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甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法,制备过程涉及的主要反应如下: 反应I:CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g) △H1=+85.2kJ·mol-1 反应...
题目内容:
甲醛在木材加工、医药等方面有重要用途。甲醇直接脱氢是工业上合成甲醛的新方法,制备过程涉及的主要反应如下:
反应I:CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g) △H1=+85.2kJ·mol-1
反应II:CH3OH(g)+1/2O2(1)HCHO(g)+H2O(g) △H2
反应III:H2(g)+1/2O2(g)H2O(g) △H3=-241.8kJ·mol-1
副反应:
反应IV:CH3OH(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g) △H4=-393.0kJ·mol-1
(1)计算反应Ⅱ的反应热△H2=____________________________________________。
(2)750K下,在恒容密闭容器中,发生反应CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),若起始压强为P0,达到平衡转化率为α,则平衡时的总压强P平=___________(用含P0和α的式子表示);当P0=101kPa,测得α=50.0%,计算反应平衡常数Kp=___________kPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,忽略其它反应)。
(3)Na2CO3是甲醇脱氢制甲醛的催化剂,有研究指出,催化反应的部分机理如下:
历程i:CH3OH→H+·CH2OH
历程ⅱ:·CH2OH→·H+HCHO
历程ⅲ:·CH2OH→3·H+CO
历程iv:·H+·H→H2
下图表示一定条件下温度对碳酸钠催化脱氢性能的影响,回答下列问题:
①从平衡角度解析550℃-650℃甲醇生成甲醛的转化率随温度升高的原因___________;
②反应历程i的活化能___________(填“>、“<”或“=”)CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)活化能。
③650℃~750℃,反应历程ii的速率___________(填“>”、“<”或“=”)反应历程ⅲ的速率。
(4)吹脱是处理甲醛废水的一种工艺,吹脱速率可用方程v=0.0423c(mg·L-1·h-1)表示(其中c为甲醛浓度),下表为常温下甲醛的浓度随吹脱时间变化数据。
浓度(mg/L) | 10000 | 8000 | 4000 | 2000 | 1000 |
吹脱时间(h) | 0 | 7 | 23 | 39 | 55 |
则当甲醛浓度为2000mg/L时,其吹脱速率v=___________ mg·L-1·h-1,分析上表数据,起始浓度为10000mg/L,当甲醛浓度降为5000mg/L,吹脱时间为___________h。
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