Question

【題目】甲醛是一種重要的化工原料，常用于生產(chǎn)脲醛樹脂及酚醛樹脂，在木材加工中的地位及其重要。

(1)工業(yè)中甲醛的制備方法常用以下幾種。

①甲醇氧化法

CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) △H = +84kJ/mol

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H = -484kJ/mol

CH3OH(g)與O2(g)反應(yīng)生成HCHO(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式是_______。

②天然氣氧化法

在600-680℃下，使天然氣（主要成分是CH4）和空氣的混合物通過鐵、鉬等的氧化物催化劑，直接氧化生成甲醛。反應(yīng)的化學(xué)方程式是_______。

(2)甲醛是污染室內(nèi)環(huán)境的主要污染物，被稱為室內(nèi)污染“第一殺手”。

①去除甲醛有多種方法，其中，催化氧化法是一種比較高效的除甲醛方法。Na-Pt/TiO2催化劑催化氧化甲醛的反應(yīng)機(jī)理如下圖所示：

下列有關(guān)說法正確的是______（選填字母序號(hào)）。

a.該方法除去甲醛的化學(xué)方程式是：HCHO+O2CO2+H2O

b.Na-Pt/TiO2催化劑能加快甲醛氧化速率，也能提高甲醛的轉(zhuǎn)化率

c.反應(yīng)過程中，HCHO只有部分化學(xué)鍵發(fā)生斷裂

② 為測(cè)定居室中甲醛含量，將50L居室中氣體緩緩?fù)ㄈ?/span>25.00mL 0.01molL-1高錳酸鉀酸性溶液中，使空氣中的甲醛完全吸收，再用0.05molL-1H2C2O4溶液滴定，至終點(diǎn)時(shí)消耗H2C2O4溶液12.20mL 。

反應(yīng)原理為：4MnO4—+12H++5HCHO=4Mn2++5CO2↑+11H2O

2MnO4— +6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O

滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_______。該室內(nèi)空氣中甲醛的含量是______mg/L。

Answer 1

【答案】2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g) △H = -316kJ/mol CH4+O2 = HCHO+H2O a c 高錳酸鉀紫色褪去 0.0045mg/L

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行分析計(jì)算；
②CH4和空氣的混合物通過鐵、鉬等的氧化物催化劑，生成甲醛，根據(jù)電子守恒和元素守恒分析可知還生成水；
(2)①a．由圖可知生成二氧化碳和水；
b．催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影響；
c．圖中C=O未斷裂；
②高錳酸鉀為紫色，結(jié)合4MnO4-+12H++5HCHO═4Mn2++5CO2↑+11H2O、2MnO4-+6H++5H2C2O4═2Mn2++10CO2↑+8H2O計(jì)算。

：(1)①由I．CH3OH(g)═HCHO(g)+H2(g)△H=+84kJ/mol
II.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ/mol
結(jié)合蓋斯定律可知，I×2+II得到2CH3OH(g)+O2(g)═2HCHO(g)+2H2O(g)△H=-316kJ/mol，
故答案為：2CH3OH(g)+O2(g)═2HCHO(g)+2H2O(g)△H=-316kJ/mol；
②CH4和空氣的混合物通過鐵、鉬等的氧化物催化劑，直接氧化生成甲醛，根據(jù)電子守恒和元素守恒分析可知還生成水，反應(yīng)為CH4+O2HCHO+H2O，故答案為：CH4+O2HCHO+H2O；
(2)①a．由圖可知生成二氧化碳和水，除去甲醛的化學(xué)方程式是：HCHO+O2 ═CO2+H2O，故正確；
b．催化劑對(duì)平衡移動(dòng)無(wú)影響，可加快反應(yīng)速率，甲醛的轉(zhuǎn)化率不變，故錯(cuò)誤；
c．圖中C=O未斷裂，則反應(yīng)過程中，HCHO只有部分化學(xué)鍵發(fā)生斷裂，故正確；
故答案為：ac；
②滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是高錳酸鉀紫色褪去，且半分鐘不變，由2MnO4-+6H++5H2C2O4═2Mn2++10CO2↑+8H2O可知，剩余的高錳酸鉀為0.0122L×0.05molL-1×=0.000244mol，則由4MnO4-+12H++5HCHO═4Mn2++5CO2↑+11H2O可知，HCHO的物質(zhì)的量為(0.025L×0.01mol/L-0.000244mol)×=0.0000075mol，該室內(nèi)空氣中甲醛的含量是=0.0045mg/L，
故答案為：高錳酸鉀紫色褪去；0.0045。