Question

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

（1）甲醇脫氫法可制備甲醛（反應體系中各物質(zhì)均為氣態(tài)），結(jié)合下圖回答問題。

①此反應的熱化學方程式是______

②反應活化能：過程I___過程II（填“>”“=”或“<”）

③過程II溫度—轉(zhuǎn)化率圖如下，下列說法合理的是_____

a．甲醇脫氫法制備甲醛過程無副反應發(fā)生

b．溫度高于 650℃催化劑燒結(jié)，活性減弱

c．及時分離產(chǎn)品有利于提高甲醇生成甲醛的轉(zhuǎn)化率

（2）甲醛超標會危害人體健康，需對甲醛進行含量檢測及污染處理。

①某甲醛氣體傳感器的工作原理如圖所示，b極的電極反應式為____，當電路中轉(zhuǎn)移4×10-4 mol電子時，傳感器內(nèi)參加反應的甲醛（HCHO）為_____mg。

②氧化劑可處理甲醛污染，結(jié)合以下圖像分析春季（水溫約15℃）應急處理甲醛污染的水源應選擇的試劑為______

Answer 1

【答案】CH3OH（g）=HCHO（g）+H2（g）⊿H=+84kJ/mol ＞ b、c HCHO-4e-+ H2O= CO2+ 4H+ 3 Ca(ClO)2

【解析】

（1）①由圖可知1molCH3OH脫氫生成1molHCHO和1molH2要吸收能量463kJ/mol-379kJ/mol=84kJ/mol，據(jù)此寫出熱化學方程式；

②由圖可知反應活化能：過程I>過程II；

③a．由圖可知，甲醇轉(zhuǎn)化率大于甲醇生成甲醛的轉(zhuǎn)化率，說明有其它副反應發(fā)生；

b．由圖可知，溫度高于 650℃甲醇生成甲醛的轉(zhuǎn)化率降低，說明催化劑燒結(jié)，活性減弱；

c．減小生成物濃度平衡向正反應方向移動，所以及時分離產(chǎn)品有利于提高甲醇生成甲醛的轉(zhuǎn)化率；

（2）①由圖可知，甲醛氣體傳感器為原電池原理，b極為負極，甲醛發(fā)生氧化反應生成CO2，以此書寫電極反應式；根據(jù)電極反應式計算反應的甲醛的量。

②分析圖像可知，水溫約15℃時選擇Ca(ClO)2處理甲醛污染的水源，甲醛去除率較高。

（1）①由圖可知1molCH3OH脫氫生成1molHCHO和1molH2要吸收能量463kJ/mol-379kJ/mol=84kJ/mol，所以反應的熱化學方程式是CH3OH（g）=HCHO（g）+H2（g）⊿H=+84kJ/mol，

故答案為：CH3OH（g）=HCHO（g）+H2（g）⊿H=+84kJ/mol；

②由圖可知反應活化能：過程I>過程II，

故答案為：>；

③a．由圖可知，甲醇轉(zhuǎn)化率大于甲醇生成甲醛的轉(zhuǎn)化率，說明有其它反應發(fā)生，所以甲醇脫氫法制備甲醛過程有副反應發(fā)生，故a錯誤；

b．由圖可知，溫度高于 650℃甲醇生成甲醛的轉(zhuǎn)化率降低，說明催化劑燒結(jié)，活性減弱，故b正確；

c．減小生成物濃度平衡向正反應方向移動，所以及時分離產(chǎn)品有利于提高甲醇生成甲醛的轉(zhuǎn)化率，故c正確。

故答案為：b、c；

（2）①由圖可知，甲醛氣體傳感器為原電池原理，b極為負極，甲醛發(fā)生氧化反應生成CO2，電極反應式為HCHO-4e-+ H2O= CO2+ 4H+；由反應式可知，當電路中轉(zhuǎn)移4×10-4 mol電子時，傳感器內(nèi)參加反應的甲醛（HCHO）為30g/mol=310-3g=3mg。

②分析圖像可知，水溫約15℃時選擇Ca(ClO)2處理甲醛污染的水源，甲醛去除率較高，且甲醛去除率受pH的影響不大；

故答案為：3；Ca(ClO)2。