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精英家教网乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇.
①2CO2(g)+6H2(g)
催化剂
CH3CH2OH(g)+3H2O(g)  25℃时,K=2.95×1011
②2CO(g)+4H2(g)
催化剂
CH3CH2OH(g)+H2O(g)    25℃时,K=1.71×1022
(1)写出反应①的平衡常数表达式K=
 
.
(2)条件相同时,反应①与反应②相比,转化程度更大的是
 
.以CO2为原料合成乙醇的优点是
 
(写出一条即可).
(3)在一定压强下,测得反应①的实验数据如下表.
精英家教网 500 600 700 800
1.5 45 33 20 12
2 60 43 28 15
3 83 62 37 22
对于反应①,根据表中数据分析可知,温度升高,K值
 
(填“增大”、“减小”、或“不变”);提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],K值
 
(填“增大”、“减小”、或“不变”),对生成乙醇
 
(填“有利”或“不利”),此时H2的转化率
 
(填“增大”、“减小”、或“不变”).
(4)在如图的坐标系中作图说明压强变化对反应①的化学平衡的影响,并标明横坐标、纵坐标的含义.
分析:(1)根据平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比来分析;
(2)利用化学平衡常数来分析转化程度,平衡常数大,则转化程度大;从资源利用及环保角度来分析该合成方法的优点;
(3)由表格中的数据可知,温度越高,平衡常数越小;K只受温度的影响,但提高氢碳比促使反应正向移动的程度增大,有利于生成乙醇;
(4)该反应为反应前后气体体积减小的反应,增大压强平衡向体积减小的反应方向移动,即向正反应移动,乙醇的含量增大,H2、CO2,含量降低,据此作图;
解答:解:(1)由反应2CO2(g)+6H2(g)
催化剂
.
△
CH3CH2OH(g)+3H2O(g),平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,则K=
c(C2H5OH)×c3(H2O)
c2(CO2)×c6(H2)
,
故答案为:
c(C2H5OH)×c3(H2O)
c2(CO2)×c6(H2)
;
(2)因反应②的K大,则正向进行的程度大,即反应物的转化程度高,以CO2为原料合成乙醇,减少二氧化碳造成的温室效应,废弃物利用,有利于环保,
故答案为:②;废弃物利用,有利于环保;
(3)由表格数据可以看出,温度越高,K值越小,因K只受温度的影响,则提高氢碳比能促使反应正向移动的程度增大,有利于生成乙醇,但生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,即K不变,根据表格可知,其它条件不变时,提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],CO2转化率增大,说明平衡向正反应方向移动,有利于的合成,但氢气量增大提高二氧化碳转化率,本身转化率减小,所以氢气转化率减小;
故答案为:减小、不变、有利、减小;
(4)对于化学反应:2CO2(g)+6H2(g)
 催化剂 
.
 
CH3CH2OH(g)+3H2O(g),根据化学平衡移动原理,该反应为反应前后气体体积减小的反应,增大压强平衡向体积减小的反应方向移动,即向正反应移动,乙醇的含量增大,H2、CO2,含量降低,如图所示
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故答案为:精英家教网或精英家教网.
点评:本题考查化学平衡及热化学反应方程式,明确化学平衡常数的概念及影响因素、影响化学平衡的因素、盖斯定律是解答本题的关键,题目难度中等.
练习册系列答案
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联合国气候变化大会2009年12月7日在丹麦首都哥本哈根拉开帷幕,降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了各国的普遍重视.
(1)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇.298.15K时,CO2、H2、与CH3OH、H2O的平均能量与合成甲醇反应的活化能的曲线图如图所示,据图回答问题:

①写出合成甲醇反应的热化学方程式
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-(n-m)kJ?mol-1
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-(n-m)kJ?mol-1
;
②在图中曲线
b
b
(填“a”或“b”)表示加入催化剂的能量变化曲线,催化剂能加快反应速率的原理是
催化剂能降低该反应的活化能,提高活化分子的百分数,化学反应速率加快
催化剂能降低该反应的活化能,提高活化分子的百分数,化学反应速率加快
;
③在体积为l L的密闭容器中,充入lmol CO2和3mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.

从反应开始到平衡,甲醇的平均反应速率v(CH3OH)=
0.075mol?L-1?min-1
0.075mol?L-1?min-1
;
该反应的平衡常数k=
16
3
16
3
.
(2)乙醇是重要的化工产品和液体燃料,同样可以利用CO2反应制取乙醇:
2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)   25℃时,K=2.95×1011
在一定压强下,测得反应的实验数据如下表.分析表中数据回答下列问题:

500 600 700 800
1.5 45 33 20 12
2.0 60 43 28 15
3.0 83 62 37 22
①温度升高,K值
减小
减小
(填“增大”、“减小”、或“不变”).
②提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],K值
不变
不变
(填“增大”、“减小”、或“不变”),对生成乙醇
有利
有利
(填“有利”或“不利”).
③在右图的坐标系中作图说明压强变化对反应①的化学平衡的影响.并对图中横坐标、纵坐标的含义作必要的标注.
(2009?肇庆二模)乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇:
①2CO2(g)+6H2(g)
催化剂
 CH3CH2OH(g)+3H2O(g)   25℃时,K=2.95×1011
②2CO(g)+4H2(g)
催化剂
CH3CH2OH(g)+H2O(g)   25℃时,K=1.71×1022
(1)写出反应①的平衡常数表达式K=
c(C2H5OH)?c3(H2O)
c2(CO2)?c6(H 2)
c(C2H5OH)?c3(H2O)
c2(CO2)?c6(H 2)
.
(2)条件相同时,反应①与反应②相比,转化程度更大的是
②
②
;以CO2为原料合成乙醇的优点是
废弃物利用,有利于环保
废弃物利用,有利于环保
(写出一条即可).
(3)在一定压强下,测得反应①的实验数据如下表.分析表中数据回答下列问题:
500 600 700 800
1.5 45 33 20 12
2.0 60 43 28 15
3.0 83 62 37 22
①温度升高,K值
减小
减小
(填“增大”、“减小”、或“不变”).
②提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],K值
不变
不变
(填“增大”、“减小”、或“不变”),对生成乙醇
有利
有利
(填“有利”或“不利”).
(4)在右图的坐标系中作图说明压强变化对反应①的化学平衡的影响.并对图中横坐标、纵坐标的含义作必要的标注.
(5)肼(N2H4)与NO2反应生成N2和水蒸汽,比相同质量乙醇与O2燃烧生成CO2和水蒸汽产生的热能更多,故肼常作为高能火箭燃料.
已知:N2 (g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ/mol
则肼与二氧化氮反应生成氮气和水蒸汽的热化学方程式为:
2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ
2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ
.
(2010?金平区模拟)乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇:
①2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g)   25℃时,K=2.95×1011
②2CO(g)+4H2(g) CH3CH2OH(g)+H2O(g)   25℃时,K=1.71×1022
(1)写出反应①的平衡常数表达式K=
c(C2H5OH)?c3(H2O)
c2(CO2)?c6(H 2)
c(C2H5OH)?c3(H2O)
c2(CO2)?c6(H 2)
.
(2)条件相同时,反应①与反应②相比,转化程度更大的是
②
②
;以CO2为原料合成乙醇的优点是
废弃物利用,有利于环保
废弃物利用,有利于环保
(写出一条即可).
(3)在一定压强下,测得反应①的实验数据如下表.分析表中数据回答下列问题:
温度/Kn(H2)/n(CO2)CO2转化率/% 500 600 700 800
1.5 45 33 20 12
2.0 60 43 28 15
3.0 83 62 37 22
①温度升高,K值
减小
减小
(填“增大”、“减小”、或“不变”).
②提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],K值
不变
不变
(填“增大”、“减小”、或“不变”),对生成乙醇
有利
有利
(填“有利”或“不利”).
(4)肼(N2H4)与NO2反应生成N2和水蒸汽,比相同质量乙醇与O2燃烧生成CO2和水蒸汽产生的热能更多,故肼常作为高能火箭燃料.
已知:N2 (g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol     N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ/mol
则肼与二氧化氮反应生成氮气和水蒸汽的热化学方程式为:
2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ/mol
2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ/mol
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