Question

【題目】聚乙烯醇()為常見的滴眼液的主要成分，其生產過程中會產生大量副產物乙酸甲酯。用副產物乙酸甲酯催化醇解反應可制備甲醇和乙酸己酯，該反應的化學方程式為：CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l) ΔH。已知：υ正= k正χ(CH3COOCH3)χ(C6H13OH)，υ逆= k逆χ(CH3COOC6H13)χ(CH3OH)，其中υ正、υ逆 為正、逆反應速率，k正、k逆為速率常數，χ為各組分的物質的量分數。

(1)反應開始時，己醇和乙酸甲酯按物質的量之比1:1投料，測得348K、343K、338K三個溫度下乙酸甲酯轉化率(α)隨時間(t)的變化關系如圖所示：

348K指的是曲線_______(填“①”“②”或“③”)，判斷的理由是_________；該醇解反應的ΔH_________0(填“>”或“<”)。

(2)338K時，以物質的量分數表示的化學平衡常數Kx=________；A、B、C、D四點中，υ正最大的是_______，υ逆最大的是_______。

(3)343K時，將己醇和乙酸甲酯按物質的量之比1:1、1:2和2:1做為初始投料。則達到平衡后，初始投料比_______時，乙酸甲酯轉化率最大。

(4)該醇解反應使用離子交換樹脂作催化劑，下列關于該催化劑的說法正確的是______。

a. 參與了醇解反應，但并不改變反應歷程

b. 使k正和k逆增大相同倍數

c. 降低了醇解反應的活化能

d. 提高乙酸甲酯的平衡轉化率

Answer 1

【答案】① 因為①反應達平衡的時間短，說明反應速度快，溫度高 > 1 A C 2:1 bc

【解析】

(1)通過圖像可以發現，隨著反應進行乙酸甲酯轉化率(α)先上升后不變，當轉化率不變時說明反應達到了平衡狀態，但三條曲線達到平衡的時間不一樣，最快的是①，說明①速率最快，溫度最高，且同一時間①的轉化率是最高的，說明該反應溫度升高向正向進行的程度在增大，該反應為吸熱反應，故348K指的是曲線①，理由是①反應達平衡的時間短，說明反應速度快，溫度高；ΔH>0；

(2) 338K時轉化率曲線為③，平衡時乙酸甲酯轉化率為50%，己醇和乙酸甲酯按物質的量之比1:1投料，根據反應CH3COOCH3(l)+C6H13OH(l)CH3COOC6H13(l)+CH3OH(l)，達到平衡時各物質的物質的量相等，物質的量分數相等，Kx=χ(CH3COOC6H13)χ(CH3OH)/[χ(CH3COOCH3)χ(C6H13OH)]=1；

A、B、C、D四點中，A、C點的溫度高于B、D點，A、B點反應物濃度相等，但大于C、D點，υ正最大的是A，C點轉化率最大，得到的生成物濃度最大，υ逆最大的是C；

(3)要提高某一反應物的轉化率，可以通過增加其他反應物的濃度來實現，以己醇和乙酸甲酯物質的量之比1:1作為參照，1:2時乙酸甲酯的轉化率會降低，2:1時乙酸甲酯的轉化率會升高，故2:1時乙酸甲酯轉化率最大；

(4)a.催化劑參與了醇解反應，改變反應歷程，a錯誤；

b.催化劑使正逆反應速率同等程度的增加，，即使k正和k逆增大相同倍數，b正確；

c.催化劑能降低反應的活化能，c正確；

d. 催化劑不會引起平衡的移動，無法提高轉化率，d錯誤；

故正確的為bc。