Question

【題目】乙醇和乙酸在生活和工業生產中用途廣泛。請完成以下關于乙醇和乙酸的相關問題：

（1）乙醇是重要的燃料，已知在25℃、101kPa下，1kg乙醇充分燃燒能放出29713.04kJ熱量，寫出表示乙醇燃燒熱的熱化學方程式：_________________________________________。

（2）乙醇燃料電池應用前景樂觀，以稀硫酸為電解質溶液，燃料電池的正極電極反應式為：__________。在負極除生成CO2外，還生成了極少量的乙酸，寫出生成乙酸的電極反應式：_____________________________________。

（3）乙醇和乙酸反應可生成乙酸乙酯，反應方程式為：_______________________________。在密閉容器中，利用該反應制備乙酸乙酯，實驗中若起始時在容器中加入3mol乙醇、1mol乙酸和一定量的濃硫酸，充分反應后容器中殘留的乙醇可能為______________。

A．2mol B．2.6mol C．2.8mol D．3mol

（4）反應后可向反應混合物中加入_____________溶液，再用分液漏斗分離出乙酸乙酯。

Answer 1

【答案】C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2+3H2O(l) ΔH=-1366.8kJ/molO2+4e-+4H+=2H2OCH3CH2OH -4e- +H2O = CH3COOH + 4H+CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3 + H2OBCNa2CO3

【解析】

本題考查的是熱化學方程式和燃料電池的電子反應的書寫以及酯化反應的書寫和計算，注意燃燒熱的定義。

(1)燃燒熱指1mol可燃物完全燃燒生成穩定的氧化物時放出的熱量，所以要計算1mol乙醇反應時的熱量，1kg乙醇的物質的量為1000/46mol，則1mol乙醇燃燒放出的熱量為 kJ，則乙醇燃燒熱的熱化學方程式為：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2+3H2O(l) ΔH=-1366.8kJ/mol。(2)乙醇燃料電池中氧氣在正極反應，因為溶液為酸性，氧氣得到電子結合氫離子生成水，電極反應為：O2+4e-+4H+=2H2O。乙醇失去電子生成乙酸，電極反應為：CH3CH2OH -4e- +H2O = CH3COOH + 4H+。(3)乙酸和乙醇反應生成乙酸乙酯和水，方程式為：CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3 + H2O，因為酯化反應是可逆反應，所以反應物不能完全反應，假設1mol乙酸完全反應消耗1mol乙醇，所以殘留的乙醇的物質的量應在2mol-3mol，故選BC。(6)反應后的混合物中有乙酸乙酯和乙酸和乙醇，可以加入碳酸鈉進行分離，碳酸鈉溶液能溶解乙醇，反應乙酸，降低乙酸乙酯的溶解度。