Question

乙醇是重要的化工產(chǎn)品和液體燃料，可以利用下列反應(yīng)制取乙醇．
①2CO₂（g）+6H₂（g）

催化劑

CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）  25℃時，K=2.95×10¹¹
②2CO（g）+4H₂（g）

催化劑

CH₃CH₂OH（g）+H₂O（g）    25℃時，K=1.71×10²²
（1）寫出反應(yīng)①的平衡常數(shù)表達(dá)式K=

 

．
（2）條件相同時，反應(yīng)①與反應(yīng)②相比，轉(zhuǎn)化程度更大的是

 

．以CO₂為原料合成乙醇的優(yōu)點是

 

（寫出一條即可）．
（3）在一定壓強下，測得反應(yīng)①的實驗數(shù)據(jù)如下表．

	500	600	700	800
1.5	45	33	20	12
2	60	43	28	15
3	83	62	37	22

對于反應(yīng)①，根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析可知，溫度升高，K值

 

（填“增大”、“減小”、或“不變”）；提高氫碳比[n（H₂）/n（CO₂）]，K值

 

（填“增大”、“減小”、或“不變”），對生成乙醇

 

（填“有利”或“不利”），此時H₂的轉(zhuǎn)化率

 

（填“增大”、“減小”、或“不變”）．
（4）在如圖的坐標(biāo)系中作圖說明壓強變化對反應(yīng)①的化學(xué)平衡的影響，并標(biāo)明橫坐標(biāo)、縱坐標(biāo)的含義．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比來分析；
（2）利用化學(xué)平衡常數(shù)來分析轉(zhuǎn)化程度，平衡常數(shù)大，則轉(zhuǎn)化程度大；從資源利用及環(huán)保角度來分析該合成方法的優(yōu)點；
（3）由表格中的數(shù)據(jù)可知，溫度越高，平衡常數(shù)越��；K只受溫度的影響，但提高氫碳比促使反應(yīng)正向移動的程度增大，有利于生成乙醇；
（4）該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強平衡向體積減小的反應(yīng)方向移動，即向正反應(yīng)移動，乙醇的含量增大，H₂、CO₂，含量降低，據(jù)此作圖；

解答：解：（1）由反應(yīng)2CO₂（g）+6H₂（g）

催化劑 .

△

CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g），平衡常數(shù)為生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，則K=

c(C2H5OH)×c3(H2O)

c2(CO2)×c6(H2)

，
故答案為：

c(C2H5OH)×c3(H2O)

c2(CO2)×c6(H2)

；
（2）因反應(yīng)②的K大，則正向進(jìn)行的程度大，即反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化程度高，以CO₂為原料合成乙醇，減少二氧化碳造成的溫室效應(yīng)，廢棄物利用，有利于環(huán)保，
故答案為：②；廢棄物利用，有利于環(huán)保；
（3）由表格數(shù)據(jù)可以看出，溫度越高，K值越小，因K只受溫度的影響，則提高氫碳比能促使反應(yīng)正向移動的程度增大，有利于生成乙醇，但生成物濃度冪之積與反應(yīng)物濃度冪之積的比，即K不變，根據(jù)表格可知，其它條件不變時，提高氫碳比[n（H₂）/n（CO₂）]，CO₂轉(zhuǎn)化率增大，說明平衡向正反應(yīng)方向移動，有利于的合成，但氫氣量增大提高二氧化碳轉(zhuǎn)化率，本身轉(zhuǎn)化率減小，所以氫氣轉(zhuǎn)化率減小；
故答案為：減小、不變、有利、減�。�
（4）對于化學(xué)反應(yīng)：2CO₂（g）+6H₂（g）

催化劑  .

CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g），根據(jù)化學(xué)平衡移動原理，該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強平衡向體積減小的反應(yīng)方向移動，即向正反應(yīng)移動，乙醇的含量增大，H₂、CO₂，含量降低，如圖所示
或，
故答案為：或．

點評：本題考查化學(xué)平衡及熱化學(xué)反應(yīng)方程式，明確化學(xué)平衡常數(shù)的概念及影響因素、影響化學(xué)平衡的因素、蓋斯定律是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．