Question

某项目由乙酸甲酯为原料在催化剂作用下制备乙醇，过程包括以下3个主要反应:

Ⅰ．CH₃COOCH₃(g)+2H₂(g) C₂H₅OH(g) + CH₃OH(g)     △H₁

Il．CH₃COOCH₃(g)+ C₂H₅OH(g) CH₃COOC₂H₅(g)+ CH₃OH(g)    △H₂

III．CH₃COOCH₃(g)+H₂(g) CH₃CHO (g) + CH₃OH(g)     △H₃

(1)乙醇的燃烧热为-1366．8kJ· mol^—1，写出乙醇的燃烧热化学方程式______．

(2)相同时间内，测得CH₃COOCH₃转化率、乙醇和乙酸乙酯的选择性如下图所示．

例如：乙醇的选择性=

①已知：ΔH1<0.随温度降低，反应I化学平衡常数的变化趋势是____________

②下列说法不合理的是_____________

A．温度可影响反应的选择性

B．225℃~235℃，反应I处于平衡状态

C．增大H₂的浓度，可以提高CH₃COOCH₃的转化率

③为防止“反应Ⅲ”发生，反应温度应控制的范围是____________，结合图像说明判断理由：______

④在185℃下，CH₃COOCH₃起始物质的量为5mol，生成乙醇的物质的量是_________

Answer

C2H5OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1366.8kJ·mol-1 逐渐增大 B <205℃ 从图中可知，在205℃之后，乙酸乙酯选择性下降的程度大于乙醇选择性提高的程度，说明有反应III发生。（或回答二者选择性相加小于100%也可） 0.2mol

【解析】

(1)燃烧热为1mol可燃物完全燃烧，生成稳定的氧化物时释放的热量；

(2)①ΔH1<0随温度降低，降低温度化学平衡正向移动，K增大；

②A.根据图像可知，温度改变，选择性发生改变；

B.225℃~235℃，反应I选择性增大，平衡正向移动；

C.H2和CH3COOCH3均为反应物，增大H2的浓度，平衡正向移动，CH3COOCH3的转化率提高；

③从图中可知，在205℃之后，乙酸乙酯选择性与乙醇选择性的和小于100%，说明有反应III发生，为减少反应III的发生应控制小于205℃。

④根据图像可知，在185℃下，乙醇的选择性为20%，即乙醇的量=5×20%=1mol，其中有80%的与乙酸甲酯反应生成乙酸乙酯，剩余0.2mol的乙醇。

(1)燃烧热为1mol可燃物完全燃烧，生成稳定的氧化物时释放的热量，则乙醇的燃烧热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1366.8kJ·mol-1；

(2)①ΔH1<0随温度降低，降低温度化学平衡正向移动，K增大；

②A.根据图像可知，温度改变，选择性发生改变，则温度可影响反应的选择性，A与题意不符；

B.225℃~235℃，反应I选择性增大，平衡正向移动，处于非平衡状态，B符合题意；

C.H2和CH3COOCH3均为反应物，增大H2的浓度，平衡正向移动，提高CH3COOCH3的转化率，C与题意不符；

答案为B。

③从图中可知，在205℃之后，乙酸乙酯选择性与乙醇选择性的和小于100%，说明有反应III发生。

④根据图像可知，在185℃下，乙醇的选择性为20%，即乙醇的量=5×20%=1mol，其中有80%的与乙酸甲酯反应生成乙酸乙酯，剩余0.2mol的乙醇。