Question

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

催化劑 .

△

 CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）
（1）寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式：K=______．
（2）在一定壓強(qiáng)和溫度下，在反應(yīng)物總物質(zhì)的量相同的情況下，測得該反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

溫度/℃CO2轉(zhuǎn)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該反應(yīng)是______反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．
②提高氫碳比[n（H₂）/n（CO₂）]，則CO₂的轉(zhuǎn)化率______；化學(xué)平衡______移動，平衡常數(shù)K______（填“增大”、“減小”、或“不變”）．
（3）一種乙醇燃料電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為：在酸性溶液中乙醇與氧氣作用生成水和二氧化碳．該電池的負(fù)極反應(yīng)式為：______．
若以上述燃料電池為電源來電解飽和食鹽水，當(dāng)消耗46g乙醇時(shí)，電解產(chǎn)生的H₂體積（標(biāo)況）為______L．
（4）25℃、101kPa下，H₂（g）、C₂H₄（g）和C₂H₅OH（l）的燃燒熱分別是285.8kJ?mol^-1、1411.0kJ?mol^-1和1366.8kJ?mol^-1，請寫出由C₂H₄（g）和H₂O（l）反應(yīng)生成C₂H₅OH（l）的熱化學(xué)方程式______．

Answer 1

（1）反應(yīng)為2CO₂（g）+6H₂（g） 

催化劑 .

△

 CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g），則K=

c3(H2O)×c(CH3CH2OH)

c2(CO2)×c6(H2)

，
故答案為：

c3(H2O)×c(CH3CH2OH)

c2(CO2)×c6(H2)

；
（2）①由表中數(shù)據(jù)可知，溫度越高，二氧化碳的轉(zhuǎn)化率越低，則升高溫度，化學(xué)平衡逆向移動，則正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，故答案為：放熱；
②由表中的數(shù)據(jù)可知，相同溫度時(shí)，提高氫碳比[n（H₂）/n（CO₂）]，則CO₂的轉(zhuǎn)化率增大，化即學(xué)平衡正向移動，但溫度不變，則K不變，
故答案為：增大；正向；不變；
（3）酸性條件下，乙醇在負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，則負(fù)極反應(yīng)為C₂H₅OH-12e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺，
由電子守恒可知C₂H₅OH～12e^-～6H₂↑，n（C₂H₅OH）=

46g

46g/mol

=1mol，
則n（H₂）=6mol，其標(biāo)況下的體積為6mol×22.4L/mol=134.4L，
故答案為：C₂H₅OH-12e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺；134.4；
（4）25℃、101kPa下，H₂（g）、C₂H₄（g）和C₂H₅OH（l）的燃燒熱分別是285.8kJ?mol^-1、1411.0kJ?mol^-1和
1366.8kJ?mol^-1，
則H₂（g）+

1

2

O₂（g）=H₂O（l）△H=-285.8kJ?mol^-1①，
C₂H₄（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-1411.0kJ?mol^-1②，
C₂H₅OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（l）△H=-1366.8kJ?mol^-1③，
由蓋斯定律可知，②-③可得反應(yīng)C₂H₄（g）+H₂O（l）=C₂H₅OH（l），
其反應(yīng)熱為-1411.0kJ?mol^-1-（-1366.8kJ?mol^-1）=-44.2 kJ?mol^-1，
熱化學(xué)方程式為C₂H₄（g）+H₂O（l）=C₂H₅OH（l）△H=-44.2 kJ?mol^-1，
故答案為：C₂H₄（g）+H₂O（l）=C₂H₅OH（l）△H=-44.2 kJ?mol^-1．