Question

15．乙二醛（OHC-CHO）是一種重要的精細(xì)化工產(chǎn)品．工業(yè)用乙二醇（HOCH₂CH₂OH）氧化法生產(chǎn)乙二醛．
（1）已知：
OHC-CHO（g）+2H₂（g）?HOCH₂CH₂OH（g）△H=-78kJ•mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）?2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ•mol^-1
則乙二醇?xì)庀嘌趸�反�?yīng)HOCH₂CH₂OH（g）+O₂（g）?OHC-CHO（g）+2H₂O（g）的△H=-405.6kJ•mol^-1；
（2）上述制乙二醛反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=$\frac{{C}_{OHC-CHO}{{C}^{2}}_{{H}_{2}O}}{{C}_{HOC{H}_{2}C{H}_{2}OH}{C}_{{O}_{2}}}$；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)系如圖所示．反應(yīng)溫度在450～495℃之間時(shí)，乙二醛產(chǎn)率降低的主要原因是升高溫度，主反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)；當(dāng)溫度超過(guò)495℃時(shí)，乙二醛產(chǎn)率降低的主要原因是溫度超過(guò)495℃時(shí)，乙二醇大量轉(zhuǎn)化為二氧化碳等副產(chǎn)物；
（3）產(chǎn)品中乙二醛含量測(cè)定的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下：
準(zhǔn)確量取25.00mL乙二醛樣品置于錐形瓶中，加入鹽酸羥胺（NH₂OH•HCl）溶液，使乙二醛充分反應(yīng)，用0.1000mol/L的NaOH溶液滴定生成的鹽酸至終點(diǎn)（為了避免滴定劑與溶液中過(guò)量的NH₂OH•HCl反應(yīng)，選擇溴酚藍(lán)作指示劑），消耗NaOH溶液12.50mL，計(jì)算樣品中乙二醛的含量（g/L）．（寫出計(jì)算過(guò)程）
（已知：+2NH₂OH•HCl→+2HCL+2H₂O）

Answer 1

分析 （1）已知：①OHC-CHO（g）+2H₂（g）?HOCH₂CH₂OH（g）△H=-78kJ•mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）?2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，②-①-③×2可得：HOCH₂CH₂OH（g）+O₂（g）?OHC-CHO（g）+2H₂O（g），據(jù)此進(jìn)行計(jì)算反應(yīng)熱；
（2）K=$\frac{生成物濃度冪之積}{反應(yīng)物濃度冪之積}$；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(guò)495℃時(shí)，乙二醇大量轉(zhuǎn)化為二氧化碳等副產(chǎn)物；
（3）根據(jù)關(guān)系式OHC-CHO～2HCl～2NaOH，則滴定消耗NaOH的物質(zhì)的量為0.1000mol/L×0.01250L=1.25×10^-3mol，則OHC-CHO的質(zhì)量為58g/mol×1.25×10^-3mol=0.0725g，故樣品中乙二醛的含量為$\frac{0.0725g}{0.025L}g/L$=2.9g/L，據(jù)此進(jìn)行分析．

解答 解：（1）已知：①OHC-CHO（g）+2H₂（g）?HOCH₂CH₂OH（g）△H=-78kJ•mol^-1
②2H₂（g）+O₂（g）?2H₂O（l）△H=-571.6kJ•mol^-1
③H₂O（g）=H₂O（l）△H=-44kJ•mol^-1
根據(jù)蓋斯定律，②-①-③×2可得：HOCH₂CH₂OH（g）+O₂（g）?OHC-CHO（g）+2H₂O（g）△H=-405.6kJ•mol^-1，故△H=-405.6kJ•mol^-1，
故答案為：-405.6；
（2）K=$\frac{{C}_{OHC-CHO}{{C}^{2}}_{{H}_{2}O}}{{C}_{HOC{H}_{2}C{H}_{2}OH}{C}_{{O}_{2}}}$；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(guò)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，
故答案為：$\frac{{C}_{OHC-CHO}{{C}^{2}}_{{H}_{2}O}}{{C}_{HOC{H}_{2}C{H}_{2}OH}{C}_{{O}_{2}}}$；升高溫度，主反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)；溫度超過(guò)495℃時(shí)，乙二醇大量轉(zhuǎn)化為二氧化碳等副產(chǎn)物；
（3）根據(jù)關(guān)系式OHC-CHO～2HCl～2NaOH，則滴定消耗NaOH的物質(zhì)的量為0.1000mol/L×0.01250L=1.25×10^-3mol，則OHC-CHO的質(zhì)量為58g/mol×1.25×10^-3mol=0.0725g，故樣品中乙二醛的含量為$\frac{0.0725g}{0.025L}g/L$=2.9g/L，
答：計(jì)算樣品中乙二醛的含量2.9g/L．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡常數(shù)計(jì)算、運(yùn)用蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)熱、物質(zhì)含量的計(jì)算等，（3）中計(jì)算為易錯(cuò)點(diǎn)，理清物質(zhì)之間的關(guān)系是解題的關(guān)鍵，本題難度中等．