甲醇是一种重要的化工原料。甲醇与水蒸气催化重整可获得清洁能源,具有广泛的应用前景。现有如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1mol CH3OH和1molH2O,一定条件下发生反应:CH3OH (g)+ H2O (g) CO2(g) +3 H2 (g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下表所示。
时间 物质 |
0 min |
10 min |
30 min |
60 min |
70 min |
CO2(mol/L) |
0 |
0.2 |
0.6 |
0.8 |
0.8 |
CH3OH(mol/L) |
1.0 |
0.8 |
0.4 |
0.2 |
0.2 |
①已知:CH3OH (g)+ O2 (g)
CO2(g) + 2H2 (g) H1= —192.9kJ/mol
H2(g)+O2 (g)
H2 O(g) H2= —120.9kJ/mol
则甲醇与水蒸气催化重整反应的焓变△H3=_____ 。
②10~30 min内,氢气的平均反应速率v(H2)=___________mol/(L·min)。
③该反应的平衡常数表达式为K=__________________。
④下列措施中能使平衡时n(CH3OH)/n(CO2)减小的是(双选)___________。
A.加入催化剂 B.恒容充入He(g),使体系压强增大
C.将H2(g)从体系中分离 D.再充入1molH2O
(2)甲醇在催化剂条件下可以直接氧化成甲酸。
①在常温下,用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20. 00 mL 0.1000 mol/L 甲酸溶液过程中,当混合液的pH=7时,所消耗的V(NaOH)___(填“<”或“>”或“=”) 20. 00 mL。
②在上述滴定操作中,若将甲酸换成盐酸,请在图中的相应位置画出相应的滴定曲线。(1滴溶液约0.04mL)
(4分) A为烃,B为烃的含氧衍生物,取等物质的量的A和B混合物共0.5mol在1.5mol的氧气中完全燃烧,生成1molCO2和1.5molH2O。另取一定量的A和B完全燃烧,将其以任意物质的量比混合,且物质的量之和一定试通过计算回答:
(1)若生成CO2和水的物质的量一定,则A和B的分子式分别是(任写一组)
(2)若耗氧量一定,则A和B的分子式分别是(任写一组)
红外光谱、质子核磁共振谱(PMR)是研究有机物结构的重要方法之一。
(1)在研究的化合物分子中——所处环境完全相同的氢原子在PMR谱中出现同一种信号峰。如(CH3)2CHCH2CH3在PMR谱中有4种信号峰。又如CH3-CHBr=CHX存在着如下的两种不同空间结构:因此CH3-CHBr=CHX的PMR谱上会出现氢原子的四种不同信号峰。在测定CH3CH=CHCl时,能得到氢原子给出的6种信号峰。由此可推断该有机物一定存在种不同的结构,
其结构简式分别为:。
(2)有机化合物A含碳77.8%,氢为7.40%,其余为氧,A的相对分子质量为甲烷的6.75倍。
①通过计算确定该有机物的分子式
②红外光谱测定,A分子结构中含有苯环和羟基。在常温下A可与浓溴水反应,1molA最多可与2molBr2作用,据此确定该有机物的结构有种
写出其中一种与溴水反应的化学方程式
烃A完全燃烧生成的二氧化碳的物质的量比水的物质的量少,0.1molA完全燃烧后的生成物全部被碱石灰吸收,使碱石灰增重26.6g。A的一溴取代产物有4种异构体,B1、B2就是其中的两种。对B2进行核磁共振氢谱分析,只有一种吸收峰。请根据下图所示的各有机物之间的转化填空:
(1)上述①~⑧反应中,属于取代反应的有_____,属于还原反应的是(填序号)。
(2)物质C2的名称:
(3)写出①的化学方程式:
(4)写出⑤的化学方程式:,反应类型为
(5)写出⑦的化学方程式:
(6)物质D是一种很有用价值的有机原料。可以聚合,生成高分子物质,写出反应的化学方程式,D与某烷发生烷基化反应生成分子式为C8H18的物质F,F的一卤代物只有4种,且碳链不对称。
写出F的结构简式其名称为。
烃被看作有机物的母体,请完成下列与烃的知识相关的练习:
(1)1mol链烃最多能和2mol氯气发生加成反应,生成氯代烃。1mol该氯代烃又能和6mol氯气发生取代反应,生成只含碳元素和氯元素的氯代烃。该烃的分子式
其可能的结构简式有种
(2)A、B、C三种烯烃各7g分别能与0.2gH2完全加成,反应后得到相同产物D。产物D的结构简式为,任写A、B、C中一种的名称
(3)人们对苯的认识有一个不断深化的过程。
①已知:RCOONa+NaOHR+Na2CO3。1834年德国科学家米希尔里希,通过蒸馏苯甲酸(
)和石灰的混合物得的液体命名为苯,写出苯甲酸钠与碱石灰共热生成苯的化学方程式
②由于苯的含碳量与乙炔相同,人们认为它是一种不饱和烃,写出C6H6的一种含叁键且无支链链烃的结构简式。
苯不能使溴水褪色,性质类似烷烃,任写一个苯发生取代反应的化学方程式
③烷烃中脱水2 mol氢原子形成1 mol双键要吸热,但1,3—环己二烯()脱去2 mol氢原子变成苯却放热,可推断苯比1,3—环己二烯(填“稳定”或“不稳定”)。
④1866年凯库勒(下图)提出了苯的单、双键交替的正六边形平面结构,解释了苯的部分性质,但还有一些问题尚未解决,它不能解释下列事实(填入编号)
a.苯不能使溴水褪色 b.苯能与H2发生加成反应
c.溴苯没有同分异构体 d.邻二溴苯只有一种
⑤现代化学认为苯分子碳碳之间的键是。
丙二酸二乙酯具有双重α-氢,呈现明显酸性,与卤代烃经下列步骤生成丙二酸类化合物,丙二酸类化合物不稳定,受热脱羧生成相应的一元羧酸:
(1)反应(Ⅰ)属__________反应。(填反应类型)
(2)现取CH3CH2Br,依上述条件及过程可合成相应的稳定的一元羧酸A和B,请写出其结构简式。
A:_________________________, B:_______________________________
(3)如需合成稳定的一元羧酸,所需溴代烃的结构简式为_______________,
写出合成时发生的第Ⅲ步反应的化学方程式 。
用此溴代烃还能合成稳定的只含有C、H、O三元素的二元羧酸C和D,其中C为链状、D为环状。其结构式分别为:
C:_________________________, D:______________________________。