解答题-原理综合题 适中0.65 引用1 组卷273
甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。
I.利用甲醇(CH3OH)制备甲醛
脱氢法:CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g) △H1=+92.09kJ·mol-1
氧化法:CH3OH(g)+1/2O2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g) △H2
(1)脱氢法制甲醛,有利于提高平衡产率的条件有____________ 。
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(2)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.64kJ·mol-1,则△H2=________ 。
(3)750K下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g),若起始压强为101kPa,达到平衡转化率为50.0%,则反应的平衡常数Kp=__________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,忽略其它反应)。
(4)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂,有研究指出,催化反应的部分机理如下:
历程i:CH3OH→·H+·CH2OH
历程ⅱ:·CH2OH→·H+HCHO
历程ⅲ:·CH2OH→3·H+CO
历程iv:·H+·H→H2
如图所示为在体积为1L的恒容容器中,投入1molCH3OH,在碳酸钠催化剂作用下,经过5min反应,测得甲醇的转化率(X)与甲醛的选择性(S)与温度的关系(甲醛的选择性:转化的CH3OH中生成HCHO的百分比),回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/5/2284234787823616/2285105603862528/STEM/cccc7103-48ad-4129-8a23-be106760c8ec.png)
①600℃时,5min内甲醛的反应速率为____________ 。
②650℃-750℃甲醛选择性随温度下降,而甲醇转化率随温度升高的可能原因为________ ;
③700℃时,历程iii能量~反应过程如图所示,在答卷纸上绘制历程ii的“能量~反应过程”示意图。___________
II.室内甲醛超标会危害人体健康,通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理所示,则工作电极的电极反应式为_____________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/5/2284234787823616/2285105603862528/STEM/aa5c2dfa-112d-4d16-827a-8d797b7c4274.png)
I.利用甲醇(CH3OH)制备甲醛
脱氢法:CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g) △H1=+92.09kJ·mol-1
氧化法:CH3OH(g)+1/2O2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g) △H2
(1)脱氢法制甲醛,有利于提高平衡产率的条件有
A.低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(2)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.64kJ·mol-1,则△H2=
(3)750K下,在恒容密闭容器中,充入一定量的甲醇,发生反应CH3OH(g)⇌HCHO(g)+H2(g),若起始压强为101kPa,达到平衡转化率为50.0%,则反应的平衡常数Kp=
(4)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂,有研究指出,催化反应的部分机理如下:
历程i:CH3OH→·H+·CH2OH
历程ⅱ:·CH2OH→·H+HCHO
历程ⅲ:·CH2OH→3·H+CO
历程iv:·H+·H→H2
如图所示为在体积为1L的恒容容器中,投入1molCH3OH,在碳酸钠催化剂作用下,经过5min反应,测得甲醇的转化率(X)与甲醛的选择性(S)与温度的关系(甲醛的选择性:转化的CH3OH中生成HCHO的百分比),回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/5/2284234787823616/2285105603862528/STEM/cccc7103-48ad-4129-8a23-be106760c8ec.png)
①600℃时,5min内甲醛的反应速率为
②650℃-750℃甲醛选择性随温度下降,而甲醇转化率随温度升高的可能原因为
③700℃时,历程iii能量~反应过程如图所示,在答卷纸上绘制历程ii的“能量~反应过程”示意图。
II.室内甲醛超标会危害人体健康,通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理所示,则工作电极的电极反应式为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/9/5/2284234787823616/2285105603862528/STEM/aa5c2dfa-112d-4d16-827a-8d797b7c4274.png)
18-19高二下·浙江·期末
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甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法,制备过程涉及的主要反应如下:
反应I:CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g) △H1=+85.2kJ·mol-1
反应II:CH3OH(g)+1/2O2(1)
HCHO(g)+H2O(g) △H2
反应III:H2(g)+1/2O2(g)
H2O(g) △H3=-241.8kJ·mol-1
副反应:
反应IV:CH3OH(g)+O2(g)
CO(g)+2H2O(g) △H4=-393.0kJ·mol-1
(1)计算反应Ⅱ的反应热△H2=____________________________________________ 。
(2)750K下,在恒容密闭容器中,发生反应CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g),若起始压强为P0,达到平衡转化率为α,则平衡时的总压强P平=___________ (用含P0和α的式子表示);当P0=101kPa,测得α=50.0%,计算反应平衡常数Kp=___________ kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,忽略其它反应)。
(3)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂,有研究指出,催化反应的部分机理如下:
历程i:CH3OH→H+·CH2OH
历程ⅱ:·CH2OH→·H+HCHO
历程ⅲ:·CH2OH→3·H+CO
历程iv:·H+·H→H2
下图表示一定条件下温度对碳酸钠催化脱氢性能的影响,回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/30/2129744981721088/2134314814881792/STEM/159fed0b150142ee83b70cbfa493bbbb.png?resizew=420)
①从平衡角度解析550℃-650℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因___________ ;
②反应历程i的活化能___________ (填“>、“<”或“=”)CH3OH(g)
HCHO(g)+H2(g)活化能。
③650℃~750℃,反应历程ii的速率___________ (填“>”、“<”或“=”)反应历程ⅲ的速率。
(4)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺,吹脱速率可用方程v=0.0423c(mg·L-1·h-1)表示(其中c为甲醛浓度),下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化数据。
则当甲醛浓度为2000mg/L时,其吹脱速率v=___________ mg·L-1·h-1,分析上表数据,起始浓度为10000mg/L,当甲醛浓度降为5000mg/L,吹脱时间为___________ h。
反应I:CH3OH(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/30/2129744981721088/2134314814881792/STEM/c957552e45794f53b780db7736692370.png?resizew=33)
反应II:CH3OH(g)+1/2O2(1)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/30/2129744981721088/2134314814881792/STEM/c957552e45794f53b780db7736692370.png?resizew=33)
反应III:H2(g)+1/2O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/30/2129744981721088/2134314814881792/STEM/c957552e45794f53b780db7736692370.png?resizew=33)
副反应:
反应IV:CH3OH(g)+O2(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/30/2129744981721088/2134314814881792/STEM/c957552e45794f53b780db7736692370.png?resizew=33)
(1)计算反应Ⅱ的反应热△H2=
(2)750K下,在恒容密闭容器中,发生反应CH3OH(g)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/30/2129744981721088/2134314814881792/STEM/c957552e45794f53b780db7736692370.png?resizew=33)
(3)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂,有研究指出,催化反应的部分机理如下:
历程i:CH3OH→H+·CH2OH
历程ⅱ:·CH2OH→·H+HCHO
历程ⅲ:·CH2OH→3·H+CO
历程iv:·H+·H→H2
下图表示一定条件下温度对碳酸钠催化脱氢性能的影响,回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/30/2129744981721088/2134314814881792/STEM/159fed0b150142ee83b70cbfa493bbbb.png?resizew=420)
①从平衡角度解析550℃-650℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因
②反应历程i的活化能
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2019/1/30/2129744981721088/2134314814881792/STEM/c957552e45794f53b780db7736692370.png?resizew=33)
③650℃~750℃,反应历程ii的速率
(4)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺,吹脱速率可用方程v=0.0423c(mg·L-1·h-1)表示(其中c为甲醛浓度),下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化数据。
浓度(mg/L) | 10000 | 8000 | 4000 | 2000 | 1000 |
吹脱时间(h) | 0 | 7 | 23 | 39 | 55 |
则当甲醛浓度为2000mg/L时,其吹脱速率v=
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