Question

工業(yè)上用丁烷氧化法制醋酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式可表示為：2C₄H₁₀+5O₂

一定條件

4CH₃COOH+2H₂O，現(xiàn)用58噸丁烷為原料制取醋酸，求：
（1）理論上需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣

2.8×10⁵

m³（設(shè)空氣中O₂、N₂的體積分?jǐn)?shù)分別為0.2、0.8），同時(shí)生成水

18

噸．
（2）若生成的醋酸溶解在生成的水中，所得醋酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

86.96

%．
（3）若同時(shí)生產(chǎn)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為100%的冰醋酸m₁噸和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的醋酸m₂噸，且

m1

m2

=x，需補(bǔ)充水y噸，則y與x的關(guān)系式為

y=

102-36x

2x+1

；若不補(bǔ)充水，則m₁+m₂=

138

．

Answer 1

分析：（1）令O₂需要的物質(zhì)的量為xmol，根據(jù)方程式中計(jì)算氧氣的物質(zhì)的量，結(jié)合氧氣在空氣中的含量計(jì)算需要空氣的體積；
令生成水y噸，根據(jù)方程式計(jì)算生成水的質(zhì)量．
（2）令生成醋酸m噸，根據(jù)方程式計(jì)算生成醋酸的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義計(jì)算．（3）由題意可知，m₁+50%×m₂=120．若需補(bǔ)充水y噸，則50%×m₂=18+y，所以m₂=36+2y；所以m₁=120-18-y=102-y．
若不補(bǔ)充水，50%×m₂=18，所以m₂=36，故m₁=120-50%×m₂=102．

解答：解：（1）令O₂需要的物質(zhì)的量為xmol，則：
2  C₄H₁₀+5O₂

一定條件

4CH₃COOH+2H₂O，
58×2g    5mol          
58×10⁶    xmol
所以x=

5×58×106

2×58

=2.5×10⁶
所以需要空氣的體積為

2.5×106mol×22.4L/mol

0.2

=2.8×10⁸L=2.8×10⁵m³．
令生成水y噸，則：
2 C₄H₁₀+5 O₂

一定條件

4CH₃COOH+2H₂O，
58×2g                      18×2g          
58噸                          y噸
所以y=

58×2×18

58×2

=18
故答案為：2.8×10⁵；18．
（2）令生成醋酸m噸，則：
2 C₄H₁₀+5 O₂

一定條件

4CH₃COOH+2H₂O，
58×2g              4×60g          
58噸                 m噸
所以m=

58×4×60

58×2

=120
由（1）中計(jì)算可知，生成水18噸，
生成的醋酸溶解在生成的水中，所得醋酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

120噸

120噸+18噸

×100%=86.96%．
故答案為：86.96%．
（3）由題意可知，m₁+50%×m₂=120，
若需補(bǔ)充水y噸，則50%×m₂=18+y，所以m₂=36+2y；所以m₁=120-18-y=102-y，即102-y=x（36+2y），即y=

102-36x

2x+1

；
若不補(bǔ)充水，50%×m₂=18，所以m₂=36，故m₁=120-50%×m₂=102，所以m₁+m₂=36+102=138．
故答案為：y=

102-36x

2x+1

；138．

點(diǎn)評(píng)：考查根據(jù)方程式的計(jì)算，難度中等，計(jì)算量較大，需細(xì)心計(jì)算，旨在考查學(xué)生對(duì)數(shù)據(jù)處理及利用方程式進(jìn)行計(jì)算．