(14分) 能源短缺是人类面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1 反应II:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”),
②下表所列数据是反应Ⅱ在不同温度下的化学平衡常数(K)的变化
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
I.由表中数据判断ΔH2 0(填“>”、“<”或“=”),
Ⅱ.若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是 ,
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离 C.使用合适的催化剂 D.充入He,使体系总压强增大 E.按原比例再充入 CO和 H2
Ⅲ.某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)="0.2" mol·L-1,则CO的转化率为 ,此时的温度为 (从上表中选择);
(2)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如上图所示的原电池装置。
①该电池工作时,OH-向_______极移动(填“正”或“负”),
②该电池负极的电极反应为 。
A是面粉中的主要成分,C与E反应可生成F,D能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应产生砖红色沉淀。下图是A、B、C、D、E、F等几种常见有机物之间的转化关系图:
根据以上信息完成下列各题:
(1)A的化学式为____________,B的名称为_____________。
(2)C的结构简式为__________,D的结构简式为__________,F的结构简式为__________。
(3)C和E反应生成F的化学方程式为_________________________________。
(4)E与小苏打溶液反应的化学方程式为_______________________________________。
Ⅰ.可逆反应:A(g)+3B(g)2C(g)+3D(g),取1 mol A和2 mol B置于2L容器内。1分钟后,测得容器内A的浓度为0.2 mol/L。
(1)这时B的浓度为________mol/L,C的浓度为________mol/L。
(2)这段时间内反应的平均速率若以D的浓度变化来表示,应为________mol/(L·min)。
(3)如果保持容器内温度不变,反应前和反应后容器内压强之比为_____(最简整数比)。
Ⅱ.电解原理在化学工业中有广泛应用。下图表示一个电解池,装有电解液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液。请回答以下问题:
(4)在X极附近观察到的实验现象是:放出气体且______________。检验Y电极反应产物的方法是:把__________________放在Y电极附近,试纸变蓝色。
(5)当通过电解池通过1 mol电子时,两极共收集到________L气体(标准状况),电解池内的液体稀释到500 mL时,NaOH溶液浓度为________mol/L。
Ⅰ.在1~18号元素中,回答下列问题,答案要求写出化学式。
(1)最高价氧化物的水化物碱性最强的物质是______________,最高价氧化物的水化物酸性最强的物质是______________,气态氢化物最稳定的是______________。
Ⅱ.已知X、Y、Z是三种短周期元素,且原子序数按X、Y、Z的顺序依次增大,且原子序数之和为33,最外层电子数之和为11,在周期表中,X、Z上下相邻,Y、Z左右相邻。
(2)X、Y、Z的元素符号分别为___________、___________、___________。
(3)X和Z分别能与氧形成XO2和ZO2,XO2在固态时属于___________晶体,ZO2在固态时属于___________晶体。
酯是重要的有机合成中间体,广泛应用于溶剂、增塑剂、香料、粘合剂及印刷、纺织等工业,乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应:
请根据要求回答下列问题:
(1)欲提高乙酸的转化率,可采取的措施有,。(任写两点只要合理即可)
(2)浓硫酸的作用是:①、②。
(3)饱和NaCO3溶液的作用:
(4)目前对该反应的催化剂进行了新的探索,初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂,且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)
同一反应时间 |
同一反应温度 |
||||
反应温度/℃ |
转化率/% |
选择性/% |
反应时间/h |
转化率/% |
选择性/% |
40 |
77.8 |
100 |
2 |
80.2 |
100 |
60 |
92.3 |
100 |
3 |
87.8 |
100 |
80 |
92.6 |
100 |
4 |
92.3 |
100 |
120 |
94.5 |
98.7 |
6 |
93.0 |
100 |
选择性100%表示反应无副反应发生 |
根据表中数据,下列(填字母)为该反应的最佳条件。
A.120 ℃,4 h | B.80 ℃,2 h | C.60 ℃,4 h | D.40 ℃,3 h |
由环己烷可制得1, 4 – 环己二醇,下列有7步反应(其中无机产物都已略去),其中有②步属于消去反应,③步属于加成反应。试回答:
(1)反应属于取代反应。
(2)化合物的结构简式:B,C;
(3)反应④所用试剂和条件是;
(4)写出反应②、⑤的化学方程式:
反应②
反应⑤