Question

甲醛是一种重要的化工原料，常用于生产脲醛树脂及酚醛树脂，在木材加工中的地位及其重要。

(1)工业中甲醛的制备方法常用以下几种。

①甲醇氧化法

CH₃OH(g)=HCHO(g)+H₂(g)  △H = +84kJ/mol

2H₂(g)+O₂(g)=2H₂O(g)   △H = -484kJ/mol

CH₃OH(g)与O₂(g)反应生成HCHO(g)和H₂O(g)的热化学方程式是_______。

②天然气氧化法

在600-680℃下，使天然气（主要成分是CH₄）和空气的混合物通过铁、钼等的氧化物催化剂，直接氧化生成甲醛。反应的化学方程式是_______。

(2)甲醛是污染室内环境的主要污染物，被称为室内污染“第一杀手”。

①去除甲醛有多种方法，其中，催化氧化法是一种比较高效的除甲醛方法。Na-Pt/TiO₂催化剂催化氧化甲醛的反应机理如下图所示：

下列有关说法正确的是______（选填字母序号）。

a.该方法除去甲醛的化学方程式是：HCHO+O₂CO₂+H₂O

b.Na-Pt/TiO₂催化剂能加快甲醛氧化速率，也能提高甲醛的转化率

c.反应过程中，HCHO只有部分化学键发生断裂

② 为测定居室中甲醛含量，将50L居室中气体缓缓通入25.00mL 0.01mol∙L^-1高锰酸钾酸性溶液中，使空气中的甲醛完全吸收，再用0.05mol∙L^-1H₂C₂O₄溶液滴定，至终点时消耗H₂C₂O₄溶液12.20mL 。

反应原理为：4MnO₄^—+12H⁺+5HCHO=4Mn²⁺+5CO₂↑+11H₂O

2MnO₄^— +6H⁺+5H₂C₂O₄=2Mn²⁺+10CO₂↑+8H₂O

滴定终点的现象是_______。该室内空气中甲醛的含量是______mg/L。

Answer

2CH3OH(g)+O2(g)=2HCHO(g)+2H2O(g) △H = -316kJ/mol CH4+O2 = HCHO+H2O a c 高锰酸钾紫色褪去 0.0045mg/L

【解析】

(1)根据盖斯定律进行分析计算；
②CH4和空气的混合物通过铁、钼等的氧化物催化剂，生成甲醛，根据电子守恒和元素守恒分析可知还生成水；
(2)①a．由图可知生成二氧化碳和水；
b．催化剂对平衡移动无影响；
c．图中C=O未断裂；
②高锰酸钾为紫色，结合4MnO4-+12H++5HCHO═4Mn2++5CO2↑+11H2O、2MnO4-+6H++5H2C2O4═2Mn2++10CO2↑+8H2O计算。

：(1)①由I．CH3OH(g)═HCHO(g)+H2(g)△H=+84kJ/mol
II.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ/mol
结合盖斯定律可知，I×2+II得到2CH3OH(g)+O2(g)═2HCHO(g)+2H2O(g)△H=-316kJ/mol，
故答案为：2CH3OH(g)+O2(g)═2HCHO(g)+2H2O(g)△H=-316kJ/mol；
②CH4和空气的混合物通过铁、钼等的氧化物催化剂，直接氧化生成甲醛，根据电子守恒和元素守恒分析可知还生成水，反应为CH4+O2HCHO+H2O，故答案为：CH4+O2HCHO+H2O；
(2)①a．由图可知生成二氧化碳和水，除去甲醛的化学方程式是：HCHO+O2 ═CO2+H2O，故正确；
b．催化剂对平衡移动无影响，可加快反应速率，甲醛的转化率不变，故错误；
c．图中C=O未断裂，则反应过程中，HCHO只有部分化学键发生断裂，故正确；
故答案为：ac；
②滴定终点的现象是高锰酸钾紫色褪去，且半分钟不变，由2MnO4-+6H++5H2C2O4═2Mn2++10CO2↑+8H2O可知，剩余的高锰酸钾为0.0122L×0.05mol•L-1×=0.000244mol，则由4MnO4-+12H++5HCHO═4Mn2++5CO2↑+11H2O可知，HCHO的物质的量为(0.025L×0.01mol/L-0.000244mol)×=0.0000075mol，该室内空气中甲醛的含量是=0.0045mg/L，
故答案为：高锰酸钾紫色褪去；0.0045。