【題目】乙二醛(OHC-CHO)是紡織工業(yè)常用的一種有機(jī)原料,其工業(yè)生產(chǎn)方法主要是乙二醇(HOCH2CH2OH)氣相催化氧化法和乙醛液相硝酸氧化法,請(qǐng)回答下列相關(guān)問(wèn)題。

(1)乙二醇?xì)庀啻呋趸?/span>

①乙二醇?xì)庀啻呋趸姆磻?yīng)為

HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC-CHO(g)+2H2O(g) △H1 K1

己知 OHC-CHO(g)+2H2HOCH2CH2OH(g) △H2 K2

H2(g)+l/2O2(g) H2O(g) △H3 K3

則△H3= _______(用△H1、△H2表示),相同溫度下K1=_______(用K2、K3表示)。

②當(dāng)原料氣中氧氣和乙二醇的物質(zhì)的量之比為1.35時(shí),乙二醛和副產(chǎn)物CO2的產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如下圖所示,反應(yīng)溫度超過(guò)495℃時(shí),CO2產(chǎn)率升高的主要原因可能是____________

③在恒容絕熱容器中發(fā)生反應(yīng)HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC-CHO(g)+2H2O(g)(不考慮副反應(yīng)),一定能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填選項(xiàng)字母)。

A.氧氣濃度保持不變 B.氣體總物質(zhì)的量保持不變

C.平衡常數(shù)保持不變 D.氧氣和乙二醇的物質(zhì)的量之比保持不變

(2)乙醛液相硝酸氧化法

乙醛液相硝酸氧化法是在催化劑的作用下,用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛,該法與乙二醇?xì)庀?催化氧化法相比明顯的缺點(diǎn)是__________________。(任寫(xiě)一條)

(3)乙二醛電解氧化制備乙醛酸(OHC-COOH)的生產(chǎn)裝置如下圖所示,通電后,陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2與乙二醛溶液反應(yīng)生成乙醛酸,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________。

【答案】 (△H1+△H1)/2 K32/K2 溫度過(guò)高乙二醇(或乙二醛)被大量氧化為CO2 ABC 會(huì)產(chǎn)生NO等有毒氣體、產(chǎn)生酸性廢水、會(huì)產(chǎn)生污染、容易腐蝕設(shè)備(答案合理即可) OHC-CHO+C12+H2O→2HCl+OHC-COOH

【解析】(1)iHOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC-CHO(g)+2H2O(g) H1,iiOHC-CHO(g)+2H2HOCH2CH2OH(g)H2,根據(jù)蓋斯定律,按照×(i+ii)處理得:H2(g)+l/2O2(g) H2O(g)H3=,同理,根據(jù)蓋斯定律,H1=2H3-H2,則K1=,故答案為: ;

②主反應(yīng)HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC-CHO(g)+2H2O(g)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng);溫度超過(guò)495℃時(shí),乙二醇大量轉(zhuǎn)化為二氧化碳等副產(chǎn)物,使乙二醛產(chǎn)率降低,故答案為:升高溫度,主反應(yīng)平衡逆向移動(dòng);溫度超過(guò)495℃時(shí),乙二醇大量轉(zhuǎn)化為二氧化碳等副產(chǎn)物,CO2產(chǎn)率升高;

A.氧氣濃度保持不變,則反應(yīng)體系中各種物質(zhì)的濃度保持不變,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),正確;B.該反應(yīng)屬于氣體的物質(zhì)的量發(fā)生變化的反應(yīng),當(dāng)氣體總物質(zhì)的量保持不變,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),正確;C.平衡常數(shù)只與溫度應(yīng)該,溫度不變,平衡常數(shù)始終保持不變,在恒容絕熱容器中發(fā)生反應(yīng),說(shuō)明反應(yīng)中的能量不再變化,說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),正確;D.氧氣和乙二醇的物質(zhì)的量之比保持不變,不表示濃度不變,不能說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;故選ABC;

(2)在催化催化劑作用下,用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛,硝酸被還原為NO,反應(yīng)方程式為:3CH3CHO+4HNO33OHC-CHO+4NO↑+5H2O,因此存在比較明顯的缺點(diǎn)是:生成的NO會(huì)污染空氣,硝酸會(huì)腐蝕設(shè)備,故答案為:生成的NO會(huì)污染空氣,硝酸會(huì)腐蝕設(shè)備;

(3)乙二醛電解氧化制備乙醛酸(OHC-COOH),通電后,陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2與乙二醛溶液反應(yīng)生成乙醛酸,氯氣被還原生成氯化氫,反應(yīng)的化學(xué)方程式為OHC-CHO+C12+H2O→2HCl+OHC-COOH,故答案為:OHC-CHO+C12+H2O→2HCl+OHC-COOH。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】化學(xué)與生產(chǎn)生活密切相關(guān),下列說(shuō)法不正確的是

A. 金屬鈉可以用來(lái)冶煉某些金屬 B. 鎂條著火可以用CO2滅火

C. 石灰石用于工業(yè)煉鐵和玻璃制造 D. 二氧化硅除可用于制作光學(xué)鏡片、石英坩堝外,還可用于制造光導(dǎo)纖維

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【題目】如下圖所示,向AB中均充入1mol X、l mol Y,起始時(shí)A、B的體積都等于1L在同溫、同壓和催化劑存在的條件下,關(guān)閉活塞K,使兩容器中都發(fā)生下述反應(yīng):X(g)+Y(g) 2Z(g)+W(g) ΔH <0,達(dá)平衡時(shí),A的體積為1.4L。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

A. 兩容器中的反應(yīng)分別達(dá)到平衡時(shí),反應(yīng)物X的速率:vB>vA

B. A容器中X的轉(zhuǎn)化率為80

C. 平衡時(shí)兩容器的壓強(qiáng):PA<PB

D. 平衡時(shí)Y的體積分?jǐn)?shù):A>B

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列關(guān)于熱化學(xué)反應(yīng)的描述中正確的是

A已知H(aq)+OH(aq)===H2O(l) ΔH=57.3 kJ·mol1,則H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=2×(57.3) kJ·mol1

B燃料電池中將甲醇蒸氣轉(zhuǎn)化為氫氣的熱化學(xué)方程式是CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=192.9 kJ·mol1,則CH3OH(g)的燃燒熱為192.9 kJ·mol1

CH2(g)的燃燒熱是285.8 kJ·mol1,則2H2O(g)===2H2(g)+O2(g) ΔH=+571.6 kJ·mol1

D葡萄糖的燃燒熱是2 800 kJ·mol1,則C6H12O6(s)+3O2(g)===3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=1 400 kJ·mol1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列互為同位素的是 ( )

A. T2O和H2O B. O3和O2 C. CO和CO2 D. 12C和13C

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列所指物質(zhì)一定屬于純凈物的是

A. 常溫下的二氧化氮?dú)怏w

B. 分子式為CH2Cl2的物質(zhì)

C. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,按體積比為1:1混合的NH3和水

D. 只含鐵和氧兩種元素且Fe的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為72.41%的物質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】城市使用的燃料,現(xiàn)大多用煤氣、液化石油氣。煤氣的主要成分是一氧化碳和氫氣的混合氣,它由煤炭與水(蒸氣)反應(yīng)制得,故又稱水煤氣。

(1)試寫(xiě)出制取水煤氣的主要化學(xué)方程式:___________________。

(2)液化石油氣的主要成分是丙烷,丙烷燃燒的熱化學(xué)方程式為:

C3H8(g)+ 5O2(g) 3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=2 220.0 kJmol1

已知CO氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為:

CO(g)+O2 (g)CO2(g) ΔH=283.0 kJmol1。

試比較相同物質(zhì)的量的C3H8和CO燃燒,產(chǎn)生的熱量比值約為_(kāi)________。

(3)已知?dú)錃馊紵臒峄瘜W(xué)方程式為:2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=571 6 kJmol1。

試比較同質(zhì)量的氫氣和丙烷燃燒,產(chǎn)生的熱量比值約為_(kāi)_____。

(4)氫氣是未來(lái)的能源,除產(chǎn)生的熱量大之外,還具有的優(yōu)點(diǎn)是___________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】“氫能”是未來(lái)最理想的新能源。

(1)實(shí)驗(yàn)測(cè)得,1 g氫氣燃燒生成液態(tài)水時(shí)放出142.9 kJ熱量,則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式為_(kāi)________。(填序號(hào))

A.2H2 (g)+ O2 (g)2H2O(l) ΔH =142.9 kJ mol1

B.H2 (g)+O2 (g)H2O(l) ΔH=285.8 kJ mol1

C.2H2 + O22H2O (l) ΔH= 571.6 kJ mol1

D.H2 (g)+O2 (g)H2O(g) ΔH=285.8 kJ mol1

(2)某化學(xué)家根據(jù)“原子經(jīng)濟(jì)”的思想,設(shè)計(jì)了如下制備H2的反應(yīng)步驟:

CaBr2 +H2OCaO+2 HBr

2HBr+HgHgBr2 + H2

HgBr2 +__________________

2HgO2Hg+O2

2H2 + O22H2O

請(qǐng)你根據(jù)“原子經(jīng)濟(jì)”的思想完成上述步驟的化學(xué)方程式:___________。并根據(jù)“綠色化學(xué)”的思想評(píng)估該方法制H2的主要缺點(diǎn):_________。

(3)利用核能把水分解制氫氣,是目前正在研究的課題。如圖是其中的一種流程,其中用了過(guò)量的碘。

完成下列反應(yīng)的化學(xué)方程式:反應(yīng)____________________;反應(yīng)______________________。此法制取氫氣的最大優(yōu)點(diǎn)是______________________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列事實(shí)與水解反應(yīng)無(wú)關(guān)的是(

A.配制CuSO4溶液時(shí)加少量稀H2SO4B.用熱的Na2CO3溶液去油污

C.銨態(tài)氮肥不能和草木灰混合施用D.Na2S除去廢水中的Hg2+

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