已知:乙二醛可被催化氧化为乙醛酸,其反应为2OHC-CHO(g)+O2(g)2OHC-COOH(g) △H。一定条件下,按照的投料比进行上述反应,乙二醛的平衡转化率(α)和催化剂的催化效率随温度的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. △H>0
B. b点时,乙二醛的体积分数为33.33%
C. 生成乙醛酸的速率:v(a)>v(b)>v(c)
D. a、b、c三点中,a点乙醛酸的体积分数最小
高三化学选择题中等难度题
已知:乙二醛可被催化氧化为乙醛酸,其反应为2OHC-CHO(g)+O2(g)2OHC-COOH(g) △H。一定条件下,按照的投料比进行上述反应,乙二醛的平衡转化率(α)和催化剂的催化效率随温度的变化如图所示。下列叙述正确的是
A. △H>0
B. b点时,乙二醛的体积分数为33.33%
C. 生成乙醛酸的速率:v(a)>v(b)>v(c)
D. a、b、c三点中,a点乙醛酸的体积分数最小
高三化学选择题中等难度题查看答案及解析
乙醛酸(OHC-COOH)是合成名贵香料的原料之一。
I.由乙二醛催化氧化制乙醛酸的反应如下:2OHC-CHO(g)+O2(g) 2OHC-COOH(g)△H
(1)已知反应中相关的化学键键能数据如表1:
化学键 | O=O | C-O | O-H | C-H |
键能(KJ/mol) | 498 | 351 | 465 | 413 |
计算上述反应的△H=____________kJ·mol-1。
(2)一定条件下,按照投料比进行上述反应,乙二醛的平衡转化率(a)和催化剂催化效率随温度变化如图1所示。
①该反应在A点放出的热量________ B点放出的热量(填“>”、“=”或“<”)
②某同学据图推知,生成乙醛酸的速率:v(A)>v(B),你认为此结论是否正确,简述理由__________。
③图中A点时,乙醛酸的体积分数为_____________。
④为提高乙二醛的平衡转化率,除改变投料比、温度外,还可以采取的措施有__________ (列举一条)。
Ⅱ.利用惰性电极电解饱和乙二酸和稀硫酸溶液也可以制备乙醛酸,原理如右图所示。
(1)图中的离子交换膜为___________ (填“阳”或“阴”)膜。
(2)稀硫酸的作用为____________。
(3)生成乙醛酸的电极反应式为_______________。
高三化学简答题困难题查看答案及解析
乙二醇是工业常见的有机原料,常用来制取纺织工业的乙二醛和化妆品行业的乙醛酸。
①乙二醇(HOCH2CH2OH)气相催化氧化法制取乙二醛(OHC-CHO),主要反应为:HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC—CHO(g)+2H2O(g) ∆H
化学键 | O—H | C—H | C—O | C=O | O=O | C—C |
键能(kJ·mol-1) | 436 | 413 | 356 | 745 | 493 | 346 |
则∆H=_____kJ·mol-1。
②当原料气中氧醇比(氧气和乙二醇的物质的量之比)一定时,乙二醛和副产物CO2的产率与反应温度的关系如图所示,则反应中应控制的适宜温度是___(填字母)。
a.低于450℃
b.450℃~490℃
c.高于495℃
p、m、n三点中____是平衡点,__是逆反应速率最快的点。
③温度超过495℃时,乙二醛的产率直线下降的原因是___。
(2)将乙二醇氧化为乙二酸,再利用乙二酸(HOOCCOOH)通过电解制备乙醛酸,阴极的电极反应式为____。
(3)液相氧化制备乙醛酸是近年研究的热点。向25L某浓度的乙二醛溶液中,加入适量的催化剂V2O5/C,以0.1mol·L-1的流速通入氧气,测得溶液中乙二醛的浓度、溶液的pH随时间变化的关系如图所示:
①图中曲线___(填“a”或“b”)表示溶液的pH值随时间变化的曲线。
②V2O5/C表示将催化剂覆盖在纳米碳纤维上,其目的是___。
③写出制备乙醛酸(HOC—COOH)的化学反应方程式:____,根据图中数据算出8h内乙醛酸的平均生成速率v(HOC—COOH)=____;该实验条件下乙醛酸的电离常数Ka=___。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
在一定的温度、压强和钒催化剂存在的条件下,SO2被空气中的O2氧化为SO3。V2O5是钒催化剂的活性成分,郭汗贤等提出:V2O5在对反应I的催化循环过程中,经历了Ⅱ、Ⅲ两个反应阶段,图示如图1:
图1
(1)①已知有关气体分子中1mol化学键断裂时需要吸收的能量数据如下:
化学键 | S=O(SO2) | O=O(O2) | S=O(SO3) |
能量/kJ | 535 | 496 | 472 |
由此计算反应Ⅰ的△H=_________kJ·mol-1。
②写出反应Ⅱ的化学方程式_________。
(2)不能说明反应Ⅰ达到平衡状态的是_________。
A.恒容密闭容器中混合气体的压强不再变化
B.恒容密团容器中混合气体的密度不再变化
C.混合气体的总物质的量不再变化
D.混合气体的平均相对分子质量不再变化
E.n(SO2)∶n(O2)∶n(SO3)=2∶1∶2
F.SO2气体的百分含量不再变化
(3)在保持体系总压为105Pa的条件下进行反应SO2+1/2O2SO3,原料气中SO2和O2的物质的量之比m(m=)不同时,SO2的平衡转化率与温度(t)的关系如下图所示:
①图中m1、m2、m3的大小顺序为_________,理由是_________。
②反应I的化学平衡常数Kp表达式为_________(用平衡分压代替平衡浓度表示)。图中A点原料气的成分是:n(SO2)=10mol,n(O2)=24.4mol,n(N2)=70mol,达平衡时SO2的分压p(SO2)为_________Pa。(分压=总压×物质的量分数)。
③近年,有人研发出用氧气代替空气的新工艺,使SO2趋于全部转化。此工艺的优点除了能充分利用含硫的原料外,主要还有_________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
乙二醛是一种低级醛,它有着极其活跃的化学反应性,并有广泛的用途。
I.乙二醛的工业制法如下:
(1)乙醛(CH3CHO)液相硝酸氧化法
在Cu(NO3)催化下,用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛,反应的离子方程式为___________。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 K1
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) △H=-484kJ/mol K2
乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC-CHO(g) + 2H2O(g)的相同温度下,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.乙二醛的用途之一是可以电解氧化制备乙醛酸(OHC-COOH),其生产装置如图所示,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__________作用。
(5)保持电流强度为aA,电解tmin,制得乙醛酸mg,列式表示该装置在本次电解中的电流效率η=__________ (已知:法拉第常数为f C·mol-l;)
高三化学综合题困难题查看答案及解析
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=)
高三化学实验题极难题查看答案及解析
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=)
高三化学填空题极难题查看答案及解析
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_________。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
乙醇在一定条件下可被氧化,某同学利用下列装置进行乙醇的催化氧化实验,并检验其产物,其中C装置的试管中盛有无水乙醇.已知乙醛在加热条件下能与新制Cu(OH)2反应生成Cu2O.
回答下列问题:
(1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为 (填仪器接口的字母编号)(加热和夹持装置已略去).
(2)B装置中发生的化学方程式 .
(3)F装置中的固体试剂是 ,发生反应的化学方程式为 .反应一断时间后移去酒精灯,反应能继续进行,其原因是 .
(4)A装置和D装置中的实验现象分别为 .
(5)为了提高乙醇的转化率,可以对C装置进行改进,提出你的改进意见 .
高三化学实验题困难题查看答案及解析
乙醇在一定条件下可被氧化,某同学利用下列装置进行乙醇的催化氧化实验,并检验其产物,其中C装置的试管中盛有无水乙醇。已知乙醛在加热条件下能与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成Cu2O。(代表酒精灯)
回答下列问题:
(1)请选择必要的装置,按气流方向连接顺序为 __(填仪器接口的字母编号)(加热和夹持装置已略去)。
(2)B装置的分液漏斗中液体药品是 _(填化学式)。该液体还可以与酸性KMnO4溶液反应产生相同的气体,写出该反应的离子方程式 。
(3)F装置中的固体试剂是 ,发生反应的化学方程式为 。反应一段时间后移去酒精灯,反应能继续进行,其原因是 。
(4)A装置和D装置中的实验现象分别为 、 。
(5)为了提高乙醇的转化率,可以对C装置进行改进,提出你的改进意见 。
高三化学实验题极难题查看答案及解析