据报道,在300 ℃、70 MPa 条件下,由CO 2 和H 2 合成乙醇已成为现实,该合成对解决能源问题具有重大意义。(1)已知25 ℃、101 kPa条件下,1 g乙醇燃烧生成CO 2 和液态水时释放出a kJ能量,请写出该条件下乙醇燃烧的热化学反应方程式: 。 (2)由CO 2 和H 2 合成乙醇的化学方程式为2CO 2 (g)+6H 2 (g) CH 3 CH 2 OH(g)+3H 2 O(g)。实验测得温度对反应的影响如图所示。 ①正反应的ΔH 0(填“＞”、“<”或“=”); ②该反应的化学平衡常数表达式为K= 。 (3)对于该化学平衡,为了提高H 2 的转化率,可采取的措施有 。 A．升温 B．加压 C．加催化剂 D．增加CO 2 的浓度 (4)现有甲、乙两装置,甲装置为原电池,乙装置为电解池。 ①b电极上发生的电极反应式为 。 ②若甲中有0.1 mol CH 3 CH 2 OH参加反应,则乙装置中生成的气体在标准状况下的体积共为 L。
(1)C 2 H 5 OH(l)+3O 2 (g) 2CO 2 (g)+3H 2 O(l) ΔH="-46a" kJ·mol -1 (2)①< ②  (3)BD(4)①C 2 H 5 OH+16OH - -12e - 2C +11H 2 O②17.92 |
| (1)1 g乙醇燃烧放出a kJ热量,所以1 mol乙醇燃烧放出的热量为46a kJ。注意放热反应的ΔH<0。 (2)①T 2 时达到平衡所用时间短,说明温度高。但达到平衡时乙醇的体积分数小,说明升高温度平衡逆向移动,故ΔH<0。②根据平衡常数的定义即可写出平衡常数表达式。 (3)升温平衡逆向移动,H 2 的转化率减小,A错误;加压平衡正向移动,H 2 的转化率增大,B正确;催化剂不能使平衡移动,C错误;增加二氧化碳的浓度,平衡正向移动,H 2 的转化率增大,D正确。 (4)①该燃料电池的总反应为C 2 H 5 OH+3O 2 +4OH - 2C +5H 2 O,a极的电极反应式为O 2 +2H 2 O+4e - 4OH - 。用总反应式减去a极的电极反应式得b极的电极反应式为C 2 H 5 OH+16OH - -12e - 2C +11H 2 O。②若甲装置中有0.1 mol C 2 H 5 OH参加反应,则转移电子1.2 mol。乙装置中阳极的电极反应式为4OH - -4e - 2H 2 O+O 2 ↑,根据电子守恒可知该极生成0.3 mol O 2 。阴极先发生反应:2Cu 2+ +4e - 2Cu,因0.1 mol Cu 2+ 消耗0.2 mol电子,故继续发生反应:2H + +2e - H 2 ↑,转移1.0 mol电子生成0.5 mol H 2 。共生成0.8 mol气体,标准状况下其体积为17.92 L。 |
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