【题目】酰苯胺作为一种常用药,具有解热镇痛的效果。实验室制备乙酰苯胺时,可以用苯胺与乙酸酐加热来制取,该反应放热:
密度(g/mL) | 相对分子质量 | 颜色、状态 | 溶解性 | |
苯胺 | 1.04 | 93 | 无色油状液体 | 微溶于水, 易溶于乙醇、乙醚 |
乙酸酐 | 1.08 | 102 | 无色透明液体 | 遇水缓慢反应生成乙酸 |
乙酰苯胺 | 135 | 无色片状晶体, 熔点 114℃ | 不溶于冷水,可溶于热 水、乙醇、乙醚 |
实验步骤
①取5.00 mL苯胺,倒入100 mL锥形瓶中,加入20 mL水,在旋摇下分批加入6.00 mL 乙酸酐,搅拌均匀。若有结块现象产生,用玻璃棒将块状物研碎,再充分搅拌;
②反应完全后,及时把反应混合物转移到烧杯中,冷却后,抽滤,洗涤,得粗乙酰苯胺固体;
③将粗产品转移至150 mL烧杯中,加入适量水配制成 80 ℃的饱和溶液,再加入过量20%的水。稍冷后,加半匙活性炭,搅拌下将溶液煮沸3~5 min,_______,冷却结晶,抽滤、洗涤、晾干得乙酰苯胺纯品6.2 g。
请回答:
(1)反应温度过高会导致苯胺挥发,下列操作可控制反应温度,防止反应温度升高过快的是______。
A 加20 mL水 B 旋摇下分批加入6.0 mL乙酸酐
C 玻璃棒将块状物研碎 D 充分搅拌
(2)在步骤②中对粗产品进行洗涤需要用到以下操作:
a 加入洗涤剂至浸没固体;b 洗涤剂缓慢通过;c 关小水龙头;d 开大水龙头; e 重复 2~3 次。
请对以上操作做出正确的排序__________。
(3)步骤③加入过量 20%的水的目的是________,横线处的操作步骤是_________。
(4)下列说法不正确的是______。
A 活性炭吸附有色物质,可以提高产率
B 冷却时,室温冷却比冰水浴冷却更易得到大颗粒晶体便于抽滤
C 抽滤用如图装置,为防止倒吸,结束时可先关闭水龙头,后打开活塞a
D 产品可放在表面皿上用热水浴烘干,烘干后可通过测量产品熔点判断产品纯度
(5)该实验的产率是___________。
【答案】AB cabde 加入过量 20%的水的目的是防止加热煮沸时,溶剂减少使产品析出导致产率降低 趁热过滤 AC 82.1%
【解析】
苯胺和乙酸酐反应得到乙酰苯胺,乙酰苯胺不溶于冷水,因此得到的产物为固体,抽滤得到粗品,转移到烧杯中,加热,乙酰苯胺溶于热水,加入活性炭漂白,在趁热过滤,冷却结晶得到纯品。
(1)反应温度过高会导致苯胺挥发,需要控制反应温度和反应速率;A.加20mL水,可以使溶液稀释,降低反应速率,还可以使溶液质量增大,从而降低了温度,A正确;
B.旋摇下分批加入6.0mL乙酸酐,使反应物浓度较小,反应速率较慢,从而降低了反应温度,B正确;
C.玻璃棒将块状物研碎,目的是防止原料被产物包裹,使之充分反应,不利于控制温度,C错误;
D.反应快结束时的充分搅拌,使反应更完全,无法降低反应速率,可能会导致反应速率加快,温度升高,D错误;
答案选AB;
(2)粗产品的洗涤时,开始不能开大水龙头,因为水龙头开得越大,抽滤越快,使得洗涤液不能浸没固体,因此开始应该关小水龙头,在加入洗涤液浸没固体,洗涤剂会缓慢通过,再开得水龙头,加快抽滤速度,再重复几次,因此正确排序为cabde;
(3)粗产品配制80℃的饱和溶液中会损失部分溶剂,可能使得粗产品不能完全溶解,因此加入过量20%的水的目的是防止加热煮沸时,溶剂减少使产品析出导致产率降低;根据乙酰苯胺的溶解度,不溶于冷水,而溶于热水,因此过滤热的饱和溶液可以除去不溶于水的杂质,在冷却结晶,因此横线处的操作为趁热过滤;
(4)A.加活性炭吸附有色物质,无法提高产率,A错误;
B.自然冷却,可使晶粒生长,得到较大颗粒的晶体,冰水浴冷却比室温冷却得到的晶体颗粒小,颗粒大有利于过滤,B正确;
C.为防止倒吸,应先打开活塞a,再关闭抽气泵,C错误;
D.乙酰苯胺的熔点为114℃,可以用热水浴加热,水的温度不超过熔点;纯净物具有固定的熔点,可以通过测定熔点判断产品的纯度,D正确;
答案选AC;
(5)5mL苯胺的物质的量=,6mL乙酸酐的物质的量=,苯胺少量,按苯胺计算,理论得到乙酰苯胺的质量=0.05591mol×135g·mol-1≈7.548g,则产率为6.2g÷7.548g×100%≈82.1%。
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【题目】已知反应X(g)+Y(g)nZ(g)+Q(Q<0),将X和Y以一定比例混合通入密闭容器中进行反应,各物质的浓度随时间的改变如图所示。下列说法不正确的是( )
A.反应方程式中n=1
B.10min时,曲线发生变化的原因是升高温度
C.10min时,曲线发生变化的原因是增大压强
D.0~5 min内,用X表示的反应速率为v(X)=0.08mol/(L·min)
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【题目】已知某纯碱试样中含有NaCl杂质,为测定试样中纯碱的质量分数,可用下图中的装置进行实验。
主要实验步骤如下:
① 按图组装仪器,并检验装置的气密性
② 将a g试样放入锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,得到试样溶液
③ 称量盛有碱石灰的U型管的质量,得到b g
④ 从分液漏斗滴入6mol·L—1的硫酸,直到不再产生气体时为止
⑤ 从导管A处缓缓鼓入一定量的空气
⑥ 再次称量盛有碱石灰的U型管的质量,得到c g
⑦ 重复步骤⑤和⑥的操作,直到U型管的质量基本不变,为d g
请回答下列有关问题:
(1)在用托盘天平称量样品时,如果天平的指针向左偏转,说明________________。
(2)装置中干燥管B的作用是______________________________________________。
(3)如果将分液漏斗中的硫酸换成浓度相同的盐酸,测试的结果_________。(选填偏高、偏低或不变)。
(4)步骤⑤的目的是__________________________________________。
(5)步骤⑦的目的是__________________________________________。
(6)试样中纯碱的质量分数的计算式为__________________________。
(7)写出纯碱与稀硫酸反应的离子方程式为________________________。
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【题目】2019年诺贝尔化学奖授予了锂离子电池开发的三位科学家。一种锂离子电池的结构如图所示,电池反应式为 LixC6 + Li1-xCoO2C6 + LiCoO2(x<1)。下列说法正确的是
A.放电时,a极为负极
B.充电时,Li1-xCoO2/LiCoO2电极发生Li+脱嵌,放电时发生Li+嵌入
C.放电时,若转移0.02mol电子,石墨电极将减重0.21g
D.放电时,Li+在电解质中由a极向b极迁移
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【题目】HI常用作有机反应中的还原剂,受热会发生分解反应。已知443℃时:2HI(g)H2(g)+I2(g) △H=+12.5kJ·mol-1向1L密闭容器中充入1mol HI,443℃时,体系中c(HI)与反应时间t的关系如图所示。下列说法中,正确的是( )
A.0~20min内的平均反应速率可表示为v(H2)=0.0045mol·L-1·min-1
B.升高温度,再次平衡时,c(HI)>0.78mol·L-1
C.该反应的化学平衡常数计算式为
D.反应进行40 min时,体系吸收的热量约为0.94kJ
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【题目】氢气作为清洁能源有着广泛的应用前景,含硫天然气制备氢气的流程如下。
请回答下列问题:
Ⅰ.转化脱硫:将天然气压入吸收塔,30℃时,在T.F菌作用下,酸性环境中脱硫过程示意图如图所示。
(1)过程i中H2S发生了___(填“氧化”或“还原”)反应。
(2)过程ii的离子方程式是___。
(3)已知:①Fe3+在pH=1.9时开始沉淀,pH=3.2时沉淀完全。
②30℃时,在T.F菌作用下,不同pH的FeSO4溶液中Fe2+的氧化速率如下表。
pH | 0.9 | 1.2 | 1.5 | 1.8 | 2.1 | 2.4 | 2.7 | 3.0 |
Fe2+氧化速率/(g·L-1·h-1) | 4.5 | 5.3 | 6.2 | 6.8 | 7.0 | 6.6 | 6.2 | 5.6 |
请结合以上信息,判断工业脱硫应选择的最佳pH范围,并说明原因:___。
II.蒸气转化:在催化剂的作用下,水蒸气将CH4氧化。结合如图回答问题。
(4)①该过程的热化学方程式是___。
②比较压强p1和p2的大小关系:p1___p2(选填“>”“<”或“=”)。
III.CO变换:500℃时,CO进一步与水反应生成CO2和H2。
IV.H2提纯:将CO2和H2分离得到H2的过程示意图如图。
(5)①吸收池中发生反应的离子方程式是___。
②结合电极反应式,简述K2CO3溶液的再生原理:___。
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【题目】化学反应中的能量变化是由化学反应中旧化学键断裂时吸收的能量与新化学键形成时放出的能量不同引起的。如图表示N2(g)与O2(g)反应生成NO(g)过程中的能量变化:
下列说法中正确的是( )
A.1 mol N2(g)与1 mol O2(g)反应放出的能量为180 kJ
B.1 mol N2(g)和1 mol O2(g)具有的总能量小于2 mol NO(g)具有的总能量
C.通常情况下,N2(g)与O2(g)混合能直接生成NO(g)
D.NO是一种酸性氧化物,能与NaOH溶液反应生成盐和水
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【题目】如图所示,把试管放入盛有25℃饱和石灰水的烧杯中,试管中开始放入几小块镁片,再滴入5mL稀盐酸。
回答下列问题:
(1)实验中观察到的现象是________________。
(2)产生上述现象的原因是________________。
(3)写出有关反应的离子方程式____________。
(4)由实验推知,MgCl2溶液和H2的总能量________(填“大于”、“小于”或“等于”)镁片和盐酸的总能量。
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【题目】活性炭可处理大气污染物NO,反应原理:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。T℃时,在2L密闭容器中加入0.100molNO和2.030mol活性炭(无杂质),平衡时活性炭物质的量是2.000mol。下列说法不合理的是
A.该温度下的平衡常数是:K=
B.达到平衡时,NO的转化率是60%
C.3min末达到平衡,则v(NO)=0.01mol/(L·min)
D.若平衡时再加入0.100molNO,则达到新平衡时NO的转化率比原平衡时低
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