Question

乙酸是生活中常见的有机物之一，不仅是食醋的主要成分，在工业上也可用于制氢，已知如下反应：

热裂解反应：

脱羧基反应：

合成乙酸反应：

（1）请写出与甲醇化的热化学方程式________。

（2）在密闭容器中，利用乙酸制甲烷，若要使甲烷的产率较高，制备时选择的适宜条件为________。

a.较低温度        b.较大压强        c.高温 d.低压

（3）向一恒容密闭容器充入一定量的乙酸气体发生反应，相同时间后，测得温度与气体产率的关系如图：

①约之前氢气产率低于甲烷的可能原因是________。而之后氢气产率高于甲烷的理由是________。

②一定温度下，若在充入容器的乙酸气体中掺杂一定量水蒸气，氢气产率显著提高而产率下降，原因是________（用化学方程式表示）。

（4）温度为时，在密闭容器中充入一定量乙酸气体，若利用合适的催化剂控制不发生其他的副反应，达到平衡时总压强为，热裂解反应消耗乙酸，脱羧基反应消耗乙酸，乙酸的体积分数为________；脱羧基反应的平衡常数=________（为以分压表示的平衡常数）。

Answer

ad 脱羧基反应活化能低， 反应速率快 随着温度升高后， 热裂解反应速率加快， 同时热裂解反应正向移动， 而脱羧基反应逆向移动， 故氢气产率高于甲烷（ 合理即可）

【解析】

(1)根据盖斯定律书写热化学方程式；

(2)根据影响化学平衡的因素分析；

(3)根据影响化学反应速率和化学平衡移动的因素分析；

(4)根据阿伏加德罗定律：压强之比等于物质的量之比进行解答。

(1)由反应① ；

② ；

③

根据盖斯定律，可知：①+③CH3OHCO(g)+2H2(g)H=+90.0kJ/mol，所以与甲醇化的热化学方程式 ，故答案： ；

(2)根据脱羧基反应： 可知：脱羧基反应是一个气体体积增大的放热反应，所以要使甲烷产率较高，应控制较低温度和较低压强，故答案：ad；

(3)①由已知热裂解反应： ；脱羧基反应： 可知，之前，氢气产率低于甲烷，可能原因是脱羧基反应为放热反应，活化能低，反应速率快；而之后随温度升高后，热裂解反应是吸热反应，热裂解反应速率加快，同时热裂解反应正向移动，脱羧基反应逆向移动，故氢气产率会高于甲烷，故答案：脱羧基反应活化能低，反应速率快；

随着温度升高后，热裂解反应速率加快，同时热裂解反应正向移动，而脱羧基反应逆向移动，故氢气产率高于甲烷；

②在乙酸气体中掺杂水蒸气可发生反应，所以产率下降而产率提高，故答案：；

(4)根据已知：密闭容器中充入一定量乙酸气体，若利用合适的催化剂控制不发生其他的副反应，达到平衡时总压强为，热裂解反应消耗乙酸，脱羧基反应消耗乙酸，设充入乙酸的物质的量为， 达平衡时各物质的物质的量为：

脱羧基反应：

反应消耗

达平衡时

热裂解反应：

反应消耗

达平衡时

反应后总物质的量为

乙酸的体积分数为，脱羧基反应的气体分压为，。故答案：；。