Question

【題目】乙醇是重要的化工原料和液體燃料，可以利用下列反應制取乙醇：2CO2(g) + 6H2(g) CH3CH2OH(g) + 3H2O(g)

（1）寫出該反應的平衡常數表達式：K＝_________________________。

（2）請說明以CO2為原料合成乙醇的優點是_____________________（只要求寫出一條）。

（3）在一定壓強下，測得該反應的實驗數據如下表：

	500	600	700	800
1.5	45	33	20	12
2.0	60	43	28	15
3.0	83	62	37	22

① 該反應是___________反應（填“吸熱”或“放熱”）。

② 一定條件下，若提高氫碳比[n(H2)/n(CO2)]，則CO2的轉化率______________（填“增大”、“減小”、或“不變”）

（4）一種乙醇燃料電池中發生的化學反應為：在酸性溶液中乙醇與氧作用生成水和二氧

化碳。該電池的負極反應式為：_______________________________________。

（5）25℃、101 kPa下，H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃燒熱分別是285.8 kJ · mol－1、1411.0 kJ · mol－1和1366.8 kJ · mol－1，請寫出由C2H4(g)和H2O(l)反應生成C2H5OH(l)的熱化學方程式____________________________________________________。

Answer 1

【答案】 c(CH3CH2OH)c3(H2O)/c2(CO2)c6(H2) 廢棄物再利用，有利于環保 放熱 增大 C2H5OH－12e-+3H2O=2CO2↑+12H+ C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) △H=－44.2kJ/mol

【解析】(1)2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g)，依據反應化學方程式，結合化學平衡常數的概念列式寫出平衡常數表達式為： ；故答案為： ；

(2)以CO2為原料合成乙醇，減少二氧化碳造成的溫室效應，廢棄物利用，有利于環保；故答案為：廢棄物利用，有利于環保；

(3)①由圖表分析判斷，隨溫度升高，二氧化碳轉化率減小，說明平衡逆向進行，逆向是吸熱反應，則正向是放熱反應；故答案為：放熱；

②一定條件下，若提高氫碳比[n(H2)/n(CO2)]，圖表數據分析，同溫度下，二氧化碳轉化率增大，故答案為：增大；

(4)酸性條件下，乙醇在負極發生氧化反應生成二氧化碳，則負極反應為C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2+12H+，故答案為：C2H5OH+3H2O-12e-═2CO2+12H+；

(5)已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃燒熱分別是-285.8kJ/mol、-1411.0kJ/mol和-1366.8kJ/mol，則有：①H2(g)+ O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol；②C2H4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+2CO2(g)△H=-1411.0kJ/mol；③C2H5OH(l)+2O2(g)=3H2O(l)+2CO2 (g)△H=-1366.8kJ/mol；根據蓋斯定律 ，將②-③可得：C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) △H=-44.2kJ/mol，故答案為：C2H4(g)+H2O(l)═C2H5OH(l)；△H=-44.2 kJ/mol-1。