Question

工業上用丁烷氧化法制醋酸，反應的化學方程式可表示為：
2C₄H₁₀＋5O₂4CH₃COOH＋2H₂O
現用58噸丁烷為原料制取醋酸，求：
（1）理論上需要標準狀況下的空氣         m³（設空氣中O₂、N₂的體積分數分別為0.2、0.8），同時生成水         噸。
（2）若生成的醋酸溶解在生成的水中，所得醋酸的質量分數為          %。
（3）若同時生產質量分數為100%的冰醋酸m₁噸和質量分數為50%的醋酸m₂噸，且，需補充水y噸，則y與x的關系式為                （用含x的代數式表示y）；若不補充水，則m₁＋m₂＝           。

Answer 1

（5分）（1）2.8×10⁵ ；18（2）86.96%（3） ；138；每空1分

試題分析：（1）令O₂需要的物質的量為xmol
則2C₄H₁₀+5O₂＝4CH₃COOH+2H₂O
58×2g   5mol
58×10⁶  xmol
解得x＝2.5×10⁶mol
所以需要空氣的體積為（2.5×10⁶
令生成水y噸，則：
2C₄H₁₀+5O₂＝4CH₃COOH+2H₂O
58×2g             18×2g
58噸                y噸
所以y＝18噸
（2）令生成醋酸m噸，則
2C₄H₁₀+5O₂＝4CH₃COOH+2H₂O
58×2g     4×60g
58噸       m噸
所以m＝120噸
由（1）中計算可知，生成水18噸，生成的醋酸溶解在生成的水中，所得醋酸的質量分數為
（3）由題意可知，m₁+50%×m₂＝120
若需補充水y噸，則50%×m₂＝8+y
所以m₂＝36+2y
則m₁＝120－18-y＝102－y
即102-y＝x（36+2y）
即
若不補充水，50%×m₂＝18
所以m₂＝36
故m₁＝120-50%×m₂＝102
所以m₁+m₂＝36+102＝138
故y＝138
點評：該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題。試題貼近高考，綜合性強，旨在培養學生分析、歸納和總結問題的能力，有利于調動學生的學習興趣，激發學生的學習積極性。也有助于培養學生的邏輯推理能力和規范的答題能力。