Question

【題目】（加試題）

(一)近年來化學(xué)家研究開發(fā)出用乙烯和乙酸為原料、雜多酸作催化劑合成乙酸乙酯的新工藝，不必生產(chǎn)乙醇或乙醛做中間體，使產(chǎn)品成本降低，具有明顯經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。其合成的基本反應(yīng)如下：

CH2=CH2(g)+CH3COOH(1) CH3COOC2H5(1)

(1)下列描述能說明固定容器中乙烯與乙酸合成乙酸乙酯的反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡的是___________。

A．乙酸、乙酸乙酯的濃度相同

B．酯化合成反應(yīng)的速率與酯分解反應(yīng)的速率相等

C．體系中氣體密度一定

D．乙烯斷開1mol碳碳雙鍵的同時(shí)乙酸恰好消耗1mol

(2)在n(乙烯)與n(乙酸)物料比為1的條件下，某研究小組在不同壓強(qiáng)下進(jìn)行了在相同時(shí)間點(diǎn)乙酸乙酯的產(chǎn)率隨溫度的變化的測(cè)定實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示�；卮鹣铝袉栴}：

①溫度在60～90℃范圍內(nèi)，乙烯與乙酸酯化合成反應(yīng)速率由大到小的順序是___________[用v(P1)、v(P2)、v(P3)分別表示不同壓強(qiáng)下的反應(yīng)速率]，分析其原因?yàn)?/span>______________________。

②在壓強(qiáng)為P1MPa、溫度超過80℃時(shí)，乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因可能是______________________。

③根據(jù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，較適宜的生產(chǎn)條件是______________________(填出合適的壓強(qiáng)和溫度)。為提高乙酸乙酯的產(chǎn)量和純度，可以采取的措施有______________________(任寫出一條)。

(3)已知反應(yīng)③的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)，其中cΘ為標(biāo)準(zhǔn)濃度(1.0mol/L)，p(C2H4)為平衡系統(tǒng)中C2H4的平衡分壓，p(C2H4)=p總x(C2H4)，x(C2H4)為平衡系統(tǒng)中C2H4的體積分?jǐn)?shù)，pΘ為標(biāo)準(zhǔn)壓強(qiáng)(1.0×105Pa)。若等物質(zhì)的量的乙烯和乙酸在80℃和10MPa下反應(yīng)，乙酸乙酯的平衡產(chǎn)率為80%，則KΘ=__________。

(二)某化學(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬鋁制品表面“鈍化”處理過程(裝置如圖所示)�？晒┻x擇的試劑有：甲醇，空氣，KOH溶液，其中物質(zhì)b是__________，鋁電極的電極反應(yīng)為__________。

Answer 1

【答案】BC v(P1)﹥v(P2)﹥v(P3) 其它條件相同時(shí)，對(duì)有氣體參與的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大化學(xué)反應(yīng)速率越快 由圖像可知，P1MPa、80℃時(shí)反應(yīng)已達(dá)平衡且正反應(yīng)放熱，故壓強(qiáng)不變升高溫度平衡逆向移動(dòng)產(chǎn)率下降 P1MPa、80℃ 通入乙烯氣體或增大壓強(qiáng) 0.04 甲醇(或CH3OH) Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+

【解析】

（一）、（1）A.乙酸、乙酸乙酯的濃度相同但不一定不變，則不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；

B.酯化合成反應(yīng)的速率與酯分解反應(yīng)的速率相等，說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故B正確；

C.體系中氣體密度一定，說明正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)，故C正確；

D.乙烯斷開1mol碳碳雙鍵的同時(shí)乙酸恰好消耗1mol均表示逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)不一定達(dá)到平衡狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。

故答案為：BC。

（2）①正反應(yīng)是體積減小的，增大壓強(qiáng)乙酸乙酯的產(chǎn)率增大，其它條件相同時(shí)，對(duì)有氣體參與的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大化學(xué)反應(yīng)速率越快，所以溫度在60～80℃范圍內(nèi)，乙烯與乙酸酯化合成反應(yīng)速率由大到小的順序是(P1)﹥(P2)﹥(P3)，故答案為：v(P1)﹥v(P2)﹥v(P3)；其它條件相同時(shí)，對(duì)有氣體參與的反應(yīng)，壓強(qiáng)越大化學(xué)反應(yīng)速率越快。

②由圖像可知，P1MPa、80℃時(shí)反應(yīng)已達(dá)平衡且正反應(yīng)放熱，故壓強(qiáng)不變升高溫度平衡逆向移動(dòng)產(chǎn)率下降，故答案為：由圖像可知，P1MPa、80℃時(shí)反應(yīng)已達(dá)平衡且正反應(yīng)放熱，故壓強(qiáng)不變升高溫度平衡逆向移動(dòng)產(chǎn)率下降。

③根據(jù)測(cè)定實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，較適宜的生產(chǎn)條件是P1MPa、80℃。正反應(yīng)體積減小，為提高乙酸乙酯的合成速率和產(chǎn)率，可以采取的措施有通入乙烯氣體或增大壓強(qiáng)，故答案為：P1MPa、80℃；通入乙烯氣體或增大壓強(qiáng)。

（3）設(shè)反應(yīng)物的起始量約為1mol，則

CH2=CH2(g)+CH3COOH(1)CH3COOC2H5(1)

起始（mol） 1 1 0

變化（mol） 0.8 0.8 0.8

平衡（mol） 0.2 0.2 0.8

反應(yīng)前后氣體的壓強(qiáng)不變，在同容器中，不同液體的濃度之比等于其物質(zhì)的量之比，故KΘ=c(CH3COOC2H5)/cΘ/[c(CH3COOH)/cΘ×p(C2H4)/pΘ]=n(CH3COOC2H5)pΘ/n(CH3COOH) p(C2H4)=0.8mol×1.0×105Pa/0.2mol×1.0×106Pa=0.04，故答案為：0.04。

（二）電解池中石墨作陰極，Al作陽極，電解質(zhì)溶液為硫酸溶液，故鋁電極的電極反應(yīng)為Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+，生成氧化鋁保護(hù)膜，與燃料電池的負(fù)極相連的是電解池的陰極，負(fù)極上甲醇失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故物質(zhì)b為甲醇，故答案為：甲醇(或CH3OH)；Al+3H2O-6e-=Al2O3+6H+。