Question

15．乙二醛（OHC-CHO）是一种重要的精细化工产品．工业用乙二醇（HOCH₂CH₂OH）氧化法生产乙二醛．
（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
则乙二醇气相氧化反应HOCH₂CH₂OH（g）+O₂（g）?OHC-CHO（g）+2H₂O（g）的△H=-405.6kJ•mol^-1；
（2）上述制乙二醛反应的化学平衡常数表达式K=$\frac{{C}_{OHC-CHO}{{C}^{2}}_{{H}_{2}O}}{{C}_{HOC{H}_{2}C{H}_{2}OH}{C}_{{O}_{2}}}$；当原料气中氧醇比为1.35时，乙二醛和副产物CO₂的产率与反应温度的关系如图所示．反应温度在450～495℃之间时，乙二醛产率降低的主要原因是升高温度，主反应平衡逆向移动；当温度超过495℃时，乙二醛产率降低的主要原因是温度超过495℃时，乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物；
（3）产品中乙二醛含量测定的实验过程如下：
准确量取25.00mL乙二醛样品置于锥形瓶中，加入盐酸羟胺（NH₂OH•HCl）溶液，使乙二醛充分反应，用0.1000mol/L的NaOH溶液滴定生成的盐酸至终点（为了避免滴定剂与溶液中过量的NH₂OH•HCl反应，选择溴酚蓝作指示剂），消耗NaOH溶液12.50mL，计算样品中乙二醛的含量（g/L）．（写出计算过程）
（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
根据盖斯定律，②-①-③×2可得：HOCH₂CH₂OH（g）+O₂（g）?OHC-CHO（g）+2H₂O（g），据此进行计算反应热；
（2）K=$\frac{生成物浓度幂之积}{反应物浓度幂之积}$；主反应HOCH₂CH₂OH（g）+O₂（g）?OHC-CHO（g）+2H₂O（g）为放热反应，升高温度平衡逆向移动；温度超过495℃时，乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物；
（3）根据关系式OHC-CHO～2HCl～2NaOH，则滴定消耗NaOH的物质的量为0.1000mol/L×0.01250L=1.25×10^-3mol，则OHC-CHO的质量为58g/mol×1.25×10^-3mol=0.0725g，故样品中乙二醛的含量为$\frac{0.0725g}{0.025L}g/L$=2.9g/L，据此进行分析．

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
根据盖斯定律，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，
故答案为：-405.6；
（2）K=$\frac{{C}_{OHC-CHO}{{C}^{2}}_{{H}_{2}O}}{{C}_{HOC{H}_{2}C{H}_{2}OH}{C}_{{O}_{2}}}$；主反应HOCH₂CH₂OH（g）+O₂（g）?OHC-CHO（g）+2H₂O（g）为放热反应，升高温度平衡逆向移动；温度超过495℃时，乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物，使乙二醛产率降低，
故答案为：$\frac{{C}_{OHC-CHO}{{C}^{2}}_{{H}_{2}O}}{{C}_{HOC{H}_{2}C{H}_{2}OH}{C}_{{O}_{2}}}$；升高温度，主反应平衡逆向移动；温度超过495℃时，乙二醇大量转化为二氧化碳等副产物；
（3）根据关系式OHC-CHO～2HCl～2NaOH，则滴定消耗NaOH的物质的量为0.1000mol/L×0.01250L=1.25×10^-3mol，则OHC-CHO的质量为58g/mol×1.25×10^-3mol=0.0725g，故样品中乙二醛的含量为$\frac{0.0725g}{0.025L}g/L$=2.9g/L，
答：计算样品中乙二醛的含量2.9g/L．

点评 本题考查化学平衡常数计算、运用盖斯定律计算反应热、物质含量的计算等，（3）中计算为易错点，理清物质之间的关系是解题的关键，本题难度中等．