Question

【題目】甲醛(HCHO)在化工、醫藥、農藥等的方面有廣泛應用。

(1)甲醇脫氫法可制備甲醛(反應體系中各物質均為氣態)，結合如圖圖像回答問題。

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—轉化率圖如圖，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生

B.溫度高于650°C催化劑燒結，活性減弱

C.及時分離產品有利于提高甲醇生成甲醛的轉化率

(2)甲醛超標會危害人體健康，需對甲醛往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_________

②氧化劑可處理甲醛污染，結合以如圖圖像分析春季(水溫約15℃)應急處理甲醛污染的水源應選擇的試劑為________。

(3)750K下，在恒容密閉容器中，充入的甲醇，發生反應：CH3OH(g)HCHO(g) + H2(g)，若起始壓強為101kPa， 達到平衡轉化率為50.0%， 則反應平衡的常數Kp= ______。(用平衡分壓代替平衡農度計算，分壓＝總壓×物質的量分數，忽略其它反應)。

Answer 1

【答案】CH3OH (g)=HCHO (g)+H2 (g) △H= +84kJ/mol > BC HCHO-4e- + H2O= CO2+ 4H+ Ca(ClO)2 50.5kPa

【解析】

(1)①焓變=正反應活化能-逆反應活化能，所以CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)的△H=463 kJ/mol-379 kJ/mol=+84kJ/mol；
②據圖可知過程Ⅰ的反應活化能大于過程II；
③A．由圖可知，甲醇轉化率大于相應溫度時甲醇轉化為甲醛的轉化率，所以甲醇脫氫法制備甲醛過程有副反應發生，故A錯誤；
B．甲醇脫氫制備甲醛反應焓變大于0，正反應為吸熱反應，溫度升高平衡正向移動，甲醇生成甲醛的轉化率應增大，而實際上溫度高于650℃時甲醇轉化為甲醛的轉化率降低，說明該反應的催化劑活性降低，故B正確；
C．及時分離產品，降低生成物濃度，有利于平衡正向移動，有利于提高甲醇生成甲醛的轉化率，故C正確；
故答案為：BC；
(2)①由傳感器工作原理圖可知，HCHO發生氧化反應生成CO2，電極b為負極，電解質溶液顯酸性，所以電極反應式為HCHO-4e-+H2O=CO2+4H+；

②由圖可知，溫度低于22℃時，Ca(ClO)2處理甲醛污染水源的去除率高，溫度高于22℃時，NaClO處理甲醛污染水源的去除率高，春季水溫約15℃，所以選擇Ca(ClO)2處理甲醛污染的水源；

(3)恒容密閉容器中氣體壓強之比等于氣體的物質的量之比，初始投料為甲醇，起始壓強為101kPa，不妨設初始投料為101mol甲醇，平衡轉化率為50.0%，則列三段式有：

所以平衡時p(CH3OH)= p(HCHO)=p(H2)=50.5=kPa，Kp==50.5kPa。