8.醋酸由于成本較低,在生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用.
(1)寫出醋酸在水溶液中的電離方程式CH3COOH?CH3COO-+H+.若某溫度下,CH3COOH(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的△H=-46.8kJ•mol-1,HCl(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的△H=-55.6kJ•mol-1,則CH3COOH在水溶液中電離的△H=+8.8kJ•mol-1
(2)某溫度下,實驗測得0.1mol•L-1醋酸電離度約為1.5%,則該溫度下0.1mol•L-1CH3COOH的電離平衡常數(shù)K=$\frac{(0.1×1.5%)^{2}}{0.1×(1-1.5%)}$(列出計算式,已知電離度α=$\frac{已電離分子數(shù)}{分子總數(shù)}$×100%)
(3)近年來化學(xué)家研究開發(fā)出用乙烯和乙酸為原料、雜多酸作催化劑合成乙酸乙酯的新工藝,不必生產(chǎn)乙醇或乙醛做中間體,使產(chǎn)品成本降低,具有明顯經(jīng)濟優(yōu)勢.其合成的基本反應(yīng)如下:
CH2═CH2(g)+CH3COOH(l)$\stackrel{雜多酸}{?}$CH3COOC2H5(l)
下列描述能說明乙烯與乙酸合成乙酸乙酯的反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡的是BD.
A.乙烯、乙酸、乙酸乙酯的濃度相同
B.酯化合成反應(yīng)的速率與酯分解反應(yīng)的速率相等
C.乙烯斷開1mol碳碳雙鍵的同時乙酸恰好消耗1mol
D.體系中乙烯的百分含量一定
(4)在n(乙烯)與n(乙酸)物料比為1的條件下,某研究小組在不同壓強下進行了在相同時間點乙酸乙酯的產(chǎn)率隨溫度的變化的測定實驗,實驗結(jié)果如圖所示.回答下列問題:
①溫度在60~80℃范圍內(nèi),乙烯與乙酸酯化合成反應(yīng)速率由大到小的順序是v(P1)>v(P2)>v(P3)[用v(P1)、v(P2)、v(P3)分別表示不同壓強下的反應(yīng)速率],分析其原因為其它條件相同時,對有氣體參與的反應(yīng),壓強越大化學(xué)反應(yīng)速率越快.
②壓強為P1MPa、溫度60℃時,若乙酸乙酯的產(chǎn)率為30%,則此時乙烯的轉(zhuǎn)化率為30%.
③在壓強為P1MPa、溫度超過80℃時,乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因可能是由圖象可知,P1 MPa、80℃時反應(yīng)已達(dá)平衡且正反應(yīng)放熱,故壓強不變升高溫度平衡逆向移動產(chǎn)率下降.
④根據(jù)測定實驗結(jié)果分析,較適宜的生產(chǎn)條件是P1 MPa、80℃(填出合適的壓強和溫度).為提高乙酸乙酯的合成速率和產(chǎn)率,可以采取的措施有通入乙烯氣體或增大壓強(任寫出一條).

分析 (1)醋酸是弱酸存在電離平衡,CH3COOH(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)可分為兩步:①CH3COOH在水溶液中電離CH3COOH?H++CH3COO-;②產(chǎn)生的H+與NaOH(aq)反應(yīng),利用蓋斯定律進行計算,可得CH3COOH在水溶液中電離的反應(yīng)熱;
(2)電離度α=$\frac{已電離的醋酸分子}{醋酸分子總數(shù)}$×100%;CH3COOH的電離平衡常數(shù)Ka=$\frac{c({H}^{+})c(C{H}_{3}CO{O}^{-})}{c(C{H}_{3}COOH)}$,以此解答該題;
(3)根據(jù)化學(xué)平衡狀態(tài)的特征分析,當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度、質(zhì)量、體積分?jǐn)?shù)以及百分含量不變,以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化;
(4)①壓強越大,反應(yīng)速率越大;
②壓強為P1MPa、溫度60℃時,若乙酸乙酯的產(chǎn)率為30%,依據(jù)化學(xué)平衡三行計算劣勢計算得到,轉(zhuǎn)化率=$\frac{消耗量}{起始量}$×100%;
③在壓強為P1MPa、溫度超過80℃時,乙酸乙酯產(chǎn)率下降,說明升溫平衡逆向進行;
④選擇適宜條件使得乙酸乙酯產(chǎn)率達(dá)到最大,為提高乙酸乙酯的合成速率和產(chǎn)率,贏是改變的條件加快反應(yīng)速率且平衡正向進行.

解答 解:(1)醋酸是弱酸存在電離平衡,電離方程式為:CH3COOH?CH3COO-+H+
CH3COOH(aq)+OH-(aq)═CH3COO-(aq)+H2O(l)△H=-46.8kJ•mol-1
   H+(aq)+OH-(aq)═H2O(l)△H=△H=-55.6kJ•mol-1
用①-②可得CH3COOH電離的熱化學(xué)方程式為:CH3COOH(aq)?H+(aq)+CH3COO-(aq)△H=-46.8kJ•mol-1-(-55.6kJ•mol-1)=+8.8kJ•mol-1,
故答案為:CH3COOH?CH3COO-+H+;+8.8;
(2)由CH3COOH?CH3COO-+H+知,c(H+)等于已經(jīng)電離的c(CH3COOH),所以已經(jīng)電離的醋酸濃度是0.1×1.5%mol/L,
由CH3COOH?CH3COO-+H+知,c(H+)=c(CH3COO-)=已經(jīng)電離的c(CH3COOH),
溶液中未電離的醋酸濃度為,
Ka=$\frac{c({H}^{+})c(C{H}_{3}CO{O}^{-})}{c(C{H}_{3}COOH)}$=$\frac{(0.1×1.5%)^{2}}{0.1×(1-1.5%)}$,
故答案為:$\frac{(0.1×1.5%)^{2}}{0.1×(1-1.5%)}$;
(3)A.乙烯、乙酸、乙酸乙酯的濃度相同不能說明正逆反應(yīng)速率相同,故意A錯誤;
B.酯化合成反應(yīng)的速率與酯分解反應(yīng)的速率相等,說明正逆反應(yīng)速率相同,故B正確;
C.乙烯斷開1mol碳碳雙鍵的同時乙酸恰好消耗1mol,只能說明反應(yīng)正向進行,故C錯誤;
D.體系中乙烯的百分含量一定是平衡標(biāo)志,故D正確;
故答案為:BD;
(4)①CH2═CH2(g)+CH3COOH(l)$\stackrel{雜多酸}{?}$CH3COOC2H5(l),溫度一定壓強增大平衡正向進行,反應(yīng)速率增大,圖象分析可知P1>P2>P3,則溫度在60~80℃范圍內(nèi),乙烯與乙酸酯化合成反應(yīng)速率由大到小的順序是v(P1)>v(P2)>v(P3),
故答案為:v(P1)>v(P2)>v(P3);其它條件相同時,對有氣體參與的反應(yīng),壓強越大化學(xué)反應(yīng)速率越快;
②CH2═CH2(g)+CH3COOH(l)$\stackrel{雜多酸}{?}$CH3COOC2H5(l),
起始量(mol)           1                           1                        0
變化量(mol)           x                            x                        x
平衡量(mol)          1-x                       1-x                        x
弱乙烯全部轉(zhuǎn)化生產(chǎn)乙酸乙酯1mol,若乙酸乙酯的產(chǎn)率為30%,則生成乙酸乙酯0.3mol,所以消耗乙烯0.3mol,
乙烯的轉(zhuǎn)化率=30%,
故答案為:30%;
③在壓強為P1MPa、溫度超過80℃時,乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因可能是:由圖象可知,P1 MPa、80℃時反應(yīng)已達(dá)平衡且正反應(yīng)放熱,故壓強不變升高溫度平衡逆向移動產(chǎn)率下降
故答案為:由圖象可知,P1 MPa、80℃時反應(yīng)已達(dá)平衡且正反應(yīng)放熱,故壓強不變升高溫度平衡逆向移動產(chǎn)率下降;
④選擇適宜條件使得乙酸乙酯產(chǎn)率達(dá)到最大,圖象中乙酸乙酯產(chǎn)率最大的條件是:P1 MPa、80℃,為提高乙酸乙酯的合成速率和產(chǎn)率,贏是改變的條件加快反應(yīng)速率且平衡正向進行,可以增大反應(yīng)物濃度或增大壓強等,
故答案為:P1 MPa、80℃; 通入乙烯氣體或增大壓強.

點評 本題考查了弱電解質(zhì)電離平衡、熱化學(xué)方程式書寫、電離平衡常數(shù)計算、平衡影響因素和圖象分析判斷,平衡移動原理是解題關(guān)鍵,題目難度中等.

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18.下列關(guān)于實驗操作的敘述正確的是( 。
A.酸堿滴定時,眼睛一定要注視滴定管中液面的變化
B.實驗室制乙烯時,為使受熱均勻,應(yīng)輕輕攪動溫度計
C.測溶液酸堿性時,須將PH試紙浸入待測液中
D.分液時,下層液體先從分液漏斗下口放出,上層液體后從上口倒出

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19.下列工業(yè)生產(chǎn)的條件選擇與勒沙特列原理無關(guān)的是(  )
A.工業(yè)合成氯化氫時使用過量氫氣
B.硫酸工業(yè)接觸室中使用過量空氣
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D.侯氏制堿法向母液中加入氯化鈉提取氯化銨

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16.下列反應(yīng)中,水作還原劑的反應(yīng)是( 。
A.CaO+H2O→Ca(OH)2B.2Na+2H2O→2NaOH+H2
C.2F2+2H2O→4HF+O2D.2H2+O2$\stackrel{點燃}{→}$2H2O

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3.某溶液中含有大量的 K+、Cl-及 X與 Y兩種離子,現(xiàn)向該溶液加入 W試劑,根據(jù)實驗現(xiàn)象得到的關(guān)于X、Y
離子的推斷能成立的是( 。
W試劑實驗現(xiàn)象X、Y離子的推測
AKI-淀粉溶液溶液變藍(lán)Fe3+、SO42-
B用pH試紙檢測pH=7(常溫)CH3COO-、Na+
C硝酸酸化的AgNO3溶液白色沉淀CO32-、NH4+
D過量NaOH溶液無明顯現(xiàn)象Al3+、Mg2+
A.AB.BC.CD.D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實驗題

13.工業(yè)上常利用含硫廢水生產(chǎn)Na2S2O3•5H2O,原理是S+Na2SO3═Na2S2O(Na2SO3稍過量).實驗室可用如圖1裝置(略去部分加持儀器)模擬生成過程.

(1)儀器a的名稱圓底燒瓶,其中產(chǎn)生氣體的化學(xué)方程式為Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+H2O.
(2)裝置B的作用是緩沖裝置(或者平衡裝置內(nèi)外壓強等)、觀察SO2生成速率.
(3)實驗中,為使SO2緩慢進入裝置C,采用的操作是控制滴加硫酸的速度,裝置C中制備反應(yīng)結(jié)束的現(xiàn)象是溶液變澄清(或渾濁消失).
(4)裝置C中的溶液,一般控制在堿性環(huán)境,否則產(chǎn)品發(fā)黃,用離子反應(yīng)方程式表示其原因S2O32-+2H+═S↓+SO2↑+H2O;為減少裝置C中?赡艹霈F(xiàn)的Na2SO4雜質(zhì),在不改變原有裝置的基礎(chǔ)上應(yīng)采取的操作是先通一段時間SO2后再打開加熱裝置;反應(yīng)結(jié)束后,過濾C中的混合物,濾液經(jīng)蒸發(fā)(填寫操作名稱)、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥,得到產(chǎn)品.
(5)裝置D用于處理尾氣,可選用圖2中的最合理裝置(夾持儀器已略去)為d(填序號).

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

20.設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值.下列有關(guān)敘述正確的是(  )
A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L CH4含有的共價鍵數(shù)為NA
B.1 mol Fe與1mol Cl2充分反應(yīng),電子轉(zhuǎn)移數(shù)為3NA
C.常溫下,pH=2的醋酸溶液中含有的H+數(shù)目為0.02NA
D.常溫常壓下,46g的NO2和N2O4混合氣體含有的原子數(shù)為3NA

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17.同溫同壓下兩個容積相等的貯氣瓶,一個裝有C2H4,另一個裝有C2H2和C2H6的混合氣體,兩瓶氣體一定具有相同的( 。
A.質(zhì)量B.密度C.碳原子數(shù)D.原子總數(shù)

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17.工業(yè)制備下列物質(zhì)的反應(yīng)方程式不正確的是( 。
A.工業(yè)制漂白粉:Cl2+2NaOH═NaCl+NaClO+H2O
B.工業(yè)制粗硅:SiO2+2C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Si+2CO
C.工業(yè)合成氨:N2+3H2 $?_{催化劑}^{高溫高壓}$ 2NH3
D.工業(yè)煉鐵:Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2

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