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【题目】聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯,其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯,该反应的化学方程式为:CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l)

已知v=kx(CH3COOCH3)x(C6H13OH)v=kx(CH3COOC6H13)x(CH3OH),其中vv为正、逆反应速率,kk为速率常数,x为各组分的物质的量分数。

1)反应开始时,已醇和乙酸甲酯按物质的量之比11投料,测得348K343K338K三个温度下乙酸甲酯转化率(α)随时间(t)的变化关系如图所示。

该醇解反应的ΔH____0(填><)。348K时,以物质的量分数表示的化学平衡常数Kx=____(保留2位有效数字)。在曲线①、②、③中,kk值最大的曲线是____ABCD四点中,v最大的是___v最大的是____

2343K时,己醇和乙酸甲酯按物质的量之比111221进行初始投料。则达到平衡后,初始投料比____时,乙酸甲酯转化率最大;与按12投料相比,按21投料时化学平衡常数Kx___(填增大、减小或不变)。

3)该醇解反应使用离子交换树脂作催化剂,下列关于该催化剂的说法正确的是____

a.参与了醇解反应,但并不改变反应历程 b.使kk增大相同倍数

c.降低了醇解反应的活化能 d.提高乙酸甲酯的平衡转化率

【答案】> 3.2 A C 21 不变 bc

【解析】

(1)根据图像,①的速率最快,说明①对应的是最高温度348K,温度升高,平衡时转化率增大,说明正向是吸热的,所以ΔH>0348K时,设初始投入为1mol,则有:

带入平衡常数表达式:Kx=χ(CH3COOC6H13) χ(CH3OH) / [χ(CH3COOCH3) χ(C6H13OH)] = 0.32×0.32 / (0.18×0.18) = 3.2kk是温度的函数,根据平衡移动的规律,k受温度影响更大,因此温度升高,k增大的程度大于k,因此,kk值最大的曲线是①;根据v= kχ(CH3COOCH3)χ(C6H13OH)v= kχ(CH3COO C6H13)χ(CH3OH)Aχ(CH3COOCH3)χ(C6H13OH)大,温度高,因此Av最大;Cχ(CH3COO C6H13)χ(CH3OH)大且温度高,因此Cv最大;故答案为:>3.2;①;AC

(2)增大己醇的投入量,可以增大乙酸甲酯转化率,因此,2:1时乙酸甲酯转化率最大;化学平衡常数Kx只与温度有关,因此不变;故答案为:21;不变;

(3)催化剂参与了醇解反应,改变了反应历程,a错误;

催化剂不影响化学平衡,说明催化剂使kk增大相同倍数,b正确;

催化剂能够降低反应的活化能,c正确;

催化剂不改变化学平衡,d错误;

故答案为:bc

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