甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用如下反应合成甲醇:
CO(g)+2H2(g) CH2O H(g)△H= xkJ/mo①右图是反应时CO和CH3 0H的浓度随时间的变化情况。从反应开始到平衡,用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)=__ __。
②下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡
常数(K)
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
由表中数据判断x 0(填“<”、“<”填“=”)
③某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得
c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为____。
(2)已知在常温常压下
①2CH3OH(1)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g) △H=—1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)△H=—566.0kJ/mol
③H2O(g) H2O(1) △H=—44.0kJ/mol
请计算1mol甲醇不完全燃烧生成lmolCO和液态水放出的热量为____。
(3)利用甲醇燃料电池设计如右图所示的装置:
则该装置中b为____极;Cu极的电极反应式为____。
当铜片的质量变化为25.6g时,a极上消耗的O2在标准状况下的体积为_ __L。
香豆素是一种天然香料,存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得:
以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去)
已知以下信息:
①A中有五种不同化学环境的氢;
②B可与FeCl3溶液发生显色反应;
③同一个碳原子上连有2个羟基通常不稳定,易脱水形成醛基。
请回答下列问题:
(1)香豆素的分子式为;
(2)由甲苯生成A的反应类型为;A的化学名称为。
(3)由B生成C的化学反应方程式为;
(4)B的同分异构体中含有苯环的还有种,其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有种;
(5)D的同分异构体中含有苯环的还有种,其中:
①既能发生银境反应,又能发生水解反应的是(写结构简式)。
②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是(写结构简式)。
选做
(1)写出有机物的系统命名:。
(2)键线式表示的分子式为;名称是。
中含有的官能团的名称为。
(3)丁基的4个结构简式为_______________________。
(1)可正确表示原子轨道的是:。
A.2s | B.2d | C.3p | D.3f |
(2)镓(Ga)原子序数为,写出其基态原子的电子排布式:。
(3)S单质的常见形式为S8,其环状结构如下图所示,S原子采用的轨道杂化方式是。
(4)用“>” “< ” “=” 填空:
第一电离能的大小:MgAl;熔点的高低:KClMgO。
(5)NO3-的空间构型为(用文字描述)。
(6)Ni是元素周期表中第28号元素,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是。CO与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为。
选做
(1)下图中A~D是中学化学教科书上常见的几种晶体结构模型,请填写相应物质的名称:
A________;B__________;C________;D__________。
(2)单质硼有无定形和晶体两种,参考下表数据,回答问题。
金刚石 |
晶体硅 |
晶体硼 |
|
熔点/K |
>3 823 |
1 683 |
2 573 |
沸点/K |
5 100 |
2 628 |
2 823 |
硬度/Moh |
10 |
7.0 |
9.5 |
①晶体硼的晶体类型是____________,理由是。
②已知晶体的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体,其中含20个等边三角形和一定数目的顶角,每个顶角上各有一个原子,试观察下图,回答:这个基本结构单元由个硼原子组成,其中B—B键的键角是_______,共含有个B—B键。
实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是_________(填字母)。
A.ΔH<0,ΔS<0B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS>0
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和4 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。
①从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=;CO2的转化率w(CO2)=。
②该反应的平衡常数K=。(只列表达式和计算式,不必计算出结果)
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是(填字母)。
A.将CH3OH(g)及时液化抽出B.升高温度
C.选择高效催化剂D.再充入l molCO2和4 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa时,16 g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出350.8kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:。
(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,其负极的电极反应式是:。