Question

【題目】乙二醛（OHC﹣CHO）是一種重要的精細化工產品．
Ⅰ．工業生產乙二醛
（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，反應的化學方程式為；
（2）乙二醇（HOCH2CH2OH）氣相氧化法
①已知：OHC﹣CHO（g）+2H2（g）HOCH2CH2OH（g）△H=﹣78kJmol﹣1 K1
2H2（g）+O2（g）2H2O（g）△H=﹣484kJmol﹣1 K2
乙二醇氣相氧化反應HOCH2CH2OH（g）+O2（g）OHC﹣CHO（g）+2H2O（g）的△H=kJmol﹣1；相同溫度下，該反應的化學平衡常數K=（用含K1、K2的代數式表示）；
②當原料氣中氧醇比為1.35時，乙二醛和副產物CO2的產率與反應溫度的關系如圖1所示．反應溫度在450～495℃之間和超過495℃時，乙二醛產率降低的主要原因分別是、；

（3）Ⅱ．乙二醛電解氧化制備乙醛酸（OHC﹣COOH）的生產裝置如圖2所示，通電后，陽極產生的Cl2與乙二醛溶液反應生成乙醛酸．
①陰極反應式為；
②陽極液中鹽酸的作用，除了產生氯氣外，還有；
③保持電流強度為a A，電解t min，制得乙醛酸m g，列式表示該裝置在本次電解中的電流效率η=；
（設：法拉第常數為f Cmol﹣1；η= ×100% ）

Answer 1

【答案】
（1）3CH3CHO+4HNO3 3OHC﹣CHO+4NO↑+5H2O
（2）﹣406；；升高溫度，主反應平衡逆向移動；溫度超過495℃時，乙二醇大量轉化為二氧化碳等副產物
（3）2H++2e﹣=H2↑；增強溶液導電性； %
【解析】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，反應方程式為：3CH3CHO+4HNO3 3OHC﹣CHO+4NO↑+5H2O，
所以答案是：3CH3CHO+4HNO3 3OHC﹣CHO+4NO↑+5H2O；
（2.）①已知：Ⅰ．OHC﹣CHO（g）+2H2（g）HOCH2CH2OH（g）△H=﹣78kJmol﹣1 K1
Ⅱ．2H2（g）+O2（g）2H2O（g）△H=﹣484kJmol﹣1 K2
根據蓋斯定律，Ⅱ﹣Ⅰ可得：HOCH2CH2OH（g）+O2（g）OHC﹣CHO（g）+2H2O（g），則△H=﹣484kJmol﹣1﹣（﹣78kJmol﹣1）=﹣406kJmol﹣1 ， 平衡常數K反應Ⅱ與Ⅰ的平衡常數的商，即K= ，
所以答案是：﹣406； ；
②主反應HOCH2CH2OH（g）+O2（g）OHC﹣CHO（g）+2H2O（g）為放熱反應，升高溫度平衡逆向移動；溫度超過495℃時，乙二醇大量轉化為二氧化碳等副產物，使乙二醛產率降低，
所以答案是：升高溫度，主反應平衡逆向移動；溫度超過495℃時，乙二醇大量轉化為二氧化碳等副產物；
（3.）①陰極是氫離子放電生成氫氣，電極反應式為：2H++2e﹣=H2↑，
所以答案是：2H++2e﹣=H2↑；
②陽極液中鹽酸可以增強溶液導電性，
所以答案是：增強溶液導電性；
③電極通過總電量為60t s×a A=60ta C，則電極上通過電子總物質的量= mol；生成乙醛酸的物質的量為 = mol，醛基轉化為羧基，C原子化合價升高2價，消耗電子物質的量2× mol，故電解中的電流效率η= ×100%= %，
所以答案是： %．
【考點精析】認真審題，首先需要了解反應熱和焓變(在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱)，還要掌握化學平衡狀態本質及特征(化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）)的相關知識才是答題的關鍵．