【题目】苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线:
制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略):
已知:苯乙酸的熔点为76.5 ℃,微溶于冷水,溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是
__________________________。
(2)将a中的溶液加热至100 ℃,缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至130 ℃继续反应。在装置中,仪器b的作用是_____________________;仪器c的名称是______________,其作用是___________________________________________。
反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加人冷水的目的是____________。下列仪器中可用于分离苯乙酸粗品的是________________(填标号)。
A.分液漏斗 | B.漏斗 | C.烧杯 | D.直形冷凝管E.玻璃棒 |
(3)提纯粗苯乙酸的方法是_____________,最终得到44 g纯品,则苯乙酸的产率是________。
(4)用CuCl2 2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉淀,判断沉淀洗干净的实验操作和现象是____________________________________________。
(5)将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体,混合溶剂中乙醇的作用是___________________。
【答案】先加水、再加入浓硫酸 滴加苯乙腈 球形冷凝管 回流(或使气化的反应液冷凝) 便于苯乙酸析出 BCE 重结晶 95% 取少量洗涤液、加人稀硝酸、再加AgN03溶液、无白色浑浊出现 增大苯乙酸溶解度,便于充分反应
【解析】
⑴蒸馏水与浓硫酸混合应先加水、再加入浓硫酸,防止暴沸。
⑵仪器b为分液漏斗,通过分液漏斗向三口瓶a中滴加苯乙腈;仪器c为球形冷凝管,能起到冷凝回流的作用(使气化的反应液冷凝);反应结束后加适量冷水,便于苯乙酸(微溶于冷水)结晶析出,通过过滤能从混合液中分离出苯乙酸粗品,过滤所用的仪器主要有漏斗、玻璃棒、烧杯等。
⑶将粗苯乙酸晶体重新在热水中溶解,然后再降温结晶过滤(重结晶)可得较纯净的苯乙酸晶体;根据“1~1”关系式,可计算苯乙酸的产率=。
⑷在制备Cu(OH)2沉淀的同时还有可溶性NaCl生成,故判断沉淀洗干净的方法就是检验最后一次洗涤液中是否还含有Cl-。
⑸根据“苯乙酸微溶于冷水,溶于乙醇”,故乙醇与水的混合溶剂中的乙醇能增大苯乙酸的溶解度,便于充分反应。
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【题目】实验室用环己醇脱水的方法合成环己烯,该实验的装置如下图所示:
可能用到的有关数据如下:
相对分子质量 | 密度/(g·cm-3) | 沸点/℃ | 溶解性 | |
环已醇 | 100 | 0.9618 | 161 | 微溶于水 |
环已烯 | 82 | 0.8102 | 83 | 难溶于水 |
按下列实验步骤回答问题:
Ⅰ.产物合成
在a中加入10.0g环己醇和2片碎瓷片,冷却搅拌下慢慢加入1mL浓硫酸,b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度接近90℃。
(l)碎瓷片的作用是________;b的名称是________;
(2)a中发生主要反应的化学方程式为____________________________;本实验最容易产生的有机副产物的结构简式为________。
Ⅱ.分离提纯
将反应粗产物倒入分液漏斗中,依次用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加人无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙,最终通过操作X得到纯净的环己烯,称量,其质量为4.1g。
(3)用碳酸钠溶液洗涤的作用是________,操作X的名称为________。
Ⅲ.产物分析及产率计算
(4)①核磁共振氢谱可以帮助鉴定产物是否为环己烯,环己烯分子中有_______种不同化学环境的氢原子。
② 本实验所得环己烯的产率是_______。
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【题目】工业上用CO与H2合成甲醇,CO(g)+2H2(s)CH3OH(g) △H=—90.8kJ/mol。300℃时,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下
容量 | 甲 | 乙 | 丙 | |
反应物投入量 | 1 molCO、2molH2 | 1mol CH3OH | 2mol CH3OH | |
平衡时数据 | CH3OH的浓度(mol/L) | c1 | c2 | c3 |
反应的能量变化 | a kJ | b kJ | c kJ | |
体系压强(Pa) | P1 | P2 | P3 | |
反应物转化率 | a1 | a2 | a3 |
下列说法正确的是
A.2c1>c3B.a+b<90.8C.2P2<P3D.a1+a3<1
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【题目】下列说法正确的是 ( )
A.氢气的燃烧热为 △H =-285.5 kJ·mol-1,则电解水的热化学方程式为2H2O(1)2H2(g)+O2(g) △H =+285.5 kJ·mol-1
B.密闭容器中,9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成硫化亚铁17.6 g时,放出19.12 kJ热量,则Fe(s)+S(s) ===FeS(s) △H =-95.6 kJ·mol-l
C.500℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为N2 (g)+3H2 (g) 2NH3 (g)△H =-38.6 kJ·mol-l
D.相同条件下,在两个相同的恒容密闭容器中,1 mol N2和3 mol H2反应放出的热量与2 mol NH3分解吸收的热量一定一样多
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【题目】氧化铝(Al2O3) 和氮化硅(Si3N4)是优良的高温结构陶瓷,在工业生产和科技领域有重要用途。
(1)Al与NaOH溶液反应的离子方程式为_____________________________________。
(2)下列实验能比较镁和铝的金属性强弱的是____________(填序号)。
a.测定镁和铝的导电性强弱
b.测定等物质的量浓度的Al2(SO4)3和MgSO4溶液的pH
c.向0.1 mol/L AlCl3和0.1 mol/L MgCl2中加过量NaOH溶液
(3)铝热法是常用的金属冶炼方法之一。
已知:4Al (s)+3O2(g) =2Al2O3(s) ΔH1 = -3352 kJ/mol
Mn(s)+ O2(g) =MnO2 (s) ΔH2 = -521 kJ/mol
Al与MnO2反应冶炼金属Mn的热化学方程式是_____________________________。
(4)工业上用化学气相沉积法制备氮化硅,其反应如下:
3SiCl4(g) + 2N2(g) + 6H2(g) Si3N4(s) + 12HCl(g) △H<0
某温度和压强条件下,分别将0.3mol SiCl4(g)、0.2mol N2(g)、0.6mol H2(g)充入2L密闭容器内,进行上述反应,5min达到平衡状态,所得Si3N4(s)的质量是5.60g。
①H2的平均反应速率是_________ mol/(L·min)。
②若按n(SiCl4) : n(N2) : n(H2) = 3 : 2 : 6的投料配比,向上述容器不断扩大加料,SiCl4(g)的转化率应______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(5)298K时,Ksp[Ce(OH)4]=1×10—29。Ce(OH)4的溶度积表达式为Ksp=_______________。
为了使溶液中Ce4+沉淀完全,即残留在溶液中的c(Ce4+)小于1×10-5mol·L-1,需调节pH为______以上。
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【题目】在相同温度和体积下,对反应进行甲、乙、丙、丁四组实验,实验起始时放入容器内各组分的物质的量见下表
物质的量 | ||||
甲 | amol | amol | 0mol | 0mol |
乙 | 2amol | amol | 0mol | 0mol |
丙 | 0mol | 0mol | amol | amol |
丁 | amol | 0mol | amol | amol |
上述四种情况达到平衡后,最大的是
A.甲B.乙C.丙D.丁
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【题目】铁粉与水蒸气反应的装置如图所示,有关该反应的说法正确的是( )
A.该反应属于复分解反应
B.网罩的作用是集中火焰,提高温度
C.湿棉花的作用是给试管降温,防止炸裂
D.铁与水蒸气在高温下的反应产物为Fe2O3和H2
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【题目】在一定温度下,将 0.4 mol A(g)和 0.2 mol B (g)充入 10 L 的恒容密闭容器发生反应:2A(g)+B(g)xC(g)(x是化学计量数),达平衡时测得 C(g) 的浓度为 0.016mol/L,B(g)的物质的量为0.12mol。下列说法中不正确的是
A.x=2
B.达平衡时A的转化率为40%
C.该温度下该反应的化学平衡常数是K=12
D.反应前容器内的压强与平衡后容器内的压强之比为15:13
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【题目】硫酸是重要的化工原料,工业制取硫酸最重要的一步反应为:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H< 0
(1)为提高SO2的转化率,可通入过量O2,用平衡移动原理解释其原因:___________。
(2)某兴趣小组在实验室对该反应进行研究,部分实验数据和图像如下。
反应条件:催化剂、一定温度、容积10 L
实验 | 起始物质的量/mol | 平衡时SO3 物质的量/mol | ||
SO2 | O2 | SO3 | ||
ⅰ | 0.2 | 0.1 | 0 | 0.12 |
ⅱ | 0 | 0 | 0.2 | a |
①实验ⅰ中SO2的转化率为______。
②a____0.12(填“>”、“=”或“<”)。
③t1、t2、t3中,达到化学平衡状态的是________。
④ t2到t3的变化是因为改变了一个反应条件,该条件可能是___________。
(3)将SO2和O2充入恒压密闭容器中,原料气中SO2 和O2的物质的量之比m(m=n(SO2)/n(O2))不同时,SO2的平衡转化率与温度(T)的关系如下图所示,则m1、m2、m3的大小顺序为_____。
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