【题目】甲醛(HCHO)俗称蚁醛,是一种重要的有机原料。
I.利用甲醇(CH3OH)制备甲醛
脱氢法: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,则△H2=_______。
(2)与脱氢法相比,氧化法在热力学上趋势较大,其原因为_______________。
(3)图1为甲醇制备甲醛反应的lg K(K为平衡常数)随温度(T)的变化曲线。曲线____(填“a”或“b”)对应脱氢法,判断依据为_________________。
II.甲醛的用途
(4)将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品(结构简式如图2),该物质在医药等工业中有广泛用途。若原料完全反应生成乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比为_______。
(5)将甲醛水溶液与硫酸镍(NiSO4)混合,可用于化学镀镍。若反应过程中有CO2产生,则该反应的离子方程式为____________________。
Ⅲ.甲醛的检测
(6)室内甲醛超标会危害人体健康,通过传感器可以监测空气中甲醛的含量。一种燃料电池型甲醛气体传感器的原理如图3所示,则b极的电极反应式为_________,当电路中转移4×10-4 mol电子时,传感器内参加反应的HCHO为_______mg。
【答案】 -149.73kJ/mol 脱氢法的反应为吸热反应,氧化法的反应为放热反应,放热反应在热力学上趋势较大。 b 脱氢、吸热 3:2 2Ni2++HCHO+H2O=2Ni+CO2↑+4H+ O2+4e-+4H+=2H2O 3
【解析】(1)根据盖斯定律,-4△H1+2△H2=△H3,则有△H2=(△H3+4△H1)/2=-149.73kJ/mol。
故答案为:-149.73kJ/mol;
(2)脱氢法的反应为吸热反应,氧化法的反应为放热反应,放热反应在热力学上趋势较大。
故答案为:脱氢法的反应为吸热反应,氧化法的反应为放热反应,放热反应在热力学上趋势较大。
(3)脱氢法的反应为吸热反应,随着温度升高,平衡向右移动,平衡常数增大,故曲线b对应脱氢法。
故答案为:b;脱氢吸热;
(4)每个乌洛托品分子中含有6个C原子,4个N原子,根据原子守恒可知,要形成1个乌洛托品分子,需要6个甲醛分子、4个氨气分子,则需要甲醛和氨气的分子个数之比为6∶4,即3∶2。分子数之比等于物质的量之比,所以甲醛与氨的物质的量之比为3∶2。
故答案为:3∶2;
(5)将甲醛水溶液与硫酸镍(NiSO4)混合,可用于化学镀镍,则甲醛与硫酸镍发生氧化还原反应,析出Ni单质,甲醛被氧化为CO2,Ni元素化合价由+2价降低到0价,甲醛中C元素由0价升高到+4价,NiSO4与HCHO的系数比为2∶1,根据化合价升降守恒配平得离子方程式为:2Ni2++HCHO+H2O=2Ni+CO2↑+4H+;
故答案为:2Ni2++HCHO+H2O=2Ni+CO2↑+4H+;
(6)HCHO转化为CO2,C元素由0价升高到+4价,失去电子,被氧化,所以a为电池负极,b为正极。酸性环境下,O2作正极的电极反应为O2+4e-+4H+=2H2O;负极的电极反应为HCHO-4e-+H2O = CO2↑+4H+,每反应1molHCHO转移4mol电子,当电路中转移4×10-4mol电子时,参见反应的HCHO为1×10-4mol,质量=30g/mol×1×10-4mol=3×10-3g=3mg。故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O;3。
故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O;3。
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【题目】已知p(A)=-lgc(A)。三种金属硫化物在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是
A. a点无ZnS沉淀生成
B. 可用MnS除去MnCl2溶液中混有的少量ZnCl2
C. 向CuS悬浊液中加入少量水,平衡向溶解的方向移动,c(S2-)增大
D. CuS和MnS共存的悬独液中,
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【题目】如图是一定温度和压强下,反应aX+bYcZ的速率—时间图象,下列叙述正确的是
A. 该反应从正反应开始
B. a∶c=1∶2
C. 开始时,X的浓度为0,逆反应速率最小
D. 两条曲线相交的点P表示反应达到化学平衡
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【题目】A、B、C、D四种化合物其焰色反应均为紫色,A、B、C和盐酸反应均得到D,将固体C加热可得到A,若向A的溶液中通入一种无色无味气体,又可制得C,若B与C的溶液混合可制得A,试推断:
(1)A是 , B是 , C是 , D是 .
(2)完成有关化学方程式:C→A , A→C , B+C→A .
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【题目】用如图装置进行实验,将液体A逐滴加入到固体B中,下列叙述正确的是
A. 若A为浓热酸,B为MnO2,C中盛有I2淀粉溶液,C中溶液变蓝色
B. 若A为H2O2,B为MnO2,C中盛有Na2S溶液,C中溶液变浑浊
C. 若A为浓氨水,B为生石灰,C中盛有AlCl3溶液,C中先产生白色沉淀后沉淀又溶解
D. 若A为浓H2SO4,B为CaCO3,C中盛有Na2SiO3溶液,C中溶液出现白色沉淀,证明非金属性S>C>Si
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【题目】由短周期元素组成的中学常见的无机物A、B、C、D、E、X存在如图转化关系(部分生成物和反应条件略去)。下列推断不正确的是
A. 若D是白色沉淀,D与A的摩尔质量相等,则X可能是铝盐
B. 若X是Na2S,C是气体,则A可能是氯气,且D和E能发生反应
C. 若D为CO,C能和E反应,则A是Na2O2,X的同素异形体只有3种
D. 若A是单质,B和D的反应是生成C,则E能还原Fe2O3
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【题目】下列说法正确的是
A.某试样焰色反应呈黄色,则试样中一定含有K+
B.过滤操作时,为了加快过滤可以用玻璃棒搅拌漏斗的液体
C.蒸馏装置中,温度计水银球的位置应该在蒸馏烧瓶支管口附近
D.粗盐的提纯实验中,用到了萃取、分液操作
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【题目】有机物M的合成路线如下图所示:
请回答下列问题:
(1)有机物A的系统命名为___________。
(2)F→E的反应类型为_________;B中所含官能团的名称为___________。
(3)M的结构简式为___________。
(4)C与新制Cu(OH)2悬浊液反应的化学方程式为___________。
(5)F有多种同分异构体,其中含苯环且与F所含官能团相同的同分异构体有_____种。
(6)参照M的合成路线,设计一条由丙烯和乙醇为起始原料制备丙酸乙酯的合成路线(无机试剂任选)___________________。
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