【题目】【实验化学】
己二酸()是一种工业上具有重要意义的有机二元酸,在化工生产、有机合成工业、医药、润滑剂制造等方面都有重要作用,能够发生成盐反应、酯化反应等,并能与二元醇缩聚成高分子聚合物等,己二酸产量居所有二元羧酸中的第二位。实验室合成己二酸的反应原理和实验装置示意图如下:
可能用到的有关数据如下:
实验步骤如下:
I、在三口烧瓶中加入16 mL 50%的硝酸(密度为1.31g/cm3),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放有5.4 mL环己醇。
II、水浴加热三口烧瓶至50℃左右,移去水浴,缓慢滴加5~6滴环己醇,摇动三口烧瓶,观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩下的环己醇,维持反应温度在60℃~65℃之间。
III、当环己醇全部加入后,将混合物用80℃~90℃水浴加热约10min(注意控制温度),直至无红棕色气体生成为止。
IV、趁热将反应液倒入烧杯中,放入冰水浴中冷却,析出晶体后过滤、洗涤得粗产品。V、粗产品经提纯后称重为5.7g。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_ _。
(2)向三口烧瓶中滴加环己醇时,要控制好环己醇的滴入速率,防止反应过于剧烈导致温度迅速上升,否则可能造成较严重的后果,试列举一条可能产生的后果: _。
(3)已知用NaOH溶液吸收尾气时发生的相关反应方程式为:
2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O NO+NO2+2NaOH =2NaNO2+H2O
如果改用纯碱溶液吸收尾气时也能发生类似反应,则相关反应方程式为(写一个即可):
________ ____。
(4)为了除去可能的杂质和减少产品损失,可分别用冰水和 洗涤晶体。
(5)粗产品可用 法提纯(填实验操作名称)。本实验所得到的己二酸产率为 。
【答案】
(1)恒压滴液漏斗(2分)
(2)反应液暴沸冲出冷凝管;放热过多可能引起爆炸;产生的NO2气体来不及被碱液吸收而外逸到空气中 (答对其中1条即可给分,其它答案合理即给分,2分)
(3)2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2 NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2 (写对其中一个即可给满分,2分)
(4) 苯(2分)
(5)重结晶(2分); 75%(2分)
【解析】
试题分析:
(1)恒压滴液漏斗;
(2)反应中温度过高会使反应液暴沸冲出冷凝管或放热过多可能引起爆炸;反应速率过快,产生的NO2气体来不及被碱液吸收而外逸到空气中造成污染;
(3)根据氮氧化物与碱发生歧化反应或归中反应,与纯碱也应发生相似反应;
(4)产品不溶于苯,所以为了减少溶解损失可以用苯洗涤;
(5)提纯晶体一般可以采用重结晶法;
己二酸产率
n(环己醇)=5.4×0.962÷100=0.052mol
理论产量为:m(己二酸)=0.052×146=7.59g
产率为5.7÷7.59×100%=75%
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【题目】制备溴苯的实验装置如下图,将液溴从恒压滴液漏斗慢慢滴入盛有苯和铁粉的烧瓶A。反应结束后,对A中的液体进行后续处理即可获得溴苯。
(1)写出A中制备溴苯的化学反应方程式______________。
(2) B中盛放的CCl4的作用是______________
(3)冷凝管的作用是______________,冷凝管中的水应从______________口进入(填“a”或“b”)。
(4)向C中加入硝酸银溶液可证明苯和液溴发生的是取代反应而不是加成反应,反应现象是______________,也可使用______________试纸更简便地证明上述结论。
(5)得到粗溴苯后,要用如下操作精制:①蒸馏②水洗③用干燥剂干燥④10%NaOH溶液洗,正确的操作顺序是______________(填字母标号)。
a.①②③④② b.②④②③① c.④②③①② d.②④①②③
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【题目】过氧化氢被称为绿色氧化剂,它的分子结构如下图所示。已知该分子H-O-O键角都是97°。下列有关H2O2的说法正确的是
A.过氧化氢分子中存在离子键、共价键
B.在1.00mol H2O2中,核外电子总数为10×6.02×1023个
C.过氧化氢既有氧化性又有还原性
D.3.4g过氧化氢中含有6.02×1022个原子
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【题目】为了探究化学反应速率和化学反应限度的有关问题,某研究小组进行了以下实验:
Ⅰ.以H2O2的分解反应为研究对象,实验方案与数据记录如下表,t表示收集a mL O2所需的时间。
序号 | 反应 温度/℃ | c(H2O2)/ mol·L-1 | V(H2O2) /mL | m(MnO2) /g | t/min |
1 | 20 | 2 | 10 | 0 | t1 |
2 | 20 | 2 | 10 | 0.1 | t2 |
3 | 20 | 4 | 10 | 0.1 | t3 |
4 | 40 | 2 | 10 | 0.1 | t4 |
(1)设计实验2和实验3的目的是研究____________对化学反应速率的影响。
(2)为研究温度对化学反应速率的影响,可以将实验________和实验________作对比(填序号)。
(3)将实验1和实验2作对比,t1________t2(填“>”、“<”或“=”)。
Ⅱ.以KI和FeCl3反应为例(2Fe3++2I-2Fe2++I2)设计实验,探究此反应存在一定的限度。可选试剂:
①0.1 mol·L-1 KI溶液 ②0.1 mol·L-1 FeCl3溶液 ③0.1 mol·L-1 FeCl2溶液 ④0.1 mol·L-1 盐酸 ⑤0.1 mol·L-1 KSCN溶液 ⑥CCl4
实验步骤:(1)取5 mL 0.1 mol·L-1 KI溶液,再滴加几滴0.1 mol·L-1 FeCl3溶液;
(2)充分反应后,将溶液分成三份;
(3)取其中一份,加试剂⑥,振荡,CCl4层显紫色,说明反应生成碘;
(4)另取一份,加试剂________(填序号),现象______________,说明此反应存在一定的限度。
Ⅲ.N2O4可分解为NO2。在100 mL密闭容器中投入0.01 mol N2O4,利用现代化学实验技术跟踪测量c(NO2)。c(NO2)随时间变化的数据记录如下图所示。
(1)反应容器中最后剩余的物质有______________,其中N2O4的物质的量为________mol。
(2)c(NO2)随时间变化的曲线表明,实验测得的化学反应速率在逐渐减小,最后________。
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【题目】下图是8种有机化合物的转换关系:
请回答下列问题:
(1)上述框图中,①是________反应,③是________反应(填反应类型)。
(2)化合物E是重要的工业原料,写出由D生成E的化学方程式:_______________________________________________________________。
(3) C 1的结构简式是______________________;F 1的结构简式是_____________________________。
(4) 上述8种化合物中,属于二烯烃的是_____________。
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【题目】某研究性学习小组同学对由某均匀混合的NaHCO3和KHCO3样品进行实验,测得实验如下图所示
已知:Ⅰ.所测气体体积为标准状况
Ⅱ.盐酸的物质的量浓度相等,且体积均是50mL;试计算:
(1)盐酸的物质的量浓度 mol·L-1。
(2)混合物样品中,NaHCO3与KHCO3的物质的量之比 。
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【题目】Ⅰ.施莱辛(Schlesinger)等人提出可用NaBH4与水反应制取氢气:BH4- + 2H2O == BO2- + 4H2↑(反应实质为水电离出来的H+被还原)。研究表明,该反应生成H2的速率受外界条件影响,下表为pH和温度对NaBH4半衰期的影响(半衰期是指反应过程中,某物质的浓度降低到初始浓度一半时所需的时间)。
体系 pH | 不同温度下的半衰期(min) | |||
0℃ | 25℃ | 50℃ | 75℃ | |
8 | 4.32×100 | 6.19×10-1 | 8.64×10-2 | 1.22×10-2 |
10 | 4.32×102 | 6.19×101 | 8.64×100 | 1.22×100 |
12 | 4.32×104 | 6.19×103 | 8.64×102 | 1.22×102 |
14 | 4.32×106 | 6.19×105 | 8.64×104 | 1.22×104 |
(1)已知NaBH4与水反应后所得溶液显碱性,用离子方程式表示出溶液显碱性的原因 ,溶液中各离子浓度大小关系为 。
(2)从上表可知,温度对NaBH4与水反应速率产生怎样的影响? 。
(3)反应体系的pH为何会对NaBH4与水反应的反应速率产生影响? 。
Ⅱ.肼(N2H4)又称联氨,常温下是一种无色油状液体,沸点为113.5℃。肼和氧气在不同温度和催化剂条件下生成不同产物(如图)。
温度较低时主要反应①:N2H4 + O2 N2 + 2H2O
温度较高时主要反应②:N2H4 + 2O2 2NO + 2H2O
不考虑其他反应,完成下列填空:
(4)若反应①在250℃时的平衡常数为K1,350℃时的平衡常数为K2,则K1 K2(填“>”、“<”或“=”)。
(5)反应于1100℃时达到平衡后,下列措施能使容器中增大的有 (填字母序号)。
A.恒容条件下,充入He气
B.增大容器体积
C.恒容条件下,充入N2H4
D.使用催化剂
(6)若将n mol肼和2n molO2充入某容积为n L的刚性容器中,在800℃和一定压强、合适催化剂的作用下,反应①和②同时达到平衡,实验测得N2的产率x,NO的产率为y,则该条件下反应②的平衡常数K= (用x、y的代数式表示,不必化简)。
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【题目】人们应用原电池原理制作了多种电池以满足不同的需要。电池发挥着越来越重要的作用,如在宇宙飞船、人造卫星、电脑、照相机等,都离不开各式各样的电池,同时废弃的电池随便丢弃也会对环境造成污染。请根据题中提供的信息,回答下列问题:
(1)研究人员最近发明了一种“水”电池,这种电池能利用淡水与海水之间含盐量的差别进行发电,在海水中电池反应可表示为:5MnO2+2Ag+2NaCl=Na2Mn5O10+2AgCl
①该电池的负极反应式是______________;
②在电池中,Na+不断移动到“水”电池的_______极(填“正”或“负”);
③外电路每通过4mol电子时,生成Na2Mn5O10的物质的量是______________。
(2)中国科学院应用化学研究所在甲醇(CH3OH是一种可燃物)燃料电池技术方面获得新突破。甲醇燃料电池的工作原理如右图所示。
①该电池工作时,b口通入的物质为______________。
②该电池负极的电极反应式______________。
③工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有___________NA个电子转移。
(3)Ag2O2是银锌碱性电池的正极活性物质,当银锌碱性电池的电解质溶液为KOH溶液,电池放电时正极的Ag2O2转化为Ag,负极的Zn转化为K2Zn(OH)4,写出该电池反应方程式:_______________。
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【题目】莫沙朵林是一种镇痛药,它的合成路线如下:
(1)B中手性碳原子数为____________;化合物D中含氧官能团的名称为____________。
(2)C与新制氢氧化铜反应的化学方程式为____________。
(3)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式:____________
I.核磁共振氢谱有4个峰;
Ⅱ.能发生银镜反应和水解反应;
Ⅲ.能与FeCl3溶液发生显色反应.
(4)已知E+X→F为加成反应,化合物X的结构简式为____________。
(5)已知:.化合物是合成抗病毒药阿昔洛韦的中间体,请设计合理方案以和为原料合成该化合物(用合成路线流程图表示,并注明反应条件).合成路线流程图示例如下:。
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