Question

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=-556kJ/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:_____________。

(2)在容积为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______(填“正”“逆”)反应方向移动。

③平衡常数表达式为_________，降低温度平衡常数将_______(填“变大”、“变小”、“不变”下酮同），反应速率将___________。

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=________。

Answer

CH3CH2OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+3H2O(l) △H=-932.8kJ/mol > < 逆 变大 变小 50%

【解析】(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T1小于T2；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=，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=；变大；变小；

④设反应的CO的物质的量为2x，由化学平衡的三段模式法计算可知，

        2CO(g)+4H2(g) CH3CH2OH(g)+H2O(g)

起始(mol)    1         2          0            0

变化    2x         4x          x           x

平衡    1-2x      2-4x         x           x

根据相同条件下气体的压强之比等于物质的量之比，则容器内的压强与起始压强之比为=(1-2x+2-4x+x+x)：(1+2)=2：3，解得x=0.25mol，即CO转化率为a=×100%=50%，故答案为：50%。

点睛：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。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。