甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,也是一种比较理想的燃料。甲醇在各个领域有着广泛的应用。
(1)实验测得:32 g甲醇在氧气中完全燃烧,生成二氧化碳气体和液态水时释放出726.4 kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式:_________________________。
(2)燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。下图是一个化学过程的示意图。2CH3OH+3O2+4KOH K2CO3+6H2O
①A(石墨)电极的名称是 。
②通入O2的电极的电极反应式是________________
③写出通入CH3OH的电极的电极反应式是 。
④乙池中反应的化学方程式为 。
⑤当电路中通过0.01mol电子时,丙池溶液的C(H+) = mol/L(忽略电解过程中溶液体积的变化)。
(3)合成甲醇的主要反应是:2H2(g)+ CO(g)CH3OH(g) △H="—90.8" kJ·mol—1。
①在恒温恒容条件下,充入一定量的H2和CO,发生反应2H2(g)+ CO(g) CH3OH(g)。则该反应达到平衡状态的标志有
a.混合气体的密度保持不变 b.混合气体的总压强保持不变
c.CO的质量分数保持不变 d.甲醇的浓度保持不变
e.v正(H2)= v逆(CH3OH) f.v(CO)= v(CH3OH)
②要提高反应2H2(g)+ CO(g) CH3OH(g)中CO的转化率,可以采取的措施是:
a.升温 b.加入催化剂
c.增加CO的浓度 d.加入H2
e.加入惰性气体 f.分离出甲醇
某芳香烃X(相对分子质量为92)是一种重要的有机化工原料,研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H是一种功能高分子材料。
已知:(苯胺,易被氧化)
(1)X的结构简式:,反应⑤的类型:。
(2)E中官能团的名称:。
(3)反应②③两步能否互换,(填“能”或“不能”)理由是:。
(4)反应④的化学方程式是:。
(5)写出同时满足下列条件的阿司匹林的一种同分异构体的结构简式:。
①苯环上一卤代物只有2种;
②能发生银镜反应,分子中无甲基;
③1mol该物质最多能与3molNaOH反应。
(6)根据已有知识并结合相关信息,写出以A为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如:。
CaCl2常用于冬季道路除雪,建筑工业的防冻等,实验室常用作干燥剂。工业上常用大理石(含有少量Al3+、Fe2+、Fe3+等杂质)来制备。下图为实验室模拟其工艺流程:
已知:常温下,溶液中的Fe3+、Al3+、Fe2+以氢氧化物形式完全沉淀的pH分别为:3.7,4,9.7。
(1)反应Ⅰ中,需将大理石粉碎、搅拌,同时适当加热,其目的是:。写出反应Ⅰ中主要反应的离子方程式:。
(2)上述使用盐酸的浓度为10%,若用37%的浓盐酸来配制500mL的此盐酸所需的玻璃仪器有:玻璃杯、量筒、烧杯、胶头滴管、。
(3)反应Ⅱ中的离子方程式:。
(4)反应Ⅲ中必须控制加入Ca(OH)2的量,使溶液的pH约为8.0,此时沉淀a的成分为:,若pH过大,则可能发生副反应的离子方程式:。
苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。某化学小组用甲苯作主要原料制备苯甲酸,反应过程如下:
甲苯、苯甲酸钾、苯甲酸的部分物理性质见下表:
物质 |
熔点/℃ |
沸点/℃ |
密度/g·cm-3 |
在水中溶解性 |
甲苯 |
-95 |
110.6 |
0.8669 |
难溶 |
苯甲酸钾 |
121.5~123.5 |
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易溶 |
苯甲酸 |
122.4 |
248 |
1.2659 |
微溶 |
(1)将步骤①得到混合物加少量水,分离有机相和水相。有机相在(填“上”或“下”)层;实验操作的名称是。
(2)步骤②用浓盐酸酸化的目的是。
(3)减压过滤装置所包含的仪器除减压系统外,还有、(填仪器名称)。
(4)已知温度越低苯甲酸的溶解度越小,但为了得到更多的苯甲酸晶体,重结晶时并非温度越低越好,理由是。
(5)重结晶时需要趁热过滤,目的是。
原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。其中A的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等;C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同;D为它所在周期中原子半径最大的主族元素;E和C位于同一主族,F的原子序数为24。
(1)F原子基态的核外电子排布式为。
(2)在A、B、C三种元素中,第一电离能由大到小的顺序是(用元素符号回答)。
(3)元素B的简单气态氢化物的沸点远高于元素A的简单气态氢化物的沸点,其主要原因是。
(4)由A、B、C形成的离子CAB-与AC2互为等电子体,则CAB-的结构式为。
(5)在元素A与E所形成的常见化合物中,A原子轨道的杂化类型为。
(6)由B、C、D三种元素形成的化合物晶体的晶胞如图所示,则该化合物的化学式为。
氢气是清洁的能源,也是重要的化工原料。
(1)以H2为原料制取氨气进而合成CO(NH2)2的反应如下:
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=―92.40 kJ·mol-1
2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H=―159.47 kJ·mol-1
NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(l)△H=+72.49 kJ·mol-1
则N2(g)、H2(g)与CO2(g)反应生成CO(NH2)2(s)和H2O(l)的热化学方程式为。
(2)用丙烷和水为原料在电催化下制氢气,同时得到一种含有三元环的环氧化合物A,该反应的化学方程式为。该反应也可生成A的同分异构体——另一种环氧化合物B,B的核磁共振氢谱为下图中的(填“a”或“b”)。
(3)已知叠氮酸(HN3)不稳定,同时也能与活泼金属反应,反应方程式为:
2HN3=3N2↑+H2↑
2HN3+Zn=Zn(N3)2+H2↑
2 mol HN3与一定量Zn完全反应,在标准状况下生成67.2 L气体,其中N2的物质的量为。
(4)已知H2S高温热分解制H2的反应为:H2S(g)H2(g)+1/2S2(g) 在恒容密闭容器中,控制不同温度进行H2S的分解实验:以H2S的起始浓度均为c mol·L-1测定H2S的转化率,结果如右下图所示。图中a为H2S的平衡转化率与温度关系曲线,b曲线表示不同温度下反应经过相同时间且未达到化学平衡时H2S的转化率。若985℃时,反应经t min达到平衡,此时H2S的转化率为40%,则反应速率v(H2)=(用含c、t的代数式表示)。请说明随温度的升高,曲线b向曲线a逼近的原因:。
(5)用惰性电极电解煤浆液的方法制H2的反应为:C(s)+2H2O(l)=CO2(g)+2H2(g)现将一定量的1 mol·L-1 H2SO4溶液和适量煤粉充分混合,制成含碳量为0.02 g·mL-1~0.12g·mL-1的煤浆液,置于右图所示装置中进行电解(两电极均为惰性电极)。则A极的电极反应式为。