(15分)甲醇可作为燃料电池的原料。工业上利用CO2和H2在一定条件下反应合成甲醇。
(1)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
②2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。
(2)甲醇脱氢可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡转化率随温度变化曲线如下图所示。回答下列问题:
①600K时,Y点甲醇的υ(逆) (正)(填“>”或“<”)
②从Y点到X点可采取的措施是______________________________________。
③有同学计算得到在t1K时,该反应的平衡常数为8.1mol·L-1。你认为正确吗?请说明理由 。
(3)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注。在相同的密闭容器中,使用不同方法制得的Cu2O(Ⅰ)和(Ⅱ)分别进行催化CH3OH的脱氢实验:CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)
CH3OH的浓度(mol·L-1)随时间t (min)变化如下表:
序号 |
温度 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
① |
T1 |
0.050 |
0.0492 |
0.0486 |
0.0482 |
0.0480 |
0.0480 |
② |
T1 |
0.050 |
0.0488 |
0.0484 |
0.0480 |
0.0480 |
0.0480 |
③ |
T2 |
0.10 |
0.094 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
0.090 |
可以判断:实验①的前20 min的平均反应速率 ν(H2)= ;实验温度T1 T2(填“>”、“<”);催化剂的催化效率:实验① 实验②(填“>”、“<”)。
(4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。现用如下图所示装置模拟上述过程,则Co2+在阳极的电极反应式为 ;除去甲醇的离子方程式为 。
燃烧法是测定有机化合物化学式的一种重要方法。在一定温度下取0.1 mol某气态烃A在O2中完全燃烧,生成CO2和水蒸汽,放出热量Q kJ,将生成物依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重7.2 g,碱石灰增重17.6 g。将烃A加入酸性KMnO4溶液或Br2的CCl4溶液,均能使它们褪色。
(1)写出烃A的分子式 ;
(2) 已知烃A分子结构高度对称且有两个甲基,请写出烃A的结构简式 ;
(3)写出烃A使Br2的CCl4溶液褪色的化学方程式 ;
(4)烃A在一定条件下可以通过加聚反应合成一种塑料,则该反应的化学方程式是 。
某含苯环的化合物A,其相对分子质量为104,碳的质量分数为92.3%。
(1)A的分子式为。
(2)A可与溴的四氯化碳溶液反应,写出A的结构简式。
(3)已知:。则A与稀、冷的KMnO4溶液在碱性条件下反应产物的结构简式可表示:。
(4)一定条件下,A与氢气反应,得到的化合物中碳的质量分数为85.7%,写出此化合物的结构简式。
下图为苯和溴取代反应的改进实验装置。其中A为带支管的试管改制成的反应容器,在其下端开了一个小孔,塞好石棉绒,再加入少量铁屑。
填写下列空白:
(1)向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液,几秒钟内就发生反应。写出A中所发生反应的化学方程式(有机物写结构简式): ,该反应的类型为 反应。
(2)试管C中苯的作用是 ;反应开始后,观察D试管,看到的现象为 ;能说明苯与溴发生的是取代反应而不是加成反应的现象为 。
(3)在上述整套装置中,具有防倒吸作用的仪器有 (填字母)。
(4)实验结束后,得到粗溴苯要用如下操作提纯,①蒸馏;②水洗;③用干燥剂干燥;④用10% NaOH溶液洗;⑤分液。正确的操作顺序是()
A.⑤④②①③ | B.④②⑤③① | C.④②⑤①③ | D.④⑤③①② |
用一只量筒收集CH4和Cl2的混合气倒扣在盛水的水槽中,用灯光照射量筒中的混合气体,一段时间后,可以观察到量筒内气体颜色,量筒壁上出现
,量筒内水面,量筒中的水溶液呈性。该反应的化学方程式是
(只写第一步)。
已 知C分子结构中只含有一种氢。F为高分子化合物,结构为:
,其他物质转化关系如下:
乙苯+Cl2———→ A ———→ B —
⑤ F
C + Br2——③→ D ———→ E —
(1) C的结构简式是:,名称为:E的键线式为:
(2)框图中属于取代反应的是(填数字代号):
(3)写出②反应进行所需条件:
(4)写出反应④的化学方程式: