题目内容

12．乙二醛（OHC-CHO）是一种重要的精细化工产品．
Ⅰ．工业生产乙二醛
（1）乙醛（CH3CHO）液相硝酸氧化法
在Cu（NO3）2催化下，用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛，反应的化学方程式为3CH3CHO+4HNO3$\frac{\underline{\;Cu（NO_{3}）_{2}\;}}{\;}$3OHC-CHO+4NO↑+5H2O．该法具有原料易得、反应条件温和等优点，但也存在比较明显的缺点是生成的NO会污染空气，硝酸会腐蚀设备．
（2）乙二醇（HOCH2CH2OH）气相氧化法
①已知：OHC-CHO（g）+2H2（g）?HOCH2CH2OH（g）△H=-78kJ•mol-1  K1
            2H2（g）+O2（g）?2H2O（g）△H=-484kJ•mol-1  K2
乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH（g）+O2（g）?OHC-CHO（g）+2H2O（g）的△H=-406kJ•mol-1．
相同温度下，化学平衡常数K=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$（用含K1、K2的代数式表示）．
②当原料气中氧醇比为1.35时，乙二醛和副产物CO2的产率与反应温度的关系如图1所示．反应温度在450～495℃之间和超过495℃时，乙二醛产率降低的主要原因分别是升高温度，主反应平衡逆向移动、温度超过495℃时，乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物．
Ⅱ．乙二醛电解氧化制备乙醛酸（OHC-COOH）的生产装置如图2所示，通电后，阳极产生的Cl2与乙二醛溶液反应生成乙醛酸．
（3）阴极反应式为2H++2e-=H2↑．
（4）阳极液中盐酸的作用，除了产生氯气外，还有增强导电性．

分析 （1）催化剂是硝酸铜、反应物是乙醛和稀硝酸，生成物是乙二醛、NO和水，根据反应式和生成物书写方程式；
该反应中需要具有腐蚀性是酸，且生成有毒气体NO；
（2）①OHC-CHO（g）+2H2（g）?HOCH2CH2OH（g）△H=-78kJ•mol-1  
            2H2（g）+O2（g）?2H2O（g）△H=-484kJ•mol-1  
将第二个方程式减去第一个方程式得HOCH2CH2OH（g）+O2（g）?OHC-CHO（g）+2H2O（g），△H进行相应的改变，方程式相减其平衡常数相除；
②温度升高，平衡向吸热方向移动，温度大于495℃二氧化碳产率增大；
（3）该电解池中，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气；
（4）增强溶液导电性．

解答 解：（1）在Cu（NO3）2催化下，用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛，硝酸被还原为NO，反应方程式为：3CH3CHO+4HNO3$\frac{\underline{\;Cu（NO_{3}）_{2}\;}}{\;}$3OHC-CHO+4NO↑+5H2O，存在比较明显的缺点是：生成的NO会污染空气，硝酸会腐蚀设备，
故答案为：3CH3CHO+4HNO3$\frac{\underline{\;Cu（NO_{3}）_{2}\;}}{\;}$3OHC-CHO+4NO↑+5H2O；生成的NO会污染空气，硝酸会腐蚀设备；
（2）①-OHC-CHO（g）+2H2（g）?HOCH2CH2OH（g）△H=-78kJ•mol-1  
            2H2（g）+O2（g）?2H2O（g）△H=-484kJ•mol-1  
将第二个方程式减去第一个方程式得HOCH2CH2OH（g）+O2（g）?OHC-CHO（g）+2H2O（g），△H=（-484kJ•mol-1  ）-（-78kJ•mol-1  ）=-406kJ/mol，化学平衡常数K=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$，
故答案为：-406；$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$；
②主反应HOCH2CH2OH（g）+O2（g）?OHC-CHO（g）+2H2O（g）为放热反应，升高温度平衡逆向移动；温度超过495℃时，乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物，使乙二醛产率降低，
故答案为：升高温度，主反应平衡逆向移动；温度超过495℃时，乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物；
（3）阴极上氢离子放电生成氢气，电极反应式为2H++2e-=H2↑，故答案为：2H++2e-=H2↑；
（4）乙醛的水溶液导电性较弱，为了增强溶液导电性且生成氯气，所以加入稀盐酸，
故答案为：增强导电性．

点评 本题考查电解原理、氧化还原反应、盖斯定律、外界条件对化学平衡影响等知识点，侧重考查学生图象分析判断及计算能力，难点是电极反应式的书写，注意：化学方程式相加时化学平衡常数相乘，方程式相减时平衡常数相除，题目难度不大．

练习册系列答案
相关题目
9．以下是对某水溶液进行离子检验的方法和结论，其中不正确的是（　　）
A．先加入BaCl2溶液，产生了白色沉淀，再加入足量的HCl溶液，沉淀不溶解，溶液中一定含有大量SO${\;}_{4}^{2-}$
B．加入足量的CaCl2溶液，产生了白色沉淀，加入盐酸可以产生无色且能使澄清石灰水变浑浊的气体，则该溶液不一定含有大量的CO${\;}_{3}^{2-}$
C．加入足量浓 NaOH溶液加热，产生了带有强烈刺激性气味的能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，溶液中一定含有大量的NH${\;}_{4}^{+}$
D．先加适量的硝酸将溶液酸化，再加AgNO3溶液，产生了白色沉淀．溶液中一定含有大量的Cl-
3．已知25℃时，Ka（HF）=3.6×10-4mol•L-1，Ksp（CaF2）=1.46×10-10mol3•L-3．现向1L0.2mol•L-1HF溶液中加入1L0.2mol•L-1CaCl2溶液，则下列说法中，正确的是（　　）
A．25℃时，0.1mol•L-1HF 溶液中pH=1
B．Ksp（CaF2）随温度和浓度的变化而变化
C．加入CaCl2溶液后体系中的c（H+）不变
D．该体系中HF与CaCl2反应产生沉淀
20．向甲、乙、丙三个密闭容器中充入一定量的A和B，发生反应：A（g）+хB（g）?2C（g）．各容器的反应温度、反应物起始量，反应过程中物质C的浓度随时间变化关系分别用表和图表示：
容器甲乙丙
容积0.5L0.5L1.0L
温度/℃T1T2T3
反应物起始量1.5molA
0.5molB		1.5molA
0.5molB		6.0molA
2.0molB
下列说法正确的是（　　）
A．达平衡时A（g）的浓度：乙=丙＞甲
B．甲容器中达平衡时B（g）的转化率为75%
C．温度分别为T1、T2时，该反应的平衡常数：K（T1）＜K（T2）
D．丙容器中达到平衡后，若同时向容器中再充入1mol A（g）、1mol B（g）、1molC（g），则平衡向逆反应方向移动
7．已知P4（白磷）+3O2=P4O6．△H=-1632kJ/mol；白磷和P4O6的分子结构如图1所示，其中部分键能数据如下：P-O：360kJ/mol，O=O：498kJ/mol，则断开1molP-P所吸收的热量为199kJ．

（2）Mg存在于叶绿素中，某些作物生长需要输镁肥，从海水中提取镁是获得镁的主要来源．常温下，已知Mg（OH）2的Ksp=1.6×10-11，某浓缩海水中MgCl2浓度为1.6×10-3mol/L，则要使Mg2+形成Mg（OH）2沉淀，则溶液的pH至少要达到10．
（3）将A（g）和B（g）按照物质的量比为1：1通入到体积为2L的恒容密闭容器中，进行反应A（g）+B（g）?M（g）+N（g），数据变化如图2所示：
①上述反应为放热（填“吸热”或“放热”）反应；
②计算在650℃下，从开始到平衡的反应速率v（A）=0.375mol/（L．min）；
③在900℃下该反应的平衡常数为2.78（保留三位有效数字），若平衡后保持温度不变向容器中继续充入2molA、1molM和1molN，这时平衡正向移动．（填“正向”、“逆向”“不”）；
④若650℃时在同样容器中起始时充入的A和B的物质的量均为2mol，则图2中c是B物质平衡时对应的点．
17．利用N2和H2可以实现NH3的工业合成，而氨又可以进一步制备联氨（N2H4），硝酸等．回答下列问题：
（1）联氨可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气．已知：
①N2（g）+2O2（g）═N2O4（I）△H1=-19.5kJ/mol
②N2O4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）△H2=-534.2kJ/mol
写出联氨和N2O4反应的热化学方程式2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1048.9kJ/mol．
（2）某科研小组研究，在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对反应N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4KH/mol的影响．实验结果如图所示（图中T表示温度，n表示物质的量，NH3%表示NH3的平衡体积分数）：

①图象中T2和T1的关系是：T2＜T1（填“＞”“＜”或“无法确定”）．
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2转化率最高的是c　（填字母）．
③T1温度下，若容器容积为1L，在起始体系中加入1mol　N2，n=3mol，反应达到平衡时H2的转化率为60%，保持容器的体积、温度不变，再向容器内放入1mol　N2、3molH2反应达平衡时，氢气的转化率将增大（填“增大”、“减小”或“不变”）．计算此时反应的平衡常数K=2.1（保留两位有效数字）．
（3）联氨（N2H4）-空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液时20%-30%的氢氧化钾溶液，现以联氨-空气燃料电池采用电解法制备N2O5，装置如图所示：

写出石墨1的电极反应式N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；在电解池中电解的总反应化学方程式为N2O4+2HNO3$\frac{\underline{\;电解\;}}{\;}$2N2O5+H2↑．
4．CO、SO2是主要的大气污染气体，利用化学反应原理是治理污染的重要方法．
I、甲醇可以补充和部分替代石油燃料，缓解能源紧张．利用CO可以合成甲醇．
（1）已知：CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO2（g）△H1=-283.0kJ•mol-1
H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（1）△H2=-285.8kJ•mol-1
CH3OH（g）+$\frac{3}{2}$O2（g）═CO2（g）+2H2O（1）△H3=-764.5kJ•mol-1
则CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=-90.1kJ•mol-1
（2）一定条件下，在容积为VL的密闭容器中充入amol　CO与2a mol H2合成甲醇平衡转化率与温度、压强的关系如图1所示．

①P1＜ P2（填“＞”、“＜”或“=”），理由是甲醇的合成反应是分子数减少的反应，相同温度下，增大压强CO的转化率提高
②该甲醇合成反应在A点的平衡常数K=$\frac{12{V}^{2}}{{a}^{2}}$（用a和V表示）
③该反应达到平衡时，反应物转化率的关系是：CO=H2（填“＞”、“＜”或“=”）
④下列措施中能够同时满足增大反应速率和提高CO转化率的是C．（填写相应字母）
A、使用高效催化剂    B、降低反应温度C、增大体系压强
D、不断将CH30H从反应混合物中分离出来E、增加等物质的量的CO和H2
Ⅱ、某学习小组以SO2为原料，采用电化学方法制取硫酸．
（3）原电池法：
该小组设计的原电池原理如图2所示．
写出该电池负极的电极反应式SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+．
（4）电解法：
该小组用Na2SO3溶液充分吸收S02得到NaHSO3溶液，然后电解该溶液制得了硫酸．原理如图3所示．
写出开始电解时阳极的电极反应式HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+．
1．银是一种贵金属，古代常用于制造钱币及装饰器皿，现代在电池和照相器材等领域亦有广泛应用．回答下列问题：
（1）久存的银制品表面会变黑，失去银白色光泽，原因是长期放置在空气中的银制品，其表面会逐渐变黑，这是由于银和空气中的微量硫化氢发生了反应生成黑色的Ag2S
（2）已知Ksp（AgCl）=1.8×10-10，若向100mL0.018mol•L-1的AgNO3溶液中加入100mL0.020mol•L-1的盐酸，混合后溶液中Ag+的浓度为1.8×10-7，pH为2．
（3）锌聚苯胺电池具有价格便宜、重量轻等优点，在电动汽车行业应用前景广阔．负极使用的是高纯度锌片，以 ZnCl2和 NH4Cl 为主要电解质．锌聚苯胺电池充电时，负极材料上的电极反应式为Zn2++2e-=Zn．
2．按要求完成下列问题．
（1）写出下列物质在水溶液中的电离方程式
①CuCl2CuCl2=Cu2++2Cl-
②H2SO4H2SO4=2H++SO42-
③KOHKOH=K++OH-
（2）写出下列反应的离子方程式
④硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液混合Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓
⑤碳酸钠溶液与稀盐酸混合CO32-+2H+=CO2↑+H2O．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网