Question

乙醇脫水反應(yīng)在不同溫度條件下得到產(chǎn)物組成不同．下表是常壓、某催化劑存在條件下，分別以等量乙醇在不同溫度下進(jìn)行脫水實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)，每次實(shí)驗(yàn)反應(yīng)的時(shí)間均相同．

溫度 （℃）	乙醇轉(zhuǎn)化率 （%）	有機(jī)產(chǎn)物含量 （體積分?jǐn)?shù)）
		乙烯（%）	乙醚（%）
115	20	8.7	90.2
135	68	16.7	82.2
155	88	32.3	66.8
175	90	86.9	12.1

已知：乙醇和乙醚（CH₃CH₂OCH₂CH₃）的沸點(diǎn)分別為78.4℃和34.5℃．請回答下列問題：
（1）乙醇脫水制乙烯的反應(yīng)是

 

（填“放熱”、“吸熱”）反應(yīng)，若增大壓強(qiáng)，平衡

 

（選填“正向”、“逆向”、“不”）移動(dòng)；
（2）已知：150℃時(shí)，1mol乙醇蒸汽脫水轉(zhuǎn)變?yōu)?mol乙烯，反應(yīng)熱的數(shù)值為46KJ，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式

 

；
（3）寫出乙醇脫水制乙醚的反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式

 

．當(dāng)乙醇起始濃度相同時(shí)，平衡常數(shù)K值越大，表明

 

（填序號(hào)）；
a．乙醇的轉(zhuǎn)化率越高　b．反應(yīng)進(jìn)行得越完全　c．達(dá)到平衡時(shí)乙醇的濃度越大　d．化學(xué)反應(yīng)速率越快
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，150℃時(shí)乙醇催化脫水制取的乙醚產(chǎn)量

 

（選填“大于”、“小于”、“等于”）125℃時(shí)；為了又快又多地得到產(chǎn)品，乙醇制乙醚合適的反應(yīng)溫度區(qū)域是

 

．
（5）若用乙醇作為堿性燃料電池的原料，請寫出負(fù)極的電極反應(yīng)方程式

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：化學(xué)平衡的調(diào)控作用,化學(xué)平衡的影響因素

專題：化學(xué)平衡專題

分析：（1）分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向體積減小的方向進(jìn)行；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法和反應(yīng)特點(diǎn)分析；
（3）根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計(jì)算，K值越大，表示該反應(yīng)向正方向進(jìn)行的程度越大；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)解題，選取反應(yīng)的溫度應(yīng)考慮乙醇的轉(zhuǎn)化率，和乙醚的含量；
（5）乙醇堿性電池中，負(fù)極上乙醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水．

解答： 解：（1）分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，乙醇脫水制乙烯的反應(yīng)是分解反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向體積減小的方向進(jìn)行，故向逆反應(yīng)方向進(jìn)行．故答案為：吸熱；逆向；
（2）1mol乙醇蒸汽脫水轉(zhuǎn)變?yōu)?mol乙烯，反應(yīng)熱的數(shù)值為46KJ，分解反應(yīng)多為吸熱反應(yīng)，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C₂H₅OH（g）→C₂H₄（g）+H₂O（g）△H=+46KJ/mol，
故答案為：C₂H₅OH（g）→C₂H₄（g）+H₂O（g）△H=+46KJ/mol；
（3）反應(yīng)方程式為2C₂H₅OH

濃硫酸  .

140℃

C₂H₅OC₂H₅+H₂O，平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，K=

[C2H5OC2H5]?[H2O]

[C2H5OH]2

，K值越大，表示該反應(yīng)向正方向進(jìn)行的程度越大，乙醇的轉(zhuǎn)化率越高，反應(yīng)進(jìn)行得越完全，故答案為：K=

[C2H5OC2H5]?[H2O]

[C2H5OH]2

； ab；
（4）乙醚產(chǎn)量應(yīng)同時(shí)考慮乙醇的轉(zhuǎn)化率和乙醚的含量．由表知，150℃時(shí)乙醇催化脫水制取的乙醚產(chǎn)量大于125℃時(shí)，乙醇制乙醚合適的反應(yīng)溫度區(qū)域是 150～175℃，
故答案為：大于；150～175℃；
（5）乙醇燃料電池中，負(fù)極上乙醇失電子和氫氧根離子反應(yīng)生成碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為：C₂H₆O-12e^-+16OH^-═2CO₃^2-+11H₂O，
故答案為：C₂H₆O-12e^-+16OH^-═2CO₃^2-+11H₂O．

點(diǎn)評：本題考查影響平衡的因素、熱化學(xué)方程式書寫、化學(xué)平衡常數(shù)的含義、電極反應(yīng)式書寫，難度適中，讀懂表中數(shù)據(jù)是解題的關(guān)鍵．