Question

【题目】医用酒精在抗击“新型冠状病毒”战役中发挥着杀菌消毒的作用，其主要成分是乙醇。回答下列问题：

I.工业上主要采用乙烯直接水合法制乙醇。

(1)在磷酸/硅藻土催化剂作用下，乙烯进行气相水合的反应机理大致如下：

i.

ii.

iii.

随着反应进程，该过程能量变化如图所示。

下列有关说法正确的是_______(填字母标号，下同)。

a.该反应过程中i~iii步均释放能量

b.第i步反应的活化能最大，决定总反应速率

c.和是反应的中间产物

(2)已知：的反应速率表达式为v正=k正，v逆=k逆，其中k正、k逆为速率常数。若其他条件不变时，降低温度，则下列推断合理的是_______。

a. k正增大，k逆减小 b. k正减小，k逆增大

c. k正减小的倍数大于k逆 d. k正减小的倍数小于k逆

Ⅱ.工业用二氧化碳加氢可合成乙醇：。保持压强为5MPa，向密闭容器中投入一定量和发生上述反应，的平衡转化率与温度、投料比的关系如图所示。

(1)投料比由大到小的顺序为___________。

(2)若投料比，一定温度下发生反应，下列说法不能作为反应是否达平衡判据的是_______(填标号。

a.容器内气体密度不再变化

b.容器内气体平均相对分子质量不再变化

c. 的体积分数不再变化

d.容器内不再变化

e.断裂个H—H键的同时生成个水分子

(3)若，则A点温度下，该反应的平衡常数的数值为_______(是以分压表示的平衡常数)；若其他条件不变，A点对应起始反应物置于某刚性密闭容器，则平衡时的转化率___________50%(填“＞”、“=”或“＜”)。

Answer 1

【答案】bc d ce ＜

【解析】

I.(1) a.从能量图中分析可以，该反应过程的三步中，第一步吸热，二、三步均释放能量，a错误；

b.活化能的定义：活化分子的平均能量与反应物分子的平均能量之差。活化能越来大，活化分子所占的百分数就越小，反应越慢，第i步反应的活化能最大，决定总反应速率，b正确；

c.从题中三步反应可知，和是反应的中间产物，c正确。

故答案为：bc。

(2)若其他条件不变时，降低温度，正逆反应速率均减小，而浓度在那瞬间是不变的，所以k正、k逆均减小，再根据能量图，反应物总能量大于生成物，为放热反应，降低温度，平衡正移，逆反应速率减小的更多，即k正减小的倍数小于k逆，d合理。故答案选：d。

Ⅱ. (1)投料比越大，根据反应，在相同温度时，相当于增大H2的浓度，的平衡转化率更高，即，故答案为：；

(2)若投料比，一定温度下：a.密度等于气体质量与容器体积的比值，在中，物质均为气体，保持压强为5MPa，随反应正向进行，容器体积减小，密度增大，密度不变，说明该反应达到平衡，a能；b.平均相对分子质量等于气体总质量与气体总物质的量的比值，随反应正向进行，气体总质量不变，总物质的量减小，平均相对分子质量增大，当平均相对分子质量不再变化时，该反应达到平衡，b能；c. 的体积分数即物质的量分数，反应前的体积分数为50%，根据极极法可以求出当氢气完全消耗之后，二氧化碳的体积分数仍为50%，故反应中的体积分数始终保持为50%不变，故不能据此判断该反应是否达到平衡标志，c不能；d.容器内反应前为1:1，而反应中系数不是1:1，当容器内不再变化时，则该反应达到平衡，d能；e.断裂H—H键，生成水分子，均为正反应，不能说明正反应速率等于逆反应速率，e不能。故答案为：ce；

(3)若，则A点温度下，CO2的平衡转化率为50%，

起： 1mol 3mol 0mol 0mol

转： 1×50%mol 1.5mol 0.25mol 0.75mol

平： 0.5mol 1.5mol 0.25mol 0.75mol

平衡时气体的总物质的量=（0.5+1.5+0.25+0.75）mol=3mol，则=，=，，，该反应的平衡常数= =；原题是同温同压下，正反应体积减小，现为刚性密闭容器，气体的物质的量减小，相当于减压，平衡向气体分子数增大的方向移动，即向逆反应方向移动，的转化率小于50%，故答案为：，＜。