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天然气是一种重要的化工原料.I.2014年5月,我国科学家成功实现了甲烷在无氧条件下选择活化,一步高效生产乙烯、苯、氢气等高值化学品.(1)苯的二氯代物的同分异构体有___种.(2
更新时间:2024-04-27 12:48:02
1人问答
问题描述:

天然气是一种重要的化工原料.

I.2014年5月,我国科学家成功实现了甲烷在无氧条件下选择活化,一步高效生产乙烯、苯、氢气等高值化学品.

(1)苯的二氯代物的同分异构体有___种.

(2)乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,反应的化学方程式为___.

(3)已知甲烷、乙烯、氢气燃烧的热化学方程式分别如下:

CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O ( l )△H=-890.3kJ•mol-1

C2H4(g)+3O2(g)═2CO2(g)+2H2O ( l )△H=-1 306.4kJ•mol-1

2H2(g)+O2(g)═2H2O ( l )△H=-571.6 kJ•mol-1

则2CH4(g)═C2H4(g)+2H2(g) 的△H=___.

Ⅱ.甲烷的传统转化利用,第一步制取合成气(CO、H2),第二步用合成气制取甲醇(CH3OH)、二甲醚(CH3OCH3)等.

(4)某温度下,将1mol CH4和1mol H2O(g)充入容积为0.5L的密闭容器中,发生如下反应:

CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)△H=+206.4kJ•mol-1

当反应达到平衡时,测得其平衡常数K=27.

①CH4的平衡转化率=___.

②如果其它条件不变,升高温度,CH4的平衡常数___(填“增大”、“减小”或“不变”).

(5)在一定条件下,合成气发生如下两个主要反应:

CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H=-90.1kJ•mol-1

2CO(g)+4H2(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H=-204.7kJ•mol-1.

仅根据如图,选择该条件下制取甲醇的最佳温度为___.

焦卫东回答:
  Ⅰ(1)苯的二氯代物有邻、间、对三种,故答案为:3;   (2)乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,反应方程式为CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,   故答案为:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;   (3)根据①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O ( l )△H=-890.3kJ•mol-1   ②C2H4(g)+3O2(g)═2CO2(g)+2H2O ( l )△H=-1 306.4kJ•mol-1   ③2H2(g)+O2(g)═2H2O ( l )△H=-571.6  kJ•mol-1   则2CH4(g)═C2H4(g)+2H2(g)可看作是①×2-②-③得到的,所以根据盖斯定律,反应的△H=-890.3kJ•mol-1×2+1 306.4kJ•mol-1+571.6  kJ•mol-1   =+97.4 kJ•mol-1,   故答案为:+97.4 kJ•mol-1;   Ⅱ(4)①设甲烷转化的浓度为xmol/L             CH4(g)+H2O(g)⇌CO(g)+3H2(g)   起始(mol/L)  2       2             0      0   转化(mol/L)  x       x                 x      3x   平衡(mol/L) 2-x      2-x               x      3x   根据K=x×(3x)
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