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19.(1)亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂,可通过反应获得:NO(g)+Cl2(g)═2ClNO(g).
①氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用时会生成亚硝酰氯,涉及如下反应:
2NO2(g)+NaCl(s)?NaNO3(s)+ClNO(g)△H1 K1
4NO2(g)+2NaCl(s)?2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)△H2 K2
2NO(g)+Cl2(g)?2ClNO(g)△H3 K3
则△H3=2△H1-△H2(用△H1和△H2表示),K3=$\frac{K_1^2}{K_2}$(用K1和K2表示).
②NaOH溶液可以吸收氮的氧化物:NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O.室温下,用一定量的NaOH
溶液吸收NO、NO2混合气体,得到0.1mol/L的NaNO2溶液.已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4
那么室温下NO2-的水解常数Kh=1.4×10-11,0.1mol/L NaNO2溶液中从c(Na+ )、c(OH- )、c(NO2- )、c(HNO2)的大小顺序为c(Na+ )>c(NO2-)>c(OH-)>c(HNO2).
(2)在3.0L密闭容器中,通入0.10mol CH4和0.20mol NO2,在一定温度下进行反应,CH4(g)+2NO2(g)?CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)△H<0,反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:
时间t/min0246810
总压强p/100kPa4.805.445.765.926.006.00
①由表中数据计算0~4min内v(NO2)=0.01mol/(L•min),该温度下的平衡常数K=0.675(不必带单位).
②在一恒容装置中,通入一定量CH4和NO2,测得在相同时间内,在不同温度下,NO2的转化率如图(横坐标为反应温度,纵坐标为NO2转化率/%):

则下列叙述正确的是AD.
A.若温度维持在200℃更长时间,NO2的转化率将大于19%
B.反应速率:b点的v (逆)>e点的 v (逆)
C.平衡常数:c点=d点
D.提高b点时NO2的转化率和反应速率,可适当升温或增大c(CH4

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18.氮的固定是指将氮元素由游离态转化为化合态的过程.
Ⅰ.(1)在容积固定且为2L的密闭容器中进行反应:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g),
恒温条件下,体系中某两种物质的物质的量随时间关系如图1,回答下列问题:
用H2表示15分钟内的反应速率为v(H2)=0.02mol/(L•min).
(2)实验室制取氨气的化学反应方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl2+2NH3↑+2H2O.
Ⅱ.自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下,N2与O2反应生成NO.
(1)反应需要在闪电或极高温条件下发生,说明该反应A.(填字母)
A.所需的活化能很高            B.吸收的能量很多
(2)在不同温度下,反应N2(g)+O2(g)?2NO(g)的平衡常数K如下表:
温度/℃153817602404
平衡常数K0.86×10-42.6×10-464×10-4
该反应的△H>0.(填“>”、“=”或“<”)
Ⅲ.最近一些科学家研究用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氮的固定--电解法合成氨,大大提高了氮气和氢气的转化率.总反应式为:N2+3H2$?_{一定条件}^{SCT陶瓷}$2NH3,则在电解法合成氨的过程中,应将H2不断地通入阳极(填“阴”或“阳”),向另一电极通入N2,该电极的反应式为N2+6H++6e-=2NH3
Ⅳ.据报道,在一定条件下,N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应,主要产物为NH3,相应的反应方程式为:2N2(g)+6H2O (g)?4NH3(g)+3O2(g)△H=Q kJ/mol
(1)上述反应的平衡常数表达式为$\frac{{c}^{4}(N{H}_{3})×{c}^{3}({O}_{2})}{{c}^{2}({N}_{2})×{c}^{6}({H}_{2}O)}$.
(2)取五份等体积N2和H2O的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入体积相同的恒容密闭容器中,在温度不同的情况下发生反应,反应相同时间后,测得氨气的体积分数φ(N2)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述反应的Q<0(填“>”、“<”或“=”).

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17.工业上采用CO和H2合成再生能源甲醇,其反应式为:2H2(g)+CO(g)?CH3OH(g),
(1)在一容积可变的密闭容器中,充有10molCO和20molH2,用于合成甲醇,CO的平衡转化率α与温度T,压强P关系如图1,则上述反应为放热反应(填“放热”或“吸热”),平衡常数KA、KB、KC的大小关系为KA=KB>KC.若平衡状态A容器的体积为10L,则平衡状态B时容器的体积为2 L
(2)图2中虚线为该反应在一定条件并使用催化剂条件下,起始H2和CO投料比和CO平衡转化率的关系.当其他条件完全相同时,用实线画出不使用催化剂情况下,起始H2和CO投料比和CO平衡转化率的关系.

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16.PM2.5污染跟工业燃煤密切相关,燃煤还同时排放大量的SO2和NOX
(1)在一定条件下,SO2气体可被氧气氧化,每生成8g SO3气体,放出9.83kJ的热量,写出该反应的热化学方程式2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△=-196.6kJ/mol.若起始时向密闭容器内充入0.4mol SO2和0.2mol O2,达平衡后放出的热量为Q,则Q<39.32kJ(填“>”、“<”或“=”).
(2)一定条件下,在恒容密闭的容器中,当上述反应达到平衡时,下列说法正确的是ad(填序号)
a.2v(SO2)=v(O2)               
b.△H保持不变
c.混合气体密度保持不变               
d.混合气体的平均相对分子质量保持不变
(3)500℃时,在催化剂存在条件下,分别将2mol SO2和1mol O2置于恒压容器I和恒容容器II中(两容器起始容积相同,),充分反应均达到平衡后,两容器中SO2的转化率关系是I>II(填“>”、“<”或“=”).若测得容器II中的压强减小了30%,则该容器中SO3体积分数为86.7%(结果保留3位有效数字).
(4)将生成的SO3溶于水,再向溶液中通入NH3得到1L cmol/L(NH42SO4溶液的PH=5,计算该(NH42SO4溶液的水解平衡常数Kh=$\frac{1{0}^{-10}}{2c}$.
(5)NO2、O2和熔融NaNO3可制作原电池,其装置见右图.该电池中Na+向Ⅱ电极移动(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),在电池使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应为NO2+NO3--e-═N2O5

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15.水杨酸甲酯又叫冬青油,是一种重要的有机合成原料.某化学小组用水杨酸和甲醇在酸性催化剂下合成水杨酸()甲酯并计算其产率.实验步骤如下:
Ⅰ.如图,在三颈烧瓶中加入6.9g (0.05mol)水杨酸和24g(30mL,0.75mol)甲醇,以及约10mL甲苯(甲苯与水形成的共沸物,其沸点为85℃;该实验中加入甲苯,易将水蒸出),再小心地加入5mL浓硫酸,摇动混匀后加入1~2粒沸石,组装好实验装置,在85~95℃下恒温加热反应1.5小时:
Ⅱ.待装置冷却后,分离出甲醇,然后转移至分液漏斗,依次用少量水、5%NaHCO3溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,过滤得到粗酯;
Ⅲ.将粗酯进行蒸馏,收集221℃~224℃的馏分,得水杨酸甲酯5.3g.
常用物理常数如下:
名称分子量颜色状态相对密度熔点(℃)沸点(℃)
水杨酸甲酯152无色液体1.18-8.6224
水杨酸138白色晶体1.44158210
甲醇32无色液体0.792-9764.7
请根据以上信息回答下列问题:
(1)仪器A的名称是冷凝管,制备水杨酸甲酯时,最合适的加热方法是水浴加热.
(2)实验中加入沸石的作用是防暴沸;
(3)加入甲苯的作用是将反应产生的水从反应体系中分离出来,使合成水杨酸甲酯反应的化学平衡向右移动,从而提高反应的产率.
(4)反应结束后,分离甲醇所采用操作的名称是蒸馏.
(5)洗涤操作中,前后两次水洗的目的分别是为了洗掉洗掉大部分硫酸和洗掉碳酸氢钠.
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是(填标号)b.

(7)本实验的产率为70%(保留两位有效数字).

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14.实验室利用冰醋酸和正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)制备乙酸正丁酯,实验装置如图所示,可能用到的有关数据如下表:

正丁醇冰醋酸乙酸正丁酯正丁醚
密度/(g/cm30.8101.0490.8820.7689
沸点/℃118.0118.1126.1142
合成反应:在干燥的仪器a中加入9.5g正丁醇、9.2mL 冰醋酸和3~4滴浓硫酸,摇匀后,加几粒沸石,c中通水,开始缓慢加热,控制馏出物的温度不超过130℃.分离提纯:
①将仪器a中反应后的混合液与仪器e中的馏出物合并,转入分液漏斗中;
②依次用水、少量10%的碳酸钠溶液和水洗涤,分离后再加干燥剂M,静置一段时间后,弃去M;
③将最终得到的反应粗产物转入洗净的仪器a中,加入几粒沸石,进行蒸馏,得到乙酸正丁酯9.1g.请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是蒸馏烧瓶.
(2)在分液时应选如右图装置中的B(填序号).
(3)写出制备乙酸正丁酯的化学方程式:CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O.
(4)第一次水洗的目的是除去硫酸及部分乙酸.
(5)干燥剂M可以是B(填序号)
A.五氧化二磷B.无水硫酸钠C.碱石灰D.氢氧化钠固体
(6)本实验所得到的乙酸正丁酯的产率是61.1%.

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13.实验室合成乙酸乙酯的步骤如下:在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸,瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管(使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内),加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏,得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品.请回答下列问题:
(1)在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外,还应放入碎瓷片,目的是防止暴沸,实验中浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂.
(2)反应中加入过量的乙醇,目的是提高乙酸的转化率.
(3)若用同位素18O示踪法确定反应产物水分子中氧原子的提供者,写出能表示18O位置的化学方程式:
(4)如果将上述实验步骤改为在蒸馏烧瓶内先加入乙醇和浓硫酸,然后通过分液漏斗边滴加乙酸,边加热蒸馏.这样操作可以提高酯的产率,其原因是及时地蒸出生成物,有利于酯化反应向生成酯的方向进行.
(5)现拟分离粗产品乙酸乙酯、乙酸和乙醇的混合物下列框图是分离操作步骤流程图:

则试剂a是:饱和的碳酸钠溶液,分离方法I是分液,试剂b是硫酸,分离方法Ⅲ是蒸馏.

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12.乙酰水杨酸俗称阿司匹林(),是世界上应用最广泛的解热、镇痛和抗炎药.乙酰水杨酸受热易分解,分解温度为128℃~135℃.实验室以水杨酸(邻羟基苯甲酸)与乙酸酐[(CH3CO)2O]为主要原料合成阿司匹林,其制备原理为:
制备基本操作流程如下:
醋酸酐+水杨酸$\stackrel{浓硫酸}{→}$$\stackrel{摇匀}{→}$$→_{加热}^{85℃-90℃}$$\stackrel{冷却}{→}$$→_{洗涤}^{减压过滤}$粗产品主要试剂和产品的物理常数如表:
名称相对分子质量熔点或沸点(℃)
水杨酸138158(熔点)微溶
乙酸酐102139.4(沸点)反应
乙酰水杨酸180135(熔点)微溶
回答下列问题:
(1)合成阿司匹林时,最适合的加热方法是水浴加热.
(2)合成阿司匹林时,必须使用干燥的仪器,其原因是防止醋酸酐和水反应.
(3)减压过滤所得粗产品要用少量冰水洗涤,其目的是除去醋酸酐、醋酸、硫酸,并降低乙酰水杨酸的损耗.
(4)用重结晶方法提纯粗产品的流程如下,加热回流装置如图.
         粗产品 $→_{沸石}^{乙酸乙酯}$$→_{回流}^{加热}$$\stackrel{趁热过滤}{→}$$→_{加压过滤}^{冷却}$$→_{干燥}^{洗涤}$乙酸水杨酸
①沸石的作用是防暴沸;
②冷凝水的流进方向是a(填“a”或“b”);
③使用温度计的目的是便于调控加热温度,防止乙酰水杨酸分解.
(5)在实验中原料用量:2.0 g水杨酸、5.0 mL醋酸酐(ρ=1.08 g/cm3),最终称得产品质量为2.2 g,则所得乙酰水杨酸的产率为84.3%(精确到0.1).

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11.某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图1),以环己醇制备环己烯.

已知:
密度(g/cm3熔点(℃)沸点(℃)溶解性
环己醇0.9625161能溶于水
环己烯0.81-10383难溶于水
(1)制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入1mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品.
①A中碎瓷片的作用是防止暴沸,导管B除了导气外还具有的作用是冷凝.
②试管C置于冰水浴中的目的是进一步冷却,防止环己烯挥发.
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等.加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在上层层(填“上”或“下”),分液后用c(填选项字母)洗涤.
a.KMnO4溶液 b.稀硫酸 c.Na2CO3溶液
②再将环己烯按如图2装置蒸馏,冷却水从g口进入.蒸馏时要加入生石灰,目的是除去了残留的水.
③收集产品时,控制的温度应在83℃左右,实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是c(填选项字母).
a.蒸馏时从70℃开始收集产品
b.环己醇实际用量多了
c.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是bc(填选项字母).
a.用酸性高锰酸钾溶液 b.用金属钠 c.测定沸点.

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10.对叔丁基苯酚工业用途广泛,可用于生产油溶性酚醛树脂、稳定剂和香料等.实验室以苯酚、叔丁基氯[(CH33CCl]等为原料制备对叔丁基苯酚.实验步骤如下:反应物和产物的相关数据列表如下:
步骤l:组装仪器,用量筒量取2.2mL叔丁基氯(过量),称取1.6g苯酚,搅拌使苯酚完全溶解,并装入滴液漏斗.
步骤2:向X中加入少量无水AlCl3固体作催化剂,打开滴液漏斗旋塞,迅速有气体放出.
步骤3:反应缓和后,向X中加入8mL水和1mL浓盐酸,即有白色固体析出.
步骤4:抽滤得到白色固体,洗涤,得到粗产物,用石油醚重结晶,得对叔丁基苯酚1.8g.
(1)仪器X的名称为三颈(口)烧瓶.
(2)步骤2中发生主要反应的化学方程式为.该反应过于激烈,放出大量热,常使实验的产率降低,可能的原因是由于叔丁基氯挥发导致产率降低.
(3)图中倒扣漏斗的作用是防止倒吸.苯酚有腐蚀性,能使蛋白质变性,若其溶液沾到皮肤上可用酒精洗涤.
(4)在取用苯酚时发现苯酚冻结在试剂瓶中,可采取的措施为在通风橱中对试剂瓶温水浴.
(5)下列仪器在使用前必须检查是否漏液的是BCD(填选项字母).
A.量筒  B.容量瓶    C.滴定管    D.分液漏斗E.长颈漏斗
(6)本实验中,对叔丁基苯酚的产率为70.5%.(请保留三位有效数字)

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