Question

【題目】乙醛酸（OHC-COOH）是合成名貴香料的原料之一。

I.由乙二醛催化氧化制乙醛酸的反應如下：2OHC-CHO(g)+O2(g) 2OHC-COOH(g)△H

(1)已知反應中相關的化學鍵鍵能數(shù)據(jù)如表1：

化學鍵	O=O	C-O	O-H	C-H
鍵能（KJ/mol）	498	351	465	413

計算上述反應的△H=____________kJ·mol-1。

(2)一定條件下，按照投料比進行上述反應，乙二醛的平衡轉化率(a)和催化劑催化效率隨溫度變化如圖所示。

①該反應在A點放出的熱量________B點放出的熱量(填“>”、“=”或“＜”）

②某同學據(jù)圖推知，生成乙醛酸的速率：v（A）＞v（B），你認為此結論是否正確，簡述理由__________。

③圖中A點時，乙醛酸的體積分數(shù)為_____________。

④為提高乙二醛的平衡轉化率，除改變投料比、溫度外，還可以采取的措施有__________ (列舉一條)。

Ⅱ．利用惰性電極電解飽和乙二酸和稀硫酸溶液也可以制備乙醛酸，原理如圖所示。

(1)圖中的離子交換膜為___________ (填“陽”或“陰”)膜。

(2)稀硫酸的作用為____________。

(3)生成乙醛酸的電極反應式為_______________。

Answer 1

【答案】 -308 ＞ 不正確 溫度越高，催化效率越高，化學反應速率越快，而A點的溫度低、催化效率高，B點的溫度高、催化效率低，所以無法比較速率大小 50% 增大壓強或及時分離出乙醛酸 陽 提供H+，作電解質溶液 HOOC-COOH + 2H+ + 2e- = OHC-COOH + H2O

【解析】I、（1）反應熱=反應物總鍵能-生成物總能鍵能，由有機物的結構可知，該反應的反應熱為：2molC-H、1molO=0總鍵能與2molC-O、2molO-H總鍵能之差，△H=2mol×413kJmol-1+1mol×498kJmol-1-2mol×（351kJmol-1+465kJmol-1）=-308kJmol-1； （2）①曲線上的點代表一定溫度下平衡時乙二醛的轉化率，A點轉化率高于B點，A點乙二醛轉化得更多，由于此反應是一個放熱反應，說明乙二醛轉化得越多，放的熱量就越多，則A點放出的熱量多于B點放出的熱量；②溫度越高，催化效率越高，化學反應速率越快，而A點的溫度低、催化效率高，B點的溫度高、催化效率低，所以無法比較速率大��；③若投料比按照n(O2)/n(OHCCHO)=1/2，設O2為1mol、OHC-CHO為2mol，A點時乙二醛的轉化率為60%，則轉化的乙二醛為1.2mol，根據(jù)三行式：

2OHC-CHO(g)+O2(g) 2OHC-COOH(g)

起始（mol）：2 1 0

變化（mol）：1.2 0.6 1.2

平衡（mol）：0.8 0.4 1.2

所以乙醛酸的體積分數(shù)為=乙醛酸的物質的量/氣體總物質的量×100%=1.2mol/(0.8mol+0.4mol+1.2mol)×100%=50%；④為提高乙二醛的平衡轉化率，應改變條件使平衡正向移動，除改變溫度外，還可采取的措施是增大壓強，或將產物分離出來，

故答案為：增大壓強或及時分離出乙醛酸；Ⅱ、（1）由圖可知，左邊電極通入飽和乙二酸，生成乙醛酸，說明乙二酸發(fā)生還原反應，則左邊為陰極，乙二酸獲得電子，與通過質子交換膜的氫離子反應生成乙醛酸和水，說明離子交換膜是陽離子交換膜；（2）乙二酸與通過質子交換膜的氫離子反應生成乙醛酸和水，說明稀硫酸的作用是提供氫離子，作電解質溶液；（3）乙二酸得到電子，與通過質子交換膜的氫離子反應生成乙醛酸和水，電極反應式為：HOOC-COOH + 2H+ + 2e-＝OHC-COOH + H2O。