第十七章 氢
氢气的管理制度
氢气的管理制度第一章总则第一条为了规范和加强对氢气的管理,保障工作人员和公众的安全与健康,制定本管理制度。
第二条本管理制度适用于所有生产、储运、使用氢气的单位及相关人员,包括但不限于氢气生产企业、储运企业、使用单位和技术服务机构。
第三条氢气管理应当遵循“安全第一、预防为主”的原则,确保氢气的安全生产和使用。
第四条各单位应当建立健全氢气管理组织机构,确定专门的管理人员,负责氢气管理工作。
第五条任何单位和个人不得违反国家法律法规和标准执行氢气管理制度。
第二章氢气生产管理第六条氢气生产企业应当依法取得相关资质和许可,并建立健全氢气生产安全管理制度。
第七条氢气生产企业应当建立健全氢气生产作业规程,明确操作程序和安全操作要求。
第八条氢气生产企业应当建立健全氢气生产设备的定期检测和维护制度,确保设备运行安全可靠。
第九条氢气生产企业应当建立健全氢气事故应急预案,定期组织演练,并保证应急设备和物资齐全有效。
第十条氢气生产企业应当确保生产现场安全生产措施得到落实,避免可能引发事故的隐患。
第三章氢气储运管理第十一条氢气储运企业应当依法取得相关资质和许可,并建立健全氢气储运安全管理制度。
第十二条氢气储运企业应当建立健全氢气储运作业规程,明确操作程序和安全操作要求。
第十三条氢气储运企业应当建立健全氢气储存设施的定期检测和维护制度,确保设施运行安全可靠。
第十四条氢气储运企业应当建立健全氢气运输车辆的定期检测和维护制度,确保车辆运行安全可靠。
第十五条氢气储运企业应当建立健全氢气事故应急预案,定期组织演练,并保证应急设备和物资齐全有效。
第十六条氢气储运企业应当确保储运现场安全生产措施得到落实,避免可能引发事故的隐患。
第四章氢气使用管理第十七条氢气使用单位应当建立健全氢气使用安全管理制度,明确操作程序和安全操作要求。
第十八条氢气使用单位应当对操作人员进行安全生产教育和培训,确保其具备安全生产的相关知识和技能。
第十九条氢气使用单位应当建立健全氢气使用设备的定期检测和维护制度,确保设备运行安全可靠。
17章制氢、氢冷却
第十七章制氢及发电机氢冷却近几十年来,人们为了增加单机容量,在发电机的冷却方式上做了许多改进,即不仅采用了较好的冷却介质(如水和氢气),而且发展了把水和氢气直接引入导线内部的直接冷却技术,从而使发电机的线负荷和绕组电流密度比气体表面冷却提高了3~4倍,单机容量从过去的100MW提高到1200MW以上。
发电机采用氢气冷却,具有较高的运行可靠性和技术经济性,为国内外大多数汽轮发电机的制造厂家广泛采用。
第一节发电机的冷却一、发电机的冷却方式与通风系统由于提高发电机的单机容量,靠增大发电机体积以增加铜线绕组和铁芯容量的办法,受到了加工、运输、安装等条件的限制,所以只有增加铜线绕组的电流密度。
而绕组的电流密度愈大,由它所产生的热量也就愈多。
因此,只有采用有效的冷却介质和冷却方式,才能提高发电机的功率。
汽轮发电机的冷却介质主要有氢气和纯水两种,而其冷却方式又分为外冷式和内冷式汽轮发电机两种。
有关冷却介质的性质将在下面介绍。
1.外冷式汽轮发电机外冷式又称表面冷却式,其冷却介质为气体(空气或氢气),气体在绕组导线和铁芯的表面流过时与发热体接触,吸收发热体表面的热量后随流动的气流带走。
所以,表面冷却只有发热体产生的热量全部导至物体表面时才能被气体冷却,为提高冷却效果,应尽量增大接触面积。
外冷式发电机是由安装在转子轴上的风扇压入(称压入式)或抽出(称抽出式)后,通过各部位的冷通道,对发电机进行冷却。
被加热了的热气流又经过热通道进入水冷却器,热量由水带出,冷却后的气体再经过冷通道被风扇压入或抽出,在发电机内部形成一个密闭式的循环通风系统。
如果按气流沿定子流动的主要方向来分,氢外冷又分为轴向通风、径向通风和周向分区径向通风三种。
目前氢外冷常用于单机容量为100MW以下的汽轮发电机组,氢压一般为0.15~0.20MPa,其冷却效率比空气冷却提高0.6%~1.0%。
所以,100MW以上的汽轮发电机组多采用氢内冷或水内冷。
2.内冷式汽轮发电机内冷式又称直接冷却式,其冷却介质为气体(空气或氢气)或液体(水或油)。
大学物理 第十七章 量子力学基础3
e2
运用球坐标系
1 2 1 ( r ) (sin ) 2 2 r r r r sin 1 2 2m e2 2 2 2 (E ) 0 2 r sin 40 r
17
将 分离变量为
( r, , ) R( r )( )( )
科学家简介——尼尔斯· 玻尔
6
尼尔斯· 玻尔
尼尔斯· 玻尔(Bohr,Niels)1885年10月 7日生于丹麦首都哥本哈根,父亲是哥本 哈根大学的生理学教授.从小受到良好 的家庭教育.1903年进入哥本哈根大学 学习物理,1909年获科学硕士学位, 1911年获博士学位.大学二年级时研究 水的表面张力问题,自制实验器材,通 过实验取得了精确的数据,并在理论方 面改进了物理学家瑞利的理论,研究论 文获得丹麦科学院的金奖章.
23
在不同的状态中,电子在各处出现的概率是不一样 的.如果用疏密不同的点子表示电子在各个位臵出现的概 率,画出图来,就像云雾一样,可以形象地称做电子云. 注意:1)电子云是几率云,只知电子在何处出现的几 率大小,要问电子在何处,答曰;“云深不知处” 2)电子没有确定的轨道,所谓“轨道”只是电子出现几 率最大的地方。 对于基态 n 1.l 0, ml 0
14
m
E(eV)
0(电离态) -0.54 -0.85 -1.51
布喇开系
帕邢系 巴耳末系
5 4
3
2
-3.39
赖曼系
1 氢原子中电子的能级
15
-13.6(基态)
玻尔把当时人们持极大怀疑的普朗克--爱因斯坦 的量子化与表面上毫不相干的光谱实验巧妙地结合起 来,解释了近30年的光谱之谜--巴耳末与里德伯的公 式,并首次算出里德伯常数。 在表面上完全不同的事物之间寻找它们的内在联系, 这永远是自然科学的一个令人向往的主题。 玻尔能成功解释氢原子光谱的规律性,但不能解 释复杂光谱规律等问题。产生这种缺陷的原因是玻尔 的原子模型是牛顿力学概念和量子化条件的混合物。 1922年,玻尔因为对原子结构和原子放射性的 研究而获诺贝尔物理奖。
高考总复习 化学17-2
液的吸收塔,发生反应为SO2 +Br2 +2H2O===H2SO4 +
2HBr,然后用Cl2氧化HBr得Br2. (2)Na2CO3 吸收法:用空气和水蒸气将Br2 吹入盛有 Na2CO3 溶 液 的 吸 收 塔 , 发 生 反 应 为 3Br2 + 2Na2CO3===5NaBr+NaBrO3 +3CO2↑,然后再用H2SO4 酸 化 即 生 成 Br2 发 生 反 应 为 : 5NaBr + NaBrO3 + 3H2SO4===3Br2+3Na2SO4+3H2O
第十七章 化学与技术
化学
高考总复习人教版
点拨:本题考查了海水资源的综合利用,只要学生基 础知识牢固即可解答出来.
解析:海水中钾元素以化合态形式存在,要求化合态
转化为游离态,一定发生氧化还原反应,故A错误;海水 蒸发制盐,发生了物理变化,B错误;电解熔融NaCl可以 得到Na和Cl2 ,C正确;潮汐发电是将机械能转化为电能, D错误. 答案:C
____________________________________________.
(5)为什么不直接用“溴水混合物Ⅰ”而要用“溴水混
合
物
Ⅱ”
进
行
蒸
馏
得
到
液
溴
?
_______________________________
第十七章 化学与技术
化学
高考总复习人教版
解析:空气吹出法是工业上从海水中提取溴的常用方 法,其中一种工艺是在预先酸化的浓缩海水中,用氯气与
第十七章 化学与技术
化学
高考总复习人教版
2.目前下列工艺过程没有直接使用离子交换技术的 是( )
A.硬水的软化
B.电解饱和食盐水制造NaOH C.电渗析淡化海水 D.海水中提取金属Mg
有机化学-第17章-协同反应PPT课件
a + = b -c
例如:
+
-CN -C
+
-CN -O
+
NN -C
+
-C =N -C (腈叶利德)
+
-C =N -O
(氧化腈)
+
N =N -C
(重氮烷)
.
31
1,3-偶极化合物的结构特点
这类化合物都具有“在三个原子范围内包括4个电子的体系”
O3
-OO-O CH2N2
2C-H N-N RN3
1,3-偶极化合物的分子轨道的特点:
H
38
O
C6H5 H
O N C6H5
H+转移
O
O
C6H5
+
N
C6H5
H
O O
C6H5 N+ H
C6H5
.
39
O
C6H5
O
+
N
C6H5
+
H
正向1,3-偶极
H
COO3CH环加成反应
C=C
H3COCO
H
O O
C6H5
N
H
H
H3COOC
C6H5 COOCH3 H
逆向1,3-偶极 环加成反应
-O=C=O
H+转移
-NR-N-N
LUMO HOMO
与烯丙基负离
子具有类似的分
子轨道的特点。
.
32
2. 1,3-偶极环加成反应
定义:1,3-偶极化合物和烯烃、炔烃或相应衍生物生成五元 环状化合物的环加成反应称为1,3-偶极环加成反应。
O +O +
大学物理答案第17章
第十七章 光的衍射17-1 波长为700nm 的红光正入射到一单缝上,缝后置一透镜,焦距为0.70m ,在透镜焦距处放一屏,若屏上呈现的中央明条纹的宽度为2mm ,问该缝的宽度是多少?假定用另一种光照射后,测得中央明条纹的宽度为1.5mm ,求该光的波长。
解:单缝衍射中央明条纹的宽度为afx λ2=∆m xf a 739109.4102107007.022---⨯=⨯⨯⨯⨯=∆=λfx a2∆=λ代入数据得 nm 5257.02105.1109.437=⨯⨯⨯=--λ17-2一单缝用波长为λ1和λ2的光照明,若λ1的第一级衍射极小与λ2的第二级衍射极小重合。
问(1)这两种波长的关系如何?(2)所形成的衍射图样中是否还有其它极小重合? 解:(1)单缝衍射极小条件为λθk a =sin依题意有 212λλ= (2)依题意有11sin λθk a = 22sin λθk a =因为212λλ=,所以得所形成的衍射图样中还有其它极小重合的条件为212k k =17-3 有一单缝,缝宽为0.1mm ,在缝后放一焦距为50cm 的汇聚透镜,用波长为546.1nm 的平行光垂直照射单缝,试求位于透镜焦平面处屏上中央明纹的宽度。
解:单缝衍射中央明条纹的宽度为af x λ2=∆代入数据得mm x 461.5101.0101.54610502392=⨯⨯⨯⨯=∆---17-4 用波长为632.8nm 的激光垂直照射单缝时,其夫琅禾费衍射图样第一极小与单缝法线的夹角为50,试求该缝宽。
解:单缝衍射极小的条件λθk a =sin依题意有m a μλ26.70872.0108.6325sin 9=⨯==-17-5 波长为20m 的海面波垂直进入宽50m 的港口。
在港内海面上衍射波的中央波束的角宽是多少?解:单缝衍射极小条件为λθk a =sin依题意有 0115.234.0sin52sin20sin 50===→=--θθ中央波束的角宽为0475.2322=⨯=θ17-6 一单色平行光垂直入射一单缝,其衍射第3级明纹位置恰与波长为600nm 的单色光垂直入射该缝时衍射的第2级明纹位置重合,试求该单色光的波长。
第十七章 生物氧化-习题
第十七章生物氧化一、选择题⒈关于生物氧化,下列叙述错误的是()A、生物氧化与体外燃烧的化学本质相同;B、厌氧生物不具有生物氧化功能;C、生物氧化不一定同磷酸化偶联;D、在细胞外也能进行生物氧化;E、生物氧化最本质的特征是有电子的得失⒉关于电子传递链,下列叙述错误的是()A、NADPH中的氢也可以进入呼吸链氧化;B、1分子铁硫中心(2Fe-2S)每次传递2个电子;C、NADH脱氢酶是一种黄素蛋白;D、各种细胞色素的吸收光谱均不同;E、在某些情况下电子传递不一顶与磷酸化偶联⒊关于氧化磷酸化,下列叙述错误的是()A、电子传递复合物II不与磷酸化偶联;B、动力势是H+回到膜内的动力;C、解偶联剂不能阻抑电子传递;D、F1-ATP酶有合成及水解ATP双功能;E、氧化是放能过程,磷酸化是吸能过程⒋关于线粒体穿梭系统,下列叙述错误的是()A、线粒体内膜上有两种NADH脱氢酶分别以FMN和FAD为辅基;B、每对氢经过磷酸甘油酸或苹果酸穿梭系统进入呼吸炼均能产生3个ATP;C、苹果酸进入线粒体内必须有膜上交换体协助;D、ATP 或ADP穿越线粒体内膜需由腺苷酸转位酶催化;E、Pi离子可与OH-交换进入线粒体⒌ F1F0-ATPase的活性中心位于()A、α亚基;B、β亚基;C、γ亚基;D、δ亚基;E、ε亚基;⒍下列哪一种物质最不可能通过线粒体内膜?()A、Pi;B、苹果酸;C、柠檬酸;D、丙酮酸;E、NADH⒎可作为线粒体内膜标志酶的是()A、苹果酸脱氢酶;B、柠檬酸合成酶;C、琥珀酸脱氢酶;D、单胺氧化酶;E、顺乌头酸酶⒏将离体的线粒体放在无氧的环境中,经过一段时间后,其内膜上的呼吸链的成分将会完全以还原形式存在,这时如果忽然通入氧气,试问最先被氧化的将是内膜上的哪一种复合体?()A、复合体I;B、复合体Ⅱ;C、复合体Ⅲ;D、复合体Ⅳ;E、复合体Ⅴ⒐如果质子不经过F1F0-ATP合成酶回到线粒体基质,则会发生()A、氧化;B、还原;C、解偶联;D、紧密偶联;E、主动运输⒑在离体的完整的线粒体中,在有可氧化的底物的存在下,加入哪一种物质可提高电子传递和氧气摄入量?()A、NADH;B、更多的TCA循环的酶;C、ADP;D、FADH2;E、氰化物⒒下列化合物中,除了哪一种以外都含有高能磷酸键?()A、NAD+;B、ADP;C、NADPH;D、FMN;E、磷酸烯醇式丙酮酸⒓下列反应中,哪一步伴随着底物水平的磷酸化反应()A、葡萄糖→葡萄糖-6-磷酸;B、甘油-1,3-二磷酸→甘油-3-二磷酸;C、柠檬酸→α酮戊二酸;D、琥珀酸→延胡索酸;E、苹果酸→草酰乙酸⒔乙酰CoA彻底氧化过程中的P/O值是()A、2.0;B、2.5;C、3.0;D、3.5;E、4.0;⒕肌肉组织中肌肉收缩所需要的大部分能量以哪种形式贮存?()1A、ADP;B、磷酸烯醇式丙酮酸;C、ATP;D、cAMP;E、磷酸肌酸⒖下列化合物中哪一个不是呼吸链的成员?()A、CoQ;B、细胞色素c;C、辅酶I;D、FAD;E、肉毒碱二、判断是非⒈黄素蛋白的氧化还原电位随结合的蛋白不同而变化。
17.1 氢和氢化物
又如氢化钠与硼酸甲酯反应制 取 NaBH4
(CH3O)3B + 4 NaH —25—0℃
NaBH4 + 3 NaOCH3
这类反应不能在水中进行的。
p 区元素与氢生成分子型氢 化物。
分子型氢化物种类很多,在 水中的性质差别也很大。
有的在水中发生酸式解离,如 HCl 完全解离,而 H2S 部分解离。
向体系中加入一种不与氢气化合 成氢化物的还原性金属,则可以生成 前一种金属的氢化物。
CaO + Mg + H2 —— CaH2 + MgO
常温下 H2 能还原金属 Pd 的氯 化物
PdCl2 + H2 —— Pd + 2 HCl 利用这个反应可以检测 H2 的存在。
高温下 H2 也能还原许多种金属 卤化物
有的显碱性,如 NH3; 有的与水反应,如 SiH4 , B2H6; 有的与水基本没有作用,如 CH4。
过渡金属与氢形成金属型氢 化物。
它不仅保持金属晶体的形貌, 而且其中金属原子的排列也与金 属单质中一样。
原子之间的空隙被氢原子占 有,很容易形成非整比化合物。
如 LuH2.2,ZrH1.75,VH0.56 均已制得。
—— > 900℃
FeS2 + 2 H2
Fe + 2 H2S
在特定的温度、压力下,采用 特定的催化剂,H2 和 CO 反应可 以合成一些有机化合物
CO + 2 H2 —C—u,—Zn—O CH3OH(g)
17. 1. 2 氢气的制备
实验室制 H2 常采用稀盐酸与 金属锌反应的方法。
但是由于金属锌中有时含有砷 化物、磷化物等杂质,致使制得的 H2 不纯。
九年级物理_第十七章
利用燃料电池的电动车
发电机
发电机是 其它形式 的能转化 为电能的 装置。常 见的发电 机有火力 发电、水 力发电、 核能发电 等
火力发电
1、能量转化:
水的机械能 发电机转子的机械能 2、火力发电的优缺点
水和水蒸气的内能 电能
(1)优点:原材料易获得,设备简单不受客观因素的影 响 (2)缺点:燃烧大量的煤、石油等燃料,这都是不可再 生的;燃料燃烧还会产生大量的二氧化碳、含硫的气体和 粉尘等,污染环境。
火电厂中的汽轮机组
湛江火电厂
宁波市镇海火电厂
水力发电
1、能量转化: 水的机械能 水轮机的机械能 发电机 转子的机械能 电能 2、水力发电的优缺点 (1)优点:是对自然资源的综合利用,对环 境没有污染 (2)缺点:其发展受地理位置和自然条件变 化的影响
三峡工程图Байду номын сангаас
核电站
核能发电是在核反应堆中利用铀原子核
直流电和交流电
1、干电池提供的是直流电,其电流的大小和方向不随 时间变化,给家庭电路提供的是交流电,其大小和方 向随时间做周期性变化。 2、交流电每秒变化的次数称为频率(单位是HZ)。我 国交流电的频率是50HZ。
u t
T
交 流 电 波 直 流 电 波
干电池的构造
日常使用的干电池是一种锌锰电池,也叫碳锌电 池。 它的构造是:负极为锌做的圆筒,做成 筒状的目的是用来储存电解液等化学药品。正极 是一根碳棒,它的周围被二氧化锰、碳粉和氯化 铵水的混合剂所包围,总称为“碳包”。碳包和 锌筒之间充填着氯化铵、氯化锌的水溶液和淀粉 等组成的糊状物,称为电糊。电池口上用沥青、 松香等配成的封口剂封牢。
第十七章教案
日期;
教具
1、常识性了解能量转化技术给人类带来的变化,大致知道三次能源革命对社会发展的作用,初步了解能量转移和转人具有方向性。
2、通过收集信息,阅读资料相互交流,判断能量转移和转化的方向性,不可逆性的有关说法是否正确。
3、通过认识科学及其相关技术对人类社会发展的影响,有将科学服务于人害的意识。
重为难点:能量转移和转化的方向性
组织教学
引入:
新授:
总结:
练习
在人类社会发展的过程中,人类利用能源发生了很大的变化,今天我们就来了解一下人类利用能源的过程
大家看教材中图17、4-1,将各图按能量转移的先后顺序串联起来
兔子吃草——草的能量________兔子的能量————人或其它动物能量
阅读:自学三次能源革命
谁能介绍一下煤,石油,天然气的形成过程?
太阳以什么形式传递能量?(光和热)
阅读:教材中太阳能利用
阅读中要思考下列问题:
1、太阳能有哪些优点?
2、利用太阳能的方式有哪些?
3、你知道生活和生产中太阳能的应用实例有哪些?
书后习题
提出问题,让学生思考讨论,激发学生热情
设置问题让学生思考,
学生总结
教学回顾:
教者:宋国亮
2、通过收集信息,阅读资料,从可持续发展角度分析能源,资源及日常诸多现象提出自己的观点及其可行的做法。
3、通过了解能源消耗对环境的影响,认识科技对人类社会发展的负面影响,提高节能意识和环保意识,并在个人所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献
重点,难点:我国和世界能源的状况
组织教学
引入:
新授:
总结:
教者:宋国亮
第十七章,第一节,能源家族
第十七章 周环反应
第十七章周环反应第一节周环反应的理论一周环反应1.定义:在最近的五十年里,有机化学家研究有机化学机理,主要有两种。
一种是游离基型反应,一种是离子型反应,它们都生成稳定或不稳定的中间体。
离子型或游离基型反应:反应物→中间体→产物另一种机理是,在反应中不形成离子或游离基的中间体,而认为是有电子重新组织经过四或六中心环的过渡态而进行的。
这类反应不受溶剂极性的影响,不被碱或酸所催化,没有发现任何引发剂对反应有什么关系。
这类反应似乎表明化学键的断裂和生成是同时发生的。
这种一步完成的多种心反应叫周环反应。
周环反应:反应物→产物2.周环反应的特征:①反应进行的动力,是加热或光照。
②反应进行时,有两个以上的键同时断裂或形成,是多中心一步反应。
③反应时作用物的变化有突出的立体选择性。
④在反应过渡态中原子排列是高度有序的。
二. 分子轨道理论几个原子轨道线性组合,形成几个分子轨道,比原子轨道能量低的为成键轨道,比原子轨道能量高的为反键轨道。
其电子填充符合Pauli原理和Hund规则。
σ轨道:Л轨道:丁二烯的分子轨道:镜面节面直链共轭多烯烃分子轨道特点:①节面数:若共轭多烯烃有几个原子,它的n个轨道就有n-1个节面。
②轨道的节面越多,能量越高。
③高一能级的轨道和低一能级的轨道的对称性是相反的。
④图中的共轭多烯烃的对称性都是指类顺型(像顺型)的。
三.前线轨道.福井认为最高的已占分子轨道(HOMO)上的电子被束缚得最松弛,最容易激发到能量最低的空轨道(LUMO)中去。
这些轨道是处于前线轨道(FMO),前线轨道理论认为:化学键的形成主要是由FMO的相互作用决定的。
分子的HOMO与LUMO 能量接近,容易组成新轨道。
第二节电环化反应1.定义:在n个Л电子的线型共轭体系中,在其两端点之间生成一个单键的反应及其逆过程称为电环化反应。
电环化反应中,多烯烃的一个Л键变成环烯烃里的一个σ键。
如:(Z,E)2,4-己二烯根据微观可逆性原则,正反应和逆反应所经过的途径是相同的。
高等教育出版社 无机化学 第十七章 课后习题答案
第十七章1.试根据碱金属和碱土金属得电子层构型说明它们化学活泼性得递变规律。
答:电子层数从上到下逐渐增多,核对最外层电子的引力逐渐减弱,因此,化学活泼性从上到下越来越强。
2.试比较锂和钾;锂和镁得化学性质又哪些相似点和区别。
答:氢氧化钾可溶,而氢氧化锂微溶。
锂和镁具有对角线规律的相似性。
3.金属钠是强还原剂,试写出它与下列物质得化学反应方程式:H 2O, NH 3, C 2H 5OH, Na 2O 2, NaOH, NaNO 2, MgO, TiCl 4答:2Na+2H 2O=2NaOH+H 22Na+2C 2H 5OH=2C 2H 5ONa+H 2Na+MgO=Na 2O+Mg4Na+TiCl 4=Ti+4NaCl2Na+2NH 3=2NaNH 2+H 22Na+Na 2O 2=2Na 2O4.写出过氧化钠和下列物质的反应式:NaCrO 2, CO 2, H 2O, H 2SO 4(稀)答:2Na 2O 2+2CO 2=2Na 2CO 3+O 23Na 2O 2+2NaCrO 2+2H 2O=2Na 2CrO 4+4NaOH5.写出氢氧化钠和氢氧化钙的主要化学性质和用途。
答:(1)同两性金属反应;(2)同非金属硼、硅反应;(3)同卤素等非金属时,非金属发生歧化;(4)能与酸反应进行中和反应,生成盐和水;(5)与酸性氧化物反应生成盐和水。
氢氧化钠的用途是常用于矿物原料和硅酸盐试样的分解。
氢氧化钙的用途是在工业上往往是使用它的悬浮液,即石灰乳。
6.写出以食盐为原料制备金属钠、氢氧化钠、过氧化钠、碳酸钠的过程,并写出它们的化学反应方程式。
答:O H CO Na CO NaOH O Na O Na Cl H NaOH O H NaCl Cl Na NaCl 232222222222222222+→+−−→−+↑+↑+−−→−+↑+−−→−点燃电解电解7.碱土金属的熔点比碱金属的高,硬度比碱金属的大,试说明其原因。
有机化学课后习题答案第17章
第十七章 杂环化合物一、写出下列化合物的构造式:1,3-甲基吡咯 2,碘化N,N -二甲基四氢吡咯 3,四氢呋喃 4,β-氯代呋喃 5,α-噻吩磺酸 6,糠醛,糠醇,糠酸 7,γ-吡啶甲酸 8,六氢吡啶 9,β-吲哚乙酸 10,8-羟基喹啉H1.CH 3N 2.N CH 3CH 3+I -O3.4.Cl O5.SSO 3H6.OOOCHOCH 2OH COOH7.COOHN8.N H 9.N HCH 2COOH10.N二、用化学方法区别下列各组化合物: 1,苯,噻吩和苯酚解:加入三氯化铁水溶液,有显色反应的是苯酚。
在浓硫酸存在下,与靛红一同加热显示蓝色的位噻吩。
2,吡咯和四氢吡咯解:吡咯的醇溶液使浸过浓盐酸的松木片变成红色,而四氢吡咯不能。
3,苯甲醛和糠醛解:糠醛在醋酸存在下与苯胺作用显红色。
三、用化学方法,将下列混合物中的少量杂质除去。
1,苯中混有少量噻吩解:在室温下用浓硫酸处理,噻吩在室温与浓硫酸反应生成α-噻吩磺酸而溶于浓硫酸,苯不反应。
2,甲苯中混有少量吡啶解:用浓盐酸处理,吡啶具有碱性而与盐酸生成盐溶于水相,分离出吡啶。
3,吡啶中有少量六氢吡啶。
解:六氢吡啶是仲胺,在氢氧化钠水溶液中与对甲基苯磺酰氯反应生成固体,过滤除去六氢吡啶。
四、试解释为什么噻吩,吡咯,呋喃比苯容易发生亲电取代反应而吡啶比苯难发生?解:噻吩,吡咯,呋喃是五元杂环化合物,属于多л-电子杂环化合物,芳环上电子云密度比苯大,所以易于发生亲电取代。
而吡啶是六元杂环化合物,是缺л-电子杂环化合物,芳环上电子云密度小于苯环,所以难于发生亲电取代反应。
五、完成下列反应式:1.OOCHO+CH 3CHOOCH=CHCHO2.OCHOOOCOOHCH 2OH+3.N2N H N CH 3CH 3I -+4.SCO C +O OAlCl 3SC OHOOC 5.H 2/PtO2HClCl(CH 2)4ClNaCNNC(CH 2)4CNH O,H +六、用箭头表示下列化合物起反应时的位置。
有机化学第十七章 环化合(Heterocycliccompounds)
O
NH2 N OH
尿嘧啶
O CH3 N H NH O CH3 N OH N OH
胞嘧啶
CH3 N H H H NH O
HOH2C H H OH
O
胸腺嘧啶
脱氧胸苷
四. 吲哚、嘌呤、喹啉、异喹啉 1. 吲哚 [试分析] 亲电取代发生在苯环还是杂环上?
N H
进攻2位 E+ N H 进攻3位 N H
+ H2O
CH3MgI N H
乙醚
N MgI
+ CH4
2) 呋喃、噻吩、吡咯的反应 (1) 亲电取代反应
试推断呋喃、噻吩、吡咯发生亲电取代反应,比苯容易发生 还是难发生?
杂原子具有+C效应,活化杂环。 亲电取代反应活性顺序: 吡咯 > 呋喃 > 噻吩 > 苯。
亲电取代发生在位还是位?
位比位活泼。亲电取代主要发生在位。
杂原子开始。含多个不同杂原子, 则按 O
4 5 1
S
3 2 5 6
N 顺序编号。
4
N N H
3 2 5
4 1
N S
3 2 5
4 1
N O
N N
1
3
2
咪唑 • 稠杂环的编号
4 5 6 7 3
噻唑
噁唑
嘧啶
1
6
N N
3
5 9
N N H
7 8
5 6 7 8
4 3
N H
1
2
2
4
N
1
2
吲哚
嘌呤
喹啉
[环上有取代基的杂环]
三. 六元杂环化合物 1. 吡啶 1) 结构与物理性质
【绿野仙踪】第十七章 轻气球怎样飞走的
【绿野仙踪】第十七章轻气球怎样飞走的“哈哈哈!看我的轻气球!”小薇拿着一个五颜六色的气球,欢快地跳了起来。
她将气球轻轻吹起,然后缓缓松开手,气球慢慢地飘了起来。
“哇!好厉害!”小明和小华都睁大了眼睛,惊叹不已。
小薇得意地笑了笑,“这个轻气球真的很神奇,它为什么可以飞起来呢?”小华皱着眉头思考了一会儿,“我听说轻气球里面充满了气体,所以它比空气轻,就可以飘起来。
”小明追问道,“为什么氢气和氦气会比空气轻呢?”“因为它们的分子比空气的分子小。
”小薇解释道,“分子是构成物质的最小单位,氢气和氦气的分子都比空气分子要小,所以它们比空气轻。
”小薇笑着说,“因为氢气和氦气在大气中非常稀薄,我们平时几乎感觉不到它们的存在。
”小华接着问道,“那为什么轻气球放气的时候不会飞走呢?”小薇解释道,“因为空气的密度比轻气体的密度大,所以轻气球放掉气体后,就会受到空气的压力,被压回到地面。
”小明又追问道,“那轻气球怎样才能飞起来呢?”小薇笑着说,“我们可以用一个简单的实验来演示一下。
”小明和小华都兴致勃勃地跟着小薇来到室外。
小薇拿出一个装满了氢气的轻气球。
“我们将轻气球充满氢气。
”小薇示范着把氢气充进轻气球里。
“然后,我们轻轻松开手,看看它会不会飞起来。
”小薇一边说,一边松开了手。
轻气球果然飞了起来,迅速地上升到了空中。
小明和小华都睁大了眼睛,目不转睛地注视着飞起的轻气球。
小薇笑着说,“哈哈,轻气球飞起来了!这就是因为氢气比空气轻,轻气球所受到的空气压力比自身重量小很多,所以它就会飞起来。
”小明和小华都兴奋地跳了起来,他们立刻提议要尝试一下。
于是,小明和小华也拿起了轻气球,充满了氢气。
他们小心翼翼地松开手,轻气球果然飞了起来。
小薇笑着说,“看,你们也成功了!轻气球飞起来的原理就是这样,简单而神奇。
”小明和小华高兴地拍起了手,他们觉得这个实验真的很有趣而且很有意思。
从那天开始,小明、小华和小薇就成了一群气球飞行爱好者。
每个周末,他们都会一起探索轻气球的飞行原理,发现更多有趣的现象。
17第17章_周环反应
• 实例:
1. [4+2]环加成:丁二烯+乙烯
总目录
(1)基态时(加热的条件下)
情况①:LUMO
HOMO
乙 烯Ψ2,C 2
丁二烯Ψ2,C 2
基态时情况①轨道对称性相符,反应允许!
总目录
情况②:(看Ψ1和Ψ3,结论也是一样的!)
LUMO HOMO 丁二烯Ψ3,m 乙 烯Ψ1,m
因此,基态时轨道对称性相符,反应允许!
(第1节)
+
环加成反应
(第2节)
+
σ -迁移反应( σ -H迁移、 σ -C迁移)(第3节)
(第4节 周环反应理论)——单列:理解有点难!
总目录
第一节 电环化反应
一、电环化反应的定义
共轭多烯的两端环合成环烯烃,或环烯烃开环变 成共轭多烯烃。
总目录
二、4n体系的电环化反应规律
顺旋
对旋
开环反应动画
记记看
1
2
2 3 4
CH3
2 3 4 5
=
CH3
[1, 5] 氢 迁移
CH3 H
CH3
5
1
CH3 H
生成更稳定的产物
CH3
1,5-H迁移动画
总目录
[3,3]σ迁移
CH2 CH2
1 1′
CH CH2 CH CH CH CH2
2 3 4 5
2′
3′
1′
H2C CH CH2 H2C CH CH CH CH2
2 3 4 5
总目录
实例4
H 100℃
H
H H
H
4n+2
△
H
H
构型表达方式!
有机化学第三版答案 南开大学出版社第十七章
O COOH COOH O
H3 O
NH2
宁夏大学化学化工学院
8
(11)
OH NaNO2 CH2-NH2
得到两种产物: HO CH2 N N -N2
OH CH2—N N
O
①
HO
CH2
N N
O -N2
②
O (12)
O C-CHCH2N(C2H5)2 CH3
宁夏大学化学化工学院 9
C-CH2CH3 + HCHO + (C2H5)2NH
宁夏大学化学化工学院 20
CH3 Zn NaOH NH NH
CH3 H+ △
CH3 H2N CH3
H3PO 2
CH3 NH2
NaNO3 HCl,0℃-5℃
CH3 Cl-N N+
CH3 N+ NCl-
CH3
H2O,△
10 . 完成下列转化:
CO2H (1) CO2H N-CH3
(2)(C6H5CH2)2C=O
解: (1) CH3
OH CH2NH2 NHCH3 CH2OH NaOH 水
水层
CH3
CO2 O Na CH3 H2O
+
OH
CH2NH2 油层 NHCH3 CH2OH HCl H2O
油层
CH2OH CH2NH2 NHCH3
水层
油层
干燥
蒸馏
CH2OH(纯)
宁夏大学化学化工学院
14
O 溶 SO3Cl NaOH O N-S CH3 O 1.H+ 2. OH
解:在0℃~5℃下分别加入NaNO2 ~HCl立即N2↑为D,温 度升高后放出N2的C,生成棕色油状物的是A,不与亚 硝酸反应的是B。 7、用化学方法分离下列混合物。 (1)、苄胺,N ~甲基环己胺,苯甲醇,对甲苯酚。 (2)、邻甲苯酚,水杨酸,N ~甲基苯胺,乙苯, 对甲基苯胺。
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能低时键焓相对比较高,零点能 高时键焓相对比较低。
H2的零点能 D2的零点能
H2, D2分子的势能曲线
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3. 制备
氕(11H)是丰度最大的氢同位素, 占99.9844%;同位 素21H叫氘, 占0.0156%。氚(31H)存在于高层大气中,它 是来自外层空间的中子轰击N原子产生的:
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● 配合催化太阳能分解水
hν
三(2,2’—联吡啶) 合钌(Ⅱ)(2a) 光能
2a*(已活化)
2(2 H a 2 O * )H 22 1 O 22(2a) 2a 既是电子给予体,又是电子接受体,在光
能的激发下,可以向水分子转移电子,使 H+ 变为
H2 放出。 最近,日本有人把太阳能电池板与水电解槽连
★氢能源研究面临的三大问题:
氢气的发生(降低生产成本)
氢气的储存
氢气的输送(利用)
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17.3 氢的性质
Properties of hydrogen
1. H2 反应热力学
(1) 元素直接化合 2E + H2(g)
例如,2Li(l) + H2(g)
2LiH(s)
(2) BrØnsted 碱的加合质子
–147.2
>0
GeH4(g) +113.4
AsH3(g) +68.9
H2Se (g) +15.9
HBr (g) – 53.5
RbH(s) SrH2(s) –30.0 –141.0
SnH4(g) +188.3
SbH3(g) +147.8
H2Te (g) >0
HI (g) +1.7
CsH(s) BaH2(s) –32.0 –140.0
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我国已建成大型制氢设备
equipment
大容量电解槽体
H2
大型制氢站
氢气纯化装置
氢气储罐群 上页 下页 目录 返回
氢能源—21世纪的清洁能源
★氢燃烧速率快,反应完全. 氢能源是清洁能源,没有环 境污染,能保持生态平衡.
★ 目前,已实验成功用氢作动力的汽车,有望不久能投入 实用 氢作为航天飞机的燃料已经成为现实,有的航天飞机的 液态氢储罐存有近 1 800 m3的液态氢
–68.4 +20.0 +86.7 – 50.7
– 16.5
– 237.1
– 273.2
NaH(s) MgH2(s) AlH3(s)
–33.5 –35.9
–1.0
SiH4(g) +56.9
PH3(g) +13.4
H2S (g) – 33.6
HCl (g) – 95.3
KH(s) –36.0
CaH2(s) GaH3
的氢同位素却表现不同:
标准沸点/℃
H2 –252.8
平均键焓/(kJ•mol–1) 436.0
D2
H2O
–249.7 100.00
443.3 463.5
D2O 101.42 470.9
相同化学环境下E-D键焓高
于E-H键焓的现象在很大程度上 势 能
是由零点能的差别引起的。零点
R
H–H 键焓 D–D 键焓
0.071
0.089
H2(g31 )118 0 k 0P 0金 a 0属 K (s氢 )H2(g2) .5 7170 8kKPH a(s)
金刚石砧
★ 木星结构
根据先锋飞船探测 得知,木星大气含氢 82%,氦17%,其他 元素<1%。
大气层 顶
云层顶
液
氢
液态金属氢
岩石核 心
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2. 制备 (每年估计达500×109m3)
(1) H2分子在金属表面 (a, 多相催化) 或金属配合物上 (b, 均相催化)发生均裂而得以活化:
(a)
(b)
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(2) H2分子在固体表面(多相催化)或金属离子(均相催 化)发生异裂而得以活化:
● H2 分子被 ZnO 固体表面吸附:
H– H+
H2
+
Zn—O—Zn —O ///////////////////////////
17N 40 1 n 1 6C 23 1 H
利用重水与水的差别,富集重水,再以任一种从水
中制 H2 的方法从 D2O 中获得 D。
慢中子轰击锂产生
3 1
H
:
6 3 Li0 1 n 3 1 H 4 2 He
我国首座重水堆核电站— 秦山三核用上国产核燃料
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17.2 天然资源和工业制备方法 Natural recourses and industrial preparation methods
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★ 分子型氢化合物由上而下稳定性降低的趋势与其平均 键焓 (kJ ·mol-1)有关。较重元素形成较弱的键,这一 事实通常归因于相对密实的 H 1s 轨道与较松散的重 元素 s 和 p 轨道重叠能力比较差。
键能
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2. H2反应机理
氢分子与大多数元素和不少化合物之间的反应进行 很慢这是因为它的高键焓使反应需要较高的活化能。 能得以进行反应的条件有:
英文名称 protium deuterium tritium
表示方法 1H 2H 3H
符号 H D T
说明 稳定同位素 稳定同位素 放射性同位素
* 氕这个名称只在个别情况下使用,通常直接叫氢;氘有时又叫“重氢”.
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2. 同位素效应
一般情况下不同的同位素形成的同型分子表现为
极为相似的物理和化学性质。然而,质量相对差特大
N2
H2
NaH
H2
H2
CH4 1143 K
H2O C
1273 K
H2
热解 电 解 光解
H2
H2
H2
● Zn + H3O+ →Zn2+ + 2H2O + H2 ↑
实验室中制氢的主要方法
H2S 锌中含微量 ZnS AsH3 锌和硫酸中含微
量As SO2 锌还原 H2SO4 产生
H2S + Pb2+ + 2H2O →PbS + 2H3O+ AsH3+3Ag2SO4+3H2O→
6Ag+H3AsO3+3H2SO4
SO2 + 2KOH → K2SO3 + H2O
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工业制造方法
水蒸气转化法
industrial preparation methods
CH4(g) + H2O(g) 1 273 K 3 H2(g) + CO(g)
水煤气反应
C (s) + H2O(g) 1 273 K H2(g) + CO(g)
1. 存在
氢是宇宙中丰度最高的元 素,在地球上的丰度排在第15 位。 某些矿物( 例如石油、天 然气)和水是氢的主要资源,大 气中 H2 的含量很低是因为它太 轻而容易脱离地球引力场。
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★ 氢的存在状态
氢的状态 金属氢(s) 液态氢(l) 固态氢(s)
密度/(g·cm-3) 0.562
接在一起,电解部分的材料在产生氢气一侧使用钼
氧化钴,产生氧气一侧则使用镍氧化钴。使用1平方
米太阳能电池板和100毫升电解溶液,每小时可制作
氢气 20 升,纯度为 99.9%。
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● 生物分解水制氢
生物体分解水不需要电和高温,科学家们试图
修改光合作用的过程来完成这一技术。小规模的实
G
θ m
是判断氢与其
它元素直接化合反应的重要判据。
G
θ m
为正值的氢化
合物都不能由单质的反应合成。
s 区和 p 区元素二元氢化合物的 Δf Hmθ/(kJ•mol–1) (298 K)
1
2
13
14
15
16
17
LiH(s) BeH2(s) B2H6(g) CH4(g) NH3(g) H2O(l)
HF(g)
2 EH
E- + H2O(ag)
EH + OH-
例如,Li3N(s) + 3 H2O(l)
3Li(OH) (ag) + NH3(g)
(3) 卤化物或拟卤化物与氢化物之间的复分解
E’H + EX
E’X + EH
例如,LiAlH4 + SiCl4
LiAlCl4 + SiH4
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★
二元氢化合物的标准生成自由能
Zn—O—Zn —O ///////////////////////////
● CO 加氢制取甲醇:
CO(g) + 2 H2(g) Cu/Zn 催化 CH3OH(g)
● 铜的冶炼中 H2 被用做 Cu2+ 离子的还原剂:
H2(g) + Cu 2 + (aq)
[CuH]+(aq) + H+(aq)
H2(g)
用焦炭或天然气与水反应制 H2 ,
为什么都需在高温下进行?
Solution
CH4(g) + H2O(g)
3 H2(g) + CO(g),
C (s) + H2O(g)
ΔHmθ = 206.0 kJ•mol–1 H2(g) + CO(g),