Question

【题目】乙炔是重要的化工原料，广泛用于有机合成和氧炔焊等。生产乙炔的方法有多种，如电石法、甲烷裂解法等。

（1）在Co(NO3)2催化下，乙炔可被50％的浓硝酸(硝酸被还原为NO2)在20~70℃时直接氧化为H2C2O4·2H2O。

①该反应的化学方程式为____________________________________________________；

②实际生产中硝酸可循环利用而不被消耗，用方程式说明：__________________。

（2）电石法原理为：由石油焦与生石灰在电炉中生成电石CaC2(含Ca3P2、CaS等杂质)，电石与水反应生成C2H2(含PH3及H2S等杂质)。

①已知焦炭固体与氧化钙固体每生成l g CaC2固体，同时生成CO气体吸收7.25kJ的热量，则该反应的热化学方程式为______________________________________________；

②用CuSO4溶液净化乙炔气体，去除PH3的反应之一为：

4CuSO4+PH3+4H2O==4Cu↓+H3PO4+4H2SO4，每去除1 mol PH3，该反应中转移电子的物质的量为__________；

③电石法工艺流程简单、容易操作、乙炔纯度高，缺点是___________________(举1例)。

（3）甲烷裂解法原理为：2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) △H，实验测得该反应的Kp(用平衡分压代替浓度计算的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)与温度的关系如下图所示：

①该反应的△H________0(填“>”、“=”或“<”)；

②图中G点v(正)______v(逆)(填“>”、“=”或“<”)；

③M点时，若容器中气体的总物质的量为1 mol，CH4、C2H2及H2的物质的量分别为a、b、c，则总压P与a、b、c之间的关系为___________________。

Answer 1

【答案】C2H2＋8HNO3=H2C2O4·2H2O＋8NO2↑＋2H2O 3NO2＋H2O=2HNO3＋NO,2NO＋O2=2NO2 CaO(s)＋3C(s)=CaC2(s)＋CO(g) △H=＋464kJ·mol－1 8mol 消耗大量的电能或污染严重 > >

【解析】

本题主要考查乙炔的工业制法。

（1）①该反应的化学方程式为C2H2＋8HNO3H2C2O4·2H2O＋8NO2↑＋2H2O；

②实际生产中硝酸可循环利用而不被消耗，用方程式说明：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO，2NO＋O2=2NO2。

（2）①每生成64g CaC2固体吸收464kJ热量，则该反应的热化学方程式为CaO(s)＋3C(s)=CaC2(s)＋CO(g) △H=＋464kJ·mol－1；

②4CuSO4+PH3+4H2O==4Cu↓+H3PO4+4H2SO4，PH3～8e-，每去除1 mol PH3，该反应中转移电子的物质的量为8mol；

③电石法工艺流程简单、容易操作、乙炔纯度高，缺点是消耗大量的电能或污染严重。

（3）①该反应的Kp随着温度升高而增大，可见升温平衡右移，该反应的△H>0；

②图中G点在一定温度下达到平衡的过程中，浓度商增大，所以v(正) >v(逆)；

③M点时，若容器中气体的总物质的量为1 mol，CH4、C2H2及H2的物质的量分别为a、b、c，CH4、C2H2及H2的分压分别为aP、bP、cP，则Kp==1，所以总压P与a、b、c之间的关系为。