问题 问答题

乙醇是重要的化工产品和液体燃料,可以利用下列反应制取乙醇:

①2CO2(g)+6H2(g)

催化剂
 CH3CH2OH(g)+3H2O(g)   25℃时,K=2.95×1011

②2CO(g)+4H2(g)

催化剂
CH3CH2OH(g)+H2O(g)   25℃时,K=1.71×1022

(1)写出反应①的平衡常数表达式K=______.

(2)条件相同时,反应①与反应②相比,转化程度更大的是______;以CO2为原料合成乙醇的优点是______(写出一条即可).

(3)在一定压强下,测得反应①的实验数据如下表.分析表中数据回答下列问题:

500600700800
1.545332012
2.060432815
3.083623722
①温度升高,K值______(填“增大”、“减小”、或“不变”).

②提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],K值______(填“增大”、“减小”、或“不变”),对生成乙醇______(填“有利”或“不利”).

(4)在右图的坐标系中作图说明压强变化对反应①的化学平衡的影响.并对图中横坐标、纵坐标的含义作必要的标注.

(5)肼(N2H4)与NO2反应生成N2和水蒸汽,比相同质量乙醇与O2燃烧生成CO2和水蒸汽产生的热能更多,故肼常作为高能火箭燃料.

已知:N2 (g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol

N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ/mol

则肼与二氧化氮反应生成氮气和水蒸汽的热化学方程式为:______.

答案

(1)由反应2CO2(g)+6H2(g) 

CH3CH2OH(g)+3H2O(g),平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,则K=

c(C2H5OH)•c3(H2O)
c2(CO2)•c6(H 2)

故答案为:

c(C2H5OH)•c3(H2O)
c2(CO2)•c6(H 2)

(2)因反应②的K大,则正向进行的程度大,即反应物的转化程度高,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:②;废弃物利用,有利于环保;

(3)①由表格数据可以看出,温度越高,K值越小,故答案为:减小;

②因K只受温度的影响,则提高氢碳比能促使反应正向移动的程度增大,有利于生成乙醇,但生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比,即K不变,故答案为:不变;有利;

(4)对于化学反应:2CO2(g)+6H2(g)

催化剂
 CH3CH2OH(g)+3H2O(g),根据化学平衡移动原理,增大压强则平衡向右移动,所以反应物的量会减小,生成物的量会增多,

故答案为:

(5)N2 (g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol①;N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ/mol②;根据盖斯定律可知,②×2-①可得2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ/mol,故答案为:2N2H4(g)+2NO2(g)═3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ/mol.

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