[15分]甲烷自热重整是先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应有:

反应过程

化学方程式

焓变H

(kJ/mol)

活化能Ea

(kJ/mol)

甲烷氧化

CH4(g)+2O2(g)CO2(g)+2H2O(g)

-802.6

125.6

CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g)

-322.0

172.5

蒸汽重整

CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)

206.2

240.1

CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g)

165.0

243.9

回答下列问题:

(1)反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的H= kJ/mol。

(2)在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率 甲烷氧化的反应速率(填大于、小于或等于)。

(3)对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则反应CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的KP

随着温度的升高,该平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)从能量阶段分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于

(5)在某一给定进料比的情况下,温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图:

若要达到H2物质的量分数>65%、CO的物质的量分数<10%,以下条件中最合适的是

A.600,0.9MpaB.700,0.9MPaC.800,1.5MpaD.1000,1.5MPa

画出600,0.1Mpa条件下,系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始即时)

的变化趋势示意图:

(6)如果进料中氧气量过大,最终导致H2物质的量分数降低,原因是

 

[14分]实验室制备苯乙酮的化学方程式为:

制备过程中还有等副反应。

主要实验装置和步骤如下:

(I)合成:在三颈瓶中加入20 g无水AlCl3和30 mL无水苯。为避免反应液升温过快,边搅拌边慢慢滴加6 mL乙酸酐和10 mL无水苯的混合液,控制滴加速率,使反应液缓缓回流。滴加完毕后加热回流1小时。

)分离与提纯:

边搅拌边慢慢滴加一定量浓盐酸与冰水混合液,分离得到有机层

水层用苯萃取,分液

①②所得有机层合并,洗涤、干燥、蒸去苯,得到苯乙酮粗产品

蒸馏粗产品得到苯乙酮。回答下列问题:

(1)仪器a的名称:____________;装置b的作用:________________________________。

(2)合成过程中要求无水操作,理由是____________________________________________。

(3)若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈瓶,可能导致_________________。

A.反应太剧烈B.液体太多搅不动C.反应变缓慢D.副产物增多

(4)分离和提纯操作的目的是__________________。该操作中是否可改用乙醇萃取?_____(填“是”或“否”),原因是___________________________________。

(5)分液漏斗使用前须___________________并洗净备用。萃取时,先后加入待萃取液和萃取剂,经振摇并________________后,将分液漏斗置于铁架台的铁卷上静置片刻,分层。分离上下层液体时,应先________________,然后打开活塞放出下层液体,上层液体从上口倒出。(6)粗产品蒸馏提纯时,下来装置中温度计位置正确的是________________,可能会导致收集到的产品中混有低沸点杂质的装置是________________。

 

 

 0  110505  110513  110519  110523  110529  110531  110535  110541  110543  110549  110555  110559  110561  110565  110571  110573  110579  110583  110585  110589  110591  110595  110597  110599  110600  110601  110603  110604  110605  110607  110609  110613  110615  110619  110621  110625  110631  110633  110639  110643  110645  110649  110655  110661  110663  110669  110673  110675  110681  110685  110691  110699  203614 

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