【题目】1-溴丙烷是一种重要的有机合成中间体。实验室制备少量1-溴丙烷的主要步骤如下:
步骤1:在仪器A中加入搅拌磁子、12g 1-丙醇及20mL水,在冰水冷却下缓慢加入28mL浓H2SO4;冷却至室温,搅拌下加入24g NaBr。
步骤2:缓慢加热,直到无油状物馏出为止。
步骤3:将馏出液转入分液漏斗,分离出有机相。
步骤4:将分离出的有机相转入分液漏斗,依次用H2O、5%的Na2CO3溶液洗涤,分液,得粗产品,进一步提纯得1-溴丙烷。
已知:①1-溴丙烷沸点为71℃,密度为1.36g/cm3;
②反应过程中,在仪器A中可以观察到A的上方出现红棕色蒸气(Br2)。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是______;加入搅拌磁子的目的是搅拌和______。
(2)仪器A中主要发生反应为:NaBr + H2SO4===HBr + NaHSO4和______。
(3)步骤2中需向接收瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是______,同时可以观察到的现象是______。
(4)步骤4中的两次洗涤,依次洗去的主要杂质是______、_________。
(5)步骤4中的Na2CO3溶液还可以用下列中的______试剂代替。
A.NaOH溶液 B.NaI溶液 C.Na2SO3溶液 D.CCl4
【答案】蒸馏烧瓶 防止暴沸 CH3CH2CH2OH + HBr CH3CH2CH2Br + H2O 冷凝1-溴丙烷,减少其挥发 溶液分层,下层为橙色的油状液体 1-丙醇 Br2 C
【解析】
(1)仪器A的名称是蒸馏烧瓶;溶液受热易发生暴沸;
(2)仪器A中主要反应为浓硫酸与溴化钠反应生成溴化氢和硫酸氢钠,反应生成的溴化氢,在浓硫酸作用下,与1-丙醇共热发生取代反应生成1-溴丙烷和水;
(3)1-溴丙烷沸点低,受热易挥发,不溶于水且比水密度大,单质溴易溶于有机溶剂;
(4)由于制得的1-溴丙烷中混有挥发出的1-丙醇和单质溴;
(5)1-溴丙烷在NaOH溶液中发生水解反应;反应生成的单质碘溶于1-溴丙烷引入新杂质;单质溴能与亚硫酸钠溶液发生氧化还原反应,且不与1-溴丙烷反应;1-溴丙烷与四氯化碳互溶。
(1)由图可知,仪器A的名称是蒸馏烧瓶;加入搅拌磁子的目的是搅拌和防止溶液受热暴沸,故答案为:蒸馏烧瓶;防止暴沸;
(2)仪器A中主要反应为浓硫酸与溴化钠反应生成溴化氢和硫酸氢钠,反应生成的溴化氢,在浓硫酸作用下,与1-丙醇共热发生取代反应生成1-溴丙烷和水,有关化学方程式为NaBr + H2SO4=HBr + NaHSO4和CH3CH2CH2OH + HBr CH3CH2CH2Br + H2O,故答案为:CH3CH2CH2OH + HBr CH3CH2CH2Br + H2O;
(3)由题给信息可知,1-溴丙烷沸点低,受热易挥发,则步骤2中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是减少1-溴丙烷的挥发;实验时,浓硫酸和溴化氢发生氧化还原反应生成了单质溴,单质溴易溶于有机溶剂,1-溴丙烷不溶于水且比水密度大,溶液分层,溴溶于下层1-溴丙烷,使下层油状液体呈橙色,故答案为:冷凝1-溴丙烷,减少其挥发;溶液分层,下层为橙色的油状液体;
(4)由于制得的1-溴丙烷中混有挥发出的1-丙醇和单质溴,步骤4中用H2O洗去溶于水的1-丙醇,用5%的Na2CO3溶液洗去能与Na2CO3溶液反应的单质溴,故答案为:1-丙醇;Br2;
(5)A、1-溴丙烷在NaOH溶液中发生水解反应生成1-丙醇,故错误;
B、单质溴能与碘化钠溶液发生置换反应生成单质碘,单质碘溶于1-溴丙烷引入新杂质,故错误;
C、单质溴能与亚硫酸钠溶液发生氧化还原反应,且不与1-溴丙烷反应,故正确;
D、1-溴丙烷与四氯化碳互溶,故错误;
C正确,故答案为:C。
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【题目】下图为一种利用原电池原理设计测定O2含量的气体传感器示意图,RbAg4I5是只能传导Ag+的固体电解质。O2可以通过聚四氟乙烯膜与AlI3 反应生成Al2O 3和I2,通过电池电位计的变化可以测得O2的含量。下列说法正确的是( )
A. 正极反应为:3O2+12e-+4Al3+=2Al2O3
B. 传感器总反应为:3O2+4AlI3+12Ag=2Al2O3+12AgI
C. 外电路转移0.01mol电子,消耗O2的体积为0.56L
D. 给传感器充电时,Ag+向多孔石墨电极移动
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【题目】研究碳、氮、硫等元素化合物的性质或转化对建设生态文明、美丽中国具有重要意义。
(1)海水中无机碳的存在形式及分布如下图所示:用离子方程式表示海水呈弱碱性的原因_________。己知春季海水pH=8.1,预测夏季海水碱性将会_________(填写“增强”或“减弱”),理由是________(写出1条即可)
无机碳 | HCO3- | 90% |
CO32- | 9% | |
CO2 | 1% | |
H2CO3 | ||
其中H2CO3仅为CO2的0.2% |
(2)工业上以CO和H2为原料合成甲醇的反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H<0,在容积为1L 的恒容容器中,分别在T1、T2、T3三种温度下合成甲醇。如图是上述三种温度下不同H2和CO的 起始组成比(起始时CO的物质的量均为lmol)与CO平衡转化率的关系。下列说法正确的是_________(a、b点横坐标相同,a在曲线T1上,b在曲线T2上)
A.a、b、c三点H2转化率:c>a>b
B.上述三种温度之间关系为T1>T2>T3
C.a点(1.5,50)状态下再通入0.5 mol CO和0.5 mol CH3OH,平衡不移动
D.c点状态下再通入1 molCO和4molH2,新平衡中H2的体积分数增大
(3)NO加速臭氧层被破坏,其反应过程如图所示:
①NO的作用是__________________。
②己知:O3(g)+O(g)=2O2(g) △H =-143kJ·mol-1
反应 1: O3(g)+NO(g) NO2(g)+O2(g) △H1=-200.2kJ·mol-1
反应2:热化学方程式为______________________。
(4)近年来,地下水中的氮污染己成为一个世界性的环境问题。在金属Pt、Cu和铱(Ir)的催化作用 下,密闭容器中的H2可髙效转化酸性溶液中的硝态氮(NO3-)从而降低水体中的氮含量,其工作原理如下图所示
①Ir表面发生反应的方程式为__________________________。
②若导电基体上的Pt颗粒增多,造成的后果是__________________________。
(5)利用电化学原理,将NO2、O2和熔融KNO3制成燃料电池,模拟工业电解法来精炼银,装置如图所示,甲池工作时,NO2转变成绿色硝化剂Y,Y是N2O5,可循环使用,则石墨II附近发生的电极反应式为__________________________。
(6)大气污染物SO 2可用NaOH吸收。已知pKa=-lgKa,25℃时,H2SO3 的 pKa1=1.85, pKa2=7.19。该温度下用 0.1mol·L-1NaOH溶液滴定 20mL0.1mol·L-1H2SO3溶液的滴定曲线如下图所示。b点所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是__________________________;c点所得溶液中:c(Na+)__________3c(HSO3-)(填“>”、“<”或“=”)
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【题目】验证牺牲阳极的阴极保护法,实验如下(烧杯内均为经过酸化的3%NaCl溶液)。
① | ② | ③ |
在Fe表面生成蓝色沉淀 | 试管内无明显变化 | 试管内生成蓝色沉淀 |
下列说法不正确的是
A. 对比②③,可以判定Zn保护了Fe
B. 对比①②,K3[Fe(CN)6]可能将Fe氧化
C. 验证Zn保护Fe时不能用①的方法
D. 将Zn换成Cu,用①的方法可判断Fe比Cu活泼
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【题目】我国科学家成功合成了世界上首个含五氮阴离子的盐(局部结构如图),其中还有两种10电子离子、一种18电子离子。X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素,且均不在同一族。下列说法不正确的是( )
A.Y的原子半径大于Z的原子半径
B.在该盐中,存在极性共价键和非极性共价键
C.Z的简单气态氢化物稳定性比Y的简单气态氢化物稳定性强
D.Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比M的最高价氧化物对应水化物的酸性强
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【题目】有机物M只含C、H、O三种元素。取13.6g M在足量氧气中燃烧,生成35.2g CO2和7.2g H2O。在相同条件下,M的蒸气对氢气的相对密度为68。
(1)通过计算确定M的分子式。(要求:写出解题过程)____________。
(2)经测定:M的红外光谱和核磁共振氢谱分别如下图所示,则M的结构简式为_______。
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【题目】和是两种主要的温室气体,以和为原料制造更高价值的化学产品是用来缓解温室效应的研究方向,回答下列问题:
(1)工业上催化重整是目前大规模制取合成气(CO和H2混合气称为合成气)的重要方法,其原理为:
反应Ⅰ:;
反应Ⅱ:;
和反应生成和的热化学方程式是___________________。
(2)将1 mol 和1 mol 加入恒温恒压的密闭容器中(温度298K、压强100kPa),发生反应Ⅰ,不考虑反应Ⅱ的发生,该反应中,正反应速率,p为分压(分压=总压×物质的量分数),若该条件下,当分解20%时,__________kPas-1。
(3)将和在一定条件下反应可制得合成气,在1 L密闭容器中通入与,使其物质的量浓度均为,在一定条件下发生反应:,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示:
①压强、、、由小到大的关系为_________。
②对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强p(B)代替物质的量浓度c(B)也可表示平衡常数(记作),如果,求x点的平衡常数________________(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
③下列措施中能使平衡正向移动的是___________(填字母)。
a.升高温度
b.增大压强
c.保持温度、压强不变,充入He
d.恒温、恒容,再充入1 mol 和1 mol
(4)科学家还研究了其他转化温室气体的方法,利用图所示装置可以将转化为气体燃料CO(电解质溶液为稀硫酸),该装置工作时,M为_________极(填“正”或“负”),导线中通过2 mol电子后,假定体积不变M极电解质溶液的pH__________(填“增大”、“减小”或“不变”),N极电解质溶液变化的质量__________g。
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【题目】硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2和CuCl2的混合溶液中回收S,其转化如图所示(CuS不溶于水)。下列说法中,不正确的是( )
A.过程①中,生成CuS的反应为H2S+Cu2+=CuS↓+2H+
B.过程②中,Fe3+作氧化剂
C.转化图中化合价不变的元素只有铜和氯
D.回收S的总反应为2H2S+O2=2H2O+2S↓
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【题目】丁烯是一种重要的化工原料,可由丁烷催化脱氢制备。回答下列问题:
(1)正丁烷(C4H10)脱氢制1-丁烯(C4H8)的热化学方程式如下:
①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1
已知:②C4H10(g)+ O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1
③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1
反应①的ΔH1为________ kJ·mol-1。图(a)是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,x_____________0.1(填“大于”或“小于”);欲使丁烯的平衡产率提高,应采取的措施是__________(填标号)。
A.升高温度 B.降低温度 C.增大压强 D.降低压强
(2)丁烷和氢气的混合气体以一定流速通过填充有催化剂的反应器(氢气的作用是活化催化剂),出口气中含有丁烯、丁烷、氢气等。图(b)为丁烯产率与进料气中n(氢气)/n(丁烷)的关系。图中曲线呈现先升高后降低的变化趋势,其降低的原因是___________。
(3)图(c)为反应产率和反应温度的关系曲线,副产物主要是高温裂解生成的短碳链烃类化合物。丁烯产率在590℃之前随温度升高而增大的原因可能是___________、____________;590℃之后,丁烯产率快速降低的主要原因可能是_____________。
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