乙醇是生活中常见的物质，用途广泛，其合成方法和性质也具有研究价值．Ⅰ．乙醇可以作为燃料燃烧．已知化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放出的能量．应用表中数据（25

Question

乙醇是生活中常见的物质，用途广泛，其合成方法和性质也具有研究价值．
Ⅰ．乙醇可以作为燃料燃烧．
已知化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放出的能量．应用表中数据（25℃、101kPa），写出气态乙醇完全燃烧生成CO₂和水蒸气的热化学方程式___．

键	C-C	C-H	O=O	H-O	C-O	C=O
键能/（kJ•mol-1）	348	413	498	463	351	799

Ⅱ．直接乙醇燃料电池（DEFC）具有很多优点，引起了人们的研究兴趣．现有以下三种乙醇燃料电池（图1）．碱性乙醇燃料电池酸性乙醇燃料电池熔融盐乙醇燃料电池
（1）三种乙醇燃料电池中正极反应物均为___．
（2）碱性乙醇燃料电池中，电极a上发生的电极反应式为___，使用空气代替氧气，电池工作过程中碱性会不断下降，其原因是___．
（3）酸性乙醇燃料电池中，电极b上发生的电极反应式为___，通过质子交换膜的离子是___．
（4）熔融盐乙醇燃料电池中若选择熔融碳酸钾为介质，电池工作时，CO₃^2-向电极___（填“a”或“b”）移动，电极b上发生的电极反应式为___．
Ⅲ．已知气相直接水合法可以制取乙醇：H₂O（g）+C₂H₄（g）⇌CH₃CH₂OH（g）．当n（H₂O）：n（C₂H₄）=1：1时，乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图2：
（1）图中压强P₁、P₂、P₃、P₄的大小顺序为：___，理由是：___．
（2）气相直接水合法采用的工艺条件为：磷酸/硅藻土为催化剂，反应温度290℃，压强6.9MPa，n（H₂O）：n（C₂H₄）=0.6：1．该条件下乙烯的转化率为5%．若要进一步提高乙烯的转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以采取的措施有___、___．
Ⅳ．探究乙醇与溴水是否反应．
（1）探究乙醇与溴水在一定条件下是否可以发生反应，实验如表：

实验编号	实验步骤	实验现象
1	向4mL无水乙醇中加入1mL溴水，充分振荡，静置4小时	溶液橙黄色褪去，溶液接近无色
2	向4mL无水乙醇中加入1mL溴水，加热至沸腾	开始现象不明显，沸腾后溶液迅速褪色
	向淀粉KI溶液中滴加冷却后的上述混合液	溶液颜色不变
3	向4mL水中加入1mL溴水，加热至沸腾	橙黄色略变浅
	向淀粉KI溶液中滴加冷却后的溴水混合液	溶液变蓝

①实验2中向淀粉-KI溶液中滴加冷却后的混合液的目的是___．
②实验3的作用是___．
③根据实验现象得出的结论是___．
（2）探究反应类型
现有含a mol Br₂的溴水和足量的乙醇，请从定量的角度设计实验（其他无机试剂任选），探究该反应是取代反应还是氧化反应（已知若发生氧化反应，则Br₂全部转化为HBr）：___．

Answer 1

Ⅰ反应热=反应物总键能-生成物总键能，则C₂H₅OH（g）+3O₂（g）=2CO₂（g）+3H₂O（g）△H=348kJ/mol+413×5kJ/mol+351kJ/mol+463kJ/mol+498×3kJ/mol-799×2×2kJ/mol-463×2×3kJ/mol=-1253kJ/mol，故答案为：C₂H₅OH（g）+3O₂（g）2CO₂（g）+3H₂O（g）△H=-1253kJ/mol
Ⅱ（1）正极发生还原反应，三种乙醇燃料电池中正极反应物均为O₂，故答案为：O₂；
（2）负极上乙醇失电子和水反应生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为CH₃CH₂OH-12e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺，空气中的CO₂会与KOH溶液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗KOH，故答案为：CH₃CH₂OH-12e^-+3H₂O=2CO₂+12H⁺；空气中的CO₂会与KOH溶液反应，降低溶液的碱性，同时反应中也会消耗KOH；
（3）电池的两极分别充入乙醇和氧气，形成原电池反应时，乙醇被氧化，应为负极；b为正极，正极发生O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O，故答案为：O₂+4H⁺+4e^-=2H₂O；H⁺；
（4）原电池中阴离子向负极移动，所以CO₃^2-向负极（a）移动，电极b上发生还原反应，故答案为：a；O₂+2CO₂+4e^- 2CO₃^2-；
Ⅲ（1）由图可知，在相同温度下乙烯转化率为p₁234，由C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）△H=-45.5kJ•mol^-1，可知正反应为气体体积减小的反应，所以增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率提高，因此压强关系是p₁234，故答案为：p₁234；反应分子数减少，相同温度下，压强升高乙烯转化率提高；
（2）若要进一步提高乙烯转化率，除了可以适当改变反应温度和压强外，还可以改变物质的浓度，如从平衡体系中将产物乙醇分离出来，或增大水蒸气的浓度，改变二者物质的量的比等，故答案为：将产物乙醇液化移去；增加nH₂O：nC₂H₄比；
Ⅳ（1）①检验反应后溶液中是否还含有溴单质，故答案为：检验反应后溶液中是否还含有溴单质；
②实验3的作用是对比实验，验证在加热条件下水是否能够与溴单质反应，故答案为：对比实验，验证在加热条件下水是否能够与溴单质反应；
③根据实验现象得出的结论是加热条件下或长期放置，乙醇能够与溴水反应，故答案为：加热条件下或长期放置，乙醇能够与溴水反应；
（2）根据发生氧化反应，则Br₂全部转化为HBr，发生取代反应，则Br₂一半转化为HBr，取含a mol Br₂的溴水和足量的乙醇，混合加热，完全反应后利用AgNO₃标准液滴定测定溶液中Br^-物质的量．若n（Br^-）=a mol则发生取代反应；若n（Br^-）=2a mol则发生氧化反应；若a mol-）<2a mol则既发生了取代反应也发生了氧化反应．故答案为：取含a mol Br₂的溴水和足量的乙醇，混合加热，完全反应后利用AgNO₃标准液滴定测定溶液中Br^-物质的量．若n（Br^-）=a mol则发生取代反应；若n（Br^-）=2a mol则发生氧化反应；若a mol-）<2a mol则既发生了取代反应也发生了氧化反应．