Question

（14分）催化劑是化工技術的核心，絕大多數的化工生產均需采用催化工藝。
⑴人們常用催化劑來選擇反應進行的方向。下圖所示為一定條件下1mol CH₃OH與O₂發生反應時，生成CO、CO₂或HCHO的能量變化圖[反應物O₂(g)和生成物H₂O(g)略去]。在有催化劑作用下，CH₃OH與O₂反應主要生成          （填“CO、CO₂或HCHO”）。

②2HCHO(g)＋O₂(g)＝2CO(g)＋2H₂O(g) 
△H＝       。
③在稀硫酸催化下，HCHO可以通過反應生成分子式為C₃H₆O₃的環狀三聚甲醛分子，其分子中同種原子的化學環境均相同。寫出三聚甲醛的結構簡式：         。
④甲醇制取甲醛可用Ag作催化劑，含有AgCl會影響Ag催化劑的活性，用氨水可以溶解除去其中的AgCl，寫出該反應的離子方程式：                             。
⑵一種以銅作催化劑脫硫有如下兩個過程：
①在銅的作用下完成工業尾氣中SO₂的部分催化氧化，所發生反應為：
2SO₂＋2n Cu＋(n＋1)O₂＋(2－2 n) H₂O＝2n CuSO₄＋(2－2n) H₂SO₄
從環境保護的角度看，催化脫硫的意義為                          ；每吸收標準狀況下11.2L SO₂，被SO₂還原的O₂的質量為
       g。
②利用下圖所示電化學裝置吸收另一部分SO₂，并完成Cu的再生。寫出裝置內所發生反應的離子方程式                                         。

Answer 1

⑴①HCHO ；②－470kJ·mol^－1；③；
④AgCl＋2NH₃·H₂O＝Ag(NH₃)₂^＋＋Cl^－＋2H₂O或AgCl＋2NH₃＝Ag(NH₃)₂^＋＋Cl^－
⑵①防止酸雨的發生 ；8；②SO₂＋2H₂O＋Cu^2＋4H^＋＋SO₄^2―＋Cu

試題分析：（1）①使用催化劑可以降低反應的活化能，活化能越低，普通分子越容易轉化成活化分子，反應越容易，反應速率越快；
②根據圖表可知2HCHO（g）+O₂（g）═2CO（g）+2H₂O（g）中反應物能量高，生成物能量低，故該反應為放熱反應，然后依據圖中給出數據解答；
③三分子HCHO，通過加成聚合成三聚甲醛分子，該過程中C=O中的一個鍵斷裂，與其他兩分子甲醛加成聚合得到三聚甲醛；
④氯化銀中加入氨水，發生絡合反應，生成銀氨絡合離子；
（2）①二氧化硫是一種有毒的氣體，排放到空氣中可引起酸雨的發生，對環境和人類健康有害，脫硫可以防止酸雨的發生；依據二氧化硫和氧氣反應方程式，找出二氧化硫和氧氣量的關系進行計算；
②分析圖中電解裝置，可知左邊石墨是電解池的陽極，右邊是電解池的陰極；
陽極放電的物質二氧化硫，失去電子生成硫酸根離子，電極反應式：SO₂-2e^-+2H₂O=SO₄^2-+2H⁺；
陰極放電的物質時銅離子，得到電子被還原成單質銅，電極反應式：Cu²⁺+2e^-=Cu；
將上述兩電極的電極反應式得：SO₂+2H₂O+ Cu²⁺4H⁺+SO₄^2-+Cu。