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(17分)CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,可以在一定条件下制备甲醇,二甲醚等多种有机物。工业上利用天然气(主要成分为CH4)与水进行高温重整制备合成气。
(1) 已知:CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol,且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式 。
(2)在一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示:
物质 浓度 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| CH4 | 0.2mol·L—1 | 0.13 mol·L—1 | 0.1 mol·L—1 | 0.1 mol·L—1 | 0.09 mol·L—1 |
| H2 | 0 mol·L—1 | 0.2 mol·L—1 | 0.3 mol·L—1 | 0.3 mol·L—1 | 0.33 mol·L—1 |
②3min时改变的反应条件是____________________(只填一种条件的改变)
(3)已知温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系:p1_______p2
(4)以天然气(设杂质不参与反应)、KOH溶液为原料可设计成燃料电池
①放电时,正极的电极反应式_______________________________________
②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L,放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 ____。 查看习题详情和答案>>
(1) 已知:CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol,且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式 。
(2)在一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示:
物质 浓度 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| CH4 | 0.2mol·L—1 | 0.13 mol·L—1 | 0.1 mol·L—1 | 0.1 mol·L—1 | 0.09 mol·L—1 |
| H2 | 0 mol·L—1 | 0.2 mol·L—1 | 0.3 mol·L—1 | 0.3 mol·L—1 | 0.33 mol·L—1 |
②3min时改变的反应条件是____________________(只填一种条件的改变)
(3)已知温度、压强、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②图2中两条曲线所示的压强比的关系:p1_______p2
(4)以天然气(设杂质不参与反应)、KOH溶液为原料可设计成燃料电池
①放电时,正极的电极反应式_______________________________________
②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L,放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 ____。
2010年第41届世博会在上海成功举办,其主题是“城市,让生活更美好”.
(1)低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,上海世博会的亮点之一是实现“二氧化碳零排放”.
①世博停车场,安装有汽车尾气催化光解设施,它能将汽车尾气中CO和NOx反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体,写出CO和NO在一定条件下反应的化学方程式:
②使用传统催化剂,使二氧化碳与某些有机物反应可以生成塑料,但反应时间长.目前诞生的纳米级催化剂增加了催化剂的表面积,提高了
③合理利用二氧化碳,可以提高生活质量,促进工业发展.在常压下,-78℃时,二氧化碳气体凝结成固态二氧化碳,俗称干冰.某学生买回一盒冰淇淋月饼,盒里有很多作为致冷剂的碎干冰.下列关于干冰处理的正确做法是
(A)将干冰放入冰箱 (B)让干冰在通风处自然升华
(C)直接将干冰倒入下水道 (D)用手取干冰扔入废物箱
④现在人们使用乙醇汽油作为汽车燃料充分体现了低碳经济,物质的量相同的乙醇与汽油(设为C8H18)均完全燃烧产生的CO2的物质的量之比为
(2)上海世博为实现环保世博、生态世博目标,如日本馆的超轻“膜结构”,能发电,会呼吸;澳大利亚馆外表,覆盖着比不锈钢更便宜耐用的“耐候钢”.因此材料是人类赖以生存和发展的重要物质基础.
①2010年上海世博会中国馆“东方之冠”的主体结构是用国产Q460钢制成的. 下列有关Q460钢的性质中,属于化学性质的是
A.强度高 B.能导电 C.耐腐蚀 D.抗震性好
②耐候钢看起来有些锈迹斑斑,再仔细一瞧却是光滑如新,这得益于耐候钢在大气中具有优良的抗蚀性能.请你列举两种防止铁制品被腐蚀的方法
③石英玻璃化学稳定性强、膨胀系数小,是一种特种玻璃,石英玻璃的主要成分是
④日本馆的超轻“膜结构”,这层膜白天能透过阳光,利用太阳能发电,从而实现了将
人类利用太阳能已有3000多年的历史,太阳能科技突飞猛进。塑晶学名为新戊二醇(NPG),它和液晶相似,塑晶在恒温44℃时,白天吸收太阳能而贮存热能,晚上则放出白天贮存的热能。NPG是一种白色结晶固体,熔点124-130℃,沸点210℃,主要作为生产聚酯树脂、无油醇酸树脂等。已知:NPG的结构式为:
,试回答下列问题:
(1)有关NPG说法正确的是 (填序号)。
A.NPG与乙二醇互为同系物
B.NPG可命名为:2,2-二甲基-1,3-丙二醇
C. NPG一定条件下能发生消去反应
D.研究确定NPG的结构,需经重结晶提纯并干燥、元素定量分析确定分子、相对分子质量测定和波谱分析确定结构
(2)已知同一个碳原子连两个羟基该物质不稳定,与NPG互为同分异构体且属于5碳直链稳定的二元醇有: 种;在其所有异构体中,消去2个水分子得到橡胶单体异戊二烯(
)的二元醇结构可能有: 种。
(3)NPG可与丙二酸等物质的量缩聚形成一种用途非常广泛的聚酯,该反应的化学方程式为: 。
(4)NPG合成方法之一是利用两种醛加成后再用Cu-ZnO作催化剂加氢得到,已知:
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则两种醛的结构简式是: 。
(5)二溴新戊二醇
,是一种纤维类织品的阻燃剂,文献记载二溴新戊二醇的合成方法,“季戊四醇先与浓度在98%以上的醋酸进行酯化反应,再通入溴化氢气体进行取代反应,保温后分离出二溴新戊二醇的二酯化物,然后于0.4-0.6Mpa压力下用甲醇和无机酸进行恒压酯分解,该合成方法反应温度低,生成的粗品二溴新戊二醇含量可达88%左右,产品收率高。”
试补充合成路线(只写相关反应物和相关生成物)
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(1)有关NPG说法正确的是 (填序号)。
| A.NPG与乙二醇互为同系物 |
| B.NPG可命名为:2,2-二甲基-1,3-丙二醇 |
| C.NPG一定条件下能发生消去反应 |
| D.研究确定NPG的结构,需经重结晶提纯并干燥、元素定量分析确定分子、相对分子质量测定和波谱分析确定结构 |
(3)NPG可与丙二酸等物质的量缩聚形成一种用途非常广泛的聚酯,该反应的化学方程式为: 。
(4)NPG合成方法之一是利用两种醛加成后再用Cu-ZnO作催化剂加氢得到,已知:
则两种醛的结构简式是: 。
(5)二溴新戊二醇
试补充合成路线(只写相关反应物和相关生成物)