12．乙二醛（OHC-CHO）是一種重要的精細化工產(chǎn)品．
Ⅰ．工業(yè)生產(chǎn)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，反應(yīng)的化學方程式為3CH3CHO+4HNO3$\frac{\underline{\;Cu（NO_{3}）_{2}\;}}{\;}$3OHC-CHO+4NO↑+5H2O．該法具有原料易得、反應(yīng)條件溫和等優(yōu)點，但也存在比較明顯的缺點是生成的NO會污染空氣，硝酸會腐蝕設(shè)備．
（2）乙二醇（HOCH2CH2OH）氣相氧化法
①已知：OHC-CHO（g）+2H2（g）?HOCH2CH2OH（g）△H=-78kJ•mol-1  K1
            2H2（g）+O2（g）?2H2O（g）△H=-484kJ•mol-1  K2
乙二醇氣相氧化反應(yīng)HOCH2CH2OH（g）+O2（g）?OHC-CHO（g）+2H2O（g）的△H=-406kJ•mol-1．
相同溫度下，化學平衡常數(shù)K=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$（用含K1、K2的代數(shù)式表示）．
②當原料氣中氧醇比為1.35時，乙二醛和副產(chǎn)物CO2的產(chǎn)率與反應(yīng)溫度的關(guān)系如圖1所示．反應(yīng)溫度在450～495℃之間和超過495℃時，乙二醛產(chǎn)率降低的主要原因分別是升高溫度，主反應(yīng)平衡逆向移動、溫度超過495℃時，乙二醇大量轉(zhuǎn)化為二氧化碳等副產(chǎn)物．
Ⅱ．乙二醛電解氧化制備乙醛酸（OHC-COOH）的生產(chǎn)裝置如圖2所示，通電后，陽極產(chǎn)生的Cl2與乙二醛溶液反應(yīng)生成乙醛酸．
（3）陰極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑．
（4）陽極液中鹽酸的作用，除了產(chǎn)生氯氣外，還有增強導電性．

分析 （1）催化劑是硝酸銅、反應(yīng)物是乙醛和稀硝酸，生成物是乙二醛、NO和水，根據(jù)反應(yīng)式和生成物書寫方程式；
該反應(yīng)中需要具有腐蝕性是酸，且生成有毒氣體NO；
（2）①OHC-CHO（g）+2H2（g）?HOCH2CH2OH（g）△H=-78kJ•mol-1  
            2H2（g）+O2（g）?2H2O（g）△H=-484kJ•mol-1  
將第二個方程式減去第一個方程式得HOCH2CH2OH（g）+O2（g）?OHC-CHO（g）+2H2O（g），△H進行相應(yīng)的改變，方程式相減其平衡常數(shù)相除；
②溫度升高，平衡向吸熱方向移動，溫度大于495℃二氧化碳產(chǎn)率增大；
（3）該電解池中，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣；
（4）增強溶液導電性．

解答 解：（1）在Cu（NO3）2催化下，用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛，硝酸被還原為NO，反應(yīng)方程式為：3CH3CHO+4HNO3$\frac{\underline{\;Cu（NO_{3}）_{2}\;}}{\;}$3OHC-CHO+4NO↑+5H2O，存在比較明顯的缺點是：生成的NO會污染空氣，硝酸會腐蝕設(shè)備，
故答案為：3CH3CHO+4HNO3$\frac{\underline{\;Cu（NO_{3}）_{2}\;}}{\;}$3OHC-CHO+4NO↑+5H2O；生成的NO會污染空氣，硝酸會腐蝕設(shè)備；
（2）①-OHC-CHO（g）+2H2（g）?HOCH2CH2OH（g）△H=-78kJ•mol-1  
            2H2（g）+O2（g）?2H2O（g）△H=-484kJ•mol-1  
將第二個方程式減去第一個方程式得HOCH2CH2OH（g）+O2（g）?OHC-CHO（g）+2H2O（g），△H=（-484kJ•mol-1  ）-（-78kJ•mol-1  ）=-406kJ/mol，化學平衡常數(shù)K=$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$，
故答案為：-406；$\frac{{K}_{2}}{{K}_{1}}$；
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；溫度超過495℃時，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；溫度超過495℃時，乙二醇大量轉(zhuǎn)化為二氧化碳等副產(chǎn)物；
（3）陰極上氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為2H++2e-=H2↑，故答案為：2H++2e-=H2↑；
（4）乙醛的水溶液導電性較弱，為了增強溶液導電性且生成氯氣，所以加入稀鹽酸，
故答案為：增強導電性．

點評 本題考查電解原理、氧化還原反應(yīng)、蓋斯定律、外界條件對化學平衡影響等知識點，側(cè)重考查學生圖象分析判斷及計算能力，難點是電極反應(yīng)式的書寫，注意：化學方程式相加時化學平衡常數(shù)相乘，方程式相減時平衡常數(shù)相除，題目難度不大．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

9．以下是對某水溶液進行離子檢驗的方法和結(jié)論，其中不正確的是（　�。�
A．先加入BaCl2溶液，產(chǎn)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，產(chǎn)生了白色沉淀，加入鹽酸可以產(chǎn)生無色且能使澄清石灰水變渾濁的氣體，則該溶液不一定含有大量的CO${\;}_{3}^{2-}$
C．加入足量濃 NaOH溶液加熱，產(chǎn)生了帶有強烈刺激性氣味的能使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍的氣體，溶液中一定含有大量的NH${\;}_{4}^{+}$
D．先加適量的硝酸將溶液酸化，再加AgNO3溶液，產(chǎn)生了白色沉淀．溶液中一定含有大量的Cl-

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

3．已知25℃時，Ka（HF）=3.6×10-4mol•L-1，Ksp（CaF2）=1.46×10-10mol3•L-3．現(xiàn)向1L0.2mol•L-1HF溶液中加入1L0.2mol•L-1CaCl2溶液，則下列說法中，正確的是（　�。�
A．25℃時，0.1mol•L-1HF 溶液中pH=1
B．Ksp（CaF2）隨溫度和濃度的變化而變化
C．加入CaCl2溶液后體系中的c（H+）不變
D．該體系中HF與CaCl2反應(yīng)產(chǎn)生沉淀

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

20．向甲、乙、丙三個密閉容器中充入一定量的A和B，發(fā)生反應(yīng)：A（g）+хB（g）?2C（g）．各容器的反應(yīng)溫度、反應(yīng)物起始量，反應(yīng)過程中物質(zhì)C的濃度隨時間變化關(guān)系分別用表和圖表示：
容器甲乙丙
容積0.5L0.5L1.0L
溫度/℃T1T2T3
反應(yīng)物起始量1.5molA
0.5molB		1.5molA
0.5molB		6.0molA
2.0molB
下列說法正確的是（　�。�
A．達平衡時A（g）的濃度：乙=丙＞甲
B．甲容器中達平衡時B（g）的轉(zhuǎn)化率為75%
C．溫度分別為T1、T2時，該反應(yīng)的平衡常數(shù)：K（T1）＜K（T2）
D．丙容器中達到平衡后，若同時向容器中再充入1mol A（g）、1mol B（g）、1molC（g），則平衡向逆反應(yīng)方向移動

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

7．已知P4（白磷）+3O2=P4O6．△H=-1632kJ/mol；白磷和P4O6的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示，其中部分鍵能數(shù)據(jù)如下：P-O：360kJ/mol，O=O：498kJ/mol，則斷開1molP-P所吸收的熱量為199kJ．

（2）Mg存在于葉綠素中，某些作物生長需要輸鎂肥，從海水中提取鎂是獲得鎂的主要來源．常溫下，已知Mg（OH）2的Ksp=1.6×10-11，某濃縮海水中MgCl2濃度為1.6×10-3mol/L，則要使Mg2+形成Mg（OH）2沉淀，則溶液的pH至少要達到10．
（3）將A（g）和B（g）按照物質(zhì)的量比為1：1通入到體積為2L的恒容密閉容器中，進行反應(yīng)A（g）+B（g）?M（g）+N（g），數(shù)據(jù)變化如圖2所示：
①上述反應(yīng)為放熱（填“吸熱”或“放熱”）反應(yīng)；
②計算在650℃下，從開始到平衡的反應(yīng)速率v（A）=0.375mol/（L．min）；
③在900℃下該反應(yīng)的平衡常數(shù)為2.78（保留三位有效數(shù)字），若平衡后保持溫度不變向容器中繼續(xù)充入2molA、1molM和1molN，這時平衡正向移動．（填“正向”、“逆向”“不”）；
④若650℃時在同樣容器中起始時充入的A和B的物質(zhì)的量均為2mol，則圖2中c是B物質(zhì)平衡時對應(yīng)的點．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

17．利用N2和H2可以實現(xiàn)NH3的工業(yè)合成，而氨又可以進一步制備聯(lián)氨（N2H4），硝酸等．回答下列問題：
（1）聯(lián)氨可作為火箭發(fā)動機的燃料，與氧化劑N2O4反應(yīng)生成N2和水蒸氣．已知：
①N2（g）+2O2（g）═N2O4（I）△H1=-19.5kJ/mol
②N2O4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）△H2=-534.2kJ/mol
寫出聯(lián)氨和N2O4反應(yīng)的熱化學方程式2N2H4（l）+N2O4（l）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1048.9kJ/mol．
（2）某科研小組研究，在其他條件不變的情況下，改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對反應(yīng)N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4KH/mol的影響．實驗結(jié)果如圖所示（圖中T表示溫度，n表示物質(zhì)的量，NH3%表示NH3的平衡體積分數(shù)）：

①圖象中T2和T1的關(guān)系是：T2＜T1（填“＞”“＜”或“無法確定”）．
②比較在a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物N2轉(zhuǎn)化率最高的是c�。ㄌ钭帜福�
③T1溫度下，若容器容積為1L，在起始體系中加入1mol　N2，n=3mol，反應(yīng)達到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為60%，保持容器的體積、溫度不變，再向容器內(nèi)放入1mol　N2、3molH2反應(yīng)達平衡時，氫氣的轉(zhuǎn)化率將增大（填“增大”、“減小”或“不變”）．計算此時反應(yīng)的平衡常數(shù)K=2.1（保留兩位有效數(shù)字）．
（3）聯(lián)氨（N2H4）-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質(zhì)溶液時20%-30%的氫氧化鉀溶液，現(xiàn)以聯(lián)氨-空氣燃料電池采用電解法制備N2O5，裝置如圖所示：

寫出石墨1的電極反應(yīng)式N2H4-4e-+4OH-=N2↑+4H2O；在電解池中電解的總反應(yīng)化學方程式為N2O4+2HNO3$\frac{\underline{\;電解\;}}{\;}$2N2O5+H2↑．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

4．CO、SO2是主要的大氣污染氣體，利用化學反應(yīng)原理是治理污染的重要方法．
I、甲醇可以補充和部分替代石油燃料，緩解能源緊張．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
則CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）△H=-90.1kJ•mol-1
（2）一定條件下，在容積為VL的密閉容器中充入amol　CO與2a mol H2合成甲醇平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如圖1所示．

①P1＜ P2（填“＞”、“＜”或“=”），理由是甲醇的合成反應(yīng)是分子數(shù)減少的反應(yīng)，相同溫度下，增大壓強CO的轉(zhuǎn)化率提高
②該甲醇合成反應(yīng)在A點的平衡常數(shù)K=$\frac{12{V}^{2}}{{a}^{2}}$（用a和V表示）
③該反應(yīng)達到平衡時，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率的關(guān)系是：CO=H2（填“＞”、“＜”或“=”）
④下列措施中能夠同時滿足增大反應(yīng)速率和提高CO轉(zhuǎn)化率的是C．（填寫相應(yīng)字母）
A、使用高效催化劑    B、降低反應(yīng)溫度C、增大體系壓強
D、不斷將CH30H從反應(yīng)混合物中分離出來E、增加等物質(zhì)的量的CO和H2
Ⅱ、某學習小組以SO2為原料，采用電化學方法制取硫酸．
（3）原電池法：
該小組設(shè)計的原電池原理如圖2所示．
寫出該電池負極的電極反應(yīng)式SO2-2e-+2H2O═SO42-+4H+．
（4）電解法：
該小組用Na2SO3溶液充分吸收S02得到NaHSO3溶液，然后電解該溶液制得了硫酸．原理如圖3所示．
寫出開始電解時陽極的電極反應(yīng)式HSO3-+H2O-2e-=SO42-+3H+．

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

1．銀是一種貴金屬，古代常用于制造錢幣及裝飾器皿，現(xiàn)代在電池和照相器材等領(lǐng)域亦有廣泛應(yīng)用．回答下列問題：
（1）久存的銀制品表面會變黑，失去銀白色光澤，原因是長期放置在空氣中的銀制品，其表面會逐漸變黑，這是由于銀和空氣中的微量硫化氫發(fā)生了反應(yīng)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的鹽酸，混合后溶液中Ag+的濃度為1.8×10-7，pH為2．
（3）鋅聚苯胺電池具有價格便宜、重量輕等優(yōu)點，在電動汽車行業(yè)應(yīng)用前景廣闊．負極使用的是高純度鋅片，以 ZnCl2和 NH4Cl 為主要電解質(zhì)．鋅聚苯胺電池充電時，負極材料上的電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=Zn．

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

2．按要求完成下列問題．
（1）寫出下列物質(zhì)在水溶液中的電離方程式
①CuCl2CuCl2=Cu2++2Cl-
②H2SO4H2SO4=2H++SO42-
③KOHKOH=K++OH-
（2）寫出下列反應(yīng)的離子方程式
④硫酸銅溶液與氫氧化鈉溶液混合Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓
⑤碳酸鈉溶液與稀鹽酸混合CO32-+2H+=CO2↑+H2O．

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