乙醇是重要的有機化工原料,可由乙烯直接水合法或間接水合法生產。回答下列問題:(1)間接水合法是指先將乙烯與濃硫...
問題詳情:
乙醇是重要的有機化工原料,可由乙烯直接水合法或間接水合法生產。回答下列問題:
(1)間接水合法是指先將乙烯與濃硫*反應生成硫**乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。寫出相應的反應的化學方程式
(2)已知:
*醇脫水反應①2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9KJ·mol-1
*醇制烯烴反應②2CH3OH(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H2=-29.1KJ·mol-1
乙醇異構化反應③CH3CH2OH(g)=CH3OCH3(g)) △H3=+50.7KJ·mol-1
則乙烯氣相直接水合反應C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的△H= KJ·mol-1
與間接水合法相比,氣相直接水合法的優點是: 。
(3)下圖為氣相直接水合法中乙烯的平衡轉化率與溫度、壓強的關係(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)
①列式計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數K= (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數)
②圖中壓強P1、P2、P3、P4的大小順序為: ,理由是:
③氣相直接水合法黨採用的工藝條件為:**/矽藻土為催化劑,反應溫度290 ℃,壓強6.9MPa,n(H2O)︰n(C2H4)=0.6︰1。乙烯的轉化率為5℅。若要進一步提高乙烯的轉化率,除了可以適當改變反應溫度和壓強外,還可以採取的措施有: 、 。
【回答】
(1)C2H4+H2SO4= C2H5OSO3H; C2H5OSO3H+H2O=C2H5OH+ H2SO4;
(2) -45.5 汙染小,腐蝕*小等;(3)①K=0.07(MPa)-1; ②P1< P2< P3< P4;反應分子數減少,相同溫度下,壓強升高,乙烯轉化率提高; ③將產物乙醇液化轉移去,增加n(H2O):n(C2H4)的比。
【解析】
試題分析:(1)根據題意可得乙烯與濃硫*反應生成硫**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;與間接水合法相比,氣相直接水合法的優點是汙染小,腐蝕*小等;(3)①乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數K(MPa)-1; ②在相同的溫度下由於乙烯是平衡轉化率是P1< P2< P3< P4;由方程式C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)可知該反應的正反應是氣體體積減小的反應,所以增大壓強,平衡正向移動,乙烯的轉化率提高,因此壓強關係是:P1< P2< P3< P4; ③若要進一步提高乙烯的轉化率,除了可以適當改變反應溫度和壓強外,還可以採取的措施有改變物質的濃度,如從平衡體系中將產物乙醇分離出去,或增大水蒸氣的濃度,改變二者的物質的量的比等等。
考點:考查化學方程式的書寫、壓強對平衡移動的影響、物質製取方案的設計與比較、反應熱的計算、化學平衡常數的計算及提高產品產率的方法的探究的知識。
知識點:化學平衡
題型:實驗,探究題
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