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____。
高三化学综合题困难题
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____。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
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。
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=___________ 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。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
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。
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=___________ 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。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
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)
高三化学综合题困难题查看答案及解析
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)+12O2(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)=sHCHO(g)+H2(g),若起始压强为P0,达到平衡转化率为a,则平衡时的总压强P平=___(用含P0和a的式子表示):当P0=101kPa,测得a=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)。
高三化学计算题中等难度题查看答案及解析
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”)。
高三化学简答题困难题查看答案及解析
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。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
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。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
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。
高三化学综合题简单题查看答案及解析
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。
高三化学综合题简单题查看答案及解析