Question

【題目】聚乙烯醇生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量副產(chǎn)物乙酸甲酯，其催化醇解反應(yīng)可用于制備甲醇和乙酸己酯，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l)

已知v正=k正x(CH3COOCH3)x(C6H13OH)，v逆=k逆x(CH3COOC6H13)x(CH3OH)，其中v正、v逆為正、逆反應(yīng)速率，k正、k逆為速率常數(shù)，x為各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。

（1）反應(yīng)開(kāi)始時(shí)，已醇和乙酸甲酯按物質(zhì)的量之比1：1投料，測(cè)得348K、343K、338K三個(gè)溫度下乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率（α）隨時(shí)間（t）的變化關(guān)系如圖所示。

該醇解反應(yīng)的ΔH____0（填>或<）。348K時(shí)，以物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)表示的化學(xué)平衡常數(shù)Kx=____（保留2位有效數(shù)字）。在曲線①、②、③中，k正－k逆值最大的曲線是____；A、B、C、D四點(diǎn)中，v正最大的是___，v逆最大的是____。

（2）343K時(shí)，己醇和乙酸甲酯按物質(zhì)的量之比1：1、1：2和2：1進(jìn)行初始投料。則達(dá)到平衡后，初始投料比____時(shí)，乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率最大；與按1：2投料相比，按2：1投料時(shí)化學(xué)平衡常數(shù)Kx___（填增大、減小或不變）。

（3）該醇解反應(yīng)使用離子交換樹(shù)脂作催化劑，下列關(guān)于該催化劑的說(shuō)法正確的是____。

a.參與了醇解反應(yīng)，但并不改變反應(yīng)歷程 b.使k正和k逆增大相同倍數(shù)

c.降低了醇解反應(yīng)的活化能 d.提高乙酸甲酯的平衡轉(zhuǎn)化率

Answer 1

【答案】> 3.2 ① A C 2：1 不變 bc

【解析】

(1)根據(jù)圖像，①的速率最快，說(shuō)明①對(duì)應(yīng)的是最高溫度348K，溫度升高，平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率增大，說(shuō)明正向是吸熱的，所以ΔH>0；348K時(shí)，設(shè)初始投入為1mol，則有：

帶入平衡常數(shù)表達(dá)式：Kx=χ(CH3COOC6H13) χ(CH3OH) / [χ(CH3COOCH3) χ(C6H13OH)] = 0.32×0.32 / (0.18×0.18) = 3.2；k正、k逆是溫度的函數(shù)，根據(jù)平衡移動(dòng)的規(guī)律，k正受溫度影響更大，因此溫度升高，k正增大的程度大于k逆，因此，k正－k逆值最大的曲線是①；根據(jù)v正= k正χ(CH3COOCH3)χ(C6H13OH)，v逆= k逆χ(CH3COO C6H13)χ(CH3OH)，A點(diǎn)χ(CH3COOCH3)χ(C6H13OH)大，溫度高，因此A點(diǎn)v正最大；C點(diǎn)χ(CH3COO C6H13)χ(CH3OH)大且溫度高，因此C點(diǎn)v逆最大；故答案為：>；3.2；①；A；C；

(2)增大己醇的投入量，可以增大乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率，因此，2:1時(shí)乙酸甲酯轉(zhuǎn)化率最大；化學(xué)平衡常數(shù)Kx只與溫度有關(guān)，因此不變；故答案為：2：1；不變；

(3)催化劑參與了醇解反應(yīng)，改變了反應(yīng)歷程，a錯(cuò)誤；

催化劑不影響化學(xué)平衡，說(shuō)明催化劑使k正和k逆增大相同倍數(shù)，b正確；

催化劑能夠降低反應(yīng)的活化能，c正確；

催化劑不改變化學(xué)平衡，d錯(cuò)誤；

故答案為：bc。