Question

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＝_________________________。

（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：

	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______________（填“增大”、“减小”、或“不变”）

（4）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：_______________________________________。

（5）25℃、101 kPa下，H₂(g)、C₂H₄(g)和C₂H₅OH(l)的燃烧热分别是285.8 kJ · mol^－1、1411.0 kJ · mol^－1和1366.8 kJ · mol^－1，请写出由C₂H₄(g)和H₂O(l)反应生成C₂H₅OH(l)的热化学方程式____________________________________________________。

Answer

c(CH3CH2OH)c3(H2O)/c2(CO2)c6(H2) 废弃物再利用，有利于环保 放热 增大 C2H5OH－12e-+3H2O=2CO2↑+12H+ C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) △H=－44.2kJ/mol

【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： ；故答案为： ；

(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，则正向是放热反应；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，故答案为：增大；

(4)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+；

(5)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)+ 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 ，将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。