Question

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

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

①此反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是______

②反應(yīng)活化能：過(guò)程I___過(guò)程II（填“>”“=”或“<”）

③過(guò)程II溫度—轉(zhuǎn)化率圖如下，下列說(shuō)法合理的是_____

a．甲醇脫氫法制備甲醛過(guò)程無(wú)副反應(yīng)發(fā)生

b．溫度高于 650℃催化劑燒結(jié)，活性減弱

c．及時(shí)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(biāo)會(huì)危害人體健康，需對(duì)甲醛進(jìn)行含量檢測(cè)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(yīng)式為____，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移4×10-4 mol電子時(shí)，傳感器內(nèi)參加反應(yīng)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(yīng)急處理甲醛污染的水源應(yīng)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(xiě)出熱化學(xué)方程式；

②由圖可知反應(yīng)活化能：過(guò)程I>過(guò)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(shuō)明有其它副反應(yīng)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(shuō)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(yīng)方向移動(dòng)，所以及時(shí)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(fù)極，甲醛發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2，以此書(shū)寫(xiě)電極反應(yīng)式；根據(jù)電極反應(yīng)式計(jì)算反應(yīng)的甲醛的量。

②分析圖像可知，水溫約15℃時(shí)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(yīng)的熱化學(xué)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(yīng)活化能：過(guò)程I>過(guò)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(shuō)明有其它反應(yīng)發(fā)生，所以甲醇脫氫法制備甲醛過(guò)程有副反應(yīng)發(fā)生，故a錯(cuò)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(shuō)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(yīng)方向移動(dòng)，所以及時(shí)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(fù)極，甲醛發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2，電極反應(yīng)式為HCHO-4e-+ H2O= CO2+ 4H+；由反應(yīng)式可知，當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移4×10-4 mol電子時(shí)，傳感器內(nèi)參加反應(yīng)的甲醛（HCHO）為30g/mol=310-3g=3mg。

②分析圖像可知，水溫約15℃時(shí)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。