Question

【題目】甲醇是種非常重要的化工原料，工業(yè)上CO2 用于生產(chǎn)燃料甲醇，既能緩解溫室效應，也為甲醇的合成尋找了新渠道。

(1)甲醇的合成：合成甲醇的反應為：CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H ；在催化劑作用下，測得甲醇的產(chǎn)率與反應溫度、壓強關(guān)系如下圖所示， 由圖中數(shù)據(jù)可知，△H______0(選 填“＞”“＜”“＝”)，甲醇產(chǎn)率隨著壓強變化呈現(xiàn)圖示規(guī)律的原因是_______。

(2)甲醇的應用：丙炔酸甲酯是一種重要的有機化工原料，不溶于水，常溫呈液態(tài)，沸點為 103~105 ℃。實驗室可用甲醇和另一有機原料 M 在一定條件下制備，實驗步驟如下：

步驟 1：在反應瓶中，加入 13 g 原料 M、50 mL 甲醇和 2 mL 濃硫酸，攪拌，加熱回流一段時間。

步驟 2：蒸出過量的甲醇(裝置見下圖)。

步驟 3：反應液冷卻后，依次用飽和 NaCl 溶液、 5%Na2CO3 溶液、水洗滌；分離出有機相。

步驟 4：有機相經(jīng)無水 Na2SO4 干燥、過濾、蒸餾， 得丙炔酸甲酯。

①步驟 1 中反應的化學方程式是_____________。

②步驟 1 中，加入過量甲醇的目的是_____________。

③步驟 3 中 Na2CO3 溶液洗滌主要去除的物質(zhì)是______。該步驟中不用等量等濃度的NaOH 溶液代替Na2CO3 溶液洗滌主要原因是___________。

Answer 1

【答案】＜ 正反應是氣體物質(zhì)的量減小的反應，增大壓強，平衡正向移，因此，其它條件相同時，壓強越大，甲醇的產(chǎn)率越高 HC≡CCOOH+CH3OHHC≡CCOOCH3+H2O 提高 M的轉(zhuǎn)化率 丙炔酸（或有機原料） NaOH 堿性強，使酯水解程度增大，降低其產(chǎn)率

【解析】

(2)該反應是丙炔酸和甲醇的酯化反應，甲醇過量是為了提高另一個反應物丙炔酸的轉(zhuǎn)化率，加入Na2CO3 溶液是為了除去丙炔酸，不用NaOH溶液是因為堿性太強，會導致酯的水解，降低產(chǎn)率。

(1)由圖看出，甲醇的產(chǎn)率隨溫度升高減小，說明平衡逆向進行，升高溫度，平衡向吸熱的方向移動，說明逆反應吸熱，則正反應是放熱反應，△H<0；甲醇產(chǎn)率隨著壓強的增大而增大的原因是：正反應是氣體物質(zhì)的量減小的反應，增大壓強，平衡正向移，因此，其它條件相同時，壓強越大，甲醇的產(chǎn)率越高；

(2)①步驟1是丙炔酸和甲醇的酯化反應，反應化學方程式：HC≡CCOOH+CH3OHHC≡CCOOCH3+H2O；

②酯化反應為可逆反應，甲醇過量，有利于丙炔酸的轉(zhuǎn)化，提高利用率；故答案為：提高 M的轉(zhuǎn)化率；

③丙炔酸具有酸性，可與碳酸鈉溶液反應，則加入飽和碳酸鈉溶液可除去丙炔酸，生成的丙炔酸甲酯不溶于水，溶液分層，可用分液的方法分離；

不用等量等濃度的NaOH 溶液代替Na2CO3 溶液洗滌主要原因是：NaOH 堿性強，使酯水解程度增大，降低其產(chǎn)率；故答案為：丙炔酸；NaOH 堿性強，使酯水解程度增大，降低其產(chǎn)率。