Question

【題目】2017年采用中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全球首套煤基乙醇工業(yè)化項(xiàng)目投產(chǎn)成功。某地煤制乙醇的過程表示如下。

（1）Cu(NO3)2是制備“催化劑X”的重要試劑。

① 氣體A是_______。

② 實(shí)驗(yàn)室用Cu(NO3)2固體配制溶液，常加入少量稀HNO3。運(yùn)用化學(xué)平衡原理簡(jiǎn)述HNO3的作用_______。

③ NaClO溶液吸收氣體A的離子方程式是_______。

（2）過程a包括以下3個(gè)主要反應(yīng)：

Ⅰ．CH3COOCH3(g)＋2H2(g)C2H5OH(g)＋CH3OH(g) ΔH1

Ⅱ．CH3COOCH3(g)＋C2H5OH(g)CH3COOC2H5 (g)＋CH3OH(g) ΔH2

Ⅲ．CH3COOCH3(g)＋H2(g)CH3CHO(g)＋CH3OH(g) ΔH3

相同時(shí)間內(nèi)，測(cè)得CH3COOCH3轉(zhuǎn)化率、乙醇和乙酸乙酯的選擇性（如乙醇選擇性= ）如下圖所示。

① 已知：ΔH1 < 0。隨溫度降低，反應(yīng)Ⅰ化學(xué)平衡常數(shù)的變化趨勢(shì)是_______。

② 下列說(shuō)法不合理的是________。

A．溫度可影響反應(yīng)的選擇性

B．225℃～235℃，反應(yīng)Ⅰ處于平衡狀態(tài)

C．增大H2的濃度，可以提高CH3COOCH3的轉(zhuǎn)化率

③ 為防止“反應(yīng)Ⅲ”發(fā)生，反應(yīng)溫度應(yīng)控制的范圍是_______。

④ 在185℃下，CH3COOCH3起始物質(zhì)的量為5 mol，生成乙醇的物質(zhì)的量是____。

Answer 1

【答案】 NO Cu2+ + 2H2O Cu(OH)2 + 2H+ ，加入硝酸，使c(H+)增大，平衡逆向移動(dòng)，從而抑制 Cu(NO3)2的水解 增大 B < 205℃ 0.2 mol

【解析】（1）①銅與稀硝酸反應(yīng)生成硝酸銅和一氧化氮，氣體A為NO，故答案為：NO；

② 實(shí)驗(yàn)室用Cu(NO3)2固體配制溶液，常加入少量稀HNO3，Cu2+ + 2H2O Cu(OH)2 + 2H+ ，加入硝酸，使c(H+)增大，平衡逆向移動(dòng)，從而抑制 Cu(NO3)2的水解，故答案為：Cu2+ + 2H2O Cu(OH)2 + 2H+ ，加入硝酸，使c(H+)增大，平衡逆向移動(dòng)，從而抑制 Cu(NO3)2的水解；

③ NaClO溶液吸收氣體NO，根據(jù)圖示，次氯酸鈉將NO氧化為硝酸根離子，反應(yīng)的離子方程式為，故答案為：；

（2）① 反應(yīng)Ⅰ的ΔH1 < 0，為放熱反應(yīng)，溫度降低，平衡正向移動(dòng)，化學(xué)平衡常數(shù)增大，故答案為：增大；

② A．根據(jù)圖像，溫度小于185℃時(shí)，隨溫度升高，乙醇的選擇性降低，乙酸乙酯的選擇性增大，溫度高于185℃時(shí)，隨溫度升高，乙醇的選擇性增大，乙酸乙酯的選擇性降低，溫度影響反應(yīng)的選擇性，故A正確；B．225℃～235℃，乙醇和乙酸乙酯的選擇性相同，但不表示反應(yīng)Ⅰ處于平衡狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)反應(yīng)I，增大H2的濃度，平衡正向移動(dòng)，CH3COOCH3的轉(zhuǎn)化率提高，故C正確；故選B；

③ 根據(jù)圖2，溫度超過205℃時(shí)，乙醇的選擇性變化不大，但乙酸乙酯的選擇性較大，如果溫度升高，乙酸乙酯的選擇性大幅度減小，不利于反應(yīng)生成乙醇，為防止“反應(yīng)Ⅲ”發(fā)生，應(yīng)控制溫度低于205℃，故答案為：< 205℃；

④ 在185℃下，乙醇選擇性為20%，CH3COOCH3的轉(zhuǎn)化率為20%，則5 molCH3COOCH3反應(yīng)生成乙醇的物質(zhì)的量=5mol×20%×20%=0.2mol，故答案為：0.2 mol。