Question

聚乙烯醇生产过程中会产生大量副产物乙酸甲酯，其催化醇解反应可用于制备甲醇和乙酸己酯，该反应的化学方程式为：CH₃COOCH₃(l)+C₆H₁₃OH(l)CH₃COOC₆H₁₃(l)+CH₃OH(l)

已知v_正=k_正x(CH₃COOCH₃)·x(C₆H₁₃OH)，v_逆=k_逆x(CH₃COOC₆H₁₃)·x(CH₃OH)，其中v_正、v_逆为正、逆反应速率，k_正、k_逆为速率常数，x为各组分的物质的量分数。

（1）反应开始时，已醇和乙酸甲酯按物质的量之比1：1投料，测得348K、343K、338K三个温度下乙酸甲酯转化率（α）随时间（t）的变化关系如图所示。

该醇解反应的ΔH____0（填>或<）。348K时，以物质的量分数表示的化学平衡常数K_x=____（保留2位有效数字）。在曲线①、②、③中，k_正－k_逆值最大的曲线是____；A、B、C、D四点中，v_正最大的是___，v_逆最大的是____。

（2）343K时，己醇和乙酸甲酯按物质的量之比1：1、1：2和2：1进行初始投料。则达到平衡后，初始投料比____时，乙酸甲酯转化率最大；与按1：2投料相比，按2：1投料时化学平衡常数K_x___（填增大、减小或不变）。

（3）该醇解反应使用离子交换树脂作催化剂，下列关于该催化剂的说法正确的是____。

a.参与了醇解反应，但并不改变反应历程  b.使k_正和k_逆增大相同倍数

c.降低了醇解反应的活化能              d.提高乙酸甲酯的平衡转化率

Answer

> 3.2 ① A C 2：1 不变 bc

【解析】

(1)根据图像，①的速率最快，说明①对应的是最高温度348K，温度升高，平衡时转化率增大，说明正向是吸热的，所以ΔH>0；348K时，设初始投入为1mol，则有：

带入平衡常数表达式：Kx=χ(CH3COOC6H13) ·χ(CH3OH) / [χ(CH3COOCH3) ·χ(C6H13OH)] = 0.32×0.32 / (0.18×0.18) = 3.2；k正、k逆是温度的函数，根据平衡移动的规律，k正受温度影响更大，因此温度升高，k正增大的程度大于k逆，因此，k正－k逆值最大的曲线是①；根据v正= k正χ(CH3COOCH3)·χ(C6H13OH)，v逆= k逆χ(CH3COO C6H13)·χ(CH3OH)，A点χ(CH3COOCH3)·χ(C6H13OH)大，温度高，因此A点v正最大；C点χ(CH3COO C6H13)·χ(CH3OH)大且温度高，因此C点v逆最大；故答案为：>；3.2；①；A；C；

(2)增大己醇的投入量，可以增大乙酸甲酯转化率，因此，2:1时乙酸甲酯转化率最大；化学平衡常数Kx只与温度有关，因此不变；故答案为：2：1；不变；

(3)催化剂参与了醇解反应，改变了反应历程，a错误；

催化剂不影响化学平衡，说明催化剂使k正和k逆增大相同倍数，b正确；

催化剂能够降低反应的活化能，c正确；

催化剂不改变化学平衡，d错误；

故答案为：bc。