碳及其化合物在有机合成、能源开发等工农业方面具有十分广泛的应用。I.工业生产精细化工产品乙...

碳及其化合物在有机合成、能源开发等工农业方面具有十分广泛的应用。

I.工业生产精细化工产品乙二醛(OHC-CHO)

（1）乙醇(CH3CH2OH)液相硝酸氧化法：在Cu(NO3)2催化下，用稀硝酸氧化乙醇制取乙二醛，此反应的化学方程式为_______________。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____________。

（2）乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法

已知：2H2(g)+O2(g) 2H2O（g） ΔH=-484kJ/mol，化学平衡常数为K1

OHC-CHO(g)+2H2(g) HOCH2CH2OH(g)　 ΔH=-78kJ/mol，化学平衡常数为K2

则乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O（g）的ΔH=______；相同温度下，该反应的化学平衡常数K=______(用含K1、K2的代数式表示)。

Ⅱ.CO2的综合利用

（3）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示，则下列说法正确的是______(填字母)。

a.反应达平衡状态时，混合气体的平均相对分子质量保持不变

b.A点的正反应速率比B点正反应速率小

C.550℃时，若充入氦气，则V正、V逆均减小，平衡不移动

d.T℃时，反应达平衡后CO2的转化率为66.7%

e. T℃时，若再充入1molCO2和1molCO，平衡不移动

（4）氨气、CO2在一定条件下可合成尿素，其反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)，右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。a为{n(NH3)/n(CO2)}，b为水碳比{n(H2O)/n(CO2)}。则

①b应控制在______

a.1.5-1.6  b.1-1.1  c.0.6-0.7

②a应控制在4.0的理由是_________

高三化学填空题中等难度题查看答案及解析

碳及其化合物在有机合成、能源开发等工农业方面具有十分广泛的应用。

I.工业生产精细化工产品乙二醛(OHC-CHO)

（1）乙醇(CH3CH2OH)液相硝酸氧化法：在Cu(NO3)2催化下，用稀硝酸氧化乙醇制取乙二醛，此反应的化学方程式为_______________。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____________。

（2）乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法

已知：2H2(g)+O2(g) 2H2O（g） ΔH=-484kJ/mol，化学平衡常数为K1

OHC-CHO(g)+2H2(g) HOCH2CH2OH(g)　 ΔH=-78kJ/mol，化学平衡常数为K2

则乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O（g）的ΔH=______；相同温度下，该反应的化学平衡常数K=______(用含K1、K2的代数式表示)。

Ⅱ.CO2的综合利用

（3）一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示，则下列说法正确的是______(填字母)。

a.反应达平衡状态时，混合气体的平均相对分子质量保持不变

b.A点的正反应速率比B点正反应速率小

C.550℃时，若充入氦气，则V正、V逆均减小，平衡不移动

d.T℃时，反应达平衡后CO2的转化率为66.7%

e. T℃时，若再充入1molCO2和1molCO，平衡不移动

（4）氨气、CO2在一定条件下可合成尿素，其反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)，右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率ω的关系。a为{n(NH3)/n(CO2)}，b为水碳比{n(H2O)/n(CO2)}。则

①b应控制在______

a.1.5-1.6  b.1-1.1  c.0.6-0.7

②a应控制在4.0的理由是_________

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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　　　　　　　　　 。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　　　　　　　　　　　 。

（2）乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法

①　 已知：OHC－CHO(g)＋2H2(g)HOCH2CH2OH(g)　 ΔH＝－78 kJ·mol－1　 K1

2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　　 ΔH＝－484 kJ·mol－1　 K2

乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)＋O2(g)OHC—CHO(g)＋2H2O(g)的ΔH＝　　　　 kJ·mol－1。相同温度下，该反应的化学平衡常数K＝　　 (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下图所示。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　　　　　　　　　 、　　　　　　　　　　　　　　

Ⅱ．乙二醛电解氧化制备乙醛酸(OHC—COOH)的生产装置如下图所示，通电后，阳极产生的Cl2 与乙二醛溶液反应生成乙醛酸。

（3）阴极电极式为　　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（4）阳极液中盐酸的作用，除了产生氯气外，还有　　　　　　　　　　　　　　

（5）保持电流强度为a A，电解t min，制得乙醛酸m g，列式表示该装置在本次电解中的电流效率η＝　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

(设：法拉第常数为f C·mol－1；η=)

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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　　　　 。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　　　　 。

（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＝　　 kJ·mol−1。相同温度下，该反应的化学平衡常数K＝　　 　　　　　　　　　　　　　 （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下图所示。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　　　　 、　　　　 。

Ⅱ. 乙二醛电解氧化制备乙醛酸（OHC—COOH）的生产装置如下图所示，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　　　　 　 。

（4）阳极液中盐酸的作用，除了产生氯气外，还有　　　　 　 。

（5）保持电流强度为a A，电解t min，制得乙醛酸m g，列式表示该装置在本次电解中的电流效率η=　　　　　　 。（设：法拉第常数为f C•mol−1；η=）

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甲醇汽油是由10％一25％的甲醇与其他化工原料、添加剂合成的新型车用燃料，可达到国标汽油的性能和指标。甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。

Ⅰ、工业上合成甲醇一般采用下列反应：CO（g）+2 H₂（g） CH₃ OH（g） △H=a kJ/mol，

下表是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）：

（1）由表中数据判断△H  a________0（填“>”、“=”或“<”）。

（2）某温度下，将2 mol CO和6 mol H₂充入2 L的密闭容器中，充分反应达到平衡后，测得c(CO)=0.5 mol·L^－1，则此时的温度为________⁰C。

（3）在容积固定的密闭容器中发生上述反应，各物质的浓度如下表：

①反应从2 min到4 min之间，H₂的反应速率为________。

②反应达到平衡时CO的转化率为________。

③反应在第2 min时改变了反应条件，改变的条件可能是________（填序号）。

A．使用催化剂    B．降低温度    C．增加H₂的浓度

（4）向容积相同、温度分别为T₁和T₂的两个密闭容器中均充入1 molCO和2 mol H₂，发生反应CO（g）+2 H₂（g）   CH₃ OH（g）△H=a kJ/mol。恒温恒容下反应相同时间后，分别测得体系中CO的百分含量分别为w₁和w₂；已知T₁<T₂，则

w_{1________}w₂（填序号）。

A．大于     B．小于     C．等于     D．以上都有可能

Ⅱ、甲醇在化学电源方面也有着重要应用。写出以甲醇为燃料，氢氧化钠溶液为电解质溶液的原电池中负极的电极反应式：________。

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I、（10分）顺丁烯二酸二甲酯是一种重要的有机化工原料，广泛应用于涂料，油漆，杀虫剂尤其是在水处理剂等方面。下面是利用石油产品M合成顺丁烯二酸二甲酯的部分过程：

（1）已知烃M的相对分子质量为78，分子内含碳量为92.3%，所有C-H键和碳碳键类型相同，化合物M的分子式为________。

（2）写出中间产物A含有的官能团为________（填名称）。

（3）写出由中间产物A合成顺丁烯二酸二甲酯的方程式________。

（4）中间产物A和足量的H₂反应后，可得有机物B（C₅H₈O₄）。

①写出B属于二酯且其核磁共振氢谱有两个吸收峰，峰的面积之比为3：1的结构简式    ________（写出一种即可）。

②写出B属于二酯且其核磁共振氢谱有三个吸收峰，峰的面积之比为1：2：1的结构简式 ________。

II、（4分）为某种需要，一些只含C、H、O的有机物，其分子式可用通式

n，x，y均为正整数）表示。现有一类只含C、H、O的有机物，它们完全燃烧时消耗的O₂和生成的CO₂的体积比恒为1:2。

（1）此类有机物的通式可表示为________。

（2）分子量最小的此类有机物的结构简式为________。

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乙二醛(OHC-CHO)是一种重要的精细化工产品。长郡中学高三化学兴趣小组利用乙醛液相硝酸氧化法制备乙二醛并测定乙二醛纯度，装置如图所示。

已知：①NO+FeSO4=FeSO4·NO(棕色)。

②几种有机物的部分性质如表所示：

实验步骤：

①取20mL的乙醛装于烧瓶，加入2gCu(NO3)2粉末作催化剂，向烧瓶中缓慢滴加2mol·L-1硝酸至乙醛完全反应为止；

②提纯产品，最终得到10.0mL产品。

请回答下列问题：

（1）盛装硝酸的仪器名称是__。

（2）实验中，观察到装置B中溶液变为棕色，制备乙二醛的化学方程式为__。

（3）向烧瓶中滴加硝酸要“缓慢”，其目的是__；判断烧瓶中制备乙二醛的反应已完成的标志是__。

（4）分离提纯产品，宜选择下列装置__(填字母)。

（5）根据上述实验数据，该实验中乙二醛的产率约为__(填字母)。

a.56.5%　　　 b.61.8%　　　 c.67.9%　　　 d.72.6%

（6）实验室可用酸性KMnO4溶液测定乙二醛的纯度，发生反应的离子方程式为：18H++6MnO4-+5C2H2O2→10CO2↑+6Mn2++14H2O。实验步骤如下：取VmL产品，加蒸馏水稀释至250mL，量取25.00mL稀释后的溶液于锥形瓶，滴加5.00mL稀硫酸，用cmol·L-1KMnO4溶液，三次平行实验消耗KMnO4溶液体积如下：

滴定终点的标志是__；该产品纯度为___g·mL-1(用含V和c的代数式表示)。

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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______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_______

(2)．乙二醇（HOCH2CH2OH）气相氧化法

l）.已知：OHC－CHO(g)＋2H2(g)HOCH2CH2OH(g) ΔH＝－78 kJ·mol－1　 K1

2H2(g)＋O2(g)2H2O(g)　 ΔH＝－484 kJ·mol－1　 K2

乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)＋O2(g)OHC—CHO(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。相同温度下，该反应的化学平衡常数K＝________(用含K1、K2的代数式表示)。

2）.反应②在热力学上趋势很大，其原因是________

3）.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下图所示。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_____________、_____________________

4）.在恒温恒容下，如果从反应物出发建立平衡，能说明乙二醇气相氧化反应达到平衡状态的是_______（填选项字母）。

A．体系压强不再变化　　　　　　　　　　　　 B．氧醇比保持不变

C．混合气体的密度保持不变　　　　　　　　 D．气体平均相对分子质量保持不变

Ⅱ．乙二醛被氧化可生成乙二酸即草酸，某些蔬菜中含有较多的草酸，如果人类不注意合理饮食容易形成草酸钙结石。某研究所利用SDT Q600热分析仪对草酸钙晶体（CaC2O4·H2O）进行热分解，获得相关数据，绘制成固体质量一一分解温度的关系如下图。如果残留固体为11.12 克，求残留固体的成分和物质的量_________。

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“结晶玫瑰”是具有强烈玫瑰香气的结晶型固体香料，在香料和日用化工产品中具有广阔的应用价值。其化学名称为“乙酸三氯甲基苯甲酯”，目前国内工业上主要使用以下路径来合成结晶玫瑰:

I.由苯甲醛和氯仿合成三氯甲基苯基甲醇。

Ⅱ.三氯甲基苯基甲醇与乙酸酐发生乙酰化反应制得“结晶政瑰”。

已知:

具体实验步骤如下:

I.由苯甲醛和氯仿合成三氯甲基苯基甲醇。

步骤一: 装置如图所示。依次将苯甲醛、氯仿加入三颈烧瓶中,仪器A 中加入KOH和助溶剂。滴加A中试剂并搅拌，开始反应并控制在一定温度下进行。

步骤二: 反应结束后，将混合物依次用5%的盐酸、蒸馏水洗涤。

步骤三: 将洗涤后的混合物蒸馏，除去其他有机杂质，加无水琉酸镁，过滤。滤液即为粗制三氯甲基萃基甲醇。

Ⅱ.三氯甲基苯基甲醇与乙酸酐发生乙酰化反应制得“结晶玫瑰”。

步骤四: 向另一三颈瓶中加入制备的三氯甲基苯基甲醇、乙酸酐，并加入少量浓硫酸催化反应，加热控制反应温度在90℃～110℃之间。

步骤五: 反应完毕后，将反应液倒入冰水中，冷却结晶获得“结晶玫瑰”。

请回答下列问题:

（1）仪器A 的名称是_________。实验装置B中，冷凝水应从_____口进(填“a”或“b”)。

（2）步骤二中，用5%的盐酸洗涤的主要目的是___________。在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后有机层应___________ (填序号)。

A.直接从上口倒出

B.先将水层从上口倒出，再将有机层从下口放出

C.直接从下口放出

D.先将水层从下口放出，再将有机层从下口放出

（3）步骤三中，加入无水硫酸镁的目的是___________。若未加入无水硫酸镁，直接将蒸馏所得物质进行后续反应，会使“结晶玫瑰”的产率偏______(填“高”或“低”),其原因是___________ (利用平衡移动原理解释)。(已知Ⅱ的具体反应如图所示)

（4）步骤四中，加料时，应先加入三氯甲基苯基甲醇和乙酸酐，然后慢慢加入浓硫酸并搅拌，主要是为了__________。加热反应时，为较好的控制温度，最适宜的加热方式为_____(填“水浴加热”或“油浴加热”)。

（5）22.55g三氟甲基苯基甲醇与足量乙酸酐充分反应得到结晶玫瑰21.40g,则产率是_____。

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“结晶玫瑰”是具有强烈玫瑰香气的结晶型固体香料，在香料和日用化工产品中具有广阔的应用价值。其化学名称为“乙酸三氯甲基苯甲酯”，目前国内工业上主要使用以下路径来合成结晶玫瑰:

I.由苯甲醛和氯仿合成三氯甲基苯基甲醇。

Ⅱ.三氯甲基苯基甲醇与乙酸酐发生乙酰化反应制得“结晶政瑰”。

已知:

具体实验步骤如下:

I.由苯甲醛和氯仿合成三氯甲基苯基甲醇。步骤一: 装置如图所示。依次将苯甲醛、氯仿加入三颈烧瓶中,仪器A 中加入KOH和助溶剂。滴加A中试剂并搅拌，开始反应并控制一定温度下进行。

步骤二:反应结束后，将混合物依次用5%的盐酸、蒸馏水洗涤。

步骤三:将洗涤后的混合物蒸馏，除去其他有机杂质，加无水琉酸镁，过滤。滤液即为粗制三氯甲基萃基甲醇。

Ⅱ.三氯甲基苯基甲醇与乙酸酐发生乙酰化反应制得“结晶玫瑰”。

步骤四:向另一三颈瓶中加入制备的三氯甲基苯基甲醇、乙酸酐，并加入少量浓硫酸催化反应，加热控制反应温度在90℃～110℃之间。

步骤五:反应完毕后，将反应液倒入冰水中，冷却结晶获得“结晶玫瑰”。

请回答下列问题:

(1)仪器A的名称是_________。实验装置B中，冷凝水应从_____口进(填“a”或“b”)。

(2)步骤二中，用5%的盐酸洗涤的主要目的是___________。在洗涤、分液操作中，应充分振荡，然后静置，待分层后有机层应___________ (填序号)。

A.直接从上口倒出　　　　 B.先将水层从上口倒出，再将有机层从下口放出

C.直接从下口放出　　　　 D.先将水层从下口放出，再将有机层从下口放出

(3)步骤三中，加入无水硫酸镁的目的是___________。若未加入无水硫酸镁，直接将蒸馏所得物质进行后续反应，会使“结晶玫瑰”的产率偏______(填“高”或“低”),其原因是________ (利用平衡移动原理解释)。(已知Ⅱ的具体反应如图所示)

(4)步骤四中，加料时，应先加入三氯甲基苯基甲醇和乙酸酐，然后慢慢加入浓硫酸并搅拌，主要是为了__________。加热反应时，为较好的控制温度，最适宜的加热方式为____ (填“水浴加热”或“油浴加热”)。

(5)22.55g三氟甲基苯基甲醇与足量乙酸酐充分反应得到结晶玫瑰21.40g,则产率是_____。

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