【題目】甲醛(HCHO)俗稱(chēng)蟻醛,是一種重要的有機(jī)原料。

I.利用甲醇(CH3OH)制備甲醛

脫氫法:CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) △H1 = +92.09kJ/mol

氧化法:CH3OH(g) +1/2O2(g)=HCHO(g)+H2O(g) △H2

(1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.64 kJ/mol,則△H2=_______。

(2)與脫氫法相比,氧化法在熱力學(xué)上趨勢(shì)較大,其原因?yàn)?/span>_______________。

(3)圖1為甲醇制備甲醛反應(yīng)的lg K(K為平衡常數(shù))隨溫度(T)的變化曲線。曲線____(填“a”或“b”)對(duì)應(yīng)脫氫法,判斷依據(jù)為_________________。

II.甲醛的用途

(4)將甲醛水溶液與氨水混合蒸發(fā)可制得烏洛托品(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖2),該物質(zhì)在醫(yī)藥等工業(yè)中有廣泛用途。若原料完全反應(yīng)生成烏洛托品,則甲醛與氨的物質(zhì)的量之比為_______。

(5)將甲醛水溶液與硫酸鎳(NiSO4)混合,可用于化學(xué)鍍鎳。若反應(yīng)過(guò)程中有CO2產(chǎn)生,則該反應(yīng)的離子方程式為____________________。

Ⅲ.甲醛的檢測(cè)

(6)室內(nèi)甲醛超標(biāo)會(huì)危害人體健康,通過(guò)傳感器可以監(jiān)測(cè)空氣中甲醛的含量。一種燃料電池型甲醛氣體傳感器的原理如圖3所示,則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HCHO為_______mg。

【答案】 -149.73kJ/mol 脫氫法的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),氧化法的反應(yīng)為放熱反應(yīng),放熱反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)較大。 b 脫氫、吸熱 3:2 2Ni2++HCHO+H2O=2Ni+CO2↑+4H+ O2+4e-+4H+=2H2O 3

【解析】(1)根據(jù)蓋斯定律,-4△H1+2△H2=△H3,則有△H2=(△H3+4△H1)/2=-149.73kJ/mol。

故答案為:-149.73kJ/mol;

(2)脫氫法的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),氧化法的反應(yīng)為放熱反應(yīng),放熱反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)較大。

故答案為:脫氫法的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),氧化法的反應(yīng)為放熱反應(yīng),放熱反應(yīng)在熱力學(xué)上趨勢(shì)較大。

(3)脫氫法的反應(yīng)為吸熱反應(yīng),隨著溫度升高,平衡向右移動(dòng),平衡常數(shù)增大,故曲線b對(duì)應(yīng)脫氫法。

故答案為:b;脫氫吸熱;

(4)每個(gè)烏洛托品分子中含有6個(gè)C原子,4個(gè)N原子,根據(jù)原子守恒可知,要形成1個(gè)烏洛托品分子,需要6個(gè)甲醛分子、4個(gè)氨氣分子,則需要甲醛和氨氣的分子個(gè)數(shù)之比為6∶4,即3∶2。分子數(shù)之比等于物質(zhì)的量之比,所以甲醛與氨的物質(zhì)的量之比為3∶2。

故答案為:3∶2;

(5)將甲醛水溶液與硫酸鎳(NiSO4)混合,可用于化學(xué)鍍鎳,則甲醛與硫酸鎳發(fā)生氧化還原反應(yīng),析出Ni單質(zhì),甲醛被氧化為CO2,Ni元素化合價(jià)由+2價(jià)降低到0價(jià),甲醛中C元素由0價(jià)升高到+4價(jià),NiSO4與HCHO的系數(shù)比為2∶1,根據(jù)化合價(jià)升降守恒配平得離子方程式為:2Ni2++HCHO+H2O=2Ni+CO2↑+4H+;

故答案為:2Ni2++HCHO+H2O=2Ni+CO2↑+4H+;

(6)HCHO轉(zhuǎn)化為CO2,C元素由0價(jià)升高到+4價(jià),失去電子,被氧化,所以a為電池負(fù)極,b為正極。酸性環(huán)境下,O2作正極的電極反應(yīng)為O2+4e-+4H+=2H2O;負(fù)極的電極反應(yīng)為HCHO-4e-+H2O = CO2↑+4H+,每反應(yīng)1molHCHO轉(zhuǎn)移4mol電子,當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移4×10-4mol電子時(shí),參見(jiàn)反應(yīng)的HCHO為1×10-4mol,質(zhì)量=30g/mol×1×10-4mol=3×10-3g=3mg。故答案為:O2+4e-+4H+=2H2O;3。

故答案為:O2+4e-+4H+=2H2O;3。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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