Question

【題目】2017年采用中國自主知識產權的全球首套煤基乙醇工業(yè)化項目投產成功。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 實驗室用Cu(NO3)2固體配制溶液，常加入少量稀HNO3。運用化學平衡原理簡述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個主要反應：

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

相同時間內，測得CH3COOCH3轉化率、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Ⅰ化學平衡常數(shù)的變化趨勢是_______。

② 下列說法不合理的是________。

A．溫度可影響反應的選擇性

B．225℃～235℃，反應Ⅰ處于平衡狀態(tài)

C．增大H2的濃度，可以提高CH3COOCH3的轉化率

③ 為防止“反應Ⅲ”發(fā)生，反應溫度應控制的范圍是_______。

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

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，從而抑制 Cu(NO3)2的水解 增大 B < 205℃ 0.2 mol

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

② 實驗室用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，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，從而抑制 Cu(NO3)2的水解；

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

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

② A．根據圖像，溫度小于185℃時，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，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Ⅰ處于平衡狀態(tài)，故B錯誤；C．根據反應I，增大H2的濃度，平衡正向移動，CH3COOCH3的轉化率提高，故C正確；故選B；

③ 根據圖2，溫度超過205℃時，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，不利于反應生成乙醇，為防止“反應Ⅲ”發(fā)生，應控制溫度低于205℃，故答案為：< 205℃；

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