25.(10分)二甲醚(CH3OCH3)是一种新型的合成“柴油”。它可由生物甲烷或天然气合成。
(1)生物甲烷是由植物和动物粪便在一定条件下发酵而得的甲烷:
(C6H10O5)n+nH2O 3nCH4↑+3nCO2↑,若某植物纤维素(C6H10O5)n的含量为10%,某沼气池,当加入该植物162kg,在微生物作用下完全转化可得CH4在标准状况下的体积为__________________m3。
(2)合成二甲醚主要步骤为造气和合成。过程如下:
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若造气时,设每步转化率均为100%,设某天然气中只含5%CO2,不含其它杂质,每100m3天然气,应同时通入水蒸气和空气各多少体积(空气只含N2和O2且体积比为4:1,下同),才能保证合成时CO和H2充分利用。V[H2O(g)]=________m3;V(空气)=_________m3。
(3)为了充分利用反应过程中生成的比较纯净的氮气,某企业用天然气为主要原料联合生产二甲醚和氨,过程如下:
制气设备:①CH4+H2O→CO+3H2 ②2CH4+O2→2CO+4H2
合成塔I:CO+2H2→CH3OH,2CH3OH→CH3OCH3+H2O;
合成塔II:N2+3H2
2NH3
假设天然气中只含CH4,反应②中通入适量空气,通过调节①和②中投入的CH4的量,以使反应①剩余的H2和反应②剩余的N2的体积比恰为3:1,以便合成氨。该企业每生产34tNH3理论上同时可以得到二甲醚多少吨(设工业经多次转化,总转化率假定为100%,设合成塔I中水与CO不反应)?
19.(8分)不同元素的原子在分子内吸引电子的能力大小可用数值表示,该数值称为电负性。一般认为:如果两个成键元素间的电负性差值大于1.7,原子之间通常形成离子键;如果两个成键元素间的电负性差值小于1.7,通常形成共价键。下表是某些元素的电负性值:
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元素符号 |
Li |
Be |
B |
C |
O |
F |
Na |
Al |
Si |
P |
S |
Cl |
|
电负性值 |
0.98 |
1.57 |
2.04 |
2.55 |
3.44 |
3.98 |
0.93 |
1.61 |
1.90 |
2.19 |
2.58 |
3.16 |
观察上述数据,回答下列问题:
(1)通过分析电负性值变化规律,确定Mg元素电负性值的最小范围 。
(2)请归纳元素的电负性和金属、非金属的关系是 ;
(3)某有机化合物结构中含S-N键,其共用电子对偏向 (写原子名称)。
(4)从电负性角度,判断AlCl3是离子化合物,还是共价化合物的方法是:(写出判断的方法和结论) ;请设计一个实验方案证明上述所得到的结论: 。
18.(12分)学习了元素周期律后,同学们对第四周期过渡元素氧化物产生了浓厚的兴趣。是否只有二氧化锰能催化氯酸钾受热分解?氧化铁、氧化铜、氧化铬等对氯酸钾的受热分解有没有催化作用?对此他们进行了实验探究。请你根据要求完成下列部分实验报告。
I 课题名称:____________________________________________________________
II实验仪器及试剂:
实验仪器:带铁夹的铁架台、带橡皮塞的导管、量气装置、过滤装置、电子天平、药匙、 、 、 等。
实验试剂:二氧化锰、氧化铁、氧化铜、氧化铬和氯酸钾
III 实验步骤:略
IV 实验数据:
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实验 编号 |
KClO3(g) |
氧化物 |
产生气体(mL) |
耗时(s) |
||
|
化学式 |
质量(g) |
回收 |
(已折算到标况) |
|||
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1 |
0.60 |
- |
- |
- |
10 |
480 |
|
2 |
0.60 |
MnO2 |
0.20 |
90% |
67.2 |
36.5 |
|
3 |
0.60 |
CuO |
0.20 |
90% |
67.2 |
79.5 |
|
4 |
0.60 |
Fe2O3 |
0.20 |
90% |
67.2 |
34.7 |
|
5 |
0.60 |
Cr2O3 |
0.20 |
异常 |
67.2 |
188.3 |
V 实验讨论:
(1) 在氧化物的回收过程中,要进行过滤操作,所用的玻璃仪器是玻璃棒、 、 。
(2)实验编号3的实验中KClO3的分解率为___________________%(保留一位小数)
(3) 在用Cr2O3 做研究实验时,发现有刺激性气味的气体产生,同时绿色的混合物变成了橘黄色。该刺激性气体是 (填分子式),可用 试纸检验。上述异常现象产生的原因是 。
VI 实验结论:____________________________________________________________。