Question

【題目】以煤為主要原料可以制備乙二醇，相關(guān)工藝流程如下：

（1）寫出方法l在催化劑的條件下直接制取乙二醇的化學(xué)方程式_______

（2）合成氣在不同催化劑作用下，可以合成不同的物質(zhì)。下列物質(zhì)僅用合成氣為原料就能得到且原子利用率為100%的是_____填字母）。

A．草酸( HOOC-COOH) B．甲醇(CH3OH) C．尿素[CO(NH2)2]

（3）工業(yè)上還可以利用天然氣（主要成份為CH4）與C02反應(yīng)制備合成氣。已知：

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ/mol

2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l) △H=-571.6kJ/mol

2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0kJ/mol

則CH4與CO2生成合成氣的熱化學(xué)方程式為____________________。

（4）方法2：在恒容密閉容器中投入草酸二甲酯和H2發(fā)生如下反應(yīng)：

CH3OOC—COOCH3(g)+ 4H2(g)HOCH2CH2OH(g)+2CH3OH(g)△H=-34kJ/mol

為提高乙二醇的產(chǎn)量和速率，宜采用的措施是___________(填字母)。

A．升高溫度 B．增大壓強 C．增大氫氣濃度

（5）草酸二甲酯水解生成草酸：CH3OOC—COOCH3+ 2H2OHOOC—COOH+2CH3OH

①草酸是二元弱酸，可以制備（草酸氫鉀），溶液呈酸性，用化學(xué)平衡原理解釋：__________________。

②在一定的溶液中滴加NaOH溶液至中性。下列關(guān)系一定不正確的是_______（填字母）。

A．

B．

C．

（6）乙二醇、空氣在KOH溶液中構(gòu)成燃料電池，加入乙二醇的電極為電源的_____填“正”或“負”）極，負極反應(yīng)式為_______________。

Answer 1

【答案】2CO+3H2HOCH2CH2OH B CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H＝+247.3kJ/mol BC ①HC2O4-H++ C2O42-, HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-，草酸氫根離子的電離程度大于其水解程度 AC 負 HOCH2CH2OH-10e-+14OH-=2CO32-+10H2O

【解析】

（1）CO與氫氣在催化劑條件下生成乙二醇，化學(xué)方程式為2CO+3H2HOCH2CH2OH；

（2）根據(jù)元素守恒定律，僅用CO和氫氣為原料，無法合成草酸和尿素，只能合成甲醇，且原料氣全部轉(zhuǎn)化為甲醇，原子的利用率100%，答案選B；

（3）根據(jù)蓋斯定律，將第一個熱化學(xué)方程式減去第二和第三個熱化學(xué)方程式的和可得所求的熱化學(xué)方程式，所以甲烷與二氧化碳反應(yīng)制取CO和氫氣的熱化學(xué)方程式是CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H＝(-890.3)kJ/mol-(-571.6-566.0)kJ/mol=+247.3kJ/mol；

（4）A．升高溫度，則平衡逆向移動，反應(yīng)速率加快，但產(chǎn)率降低，錯誤； B．增大壓強，平衡正向移動，乙二醇的產(chǎn)率增大，反應(yīng)速率加快，正確；C．增大氫氣濃度，則平衡正向移動，乙二醇的產(chǎn)率增大，反應(yīng)物濃度增大，反應(yīng)速率加快，正確，答案選BC；

（5）①草酸是二元弱酸，草酸氫鉀溶液呈酸性，溶液中存在HC2O4-H++ C2O42-， HC2O4-+H2OH2C2O4+OH-，因為草酸氫根離子的電離程度大于其水解程度，所以溶液呈酸性；

②A、若鈉離子濃度大于鉀離子濃度，則氫氧化鈉的物質(zhì)的量大于草酸氫鉀的物質(zhì)的量，則溶液呈堿性，錯誤；B、根據(jù)草酸氫鉀的化學(xué)式，則符合物料守恒，正確；C、中性溶液中c（OH－）= c(H＋)，結(jié)合電荷守恒定律，則c(Na+)+ c(K+)= c(HC2O4-)+ 2c(C2O42-)，錯誤，答案選AC；

（6）乙二醇、空氣在KOH溶液中構(gòu)成燃料電池，加入乙二醇的電極發(fā)生氧化反應(yīng)，所以作電源的負極；乙二醇失去電子，與氫氧根離子結(jié)合為碳酸根離子和水，電極反應(yīng)式為HOCH2CH2OH-10e-+14OH-=2CO32-+10H2O。