认识掌握新反应 提升素养强能力

■浙江省绍兴鲁迅中学

我国一直致力于有关化工新技术的开发应用，又有新的突破和新的进展，如煤制烯烃、乙醇、PX及石油产品等。我国和国际上最近还有一些新的研究成果问世，如有关二氧化碳的最新转化、Na2He的制取等。搜集并进一步了解、认识、掌握新的发展与新的反应，宏观与微观结合，新潮与经典结合，学习与练习结合，开阔视野，深入思考，接受理解，活学活用，可以增强我们的社会责任感与担当，善于应用创新，增强快速领悟，学会分析推理与思索探究，真正培养素质，提升能力。现着重介绍、整理并拓展如下几个方面，供大家参考。

一、煤的新技术与新应用

煤干馏得焦炭、煤焦油、焦炉气等，又进一步发生气化反应、液化反应，再由甲醇来制取一系列新产品，发生某些新反应，需要多角度、多方面整理、分析，形成新思路，掌握新方法，应用新成果。

(1)气化反应。

(2)液化反应。

事实上可以写一个CO与H2两者按物质的量之比1∶2作用生成一元饱和醇或醚的通式：

②若CO与H2两者按物质的量之比2∶3作用，则生成乙二醇或乙烯和水：

⑤若CO与H2两者按一定的物质的量之比作用也可用下列通式表示，即生成汽油(液态烷烃)，n：5～8。

⑥若CO与H2两者按物质的量之比1∶3作用，则生成甲烷：

(3)甲醇制乙烯、丙烯等。

(4)甲醇制乙醇。

二甲苯(PX)再氧化可制得对苯二甲酸，然后与乙二醇等缩聚制得涤纶等。

(6)“煤制油”又有新进展。

最近，中科院山西煤炭化学研究所研究成功：由煤催化制柴油、石脑油、蜡等高品质产品，具有国际先进水平。

二、有关二氧化碳的最新转化

节能减排、低碳生活等是全球大事，是大家的追求，更是不少科学家探究的主要方向。介绍、学习最新成果，了解、应用新的知识，不仅能学习掌握新知识，增长见识，领悟新的思路与好的方法，而且还可培养勇于探索新知的创新精神、担当社会责任及解决实际问题的能力。

1.人工“光合作用”。

美国佛罗里达州立大学科学家发现，人工触发合成材料中的光合作用，可以将温室气体的主要成分CO2转化为清洁空气，同时产生能量，具有改善空气质量和创造清洁能源的巨大潜力。该大学尤里布-罗莫团队使用一种常见的无毒金属钛，添加有机分子后作为光的接收天线，由蓝色LED光反应器组成的发光蓝色圆筒，模仿太阳的蓝色波长，CO2缓慢加入到圆筒中，慢慢发生化学反应后，被还原成两种形式的碳——太阳能燃料甲酸和甲酰胺，同时，圆筒内的空气得到净化。作为“光合作用”，肯定另有O2生成，其化学方程式为：

2.CO2直接加氢制汽油。

据2017年5月6日网上披露，中科院大连所专家成功实现CO2直接加氢制取高辛烷值汽油，采用的新型复合催化剂含Fe3O4等。

若CO2和H2两者按物质的量之比1∶4作用，则可制取甲烷：

3.“节能减排”的新方向。

将CO2转化为甲醇(也是制甲醇的一种新的好方法)：

或CO2与天然气反应，先生成CO、H2，再转化为甲醇：

4.CO2转化成乙烯。

①在酸性条件下，CO2电解可生成乙烯(宜用质子隔膜)：

②也可以在一定条件下，通过下列反应，将CO2转变成乙烯：

5.CO2转化成甲醛。

还有CO2与NH3在一定条件下，可转化生成三聚氰酸、氨基甲酸铵或尿素等。

当然，还有别的新应用、新反应，如美国的燃料空气炸弹(“炸弹之母”)、中国的“炸弹之王”、俄罗斯的“炸弹之父”等的爆炸反应及炸药制取反应，“脚臭”的最新研究成果等。

专项练习

1.2016年7月28日提供的消息，芝加哥伊利诺伊大学的科学家们已经使用特殊属性的化学物质作为一种新型的催化剂，可以将大气中的二氧化碳更高效、更便宜地转化为燃料。该太阳能电池由2块硅光伏电池组成，当每平方米有100 W的光照时，便开始化学反应，从阴极产生氢气和一氧化碳气体，阳极产生氧和氢离子，这个反应产生的合成气可以合成为柴油或者其他燃料。该研究团队称，该太阳能电池不仅能小范围使用，也能应用在大规模的太阳能农场。火星的大气层中充满了二氧化碳，如果能在火星上找到水，也许有一天它甚至能在火星上提供电力。试写出该反应的总方程式及阴极另一种反应式：____。

2.研究人员已经开发出了一种被称作“第二皮肤”的高分子聚合物，未来有望直接用于医治患者的皮肤，或者防止紫外线照射等方面。该新型聚合物为“XPL”，与真实的年轻皮肤拥有相同的力学性能。XPL由基于聚硅氧烷(polysiloxane-based)可调谐的材料制成，能够提供具体的抗拉强度、弹性、黏附、闭塞性，以及收缩性水平。

试写出聚二甲基硅氧烷的结构简式：____。

3.燃料空气炸弹(“炸弹之母”)中的燃料常用的有环氧乙烷、环氧丙烷、甲烷、丁烷、乙烯、乙炔、丙炔—丙二烯混合物、过氧化乙酰、二硼烷、无水偏二甲肼、硝基甲烷和硝酸丙酯等，并添加了铝、硅硼镁等助爆粉末。

(1)环氧乙烷的链状同分异构体的名称是____，它与2molCH3NH2反应的化学方程式是____。

(2)偏二甲肼与N2O4作用(火箭推进剂)的化学方程式是____。

(3)据查“雏菊剪”战斗部装有5715kg的GSX浆状炸药，主要成分为硝酸铵、铝粉和聚苯乙烯等，硝酸铵引爆方程式是____；苯乙烯的环状同分异构体是____(至少两种)，苯乙烯的制取方法有：在一定条件下，苯与____发生____反应或苯与____发生____反应等。