Question

7．乙醇是重要的有機(jī)化工原料，可由乙烯直接水合法生產(chǎn)．
已知：乙烯氣相直接水合反應(yīng)C₂H₄（g）+H₂O（g）=C₂H₅OH（g）△H=-45.5KJ•mol^-1
如圖為氣相直接水合法乙烯的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系（其中n${\;}_{（{H}_{2}O）}$：n${\;}_{（{C}_{2}{H}_{4}）}$=1：1）

（1）圖中壓強(qiáng)（P₁、P₂、P₃、P₄）由大到小順序?yàn)镻₄＞P₃＞P₂＞P₁．
（2）計(jì)算乙烯水合制乙醇反應(yīng)在圖中A點(diǎn)（P₂=7.85Mpa，乙烯平衡轉(zhuǎn)化率為20%）的平衡常數(shù)K_p=0.07（MPa）^-1（要求寫出解題過(guò)程）．

Answer 1

分析 （1）由方程式可知，增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，乙烯的轉(zhuǎn)化率增大；
（2）Kp=$\frac{P（{C}_{2}{H}_{5}OH）}{P（{C}_{2}{H}_{4}）P（{H}_{2}O）^{\;}}$，利用三段法計(jì)算平衡分壓帶入表達(dá)式計(jì)算即可．

解答 解：（1）由圖象可知在相同溫度下由于乙烯轉(zhuǎn)化率為P₄＞P₃＞P₂＞P₁，由C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）可知正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)，所以增大壓強(qiáng)，平衡正向移動(dòng)，乙烯的轉(zhuǎn)化率提高，因此壓強(qiáng)關(guān)系是P₄＞P₃＞P₂＞P₁，
故答案為：P₄＞P₃＞P₂＞P₁；
（2）C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）
開(kāi)始：1                 1              0
轉(zhuǎn)化：0.2             0.2             0.2
平衡：0.8             0.8             0.2
乙醇占$\frac{0.2}{0.8+0.8+0.2}$=$\frac{1}{9}$，乙烯和水各占$\frac{0.8}{0.8+0.8+0.2}$=$\frac{4}{9}$，則乙醇的分壓為7.85MPa×$\frac{1}{9}$=0.87MPa，乙烯和水的分壓為7.85MPa×$\frac{4}{9}$=3.49MPa，
所以Kp=$\frac{P（{C}_{2}{H}_{5}OH）}{P（{C}_{2}{H}_{4}）P（{H}_{2}O）^{\;}}$=$\frac{0.87MPa}{3.49MPa×3.49MPa}$=0.07（MPa）^-1，
故答案為：0.07（MPa）^-1．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡的計(jì)算，為高考常見(jiàn)題型，題目涉及壓強(qiáng)對(duì)平衡移動(dòng)的影響、平衡常數(shù)的計(jì)算等知識(shí)，綜合性非常強(qiáng)，屬于中等難度較大，側(cè)重于學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、知識(shí)遷移能力的培養(yǎng)．