Question

11．气相直接水合法制乙醇的方程式为：C₂H₄ （g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g），其中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系如图[起始n（H₂O）：n（C₂H₄）=1：1．

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

• A． 0.068 MPa^-1
• B． 0.082
• C． 0.072 MPa^-1
• D． 0.082 MPa^-1

Answer 1

分析 由图可知，A点乙烯的平衡转化率为20%，设起始量n（H₂O）=n（C₂H₄）=1mol，转化的乙烯为0.2mol，则：
            C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）
起始量（mol）：1         1         0
转化量（mol）：0.2       0.2       0.2
平衡量（mol）：0.8      0.8       0.2
压强之比等于物质的量之比，计算乙烯、水蒸气、乙醇蒸气分压，再根据Kp=$\frac{p（{C}_{2}{H}_{5}OH）}{p（{C}_{2}{H}_{4}）×p（{H}_{2}O）}$计算．

解答 解：由图可知，A点乙烯的平衡转化率为20%，设起始量n（H₂O）=n（C₂H₄）=1mol，转化的乙烯为0.2mol，则：
             C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）
起始量（mol）：1        1          0
转化量（mol）：0.2      0.2        0.2
平衡量（mol）：0.8      0.8        0.2
压强之比等于物质的量之比，则p（C₂H₄）=p（H₂O）=7.8MPa×$\frac{0.8mol}{1.8mol}$=7.8MPa×$\frac{4}{9}$，p（C₂H₅OH）=7.8MPa×$\frac{1}{9}$，则Kp=$\frac{p（{C}_{2}{H}_{5}OH）}{p（{C}_{2}{H}_{4}）×p（{H}_{2}O）}$=$\frac{7.8MPa×\frac{1}{9}}{7.8MPa×\frac{4}{9}×7.8MPa×\frac{4}{9}}$=0.072MPa^-1，
故选C．

点评 本题考查化学平衡计算，为高频考点，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目涉及平衡常数计算，答题关键是计算各组分反应，注意平衡常数单位问题，难度不大．