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

Ⅰ.利用甲醇(CH3HO)制備甲醛

脫氫法:CH3OHg HCHOg+H2 (g) ΔH1=+92.09kJ·mol -1

氧化法:CH3OHg+1/2O2gHCHOg+H2Og ΔH2

(1)脫氫法制甲醛,有利于提高平衡產(chǎn)率的條件有________ (寫出一條)。

2)已知:2 H2g + O2g= 2H2Og ΔH3=-483.64kJ·mol -1,則ΔH2=________________

3750K 下,在恒容密閉容器中,充入一定量的甲醇,發(fā)生脫氫法反應(yīng),若起始壓強為P0,達到平衡時轉(zhuǎn)化率為40.0% ,則反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=________(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),忽略其它反應(yīng))。

4Na2CO3是脫氫法反應(yīng)的催化劑,有研究指出,催化反應(yīng)的部分機理如下:

歷程i CH3OH→·H+ ·CH2OH 歷程ii ·CH2OH→·H+ HCHO

歷程iii:.·CH2OH→3·H +CO 歷程iv·H+·H→H2

如圖所示為在體積為1L的恒容容器中,投入1mol CH3OH,在碳酸鈉催化劑作用下,經(jīng)過10min反應(yīng),測得甲醇的轉(zhuǎn)化率(X)與甲醇的選擇性(S)與溫度的關(guān)系(甲醛的選擇性:轉(zhuǎn)化的CH3OH中生成HCHO的百分比);卮鹣铝袉栴}:

600℃時,前10min內(nèi)甲醛的平均速率為vHCHO=______

②從平衡角度分析550- 650℃甲醇生成甲醛的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高的原因為______

③反應(yīng)歷程i的活化能______(填“>”“<” “=”CH3OHgHCHOg+H2g)活化能。

650- 750℃反應(yīng)歷程ii的速率_______(填“>”“<” “=”)反應(yīng)歷程iii的速率。

Ⅱ.甲醛超標(biāo)會危害人體健康,需對甲醛含量檢測及處理。

某甲醛氣體探測儀利用燃料電池工作原理,b電極反應(yīng)方程式為________

【答案】升高溫度或降低壓強 -149.73 kJ·mol -1 0.033mol/(L·min) 甲醇脫氫為吸熱反應(yīng),升高溫度,有利于脫氫反應(yīng)向正反應(yīng)方向進行 HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+

【解析】

.(1)脫氫法制甲醛,CH3OHg HCHOg+H2 ΔH1=+92.09kJ·mol -1,由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),所以可以升高溫度,使平衡正向移動,從而提高甲醛的產(chǎn)率;又由于該反應(yīng)的正反應(yīng)是體積增大的反應(yīng),所以可以降低壓強使平衡正向移動,也可以提高甲醛的產(chǎn)率。故答案為升高溫度或降低壓強。

2)根據(jù)①CH3OHg HCHOg+H2 (g) ΔH1=+92.09kJ·mol -1和②2 H2g + O2g= 2H2Og ΔH3=-483.64kJ·mol -1,①+÷2即可得到反應(yīng)CH3OHg+1/2O2gHCHOg+H2Og),ΔH2=+92.09kJ·mol -1+-483.64kJ·mol -1÷2=-149.73 kJ·mol -1。

3)用三段式解答:起始壓強為P0,達到平衡時轉(zhuǎn)化率為40.0% ,則

則反應(yīng)的中衡常數(shù)Kp==

4)①600℃時,前10min內(nèi)甲醇的物質(zhì)的量變化為1mol×55%×60%=0.33mol,容器體積為1L,所以平均速率為vCH3OH=0.033mol/(L·min)。用不同物質(zhì)表示的速率之比等于方程式的化學(xué)計量數(shù)之比,根據(jù)化學(xué)方程式,所以vHCHO=0.033mol/(L·min)。

②甲醛脫氫反應(yīng)為吸熱反應(yīng),在550℃- 650℃升高溫度,有利于反應(yīng)正向進行,所以甲醇生成甲醛的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大。

③由蓋斯定律可知,ⅰ+ⅱ+ⅳ得到目標(biāo)方程式CH3OHg HCHOg+H2 (g),前兩個歷程化學(xué)鍵斷裂吸收能量,歷程自由基結(jié)合放出能量,而總反應(yīng)是吸熱反應(yīng),因此反應(yīng)歷程i的活化能小于總反應(yīng)的活化能。

④由圖可知,在650℃- 750℃,隨著溫度升高,甲醇的轉(zhuǎn)化率增大,但選擇性卻降低,說明甲醇更多的轉(zhuǎn)化為CO,歷程的反應(yīng)速率較大,因此反應(yīng)歷程ii的速率小于反應(yīng)歷程iii的速率。

.在燃料電池中,通入燃料的一極是負(fù)極,所以b為負(fù)極,甲醛在負(fù)極失去電子生成CO2,電解質(zhì)溶液是酸性的,所以電極反應(yīng)方程式為HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】近來有報道,碘代化合物E與化合物GCr-Ni催化下可以發(fā)生偶聯(lián)反應(yīng),合成一種多官能團的化合物Y,其合成路線如下:

已知:①RCNRCOOH

RCHO+CH3CHORCH=CHCHO+H2O

回答下列問題:

1D的結(jié)構(gòu)簡式為________。

2)下列說法正確的是__________。

A.物質(zhì)A中最多有5個原子在同一平面內(nèi) B.D生成E的反應(yīng)為取代反應(yīng)

C.物質(zhì)G和銀氨溶液能發(fā)生反應(yīng) D.物質(zhì)Y的分子式為C15H18O3

3B為單氯代烴,由B生成C的化學(xué)方程式為_________。

4)寫出同時符合下列條件的D的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式_______。

①具有完全相同的官能團,且不含“—O—C≡C—”;

②核磁共振氫譜顯示三種不同化學(xué)環(huán)境的氫,其峰面積之比為332。

5)以苯甲醇、乙醛為原料制備F,寫出相應(yīng)的合成路線流程圖(無機試劑任用,合成路線流程圖示例見本題題干)________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】乙烯的產(chǎn)量可以用來衡量一個國家的石油化工發(fā)展水平。請回答下列問題:

1可以用來鑒別甲烷和乙烯的試劑是 。

A

B稀硫酸

C溴水

D酸性高錳酸鉀溶液

(2)在一定條件下,乙烯能與水反應(yīng)生成有機物A,則A的結(jié)構(gòu)簡式是

(3)某同學(xué)在學(xué)習(xí)A的知識后,設(shè)計了如下實驗。操作步驟為:

在試管里加入2 mL A;

把一端彎成螺旋狀的銅絲放在酒精燈外焰中加熱;

立即將銅絲插入盛有A的試管里,反復(fù)操作幾次;

聞生成物的氣味,觀察銅絲表面的變化。

步操作中,銅絲表面的變化是 ;寫出第步操作中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。

(4)A在一定條件下可以被氧化成乙酸,用化學(xué)方程式說明乙酸和碳酸的酸性強弱: 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】銻(Sb)廣泛用于生產(chǎn)各種阻燃劑、陶瓷、半導(dǎo)體元件和醫(yī)藥及化工等領(lǐng)域。

Ⅰ.(1)銻在元素周期表中的位置_____

2)銻(Ⅲ)的氧化物被稱為銻白,可以由SbCl3水解制得,已知SbCl3水解的最終產(chǎn)物為銻白。為了得到較多、較純的銻白,操作時將SbCl3徐徐加入大量水中,反應(yīng)后期還要加入少量氨水。試用必要的化學(xué)用語和平衡移動原理解釋這兩項操作的作用_______。工業(yè)上,還可用火法制取銻白,是將輝銻礦(主要成分為Sb2S3)裝入氧化爐的坩堝中,高溫使其融化后通入空氣,充分反應(yīng)后,經(jīng)冷卻生成銻白。寫出火法制取銻白的化學(xué)方程式______。

Ⅱ.以輝銻礦為原料制備金屬銻,其中一種工藝流程如下:

已知部分信息如下:

①輝銻礦(除Sb2S3外,還含有砷、鉛、銅的化合物和SiO2等);

②浸出液主要含鹽酸和SbCl3,還含SbCl5、CuCl2AsCl3PbCl2等雜質(zhì);

③常溫下,KspCuS=1.0×10-36,KspPbS=9.0×10-29。

回答下列問題:

3酸浸過程中Sb2S3發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____

4)已知:浸出液中cCu2+=0.0001mol/L,c Pb2+=0.1mol/L。在沉淀銅、鉛過程中,緩慢滴加極稀的硫化鈉溶液,先產(chǎn)生沉淀的是_____(填化學(xué)式);當(dāng)CuS、PbS共沉沉?xí)r,=______(保留小數(shù)點后一位)。

5)在除砷過程中,氧化產(chǎn)物為H3PO4。該反應(yīng)氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為__________。

6)在電解過程中,銻的產(chǎn)率與電壓大小關(guān)系如圖所示。當(dāng)電壓超過U0 V時,銻的產(chǎn)率降低的原因可能是_________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列離子方程式書寫正確的是

A.碳酸氫鈣溶液中加入過量氫氧化鈉溶液:+OH-=+H2O

B.氯化鐵溶液中通入硫化氫氣體:2Fe3++S2-=2Fe2++S

C.次氯酸鈣溶液中通入少量二氧化硫:Ca2++2ClO-+H2O+SO2=CaSO3+2HClO

D.氯化亞鐵溶液中加入硝酸:3Fe2++4H++=3Fe3++2H2O+NO

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】抗爆劑的添加劑常用1,2-二溴乙烷。如圖為實驗室制備1,2-二溴乙烷的裝置圖, 圖中分液漏斗和燒瓶a中分別裝有濃H2SO4和無水乙醇,d裝罝試管中裝有液溴。

相關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:

乙醇

12-二溴乙烷

乙醚

狀態(tài)

無色液體

無色液體

無色液體

紅棕色液體

密度/g·cm-3

0.79

2.18

0.71

3.10

沸點/℃

78.5

131.4

34.6

58.8

熔點/℃

-114.3

9.79

- 116.2

-7.2

水溶性

混溶

難溶

微溶

可溶

(1)安全瓶b在實驗中有多重作用。其一可以檢查實驗進行中d裝罝中導(dǎo)管是否發(fā)生堵塞,請寫出發(fā)生堵塞時瓶b中的現(xiàn)象:_____________________________;如果實驗時d裝罝中導(dǎo)管堵塞,你認(rèn)為可能的原因是___________________________________;

安全瓶b還可以起到的作用是___________________________。

(2)容器ce中都盛有NaOH溶液,cNaOH溶液的作用是_______________________。

(3)某學(xué)生在做此實驗時,使用一定量的液溴,當(dāng)溴全部褪色時,所消耗乙醇和濃硫酸混合液的量,比正確情況下超過許多,如果裝罝的氣密性沒有問題,試分析可能的原因:__________________________________________________(寫出兩條即可)。

(4)除去產(chǎn)物中少量未反應(yīng)的Br2后,還含有的主要雜質(zhì)為________________,要進一步提純,下列操作中必需的是________________ (填字母)。

A.重結(jié)晶 B.過濾 C.萃取 D.蒸餾

(5)實驗中也可以撤去d裝置中盛冰水的燒杯,改為將冷水直接加入到d裝置的試管中,則此時冷水除了能起到冷卻1,2-二溴乙烷的作用外,還可以起到的作用是___________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】D是一種催眠藥,F(xiàn)是一種香料,它們的合成路線如下:

(1)A的化學(xué)名稱是_____________,C中含氧官能團的名稱為_____________。

(2)F的結(jié)構(gòu)簡式為____________________,A和E生成F的反應(yīng)類型為______________。

(3)A生成B的化學(xué)方程式為__________________________________________________。

(4)寫出由C合成D的第二個反應(yīng)的化學(xué)方程式:_________________________________

(5)同時滿足下列條件的E的同分異構(gòu)體有_________種(不含立體異構(gòu))。

①遇FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng); ②能發(fā)生銀鏡反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在研究金礦床物質(zhì)組分的過程中,通過分析發(fā)現(xiàn)了Cu—Ni—Zn—Sn—Fe多金屬互化物。

(1)某種金屬互化物具有自范性,原子在三維空間里呈周期性有序排列,該金屬互化物屬于________(晶體非晶體”)

(2)基態(tài)Ni2的核外電子排布式為________;Ni2Fe2的半徑分別為69 pm78 pm,則熔點NiO______FeO(“<”“>”),其原因是_________________________________________。

(3)銅能與類鹵素(SCN)2反應(yīng)生成Cu(SCN)2,1 mol (SCN)2分子中含有σ鍵的數(shù)目為________;寫出一種與SCN互為等電子體的分子________(用化學(xué)式表示)。

(4)氨基乙酸銅的分子結(jié)構(gòu)如圖,碳原子的雜化方式為________。

(5)立方NiO(氧化鎳)晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示,其晶胞邊長為a pm,列式表示NiO晶體的密度為________g·cm3(不必計算出結(jié)果,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA)。人工制備的NiO晶體中常存在缺陷(如圖):一個Ni2空缺,另有兩個Ni2被兩個Ni3所取代,其結(jié)果晶體仍呈電中性,但化合物中NiO的比值卻發(fā)生了變化。已知某氧化鎳樣品組成Ni0.96O,該晶體中Ni3Ni2的離子個數(shù)之比為________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為確定Na2CO3NaHCO3混合物樣品的組成稱取四份該樣品溶于水后分別逐滴加入相同濃度鹽酸30.0 mL,充分反應(yīng),產(chǎn)生CO2的體積(已折算成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積不考慮CO2在水中的溶解)如下表

實驗序號

鹽酸體積(mL)

30.0

30.0

30.0

30.0

樣品質(zhì)量(g)

2.96

3.70

5.18

6.66

CO2體積(mL)

672

840

896

672

(1)樣品中的物質(zhì)的量之比n(Na2CO3)∶n(NaHCO3)________。

(2)鹽酸的物質(zhì)的量濃度c(HCl)________。

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