Question

11．氣相直接水合法制乙醇的方程式為：C₂H₄ （g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g），其中乙烯的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖[起始n（H₂O）：n（C₂H₄）=1：1．

計算乙烯水合制乙醇反應在圖中A點的平衡常數K_P為（用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數）（　　）

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

Answer 1

分析 由圖可知，A點乙烯的平衡轉化率為20%，設起始量n（H₂O）=n（C₂H₄）=1mol，轉化的乙烯為0.2mol，則：
            C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）
起始量（mol）：1         1         0
轉化量（mol）：0.2       0.2       0.2
平衡量（mol）：0.8      0.8       0.2
壓強之比等于物質的量之比，計算乙烯、水蒸氣、乙醇蒸氣分壓，再根據Kp=$\frac{p（{C}_{2}{H}_{5}OH）}{p（{C}_{2}{H}_{4}）×p（{H}_{2}O）}$計算．

解答 解：由圖可知，A點乙烯的平衡轉化率為20%，設起始量n（H₂O）=n（C₂H₄）=1mol，轉化的乙烯為0.2mol，則：
             C₂H₄（g）+H₂O（g）═C₂H₅OH（g）
起始量（mol）：1        1          0
轉化量（mol）：0.2      0.2        0.2
平衡量（mol）：0.8      0.8        0.2
壓強之比等于物質的量之比，則p（C₂H₄）=p（H₂O）=7.8MPa×$\frac{0.8mol}{1.8mol}$=7.8MPa×$\frac{4}{9}$，p（C₂H₅OH）=7.8MPa×$\frac{1}{9}$，則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，
故選C．

點評 本題考查化學平衡計算，為高頻考點，側重于學生的分析、計算能力的考查，題目涉及平衡常數計算，答題關鍵是計算各組分反應，注意平衡常數單位問題，難度不大．