Question

【題目】醫(yī)用酒精在抗擊“新型冠狀病毒”戰(zhàn)役中發(fā)揮著殺菌消毒的作用，其主要成分是乙醇。回答下列問題：

I.工業(yè)上主要采用乙烯直接水合法制乙醇。

(1)在磷酸/硅藻土催化劑作用下，乙烯進行氣相水合的反應(yīng)機理大致如下：

i.

ii.

iii.

隨著反應(yīng)進程，該過程能量變化如圖所示。

下列有關(guān)說法正確的是_______(填字母標號，下同)。

a.該反應(yīng)過程中i~iii步均釋放能量

b.第i步反應(yīng)的活化能最大，決定總反應(yīng)速率

c.和是反應(yīng)的中間產(chǎn)物

(2)已知：的反應(yīng)速率表達式為v正=k正，v逆=k逆，其中k正、k逆為速率常數(shù)。若其他條件不變時，降低溫度，則下列推斷合理的是_______。

a. k正增大，k逆減小 b. k正減小，k逆增大

c. k正減小的倍數(shù)大于k逆 d. k正減小的倍數(shù)小于k逆

Ⅱ.工業(yè)用二氧化碳加氫可合成乙醇：。保持壓強為5MPa，向密閉容器中投入一定量和發(fā)生上述反應(yīng)，的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、投料比的關(guān)系如圖所示。

(1)投料比由大到小的順序為___________。

(2)若投料比，一定溫度下發(fā)生反應(yīng)，下列說法不能作為反應(yīng)是否達平衡判據(jù)的是_______(填標號。

a.容器內(nèi)氣體密度不再變化

b.容器內(nèi)氣體平均相對分子質(zhì)量不再變化

c. 的體積分數(shù)不再變化

d.容器內(nèi)不再變化

e.斷裂個H—H鍵的同時生成個水分子

(3)若，則A點溫度下，該反應(yīng)的平衡常數(shù)的數(shù)值為_______(是以分壓表示的平衡常數(shù))；若其他條件不變，A點對應(yīng)起始反應(yīng)物置于某剛性密閉容器，則平衡時的轉(zhuǎn)化率___________50%(填“＞”、“=”或“＜”)。

Answer 1

【答案】bc d ce ＜

【解析】

I.(1) a.從能量圖中分析可以，該反應(yīng)過程的三步中，第一步吸熱，二、三步均釋放能量，a錯誤；

b.活化能的定義：活化分子的平均能量與反應(yīng)物分子的平均能量之差。活化能越來大，活化分子所占的百分數(shù)就越小，反應(yīng)越慢，第i步反應(yīng)的活化能最大，決定總反應(yīng)速率，b正確；

c.從題中三步反應(yīng)可知，和是反應(yīng)的中間產(chǎn)物，c正確。

故答案為：bc。

(2)若其他條件不變時，降低溫度，正逆反應(yīng)速率均減小，而濃度在那瞬間是不變的，所以k正、k逆均減小，再根據(jù)能量圖，反應(yīng)物總能量大于生成物，為放熱反應(yīng)，降低溫度，平衡正移，逆反應(yīng)速率減小的更多，即k正減小的倍數(shù)小于k逆，d合理。故答案選：d。

Ⅱ. (1)投料比越大，根據(jù)反應(yīng)，在相同溫度時，相當于增大H2的濃度，的平衡轉(zhuǎn)化率更高，即，故答案為：；

(2)若投料比，一定溫度下：a.密度等于氣體質(zhì)量與容器體積的比值，在中，物質(zhì)均為氣體，保持壓強為5MPa，隨反應(yīng)正向進行，容器體積減小，密度增大，密度不變，說明該反應(yīng)達到平衡，a能；b.平均相對分子質(zhì)量等于氣體總質(zhì)量與氣體總物質(zhì)的量的比值，隨反應(yīng)正向進行，氣體總質(zhì)量不變，總物質(zhì)的量減小，平均相對分子質(zhì)量增大，當平均相對分子質(zhì)量不再變化時，該反應(yīng)達到平衡，b能；c. 的體積分數(shù)即物質(zhì)的量分數(shù)，反應(yīng)前的體積分數(shù)為50%，根據(jù)極極法可以求出當氫氣完全消耗之后，二氧化碳的體積分數(shù)仍為50%，故反應(yīng)中的體積分數(shù)始終保持為50%不變，故不能據(jù)此判斷該反應(yīng)是否達到平衡標志，c不能；d.容器內(nèi)反應(yīng)前為1:1，而反應(yīng)中系數(shù)不是1:1，當容器內(nèi)不再變化時，則該反應(yīng)達到平衡，d能；e.斷裂H—H鍵，生成水分子，均為正反應(yīng)，不能說明正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率，e不能。故答案為：ce；

(3)若，則A點溫度下，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，

起： 1mol 3mol 0mol 0mol

轉(zhuǎn)： 1×50%mol 1.5mol 0.25mol 0.75mol

平： 0.5mol 1.5mol 0.25mol 0.75mol

平衡時氣體的總物質(zhì)的量=（0.5+1.5+0.25+0.75）mol=3mol，則=，=，，，該反應(yīng)的平衡常數(shù)= =；原題是同溫同壓下，正反應(yīng)體積減小，現(xiàn)為剛性密閉容器，氣體的物質(zhì)的量減小，相當于減壓，平衡向氣體分子數(shù)增大的方向移動，即向逆反應(yīng)方向移動，的轉(zhuǎn)化率小于50%，故答案為：，＜。