能源是制约国家发展进程的因素之一。甲醇、二甲醚等被称为2 1世纪的绿色能源,工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚。
(1)工业上,可以分离合成气中的氢气,用于合成氨,常用醋酸二氨合亚铜
[Cu(NH3)2Ac]溶液(Ac=CH3COO-)(来吸收合成气中的一氧化碳,其反虚原理为:
[Cu(NH3)2Ac](aq)+CO+NH3[Cu(NH3)3]Ac•CO(aq)(△H<0)
常压下,将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu(NH3)2]AC溶液的措施是 ;
(2)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应a:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
反应b:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0
①对于反应a,某温度下,将4.0 mol CO2(g)和12.0 mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,测得甲醇蒸气的体积分数为30%,则该温度下反应的平衡常数为 ;
②对于反应b,某温度下,将1.0mol CO(g)和2.0 mol H2(曲充入固定容积的密闭容器中,反应到达平衡时,改变温度和压强,平衡体系中CH3OH的物质的量分数变化情况如图所示,温度和压强的关系判断正确的是 ;(填字母代号)
A.p3>p2,T3>T2
B.p2>p4,T4>T2
C.p1>p3,T1>T3
D.p1>p4,T2>T3
(3)CO可以合成二甲醚,二甲醚可以作为燃料电池的原料,化学反应原理为:
CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H<0
①在恒容密闭容器里按体积比为1:4充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是 ;
A.逆反应速率先增大后减小
B.正反应速率先增大后减小
C.反应物的体积百分含量减小
D.化学平衡常数K值增大
②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式 ;
③己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量。关于二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池,下列说法正确的是 (填字母)
A.两种燃料互为同分异构体,分子式和摩尔质量相同,比能量相同
B.两种燃料所含共价键数目相同,断键时所需能量相同,比能量相同
C.两种燃料所含共价键类型不同,断键时所需能量不同,比能量不同
(4)已知l g二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63 kJ,请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式 。
有人称煤炭是“工业的粮食”,通过煤的综合利用可以获得重要化工原料,如焦炭,它是煤的______ (填“蒸馏”或“干馏”)产物,可用于________________ (填出一种用途);以煤为原料可以制得水煤气,其反应的化学方程式为___________。
下列3种不同粒子H、
H、
H表示______种元素,______种核素,
H、
H、
H互称为__________________。
新合成的一种烃,其碳架呈三棱柱体(如图所示)
(1)写出该烃的分子式。
(2)该烃的一氯取代物是否有同分异构体(填“有”或“无”)。
(3)该烃的二氯取代物有多少种。
(4)该烃的同分异构体有多种,其中1种不能使酸性高锰酸钾溶液或Br2-CCl4溶液褪色,但在一定条件下能跟溴(或H2)发生取代(或加成)反应,这种同分异构体的结构简式是。
已知A的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平,现以A为主要原料合成一种具有果香味的物质E,其合成路线如下图所示。
请回答下列问题:
(1)写出A的电子式。
(2)B、D分子中的官能团名称分别是、。
(3)写出下列反应的化学方程式:
①;
②;
④。
(4)化学课外兴趣小组学生在实验室里制取的A中常混有少量的二氧化硫,老师启发他们设计了如右图实验以确认上述混合气体中有A和SO2。回答下列问题:
①I、II、III、IV装置可盛放的试剂是I;II;III;IV。(填字母)
A、品红溶液B、NaOH溶液C、浓硫酸D、酸性KMnO4溶液
②使用装置III的目的是。
甲酸甲酯水解反应方程式为:
某小组通过实验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表:
甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如下图:
(1)根据上述条件,计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率,结果见下表:
请计算15~20min范围内甲酸甲酯的减少量为mol,甲酸甲酯的平均反应速率为mol·min-1(不要求写出计算过程)。
(2)依据以上数据,推测该反应在10~40分钟间反应速率较快的原因:。