Question

（2011?淄博二模）乙醇是重要的化工原料和液體燃料，可以利用下列反應制取乙醇：
2CO₂（g）+6H₂（g） 

催化劑 .

△

 CH₃CH₂OH（g）+3H₂O（g）
（1）寫出該反應的平衡常數(shù)表達式：K=

c3(H2O)×c(CH3CH2OH)

c2(CO2)×c6(H2)

．
（2）在一定壓強和溫度下，在反應物總物質(zhì)的量相同的情況下，測得該反應的實驗數(shù)據(jù)如下表：

溫度/℃CO2轉化率/% 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該反應是

放熱

反應（填“吸熱”或“放熱”）．
②提高氫碳比[n（H₂）/n（CO₂）]，則CO₂的轉化率

增大

；化學平衡

正向

移動，平衡常數(shù)K

不變

（填“增大”、“減小”、或“不變”）．
（3）一種乙醇燃料電池中發(fā)生的化學反應為：在酸性溶液中乙醇與氧氣作用生成水和二氧化碳．該電池的負極反應式為：

C₂H₅OH-12e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺

．
若以上述燃料電池為電源來電解飽和食鹽水，當消耗46g乙醇時，電解產(chǎn)生的H₂體積（標況）為

134.4

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）反應生成C₂H₅OH（l）的熱化學方程式

C₂H₄（g）+H₂O（l）=C₂H₅OH（l）△H=-44.2kJ?mol^-1

．

Answer 1

分析：（1）化學平衡常數(shù)為生成物濃度冪之比與反應物濃度冪之比的比；
（2）①由表中的橫行數(shù)據(jù)可知，溫度越高，二氧化碳的轉化率減小來分析；
②提高氫碳比[n（H₂）/n（CO₂）]，則CO₂的轉化率增大，化學平衡正向移動，以此來分析；
（3）酸性溶液中乙醇與氧氣作用生成水和二氧化碳，負極發(fā)生氧化反應，則乙醇在負極失去電子發(fā)生氧化反應；并利用電子守恒來計算生成氫氣的體積；
（4）根據(jù)燃燒熱寫出熱化學方程式，再利用蓋斯定律來計算C₂H₄（g）和H₂O（l）反應生成C₂H₅OH（l）的反應熱，以此來書寫熱化學方程式．

解答：解：（1）反應為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，二氧化碳的轉化率越低，則升高溫度，化學平衡逆向移動，則正反應為放熱反應，故答案為：放熱；
②由表中的數(shù)據(jù)可知，相同溫度時，提高氫碳比[n（H₂）/n（CO₂）]，則CO₂的轉化率增大，化即學平衡正向移動，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，乙醇在負極發(fā)生氧化反應，則負極反應為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C₂H₄（g）+H₂O（l）=C₂H₅OH（l），
其反應熱為-1411.0kJ?mol^-1-（-1366.8kJ?mol^-1）=-44.2 kJ?mol^-1，
熱化學方程式為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．

點評：本題為綜合性習題，考查知識點較多，熟悉影響平衡的因素、原電池的電極反應、蓋斯定律計算反應熱等知識即可解答，但應注意關于平衡移動方向問題應解釋為：當濃度產(chǎn)生同等變量時（即c（H₂）的增加量與c（CO₂）的減少量），c⁶（H₂）產(chǎn)生的增大影響比c²（CO₂）產(chǎn)生的減小影響要更大，所以化學平衡向正反應方向移動是學生理解的難點．