能源问题是人类社会面临的重大课题,甲醇是未来重要的绿色能源之一。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.0 kJ/mol
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-129.0 kJ/mol
(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为_____。
(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应Ⅰ,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如图。
①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为________;
②100 ℃时反应Ⅰ的平衡常数为________。
(3)在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下,将1.0 mol CO与2.0 mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是________(填字母序号)。
A.c(H2)减小 |
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢 |
C.CH3OH的物质的量增加 |
D.重新平衡时![]() |
E.平衡常数K增大
(4)工业上利用甲醇制备氢气的常用方法有甲醇蒸气重整法。该法中的一个主要反应为CH3OH(g)CO(g)+2H2(g),此反应能自发进行的原因是:___。
(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用下图装置模拟上述过程:
①写出阳极电极反应式_______________;
②写出除去甲醇的离子方程式___________________。
【有机化学基础】
有机物A有如下变化,其中只有B1既能使溴水褪色,又能和Na2CO3溶液反应生成CO2。
(l)C1中含有的官能团有____________ 。
(2)已知CH2=CH—OH不稳定,写出B1既可以发生银镜反应,又可以与金属钠发生反应的所有链状同分异构体的结构筒式:_______________________
(3)写出A与C2的结构简式:
A:_____________ ;C2:__________________ 。
(4)写出反应①与③的反应类型:
①_____________ 反应;③____________反应。
(5)写出反应②的化学方程式_____________________ 。
有机分子中碳原子连接四个不同的原子或原子团时,称为不对称碳原子(或手性碳原子),以*C表示,具有手性碳原子的有机物具有光学活性。如
①标出下列有机物X中的手性碳原子:
②若使有机物X通过化学变化,使生成物中不再具有手性碳原子从而失去光学活性,可能发生的反应类型有___________________。(只限一步转化)
已知:C是一种合成树脂,用于制备塑料和合成纤维,D是一种植物生长调节剂,用它可以催熟果实。根据以下化学反应框图填空:
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(1)写出A的电子式;C的结构简式;
(2)写出苯和液溴反应生成E的化学方程式;
其反应类型为。
已知某有机物的相对分子质量为58。根据下列条件回答:
若该有机物的组成只有C、H,则此有机物的分子式为;若它的核磁共振氢谱只有2个峰,则它的结构简式为。
乙烯与乙烷混合气体共a mol,与b mol的氧气共存于一密闭容器中,点燃
后充分反应,乙烯和乙烷全部消耗完,得到CO到CO2的混合气体和45g水。试求:
⑴ 当a =1时,乙烯和乙烷的物质的量之比n (C2H4)∶n (C2H6)= 。
⑵ 当a =1,且反应后CO和CO2混合气体的物质的量为反应前氧气的3/2时,则
b= ,得到的CO和CO2的物质的量之比n (CO)∶n (CO2)= 。
⑶a的取值范围是 。
⑷b的取值范围是 。