甲醇是一种新型的汽车动力燃料,工业上可通过CO和H2化合制备甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ⊿H 已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键 |
C—C |
C—H |
H—H |
C—O |
C≡O |
H—O |
键能/kJ·mol-1 |
348 |
413 |
436 |
358 |
1072 |
463 |
请回答下列问题:
(1)已知CO中的C与O之间为叁键连接,该反应的⊿H= ;
(2)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在容积固定为2L的密闭容器内充入1molCO和2molH2,加入合适催化剂(体积可以忽略不计)后在250°C开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min |
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
压强/MPa |
12.6 |
10.8 |
9.5 |
8.7 |
8.4 |
8.4 |
则从反应开始到20min时,以CO表示的平均反应速率= ,该温度下平衡常数K= ,若升高温度则K值 (填“增大”、“减小”或“不变”);
(3)下列描述中能说明上述反应已达平衡的是 ;
A、容器内气体的平均摩尔质量保持不变
B、2v(H2)正=v(CH3OH)逆
C、容器中气体的压强保持不变
D、单位时间内生成nmolCO的同时生成2nmolH2
(4)甲醇-空气燃料电池(DMFC)是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池,其工作原理示意图如右,该燃料电池的电池反应式为2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l),则负极的电极反应式为 。
常温下,在20.0mL 0.20mol/LCH3COONa溶液中滴加0.20mol/L的稀盐酸。溶液的Ph值的变化关系如右图所示。
(1) a >7.0的理由是(用离子方程式表示)
(2)如图,当加入稀盐酸的体积为V1mL时,溶液的pH值刚好为7.0。此时溶液中c(Cl-)c(CH3COOH)(填<、>或=)。简要写出判断依据
(3)当加入的盐酸的体积为20.0mL时,测定溶液中的c(H+)为1.3×10-3 mol/L,求CH3COH的电离平衡常数Ka(计算结果保留两位有效数字)。
双酚A,也称BPA,用来生产防碎塑料的原料。欧盟认为含双酚A奶瓶会诱发性早熟,从2011年3月2日起,禁止生产含化学物质双酚A的婴儿奶瓶。
(1)双酚A的结构简式如图Ⅰ所示。写出双酚A的分子式
(2)双酚A由苯酚和丙酮( )在酸性介质中反应制得。写出反应的化学方程式
(3)以双酚A和光气()为原料合成一种防碎塑料——聚碳酸酯,简称PC
结构简式如图Ⅱ。以PC为原料制成的婴儿奶瓶在使用过程中会析放出极少量的双酚A,长期使用可能损害婴儿的健康。
①以双酚A和光气合成PC的反应属反应
②写出由PC析放出双酚A的化学方程式
(4)下列关于双酚A和PC的叙述中,正确的是( 双选 )
A.双酚A分子中所有的碳原子都在同一平面上 |
B.双酚A和PC都是芳香衍生物 |
C.一定条件下双酚A和PC都可以和NaOH溶液反应 |
D.一定条件下1mol PC可以和6mol H2发生加成反应 |
有机物X(C11H9O6Br)分子中有多种官能团,其结构简式为: (其中Ⅰ、Ⅱ 为未知部分的结构),为推测X的分子结构,进行如下图所示的转化过程:
已知向D的水溶液中滴入FeCl3溶液显紫色,滴入NaHCO3溶液有无色无味气体产生,且D苯环上的一氯代物只有两种。
(1)D中含氧官能团名称,B→E的反应类型为;
(2)B和G在一定条件下可反应生成六元环状化合物的化学方程式:;
(3)X可能发生的反应有:(填字母标号)
A.加成反应 | B.消去反应 | C.取代反应 | D.氧化反应 |
(4)D有多种同分异构体,其中核磁共振氢谱中只有4种峰的同分异构体的结构简式为:(任写两种)。
能源短缺是人类社会面临的重大问题。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: CO(g) + 2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反应II: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) ΔH2
①下表所列数据是反应I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ΔH10 (填“>”、“=”或“<”)。
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中,5min后该反应达到平衡,测得c(CO)= 0.2 mol/L,则用H2表示的该反应的反应速率为:,此时的温度为(从上表中选择)。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH = -1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g)ΔH = -566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l)ΔH = -44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应为。
② 用该电池电解200mL饱和食盐水(溶质足量),一段时间后,阴极得标况下气体2.24L,电解后溶液的pH为(溶液体积变化忽略不计),要使电解后溶液复原,所加物质为(填名称)。
乙烯和溴水反应主要生成A,同时还有B和溴乙烷生成。各物质的转化关系如下图。
已知:E的结构简式为,I的分子式为C4H4O4,是一种环状化合物。
请回答下列问题:
(1) E的分子式是_______;B的结构简式是___________________
(2) 在乙烯的同系物中,所有碳原子一定共平面且碳原子数最多的分子的结构简式是
_______,名称是______________
(3) 在反应①〜⑩中,属于取代反应的是⑥和_______(填写编号);
(4) 写出反应⑩的化学方程式_____________________
(5) J是I的同分异构体,且1 mol J与足量的NaHCO3溶液反应可放出2mol CO2气体,请写出一种符合条件J的结构简式_______