Question

Ⅰ醇脱水反应在不同温度条件下得到的产物组成不同．下表是常压、某催化剂存在条件下，分别以等量乙醇在不同温度下进行脱水实验获得的数据，每次实验反应时间均相同．

已知：乙醇和乙醚（CH₃CH₂OCH₂CH₃）的沸点分别为78.4℃和34.5℃．试分析：
（1）乙醇脱水制乙烯的反应是

 

（填“放热”、“吸热”）反应，若增大压强，平衡

 

（选填“正向”、“逆向”、“不”）移动．
（2）写出乙醇脱水制乙醚的反应的平衡常数表达式K=

 

．
当乙醇起始浓度相同时，平衡常数K值越大，表明

 

（填序号）．
a．乙醇的转化率越高                 b．反应进行得越完全
c．达到平衡时乙醇的浓度越大         d．化学反应速率越快
（3）根据表中数据分析，150℃时乙醇催化脱水制取的乙醚产量

 

（选填“大于”、“小于”、“等于”）125℃时；为了又快又多地得到产品，乙醇制乙醚合适的反应温度区域是

 

．
Ⅱ水垢中含有的CaSO₄，先用Na₂CO₃溶液处理，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO₃，而后用酸去除．从CaSO₄到CaCO₃的沉淀转化中，并存在着两个沉淀溶解平衡，写出前一个沉淀溶解平衡表达式：

 

已知Ksp（CaCO₃）=2.8×10^-9mol²/L²，将136gCaSO₄固体加入1L Na₂CO₃溶液中，待沉淀转化后，溶液中c（CO₃^2-）=0.001mol/L．计算Ksp（CaSO₄）=

 

mol²/L²
（忽略溶液体积变化）

Answer 1

考点：化学平衡的计算,化学平衡常数的含义,化学平衡的影响因素,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：化学平衡专题

分析：Ⅰ（1）平衡移动的应用，考虑温度、压强对平衡的影响；
（2）从平衡常数的定义和意义入手；
（3）从表中数据找出温度和乙醚含量的关系；
Ⅱ计算出离子浓度，带入溶度积表达式计算Ksp．

解答： 解：Ⅰ（1）从表中数据可看出，升高温度，乙醇的转化率升高，根据升高温度平衡向吸热反应方向移动，所以乙醇制取乙烯为吸热反应；
增大压强，平衡向体积减小方向移动，因正反应为体积增大的方向，故平衡逆向移动，
故答案为：吸热；逆向；　    
（2）乙醇制取乙醚的反应方程式为：2C₂H₅OH

加热

C₂H₅OC₂H5+H₂O，故平衡常数K为：

c(C2H5OC2H5)?c(H2O)

c2(C2H5OH)

 K值越大，表示该反应向正方向进行的程度越大，乙醇的转化率越高，反应进行得越完全，
故答案为：

c(C2H5OC2H5)?c(H2O)

c2(C2H5OH)

； ab；　 
（3）乙醚产量应同时考虑乙醇的转化率和乙醚的含量．由表知，150℃时乙醇催化脱水制取的乙醚产量大于125℃时，乙醇制乙醚合适的反应温度区域是 150～175℃，
故答案为：大于；150～175℃；
Ⅱ硫酸钙沉淀溶解平衡方程式为：CaSO₄（s）≒Ca²⁺（aq）+SO₄^2-（aq），Ksp（CaSO₄）=c（Ca²⁺）?c（SO₄^2-），
其中c（Ca²⁺）=Ksp（CaCO₃）/c（CO₃^2-）=

2.8×10-9mol2/L2

0.001mol/L

=2.8×10^-6mol/L　n（SO₄^2-）=

136g

136g/mol

=1mol，c（SO₄^2-）=

1mol

1L

=1mol/L　        
所以Ksp（CaSO₄）=c（Ca²⁺）?c（SO₄^2-）=2.8×10^-6mol/L×1mol/L=2.8×10^-6mol²/L²，
故答案为：2.8×10^-6．

点评：本题考察了影响平衡的因素，平衡常数问题和沉淀溶解平衡关于溶度积的计算．读懂图中数据是关键，对于溶度积计算，写出表达式，计算出浓度带入数据即可．