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化項目投產成功。某地用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實驗室中用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: ________。

③NaClO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) △H1

II.CH3COOCH3(g)+C2H5OH(g)CH3COOC2H5(g)+CH3OH(g) △H2

III.CH3COOCH3(g)+H2(g)CH3CHO(g)+CH3OH(g) △H3

相同時間內，測得CH3COOCH3轉化率、乙醇和乙酸乙酯的選擇性(如乙醇的選擇性= )如下圖所示。

①已知:△H1<0。隨溫度降低，反應I化學平衡常數的變化趨勢是________。

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

C.增大H2的濃度，可以提高CH3COOCH3的轉化率

③為防止“反應III”發生，反應溫度應控制的范圍是____________。

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

Answer 1

【答案】 NO Cu2++2H2OCu(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 2OH-+3C1O-+2NO=2NO3-+3Cl-+H2O 增大 B <205℃ 0.2mol

【解析】（1）①銅和稀硝酸反應生成硝酸銅、一氧化氮和水，所以氣體A是一氧化氮；正確答案：NO。

②硝酸銅為強酸弱堿鹽，水解顯酸性，離子方程式：Cu2++2H2OCu(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；正確答案：Cu2++2H2OCu(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。

③NaClO溶液具有強氧化性，能夠把一氧化氮氧化為硝酸根離子，NaClO中+1價的氯被還原為氯離子，離子方程式是2OH-+3C1O-+2NO=2NO3-+3Cl-+H2O；正確答案：2OH-+3C1O-+2NO=2NO3-+3Cl-+H2O。

（2）①CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g) △H1<0，平衡常數K=c(C2H5OH)×c(CH3OH)/c(CH3COOCH3)×c2(H2)，隨著溫度的降低，平衡右移，生成物濃度增大，反應物濃度減小，反應I化學平衡常數增大；正確答案：增大。

②根據圖像2可知，不同溫度下，發生反應的不同，因此溫度可影響反應的選擇性，A正確；225℃~235℃，乙酸乙酯的選擇性逐漸降低，說明反應仍在進行，反應II仍在進行，反應I就不能處于平衡狀態，B錯誤；根據反應CH3COOCH3(g)+2H2(g)C2H5OH(g)+CH3OH(g)和CH3COOCH3(g)+H2(g)CH3CHO(g)+CH3OH(g)可知，增大H2的濃度，平衡右移，CH3COOCH3的轉化率均增大，C正確；正確選項B。

③當反應溫度控制在205℃時，乙醇和乙酸乙酯的選擇性之和為100%.沒有反應III發生，溫度大于205℃時，乙醇和乙酸乙酯的選擇性之和小于100%，反應III已經發生；所以為防止反應III發生，反應溫度應控制<205℃范圍內；正確答案：<205℃。

④根據圖像1可知，在185℃，CH3COOCH3的轉化率為20%，CH3COOCH3起始物質的量為5mol，所以參加反應的CH3COOCH3的量為20%×5=1mol，生成的乙醇要有一部分進行反應II，所以根據圖像2可知，在185℃，乙醇的選擇性為20%，所以上述反應中最終生成乙醇的物質的量是1×20%=0.2mol；正確答案：0.2mol。