以CO、H2和CH2=CH2为原料,在钴催化剂作用下加压加热,可制取丙醛:
丙醛经反应②(加氢加成)可生成正丙醇、经反应③(催化氧化)可生成丙酸。由正丙醇和丙酸经反应④(酯化反应)生成丙酸正丙酯。请通过计算回答下列问题:
(1)理论上生产3.0 kg正丙醇至少需要标准状况下的氢气 L;
(2)由于副反应的发生,生产中反应①、反应②、反应③的产率分别为80%、80%、90%。若反应④中反应物转化率均为70%。则:
① 以2.8×103kg乙烯为原料,当反应②、反应③中丙醛的投料比为1∶1时,通过上述4步反应最多可制得丙酸正丙酯 kg;
② 反应④中增加正丙醇的投料并保持正丙醇的转化率不变,可以使丙酸的转化率提高20%,此时反应②和反应③中丙醛的投料比应为多少?
有机物A只含碳、氢、氧三种元素,分子中碳、氢、氧原子个数比为7:10:3,A具有酸性;1molA需要1mol氢氧化钠完全中和;1molA可以和1molBr2加成,已测定A的相对分子质量不大于150。各有机物的转化关系如图所示。
回答下列问题:
(1)写出A的结构简式 。
(2)反应③的反应类型是 。
(3)A—F六种物质中含有手性碳原子的是 (用字母填写)。
(4)写出一种符合下列条件的D的同分异构体的结构简式 。
①能发生银镜反应 ②能发生水解反应 ③结构中无和环状结构
(5)写出一定条件下F生成高分子化合物的反应方程式 。
(6)丙酮酸是E的最简单的同系物。
试以丙酮酸为原料合成乙二酸(用合成路线流程图表示,并注明反应条件)。
提示:①合成过程中无机试剂任选;②合成路线流程图示例如下:
超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:
2NO+2CO2CO2+N2
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H 0(填写“>”、“<”、“ = ”。
(2)前2s内的平均反应速率v (N2) = ___________________。
(3)在该温度下,反应的平衡常数K = 。
(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是 。
A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
①请在上表格中填入剩余的实验条件数据。
②请在给出的坐标图中,画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线是实验编号。
(1)环境专家认为可以用金属铝将水体中的NO转化为N2,从而清除污染。该反应中涉及的粒子有:H2O、Al、OH、Al(OH)3、NO、N2,请将各粒子分别填入以下空格内。
NO3—+ + + +
该反应过程中,被氧化与被还原的元素的物质的量之比为 。
(2)我国首创的海洋电池以海水为电解质溶液,电池总反应为:4Al+3O2+6H2O=
4Al(OH)3。正极材料采用了铂网,利用铂网为正极的优点是 。
(3)已知:4Al(s)+3O2(g)=2Al2O3(g) △H=-2834.9kJ/mol
Fe2O3(s)+C(s)= CO2(g)+2Fe(s) △H=+234.1kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=-393.5kJ/mol
写出铝与氧化铁发生铝热反应的热化学方程式 。
(4)将一定质量的钠铝合金置于水中,合金全部溶解,得到20mL pH=14的溶液,然后2mol/L盐酸滴定,可得沉淀质量与消耗的盐酸体积关系如右图,则合金的质量为 克。
KMnO4是一种常用的强氧化剂,工业上可以以软锰矿(主要成分MnO2,另含Al2O3、SiO2杂质)为原料,通过液相法生产。即在碱性条件下用氧气氧化MnO2得到K2MnO4,分离后得到K2MnO4,再用铂板作阳极,铁作阴极电解K2MnO4溶液得到KMnO4,简略生产过程如下所示:
回答下列问题:
(1)写出反应器中反应的方程式
(2)生产过程中最好使用含MnO280%以上的富矿,因为MnO2含量最低的贫矿会导致KOH消耗量偏高,用离子方程式表示KOH消耗偏高的原因 、
。
(3)写出电解槽中阴极和阳极的电极反应方程式
阴极: ;阳极: 。
在电解法中循环Ⅰ、Ⅱ中利用的共同物质是 。
(4)在传统工艺中,得到K2MnO4后,向其中通入CO2制备KMnO4,配平方程式:
K2MnO4+ CO2= KMnO4+ MnO2+ K2CO3
与传统法相比,液相法的优点是:__ _________。
某研究性学习小组拟取盐湖苦卤的浓缩液(富含K+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等),来制取较纯净的氯化钾晶体及液溴,他们设计了如下流程:
请根据以上流程,回答以下问题:
(1)操作①的名称:________;操作②的方法是:_____________;要从橙红色液体中分离出溴,可采取的操作名称是_ ____。
(2)操作③要得到较纯的固体B,其操作步骤包括 ,需要的玻璃仪器有:_________________。
(3)某同学提出一种新方案,对上述操作①后无色溶液进行除杂提纯,其方案如下:
(i)试剂A中有两种溶质,它们是 ,试剂B成分是 。(填化学式)
(ii)检验SO42-已除尽的方法是_________________________________________。
(ⅲ)用盐酸调节溶液的pH至pH=5的目的是 。
(ⅳ)进行操作⑤时,将溶液倒入 (填仪器名称)中,加热蒸发并用玻璃棒不断搅拌,直到 时(填现象),停止加热。
(ⅴ)控制溶液pH=12可确保Mg2+除尽,此时溶液中Mg2+物质的量浓度为 。
(已知Mg(OH)2的Ksp=1.6×10-11)