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(10分)工业上目前使用两种方法制取乙醛:(1)乙炔水化法;(2)乙烯氧化法。下...

(10分)工业上目前使用两种方法制取乙醛:(1)乙炔水化法;(2)乙烯氧化法。下列两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率、产量等有关的信息情况:

表一:原料、反应条件、平衡转化率、日产量

 

乙炔水化法

乙烯氧化法

原料

乙炔、水

乙烯、空气

反应条件

HgSO4、100~125℃

PdCl2-CuCl2、100~125℃

平衡转化率

乙炔平衡转化率90%左右

乙烯平衡转化率80%左右

日产量

2.5吨(某设备条件下)

3.6吨(相同设备条件下)

表二:原料来源生产工艺

 

原料生产工艺过程

乙炔

说明: 6ec8aac122bd4f6e

乙烯

来源于石油裂解气

根据上述两表,回答下列问题:

(1)写出下列化学方程式:

a.乙炔水化法制乙醛__________________________________________________。

b.乙烯氧化法制乙醛______________________________________________。

(2)从两表中分析,现代工业上乙烯氧化法逐步取代乙炔水化法(从环境、原料来源、产率和产量、能耗等角度),分析可能的原因:________________________________。

(3)从化学反应速率角度分析,在相同条件下,两种制取乙醛的方法哪种快?

___________________________________________________________________。

(4)若将上述两种方法的反应条件,均增加“100atm”,原料平衡转化率_______(填增大、减小、不变);而实际生产中不采用的理由是_____________________________。

(5)若乙烯由石油裂化(裂化气混合气体的平均化学式CnHm、m>2n),进一步完全催化裂解而来,得到体积百分含量分别为:甲烷:5%、乙烯:40%、丙烯:10%、其余为丁二烯和氢气(气体体积均在同温同压下测定)。若得到40mol乙烯,求:能够得到丁二烯和氢气的物质的量各为多少?

 

(1)CH≡CH+H2OCH3CHO     2CH2=CH2+O22CH3CHO (2)从表一来看,两者反应条件温度相当,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂,毒性大;虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法,但反应快、日产量比其高得多。 从表二来看,乙炔的制取要经过多步反应制得,且消耗大量的热能、电能,较难获得;乙烯来源于石油裂解气,消耗的总能量比乙炔少,且较容易获得。 (3)乙烯氧化法快; (4)增大;因为两种方法在相应反应条件下,转化率都已经很高,增大压强将消耗能量和增加高备,不经济。 (5)要得到40molC2H4,则会生成5molCH4、10molC3H6。若设生成x mol丁二烯(C4H6)和y molH2,且需要催化裂解a mol的CnHm。 则:根据碳原子守恒:an=5+30+80+4x 根据氢原子守恒:am=20+60+160+6x+2y 根据题意:x+y=100-55 解以上联立方程求得: 【解析】(1)乙炔中含有碳碳三键,能和水发生加成反应,生成乙醛;乙烯中含有碳碳双键,能发生氧化反应生成乙醛。 (2)从表一来看,两者反应条件温度相当,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂,毒性大;虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法,但反应快、日产量比其高得多。 从表二来看,乙炔的制取要经过多步反应制得,且消耗大量的热能、电能,较难获得;乙烯来源于石油裂解气,消耗的总能量比乙炔少,且较容易获得。 (3)根据表中数据可知,乙烯氧化的反应速率要快。 (4)根据方程式可知,反应都是体积减小的,所以增大压强,平衡向正反应方向移动,转化率增大。但由于两种方法在相应反应条件下,转化率都已经很高,增大压强将消耗能量和增加设备,不经济。 (5)要得到40molC2H4,则会生成5molCH4、10molC3H6。若设生成x mol丁二烯(C4H6)和y molH2,且需要催化裂解a mol的CnHm。 则:根据碳原子守恒:an=5+30+80+4x 根据氢原子守恒:am=20+60+160+6x+2y 根据题意:x+y=100-55 解以上联立方程求得:
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说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)请写出A、B、C的结构简式:A­­­_____________,B____________,C__________。

(2)第①步反应属于_______________(填反应类型)。

(3)第②步反应的化学方程式_____________________________。

 

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(14分)下图是常见物质间的反应关系,其中并且部分产物已被略去。常温下X为固体、B为液态,其余为气体。X受热分解生成A、B、C的物质的量相等。根据图中关系:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)推断化学式:X________;A________;B________;D________。

(2)写出CE反应的化学方程式______________________________________。

(3)写出X→A反应的离子方程式______________________________________。

(4)治疗心绞痛的药物三硝酸甘油酯,在人体体液中的酶的作用下,缓慢氧化自发释放出D分子,同时生成二氧化碳和水,写出该反应的化学方程式:_____________________。

 

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(6分)已知在0.1mol·L-1的NaHSO3溶液中有关微粒浓度由大到小的顺序为:[Na+]>[HSO3-]>[SO32-]>[H2SO3]。则:

(1)则该溶液中[H+]____[OH-](填“<”“>”“=”),简述理由(用离子方程式表示)____。

(2)现向NH4HSO3溶液中,逐滴加入少量含有酚酞的氢氧化钠溶液,可观察到的现象是_____________________;写出该反应的离子方程式_________________。

 

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(12分)某校的探究小组同学想研究氧化铜能否在氯酸钾的受热分解反应中起催化剂的作用,设计了以下的对比实验和操作步骤:

①任取两份氯酸钾,分别放入两支试管,在其中一份中加入经精确称量的n g氧化铜粉末。

②将两份氯酸钾同时在相同的条件下加热,将放出的气体通入水中,观察放出气体的快慢。

③停止加热、冷却,将原先混有氧化铜的反应后的混合物加水溶解,小心过滤,将滤出固体物质洗涤并干燥。

④观察滤出固体物质的状态、颜色。

⑤将滤出固体物质和炭粉混合,在密闭容器中加热,并将反应产生的气体通入澄清石灰水中,并观察实验现象。

(1)从以上有关实验步骤的叙述中可发现操作方案还存在一些缺陷,请指出并加以改进:

______________________________________________________________________、

______________________________________________________________________。

(2)有人换用另一种方法来代替上述第⑤操作,请从下图中选择仪器中连接成一套实验装置,这套实验装置的连接顺序是_______接______、________接______、________接________接_______(气流的方向从左往右)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(8分)指出在使用下列仪器(已经洗涤干净)或用品时的第一步操作:

(1)石蕊试纸(检验气体):________________。

(2)容量瓶:_______________。

(3)酸式滴定管:_________________。

(4)集气瓶(收集氯化氢气体)___________________。

 

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