也谈乙醛还原Cu(OH)2实验

乙醛还原Cu(OH)2是高中化学的一个重要实验,显示的是乙醛的还原性。 但按书上的方案进行实验,往往看不到有砖红色沉淀生成,看到的却是一种黄褐色浑浊,它与Cu2O的外观性质相差甚远。 纪贵川老师在《化学教育》1997年7期上发表     

K2O助剂对合成碳酸二甲酯用Cu/Ni/ZrO2-SiO2催化剂的吸附和催化性能的影响

 用等体积浸渍法制备了ZrO2－SiO2（ZrSiO）表面复合氧化物负载的Cu－Ni催化剂,并用IR,TPR,TPD及微反技术考察了K2O助剂对CO2和CH3OH在Cu－Ni／ZrSiO催化剂表面上的吸附及合成碳酸二甲酯（DMC）反应性能的影响．结果表明：加入K2O助剂使CO2在催化剂表面上的吸附增强,当n（K）／n（Cu＋Ni）＝15％时,CO2在催化剂表面上吸附后生成K2CO3;CH3OH在催化剂表面上的解离吸附态（CH3O－和H＋）的吸附减弱;CO2和CH3OH在Cu－Ni／ZrSiO催化剂表面上反应的主要产物为DMC,H2O,CO和CH2O;随着K2O助剂的加入,反应转化率及DMC选择性提高,副产物（CO和CH2O）的选择性下降．根据实验结果,探讨了K2O对催化剂表面活性中心电荷分布的影响．     

Cu-Ni/Zn催化剂甲醇裂解机理原位XPS研究

利用原位XPS 和TPD MS 技术研究了Cu Ni/Zn催化剂在甲醇裂解反应中的机理和活性中心.TPD MS脱附产物中仅检测到CH3OH、H2和CO,而未发现CH4和CH3OCH3、HCOOCH3等其它含氧物种,说明在CH3OH裂解过程中仅包括O－H、C－H键的断裂,而不存在C－O键的断裂过程.In situ XPS的研究发现,在反应温度升高到200 ℃以上时,Cu/Zn催化剂中的Zn明显被还原,反映出Cu/Zn催化剂失活过程的Cu Zn合金生成过程,而在Cu Ni/Zn催化剂中未观察到Zn的还原,且表面出现Cu＋/Cu0共存的现象.Cu＋和Cu0很可能共同构成催化剂表面的活性中心,Cu＋应该是在甲醇裂解反应过程中形成的中间态.产物氢从Cu Ni/Zn 催化剂表面脱附为反应的控速步骤.     

参考答案

单元练习一参考答案及提示一、二、三选择题四、27．（1）变为紫红色;（2）5PbO2＋2MnSO4＋2H2SO4=4PbSO↓＋Pb（MnO4）2＋2HO,酸性;（3）不能,PbO2+4HCl=Pbcl2+Cl↑+2H2O28．（1）H3PO4;（2）Ba2－;（3）H2PO;（4）产生白色沉淀;（5）生成难清的Ba3（PO4）2和难电离的水,使溶液中离子浓度降低五、29．（1）（2）Li3N＋3H2O=3LiOH+NH3↑（3）小于30．H7IO731．Cu2（OH）2CO3+4CH3COOH=2（CH3COO）2Cu+CO2↑+3H2O,Fe＋（CH3COO）2Cu=（CH3COO）2Fe＋Cu,复分解反应,置换反应32．（1）2、5－n、2…     

对乙醛还原氢氧化铜实验现象的探讨

1问题提出 乙醛还原新制Cu(OH)2是高中化学的一个重要实验,通常用于检验有机分子中醛基的存在.人教版教材的实验步骤为:在试管里加入10％的NaOH溶液2 mL,滴入2％的CuSO4溶液4～6滴,得到新制的氢氧化铜,振荡后加入40％乙醛溶液0.5 mL,加热,观察并记录实验现象[1]. 在加热至沸腾的过程中,试管内液体由深蓝色逐渐变成浅蓝色→黄绿色→橙黄色的浑浊物,试管底部有砖红色沉淀生成,液面上层还有少量红褐色油滴.究竟哪个实验现象能证明乙醛还原氢氧化铜?产生这一系列现象的原因又是什么?     

Cu／Cr催化剂上的甲醇部分氧化制氢

采用共沉淀法,制得不同配比的Cu/Cr催化剂;考察了O2／CH3OH比对甲醇部分氧化制氢（CH3OH＋1／2O2→2H2＋CO2）反应活性的影响;利用TPR、XRD、BET、N2O测定Cu表面积等手段对Cu/Cr催化剂进行了表征。活性评价结果表明,在低的O2／CH3OH比时,Cu60Cr40催化剂的活性较差,但O2／CH3OH比接近0.5时,活性较好,且氢的选择性也较高,结合表征结果推测,催化剂中的Cu^ /Cu^0比可能决定了甲醇的转化率。     

化学高考总复习单元练习七 有机化学(B)

第Ⅰ卷（选择题,共84分）一、选择题（本题包括5小题,每小题3分,共15分。每小题只有一个选项符合题意。）1．只用水可鉴别下列的那组物质是（）A．乙醇、乙醛、乙酸B．汽油、乙醇、四氯化碳C．乙醛、丙酮、硝基苯D．苯酚、乙醇、甘油2．分子式为C5H22Cl的化合物,与碱溶液反应后再脱氢（氧化）,其有机产物与新制氢氧化铜浊液共煮,有红色沉淀生成,则该化合物分子结构有（提示：R—Cl＋H2O→R—OH＋HCl（）A．2种B．3种C．4种D．5种3．分子式为CxHyOz的有机物1mol充分燃烧,若耗氧量及生成CO2和水的分子数之比为1：1：1,则下…     

乙醛与氢氧化铜反应需强碱性条件的主因

针对教学中乙醛溶液与Cu（OH）2反应为什么需要强碱性溶液,可否直接采用硫酸铜溶液进行实验等困惑,通过计算比较乙醛在CuSO4溶液和强碱性Cu（OH）2悬浊液2种环境下可能发生的氧化还原反应的平衡常数,并结合乙醛被Cu（OH）2氧化的实证研究和动力学机理的解读,对该反应需控制强碱性的原因提出了新看法,认为碱性环境能显著提高乙醛的还原性、加快该反应的反应速率等才是主因,溶液中OH-或Cu（OH）42-浓度的大小是该反应的控制性因子。     

CO2和CH3OH直接合成碳酸二甲酯用Cu-Ni/ZrO2-SiO2催化剂

 采用表面反应改性法制备了ZrO2－SiO2（ZrSiO）表面复合物,用等体积浸渍法制备了ZrSiO担载的Cu－Ni双金属催化剂,并用IR,TPD,TPSR和微反技术考察了CO2和CH3OH在催化剂表面上的化学吸附及反应性能．实验结果表明：在Cu－Ni／ZrSiO催化剂上存在着Cu－Ni金属位M,Lewis酸位Zrn＋和Lewis碱位Zr－O－三类活性中心;CO2在金属位和Lewis酸位的协同作用下可形成CO2卧式吸附态,此吸附态在142℃左右可解离成M－CO和Zr－O－;CH3OH在Lewis酸位和Lewis碱位的协同作用下可形成解离吸附态Zr－OCH3和Zr－OH;CO2和CH3OH在Cu－Ni／ZrSiO催化剂表面上的主要反应产物为碳酸二甲酯（选择性在85％以上）,另有少量的CH2O,CO和H2O．     

二氯卡宾与甲醇及甲硫醇插入与氢抽提反应的量子化学计算

利用密度泛函和自然键轨道理论及电子密度拓扑分析方法，对单、三重态CCl2与CH3MH（M=O，S）中C—H和M—H键的插入反应及抽提氢反应进行了研究．在B3LYP／6-311G（d，p）水平上优化了势能面上构型，并以频率分析和内禀反应坐标法进行了确认．计算了各物种的CCSD（T）／6-211G（d，p）能量．结果表明，主反应通道主要发生在单重态势能面中，单重态CCl2既可以与C-H及M—H键发生插入反应，存在四条主反应通道，分别生成P1[CH3OCHCl2，反应Ⅰ（1）]，P3[Cl2HCCH2OH，反应Ⅰ（2）]和PS[CH3SCHCl2，反应Ⅱ（1）]，P7[Cl2HCCH2SH，反应Ⅱ（2）]，也可以与CH3MH发生抽提氢反应，分别生成P4[CH2O＋CH2Cl2，反应Ⅰ（3）]和P8[CH2S＋CH2Cl2，反应Ⅱ（3）]．同时，存在三重态CCl2与CH3SH插入生成^3P4[CH3SCHCl＋Cl]的反应通道．进一步对反应通道上的关键点进行了自然键轨道和电子密度拓扑分析．     

对Fe2++2OH-=Fe(OH)2↓的实验探索和理性思考

用Fe^2＋与OH^-反应生成白色Fe（OH）2沉淀是高中化学的一个传统实验,也是一个难点实验。为此,教材和教学参考书从反应原理到实验方法都作了详细介绍,但从统计资料和实验结果反映出的情况来看,还有许多尚待研究和解决的理论问题和实际问题。     

Au(111)表面上乙醇选择性氧化反应机理的密度泛函理论研究(英文)

采用密度泛函理论研究了吸附有O原子的Au(111)表面上乙醇选择性氧化的反应机理.反应结果表明,除O原子和中间产物二齿醋酸根(CH3CHOO)外,其他中间产物在Au(111)表面扩散能垒均较低,不会对反应速控步骤的确定造成影响.乙醇羟基氧化脱氢为反应的第一步骤,当氧化剂为吸附态的O原子或者为OH基时,反应活化能分别为0.20和0.17eV.氧化产物乙氧基(CH3CH2O)进一步氧化脱氢生成乙醛则需要表面吸附的O原子或另一表面吸附的OH基的参与,所需活化能为0.29或0.27eV.同时,乙醛易与表面吸附的乙氧基反应生成乙氧基半缩醛(CH3CHOOC2H5),其可进一步与O原子作用,脱氢形成乙酸乙酯.此外,在乙醛深度氧化成酸的过程中需要克服较高的反应能垒,因而在表面反应温度较低时无法进行,这与实验结果相符.     

激光促进乙醇氧化偶联表面反应机理

利用红外光谱（IR）和激光促进表面反应（LSSR）等技术，研究了沉淀法制得Cu2（PO4）（OH）表面上的乙醇氧化偶联合成1，4-丁二醇激光表面反应机理，结果表明：固体表面键激发是激光表面反应的有效激发模式; 乙醇在固体表面材料上的特定化学吸附态形式（－P＝O…H－CH2CH2OH）决定了反应产物的高选择性；固体材料表面晶格氧参与反应是使标题反应能够实现的一个重要因素．     

三价铁离子与硫离子反应的实验探究

探究了水溶液中Fe3+与S2-的反应，得出几点结论：生成Fe2S3的沉淀反应是动力学优势反应，生成Fe2+和S的氧化还原反应是热力学优势反应；发现Fe2S3可以与Fe3+反应生成S和Fe2+，Fe2S3在酸性条件下不稳定；在弱碱性条件下，Fe3+也有与HS-发生氧化还原反应的倾向；Fe3+在水溶液中主要以水解产物[Fe（H2O）6-n（OH）n]（3-n）+（n=1，2）存在，[Fe（H2O）6-n（OH）n]（3-n）+的氧化性很弱，难以将H2S或HS-氧化，却易与S2-结合生成Ksp极小的Fe2S3沉淀。     

Cu/Zn、Cu/Zn/Ni催化剂甲醇部分氧化制氢

研究了甲醇在Cu/Zn及Cu/Zn/Ni催化剂上部分氧化热耦合裂解制氢的反应,系 统地考察了不同O2/CH3OH比及反应温度下催化剂性能.当O2/CH3OH=0.2时,催化剂的性能最 佳.在同样条件下, Cu/Zn催化剂对CO的选择性较Cu/Zn/Ni催化剂低,更具优势. Cu/Zn催化 剂用于甲醇部分氧化反应时,甲醇转化率在150 h寿命实验中基本保持在90％左右. XRD谱图 表明Cu/Zn合金的生成是导致Cu/Zn系催化剂在甲醇裂解反应中快速失活的主要原因,而在部 分氧化反应中, O2的存在可抑制Cu/Zn合金的生成,使Cu/Zn催化剂表现出高度的稳定性.     

[NiCl（Ph2PCH2CH2OH）2Cl·H2O]^＋Cl^-和[Ni（Ph2P（O）CH2CH2OH）4]^2＋[NiCl4]^2-的合成及晶体结构

通过NiCl2.6H2O与双齿配体2-（二苯基膦）乙醇（Ph2PCH2CH2OH）或其氧化物2-（二苯基氧膦）乙醇[Ph2P（O）CH2CH2OH]的反应,制得两种结构新颖的阳离子型镍配合物[NiCl（Ph2PCH2CH2OH）2（H2O）]^＋Cl^-（1）和[Ni（Ph2P（O）CH2CH2OH）4]^2＋[NiCl4]^2-（2）.通过元素分析、31P核磁共振及X射线单晶衍射对配合物1和2的结构进行了表征.配合物1的晶体属单斜晶系,C2/c空间群,中心金属Ni具有六配位八面体几何构型.配合物2属四方晶系,I4（1）/a空间群,中心原子Ni与P＝＝O基团中的O配位形成平面四边形构型.     

关于氢氧化铜与氨水的反应

高中和大学的化学教材上都断言:Cu（OH）2易溶于 NH3·H2O。但实际上这个反应不那么容易进行。有关实验如下:1.混合 CuSO4溶液和 NaOH 溶液得Cu（OH）2沉淀（实际上是碱式硫酸铜）。往含Cu（OH）2的溶液中加过量 NH3·H2O（2mol/dm3）也不易得到如书上所说的澄清的深蓝色溶液。若改用6mol/dm3的 NH3·H2O,仍不易得到澄清的深蓝色溶液。表明加大反应物浓度对这个反应的影响不明显。既然加大反应物浓度无济于事,是否反应物有错?     

K_2O助剂对合成碳酸二甲酯用Cu-Ni/MoO_3-SiO_2催化剂吸附和反应性能的影响

用等体积浸渍法制备了MoO3 SiO2 (MoSiO)表面复合氧化物负载的Cu Ni K2 O催化剂。利用IR ,TPR ,TPD以及微反技术研究了K2 O助剂对CO2 和CH3OH在Cu Ni MoSiO催化剂表面上吸附和合成DMC(碳酸二甲酯 )反应性能的影响。结果表明 :K2 O助剂的加入 ,使CO2 在催化剂表面吸附强度增加 ,当K2 O含量达Cu Ni总量的 15 %时 ,CO2 在催化剂表面上吸附后生成K2 CO3;CH3OH在催化剂表面上的解离吸附态 (CH3O- H )的吸附强度减弱 ;CO2 和CH3OH在Cu Ni K2 O MoSiO催化剂表面反应主要产物为DMC ,H2 O ,CO和CH2 O。随着K2 O助剂的加入 ,反应转化率在 10 %之前增加 ,之后下降 ,DMC选择性稍有提高。副产物 (CO和CH2 O)的选择性下降。根据实验结果探讨了K2 O对催化剂表面活性中心的电荷分布的影响。     

负载型Sn2(OMe)4/SiO2催化剂的制备及其催化CO2和CH3OH直接合成碳酸二甲酯的性能

 采用表面改性法制备了负载型Sn2（OMe）4／SiO2双核桥联配合物催化剂，用IR，TPD和微反技术对催化剂的表面结构、化学吸附性质和催化活性进行了研究．结果表明，双核桥联Sn2（OMe）4／SiO2配合物中存在Sn－O－Si双齿配位形式，甲氧基以桥基形式联结两个Sn4＋离子；CO2在催化剂表面以桥式吸附态和甲氧碳酸酯基吸附态存在，而CH3OH只以分子吸附态存在．在反应温度413K，压力0．5MPa，反应空速1500h－1以及CH3OH与CO2的摩尔比为2～2．5的反应条件下，CO2和CH3OH在Sn2（OMe）4／SiO2催化剂上生成碳酸二甲酯的选择性达到近100％．根据实验结果，提出了CO2与CH3OH在Sn2（OMe）4／SiO2催化剂表面上的反应机理，反应物分子共吸附于催化剂表面同一活性位上及CO2的甲氧碳酸酯基吸附态的形成是反应顺利进行的关键因素．     

Cu/WO3-NiO上光促表面催化二氧化碳与水合成甲醇反应的规律

 采用溶胶－凝胶法制备了n－p复合半导体材料0．75％Cu／WO3－1．5％NiO，用X射线衍射、透射电镜、红外光谱、紫外－可见光漫反射和程序升温脱附等技术对材料结构、吸光性能和化学吸附性能进行了表征，研究了该材料对CO2与H2O合成CH3OH的光促表面催化反应(PSSR）规律．结果表明：所制备的材料明显有利于促进目的反应，室温条件下就有CH3OH生成，选择性超过90％，升高反应温度可提高CH3OH产量，且选择性仍高于88％．根据实验结果，得出CO2在材料表面的卧式吸附态为CH3OH的前驱物，并对PSSR机理进行了讨论．