工业上采用乙烯直接水合法(CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH)制乙醇。 (...

工业上采用乙烯直接水合法(CH2=CH2+H2O→CH3CH2OH)制乙醇。

(1)在磷酸/硅藻土催化剂作用下，乙烯进行水合反应历程的能量变化如图所示：

可知乙烯水合法制乙醇的△H________0(填>或<)，该历程中决定总反应速率步骤的化学方程式________。

(2)已知：C2H4(g)＋H2O(g)⇌C2H5OH(g)的反应速率为v正＝k正c(C2H4)·c(H2O)，v逆＝k逆c(C2H5OH)，其中k正、k逆为速率常数。如图(pk＝－lgk)所示①、②、③、④四条斜线中，能表示pk正随T变化关系的是斜线________，能表示pk逆随T变化关系的是斜线________。

(3)温度T1时该反应的化学平衡常数K＝________L·mol－1，已知温度T1时，某时刻容器中三种组分的浓度均为0.5mol·L－1，此时v正________v逆(填>或<)。

(4)温度T2时，向2L恒容密闭容器中充入乙烯和水蒸气各1mol，5min达到平衡，此时容器中乙烯和乙醇的浓度之比为2∶1，则T1________T2(填>或<)，乙烯的平衡转化率是________%(保留1位小数)。

< CH2=CH2＋H2O＋H3O＋＝CH3CH2＋＋2H2O或CH2=CH2＋H3O＋＝CH3CH2＋＋H2O ③ ④ 1 < > 33.3 【解析】 (1)比较反应物的总能量与生成物的总能量的大小即可； (2)对比正逆反应速率及反应物浓度的乘积与生成浓度的比值关系即可； (3)利用速率公式代入数据即可； (4)利用三段式求解。 (1)根据图像可知，反应物的总能量大于生成物的总能量，则反应为放热反应，即△H＜0；反应物的活化能影响反应速率，活化能越大，反应速率越慢，则CH2=CH2＋H2O＋H3O＋＝CH3CH2＋＋2H2O或CH2=CH2＋H3O＋＝CH3CH2＋＋H2O影响反应速率； (2)根据坐标，温度升高，反应速率增大，已知反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，则v逆＞v正，c(C2H4)·c(H2O)增大，c(C2H5OH)减小，可判断K逆＞K正，且K逆、K正均增大，pK逆＜pK正，斜线③对应pK正，斜线④对应pK逆； (3)温度T1时，pK逆=pK正，则K逆=K正，K＝=1L·mol－1；T1时，v正＝k正×0.5mol/L×0.5mol/L，v逆＝k逆×0.5mol/L，K逆=K正，则v正＜v逆； (4) 平衡时，容器中乙烯和乙醇的浓度之比为2∶1，即(1-x)：x=2：1，则x=mol，K==L/mol＞1L/mol，T1＞T2；乙烯的平衡转化率=×100%=33.3%。

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