题目内容

乙醇脱水反应在不同温度条件下得到的产物组成不同。下表是常压、某催化剂存在条件下,分别以等量乙醇在不同温度下进行脱水实验获得的数据,每次实验反应时间均相同。

已知:乙醇和乙醚(CH3CH2OCH2CH3)的沸点分别为78.4℃和34.5℃。请回答下列问题:
(1)乙醇脱水制乙烯的反应是________(填“放热”、“吸热”)反应,若增大压强,平衡_____________(选填“正向”、“逆向”、“不”)移动;
(2)已知:150℃时,1mol乙醇蒸汽脱水转变为1mol乙烯,反应热的数值为46KJ,写出该反应的热化学方程式____________________________________;
(3)写出乙醇脱水制乙醚的反应的平衡常数表达式________________。当乙醇起始浓度相同时,平衡常数K值越大,表明           (填字母)。
a.乙醇的转化率越高                  b.反应进行得越完全
c.达到平衡时乙醇的浓度越大          d.化学反应速率越快
(4)根据表中数据分析,150℃时乙醇催化脱水制取的乙醚产量______(选填“大于”、“小于”、“等于”)125℃时;为了又快又多地得到产品,乙醇制乙醚合适的反应温度区域是______
(1)吸热,逆向;      (2)C2H5OH(g) = C2H4(g) + H2O(g)  △H2=+46kJ·mol1
(3)     a、b;   (4)大于    150~175℃
(1)根据表中数据可知,随着温度的升高,乙醇的转化率逐渐增大,说明正反应是吸热反应。乙醇脱水生成乙烯的反应是体积增大的可逆反应,所以增大压强,平衡向逆反应方向移动。
(2)因为是吸热反应,所以热化学方程式为C2H5OH(g)=C2H4(g) + H2O(g)  △H2=+46kJ·mol1。 
(3)根据乙醇生成乙醚的化学方程式2C2H5OH(g) = C2H5OC2H5 (g) + H2O(g)可知,该反应的平衡常数表达式为。K值越大,反应物的转化率就越大,所以ab正确,cd不正确。
(4)由表中数据不难看出,150℃是乙醇的转化率要高于125℃的转化率.。但温度越高,乙醚的含量会降低,所以为了又快又多地得到产品,乙醇制乙醚合适的反应温度区域应该是150~175℃。
练习册系列答案
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目前工业上有一种用CO2来生产燃料甲醇的方法,可以将CO2变废为宝。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)= 2CO2(g)+4H2O(g)           △H= _1275.6 kJ·mol-1
②2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g)                     △H= _556.0 kJ·mol-1
③H2O(l) = H2O(g)                             △H="+" 44.0 kJ·mol-1
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式                         
(2)某同学利用甲醇燃料电池为电源,设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如图),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。则电源中a极为  极(填“正”或“负”),其电极反应式为                        。装置上端A极电极材料是    (填化学式),B电极上的电极反应式为                  

(3)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:CO(g) +H2O(g) CO2(g) + H2(g),得到如下三组数据:
实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所需时间/min
H2O
CO
CO2
1
650
2
4
1.6
5
2
900
1
2
0.4
3
3
900
1
2
0.4
1
 
①该反应的正反应为        (填“吸”或“放”)热反应。
②实验1中,以v(H2)表示的平均反应速率为              
③900℃时,按CO(g)、H2O(g)、CO2(g) 和H2(g)的物质的量分别是0.8mol、1.0mol、0.6 mol和0.8 mol分别加入该容器,则此时反应的v(正)   v(逆)(填“>”“<”或“=”中之一)。
④实验3跟实验2相比,改变的条件可能是                 
(共10分)二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用焦炭与水蒸气在高温下的反应产物(水煤气)合成二甲醚。请回答下列问题:
(1)、制水煤气的主要化学反应方程式为:                   
(2)、煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:                          
(3)、利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
  ① 2H2(g)CO(g)CH3OH(g)90.8 kJ
  ② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)23.5 kJ
  ③ CO(g)H2O(g)CO2(g)H2(g)41.3 kJ
  总反应:3H2(g)3CO(g)CH3OCH3(g)CO2(g)Q,其中Q     kJ;
  一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是
     (填字母代号)。
a.低温高压                b.加入催化剂            c.减少CO2的浓度     d.增加CO的浓度
(4)、已知某温度下反应②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)在一密闭容器中进行到10min时恰好达平衡,测得各组分的浓度如下:
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/(mol·L)
0.44
0.6
0.6
  比较此时正、逆反应速率数值(单位相同)的大小:(甲醇)   (水)(填“>”、“<”或“=”)。
  反应开始时(CH3OH)      
  该时间内的平均反应速率(CH3OH)     
  该温度下反应的平衡常数值为     。(精确到0.01)
(14分)运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。
(1)科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究。据报道,在光照条件下,N2在催化剂表面与水发生反应生成NH3和另一种单质。在使用催化剂b和不使用催化剂a时,该反应过程和能量的变化关系如图所示。

①写出该反应的化学方程式                                       
②a和b相比,二者的平衡常数关系是Ka   Kb(填“>”、“=”或“<”)
③升高温度,平衡时NH3的含量                     (填“增大”、“不变”或“减小”)
(2)在0.5L的密闭容器中,一定量的N2和H2发生反应:N2(g) + 3H2(g)  2NH3(g) ΔH <0。400℃时,K= 0.5,某一时刻测得N2、H2和NH3三种物质物质的量分别为2mol、1mol和3mol,则该反应的v(N2)    v(N2)(填 “>” 、“="”" 或 “<”)
(3)NH3的催化氧化反应是工业制HNO3的关键步骤,测得某温度下固定容积的容器中的数据为:
     浓度mol.L-1
时间
c(NH3)
c(O2)
c(NO)
0min
1.000
1.600
0.000
2min
0.600
a
0.400
4min
0.500
0.975
0.500
6min
0.500
0.975
0.500
8min
0.700
1.225
0.750
①则2 ~4min内,v(O2) =                       。
②在第8min时改变条件,你认为改变的条件可能是                         
(4)常温下,向0.001 mol·L-1的AlCl3溶液中通入NH3直至过量,现象       ,当PH =        时,开始生成沉淀(已知:Ksp[Al(OH)3]= 1.0×10-33)。

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