【題目】甲醛在木材加工、醫藥等方面有重要用途。甲醇直接脫氫是工業上合成甲醛的新方法,制備過程涉及的主要反應如下:

反應I:CH3OH(g) HCHO(g)+H2(g) H1=+85.2kJ·mol1

反應II:CH3OH(g)+1/2O2(1)HCHO(g)+H2O(g) H2

反應III:H2(g)+1/2O2(g)H2O(g) H3=-241.8kJ·mol1

副反應:

反應IV:CH3OH(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g) H4=-393.0kJ·mol1

(1)計算反應的反應熱H2=____________________________________________。

(2)750K下,在恒容密閉容器中,發生反應CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),若起始壓強為P0,達到平衡轉化率為α,則平衡時的總壓強P=___________(用含P0α的式子表示);當P0=101kPa,測得α=50.0%,計算反應平衡常數Kp=___________kPa(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數,忽略其它反應)。

(3)Na2CO3是甲醇脫氫制甲醛的催化劑,有研究指出,催化反應的部分機理如下:

歷程i:CH3OH→H+·CH2OH

歷程ⅱ:·CH2OH→·H+HCHO

歷程ⅲ:·CH2OH→3·H+CO

歷程iv:·H+·H→H2

下圖表示一定條件下溫度對碳酸鈉催化脫氫性能的影響,回答下列問題:

①從平衡角度解析550℃-650℃甲醇生成甲醛的轉化率隨溫度升高的原因___________;

②反應歷程i的活化能___________(“>、“<”“=”)CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)活化能。

650℃~750℃,反應歷程ii的速率___________(“>”、“<”“=”)反應歷程的速率。

(4)吹脫是處理甲醛廢水的一種工藝,吹脫速率可用方程v=0.0423c(mg·L1·h1)表示(其中c為甲醛濃度),下表為常溫下甲醛的濃度隨吹脫時間變化數據。

濃度(mg/L)

10000

8000

4000

2000

1000

吹脫時間(h)

0

7

23

39

55

則當甲醛濃度為2000mg/L時,其吹脫速率v=___________ mg·L1·h1,分析上表數據,起始濃度為10000mg/L,當甲醛濃度降為5000mg/L,吹脫時間為___________h。

 0  203047  203055  203061  203065  203071  203073  203077  203083  203085  203091  203097  203101  203103  203107  203113  203115  203121  203125  203127  203131  203133  203137  203139  203141  203142  203143  203145  203146  203147  203149  203151  203155  203157  203161  203163  203167  203173  203175  203181  203185  203187  203191  203197  203203  203205  203211  203215  203217  203223  203227  203233  203241  203614 

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