早教吧作业答案频道 -->化学-->

乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)，再水解生

题目详情

乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题：

(1) 间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯 (C₂ H₅ OSO₃ H) ，再水解生成乙醇。写出相应反应的化学方程式 ____________________________

__________________________________________________________________ 。

(2) 已知：

甲醇脱水反应　 2CH₃ OH(g) == =CH₃ OCH₃ (g) ＋ H₂ O(g) 　 Δ H ₁ ＝－ 23.9 kJ·mol ^{－ 1}

甲醇制烯烃反应　 2CH₃ OH(g) == =C₂ H₄ (g) ＋ 2H₂ O(g) 　 Δ H ₂ ＝－ 29.1 kJ·mol ^{－ 1}

乙醇异构化反应　 C₂ H₅ OH(g) == =CH₃ OCH₃ (g) 　 Δ H ₃ ＝＋ 50.7 kJ·mol ^{－ 1}

则乙烯气相直接水合反应 C₂ H₄ (g) ＋ H₂ O(g) == =C₂ H₅ OH(g) 的 Δ H ＝ ________kJ·mol ^{－ 1} 。与间接水合法相比，气相直接水合法的优点是 ____________________ 。

(3) 下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系 ( 其中 n H₂ O ∶ n C₂ H₄ ＝ 1∶1) 。

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中 A 点的平衡常数 K _p ＝ ________________________( 用平衡分压代替平衡浓度计算，分压＝总压 × 物质的量分数 ) 。

②图中压强 ( p ₁ 、 p ₂ 、 p ₃ 、 p ₄ ) 的大小顺序为 ________ ，理由是 __________________________________________________________________

__________________________________________________________________ 。

③气相直接水合法常采用的工艺条件为：磷酸 / 硅藻土为催化剂，反应温度 290 ℃ 、压强 6.9 MPa ， n H₂ O ∶ n C₂ H₄ ＝ 0.6 ∶ 1 。乙烯的转化率为 5% ，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，还可以采取的措施有 __________________ 、 __________________ 。

▼优质解答

答案和解析

解析　 (2) 将题给反应依次编号为 ① 、 ② 、 ③ ，反应 ① 减去反应 ② 再减去反应 ③ 即得 C₂ H₄ (g) ＋ H₂ O(g) == =C₂ H₅ OH(g) ，故 Δ H ＝ Δ H ₁ － Δ H ₂ － Δ H ₃ ＝－ 23.9 kJ·mol ^{－ 1} － ( － 29.1 kJ·mol ^{－ 1} ) － ( ＋ 50.7 kJ·mol ^{－ 1} ) ＝－ 45.5 kJ·mol ^{－ 1} 。与间接水合法相比，气相直接水合法没有使用浓硫酸，减轻了酸对设备的腐蚀，且无酸性废液产生，污染小。 ( 3)② 由题给曲线知，相同温度、不同压强下乙烯的转化率大小是 p ₄ > p ₃ > p ₂ > p ₁ ，而 C₂ H₄ (g) ＋ H₂ O(g) == =C₂ H₅ OH(g) 为气体分子数 ( 总体积 ) 减小的反应，压强越高， C₂ H₄ 转化率越高，故压强大小关系是 p ₁ < p ₂ < p ₃ < p ₄ 。 ③ 欲提高 C₂ H₄ 的转化率，除增大压强和降低温度外，还可使 C₂ H₅ OH 蒸气液化而减少生成物浓度或增加 n H₂ O ∶ n C₂ H₄ 的比例，即增大 H₂ O(g) 的浓度。