题目内容

精英家教网Ⅰ工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯：CH3COOH（l）+C2H5OH（l）
浓H2SO4
△
CH3COOC2H5（l）+H2O（l）△H=-8.62kJ?mol-1
已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸点依次为118℃、78℃和77℃．在其他条件相同时，某研究小组进行了多次实验，实验结果如图所示．（1）该研究小组的实验目的是
 
．
（2）60℃下反应40min与70℃下反应20min相比，前者的平均反应速率
 
后者（填“小于”、“等于”或“大于”）．
（3）如图所示，反应时间为40min、温度超过80℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是
 
（写出两条）．
Ⅱ．煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题．
已知：CO（g）+H2O（g）??H2（g）+CO2（g）平衡常数随温度的变化如下表：
温度/℃ 400 500 800
平衡常数K 9.94 9 1
试回答下列问题：
（1）在800℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的有
 
（选填“A、B、C、D、E”）．
n（CO） n（H2O） n（H2） n（CO2）
A 1 5 2 3
B 2 2 1 1
C 3 3 0 0
D 0.5 2 1 1
E 3 1 2 1
（2）已知在一定温度下，C（s）+CO2（g）??2CO（g）平衡常数为K；
C（s）+H2O（g）??CO（g）+H2（g）　平衡常数为K1；
CO（g）+H2O（g）??H2（g）+CO2（g）　平衡常数为K2；
则K、K1、K2之间的关系是
 
．
（3）在V L密闭容器中通入10mol CO和10mol水蒸气，在T℃达到平衡，然后急速通过碱石灰，将所得混合气体燃烧，测得放出的热量为2 842kJ（已知CO燃烧热为283kJ?mol-1，H2燃烧热为286kJ?mol-1），则T℃平衡常数K=
 
．
分析：Ⅰ．（1）本题探究反应温度、反应时间对乙酸乙酯产率的影响；
（2）根据产率与时间的比值判断；
（3）乙醇和乙酸具有挥发性，乙酸乙酯的水解反应是吸热反应，根据温度对化学平衡的影响分析；
Ⅱ（1）反应在同一容器内进行，体积相同，方程式中各物质的化学计量数都是1，所以在计算中均可用物质的量数值代替浓度数值，求出此时的浓度商Qc，平衡向正反应方向移动，浓度商小于平衡常数；
（2）依据化学反应的平衡常数表达式计算分析；
（3）CO、H2的物质的量共为10mol，根据燃烧放出的热量求出CO、H2各自的物质的量，利用三段式法求出平衡时各组分的物质的量，代入平衡常数计算．
解答：解：Ⅰ． （1）根据图象知，该实验的实验目的是：探究反应温度、反应时间对乙酸乙酯产率的影响，
故答案为：探究反应温度、反应时间对乙酸乙酯产率的影响；
（2）根据乙酸乙酯的产率和时间的比值知，60℃下反应40min与70℃下反应20min相比，前者的平均反应速率小于后者，
故答案为：小于；
（3）乙醇和乙酸具有挥发性，乙酸乙酯的水解反应是吸热反应，当反应达到平衡状态时，再升高温度，促进乙酸乙酯时间，平衡向逆反应方向移动，温度过高，乙醇和乙酸大量挥发使反应物利用率下降，
故答案为：反应可能已达平衡状态，温度升高平衡向逆反应方向移动；温度过高，乙醇和乙酸大量挥发使反应物利用率下降；
Ⅱ．（1）反应在同一容器内进行，体积相同，方程式中各物质的化学计量数都是1，所以在计算中均可用物质的量数值代替浓度数值，800℃时反应平衡常数为1．
A、Qc=
c(H2)?c(CO2)
c(CO)?c(H2O)
=
3×2
1×5
=
6
5
，大于1，反应向逆反应进行，故A错误；
B、Qc=
c(H2)?c(CO2)
c(CO)?c(H2O)
=
1×1
2×2
=
1
4
，小于1，反应向正反应进行，故B正确；
C、开始只有CO、H2，反应向正反应进行，故C正确；
D、Qc=
c(H2)?c(CO2)
c(CO)?c(H2O)
=
1×1
0.5×2
=1，处于平衡状态，故D错误；
E、Qc=
c(H2)?c(CO2)
c(CO)?c(H2O)
=
2×1
3×1
=
2
3
，小于1，反应向正反应进行，故E正确；
故答案为：BCE；
（2）反应①C（s）+CO2（g）?2CO（g）平衡常数K=
c2(CO)
c(CO2)
；
反应②C（s）+H2O（g）?CO（g）+H2（g）平衡常数K1=
c(H2)?c(CO)
c(H2O)
；
反应③CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g） 平衡常数K2=
c(H2)?c(CO2)
c(CO)?c(H2O)
；
所以：
K1
K2
=
c2(CO)
c(CO2)
=K，
故答案为：K=
K1
K2
；
（3）由方程式CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g）可知，有1molCO反应则生成1molH2，开始通入10molCO，所以平衡时，CO、H2的物质的量共为10mol．则平均燃烧热为
2842kJ
10mol
=284.2kJ/mol，
利用十字交叉法计算CO、H2的物质的量之比，
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即CO、H2的物质的量之比为1.8kJ/mol：1.2kJ/mol=3：2，
所以n（CO）=10mol×
3
5
=6mol，n（H2）=10mol-6mol=4mol，
利用三段式法求出平衡时各组分的物质的量，
       CO（g）+H2O（g）?H2（g）+CO2（g），
起始：10mol  10mol      0        0   
转化：4mol   4 mol     4mol     4mol
平衡：6mol   6mol      4mol     4mol
所以常数平衡常数为 k=
c(H2)?c(CO2)
c(CO)?c(H2O)
=
4×4
6×6
=
4
9
，
故答案为：
4
9
．
点评：本题考查了探究温度、压强对化学平衡的影响、化学平衡常数的概念及计算，难点中等，试题涉及的知识点较多，题量较大，注意掌握影响化学平衡的因素，明确化学平衡常数的概念及求算方法．
练习册系列答案
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（2012?广州二模）工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯：
CH3COOH（l）+C2H5OH（l）
浓H2SO4△
CH3COOC2H5（l）+H2O（l）△H=-8.62kJ?mol-1
已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸点依次为118℃、78℃和77℃．在其他条件相同时，某研究小组进行了多次实验，实验结果如图所示．

（1）该研究小组的实验目的是
探究反应温度、反应时间对乙酸乙酯产率的影响
探究反应温度、反应时间对乙酸乙酯产率的影响
．
（2）60℃下反应40min与70℃下反应20min相比，前者的平均反应速率
小于
小于
后者（填“小于”、“等于”或“大于”）．
（3）如图所示，反应时间为40min、温度超过80℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是
反应可能已达平衡状态，温度升高平衡向逆反应方向移动；温度过高，乙醇和乙酸大量挥发使反应物利用率下降
反应可能已达平衡状态，温度升高平衡向逆反应方向移动；温度过高，乙醇和乙酸大量挥发使反应物利用率下降
（写出两条）．
（4）某温度下，将0.10mol CH3COOH溶于水配成1L溶液．
①实验测得已电离的醋酸分子占原有醋酸分子总数的1.3%，则该温度下CH3COOH的电离平衡常数K=
1.7×10-5
1.7×10-5
．（水的电离忽略不计，醋酸电离对醋酸分子浓度的影响忽略不计）
②向该溶液中再加入
1.7×10-2
1.7×10-2
mol CH3COONa可使溶液的pH约为4．（溶液体积变化忽略不计）

工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯：
CH3COOH(l)＋C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)＋H2O(l) ΔH＝－8.62kJ·mol－1
已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸点依次为118℃、78℃和77℃。在其他条件相同时，某研究小组进行了多次实验，实验结果如图所示。

（1）该研究小组的实验目的是__________________。
（2）60℃下反应40min与70℃下反应20min相比，前者的平均反应速率___________后者（填“小于”、“等于”或“大于”）。
（3）如图所示，反应时间为40min、温度超过80℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是______（写出两条）。
（4）某温度下，将0.10 mol CH3COOH溶于水配成1 L溶液。
①实验测得已电离的醋酸分子占原有醋酸分子总数的1.3%，则该温度下CH3COOH的电离平衡常数K=____________________。（水的电离忽略不计，醋酸电离对醋酸分子浓度的影响忽略不计）
②向该溶液中再加入__________mol CH3COONa可使溶液的pH约为4。（溶液体积变化忽略不计）

Ⅰ．恒温，容积为1  L恒容条件下，硫可以发生如下转化，其反应过程和能量关系如图1所示(已知：2SO2(g)＋O2(g)  2SO3(g)    ΔH＝－196.6  kJ·mol－1)，请回答下列问题：

(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式：______________________。

(2)ΔH2＝__________kJ·mol－1。

Ⅱ.工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯：

CH3COOH(l)＋C2H5OH(l)  CH3COOC2H5(l)＋H2O(l)    ΔH＝－8.62  kJ·mol－1

已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸点依次为118  ℃、78  ℃和77  ℃。在其他条件相同时，某研究小组进行了多次实验，实验结果如图所示。

(1)该研究小组的实验目的是___________________________________。

(2)60  ℃下反应40  min与70  ℃下反应20  min相比，前者的平均反应速率________后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。

(3)如图所示，反应时间为40  min、温度超过80  ℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是_________________________________(写出两条)。

Ⅲ.煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及热值等问题。

已知：CO(g)＋H2O(g)  H2(g)＋CO2(g)平衡常数随温度的变化如下表：

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

 

试回答下列问题：

(1)在800  ℃发生上述反应，以表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的有________(选填“A、B、C、D、E”)。

            n(CO)         n(H2O)          n(H2)          n(CO2)

A          1                 5                    2                3

B          2                 2                    1                1

C          3                 3                    0                0

D          0.5              2                    1                1

E          3                 1                    2                1

(2)已知在一定温度下，C(s)＋CO2(g)  2CO(g)平衡常数为K；

①C(s)＋H2O(g)  CO(g)＋H2(g)        平衡常数为K1；

②CO(g)＋H2O(g)  H2(g)＋CO2(g)  平衡常数为K2；

则K、K1、K2之间的关系是______________________________________。

 

工业上常利用醋酸和乙醇合成有机溶剂乙酸乙酯：

CH3COOH(l)＋C2H5OH(l)CH3COOC2H5(l)＋H2O(l) ΔH＝－8.62kJ·mol－1

已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸点依次为118℃、78℃和77℃。在其他条件相同时，某研究小组进行了多次实验，实验结果如图所示。

（1）该研究小组的实验目的是__________________。

（2）60℃下反应40min与70℃下反应20min相比，前者的平均反应速率___________后者（填“小于”、“等于”或“大于”）。

（3）如图所示，反应时间为40min、温度超过80℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是______（写出两条）。

（4）某温度下，将0.10 mol CH3COOH溶于水配成1 L溶液。

①实验测得已电离的醋酸分子占原有醋酸分子总数的1.3%，则该温度下CH3COOH的电离平衡常数K=____________________。（水的电离忽略不计，醋酸电离对醋酸分子浓度的影响忽略不计）

②向该溶液中再加入__________mol CH3COONa可使溶液的pH约为4。（溶液体积变化忽略不计）

 

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