Question

7．乙醇是重要的有机化工原料，可由乙烯直接水合法生产．
已知：乙烯气相直接水合反应C₂H₄（g）+H₂O（g）=C₂H₅OH（g）△H=-45.5KJ•mol^-1
如图为气相直接水合法乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系（其中n${\;}_{（{H}_{2}O）}$：n${\;}_{（{C}_{2}{H}_{4}）}$=1：1）

（1）图中压强（P₁、P₂、P₃、P₄）由大到小顺序为P₄＞P₃＞P₂＞P₁．
（2）计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点（P₂=7.85Mpa，乙烯平衡转化率为20%）的平衡常数K_p=0.07（MPa）^-1（要求写出解题过程）．

Answer 1

分析 （1）由方程式可知，增大压强，平衡正向移动，乙烯的转化率增大；
（2）Kp=$\frac{P（{C}_{2}{H}_{5}OH）}{P（{C}_{2}{H}_{4}）P（{H}_{2}O）^{\;}}$，利用三段法计算平衡分压带入表达式计算即可．

解答 解：（1）由图象可知在相同温度下由于乙烯转化率为P₄＞P₃＞P₂＞P₁，由C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）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P₄＞P₃＞P₂＞P₁，
故答案为：P₄＞P₃＞P₂＞P₁；
（2）C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）
开始：1                 1              0
转化：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$\frac{0.8}{0.8+0.8+0.2}$=$\frac{4}{9}$，则乙醇的分压为7.85MPa×$\frac{1}{9}$=0.87MPa，乙烯和水的分压为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，
故答案为：0.07（MPa）^-1．

点评 本题考查化学平衡的计算，为高考常见题型，题目涉及压强对平衡移动的影响、平衡常数的计算等知识，综合性非常强，属于中等难度较大，侧重于学生分析问题、解决问题、知识迁移能力的培养．