题目内容
【题目】（加试题）
(一)近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺，不必生产乙醇或乙醛做中间体，使产品成本降低，具有明显经济优势。其合成的基本反应如下：
CH2=CH2(g)+CH3COOH(1)
CH3COOC2H5(1)
(1)下列描述能说明固定容器中乙烯与乙酸合成乙酸乙酯的反应已达化学平衡的是___________。
A．乙酸、乙酸乙酯的浓度相同
B．酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等
C．体系中气体密度一定
D．乙烯断开1mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1mol
(2)在n(乙烯)与n(乙酸)物料比为1的条件下，某研究小组在不同压强下进行了在相同时间点乙酸乙酯的产率随温度的变化的测定实验，实验结果如图所示。回答下列问题：
①温度在60～90℃范围内，乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是___________[用v(P1)、v(P2)、v(P3)分别表示不同压强下的反应速率]，分析其原因为______________________。
②在压强为P1MPa、温度超过80℃时，乙酸乙酯产率下降的原因可能是______________________。
③根据测定实验结果分析，较适宜的生产条件是______________________(填出合适的压强和温度)。为提高乙酸乙酯的产量和纯度，可以采取的措施有______________________(任写出一条)。
(3)已知反应③的标准平衡常数
，其中cΘ为标准浓度(1.0mol/L)，p(C2H4)为平衡系统中C2H4的平衡分压，p(C2H4)=p总x(C2H4)，x(C2H4)为平衡系统中C2H4的体积分数，pΘ为标准压强(1.0×105Pa)。若等物质的量的乙烯和乙酸在80℃和10MPa下反应，乙酸乙酯的平衡产率为80%，则KΘ=__________。
(二)某化学兴趣小组在实验室中模拟铝制品表面“钝化”处理过程(装置如图所示)。可供选择的试剂有：甲醇，空气，KOH溶液，其中物质b是__________，铝电极的电极反应为__________。
【答案】BC v(P1)﹥v(P2)﹥v(P3) 其它条件相同时，对有气体参与的反应，压强越大化学反应速率越快 由图像可知，P1MPa、80℃时反应已达平衡且正反应放热，故压强不变升高温度平衡逆向移动产率下降 P1MPa、80℃ 通入乙烯气体或增大压强 0.04 甲醇(或CH3OH) Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+
【解析】
（一）、（1）A.乙酸、乙酸乙酯的浓度相同但不一定不变，则不一定达到平衡状态，故A错误；
B.酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等，说明反应达到平衡状态，故B正确；
C.体系中气体密度一定，说明正逆反应速率相等，反应达到平衡状态，故C正确；
D.乙烯断开1mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1mol均表示逆反应速率相等，反应不一定达到平衡状态，故D错误。
故答案为：BC。
（2）①正反应是体积减小的，增大压强乙酸乙酯的产率增大，其它条件相同时，对有气体参与的反应，压强越大化学反应速率越快，所以温度在60～80℃范围内，乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是
(P1)﹥(P2)﹥(P3)，故答案为：v(P1)﹥v(P2)﹥v(P3)；其它条件相同时，对有气体参与的反应，压强越大化学反应速率越快。
②由图像可知，P1MPa、80℃时反应已达平衡且正反应放热，故压强不变升高温度平衡逆向移动产率下降，故答案为：由图像可知，P1MPa、80℃时反应已达平衡且正反应放热，故压强不变升高温度平衡逆向移动产率下降。
③根据测定实验结果分析，较适宜的生产条件是P1MPa、80℃。正反应体积减小，为提高乙酸乙酯的合成速率和产率，可以采取的措施有通入乙烯气体或增大压强，故答案为：P1MPa、80℃；通入乙烯气体或增大压强。
（3）设反应物的起始量约为1mol，则
CH2=CH2(g)+CH3COOH(1)
CH3COOC2H5(1)
起始（mol） 1 1 0
变化（mol） 0.8 0.8 0.8
平衡（mol） 0.2 0.2 0.8
反应前后气体的压强不变，在同容器中，不同液体的浓度之比等于其物质的量之比，故KΘ=c(CH3COOC2H5)/cΘ/[c(CH3COOH)/cΘ×p(C2H4)/pΘ]=n(CH3COOC2H5)pΘ/n(CH3COOH) p(C2H4)=0.8mol×1.0×105Pa/0.2mol×1.0×106Pa=0.04，故答案为：0.04。
（二）电解池中石墨作阴极，Al作阳极，电解质溶液为硫酸溶液，故铝电极的电极反应为Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+，生成氧化铝保护膜，与燃料电池的负极相连的是电解池的阴极，负极上甲醇失去电子发生氧化反应，故物质b为甲醇，故答案为：甲醇(或CH3OH)；Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+。
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