Question

乙酸甲酯是树脂、涂料、油墨、油漆、胶粘剂、皮革生产过程所需的有机溶剂，而且乙酸甲酯还可作为原料制备燃料乙醇。已知：乙酸甲酯可由乙酸和甲醇进行酯化反应得到。请回答下列问题：

(1)①CH₃COOH(l)+2O₂(g)=2CO₂(g)+2H₂O(l) ∆H₁=-874.5kJ/mol

②2CH₃OH(l)+3O₂(g)=2CO₂(g)+4H₂O(l) ∆H₂=-1453kJ/mol

③2CH₃COOCH₃(l)+7O₂(g)=6CO₂(g)+6H₂O(l) ∆H₃=-3189.8kJ/mol

由上述反应，可求出CH₃COOH(l)+CH₃OH(l)=CH₃COOCH₃(l)+H₂O(l)的∆H=________。

(2)对于反应CH₃COOH(l)+CH₃OH(l)⇌CH₃COOCH₃(l)+H₂O(l)，判断下列选项可以提高乙酸平衡转化率的是______

A.加入催化剂，增快反应速率       

B.加入过量的甲醇

C.加入过量的乙酸                 

D.将乙酸甲酯从体系中分离

E.适当地提高反应温度             

F.适当地降低反应温度

(3)在刚性容器压强为1.01MPa时，乙酸甲酯与氢气制备乙醇发生了两个反应：

主反应：CH₃COOCH₃(g)+2H₂(g) ⇌ CH₃OH(g)+CH₃CH₂OH(g) ∆H<0，

副反应：CH₃COOCH₃(g)+H₂(g) ⇌ CH₃OH(g)+CH₃CHO(g) ∆H>0，实验测得，在相同时间内，反应温度与CH₃CH₂OH和CH₃CHO的产率之间的关系如图所示：

①在540℃之前CH₃CHO的产率远低于CH₃CH₂OH产率的原因是________。

②在470℃之后CH₃CHO与CH₃CH₂OH产率变化趋势可能的原因是________。

(4)若在470℃时，以n(CH₃COOCH₃):n(H₂)=1:10的投料比只进行主反应(不考虑副反应)，乙酸甲酯转化率与气体总压强的关系如图所示：

①A点时，CH₃COOCH₃(g)的平衡分压为________MPa，CH₃CH₂OH(g)的体积分数________%(保留一位小数)。

②470℃时，该反应的化学平衡常数K_p=________(MPa)^-1(K_p为以分压表示的平衡常数，列出计算式，不要求计算结果)。

Answer

-6.1kJ∙mol-1 BDF 副反应的活化能远大于主反应的活化能，副反应的化学反应速慢 470℃之后，乙醇的产率逐渐降低是该反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，乙醛的产率逐渐升高是反应速率逐渐加快，反应吸热平衡正向移动 0.01MPa 8.9

【解析】

(1)依据热化学方程式和盖斯定律进行计算；

(2)A.加入催化剂，增快反应速率，并不会影响平衡移动；

B.加入过量的甲醇，增大了反应物浓度，使平衡正向移动，乙酸的转化率增大；

C.加人过量的乙酸，增大了反应物浓度，虽然使平衡正向移动，但乙酸的转化率降低；

D.将乙酸甲酯从体系中分离，使产物减少，促进平衡正向移动，乙酸的转化率增；

E.根据∆H为负值，反应正向是放热反应，因此，适当降低温度，平衡正向移动，乙酸的转化率增大；

(3)①两反应快慢的核心是活化能的大小,反应快活化能小，而反应慢活化能大；

②470℃之后，乙醇的产率逐渐降低是该反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，乙醛的产率逐渐升高是反应速率逐渐加快。

(4)利用三段式、化学平衡常数进行计算。

(1)依据热化学方程式和盖斯定律，①+②-③可得到CH3COOH(l)+CH3OH(l)=CH3COOCH3(l)+H2O(l)，则∆H=∆H1+∆H2-∆H3=-6.10 kJ∙mol-1。

(2)A.加入催化剂，增快反应速率，并不会影响平衡移动，A项错误；

B.加入过量的甲醇，增大了反应物浓度，使平衡正向移动，乙酸的转化率增大，B项正确；

C.加人过量的乙酸，增大了反应物浓度，虽然使平衡正向移动，但乙酸的转化率降低，C项错误；

D.将乙酸甲酯从体系中分离，使产物减少，促进平衡正向移动，乙酸的转化率增大，D项正确；

E.根据∆H为负值，反应正向是放热反应，因此，适当降低温度，平衡正向移动，乙酸的转化率增大，E项错误，F项正确；

综上所述，答案为BDF。

(3)①两反应快慢的核心是活化能的大小,反应快活化能小，而反应慢活化能大，根据图像可知，副反应的活化能远大于主反应的活化能，副反应的化学反应速慢；

②470℃之后，乙醇的产率逐渐降低是该反应是放热反应，温度升高平衡逆向移动，乙醛的产率逐渐升高是反应速率逐渐加快，反应吸热平衡正向移动。

(4)①由图可看出，转化率为90%时，总压为1.01MPa，已知n(CH3COOCH3):n(H2)=1:10，列三行式求【解析】

总压为1.01MPa，因此CH3COOCH3(g)的平衡分压为；CH3CH2OH(g)的体积分数即为物质的量分数，其体积分数；

②。