認(rèn)識(shí)掌握新反應(yīng) 提升素養(yǎng)強(qiáng)能力

■浙江省紹興魯迅中學(xué)

我國(guó)一直致力于有關(guān)化工新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，又有新的突破和新的進(jìn)展，如煤制烯烴、乙醇、PX及石油產(chǎn)品等。我國(guó)和國(guó)際上最近還有一些新的研究成果問世，如有關(guān)二氧化碳的最新轉(zhuǎn)化、Na2He的制取等。搜集并進(jìn)一步了解、認(rèn)識(shí)、掌握新的發(fā)展與新的反應(yīng)，宏觀與微觀結(jié)合，新潮與經(jīng)典結(jié)合，學(xué)習(xí)與練習(xí)結(jié)合，開闊視野，深入思考，接受理解，活學(xué)活用，可以增強(qiáng)我們的社會(huì)責(zé)任感與擔(dān)當(dāng)，善于應(yīng)用創(chuàng)新，增強(qiáng)快速領(lǐng)悟，學(xué)會(huì)分析推理與思索探究，真正培養(yǎng)素質(zhì)，提升能力?，F(xiàn)著重介紹、整理并拓展如下幾個(gè)方面，供大家參考。

一、煤的新技術(shù)與新應(yīng)用

煤干餾得焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣等，又進(jìn)一步發(fā)生氣化反應(yīng)、液化反應(yīng)，再由甲醇來(lái)制取一系列新產(chǎn)品，發(fā)生某些新反應(yīng)，需要多角度、多方面整理、分析，形成新思路，掌握新方法，應(yīng)用新成果。

(1)氣化反應(yīng)。

(2)液化反應(yīng)。

事實(shí)上可以寫一個(gè)CO與H2兩者按物質(zhì)的量之比1∶2作用生成一元飽和醇或醚的通式：

②若CO與H2兩者按物質(zhì)的量之比2∶3作用，則生成乙二醇或乙烯和水：

⑤若CO與H2兩者按一定的物質(zhì)的量之比作用也可用下列通式表示，即生成汽油(液態(tài)烷烴)，n：5～8。

⑥若CO與H2兩者按物質(zhì)的量之比1∶3作用，則生成甲烷：

(3)甲醇制乙烯、丙烯等。

(4)甲醇制乙醇。

二甲苯(PX)再氧化可制得對(duì)苯二甲酸，然后與乙二醇等縮聚制得滌綸等。

(6)“煤制油”又有新進(jìn)展。

最近，中科院山西煤炭化學(xué)研究所研究成功：由煤催化制柴油、石腦油、蠟等高品質(zhì)產(chǎn)品，具有國(guó)際先進(jìn)水平。

二、有關(guān)二氧化碳的最新轉(zhuǎn)化

節(jié)能減排、低碳生活等是全球大事，是大家的追求，更是不少科學(xué)家探究的主要方向。介紹、學(xué)習(xí)最新成果，了解、應(yīng)用新的知識(shí)，不僅能學(xué)習(xí)掌握新知識(shí)，增長(zhǎng)見識(shí)，領(lǐng)悟新的思路與好的方法，而且還可培養(yǎng)勇于探索新知的創(chuàng)新精神、擔(dān)當(dāng)社會(huì)責(zé)任及解決實(shí)際問題的能力。

1.人工“光合作用”。

美國(guó)佛羅里達(dá)州立大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人工觸發(fā)合成材料中的光合作用，可以將溫室氣體的主要成分CO2轉(zhuǎn)化為清潔空氣，同時(shí)產(chǎn)生能量，具有改善空氣質(zhì)量和創(chuàng)造清潔能源的巨大潛力。該大學(xué)尤里布-羅莫團(tuán)隊(duì)使用一種常見的無(wú)毒金屬鈦，添加有機(jī)分子后作為光的接收天線，由藍(lán)色LED光反應(yīng)器組成的發(fā)光藍(lán)色圓筒，模仿太陽(yáng)的藍(lán)色波長(zhǎng)，CO2緩慢加入到圓筒中，慢慢發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，被還原成兩種形式的碳——太陽(yáng)能燃料甲酸和甲酰胺，同時(shí)，圓筒內(nèi)的空氣得到凈化。作為“光合作用”，肯定另有O2生成，其化學(xué)方程式為：

2.CO2直接加氫制汽油。

據(jù)2017年5月6日網(wǎng)上披露，中科院大連所專家成功實(shí)現(xiàn)CO2直接加氫制取高辛烷值汽油，采用的新型復(fù)合催化劑含F(xiàn)e3O4等。

若CO2和H2兩者按物質(zhì)的量之比1∶4作用，則可制取甲烷：

3.“節(jié)能減排”的新方向。

將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇(也是制甲醇的一種新的好方法)：

或CO2與天然氣反應(yīng)，先生成CO、H2，再轉(zhuǎn)化為甲醇：

4.CO2轉(zhuǎn)化成乙烯。

①在酸性條件下，CO2電解可生成乙烯(宜用質(zhì)子隔膜)：

②也可以在一定條件下，通過下列反應(yīng)，將CO2轉(zhuǎn)變成乙烯：

5.CO2轉(zhuǎn)化成甲醛。

還有CO2與NH3在一定條件下，可轉(zhuǎn)化生成三聚氰酸、氨基甲酸銨或尿素等。

當(dāng)然，還有別的新應(yīng)用、新反應(yīng)，如美國(guó)的燃料空氣炸彈(“炸彈之母”)、中國(guó)的“炸彈之王”、俄羅斯的“炸彈之父”等的爆炸反應(yīng)及炸藥制取反應(yīng)，“腳臭”的最新研究成果等。

專項(xiàng)練習(xí)

1.2016年7月28日提供的消息，芝加哥伊利諾伊大學(xué)的科學(xué)家們已經(jīng)使用特殊屬性的化學(xué)物質(zhì)作為一種新型的催化劑，可以將大氣中的二氧化碳更高效、更便宜地轉(zhuǎn)化為燃料。該太陽(yáng)能電池由2塊硅光伏電池組成，當(dāng)每平方米有100 W的光照時(shí)，便開始化學(xué)反應(yīng)，從陰極產(chǎn)生氫氣和一氧化碳?xì)怏w，陽(yáng)極產(chǎn)生氧和氫離子，這個(gè)反應(yīng)產(chǎn)生的合成氣可以合成為柴油或者其他燃料。該研究團(tuán)隊(duì)稱，該太陽(yáng)能電池不僅能小范圍使用，也能應(yīng)用在大規(guī)模的太陽(yáng)能農(nóng)場(chǎng)。火星的大氣層中充滿了二氧化碳，如果能在火星上找到水，也許有一天它甚至能在火星上提供電力。試寫出該反應(yīng)的總方程式及陰極另一種反應(yīng)式：____。

2.研究人員已經(jīng)開發(fā)出了一種被稱作“第二皮膚”的高分子聚合物，未來(lái)有望直接用于醫(yī)治患者的皮膚，或者防止紫外線照射等方面。該新型聚合物為“XPL”，與真實(shí)的年輕皮膚擁有相同的力學(xué)性能。XPL由基于聚硅氧烷(polysiloxane-based)可調(diào)諧的材料制成，能夠提供具體的抗拉強(qiáng)度、彈性、黏附、閉塞性，以及收縮性水平。

試寫出聚二甲基硅氧烷的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：____。

3.燃料空氣炸彈(“炸彈之母”)中的燃料常用的有環(huán)氧乙烷、環(huán)氧丙烷、甲烷、丁烷、乙烯、乙炔、丙炔—丙二烯混合物、過氧化乙酰、二硼烷、無(wú)水偏二甲肼、硝基甲烷和硝酸丙酯等，并添加了鋁、硅硼鎂等助爆粉末。

(1)環(huán)氧乙烷的鏈狀同分異構(gòu)體的名稱是____，它與2molCH3NH2反應(yīng)的化學(xué)方程式是____。

(2)偏二甲肼與N2O4作用(火箭推進(jìn)劑)的化學(xué)方程式是____。

(3)據(jù)查“雛菊剪”戰(zhàn)斗部裝有5715kg的GSX漿狀炸藥，主要成分為硝酸銨、鋁粉和聚苯乙烯等，硝酸銨引爆方程式是____；苯乙烯的環(huán)狀同分異構(gòu)體是____(至少兩種)，苯乙烯的制取方法有：在一定條件下，苯與____發(fā)生____反應(yīng)或苯與____發(fā)生____反應(yīng)等。