20.氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源.
(1)水制取H2的常见原料,下列有关水的说法正确的是b
a.水分子是一种极性分子,水分子空间结构呈直线型
b.H2O分子中有2个由s轨道与sp3杂化轨道形成的σ键
c.水分子间通过H-O键形成冰晶体
d.冰晶胞中水分子的空间排列方式与干冰晶胞类似
(2)氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键.
①最近尼赫鲁先进科学研究中心借助ADF软件对一种新型环烯类储氢材料(C16S8)进行研究,从理论角度证明这种分子中的原子都处于同一平面上(如图1所示),每个平面上下两侧最多可存10个H2分子.分子中C原子的杂化轨道类型为sp2,C16S8中碳硫键键长介于C-S与C=S之间,原因可能是分子中的C与S原子之间有π键或分子中的碳硫键具有一定程度的双键性质,C16S8与H2微粒间的作用力是范德华力
②氨硼烷化合物(NH3BH3)是最近密切关注的一种新型化学氢化物储氢材料.请画出含有配位键(.用“→”表示)的氨硼烷的结构式;与氨硼烷互为等电子体的有机小分子是CH3CH3(写结构简式).
③一种具有储氢功能的铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,晶胞中Cu原子处于面心,Au原子处于顶点位置,氢原子可进人到由Cu原子与Au原子构成的四面体空隙中.若将Cu原子与Au原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与 CaF2的结构相似,该晶体储氢后的化学式为Cu3AuH8
④MgH2是金属氢化物储氢材料,其晶胞如图2所示,已知该晶体的密度ag?cm-3,则晶胞的体积为$\frac{52}{a•{N}_{A}}$cm3〔用含a,、NA的代数式表示,NA表示阿伏伽德罗常数〕.
19.布洛芬具有解热镇痛作用,常规剂量使用时,不良反应发生率低,是国内外包括世界卫生组织公认的用于小儿发热的经典解热镇痛药.布洛芬的结构简式如图:
(1)布洛芬的分子式为C13H18O2,根据布洛芬的结构分析,它与溴水不可以(填“可以”或“不可以“)发生反应.
(2)醇羰基化法合成布洛芬是以异丁苯为原料,经与乙酰氯的傅克酰化、催化加氢还原和催化羰基化3步反应制得布洛芬,为目前最先进的工艺路线,为国外多数厂家所采用,合成路线(部分反应条件略去)如下:
$→_{AlCl_{3}}^{CH_{3}COCl}$A$\stackrel{H_{2}}{→}$$\stackrel{CO}{→}$布洛芬
己知反应:+$\stackrel{AlCl_{3}}{→}$+HCl,请写出A的结构简式
(3)比布洛芬少5个碳原子的同系物X有多种同分异构体,写出同时满足下列条件的所有X的同分异构体结构简式
a.属于芳香族脂类化合物
b.核磁共振氢谱呈现4种峰,且峰面积之比为3:2:2:1
(4)已知:①CH3CH2CN$\stackrel{H_{2}O}{→}$CH3CH2COOH
②碳碳双键的加成规则:不对称的烯烃在一定条件下与HCN加成时,氢原子总是大部分加到含氢较多的双键碳原子上.
请设计合理方案以为原料合成布洛芬(用合成路线流程图表示;无机原料任选,并注明反应条件).
合成路线流程图示例如下:
C2H5OH$→_{170℃}^{浓硫酸}$CH2=CH2$\stackrel{Br_{2}}{→}$
16.甲醇是重要的化工原料,又可做为燃料.利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
ⅠCO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1
ⅡCO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-58kJ/mol
ⅢCO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
(1)物质的标准生成热是常用的化学热力学数据,可以用来计算化学反应热.即化学反应热:△H=生成物标准生成热综合-反应物标准生成热总和.
已知四种物质的标准生成热如表:
物质COCO2H2CH3OH(g)
标准生成热(kJ/mol)-110.52-393.510-201.25
A.计算△H1=-90.73kJ/molkJ/mol      B.△H3>0(填=、<、>)
(2)由甲醇在一定条件下制备甲醚.一定温度下,在三个体积均为1.0L的恒容密闭容器中发生反应:2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g).实验数据见表:
容器编号温度(℃)起始物质的量(mol)平衡物质的量(mol)
CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g)CH3OCH3(g)H2O(g)
a3870.20000.0800.080
b3870.4000
c2070.20000.0900.090
下列说法正确的是AD
A.该反应的正反应为放热反应
B.达到平衡时,容器a中的CH3OH体积分数比容器b中的小
C.容器a中反应到达平衡所需时间比容器c中的长
D.若起始时向容器a中充入CH3OH 0.15mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol,则反应将向正反应方向进行
(3)合成气的组成$\frac{n({H}_{2})}{n(CO+C{O}_{2})}$=2.60时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图所示.
①α(CO)值随温度升高而减小(填“增大”或“减小”),其原因是升高温度时,反应Ⅰ为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大;反应Ⅲ为吸热反应,平衡向右移动,CO产生的量也增大;总结果,随温度升高,使CO的转化率降低.
②图中P1、P2、P3的大小关系为P3>P2>P1,其判断理由是相同温度下,由于反应Ⅰ为气体分子数减小的反应,加压有利于提升CO的转化率;而反应Ⅲ为气体分子数不变的反应,产生CO的量不受压强影响;故增大压强,CO的转化率升高.
(4)甲醇可以制成燃料电池,与合成气制成燃料电池相比优点是:装置简单,减小了电池的体积;若以硫酸作为电解质其负极反应为:CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+
 0  153606  153614  153620  153624  153630  153632  153636  153642  153644  153650  153656  153660  153662  153666  153672  153674  153680  153684  153686  153690  153692  153696  153698  153700  153701  153702  153704  153705  153706  153708  153710  153714  153716  153720  153722  153726  153732  153734  153740  153744  153746  153750  153756  153762  153764  153770  153774  153776  153782  153786  153792  153800  203614 

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