Question

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：2CO 2 （g）+6H 2 （g） 催化剂

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：2CO 2 （g）+6H 2 （g） 催化剂 . △ CH 3 CH 2 OH（g）+3H 2 O（g）（1）写出该反应的平衡常数表达式：K=______．（2）在一定压强和温度下，在反应物总物质的量相同的情况下，测得该反应的实验数据如下表： 温度/℃CO 2 转化率/%n（H 2 ）/n（CO 2 ） 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提高氢碳比[n（H 2 ）/n（CO 2 ）]，则CO 2 的转化率______；化学平衡______移动，平衡常数K______（填“增大”、“减小”、或“不变”）．（3）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气作用生成水和二氧化碳．该电池的负极反应式为：______．若以上述燃料电池为电源来电解饱和食盐水，当消耗46g乙醇时，电解产生的H 2 体积（标况）为______L．（4）25℃、101kPa下，H 2 （g）、C 2 H 4 （g）和C 2 H 5 OH（l）的燃烧热分别是285.8kJ?mol -1 、1411.0kJ?mol -1 和1366.8kJ?mol -1 ，请写出由C 2 H 4 （g）和H 2 O（l）反应生成C 2 H 5 OH（l）的热化学方程式______．

Answer 1

（1）反应为2CO 2 （g）+6H 2 （g）  催化剂 . △  CH 3 CH 2 OH（g）+3H 2 O（g），则K= c3( H 2 O)×c(C H 3 C H 2 OH) c2(C O 2 )×c6( H 2 ) ， 故答案为： c3( H 2 O)×c(C H 3 C H 2 OH) c2(C O 2 )×c6( H 2 ) ； （2）①由表中数据可知，温度越高，二氧化碳的转化率越低，则升高温度，化学平衡逆向移动，则正反应为放热反应，故答案为：放热； ②由表中的数据可知，相同温度时，提高氢碳比[n（H 2 ）/n（CO 2 ）]，则CO 2 的转化率增大，化即学平衡正向移动，但温度不变，则K不变， 故答案为：增大；正向；不变； （3）酸性条件下，乙醇在负极发生氧化反应，则负极反应为C 2 H 5 OH-12e - +3H 2 O=2CO 2 +12H + ， 由电子守恒可知C 2 H 5 OH～12e - ～6H 2 ↑，n（C 2 H 5 OH）= 46g 46g/mol =1mol， 则n（H 2 ）=6mol，其标况下的体积为6mol×22.4L/mol=134.4L， 故答案为：C 2 H 5 OH-12e - +3H 2 O=2CO 2 +12H + ；134.4； （4）25℃、101kPa下，H 2 （g）、C 2 H 4 （g）和C 2 H 5 OH（l）的燃烧热分别是285.8kJ?mol -1 、1411.0kJ?mol -1 和 1366.8kJ?mol -1 ， 则H 2 （g）+ 1 2 O 2 （g）=H 2 O（l）△H=-285.8kJ?mol -1 ①， C 2 H 4 （g）+3O 2 （g）=2CO 2 （g）+2H 2 O（l）△H=-1411.0kJ?mol -1 ②， C 2 H 5 OH（l）+3O 2 （g）=2CO 2 （g）+3H 2 O（l）△H=-1366.8kJ?mol -1 ③， 由盖斯定律可知，②-③可得反应C 2 H 4 （g）+H 2 O（l）=C 2 H 5 OH（l）， 其反应热为-1411.0kJ?mol -1 -（-1366.8kJ?mol -1 ）=-44.2 kJ?mol -1 ， 热化学方程式为C 2 H 4 （g）+H 2 O（l）=C 2 H 5 OH（l）△H=-44.2 kJ?mol -1 ， 故答案为：C 2 H 4 （g）+H 2 O（l）=C 2 H 5 OH（l）△H=-44.2 kJ?mol -1 ．