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【题目】乙醇是重要的化工原料和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇:2CO2(g) + 6H2(g) CH3CH2OH(g) + 3H2O(g)

(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=_________________________。

(2)请说明以CO2为原料合成乙醇的优点是_____________________(只要求写出一条)。

(3)在一定压强下,测得该反应的实验数据如下表:

500

600

700

800

1.5

45

33

20

12

2.0

60

43

28

15

3.0

83

62

37

22

① 该反应是___________反应(填“吸热”或“放热”)。

② 一定条件下,若提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],则CO2的转化率______________(填“增大”、“减小”、或“不变”)

(4)一种乙醇燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中乙醇与氧作用生成水和二氧

化碳。该电池的负极反应式为:_______________________________________。

(5)25℃、101 kPa下,H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ · mol-1、1411.0 kJ · mol-1和1366.8 kJ · mol-1,请写出由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的热化学方程式____________________________________________________。

【答案】 c(CH3CH2OH)c3(H2O)/c2(CO2)c6(H2) 废弃物再利用,有利于环保 放热 增大 C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+ C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) △H=-44.2kJ/mol

【解析】(1)2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g),依据反应化学方程式,结合化学平衡常数的概念列式写出平衡常数表达式为: ;故答案为: ;

(2)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:废弃物利用,有利于环保;

(3)①由图表分析判断,随温度升高,二氧化碳转化率减小,说明平衡逆向进行,逆向是吸热反应,则正向是放热反应;故答案为:放热;

②一定条件下,若提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],图表数据分析,同温度下,二氧化碳转化率增大,故答案为:增大;

(4)酸性条件下,乙醇在负极发生氧化反应生成二氧化碳,则负极反应为C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2+12H+,故答案为:C2H5OH+3H2O-12e-═2CO2+12H+;

(5)已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是-285.8kJ/mol、-1411.0kJ/mol和-1366.8kJ/mol,则有:①H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol;②C2H4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+2CO2(g)△H=-1411.0kJ/mol;③C2H5OH(l)+2O2(g)=3H2O(l)+2CO2 (g)△H=-1366.8kJ/mol;根据盖斯定律 ,将②-③可得:C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) △H=-44.2kJ/mol,故答案为:C2H4(g)+H2O(l)═C2H5OH(l);△H=-44.2 kJ/mol-1。

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