Question

【题目】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；
（2）乙二醇（HOCH2CH2OH）气相氧化法
①已知：OHC﹣CHO（g）+2H2（g）HOCH2CH2OH（g）△H=﹣78kJmol﹣1 K1
2H2（g）+O2（g）2H2O（g）△H=﹣484kJmol﹣1 K2
乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH（g）+O2（g）OHC﹣CHO（g）+2H2O（g）的△H=kJmol﹣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图1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、；

（3）Ⅱ．乙二醛电解氧化制备乙醛酸（OHC﹣COOH）的生产装置如图2所示，通电后，阳极产生的Cl2与乙二醛溶液反应生成乙醛酸．
①阴极反应式为；
②阳极液中盐酸的作用，除了产生氯气外，还有；
③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 Cmol﹣1；η= ×100% ）

Answer 1

【答案】
（1）3CH3CHO+4HNO3 3OHC﹣CHO+4NO↑+5H2O
（2）﹣406；；升高温度，主反应平衡逆向移动；温度超过495℃时，乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物
（3）2H++2e﹣=H2↑；增强溶液导电性； %
【解析】解：（1）在Cu（NO3）2催化下，用稀硝酸氧化乙醛制取乙二醛，硝酸被还原为NO，反应方程式为：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
根据盖斯定律，Ⅱ﹣Ⅰ可得：HOCH2CH2OH（g）+O2（g）OHC﹣CHO（g）+2H2O（g），则△H=﹣484kJmol﹣1﹣（﹣78kJmol﹣1）=﹣406kJmol﹣1 ， 平衡常数K反应Ⅱ与Ⅰ的平衡常数的商，即K= ，
所以答案是：﹣406； ；
②主反应HOCH2CH2OH（g）+O2（g）OHC﹣CHO（g）+2H2O（g）为放热反应，升高温度平衡逆向移动；温度超过495℃时，乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物，使乙二醛产率降低，
所以答案是：升高温度，主反应平衡逆向移动；温度超过495℃时，乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物；
（3.）①阴极是氢离子放电生成氢气，电极反应式为：2H++2e﹣=H2↑，
所以答案是：2H++2e﹣=H2↑；
②阳极液中盐酸可以增强溶液导电性，
所以答案是：增强溶液导电性；
③电极通过总电量为60t s×a A=60ta C，则电极上通过电子总物质的量= mol；生成乙醛酸的物质的量为 = mol，醛基转化为羧基，C原子化合价升高2价，消耗电子物质的量2× mol，故电解中的电流效率η= ×100%= %，
所以答案是： %．
【考点精析】认真审题，首先需要了解反应热和焓变(在化学反应中放出或吸收的热量，通常叫反应热)，还要掌握化学平衡状态本质及特征(化学平衡状态的特征：“等”即 V正=V逆>0；“动”即是动态平衡，平衡时反应仍在进行；“定”即反应混合物中各组分百分含量不变；“变”即条件改变，平衡被打破，并在新的条件下建立新的化学平衡；与途径无关，外界条件不变，可逆反应无论是从正反应开始，还是从逆反应开始，都可建立同一平衡状态（等效）)的相关知识才是答题的关键．