Question

【題目】乙二醛（OHC﹣CHO）是一種重要的精細(xì)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(xué)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?xì)庀嘌趸�反�?yīng)HOCH2CH2OH（g）+O2（g）OHC﹣CHO（g）+2H2O（g）的△H=kJmol﹣1；相同溫度下，該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=（用含K1、K2的代數(shù)式表示）；
②當(dāng)原料氣中氧醇比為1.35時(shí)，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(shí)，乙二醛產(chǎn)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(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．
①陰極反應(yīng)式為；
②陽極液中鹽酸的作用，除了產(chǎn)生氯氣外，還有；
③保持電流強(qiáng)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(shè)：法拉第常數(shù)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(yīng)平衡逆向移動(dòng)；溫度超過495℃時(shí)，乙二醇大量轉(zhuǎn)化為二氧化碳等副產(chǎn)物
（3）2H++2e﹣=H2↑；增強(qiáng)溶液導(dǎo)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(yīng)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(jù)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(shù)K反應(yīng)Ⅱ與Ⅰ的平衡常數(shù)的商，即K= ，
所以答案是：﹣406； ；
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(dòng)；溫度超過495℃時(shí)，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，
所以答案是：升高溫度，主反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)；溫度超過495℃時(shí)，乙二醇大量轉(zhuǎn)化為二氧化碳等副產(chǎn)物；
（3.）①陰極是氫離子放電生成氫氣，電極反應(yīng)式為：2H++2e﹣=H2↑，
所以答案是：2H++2e﹣=H2↑；
②陽極液中鹽酸可以增強(qiáng)溶液導(dǎo)電性，
所以答案是：增強(qiáng)溶液導(dǎo)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(zhì)的量= mol；生成乙醛酸的物質(zhì)的量為 = mol，醛基轉(zhuǎn)化為羧基，C原子化合價(jià)升高2價(jià)，消耗電子物質(zhì)的量2× mol，故電解中的電流效率η= ×100%= %，
所以答案是： %．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解反應(yīng)熱和焓變(在化學(xué)反應(yīng)中放出或吸收的熱量，通常叫反應(yīng)熱)，還要掌握化學(xué)平衡狀態(tài)本質(zhì)及特征(化學(xué)平衡狀態(tài)的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動(dòng)”即是動(dòng)態(tài)平衡，平衡時(shí)反應(yīng)仍在進(jìn)行；“定”即反應(yīng)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(xué)平衡；與途徑無關(guān)，外界條件不變，可逆反應(yīng)無論是從正反應(yīng)開始，還是從逆反應(yīng)開始，都可建立同一平衡狀態(tài)（等效）)的相關(guān)知識(shí)才是答題的關(guān)鍵．