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:________________。
中学化学中几种常见物质的转化关系如下:
将D溶液滴入沸水中可得到以F为分散质的红褐色液体。请回答下列问题:
(1)写出D溶液滴入沸水中可得到红褐色液体的离子方程式是________________。此液体具有的性质是___________。(填写序号)
①光束通过该液体时形成光亮的“通路”。
②插入电极通直流电后,有一极附近液体颜色加深。
③向该液体中加入硝酸银溶液,无沉淀产生。
④将该液体加热、蒸干、灼烧后,有氧化物生成。
(2)A、B、H的化学式:A_______________B________________H_______________。
(3)① H2O2分子的电子式:______________
② 写出C的酸性溶液与双氧水反应的离子方程式___________________。
(4)在C溶液加入与C等物质的量的Na2O2,恰好使C转化为F,写出该反应的离子方程式:
氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英与焦炭在高温的氮气流中,通过以下反应制得:
(1)配平上述反应的化学方程式(将化学计量数填在方框内);
(2)该反应的氧化剂是,其还原产物是;
(3)该反应产生标准状况下11.2升CO气体,则电子转移摩尔。
(4)若有1摩尔焦炭与足量的SiO2、氮气反应,电子转移(填大于、等于或小于)2摩尔,理由是。
有机物A是重要的合成原料,在医药、染料、香料等行业有着广泛的应用。由A可以制得麻黄碱和其他很多物质。现有如下转化关系图(略去了由A→G,G→麻黄碱的部分反应物和条件):
请回答下列问题:
(1)关于麻黄碱下列说法正确的是(填字母)。
a.麻黄碱的分子式为C10H15NO
b.1mol麻黄碱可以对应消耗1molHCl或NaOH
c.麻黄碱可以发生消去和酯化反应
d.麻黄碱属于芳香烃
(2)已知有机物A的相对分子质量为106,A中含碳、氢、氧的质量之比为42:3:8,
则A的含氧官能团名称是;检验该官能团的实验是。
(3)反应①~⑤中属于取代反应的是(填序号)。
(4)写出D—B的化学方程式。
(5)F可作多种香精的定香剂,请写出B和C反应生成F的化学方程式。
(6)写出符合下列条件的同分异构体的结构简式。
①与中间产物G互为同分异构体
②既能发生消去反应,又能发生酯化反应
③苯环上的一氯取代物只有两种,分子结构中没有甲基
(7)已知:
溶解性 |
沸点 |
|
A |
微溶于水 |
179.0℃ |
E |
不溶于水 |
110.8℃ |
A可以由E制取,制取工艺中得到的是A、E混合物,分离该混合物的方法是。
下图是部分常见元素的单质及其化合物的转化关系图(有关反应的条件及生成的部分产物已略去)。已知:E为红棕色固体,K为浅绿色溶液;反应①②是化工生产中的重要反应;B、C、D、H是单质;B、C、D、F、G、H常温下是气态; F和H的水溶液均具有漂白作用,且F是形成酸雨的主要物质之一;N是一种常见的氮肥;化合物G为极易溶于水且易液化.
(1)化合物A中含有的短周期元素是(写元素符号),E的化学式_______。
(2)如何检验化合物N中的阳离子。
(3)写出J与F反应的离子方程式:,G与H反应的化学方程式:。
(4)等物质的量F和H的混合气体通入品红溶液中的现象为,原因是(用化学反应方程式表示)。
(5)已知C与D反应生成1.7g G 时放出4.26kJ的热量,则该反应的热化学方程为
。
A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子为Na+ 、Ag+、NO3-、SO42-、 Cl-,在如图所示装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、 B、 C三种溶液,电极均为石墨电极。接通电源,经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了10.8克。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系如图所示。据此回答下列问题:
(1)M为电源的_______极(填写“正”或“负”),甲、乙两个烧杯中的电解质分别为_______、_______(填写化学式)。
(2)计算电极f上生成的气体为_______mol。
(3)写出乙烧杯中的电解反应方程式: ________________________________。
(4)若电解后甲溶液的体积为10L,则该溶液的pH为___________ 。
(5)要使丙恢复到原来的状态,应加入适量的 (填写化学式)。