甲醛(HCHO)俗称蚁醛，是一种重要的化工原料。可通过以下方法将甲醇转化为甲醛。脱氢法：C...

甲醛(HCHO)俗称蚁醛，是一种重要的化工原料。可通过以下方法将甲醇转化为甲醛。

脱氢法：CH3OH(g)=HCHO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋92.09 kJ·mol－1

氧化法：CH3OH(g)＋O2(g)=HCHO(g)＋H2O(g)ΔH2

回答下列问题:

(1)已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH3＝－483.64 kJ·mol－1，则ΔH2＝_________________。

(2)与脱氢法相比，氧化法在热力学上趋势较大，其原因为________________________________________。

(3)图1为甲醇制备甲醛反应的lg K(K为平衡常数)随温度(T)的变化曲线。曲线_____(填“a”或“b”)对应脱氢法，判断依据是_____________________________________。

(4)将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品(结构简式如图2)，该物质在医药等工业中有广泛用途。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比为___________。

(5)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如图3所示，则a极的电极反应式为_________________________________________________，当电路中转移4×10－4 mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为________________mg。

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甲醛(HCHO)俗称蚁醛，是一种重要的化工原料。可通过以下方法将甲醇转化为甲醛。

脱氢法：CH3OH(g)=HCHO(g)＋H2(g) ΔH1＝＋92.09 kJ·mol－1

氧化法：CH3OH(g)＋O2(g)=HCHO(g)＋H2O(g)ΔH2

回答下列问题:

(1)已知：2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)ΔH3＝－483.64 kJ·mol－1，则ΔH2＝_________________。

(2)与脱氢法相比，氧化法在热力学上趋势较大，其原因为________________________________________。

(3)图1为甲醇制备甲醛反应的lg K(K为平衡常数)随温度(T)的变化曲线。曲线_____(填“a”或“b”)对应脱氢法，判断依据是_____________________________________。

(4)将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品(结构简式如图2)，该物质在医药等工业中有广泛用途。若原料完全反应生成乌洛托品，则甲醛与氨的物质的量之比为___________。

(5)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如图3所示，则a极的电极反应式为_________________________________________________，当电路中转移4×10－4 mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为________________mg。

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甲醛(HCHO)俗称蚁醛,是一种重要的有机原料。

I.利用甲醇(CH3OH)制备甲醛

脱氢法:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) △H1 = +92.09kJ/mol

氧化法:CH3OH(g) +1/2O2(g)=HCHO(g)+H2O(g) △H2

(1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　　 △H3=-483.64 kJ/mol，则△H2=_______。

(2)与脱氢法相比,氧化法在热力学上趋势较大，其原因为_______________。

(3)图1为甲醇制备甲醛反应的lg K(K为平衡常数)随温度(T)的变化曲线。曲线____(填“a”或“b”)对应脱氢法,判断依据为_________________。

II.甲醛的用途

(4)将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品(结构简式如图2)，该物质在医药等工业中有广泛用途。若原料完全反应生成乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比为_______。

(5)将甲醛水溶液与硫酸镍(NiSO4)混合，可用于化学镀镍。若反应过程中有CO2产生，则该反应的离子方程式为____________________。

Ⅲ.甲醛的检测

(6)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如图3所示，则b极的电极反应式为_________，当电路中转移4×10-4 mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为_______mg。

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甲醛(HCHO)俗称蚁醛,是一种重要的有机原料。

I.利用甲醇(CH3OH)制备甲醛

脱氢法:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) △H1 = +92.09kJ/mol

氧化法:CH3OH(g) +1/2O2(g)=HCHO(g)+H2O(g)　　 △H2

(1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　　 △H3=-483.64 kJ/mol，则△H2=_______。

(2)与脱氢法相比,氧化法在热力学上趋势较大，其原因为_______________。

(3)图1为甲醇制备甲醛反应的lg K(K为平衡常数)随温度(T)的变化曲线。曲线____(填“a”或“b”)对应脱氢法,判断依据为_________________。

II.甲醛的用途

(4)将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品(结构简式如图2)，该物质在医药等工业中有广泛用途。若原料完全反应生成乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比为_______。

(5)将甲醛水溶液与硫酸镍(NiSO4)混合，可用于化学镀镍。若反应过程中有CO2产生，则该反应的离子方程式为____________________。

Ⅲ.甲醛的检测

(6)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如图3所示，则b极的电极反应式为_________，当电路中转移4×10-4 mol电子时，传感器内参加反应的HCHO为_______mg。

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甲醇是重要的化工原料，也是一种优质的燃料。

Ⅰ.甲醇脱氢制取甲醛的原理为CH3OH(g)HCHO(g) +H2(g)。某科研小组在2 L密闭容器中充入1 mol CH3OH，对该反应进行了一系列的研究，得到甲醇的平衡转化率随温度的变化曲线如图所示。

（1）下列选项中，能说明该反应达到平衡状态的是__________；

a．v(CH3OH) =v(HCHO)　　　　　　　　　　 b．H2的体积分数不再变化

c．甲醛的质量分数不再改变　　　　　 　　 d．混合气体密度不变

（2）在t1时，该反应的平衡常数为K=________________，此温度下，从反应开始到平衡所经过的时间为5 s，则v(HCHO)为_______mol/(L·min)。向此容器中再通入1.1 mol CH3OH和1.1 mol H2，则平衡向_________（填“正反应”或“逆反应”）方向移动；

（3）600 K时，Y点甲醇的v(正)_______v(逆) (填“>”、“<”或“=”)，理由是_____________________；

Ⅱ.已知：CH3OH(g) +CuO(s)=HCHO(g) +Cu(s)+H2O(g)　　 ΔH1=－a kJ/mol；

2Cu(s)+O2(g)=2CuO(s)　　 ΔH2=－b kJ/mol；

（4）则在铜作催化剂时：2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g) ΔH3=______kJ/mol（用含a，b的代数式表示）；

Ⅲ.如图所示是以NaOH溶液为电解质溶液的甲醇燃料电池：

（5）a极电极反应式为__________________________，若隔膜为阴离子交换膜，则电池工作一段后，电池负极区溶液中n(OH－)_____（填“增大”、“减小”或“不变”）。

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甲醛(HCHO)是一种重要的化工产品，工业上可用甲醇脱氢法制备，相关反应方程式为：CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g)　　 △H=+akJ/mol回答下列问题：

(1)反应过程中需要向体系中通入空气，通过以下反应提供上述反应所需要的热量：H2(g)+O2(g)=H2O(g)　　 △H=-bkJ/mol

要使反应温度维持在650℃，则进料时，甲醇和空气的体积比应为___(已知空气中氧气的体积分数为20%，b>a)。

(2)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：CH30H→・H+・CH2OH(・H叫做氢自由基，实际上就是H原子，有很高的反应活性，

“・”代表有一个单电子可以参与配对成键)

历程ii：・CH2OH→・H+HCHO

历程iii：・CH2OH→3•H+CO

历程iv：自由基发生碰撞形成新化学键而湮灭

如图1所示为在体积为2L的恒容容器中，投入1molCH3OH(g)，在碳酸钠催化剂作用下开始反应，20min后，测得甲醇的转化率(X)与甲醛的选择性(S)与温度的关系(副反应仅考虑CH3OHCO+2H2)：

①请在图2所给坐标中，画出历程iv的反应过程一能量变化示意图___。

②下列说法合理的是__。

a.升高温度，甲醇转化率提高，平衡常数变大

b.当体系气体密度保持不变时，达到平衡状态

c.及时分离产品有利于提高甲醇生成甲醛的转化率

③600℃时，前20min甲醇的平均反应速率为__，此时生成甲醛的反应的Qp=___（Qp的表达式与平衡常数Kp相同，p为物质的分压，分压=总压×物质的量分数，体系初始压强为P0）

④650℃以后，甲醛的选择性降低，而甲醇的转化率升高的可能原因是___。

(3)氧化剂可处理甲醛污染，结合以下图像分析夏季(水温约20℃)应急处理甲醛污染的水源最好应选择的试剂为____。

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甲醛是一种重要的化工原料，常用于生产脲醛树脂及酚醛树脂，在木材加工中的地位及其重要。

(1)工业中甲醛的制备方法常用以下几种。

①甲醇氧化法

CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)　 △H = +84kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)　　 △H = -484kJ/mol

CH3OH(g)与O2(g)反应生成HCHO(g)和H2O(g)的热化学方程式是_______。

②天然气氧化法

在600-680℃下，使天然气（主要成分是CH4）和空气的混合物通过铁、钼等的氧化物催化剂，直接氧化生成甲醛。反应的化学方程式是_______。

(2)甲醛是污染室内环境的主要污染物，被称为室内污染“第一杀手”。

①去除甲醛有多种方法，其中，催化氧化法是一种比较高效的除甲醛方法。Na-Pt/TiO2催化剂催化氧化甲醛的反应机理如下图所示：

下列有关说法正确的是______（选填字母序号）。

a.该方法除去甲醛的化学方程式是：HCHO+O2CO2+H2O

b.Na-Pt/TiO2催化剂能加快甲醛氧化速率，也能提高甲醛的转化率

c.反应过程中，HCHO只有部分化学键发生断裂

② 为测定居室中甲醛含量，将50L居室中气体缓缓通入25.00mL 0.01mol∙L-1高锰酸钾酸性溶液中，使空气中的甲醛完全吸收，再用0.05mol∙L-1H2C2O4溶液滴定，至终点时消耗H2C2O4溶液12.20mL 。

反应原理为：4MnO4—+12H++5HCHO=4Mn2++5CO2↑+11H2O

2MnO4— +6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O

滴定终点的现象是_______。该室内空气中甲醛的含量是______mg/L。

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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：

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。

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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：

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。

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I.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

反应II：CH3OH(g)+O2(g)HCHO(g)+H2O(g)　 △H2

反应III：2H2(g)+O2(g)2H2O(g)　　 △H3=-483.6kJ/mol

(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)。

II.CO2既是温室气体，也是重要的化工原料，以CO2为原料可合成多种有机物。

(3)CO2用于生产乙烯，已知：2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H＝QkJ/mol。一定条件下，按不同的投料比X[X＝]向某容积可变的恒压密闭容器中充入CO2、H2，测得不同投料比时CO2的转化率与温度的关系如图所示。

①X1_____X2（填“＞”或“＜”，后同），Q_____0。

②图中A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为_____。

(4)常温下，用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放，而且可得到重要的化工产品Na2CO3。

①若某次捕捉后得到pH＝10的溶液，则溶液中c(CO32-)：c(HCO3-)=_____[常温下K1(H2CO3)=4.4×10﹣7、K2(H2CO3)=5×10﹣11]。

②欲用5L Na2CO3溶液将23.3g BaSO4固体全都转化为BaCO3，则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为__________。[已知：常温下Ksp(BaSO4)=1×10﹣7、Ksp(BaCO3)=2.5×10﹣6]。(忽略溶液体积积的变化)

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