Question

【題目】以煤為主要原料可以制備乙二醇，相關工藝流程如下：

（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。下列物質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）工業上還可以利用天然氣（主要成份為CH4）與C02反應制備合成氣。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發生如下反應：

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

為提高乙二醇的產量和速率，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，化學方程式為2CO+3H2HOCH2CH2OH；

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

（3）根據蓋斯定律，將第一個熱化學方程式減去第二和第三個熱化學方程式的和可得所求的熱化學方程式，所以甲烷與二氧化碳反應制取CO和氫氣的熱化學方程式是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，反應速率加快，但產率降低，錯誤； B．增大壓強，平衡正向移動，乙二醇的產率增大，反應速率加快，正確；C．增大氫氣濃度，則平衡正向移動，乙二醇的產率增大，反應物濃度增大，反應速率加快，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，則氫氧化鈉的物質的量大于草酸氫鉀的物質的量，則溶液呈堿性，錯誤；B、根據草酸氫鉀的化學式，則符合物料守恒，正確；C、中性溶液中c（OH－）= c(H＋)，結合電荷守恒定律，則c(Na+)+ c(K+)= c(HC2O4-)+ 2c(C2O42-)，錯誤，答案選AC；

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