Question

乙烯間接水合法生產(chǎn)乙醇是指：先將乙烯與濃硫酸反應(yīng)生成硫酸氫乙酯（C₂H₅OSO₃H），硫酸氫乙酯再水解生成乙醇，相應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式：
第一步：CH₂=CH₂+H₂SO₄ 

催化劑

C₂H₅OSO₃H+Q；
第二步：C₂H₅OSO₃H+H₂O 

催化劑

CH₃CH₂OH+H₂SO₄
完成下列填空：
①如果要提高上述第一步反應(yīng)中乙烯的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是

 

．
（選填編號(hào)）a．加壓b．增加乙烯的濃度c．升溫d．及時(shí)移走產(chǎn)物
②第一步中的濃硫酸有脫水性，寫出濃硫酸使藍(lán)色硫酸銅晶體變白色粉末的化學(xué)方程式（已知H₂SO₄?H₂O穩(wěn)定）

 

．
③簡(jiǎn)述上述兩步反應(yīng)中循環(huán)利用的物質(zhì)是

 

，將此物質(zhì)循環(huán)的操作步驟：

 

．
④硫酸氫乙酯的組成元素中，元素性質(zhì)相似的是

 

．碳元素原子最外層有

 

種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子．通過(guò)比較

 

可判斷碳、氧兩種元素的非金屬性強(qiáng)弱．
⑤已知H₂O₂是18電子的分子，硫酸氫乙酯的組成元素中元素間也能形成18電子分子X，則X的化學(xué)式為

 

．H₂O₂沸點(diǎn)高于X，其原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：制備實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題

分析：①提高第一步反應(yīng)中乙烯的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，結(jié)合平衡移動(dòng)原理分析，但不能只增大乙烯的濃度；
②濃硫酸使藍(lán)色硫酸銅晶體變白色粉末，結(jié)合H₂SO₄?H₂O穩(wěn)定，可知該反應(yīng)生成硫酸銅與H₂SO₄?H₂O；
③由方程式可知，第一步反應(yīng)需要的硫酸在第二步中又重新生成，所以硫酸可以循環(huán)利用；乙醇易揮發(fā)，進(jìn)行蒸餾，留下的是硫酸；
④同主族元素的性質(zhì)相似；原子核外沒有運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相同的電子，碳原子最外層有幾個(gè)電子就有幾種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子；可以根據(jù)氫化物穩(wěn)定性比較元素非金屬性強(qiáng)弱；
⑤硫酸氫乙酯的組成元素中元素間能形成18電子分子X為C₂H₆或H₂S，根據(jù)氫鍵分析與雙氧水的沸點(diǎn)高低．

解答： 解：①提高第一步反應(yīng)中乙烯的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)改變條件使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，
a．正反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，乙烯的轉(zhuǎn)化率增大，故a正確；
b．增加乙烯的濃度，平衡雖然向正反應(yīng)方向移動(dòng)，但乙烯的轉(zhuǎn)化率降低，故b錯(cuò)誤；
c．正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，乙烯轉(zhuǎn)化率降低，故c錯(cuò)誤；
d．及時(shí)移走產(chǎn)物，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，乙烯轉(zhuǎn)化率增大，故d正確，
故答案為：ad；
②濃硫酸使藍(lán)色硫酸銅晶體變白色粉末，結(jié)合H₂SO₄?H₂O穩(wěn)定，可知該反應(yīng)生成硫酸銅與H₂SO₄?H₂O，該反應(yīng)方程式為：CuSO₄?5H₂O+5H₂SO₄=CuSO₄+5 H₂SO₄?H₂O，
故答案為：CuSO₄?5H₂O+5H₂SO₄=CuSO₄+5 H₂SO₄?H₂O；
③由方程式可知，第一步反應(yīng)需要的硫酸在第二步中又重新生成，所以硫酸可以循環(huán)利用；乙醇易揮發(fā)，將所得混合物蒸餾，留下的是硫酸，
故答案為：H₂SO₄；將所得混合物蒸餾，留下的是硫酸；
④O、S同主族元素的性質(zhì)相似；碳元素原子最外層有4個(gè)電子，其最外層有4種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子；可以根據(jù)甲烷和水蒸氣的穩(wěn)定性比較C、O元素非金屬性強(qiáng)弱，
故答案為：O、S；4；甲烷和水蒸氣的穩(wěn)定性；
⑤硫酸氫乙酯的組成元素中元素間能形成18電子分子X為C₂H₆或H₂S，H₂O₂分子之間存在氫鍵，沸點(diǎn)高于C₂H₆或H₂S，
故答案為：C₂H₆或H₂S；H₂O₂分子之間存在氫鍵．

點(diǎn)評(píng)：本題考查有機(jī)物制備、化學(xué)實(shí)驗(yàn)分析與評(píng)價(jià)、化學(xué)平衡移動(dòng)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與元素周期律等，是對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合考查與運(yùn)用，需要學(xué)生具備扎實(shí)的基礎(chǔ)，難度中等．