目前合成法是制备甲醇最主要的方法.人工合成甲醇始于1923年.由德国巴登苯胺纯碱公司首先建成年产300吨甲醇的高压法装置.直到六十年代中期合成甲醇几乎都用高压法.原料是煤.水.空气.在制水煤气的反应中得到氢气和一氧化碳.经除尘.脱硫.变换.水洗后就可用来合成甲醇.主要反应为 2H2+CO®CH3OH,催化剂ZnO.Cr2O3,300-400℃.200-300大气压.平衡时甲醇蒸气含量达10%.经冷却.分离.粗制甲醇进入贮糟.氢气和一氧化碳可继续循环利用.粗甲醇的纯度为80-93%.主要杂质为水.乙醇.二甲醚. 异丁醇.经精制纯度可达99%. 1966年英国的卜内门化学公司研制成功铜系催化剂.并开发了低压合成甲醇工艺,简称ICl低压法;1971年德国鲁奇公司开发了另一种低压合成法.简称鲁奇低压法,低压法具有成本低的经济优势.采用活性好的铜系催化剂使反应温度也有所降低. 目前生产甲酵的原料已逐步大规模地转向石油和天然气.在天然气产地可将甲烷和氧气按9:1的体积比混合.在200℃和100个大气压的条件下.通过铜制管道反应制得甲 醇.反应式: 2CH4+O2 ®2CH3OH. 我国早在五十年代末已掌握了甲醇及合成甲醇催化剂的制备技术.六十年代末实现了氨和甲醇的联合生产.降低了两者的成本.从此甲醇催化剂及联醇的生产技术不断获得改进并取得较好的经济效益.到八十年代初我国低压合成甲醇催化剂已达到国际先进水平.据有关资料报道:八十年代中国甲醇年平均增长率达8.12%.发展速度是世界最快;1988年世界甲醇年产量为1256.5万吨,1989年原苏联年产甲醇达333.1万吨.美国324.2万吨,中国为59.10万吨,也位居世界前列. 【查看更多】

 

题目列表(包括答案和解析)

“氢能”将是未来最理想的新能源.
(1)实验测得,1g氢气燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为
 
.(填序号)
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);△H=-142.9kJ?mol-1
B.H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(l);△H=-285.8kJ?mol-1
C.2H2+O2=2H2O(l);△H=-571.6kJ?mol-1
D.H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g);△H=-285.8kJ?mol-1
(2)某化学家根据“原子经济”的思想,设计了如下制备H2的反应步骤
①CaBr2+H2O
 750℃ 
.
 
CaO+2HBr     
②2HBr+Hg
 100℃ 
.
 
HgBr2+H2
③HgBr2+
 
 250℃ 
.
 
 
       
④2HgO
 500℃ 
.
 
2Hg+O2↑
⑤2H2+O2
 点燃 
.
 
2H2O
请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式:
 
.并根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点:
 
.
(3)利用核能把水分解制氢气,是目前正在研究的课题.如图1是其中的一种流程,其中用了过量的碘.
完成下列反应的化学方程式:反应①
 
;反应②
 
.此法制取氢气的最大优点是
 
.
(4)目前有科学家在一定条件下利用水煤气(CO+H2)合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)
CuO/ZnO
CH3OH(g).甲醇的物质的量与反应温度的关系如图2所示:
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①合成甲醇反应,其反应热△H
 
0.(填“>”、“<”或“=”)
②其它条件不变,对处于E点的体系体积压缩到原来的
1
2
,正反应速率加快,逆反应速率
 
.(填“加快”、“减慢”、“不变”)重新平衡时
c(CH3OH)
c(CO)
 
.(填“增大”、“减小”或“不变”)
③据研究,合成甲醇反应体系中通入少量CO2有利于维持催化剂Cu2O的量不变,原因是(用化学方程式表示)
 
.

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研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式:                      。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是    。
a.容器中压强不变         b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH)        d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂。
(2)人工光合作用能够借助太阳能,用CO2和H2O制备化学原料.下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题:

①该过程是将           转化为           。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)
②催化剂b表面的电极反应方程式为                                     。
(3)某国科研人员提出了使用氢气和汽油(汽油化学式用C8H18表示)混合燃料的方案,以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用,储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2,该系统反应如下图所示:

解决如下问题:
①写出CaH2的电子式                     。
②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是:             。
③如该系统反应均进行完全,试写出该系统总反应的化学方程式                。

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(共16分)
Ⅰ实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:

可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚。
用少量的溴和足量的乙醇制备1,2—二溴乙烷的装置如下图所示:

有关数据列表如下:

回答下列问题:
(1)在此制各实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是            ;(填正确选项前的字母)
a.引发反应    b.加快反应速度     c.防止乙醇挥发   d.减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入      ,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体:(填正确选项前的字母)
a.水    b.浓硫酸       c.氢氧化钠溶液       d.饱和碳酸氢钠溶液 
(3)若产物中有少量副产物乙醚.可用       的方法除去;
(4)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是避免溴大量挥发,但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是                        。
Ⅱ.已知烯烃与苯在一定条件下反应生成芳香烃。如:

丙烯是三大合成材料的基本原料,可用于合成应用广泛的DAP树脂单体和双酚等有机物,具有重要的工业用途。
(1)写出丙烯在一定条件下发生聚合反应的化学方程式                       。
(2)丙烯在乙酸作用下与O2反应生成有机物A,其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的6.25倍,元素的质量分数为:碳60%、氧32%。A的分子式为             。
(3)丙烯与苯在一定条件下反应可生成D、E、F等多种芳香烃。红外光谱、核磁共振是研究有机物结构的重要方法,根据下列数据,画出D、E的结构。
D:元素组成:C89.94%、H10.06%;1H核磁共振有5个信号。
E:元素组成:C88.82%、H11.18%;1H核磁共振有3个信号。
F:元素组成:C88.82%、H11.18%;1H核磁共振有4个信号。
D:                。 E:                。

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(共16分)

Ⅰ实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:

可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在l40℃脱水生成乙醚。

用少量的溴和足量的乙醇制备1,2—二溴乙烷的装置如下图所示:

有关数据列表如下:

回答下列问题:

(1)在此制各实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是            ;(填正确选项前的字母)

a.引发反应    b.加快反应速度     c.防止乙醇挥发   d.减少副产物乙醚生成

(2)在装置C中应加入      ,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体:(填正确选项前的字母)

a.水    b.浓硫酸       c.氢氧化钠溶液       d.饱和碳酸氢钠溶液 

(3)若产物中有少量副产物乙醚.可用       的方法除去;

(4)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是避免溴大量挥发,但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是                        。

Ⅱ.已知烯烃与苯在一定条件下反应生成芳香烃。如:

丙烯是三大合成材料的基本原料,可用于合成应用广泛的DAP树脂单体和双酚等有机物,具有重要的工业用途。

(1)写出丙烯在一定条件下发生聚合反应的化学方程式                       。

(2)丙烯在乙酸作用下与O2反应生成有机物A,其蒸气密度是相同状况下甲烷密度的6.25倍,元素的质量分数为:碳60%、氧32%。A的分子式为             。

(3)丙烯与苯在一定条件下反应可生成D、E、F等多种芳香烃。红外光谱、核磁共振是研究有机物结构的重要方法,根据下列数据,画出D、E的结构。

D:元素组成:C89.94%、H10.06%;1H核磁共振有5个信号。

E:元素组成:C88.82%、H11.18%;1H核磁共振有3个信号。

F:元素组成:C88.82%、H11.18%;1H核磁共振有4个信号。

D:                。 E:                。

 

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温家宝总理多次指出要大力抓好节能降耗、保护环境。请你分析并回答下列问题:

(1)“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,具有“原子经济性”。下列化学反应不符合“绿色化学”思想的是             ____________________。

A.制备环氧乙烷:

B.制备硫酸铜Cu+2H2SO4CuSO4+SO2↑+2H2O

C.制备甲醇:   2CH4+O22CH3OH

D.制备硝酸铜:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

(2)冶金废水中含有[Au(CN)2]-,其电离出的CN-有毒,当与H+结合生成HCN时,其毒性更强。工业上处理这种废水是在碱性条件下,用NaClO将CN-氧化为CO32-和一种无毒气体,该反应的方程式为                                       _____________________________,在酸性条件下,ClO-也能将CN-氧化,但实际处理时却不在酸性条件下进行的主要原因是                        ____________________________________________________________。

(3)工业上目前使用两种方法制取乙醛——“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”。下面两表提供生产过程中原料、反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息:

乙炔水化法

乙烯氧化法

原料

乙炔、水

乙烯、空气

反应条件

HgSO4、100~125℃

PdCl2-CuCl2、100~125℃

平衡转化率

乙炔平衡转化率90%左右

乙烯平衡转化率80%左右

日产量

2.5吨(某设备条件下)

3.6吨(相同设备条件下)

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同步练习册答案