问题 问答题

2007年3月,温 * * * * 在十届人大五次会议上指出要大力抓好节能降耗、保护环境.请你分析并回答下列问题:

(1)“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,具有“原子经济性”.下列化学反应不符合“绿色化学”思想的是______.

A.制备环氧乙烷:2CH2=CH2+O2

催化剂

B.制备硫酸铜:Cu+2H2SO4 

 加热 
.
 
 CuSO4+SO2↑+2H2O

C.制备甲醇:2CH4+O2 

催化剂
加热、加压
 2CH3OH

D.制备硝酸铜:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO32+2NO↑+4H2O

(2)冶金废水中含有[Au(CN)2]-,其电离出的CN-有毒,当与H+结合生成HCN时,其毒性更强.工业上处理这种废水是在碱性条件下,用NaClO将CN-氧化为CO32-和一种无毒气体,该反应的方程式为______,在酸性条件下,ClO-也能将CN-氧化,但实际处理时却不在酸性条件下进行的主要原因是______.

(3)工业上目前使用两种方法制取乙醛--“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”.下面两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息:

乙炔水化法乙烯氧化法
原料乙炔、水乙烯、空气
反应条件HgSO4、100~125℃PdCl2-CuCl2、100~125℃
平衡转化率乙炔平衡转化率90%左右乙烯平衡转化率80%左右
日产量2.5吨(某设备条件下)3.6吨(相同设备条件下)
表一:原料、反应条件、平衡转化率、日产量

表二:原料来源生产工艺

原料生产工艺过程
乙炔CaCO3
①850-1100℃
CaO
②+C、电炉
1100℃
CaC2
③饱和食盐水
C2H2
乙烯来源于石油裂解气
从两表中分析,现代工业上“乙烯氧化法”将逐步取代“乙炔水化法”的可能原因.

①从产率和产量角度分析______.

②从环境保护和能耗角度分析______.

答案

(1)A、反应属于化合反应,原子利用率高达100,且产物无污染,故A正确;

B、制备硫酸铜的过程硫酸的利用率低,且生成的二氧化硫是有毒的气体,故B错误;

C、反应属于化合反应,原子利用率高达100,且产物无污染,故C正确;

D、制备硝酸铜的过程硝酸的利用率低,且生成的二氧化氮是有毒的气体,故D错误.

故选BD;             

(2)次氯酸根离子具有氧化性,可以将氢氰根离子氧化,在碱性条件下,用NaClO将CN-氧化为CO32-和一种无毒气体氮气,原理方程式为:5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O,在酸性条件下,CN-与H+结合生成毒性很强的HCN,对人和环境造成危害,所以实际处理时不在酸性条件下进行,

故答案为:5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O;在酸性条件下,CN-与H+结合生成毒性很强的HCN,对人和环境造成危害;

(3)①对比“乙烯氧化法”、“乙炔水化法”两种方法,从产率和产量角度可以看出:虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法,但反应快、日产量比其高得多,

故答案为:虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法,但反应快、日产量比其高得多;

②对比“乙烯氧化法”、“乙炔水化法”两种方法,从环境保护和能耗角度可以知道两者反应条件温度相当,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂,汞盐的毒性大,并且乙炔的制取要经过多步反应制得,且消耗大量的热能、电能,但是乙烯来源于石油裂解气,消耗的总能量比乙炔少,且较容易获得等,

故答案为:两者反应条件温度相当,但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂,毒性大;乙炔的制取要经过多步反应制得,且消耗大量的热能、电能;乙烯来源于石油裂解气,消耗的总能量比乙炔少,且较容易获得.

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