Question

【題目】乙酸是重要的化工原料，在生活、生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。

（1）寫出乙酸在水溶液中的電離方程式_______________________。若某溫度下，CH3COOH(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的焓變△H= - 46.8kJ·mol-1 ，HCl(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的焓變△H= - 55.6 kJ·mol-1，則CH3COOH在水中電離的焓變△H=_________kJ·mol-1。

（2）已知常溫下CH3COOH的電離常數(shù)K＝1.6×10－5，該溫度下，1 mol·L－1CH3COONa溶液pH約為________（已知lg2=0.3）。向pH＝2的CH3COOH溶液中加入pH＝2的稀硫酸溶液，保持溶液溫度不變，溶液的pH將________________填“變大”或“變小”或“不變”)。

（3）常溫下，向10 mL 0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中逐滴滴入0.1 mol·L－1的ROH溶液，所得溶液pH及導(dǎo)電性變化如圖。下列分析正確的是_______。

A．b點(diǎn)導(dǎo)電能力最強(qiáng)，說明ROH為強(qiáng)堿

B．b點(diǎn)溶液pH＝5，此時(shí)酸堿恰好中和

C．c點(diǎn)溶液存在c(R＋)＞c(CH3COO－)、c(OH－)＞c(H＋)

D．b～c任意點(diǎn)溶液均有c(H＋)·c(OH－)＝KW＝1.0×10－14

（4）近年來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，具有明顯經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。其合成的基本反應(yīng)如下：

①在恒溫恒容容器中投入一定量的乙烯和足量的乙酸，下列分析正確的是________。

A.當(dāng)乙烯斷開1mol碳碳雙鍵的同時(shí)乙酸恰好消耗1mol，說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡

B.當(dāng)體系中乙烯的百分含量保持不變，說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡

C.達(dá)到化學(xué)平衡后再通入少量乙烯，再次達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，乙烯的濃度與原平衡相等

D.該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝

②乙烯與乙酸等物質(zhì)的量投料條件下，某研究小組在不同壓強(qiáng)下進(jìn)行了在相同時(shí)間點(diǎn)乙酸乙酯的產(chǎn)率隨溫度的變化的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。回答下列問題：

溫度在60～80℃范圍內(nèi)，乙烯與乙酸反應(yīng)速率由大到小的順序是__________________[用(P1)、(P2)、(P3)分別表示不同壓強(qiáng)下的反應(yīng)速率]。在壓強(qiáng)為P1MPa、溫度超過80℃時(shí)，乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因可能是___________________________。根據(jù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，較適宜的生產(chǎn)條件是_________________（填出合適的壓強(qiáng)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___________________（任寫出一條）。

Answer 1

【答案】 CH3COOHCH3COO—+ H+ +8.8 9.4 不變 C D B C (P1)﹥(P2)﹥(P3) 由圖像可知，P1 MPa 、80℃時(shí)反應(yīng)已達(dá)平衡且正反應(yīng)放熱，故壓強(qiáng)不變升高溫度平衡逆向移動(dòng)產(chǎn)率下降 P1 MPa、80℃ 通入乙烯氣體或增大壓強(qiáng)

【解析】（1）乙酸是一元弱酸，在水溶液中的電離方程式為CH3COOHCH3COO－+ H+。若某溫度下，CH3COOH(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的焓變△H= - 46.8kJ·mol-1 ，HCl(aq)與NaOH(aq)反應(yīng)的焓變△H= - 55.6 kJ·mol-1，則CH3COOH在水中電離的焓變△H=- 46.8kJ·mol-1 －（ - 55.6 kJ·mol-1）＝8.8kJ·mol-1。（2）已知常溫下CH3COOH的電離常數(shù)K＝1.6×10－5，該溫度下醋酸鈉的水解常數(shù)為10－14/.6×10－5，因此1 mol·L－1CH3COONa溶液中氫氧根離子濃度為，所以氫離子濃度是4×10－10mol/L，則溶液的pH約為9.4。向pH＝2的CH3COOH溶液中加入pH＝2的稀硫酸溶液，保持溶液溫度不變，氫離子濃度不變，則溶液的pH不變。（3）A、b點(diǎn)恰好反應(yīng)，生成鹽，所以導(dǎo)電能力最強(qiáng)，但不能說明ROH為強(qiáng)堿，A錯(cuò)誤；B、b點(diǎn)消耗ROH是10mL，所以酸堿恰好中和，pH＝7，B錯(cuò)誤；C．c點(diǎn)溶液中溶質(zhì)是等濃度的鹽和ROH的混合溶液，溶液顯堿性，因此存在c(R＋)＞c(CH3COO－)、c(OH－)＞c(H＋)，C正確；D．水的離子積常數(shù)是定值，因此b～c任意點(diǎn)溶液均有c(H＋)·c(OH－)＝KW＝1.0×10－14，D正確，答案選CD。（4）①A.當(dāng)乙烯斷開1mol碳碳雙鍵的同時(shí)乙酸恰好消耗1mol，均表示正反應(yīng)速率，不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，A錯(cuò)誤；B.當(dāng)體系中乙烯的百分含量保持不變，說明反應(yīng)已達(dá)到化學(xué)平衡，B正確；C.反應(yīng)中只有乙烯是氣體，溫度不變，平衡常數(shù)不變，所以達(dá)到化學(xué)平衡后再通入少量乙烯，再次達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)，乙烯的濃度與原平衡相等，C正確；D.反應(yīng)中只有乙烯是氣體，該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝c(CH2=CH2)，D錯(cuò)誤，答案選BC。②溫度一定壓強(qiáng)增大平衡正向進(jìn)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)速率由大到小順序是v（P1）＞v（P2）＞v（P3）；在壓強(qiáng)為P1MPa、溫度超過80℃時(shí)，乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因可能是：由圖象可知，P1 MPa、80℃時(shí)反應(yīng)已達(dá)平衡且正反應(yīng)放熱，故壓強(qiáng)不變升高溫度平衡逆向移動(dòng)產(chǎn)率下降；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，應(yīng)該改變的條件加快反應(yīng)速率且平衡正向進(jìn)行，可以增大反應(yīng)物濃度或增大壓強(qiáng)等。