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
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。
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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。
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。
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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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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)。
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甲醛(HCHO)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。
(1)甲醇脱氢法可制备甲醛(反应体系中各物质均为气态),结合下图回答问题。
①此反应的热化学方程式是______
②反应活化能:过程I___过程II(填“>”“=”或“<”)
③过程II温度—转化率图如下,下列说法合理的是_____
a.甲醇脱氢法制备甲醛过程无副反应发生
b.温度高于 650℃催化剂烧结,活性减弱
c.及时分离产品有利于提高甲醇生成甲醛的转化率
(2)甲醛超标会危害人体健康,需对甲醛进行含量检测及污染处理。
①某甲醛气体传感器的工作原理如图所示,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甲醛(HCHO)为_____mg。
②氧化剂可处理甲醛污染,结合以下图像分析春季(水温约15℃)应急处理甲醛污染的水源应选择的试剂为______
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甲醛(HCHO)在化工、医药、农药等方面有广泛的应用。
(1)甲醇脱氢法可制备甲醛(反应体系中各物质均为气态),结合下图回答问题。
①此反应的热化学方程式是______
②反应活化能:过程I___过程II(填“>”“=”或“<”)
③过程II温度—转化率图如下,下列说法合理的是_____
a.甲醇脱氢法制备甲醛过程无副反应发生
b.温度高于 650℃催化剂烧结,活性减弱
c.及时分离产品有利于提高甲醇生成甲醛的转化率
(2)甲醛超标会危害人体健康,需对甲醛进行含量检测及污染处理。
①某甲醛气体传感器的工作原理如图所示,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甲醛(HCHO)为_____mg。
②氧化剂可处理甲醛污染,结合以下图像分析春季(水温约15℃)应急处理甲醛污染的水源应选择的试剂为______
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甲醛(HCHO)在化工、医药、农药等的方面有广泛应用。
(1)甲醇脱氢法可制备甲醛(反应体系中各物质均为气态),结合如图图像回答问题。
①此反应的热化学方程式是______。
②反应活化能:过程I______过程II (填“>”“=”或“<”)
③过程II温度—转化率图如图,下列说法合理的是_____。
A.甲醇脱氢法制备甲醛过程无副反应发生
B.温度高于650°C催化剂烧结,活性减弱
C.及时分离产品有利于提高甲醇生成甲醛的转化率
(2)甲醛超标会危害人体健康,需对甲醛往行含量检测及污染处理。
①某甲醛气体传感器的工作原理如图所示,b极的电极反应式为_________
②氧化剂可处理甲醛污染,结合以如图图像分析春季(水温约15℃)应急处理甲醛污染的水源应选择的试剂为________。
(3)750K下,在恒容密闭容器中,充入的甲醇,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%, 则反应平衡的常数Kp= ______。(用平衡分压代替平衡农度计算,分压=总压×物质的量分数,忽略其它反应)。
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2019年10月27日,国际清洁能源会议(ICCE2019)在北京开幕,一碳化学成为这次会议的重要议程。甲醇、甲醛(HCHO)等一碳化合物在化工、医药、能源等方面都有广泛的应用。
(1)甲醇脱氢法可制备甲醛(反应体系中各物质均为气态),反应生成1mol HCHO过程中能量变化如图:
已知:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ∆H=-49.5kJ/mol
则反应CO2(g)+2H2(g)=HCHO(g)+H2O(g) ∆H=______kJ/mol
(2)氧化剂可处理甲醛污染,结合图象分析春季(水温约为15℃)应急处理被甲醛污染的水源应选择的试剂为____(填化学式)。
(3)纳米二氧化钛催化剂可用于工业上合成甲醇:CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ∆H=akJ/mol
①按=2投料比将H2与CO充入VL恒容密闭容器中,在一定条件下发生反应,测定CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。则a ___(填“>”或“<”)0;压强p1、p2、p3由小到大的关系是______。
②在温度为T1℃,向某恒容密闭容器中充入H2和CO发生上述反应,起始时c(H2)=c(CO)=2.0mol/L。达到平衡时,CO的转化率为图中的M点对应的转化率,则在该温度下,对应的N点的平衡常数为______(保留3位有效数字)。
(4)工业上利用CH4(混有CO和H2)与水蒸气在一定条件下制取H2,该反应的逆反应速率表达式为v逆=k•c(CO)•c3(H2),k为速率常数,在某温度下测得实验数据如表所示:
CO浓度(mol/L) | H2浓度(mol/L) | 逆反应速率(mol·L-1·min-1) |
0.1 | c1 | 8.0 |
c2 | c1 | 16.0 |
c2 | 0.15 | 6.75 |
由上述数据可得该温度下,c2=_____,该反应的逆反应速率常数k=____L3∙mol-3∙min-l。
(5)用甲醇可以制备甲胺(CH3NH2),甲胺在水中的电离方程式与氨相似。25℃时,甲胺的电离常数Ka=9.25×10-7。该温度下,反应CH3NH2+H+CH3NH3+的平衡常数K= ___(填数值)。
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(18分)甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇,反应流程中涉及如下反应(下列焓变数据均在25℃测得):
(1)25℃时,用CH4和O2直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为________________;
(2)某温度下,向容积为4 L的恒容密闭容器中通入6 molCO2和6 mol CH4,发生反应①,5 min后反应在该温度下达到平衡,这时测得反应体系中各组分的体积分数相等,则该反应在0~5 min内的平均反应速率v(CO)=________mol·L-1·min-1;在相同温度下,将上述反应改在某恒压容器内进行,该反应的平衡常数________(填“增大”“不变”或“减小”);
(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,25℃时,其反应的热化学方程式为:
科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下图所示:
①根据反应体系的压强对甲醇转化率的影响并综合考虑生产成本因素,在下列各压强数据中,工业上制取甲酸甲酯应选择的是_______(填下列序号字母)
a.3.5×106Pa b.4.0×l06Pa c.5.0×106Pa
②用上述方法制取甲酸甲酯的实际工业生产中,采用的温度是80℃,其理由是______________
(4)直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染、可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示:
①通入气体a的电极是电池的_____(填“正”或“负”)极,其电极反应式为__________;
②25℃时,用此电池以石墨作电极电解0.5 L饱和食盐水(足量),若两极生成的气体共1.12 L(已折算为标准状况下的体积),则电解后溶液的pH为_____(忽略溶液体积的变化)。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
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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