【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)
①CH3OH(g) HCHO(g) +H2(g) △H4=_______kJmol-1(IV)
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和·CH2OH或CH3O·自由基,自由基再從催化劑表面脫附、脫氫生成HCHO和CO,·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)化過程補充完整:
CH3OH=·H+·CH2OH或CH3OH=·H + CH3O·;
_____=____+ HCHO;
________=3_______+ CO;
·H+·H=H2;
③反應(yīng)溫度對該反應(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,這是因為__________;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 )和( IV)兩個平行反應(yīng),在650℃平衡時體系總壓強為p,則該溫度下反應(yīng)(IV)的壓強平衡常數(shù)Kp=__________(列出算式即可)。
(2)市售甲醛溶液含量的測定方法如下(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,加過氧化氫溶液25mL(過量)與溴麝香草酚藍指示液2滴,再加入1 molL-1氫氧化鈉溶液25 mL,剩余的NaOH用1 molL-1鹽酸滴定至溶液顯黃色,消耗鹽酸V1mL。
②空白實驗:向盛有10mL水的錐形瓶中加過氧化氫溶液25mL與溴麝香草酚藍指示液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)量分數(shù)為______(用含m、V1、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,促進反應(yīng)逬行 高溫導(dǎo)致甲醛分解等副反應(yīng)加劇,同時甲醇高溫下生成CO在熱力學(xué)上更有利 (或 或0.50p)
【解析】
(1)①將第2個方程式減去第3個方程式,再加上第1個方程式得到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和·CH2OH或CH3O·自由基,自由基再從催化劑表面脫附、脫氫生成HCHO和CO,·H自由基相互結(jié)合成H2;③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)和(IV)兩個平行反應(yīng),在650℃平衡時體系總壓強為p,設(shè)開始反應(yīng)物為1mol,根據(jù)甲醇的轉(zhuǎn)化率和甲醛的選擇性,建立三段式計算,計算得到該溫度下反應(yīng)(IV)的壓強平衡常數(shù)。
(2)根據(jù)實驗及空白實驗分析得到HCOOH消耗的氫氧化鈉的物質(zhì)的量,得到n(HCHO)并計算甲醛溶液樣品中甲醛的質(zhì)量分數(shù)。
(1)①將第2個方程式減去第3個方程式,再加上第1個方程式得到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。
②根據(jù)自由基再從催化劑表面脫附、脫氫生成HCHO和CO,·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。
③反應(yīng)溫度對該反應(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,這是因為甲醇脫氫反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高,平衡右移,促進反應(yīng)進行;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 )和( IV)兩個平行反應(yīng),在650℃平衡時體系總壓強為p,設(shè)開始反應(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,促進反應(yīng)進行;高溫導(dǎo)致甲醛分解等副反應(yīng)加劇,同時甲醇高溫下生成CO在熱力學(xué)上更有利;(或或0.50p)。
(2)根據(jù)實驗及空白實驗分析得到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HCOOH及HCHO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)量分數(shù)為;故答案為:。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫下,用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。下列敘述錯誤的是
A. Ka(HA)的數(shù)量級為10-5
B. N點,
C. P—Q過程中,水的電離程度逐漸增大
D. 當(dāng)?shù)味ㄖ寥芤撼手行詴r,c(A-)>c(HA)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】如下圖是部分短周期元素化合價與原子序數(shù)的關(guān)系圖,下列說法正確的是
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.Y和Z兩者最高價氧化物對應(yīng)的水化物能相互反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】夏日的夜晚,?吹絻和殖譄晒獍翩覒颍О舭l(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)簡式如圖所示,下列有關(guān)草酸二酯的說法不正確的是( 。
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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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【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)問題,某研究小組進行了以下實驗:
實驗一:為探究反應(yīng)物濃度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,設(shè)計的實驗方案如下表。
(已知I2+2S2O==S4O+2I- ,其中Na2S2O3溶液均足量,且S2O與S4O均為無色)
實驗序號 | 體積V/mL | 藍色褪去時間/s | |||
Na2S2O3溶液 | 淀粉溶液 | 碘水 | 水 | ||
① | 10.0 | 2.0 | 4.0 | 0.0 | t1 |
② | 8.0 | 2.0 | 4.0 | 2.0 | t2 |
③ | 6.0 | 2.0 | 4.0 | Vx | t3 |
(1)表中Vx=_________mL,t1、t2、t3的大小關(guān)系是___________________
實驗二:取5 mL 0.1 mol·L-1的KI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,他們設(shè)計了如下實驗:
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,在一定條件下會達到反應(yīng)限度。
(2)指導(dǎo)老師指出上述實驗①不合理,其原因是_______________ ; 你的改進方案是________(簡要寫出操作、試劑和現(xiàn)象)。
(3)實驗②適合檢驗生成I2較多的情況,還有一種簡便的方法可以靈敏地檢驗是否生成了I2,這種方法所用的試劑是_______________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】元素周期表的一部分如圖所示,W、X、Y、Z均為短周期主族元素,X與Z的最高正價之和與W的相等。下列說法錯誤的是
A.原子半徑:X>Y>Z>W
B.X2W2中含有離子鍵和共價鍵
C.Y的最高價氧化物對應(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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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有機物鄰二乙烯苯廣泛用于制造離子交換樹脂,其結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,下列關(guān)于鄰二乙烯苯的說法不正確的是
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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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【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 NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖,寫出NO2和CO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)的△H=_______kJ·mol-1
(3)在一固定容積為2L的密閉容器內(nèi)加入1.5 mol的N2和5 mol的H2,在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):N2+3H22NH3,若第5分鐘時達到平衡,此時測得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明合成氨反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的是_____;在壓強一定的密閉容器中能說明合成氨反應(yīng)一定達到平衡狀態(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) 來源: 題型:
【題目】表示下列過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)腐蝕時負極的電極反應(yīng)式: Fe-3e- = Fe3+
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