Question

【題目】醇是重要的有機化工原料。一定條件下，甲醇可同時發生下面兩個反應：

i .2CH3OH（g）CH3OCH3（g）＋H2O（g）

ii.2CH3OH（g）C2H4（g）＋2H2O（g）

I．上述反應過程中能量變化如圖所示：

（1）在某密閉容器中，充入一定量CH3OH（g）發生上述兩個反應，反應________（填“i”或“ii”）的速率較大，其原因為___________。若在容器中加入催化劑，使ii的反應速率增大，則E1和E2-E1的變化是：E1__________；E2－E1___________（填“增大”、“減小”或“不變”）。

（2）已知：CH3CH2OH（g）=CH3OCH3（g） ΔH =＋50.7 kJ·mol－1。則乙烯氣相直接水合反應C2H4（g）＋H2O（g）=C2H5OH（g）的ΔH= 。

（3）若在容積為2 L的恒容密閉容器中發生i 、ii反應，當起始投料為2 mol CH3OH（g） 的消耗量為80%時容器中氣體的平均相對分子質量為 。

Answer 1

【答案】

（1）i 該反應的活化能較小 減小 不變

（2）－45.5kJ·mol－1（3）32

【解析】

試題分析：

（1）根據反應過程中能量變化圖可知i反應的活化能較小，所以化學反應速率較快，催化劑能降低反應的活化能，但不會改變反應的反應熱，所以若在容器中加入催化劑，使ii的反應速率增大，則E1減小，E2－E1不變。

（2）已知熱化學方程式①：CH3CH2OH（g）=CH3OCH3（g）ΔH=＋50.7kJ·mol－1，

②2CH3OH（g）C2H4（g）＋2H2O（g）ΔH=－29.1kJ·mol－1，

③2CH3OH（g）CH3OCH3（g）＋H2O（g）ΔH=－23.9kJ·mol－1，

根據蓋斯定律，③－①－②可得，

C2H4（g）＋2H2O（g）=C2H5OH（g） ΔH =－45.5kJ·mol－1。

（3）根據2CH3OH（g）C2H4（g）＋2H2O（g）和C2H4（g）＋H2O（g）=C2H5OH（g）相加可得，反應前后的氣體物質的量不變，則混合氣體的平均相對分子質量不變，仍為32。