【題目】甲醛( HCHO)在化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥等方面有著廣泛的應(yīng)用。

(1)甲醇脫氫法可制備甲醛,同時(shí)生成副產(chǎn)物CO等,已知以下熱化學(xué)方程式:

CH3OH(1) HCHO(g) +H2(g) H1= +129.8kJmol-1 (I)

CH3OH(g) CO(g) +2H2(g) H2= +94.6kJmol-1(II)

CH3OH(1) CO(g) +2H2(g) H3= +127.9 kJmol-1 (III)

CH3OH(g) HCHO(g) +H2(g) H4=_______kJmol-1(IV)

650°C條件下,Na2CO3固體催化甲醇脫氫,是自由基引發(fā)的鏈反應(yīng),甲醇在Na2CO3表面上先吸附,然后發(fā)生分解,生成·H·CH2OHCH3自由基,自由基再?gòu)拇呋瘎┍砻婷摳、脫氫生?/span>HCHOCO,·H自由基相互結(jié)合成H2。已知:C—H鍵鍵能為413 kJ·mol-1;O—H鍵鍵能為463kJ·mol-1,試將可能性較大的轉(zhuǎn)化過(guò)程補(bǔ)充完整:

CH3OH=·H+·CH2OHCH3OH=·H + CH3O·;

_____=____+ HCHO;

________=3_______+ CO

·H+·H=H2;

③反應(yīng)溫度對(duì)該反應(yīng)的影響如圖所示,從圖中可以看出隨著反應(yīng)溫度的升高,甲醇平衡轉(zhuǎn)化率逐漸增加,這是因?yàn)?/span>__________;溫度高于650℃,甲醛選擇性迅速降低,原因是___________。按只發(fā)生反應(yīng)( II )( IV)兩個(gè)平行反應(yīng),在650℃平衡時(shí)體系總壓強(qiáng)為p,則該溫度下反應(yīng)(IV)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=__________(列出算式即可)。

(2)市售甲醛溶液含量的測(cè)定方法如下(已知:HCHOO+ H2O2=HCOOH + H2O、HCOOH + NaOH=HCOONa + H2O)

①向盛有10mL水的錐形瓶中滴入mg甲醛溶液樣品,加過(guò)氧化氫溶液25mL(過(guò)量)與溴麝香草酚藍(lán)指示液2滴,再加入1 molL-1氫氧化鈉溶液25 mL,剩余的NaOH1 molL-1鹽酸滴定至溶液顯黃色,消耗鹽酸V1mL。

②空白實(shí)驗(yàn):向盛有10mL水的錐形瓶中加過(guò)氧化氫溶液25mL與溴麝香草酚藍(lán)指示液2滴,再加入1molL-1氫氧化鈉溶液25mL,用1molL-1鹽酸滴定至溶液顯黃色,消耗鹽酸V2mL。則甲醛溶液樣品中甲醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______(用含mV1、V2的代數(shù)式表示)。

【答案】+96.5 CH2OH H CH2OH H 甲醇脫氫反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡右移,促進(jìn)反應(yīng)逬行 高溫導(dǎo)致甲醛分解等副反應(yīng)加劇,同時(shí)甲醇高溫下生成CO在熱力學(xué)上更有利 ( 0.50p)

【解析】

(1)①將第2個(gè)方程式減去第3個(gè)方程式,再加上第1個(gè)方程式得到CH3OH(g) HCHO(g) +H2(g)的焓變;②650°C條件下,Na2CO3固體催化甲醇脫氫,是自由基引發(fā)的鏈反應(yīng),甲醇在Na2CO3表面上先吸附,然后發(fā)生分解,生成·H·CH2OHCH3自由基,自由基再?gòu)拇呋瘎┍砻婷摳、脫氫生?/span>HCHOCO,·H自由基相互結(jié)合成H2;根據(jù)圖中信息及甲醇脫氫反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡右移;溫度高于650℃是高溫導(dǎo)致甲醛分解等副反應(yīng),同時(shí)甲醇高溫下生成CO在熱力學(xué)上更有利,按只發(fā)生反應(yīng)(II)(IV)兩個(gè)平行反應(yīng),在650℃平衡時(shí)體系總壓強(qiáng)為p,設(shè)開(kāi)始反應(yīng)物為1mol,根據(jù)甲醇的轉(zhuǎn)化率和甲醛的選擇性,建立三段式計(jì)算,計(jì)算得到該溫度下反應(yīng)(IV)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)。

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)及空白實(shí)驗(yàn)分析得到HCOOH消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量,得到n(HCHO)并計(jì)算甲醛溶液樣品中甲醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

(1)①將第2個(gè)方程式減去第3個(gè)方程式,再加上第1個(gè)方程式得到CH3OH(g) HCHO(g) +H2(g) △H4=+94.6 kJ·mol1 –(+127.9 kJ·mol1)+( +129.8 kJ·mol1)= +96.5 kJ·mol1;故答案為:+96.5。

根據(jù)自由基再?gòu)拇呋瘎┍砻婷摳健⒚摎渖?/span>HCHOCO,·H自由基相互結(jié)合成H2,再根據(jù)題中信息得到 CH2OH = H + HCHO;CH3O = 3H+ CO;H+H=H2;故答案為:CH2OH;H;CH3O;H

反應(yīng)溫度對(duì)該反應(yīng)的影響如圖所示,從圖中可以看出隨著反應(yīng)溫度的升高,甲醇平衡轉(zhuǎn)化率逐漸增加,這是因?yàn)榧状济摎浞磻?yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡右移,促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行;溫度高于650℃,甲醛選擇性迅速降低,原因是高溫導(dǎo)致甲醛分解等副反應(yīng)加劇,同時(shí)甲醇高溫下生成CO在熱力學(xué)上更有利。按只發(fā)生反應(yīng)( II )( IV)兩個(gè)平行反應(yīng),在650℃平衡時(shí)體系總壓強(qiáng)為p,設(shè)開(kāi)始反應(yīng)物為1mol,根據(jù)甲醇的轉(zhuǎn)化率和甲醛的選擇性,,,則該溫度下反應(yīng)(IV)的壓強(qiáng)平衡常數(shù);故答案為:甲醇脫氫反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡右移,促進(jìn)反應(yīng)進(jìn)行;高溫導(dǎo)致甲醛分解等副反應(yīng)加劇,同時(shí)甲醇高溫下生成CO在熱力學(xué)上更有利;(0.50p)。

(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)及空白實(shí)驗(yàn)分析得到HCOOH消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量n(NaOH)= 1 molL-1×(V2 V1)×103L= (V2 V1)×103mol,則HCOOHHCHO的物質(zhì)的量n(HCHO)=n(HCOOH)=n(NaOH)= (V2 V1)×103 mol,甲醛溶液樣品中甲醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為;故答案為:。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】常溫下,0.10 moI/LNaOH溶液滴定0.10 mol/LHA溶液,滴定曲線如圖a所示,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖b所示。下列敘述錯(cuò)誤的是

A. Ka(HA)的數(shù)量級(jí)為10-5

B. N點(diǎn),

C. PQ過(guò)程中,水的電離程度逐漸增大

D. 當(dāng)?shù)味ㄖ寥芤撼手行詴r(shí),c(A-)>c(HA)

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【題目】如下圖是部分短周期元素化合價(jià)與原子序數(shù)的關(guān)系圖,下列說(shuō)法正確的是

A.離子半徑:Y>Z>X

B.氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:R<W

C.WX3和水反應(yīng)形成的化合物是離子化合物

D.YZ兩者最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物能相互反應(yīng)

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【題目】夏日的夜晚,常看到兒童手持熒光棒嬉戲,魔棒發(fā)光原理是利用H2O2氧化草酸二酯(CPPO)產(chǎn)生能量,該能量被傳遞給熒光物質(zhì)后發(fā)出熒光.草酸二酯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示,下列有關(guān)草酸二酯的說(shuō)法不正確的是( 。

A. 草酸二酯與H2完全反應(yīng),需要6mol H2

B. 草酸二酯的分子式為C26H24O8Cl6

C. 草酸二酯能發(fā)生加成反應(yīng)、取代反應(yīng)和氧化反應(yīng)

D. 1mol草酸二酯最多可與4mol NaOH反應(yīng)

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【題目】為了探究化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)反應(yīng)限度的有關(guān)問(wèn)題,某研究小組進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)一:為探究反應(yīng)物濃度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案如下表。

(已知I2+2S2O==S4O+2I- ,其中Na2S2O3溶液均足量,S2OS4O均為無(wú)色)

實(shí)驗(yàn)序號(hào)

體積V/mL

藍(lán)色褪去時(shí)間/s

Na2S2O3溶液

淀粉溶液

碘水

10.0

2.0

4.0

0.0

t1

8.0

2.0

4.0

2.0

t2

6.0

2.0

4.0

Vx

t3

(1)表中Vx=_________mL,t1t2、t3的大小關(guān)系是___________________

實(shí)驗(yàn)二:5 mL 0.1 mol·L-1KI溶液于試管中,滴加0.1 mol·L-1 FeCl3溶液2 mL,發(fā)生如下反應(yīng):2Fe3++2I-=2Fe2+ +I2,為證明該反應(yīng)存在一定的限度,他們?cè)O(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn):

①取少量反應(yīng)液,滴加AgNO3溶液,發(fā)現(xiàn)有少量黃色沉淀(AgI)

②再取少量反應(yīng)液,滴加少量CCl4 ,振蕩,發(fā)現(xiàn)CCl4層顯淺紫色。

根據(jù)①②的現(xiàn)象,/span>他們得出結(jié)論:該反應(yīng)具有一定的可逆性,在一定條件下會(huì)達(dá)到反應(yīng)限度。

(2)指導(dǎo)老師指出上述實(shí)驗(yàn)①不合理,其原因是_______________ ; 你的改進(jìn)方案是________(簡(jiǎn)要寫出操作、試劑和現(xiàn)象)。

(3)實(shí)驗(yàn)②適合檢驗(yàn)生成I2較多的情況,還有一種簡(jiǎn)便的方法可以靈敏地檢驗(yàn)是否生成了I2,這種方法所用的試劑是_______________________。

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【題目】元素周期表的一部分如圖所示,WXY、Z均為短周期主族元素,XZ的最高正價(jià)之和與W的相等。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.原子半徑:X>Y>Z>W

B.X2W2中含有離子鍵和共價(jià)鍵

C.Y的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物難溶于水

D.將由X、Z的單質(zhì)組成的混合物放入冷水中,Z的單質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)

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【題目】有機(jī)物鄰二乙烯苯廣泛用于制造離子交換樹(shù)脂,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示,下列關(guān)于鄰二乙烯苯的說(shuō)法不正確的是

A.1 mol鄰二乙烯苯含有5 mol碳碳雙鍵

B.所有的原子可能在同一平面

C.能發(fā)生加成反應(yīng),也能發(fā)生取代反應(yīng)

D.苯環(huán)上的二氯代物有4種(不考慮立體結(jié)構(gòu))

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【題目】氮是地球上含量豐富的元素,氮及其化合物的研究在生產(chǎn)、生活中有著重要意義。

(1)下圖是1 mol NO21 mol CO反應(yīng)生成CO2NO過(guò)程中能量變化示意圖寫出NO2CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式___________________。

(2)已知:N2(g)+O2(g)=2 NO(g) H=+178 kJ·mol-1

2NO(g)+2 CO(g)=N2(g)+2 CO2(g)H=-743kJ·mol-1

則反應(yīng)CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)H=_______kJ·mol-1

(3)在一固定容積為2L的密閉容器內(nèi)加入1.5 molN25 molH2在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):N2+3H22NH3,若第5分鐘時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)測(cè)得NH3的物質(zhì)的量為2mol,則前5分鐘的平均反應(yīng)速率υ(N2)為_________,平衡時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為_________,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__________。

(4)在體積一定的密閉容器中能說(shuō)明合成氨反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____;在壓強(qiáng)一定的密閉容器中能說(shuō)明合成氨反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是_____

a. 容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2 b. NH3的濃度保持不變

c. 容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變 d. 混合氣體的密度保持不變

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】表示下列過(guò)程的方程式正確的是

A.氨水中一水合氨的電離方程式: NH3·H2O = +OH-

B.用濃HNO3溶解銅的離子方程式: 3Cu+2+ 8H+==3Cu2+ + 2NO↑+ 4H2O

C.苯和硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式:+HNO3+H2O

D.鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式: Fe-3e- = Fe3+

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