2006全国高中生化学竞赛决赛试题及答案(7)

全国高中生化学竞赛决赛试题及答案

“ ”表示T原子提供的电子，用“*”表示所带负电荷提供的电子）。

7-4. 以甲醇为甲基化试剂的甲苯甲基化反应是石油化工中制备对二甲苯的重要方法之一，常用沸石分子筛为固体酸催化剂。该过程包含如下反应网络：

对二甲苯

甲醇 + 甲苯（气体）

间二甲苯（气体）

（气体）

[1] 请回答其中有几个热力学上独立的化学反应。

[2] 若反应起始时体系中只有1摩尔甲醇和1摩尔甲苯，平衡时体系内对、间、邻二甲苯的含量分别为x，y，z mol，请写出反应1的平衡常数K1的表达式（以x，y，z表示）。

[3] 各物种在298.15K时的标准生成焓和熵列于下表：

根据表中的热力学数据（假设表中数据不随温度变化），计算500K下反应1的平衡常数。 7-5. 若使用有效孔径为0.65 nm的沸石分子筛为上述反应的催化剂，主要产物是什么？简述理由。 （设苯的最小和最大直径分别为0.59nm和0.68nm，甲苯的最小和最大直径分别为0.59nm和0.78nm。下图为该沸石分子筛的孔道结构示意图。）

第8题 （9分）

氢气被认为是理想的能源。从绿色化学的角度来考虑，作为人类能够长久依赖的未来能源，它

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