《2025年同步练习册人民教育出版社高中化学选择性必修第一册人教版B山东专版》

2. 乙酸甲酯是树脂、涂料、油墨、油漆、胶黏剂、皮革生产过程所需的有机溶剂，而且乙酸甲酯还可作为原料制备燃料乙醇。在刚性容器压强为$1.01MPa$时，乙酸甲酯与氢气制备乙醇主要发生如下反应：$CH_{3}COOCH_{3}(g)+2H_{2}(g)\rightleftharpoons CH_{3}OH(g)+CH_{3}CH_{2}OH(g)$。
一定温度下，以$n(CH_{3}COOCH_{3}):n(H_{2}) = 1:10$的投料比进行反应，乙酸甲酯转化率与气体总压强的关系如图所示。

(1) $A$点时，$CH_{3}COOCH_{3}(g)$的平衡分压为0.01MPa，$CH_{3}CH_{2}OH(g)$的体积分数为8.9$\%$(保留一位小数)。
(2) 此温度下，该反应的化学平衡常数$K_{p}=$\frac{0.09×0.09}{0.01×0.82²}$MPa^{-1}$($K_{p}$为以分压表示的平衡常数，列出计算式，不要求计算结果)。

答案： 2.答案$(1)0.01MPa 8.9 (2)\frac{0.09×0.09}{0.01×0.82²}$
解析
(1)由图可看出，转化率为90%时，总压为1.01MPa，已知n(CH₃COOCH₃):n(H₂)=1:10，设n(CH₃COOCH₃)=1mol，n(H₂)=10mol，列三段式求解：
CH₃COOCH₃(g)+2H₂(g)⇌CH₃OH(g)+CH₃CH₂OH(g)
初始/mol 1 10 0 0
反应/mol 0.9 1.8 0.9 0.9
平衡/mol 0.1 8.2 0.9 0.9
平衡时，气体的总物质的量为0.1mol+8.2mol+0.9mol+0.9mol=10.1mol，总压为1.01MPa，因此CH₃COOCH₃(g)的平衡分压为$1.01MPa×\frac{0.1mol}{10.1mol}=0.01MPa；$CH₃CH₂OH(g)的体积分数即为物质的量分数，其体积分数$=\frac{0.9mol}{10.1mol}×100%≈8.9%。$
(2)由上述分析可知，H₂的平衡分压为$1.01MPa×\frac{8.2mol}{10.1mol}=0.82MPa，$CH₃OH的平衡分压为$1.01MPa×\frac{0.9mol}{10.1mol}=0.09MPa，$CH₃CH₂OH的平衡分压也为0.09MPa，则$Kₚ=\frac{p(CH₃OH)·p(CH₃CH₂OH)}{p(CH₃COOCH₃)·p²(H₂)}=\frac{0.09×0.09}{0.01×0.82²}MPa⁻¹。$

1. $T_{1}^{\circ}C$时在容积为$2L$的恒容密闭容器中发生反应：$2NO(g)+O_{2}(g)\rightleftharpoons 2NO_{2}(g)$ $\Delta H\lt0$。实验测得：$v_{正}=v_{消耗}(NO)=2v_{消耗}(O_{2})=k_{正}c^{2}(NO)· c(O_{2})$，$v_{逆}=v_{消耗}(NO_{2})=k_{逆}c^{2}(NO_{2})$，$k_{正}$、$k_{逆}$为速率常数，只受温度影响。不同时刻测得容器中$n(NO)$、$n(O_{2})$如表。
(1) $T_{1}^{\circ}C$时，$\frac{k_{正}}{k_{逆}}=$160。
(2) 若将容器的温度改变为$T_{2}$时，其$k_{正}=k_{逆}$，则$T_{2}$＞(填“$\gt$”“$\lt$”或“$=$”)$T_{1}$。

答案： 1.答案
(1)160
(2)＞
解析
(1)根据v正=v消耗(NO)=2v消耗(O₂)=k正c²(NO)·c(O₂)，得出k正$=\frac{v消耗(NO)}{c²(NO)·c(O₂)}，$根据v逆=v消耗(NO₂)=k逆·c²(NO₂)，得出k逆$=\frac{v消耗(NO₂)}{c²(NO₂)}，$因为平衡时v消耗(NO)=v消耗(NO₂)，所以$\frac{k正}{k逆}=\frac{c²(NO₂)}{c²(NO)·c(O₂)}=K，$表格中初始物质的量：n(NO)=1mol，n(O₂)=0.6mol，容器容积为2L，列出三段式如下：
2NO(g)+O₂(g)⇌2NO₂(g)
起始/(mol·L⁻¹) 0.5 0.3 0
转化/(mol·L⁻¹) 0.4 0.2 0.4
平衡/(mol·L⁻¹) 0.1 0.1 0.4
$K=\frac{c²(NO₂)}{c²(NO)·c(O₂)}=\frac{0.4²}{0.1²×0.1}=160，$即$\frac{k正}{k逆}=160。$
(2)若将容器的温度改变为T₂时，其k正=k逆，则K=1＜160，因反应2NO(g)+O₂(g)⇌2NO₂(g) ΔH＜0，K值减小，则对应的温度升高，即T₂＞T₁。