Question

（16分）碳酸甲乙酯（CH3OCOOC2H5）是一種理想的鋰電池有機(jī)電解液，生成碳酸甲乙酯的原理為：C2H5OCOOC2H5(g)+ CH3OCOOCH3(g)2 CH3OCOOC2H5(g) ΔH1

（1）其他條件相同，CH3OCOOCH3的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度(T)、反應(yīng)物配比(R)的關(guān)系如圖所示。

①ΔH1______0（填“＜”、“=”或“＞”）。

②由圖可知，為了提高CH3OCOOCH3的平衡轉(zhuǎn)化率，除了升溫，另一措施是___________。

③在密閉容器中，將1mol C2H5OCOOC2H5和1mol CH3OCOOCH3混合加熱到650K，利用圖中的數(shù)據(jù)，求此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K（請寫出計(jì)算過程）。

（2）已知：CH3OCOOCH3(g) + C2H5OH(g)CH3OCOOC2H5(g) + CH3OH(g) ΔH2

CH3OCOOC2H5(g) + C2H5OH(g)C2H5OCOOC2H5(g) + CH3OH(g) ΔH3

ΔH1=____________________（用ΔH2和ΔH3表示）

（3）已知上述反應(yīng)需要催化劑，請?jiān)诖痤}卡的坐標(biāo)圖中，畫出有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖，并進(jìn)行必要標(biāo)注。

Answer 1

（1）① ＞（2分）② 增大反應(yīng)物中C2H5OCOOC2H5的濃度（或比例）（2分）

③由圖知，平衡時(shí)CH3OCOOCH3的轉(zhuǎn)化率為60％。（1分）

設(shè)容器的容積為V（L）

C2H5OCOOC2H5（g）+ CH3OCOOCH3（g）2CH3OCOOC2H5（g）

初始濃度/ mol·L-1： 1/V 1/V 0

平衡濃度/ mol·L-1： 0.4/V 0.4/V 1.2/V （2分）

（3分）

（2）ΔH2－ΔH3（3分） （3）（3分）

【解析】

試題分析：（1）①根據(jù)圖像變化可知，在反應(yīng)物配比相同的條件下，溫度越高，CH3OCOOCH3的平衡轉(zhuǎn)化率越大，這說明升高溫度平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，因此該反應(yīng)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，即△H＞0；

②根據(jù)圖像變化可知，在溫度相同的條件下，R越大，CH3OCOOCH3的平衡轉(zhuǎn)化率越大，因此除升溫外，還可增大反應(yīng)物中C2H5OCOOC2H5的濃度（或比例）；

③由圖知，R＝1，650K，達(dá)到平衡時(shí)CH3OCOOCH3的轉(zhuǎn)化率為60％。設(shè)容器的容積為V（L），則

C2H5OCOOC2H5（g）+ CH3OCOOCH3（g）2CH3OCOOC2H5（g）

初始濃度/ mol·L-1： 1/V 1/V 0

平衡濃度/ mol·L-1： 0.4/V 0.4/V 1.2/V

所以該溫度下平衡常數(shù)K＝

（2）已知①CH3OCOOCH3（g）+C2H5OH（g）CH3OCOOC2H5（g）+CH3OH（g）△H2，②CH3OCOOC2H5（g）+C2H5OH（g）C2H5OCOOC2H5（g）+CH3OH（g）△H3，則根據(jù)蓋斯定律可知，①－②可得C2H5OCOOC2H5（g）+CH3OCOOCH3（g）2CH3OCOOC2H5（g），所以反應(yīng)熱△H1＝△H2－△H3；

（3）催化劑不影響平衡狀態(tài)和反應(yīng)熱，但催化劑降低反應(yīng)所需的活化能，即可反應(yīng)速率，因此有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖可表示為

。

考點(diǎn)：考查外界條件對平衡狀態(tài)的影響、化學(xué)平衡圖像分析以及平衡狀態(tài)和反應(yīng)熱的有關(guān)計(jì)算等