Question

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：乙烯气相直接水合反应如下：

C₂H₄(g)+H₂O(g)  C₂H₅OH(g)  H=-45.5KJ/mol

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计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=     （Kp表示用平衡分压代替平衡浓度计算出的平衡常数的值，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）若某温度下，反应C₂H₄(g)+H₂O(g)  C₂H₅OH(g)的平衡常数为Kp=0.05MPa^-1，体系总压为8.00MPa，各物质的量分数如下表所示。

物质	C2H4(g)	H2O(g)	C2H5OH(g)
物质的量分数	0.25	0.25	0.5

则v(正)    v(逆)（填“>”“<”“=”）。

Answer

(共10分)（1）CH2=CH2+H2SO4 C2H5OSO3H(1分)；C2H5OSO3H+H2O CH3CH2OH+H2SO4(1分）（2）0.07MPa-1（2分，注：不写单位可以给分），P4>P3>P2>P1(2分)；反应分子数减少，相同温度下，压强升高乙烯转化率升高。（2分）；<(2分）。

【解析】

试题分析：（1）乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯，是加成反应，方程式为：CH2=CH2+H2SO4 C2H5OSO3H(1分)；硫酸氢乙酯水解生成乙醇和硫酸，方程式为C2H5OSO3H+H2O CH3CH2OH+H2SO4（2）假设乙烯和水的起始物质的量为1摩尔，A点乙烯的转化率为20%，即参加反应的乙烯为0.2摩尔，则根据方程式计算：

C2H4(g)+H2O(g) C2H5OH(g)

起始1 1 0

改变 0.2 .02 0.2

平衡 0.8 0.8 0.2

乙醇在0.2/（0.8+0.8+0.2）=1/9，乙烯和水各占0.8/（0.8+0.8+0.2）=4/9，则乙醇的分压为7.85MPa×1/9=0.87MPa，乙烯和水的分压为7.85MPa×4/9=3.49MPa，则KP=0.87/3.49×3.49=0.07MPa-1，y由图可知，在相同的温度下乙烯转化率为P1P3>P2>P1；(3)此时的浓度积可以计算为0.5*8/（0.25*8*0.25*8）=1>0.05，则反应向逆向进行，即正反应速率小于逆反应速率。

考点：化学平衡的建立和平衡常数的计算和应用