(15分)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯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
题型:不详难度:来源:
(15分)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯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)。再水解生成乙醇。写出相应的反应的化学方程式 (2)已知: 甲醇脱水反应①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9KJ·mol-1 甲醇制烯烃反应②2CH3OH(g)=C2H4 (g)+2H2O(g) △H2=-29.1KJ·mol-1 乙醇异构化反应③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g)) △H3=+50.7KJ·mol-1 则乙烯气相直接水合反应C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△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(H2O)︰n(C2H4)=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= (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P1、P2、P3、P4的大小顺序为: ,理由是: ③气相直接水合法党采用的工艺条件为: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。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: 、 。 |
答案
(1)C2H4+H2SO4= C2H5OSO3H; C2H5OSO3H+H2O=C2H5OH+ H2SO4; (2) -45.5 污染小,腐蚀性小等;(3)①K=0.07(MPa)-1; ②P1< P2< P3< P4;反应分子数减少,相同温度下,压强升高,乙烯转化率提高; ③将产物乙醇液化转移去,增加n(H2O):n(C2H4)的比。 |
解析
试题分析:(1)根据题意可得乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯C2H5OSO3H的方程式:C2H4+H2SO4= C2H5OSO3H; C2H5OSO3H+H2O=C2H5OH+ H2SO4;(2)①-②-③,整理可得C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g),△H=(-23.9+29.1-50.7)KJ/mol=-45.5 KJ/mol;与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是污染小,腐蚀性小等;(3)①乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K(MPa)-1; ②在相同的温度下由于乙烯是平衡转化率是P1< P2< P3< P4;由方程式C2H4 (g)+H2O(g)=C2H5OH(g)可知该反应的正反应是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:P1< P2< P3< P4; ③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改变物质的浓度,如从平衡体系中将产物乙醇分离出去,或增大水蒸气的浓度,改变二者的物质的量的比等等。 |
举一反三
(14分)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。 (1)氢气是清洁能源,其燃烧产物为__________。 (2)NaBH4是一种重要的储氢载体,能与水反应达到NaBO2,且反应前后B的化合价不变,该反应的化学方程式为___________,反应消耗1mol NaBH4时转移的电子数目为__________。 (3)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢:。某温度下,向恒容密闭容器中加入环己烷,起始浓度为a mol/L,平衡时苯的浓度为bmol/L,该反应的平衡常数K=_____。 (4)一定条件下,题11图示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。
①导线中电子移动方向为____________。 ②生成目标产物的电极反应式为_________。 ③该储氢装置的电流效率=_____(=×100%,计算结果保留小数点后1位) |
下列图示与对应的叙述相符的是
A.由图甲可以判断:对于反应aA(g)+ bB(g)cC(g),若T1>T2, 则a +b=c且 H<0 | B.图乙表示压强对可逆反应2A(g)+2 B(g) 3C(g)+D(s)的影响,乙的压强比甲的压强大 | C.根据图丙,若除去CuSO4溶液中的Fe3+,可向溶液中加入适量NaOH溶液,调节pH≈4 | D.图丁表示用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL0.1000 mol/L醋酸溶液得到的滴定曲线 |
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工业制硫酸中的一步重要反应是SO2在400-500℃下的催化氧化,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g),这是一个正反应放热的可逆反应。如果反应在密闭容器中进行,下述有关说法中错误的是A.达到平衡时,SO2的浓度与SO3的浓度相等 | B.相同状况下,反应2SO3(g) 2SO2(g)+O2(g)是一个吸热反应 | C.为了提高SO2转化率,可适当提高O2浓度 | D.升高温度,放热反应的速率增大,吸热反应的速率也增大 |
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在盛有足量M的体积可变的密容器中加入N,发生反应:M(s)+2N(g)4P (g)+Q(g)<0。在一定温度、压强下达到平衡,平衡时P的物质的量与起始时加入N的物质的量的变化关系如图所示。下列说法正确的是:
A.平衡时N的转化率为50% | B.当温度升高后,则图中>45 | C.若再加入N,则正、逆反应速率均逐渐增大 | D.若再加入N,则反应体系中气体密度减小 |
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(12分). 在1.0 L密闭容器中放入0.10molA(g),在一定温度进行如下反应: A(g)B(g)+C(g) △H=+85.1kJ·mol-1(吸热反应) 反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
时间t/h
| 0
| 1
| 2
| 4
| 8
| 16
| 20
| 25
| 30
| 总压强p/100kPa
| 4.91
| 5.58
| 6.32
| 7.31
| 8.54
| 9.50
| 9.52
| 9.53
| 9.53
| 回答下列问题: (1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为_______________。 (2)由总压强P和起始压强P0计算反应物A的转化率α(A)的表达式为_______。平衡时A 的转化率为_____. (3) ①由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A), n总=_______mol,n(A)=_______mol。 ②下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算a= _______________
反应时间t/h
| 0
| 4
| 8
| 16
| C(A)/(mol·L-1)
| 0.10
| a
| 0.026
| 0.0065
| 分析该反应中反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(△t)的规律,得出的结论是_________________,由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为_______mol·L-1 |
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