二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的精细化工产品,被认为是二十一世纪最有潜力的燃料[ 已知:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) △H=-1455kJ/mol ]。同时它也可以作为制冷剂而替代氟氯代烃。工业上制备二甲醚的主要方法经历了三个阶段:
①甲醇液体在浓硫酸作用下或甲醇气体在催化作用下直接脱水制二甲醚;2CH3OHCH3OCH3+H2O
②合成气CO与H2直接合成二甲醚:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=-247kJ/mol
③天然气与水蒸气反应制备二甲醚。以CH4和H2O为原料制备二甲醚和甲醇工业流程如下:
(1)写出CO(g)、H2(g)、O2(g)反应生成CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式(结果保留一位小数) 。
(2)①方法中用甲醇液体与浓硫酸作用直接脱水制二甲醚,尽管产率高,但是逐步被淘汰的主要原因是 。
(3)在反应室2中,一定条件下发生反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)在密闭容器中达到平衡后,要提高CO的转化率,可以采取的措施是 。
A.低温高压 B.加催化剂 C.增加CO浓度 D.分离出二甲醚
(4)在反应室3中,在一定温度和压强条件下发生了反应:3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g) △H<0反应达到平衡时,改变温度(T)和压强(P),反应混合物CH3OH“物质的量分数”变化情况如图所示,关于温度(T)和压强(P)的关系判断正确的是 (填序号)。
A.P3>P2 T3>T2 B.P2>P4 T4>T2
C.P1>P3 T1>T3 D.P1>P4 T2>T3
(5)反应室1中发生反应:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0写出平衡常数的表达式: 。如果温度降低,该反应的平衡常数 。(填“不变”、“变大”、“变小”)
(6)如图为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。则a电极的反应式为:________________。
G(异戊酸薄荷醇酯)是一种治疗心脏病的药物,其合成路线如下:
已知:
①A能与FeCl3溶液发生显色反应
(1)A的结构简式为____________。
(2)C烃基上的一氯代物有种(不考虑立体异构)____________。
(3)D分子中含有种不同化学环境的氢原子____________。
(4)写出同时符合下列条件的A的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构):____________。
a.分子中有6个碳原子在一条直线上
b.分子中含一个—OH
(5)正戊醇可用作香料、橡胶促进剂等,写出以乙醇为原料制备CH3(CH2)3CHO的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程示意图示例如下:
利用芳香烃X和烯烃Y可以合成紫外线吸收剂BAD。
已知:G不能发生银镜反应,B遇FeCl3溶液显紫色,C到D的过程为引入羧基(—COOH)的反应。其中BAD结构简式为:
BAD的合成路线如下:
试回答下列问题:
(1)写出结构简式Y____________,D____________。
(2)属于加成反应的有____________(填数字序号)。
(3)1molBAD最多可与含____________molNaOH的溶液完全反应。
(4)写出方程式
反应④__________________。
F+E__________________。
(5)E有多种同分异构体,判断符合下列要求的同分异构体数目为____________种。
①能发生银镜反应 ②遇FeCl3溶液显紫色 ③核磁共振氢谱图中有四个吸收峰
据报导,目前我国结核病的发病率有抬头的趋势。抑制结核杆菌的药物除雷米封外,PAS—Na(对氨基水杨酸钠)也是其中一种。它与雷米封可同时服用,可以产生协同作用。已知:
①(苯胺,弱碱性、易氧化)
②
下面是PAS—Na的一种合成路线(部分反应的条件未注明):
(1)A与浓硝酸和浓硫酸的混合物可以发生取代反应,在30℃时反应主要得到B和它的一种同分异构体,在一定条件下也可以反应生成TNT,请写出A制取TNT的化学方程式:__________________,TNT的系统命名法为__________________。
(2)写出反应②的化学方程式,注明反应条件并配平:__________________。
(3)本题中的中间产物M的官能团的名称为____________,与题中M具有相同官能团的同分异构体并属于芳香族化合物的共有____________种(不含M本身)(不考虑立体异构)。
(4)反应①的反应类型为__________________。
(5)试剂X为,试剂Y为__________________。
甘蔗渣可综合利用,回答下列问题。
Ⅰ.甘蔗渣可生成一种常见单糖A,A在乳酸菌的作用下生成有机物B,B经过缩聚反应生成可降解塑料,其结构简式为:
(1)A的分子式是____________;
(2)下列有关B的叙述正确的是____________(填序号);
A. B的分子式为C3H6O3
B. 1 mol B可与2 mol NaOH反应
C. 1 molB与足量的Na反应可生成1 molH2
(3)B在一定条件下可生成C,C能使溴的四氯化碳溶液褪色。B生成C的化学方程式是____________;
Ⅱ. 甘蔗渣还可生产一种重要的化工原料D,D的相对分子质量为90,1 mol D与足量NaHCO3反应放出标准状况下44.8 L CO2。
(4)D的官能团名称是____________;
(5)等物质的量的D与乙二醇在催化剂作用下可生成链状高分子化合物,其化学方程式是________________
苯甲酸和苯甲酸钠均是食品防腐剂。某化学学习小组的同学们尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸,实验过程如下:按图示装置,在圆底烧瓶中放入适量甲苯和水,在石棉网上加热至沸,从仪器X上口加入适量高锰酸钾,继续煮沸并间歇摇动烧瓶,直到甲苯层消失,回流液不再出现油珠时停止反应。
按如下流程分离出苯甲酸:
已知:① 苯甲酸熔点为122 ℃,沸点为249 ℃。
② 不同温度下苯甲酸在水中溶解度:4 ℃—0.18 g,18 ℃—0.27 g,75 ℃—2.2 g;
③
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称是____________,冷却水应从口进入____________(填“a”或“b”)。
(2)分离苯甲酸的操作中,冰水浴冷却滤液的主要目的是____________,制得的苯甲酸晶体中可能含有的杂质是____________,为进一步提纯,应采用的方法是____________。
(3)芳香化合物A与苯甲酸分子式相同,A与NaOH溶液反应生成两种盐,该反应的化学方程式是____________。