题目内容
乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法生产或间接水合法生产。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。写出相应反应的化学方程式:________________________________________。
(2)已知:
甲醇的脱水反应
2CH3OH(g)===CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH1=-23.9 kJ·mol-1
甲醇制烯烃的反应
2CH3OH(g)===C2H4(g)+2H2O(g)
ΔH2=-29.1 kJ·mol-1
乙醇的异构化反应 C2H5OH(g)===CH3OCH3(g)
ΔH3=+50.7 kJ·mol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g)的ΔH________kJ·mol-1。与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是____________________________________。
(3)如图所示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]。
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①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=____________________(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(H2O)∶n(C2H4)=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,还可采取的措施有________________________________________________________________________、
________________________________________________________________________。
(1)C2H4+H2SO4―→C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2O―→C2H5OH+H2SO4 (2)-45.5 污染小、腐蚀性小等 (3)①
=
=
=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将产物乙醇液化移去 增加n(H2O)∶n(C2H4)比
[解析] (1)根据题中信息可写出由乙烯与浓硫酸间接水合法制乙醇的反应为C2H4+H2SO4―→C2H5OSO3H 和C2H5OSO3H+H2O―→C2H5OH+H2SO4。(2)根据盖斯定律①-②-③得:C2H4(g)+H2O(g)===C2H5OH(g) ΔH=-45.5 kJ·mol-1。间接水合法中用到浓硫酸等强腐蚀性物质,与其相比直接水合法具有污染小、腐蚀性小等优点。(3)①设起始时C2H4和H2O(g)的物质的量均为n,根据C2H4的转化率为20%,则平衡时C2H4、H2O(g)和C2H5OH的物质的量分别为80%n、80%n和20%n,则Kp=
=
=
=0.07(MPa)-1。②增大压强,平衡将正向移动,能提高C2H4的转化率,即压强p1<p2<p3<p4。③为了使平衡正向移动,还可以将乙醇液化及时分离,或增大n (H2O):n (C2H4) 之比等措施。
向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol PCl5,在温度为T时发生反应PCl5(g) ![]()
PCl3(g)+Cl2(g) ΔH=+124 kJ·mol-1。反应过程中测定的部分数据见下表:
| 时间t/s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
| n(PCl3)/mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.2 | 0.2 |
回答下列问题:
(1)反应在前50 s的平均速率v(PCl5)=____________。
(2)温度为T时,该反应的化学平衡常数=________。
(3)要提高上述反应的转化率,可采取的措施有______________。
(4)在温度为T时,若起始时向容器中充入0.5 mol PCl5和a mol Cl2平衡时PCl5的转化率仍为20%,则a=________。
(5)在热水中,五氯化磷完全水解,生成磷酸(H3PO4),该反应的化学方程式是________________________________________________________________________。
若将0.01 mol PCl5投入1 L热水中,再逐滴加入AgNO3溶液,先产生的沉淀是________[已知Ksp(Ag3PO4)=1.4×10-16,Ksp(AgCl)=1.8×10-10]。
(6)一定条件下,白磷溶于硝酸溶液产生一种氮氧化合物气体,生成该气体与消耗的白磷的物质的量之比为20∶3,反应的化学方程式为______________________________________。