甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。

Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=206.0 kJ·mol-1

Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH=-129.0 kJ·mol-1

(1)CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为______________________________________________________。

(2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通入容积为100 L的反应室,在一定条件下发生反应Ⅰ,测得在一定的压强下CH4的转化率与温度的关系如右图。

①假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为________。

②100 ℃时反应Ⅰ的平衡常数为________。

(3)在压强为0.1 MPa、温度为300 ℃条件下,将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下发生反应Ⅱ生成甲醇,平衡后将容器的容积压缩到原来的,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是________(填字母序号)。

A.c(H2)减少

B.正反应速率加快,逆反应速率减慢

C.CH3OH 的物质的量增加

D.重新平衡c(H2)/c(CH3OH)减小

E.平衡常数K增大

(4)写出甲醇-空气-KOH溶液的燃料电池负极的电极反应式:__________________________________________________。

(5)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+做氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用如图装置模拟上述过程:

①写出阳极电极反应式____________________________。

②写出除去甲醇的离子方程式__________________________________。

 

由呋喃甲酸脱羧得到呋喃与丙酮在酸性条件下缩合,可得到八甲基四氧杂夸特烯。有关实验原理及流程如下;

步骤1:呋喃的制备

在圆底烧瓶中放置4.5 g呋喃甲酸(100 ℃升华,呋喃甲酸在133 ℃熔融,230~232 ℃沸腾,并在此温度下脱羧),按图安装好仪器。先大火加热使呋喃甲酸快速熔化,然后调节加热强度,并保持微沸,当呋喃甲酸脱羧反应完毕,停止加热。得无色液体呋喃(沸点:31~32 ℃,易溶于水)。

步骤2:大环化合物八甲基四氧杂夸特烯的合成

在25 mL锥形瓶中加入2.7 mL 95%乙醇和1.35 mL浓盐酸,混匀,在冰浴中冷至5 ℃以下,然后将3.3 mL丙酮和1.35 mL呋喃的混合液迅速倒入锥形瓶中,充分混匀,冰浴冷却,静置得一黄色蜡状固体。过滤,并用3 mL无水乙醇洗涤,用苯重结晶,得白色结晶八甲基四氧杂夸特烯。

(1)步骤1中用大火急速加热,其主要目的是____________________________。

(2)装置图中碱石灰的作用是__________________________________________;

无水氯化钙的作用是________________________________________________。

(3)脱羧装置中用冰盐浴的目的是_____________________________________。

(4)合成八甲基四氧杂夸特烯加入盐酸的目的是_________________________。

(5)确论产品为八甲基四氧杂夸特烯,可通过测定沸点,还可采用的检测方法有__________________________________________________________。

 

 0  111421  111429  111435  111439  111445  111447  111451  111457  111459  111465  111471  111475  111477  111481  111487  111489  111495  111499  111501  111505  111507  111511  111513  111515  111516  111517  111519  111520  111521  111523  111525  111529  111531  111535  111537  111541  111547  111549  111555  111559  111561  111565  111571  111577  111579  111585  111589  111591  111597  111601  111607  111615  203614 

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