Question

19．乙醇是重要的化工原料和液體燃料，在恒溫恒容的密閉容器中，通入2mol CO₂和6mol H₂，發(fā)生反應為2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）；△H＜0，請回答：
（1）下列描述能說明上述反應已達化學平衡狀態(tài)的是AB（填字母序號）．
A．CO₂的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變
B．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間改變而改變
C．混合氣體的密度不隨時間而變化
D．單位時間內(nèi)每消耗1.2molH₂，同時生成0.6molH₂O
  （2）寫出上述反應的化學平衡常數(shù)的表達式為$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）•c（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）•{c}^{6}（{H}_{2}）}$，升高溫度時，該反應的化學平衡常數(shù)減�。ㄌ睢霸龃蟆�、“減小”或“不變”）．
（3）下列措施中能使   $\frac{n（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）}{n（C{O}_{2}）}$增大的是CD．
A．升高溫度                                    B．恒溫恒容下充入氦氣
C．將H₂O（g）從體系分離              D．恒溫恒容下再充入2molCO₂和6molH₂
（4）已知：0.5mol 乙醇液體燃燒生成二氧化碳和水蒸氣，放出的熱量為617.1kJ/mol，又知H₂O（l）═H₂O（g）；△H=+44.2kJ/mol，請寫出乙醇液體完全燃燒生成液態(tài)水的熱化學方程式：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.8kJ/mol．

Answer 1

分析 （1）反應達到平衡狀態(tài)時，正逆反應速率相等，平衡時各種物質(zhì)的物質(zhì)的量、濃度等不再發(fā)生變化，以及由此衍生的一些物理量為定值，由此結(jié)合選項進行判斷；
（2）化學平衡常數(shù)指一定溫度下，可逆反應到達平衡狀態(tài)各生成濃度的系數(shù)次冪的乘積與各反應物濃度的系數(shù)次冪的乘積的比值，據(jù)此書寫；
該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，平衡常數(shù)減小，據(jù)此判斷；
（3）A．升高溫度，平衡逆向移動，$\frac{n（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）}{n（C{O}_{2}）}$減�。� B．恒溫恒容下充入氦氣，平衡不移動，比值不變；
C．將H₂O（g）從體系分離，平衡正向移動，能使 $\frac{n（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）}{n（C{O}_{2}）}$增大； D．恒溫恒容下再充入2molCO₂和6molH₂，相當于增大壓強，平衡正向移動，能使$\frac{n（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）}{n（C{O}_{2}）}$增大；
（4）先求出1mol液態(tài)乙醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量，再根據(jù)書寫熱化學方程式的方法書寫．

解答 解：（1）A．CO₂的體積分數(shù)在混合氣體中保持不變，說明反應達平衡狀態(tài)，故正確；
B．混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間改變而改變，說明氣體的物質(zhì)的量不變，反應達平衡狀態(tài)，故正確；
C．混合氣體的密度始終不隨時間變化而變化，故錯誤；
D．只要反應發(fā)生就符合單位時間內(nèi)每消耗1.2molH₂，同時生成0.6molH₂O，故錯誤；
故選：AB；
（2）可逆反應2CO₂（g）+6H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）的平衡常數(shù)k=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）•c（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）•{c}^{6}（{H}_{2}）}$，
該反應正反應是放熱反應，升高溫度平衡向逆反應移動，平衡常數(shù)減小，即溫度越高，平衡常數(shù)越小，
故答案為：$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）•c（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）}{{c}^{2}（C{O}_{2}）•{c}^{6}（{H}_{2}）}$；減��；
（3）A．升高溫度，平衡逆向移動，$\frac{n（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）}{n（C{O}_{2}）}$減小，故不符合； B．恒溫恒容下充入氦氣，平衡不移動，比值不變，故符合；
C．將H₂O（g）從體系分離，平衡正向移動，能使 $\frac{n（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）}{n（C{O}_{2}）}$增大，故符合； D．恒溫恒容下再充入2molCO₂和6molH₂，相當于增大壓強，平衡正向移動，能使$\frac{n（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）}{n（C{O}_{2}）}$增大，故符合；故選CD；
（4）1mol液態(tài)乙醇完全燃燒生成二氧化碳和氣態(tài)水放出熱量為617.1kJ×$\frac{1mol}{0.5mol}$=1234.2kJ，
1mol液態(tài)乙醇完全燃燒生成3mol水，3mol氣態(tài)水轉(zhuǎn)化為液態(tài)水放出的熱量44.2kJ×3=132.6kJ，
所以1mol液態(tài)乙醇完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量為1234.2kJ+132.6kJ=1366.8kJkJ，
所以乙醇燃燒生成氣態(tài)水的熱化學方程式為C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.8kJ/mol，
故答案為：C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.8kJ/mol．

點評 本題考查化學平衡狀態(tài)判斷、平衡常數(shù)、化學平衡影響因素、熱化學方程式的書寫等，難度中等，（4）注意反應熱的計算．