Question

18．乙醇脫水反應(yīng)在不同溫度條件下得到的產(chǎn)物組成不同．表是常壓、某催化劑存在條件下，分別以等量乙醇在不同溫度下進(jìn)行脫水實(shí)驗獲得的數(shù)據(jù)，每次實(shí)驗反應(yīng)時間均相同．

溫度（℃）	乙醇轉(zhuǎn)化率（%）	有機(jī)產(chǎn)物含量（體積分?jǐn)?shù)）
		乙烯（%）	乙醚（%）
125	20	8.7	90.2
150	68	16.7	82.2
175	88	32.3	66.8
200	90	86.9	12.1

已知：乙醇和乙醚（CH₃CH₂OCH₂CH₃）的沸點(diǎn)分別為78.4℃和34.5℃．請回答下列問題：
（1）乙醇脫水制乙烯的反應(yīng)是吸熱（填“放熱”、“吸熱”）反應(yīng)，若增大壓強(qiáng)，平衡逆向（選填“正向”、“逆向”、“不”）移動；
（2）已知：150℃時，1mol乙醇蒸汽脫水轉(zhuǎn)變?yōu)?mol乙烯，反應(yīng)熱的數(shù)值為46KJ，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式C₂H₅OH（g）→C₂H₄（g）+H₂O（g）△H=+46KJ/mol；
（3）寫出乙醇脫水制乙醚的反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{[C{\;}_{2}H{\;}_{5}OC{\;}_{2}H{\;}_{5}]•[H{\;}_{2}O]}{[C{\;}_{2}H{\;}_{5}OH]{\;}^{2}}$．當(dāng)乙醇起始濃度相同時，平衡常數(shù)K值越大，表明ab（填字母）．
a．乙醇的轉(zhuǎn)化率越高                   b．反應(yīng)進(jìn)行得越完全
c．達(dá)到平衡時乙醇的濃度越大           d．化學(xué)反應(yīng)速率越快
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析，150℃時乙醇催化脫水制取的乙醚產(chǎn)量大于（選填“大于”、“小于”、“等于”）125℃時；為了又快又多地得到產(chǎn)品，乙醇制乙醚合適的反應(yīng)溫度區(qū)域是150～175℃．

Answer 1

分析 （1）分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向體積減小的方向進(jìn)行；
（2）根據(jù)熱化學(xué)方程式的書寫方法和反應(yīng)特點(diǎn)分析；
（3）根據(jù)化學(xué)方程式進(jìn)行計算，K值越大，表示該反應(yīng)向正方向進(jìn)行的程度越大；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)解題，選取反應(yīng)的溫度應(yīng)考慮乙醇的轉(zhuǎn)化率，和乙醚的含量．

解答 解：（1）分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，乙醇脫水制乙烯的反應(yīng)是分解反應(yīng)，增大壓強(qiáng)平衡向體積減小的方向進(jìn)行，故向逆反應(yīng)方向進(jìn)行．故答案為：吸熱；逆向；
（2）1mol乙醇蒸汽脫水轉(zhuǎn)變?yōu)?mol乙烯，反應(yīng)熱的數(shù)值為46KJ，分解反應(yīng)多為吸熱反應(yīng)，該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為C₂H₅OH（g）→C₂H₄（g）+H₂O（g）△H=+46KJ/mol，
故答案為：C₂H₅OH（g）→C₂H₄（g）+H₂O（g）△H=+46KJ/mol；
（3）反應(yīng)方程式為2C₂H₅OH$\frac{\underline{\;濃硫酸\;}}{140℃}$C₂H₅OC₂H₅+H₂O，平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積，K=$\frac{[C{\;}_{2}H{\;}_{5}OC{\;}_{2}H{\;}_{5}]•[H{\;}_{2}O]}{[C{\;}_{2}H{\;}_{5}OH]{\;}^{2}}$，K值越大，表示該反應(yīng)向正方向進(jìn)行的程度越大，乙醇的轉(zhuǎn)化率越高，反應(yīng)進(jìn)行得越完全，故答案為：K=$\frac{[C{\;}_{2}H{\;}_{5}OC{\;}_{2}H{\;}_{5}]•[H{\;}_{2}O]}{[C{\;}_{2}H{\;}_{5}OH]{\;}^{2}}$； ab；
（4）乙醚產(chǎn)量應(yīng)同時考慮乙醇的轉(zhuǎn)化率和乙醚的含量．由表知，150℃時乙醇催化脫水制取的乙醚產(chǎn)量大于125℃時，乙醇制乙醚合適的反應(yīng)溫度區(qū)域是 150～175℃，
故答案為：大于；150～175℃．

點(diǎn)評 本題考查影響平衡的因素、熱化學(xué)方程式書寫、化學(xué)平衡常數(shù)的含義、電極反應(yīng)式書寫，難度適中，讀懂表中數(shù)據(jù)是解題的關(guān)鍵．