Question

20．乙醇可用来制取乙醛、乙醚、乙酸乙酯等化工原料，也是制取染料、涂料、洗涤剂等产品的原料．
（1）己知在常温常压下：
①CH₃CH₂OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（g）△H₁=-1366.8kJ/mol
②2CO+O₂（g）=2CO₂（g）△H₂=-1366.8kJ/mol
③H₂O（g）=H₂O（l）△H₃=-44kJ/mol
则CH₃CH₂OH（l）和O₂生成CO和H₂O（l）的热化学方程式是：CH₃CH₂OH（l）+2O₂（g）=2CO（g）+3H₂O（l）△H=-932.8 kJ•mol^-1．
（2）在容枳为2L的密闭容器中，由CO和H₂合成由乙醇的反应为：2CO+4H₂（g）=CH₃CH₂OH（l）+H₂O（g），在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，CO转化率如图所示（注：T₁、T₂均大于280℃）：
①图可推知T₁＞T₂（填“＞”、“＜”、“=”）．
②该反应△H＜0（填“＞”、“＜”、“=”）；升高温度，上述反应向逆（填“正”“逆”）反应方向移动．
③平衡常数表达式为$\frac{c（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）•c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（CO）•{c}^{4}（{H}_{2}）}$，降低温度平衡常数将变大（填“变大”、“变小”、“不变”下酮同），反应速率将变小．
④在T₂温度时，将1mol CO和2mol H₂充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若容器内的压强与起始压强之比为2：3，则CO转化率为a=50%．

Answer 1

分析 （1）根据盖斯定律方程式①-②+③×3得到CH₃CH₂OH（l）+2O₂（g）=2CO（g）+3H₂O（l）据此计算；
（2）①温度越高，反应速率越大，反应达到平衡时所用时间越短；
②升高温度平衡向吸热方向移动，结合反应热判断；
③平衡常数为生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积，降低温度，反应速率减小，根据平衡移动判断平衡常数的变化；
④在恒温恒容条件下，混合气体的压强与气体的物质的量成正比，并结合平衡三行式，计算平衡时CO的转化率．

解答 解：（1）已知常温常压下：
①CH₃CH₂OH（l）+3O₂（g）═2CO₂（g）+3H₂O（g）△H₁=-1366.8kJ•mol^-1
②2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）△H₂=-566kJ•mol^-1
③H₂O（g）═H₂O（l）△H₃=-44kJ•mol^-1
由盖斯定律方程式①-②+③×3得到CH₃CH₂OH（l）+2O₂（g）=2CO（g）+3H₂O（l）△H=（-1366.8）-（-566）+（-44）×3kJ•mol^-1=-932.8 kJ•mol^-1，
故答案为：CH₃CH₂OH（l）+2O₂（g）=2CO（g）+3H₂O（l）△H=-932.8 kJ•mol^-1；
（2）①温度越高，反应速率越大，反应达到平衡时所用时间越短，由图象可知，T₂温度时反应先达到平衡状态，即T₂时速率快，温度高，所以T₂大于T₁；
故答案为：＞；
②由图可知，升高温度，CO的转化率减小，即升高温度平衡向逆方向移动，则正反应为放热反应，即△H＜0；
故答案为：＜；逆；
③2CO（g）+4H₂（g）?CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）的平衡常数的表达式为K=$\frac{c（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）•c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（CO）•{c}^{4}（{H}_{2}）}$，降低温度，反应速率减小，该反应为放热反应，降低温度平衡向正方向移动，化学平衡常数增大；
故答案为：K=$\frac{c（C{H}_{3}C{H}_{2}OH）•c（{H}_{2}O）}{{c}^{2}（CO）•{c}^{4}（{H}_{2}）}$；变大；变小；
④设CO的变化量为nmol，
                                          2CO+4H₂（g）=CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）
起始物质的量（mol）              1      2                   0                    0
变化物质的量（mol）               n       2n              $\frac{1}{2}$n                  $\frac{1}{2}$n       
平衡物质的量（mol）            1-n    2-2n            $\frac{1}{2}$n                $\frac{1}{2}$n
若容器内的压强与起始压强之比为2：3，则：（$\frac{1}{2}$n+$\frac{1}{2}$n+3-3n）：3=2：3，解得：n=0.5，则CO的转化率a=$\frac{0.5mol}{1mol}$×100%=50%，故答案为：50%．

点评 本题考查了盖斯定律的应用和热化学方程式的书写、影响反应速率和化学平衡的因素、化学平衡常数等，题目难度中等，注意把握盖斯定律的含义和应用方法、以及温度对反应速率和化学平衡的影响．