题目内容

【题目】乙醇和乙酸在生活和工业生产中用途广泛。请完成以下关于乙醇和乙酸的相关问题:

(1)乙醇是重要的燃料,已知在25℃、101kPa下,1kg乙醇充分燃烧能放出29713.04kJ热量,写出表示乙醇燃烧热的热化学方程式:_________________________________________

(2)乙醇燃料电池应用前景乐观,以稀硫酸为电解质溶液,燃料电池的正极电极反应式为:__________。在负极除生成CO2外,还生成了极少量的乙酸,写出生成乙酸的电极反应式:_____________________________________

(3)乙醇和乙酸反应可生成乙酸乙酯,反应方程式为:_______________________________。在密闭容器中,利用该反应制备乙酸乙酯,实验中若起始时在容器中加入3mol乙醇、1mol乙酸和一定量的浓硫酸,充分反应后容器中残留的乙醇可能为______________

A.2mol B.2.6mol C.2.8mol D.3mol

(4)反应后可向反应混合物中加入_____________溶液,再用分液漏斗分离出乙酸乙酯。

【答案】C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2+3H2O(l) ΔH=-1366.8kJ/molO2+4e-+4H+=2H2OCH3CH2OH -4e- +H2O = CH3COOH + 4H+CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3 + H2OBCNa2CO3

【解析】

本题考查的是热化学方程式和燃料电池的电子反应的书写以及酯化反应的书写和计算,注意燃烧热的定义。

(1)燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,所以要计算1mol乙醇反应时的热量,1kg乙醇的物质的量为1000/46mol,则1mol乙醇燃烧放出的热量为 kJ,则乙醇燃烧热的热化学方程式为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2+3H2O(l) ΔH=-1366.8kJ/mol。(2)乙醇燃料电池中氧气在正极反应,因为溶液为酸性,氧气得到电子结合氢离子生成水,电极反应为:O2+4e-+4H+=2H2O。乙醇失去电子生成乙酸,电极反应为:CH3CH2OH -4e- +H2O = CH3COOH + 4H+。(3)乙酸和乙醇反应生成乙酸乙酯和水,方程式为:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3 + H2O,因为酯化反应是可逆反应,所以反应物不能完全反应,假设1mol乙酸完全反应消耗1mol乙醇,所以残留的乙醇的物质的量应在2mol-3mol,故选BC。(6)反应后的混合物中有乙酸乙酯和乙酸和乙醇,可以加入碳酸钠进行分离,碳酸钠溶液能溶解乙醇,反应乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度。

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3)光气为窒息性毒剂,极易水解生成氯化氢,泄露后可用水雾吸收,化学方程式为:_______

4某温度下2L恒容密闭容器中充入 2 mol COg)、2 mol Cl2g和适量的活性炭,发生反应:Cl2g)+COgCOCl2gΔH=-108 kJ·mol1,测得在混合气中COCl2的体积分数φ(COCl2)和时间t 的关系如图曲线Ⅰ所示。

①下列情况不能表明该反应达到平衡状态的是_______填字母标号)。

ACO的体积分数不改变

BCl2的消耗速率与COCl2的生成速率相等

C.体系中不改变

D.混合气体的平均相对分子质量不再变化

②按曲线Ⅰ,平衡常数K____A点时,向容器中加入等物质的量COCl2再次达到平衡时光气的体积分数会 ______增大减小不变

③曲线Ⅱ相对曲线Ⅰ改变的条件可能是_______填字母标号)。

A.恒容通入惰性气体 B.通入 CO

C.增大压强 D.升高温度

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