草酸的应用涉及到医药、印染、塑料以及稀土等众多领域,是一种非常重要的化学中间体。目前最具有发展前景的草酸生产方法是一氧化碳气相偶联法。主要反应如下:
主反应:2CO(g)+2CH3CH2ONO(g)→(COOCH2CH3)2(g)+2NO(g)ΔH<0
副反应:CO (g)+2CH3CH2ONO(g)→CO(OCH2CH3)2(g)+2NO(g)
再生反应:4NO(g)+4CH3CH2OH(g)+O2(g)→4CH3CH2ONO(g)+2H2O(g)
水解反应:(COOCH2CH3)2+2H2O→2CH3CH2OH+H2C2O4
(1)根据文献可知,在氧化偶联反应中,能够保持催化剂活性的起始温度为80℃,如果反应温度较低,则催化剂的活性较小;反应温度过高时,原料亚硝酸乙酯的分解量增大,并且草酸受热分解草酸受热分解,所以氧化偶联反应的温度选择为100~120℃。
(2)反应温度对CO转化率及DEO[代表(COOCH2CH3)2]生成量的影响如图所示:

通过如图分析可知,偶联反应中草酸二乙酯的生成量随温度的升高呈下降的趋势,原因是主反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO转化率降低主反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO转化率降低,因此为了提高目标产物的选择性,选择反应的最佳温度为100℃100℃。
(3)工业生产中采用对草酸二乙酯水解精馏塔和醇水分离塔进行生产,水解反应进行的比较彻底,但在实验室采用稀硫酸加热的水解条件下为可逆反应,则水解反应的平衡常数表达式为c(H2C2O4)•c2(CH3CH2OH)c[(COOCH2CH3)2]c(H2C2O4)•c2(CH3CH2OH)c[(COOCH2CH3)2](用平衡浓度表达)。
(4)下列能证明草酸是弱酸的实验方案是ABCDABCD。
A.常温下,测0.05mol/L H2C2O4溶液的pH。
B.常温下,相同pH的H2C2O4溶液和硫酸溶液,分别加入Na2C2O4和 Na2SO4,比较pH的变化
C.常温下,测0.1mol/L NaHC2O4的pH,若 pH>1,则草酸为弱酸
D.相同pH的H2C2O4溶液和硫酸溶液,升高相同的温度,比较pH的变化(不考虑挥发)。能证明草酸是二元酸的实验方法是NaOH标准溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH的物质的量是草酸的2倍就说明草酸是二元酸NaOH标准溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH的物质的量是草酸的2倍就说明草酸是二元酸。
(5)已知H2C2O4:Ka1=5.9×10-2、Ka2=6.5×10-5,碳酸:Ka1=4.2×10-7、Ka2=5.61×10-11,则H2C2O4溶液与Na2CO3溶液反应过程中不可能出现的离子反应方程式的选项为CC。
A.2CO32-+H2C2O4═2HCO3-+C2O42-
B.CO32-+H2C2O4═CO2↑+C2O42-
C.CO32-+H2C2O4═HCO3-+HC2O4-
D.HCO3-+H2C2O4═CO2↑+HC2O4-
c
(
H
2
C
2
O
4
)
•
c
2
(
CH
3
CH
2
OH
)
c
[
(
COOCH
2
C
H
3
)
2
]
c
(
H
2
C
2
O
4
)
•
c
2
(
CH
3
CH
2
OH
)
c
[
(
COOCH
2
C
H
3
)
2
]
【答案】草酸受热分解;主反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO转化率降低;100℃;;ABCD;NaOH标准溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH的物质的量是草酸的2倍就说明草酸是二元酸;C
c
(
H
2
C
2
O
4
)
•
c
2
(
CH
3
CH
2
OH
)
c
[
(
COOCH
2
C
H
3
)
2
]
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:26引用:1难度:0.4
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