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(2014•南开区三模)乙醇是重要的化工原料和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=c(CH3OH)c3(H2O)c2(CO2)c6(H

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(2014•南开区三模)乙醇是重要的化工原料和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇:
2CO2(g)+6H2(g)         CH3CH2OH(g)+3H2O(g)
(1)写出该反应的平衡常数表达式:K=
c(CH3OH)c3(H2O)
c2(CO2)c6(H2)
c(CH3OH)c3(H2O)
c2(CO2)c6(H2)

(2)请说明以CO2为原料合成乙醇的优点是______(只要求写出一条).
(3)在一定压强下,测得该反应的实验数据如下表:
温度/℃CO2转化率/%
n(H2)/n(CO2)
500 600 700 800
1.5 45 33 20 12
2.0 60 43 28 15
3.0 83 62 37 22
①该反应是______反应(填“吸热”或“放热”).
②一定条件下,若提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],则CO2的转化率______;平衡常数K______.(填“增大”、“减小”、或“不变”)
(4)在下图的坐标系中作图说明压强变化对该反应化学平衡的影响,并对图中横坐标、纵坐标的含义作必要的标注.
(5)一种乙醇燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中乙醇与氧作用生成水和二氧化碳.该电池的负极反应式为:
______.
(6)25℃、101kPa下,H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是285.8kJ•mol-1、1411.0kJ•mol-1和1366.8kJ•mol-1,请写出由C2H4(g)和H2O(l)反应生成C2H5OH(l)的热化学方程式______.
▼优质解答
答案和解析
(1)2CO2(g)+6H2(g)=CH3CH2OH(g)+3H2O(g),依据反应化学方程式,结合化学平衡常数的概念列式写出平衡常数表达式为:
c(CH3OH)c3(H2O)
c2(CO2)c6(H2)

故答案为:
c(CH3OH)c3(H2O)
c2(CO2)c6(H2)

(2)以CO2为原料合成乙醇,减少二氧化碳造成的温室效应,废弃物利用,有利于环保;
故答案为:废弃物利用,有利于环保;
(3)①由图表分析判断,随温度升高,二氧化碳转化率减小,说明平衡逆向进行,逆向是吸热反应,正向是放热反应;
故答案为:放热;
②一定条件下,若提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],图表数据分析,同温度下,二氧化碳转化率增大,平衡常数随温度变化,不随浓度变化;
故答案为:增大 不变;
(4)化学平衡是放热反应,反应前后气体体积减小,增大压强,平衡正向进行,二氧化碳和氢气含量减小,乙醇含量增大;压强做横轴,物质含量做纵轴,画出图象




故答案为:

(5)酸性条件下,乙醇在负极发生氧化反应生成二氧化碳,则负极反应为C2H5OH-12e-+3H2O=2CO2+12H+
故答案为:C2H5OH+3H2O-12e-═2CO2+12H+
(6)已知H2(g)、C2H4(g)和C2H5OH(l)的燃烧热分别是-285.8kJ/mol、-1411.0kJ/mol和-1366.8kJ/mol,
则有:①H2(g)+
1
2
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;
根据盖斯定律 ②-③
可得:C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l)△H=-44.2kJ/mol,
故答案为:C2H4(g)+H2O(l)═C2H5OH(l);△H=-44.2 kJ/mol-1