题目列表(包括答案和解析)
下面是四种盐在不同温度下的溶解度(g/100 g H2O):
NaNO3 KNO3 NaCl KCl
10℃ 80.5 20.9 35.7 31.0
100℃ 175 246 39.1 56.6
(计算时假定:①盐类共存时不影响各自的溶解度;②过滤晶体时,溶剂损耗忽略不计)
(1)取23.4 g NaCl和40.4 g KNO3,加70.0 g H2O,加热溶解。在100℃时蒸发掉 50.0 g H2O,维持该温度,过滤析出晶体,计算所得晶体的质量(m高温)。
将滤液冷却至10 ℃,待充分结晶后过滤。计算所得晶体的质量(m低温)。
(2)另取34.0gNaNO3和29.8 g KCl,同样进行如上实验。10℃时析出的晶体是_______________(写化学式)。100℃和10℃得到的晶体质量(m′高温和m′低温)分别是多少?
(6分)下列说法正确的是 (填序号)。
①由于碘在酒精中的溶解度大,所以可用酒精将碘水中的碘萃取出来
②水的沸点是100℃,酒精的沸点是78.5℃,用直接蒸馏法能使含水酒精变为无水酒精
③由于胶粒的直径比离子大,所以淀粉溶液中混有的碘化钾可用渗析法分离
④分离苯和苯酚的混合液,先加入适量浓溴水,再过滤、分液,即可实现
⑤由于高级脂肪酸钠盐在水中的分散质微粒直径在1nm~100 nm之间,所以可用食盐使高级脂肪酸纳从皂化反应后的混合物中析出
⑥不慎把苯酚溶液沾到皮肤上,应立即用酒精洗涤
⑦用稀溴水滴入苯酚溶液中制备2,4,6-三溴苯酚
⑧实验室使用体积比为1:3的浓硫酸与乙醇的混合溶液制乙烯时,为防加热时反应混合液出现暴沸现象,除了要加沸石外,还应注意缓慢加热让温度慢慢升至170℃
17..(18分)某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如右图),以环己醇制备环己烯:
已知:
密度 | 熔点 | 沸点 | 溶解性 | |
环己醇 | 0.96 | 25 | 161 | 能溶于水 |
环己烯 | 0.81 | -103 | 83 | 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 ,
导管B除了导气外还具有的作用是 。
②试管C置于冰水浴中的目的是 。
(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 层(填
“上”或“下”),分液后用 (填入编号)洗涤。
A.KMnO4溶液 B.稀H2SO4 C.Na2CO3溶液
②再将环己烯按右图装置蒸馏,冷却水从 口进入。
蒸馏时要加入生石灰,目的是: 。
③收集产品时,控制的温度应在 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 ( )
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 ( )
A.用酸性高锰酸钾溶液 B.用金属钠 C.测定沸点
18.(12分)有机
物A的结构简式为,它可通过不同化学反应分别制得B、C、D和E四种物质。
请回答下列问题:
(1)指出反应的类型:A→C: 。
(2)在A~E五种物质中,互为同分异构体的是 (填代号)。
(3)写出由A生成B的化学方程式
。
(4)已知HCHO分子中所有原子都在同一平面内,则在上述分子中所有的原子有可能都在同一平面的物质是 (填序号)。
(5)C能形成高聚物,该高聚物的结构简式为 。
(6)写出D与NaOH溶液共热反应的化学方程式
。
19.(16分)肉
桂酸甲酯()常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精
⑴肉桂酸甲酯的分子式是 ;
⑵下列有关肉桂酸甲酯的叙述中,正确的是 填字母);
A.能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
B.无法使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.在碱性条件下能发生水解反应
D.不可能发生加聚反应
⑶G为肉桂酸甲酯的一种同分异构体,其分子结构模型如右图所示(图中球与球之间连线表示单键或双键)。则G的结构简式为 ;
⑷用芳香烃A为原料合成G的路线如下:
①化合物E中的官能团有 (填名称)。
②F→G的反应类型是 ,该反应的化学方程式为 _ _ 。
③C→D的化学方程式为 _。
④写出符合下列条件的F的同分异构体的结构简式 。O%M
ⅰ.分子内含苯环,且苯环上只有一个支链;
ⅱ.一定条件下,1mol该物质与足量银氨溶液充分反应,生成4mol银单质。
20.(10分)有机物A的蒸汽对同温同压下氢气的相对密度为31,取3.1克A物质在足量氧气中充分燃烧,只生成2.7克水和标准状况下CO22.24L,求有机物的分子式;若该有机物0.2mol恰好与9.2克金属钠完全反应,请写出有机物的结构简式并命名。
(12分)车载甲醇质子交换膜燃料电池(PEMFC)将甲醇蒸气转化为氢气的工 艺有两种:(1)水蒸气变换(重整)法;(2)空气氧化法。两种工艺都得 到副产品CO。
1.分别写出这两种工艺的化学方程式,通过计算,说明这两种工艺的优缺点。有关资料(298 .15K)列于表3。
表3 物质的热力学数据
物质 | ΔfHm/kJ?mol-1 | Sm/J?K-1?mol-1 |
CH3OH(g) | -200.66 | 239.81 |
CO2(g) | -393.51 | 213.64 |
CO(g) | -110.52 | 197.91 |
H2O(g) | -241.82 | 188.83 |
H2 (g) | 0 | 130.59 |
2.上述两种工艺产生的少量CO会吸附在燃料电池的Pt或其他贵金属催化剂表面,阻碍H2的吸附和电氧化,引起燃料电池放电性能急剧下降,为此,开发了除去CO的方法。现有一组实验结果(500K)如表4。
表中PCO、PO2 分别为CO和O2的分压;rco为以每秒每个催化剂Ru活性位上所消耗的CO分子数表示的CO的氧化速率。(1)求催化剂Ru上CO氧化反应分别对CO和O2的反应级数(取整数),写出 速率方程。(2)固体Ru表面具有吸附气体分子的能力,但是气体分子只有碰到空活性位才可能发生吸附作用。当已吸附分子的热运动的动能足以克服固体引力场的势垒时,才能脱附,重新回到气相。假设CO和O2的吸附与脱附互不影响,并且表面是均匀的,以θ表示气体分子覆盖活性位的百分数(覆盖度),则气体的吸附速率与气体的压力成正比,也与固体表面的空活性位数成正比。研究提出CO在Ru上的氧化反应的一种机理如下:
其中kco,ads、 kco,des分别为CO在Ru的活性位上的吸附速率常数和脱附速率常数,ko2,ads为O2在Ru的活性位上的吸附速率常数。M表示Ru催化剂表面上的活性位。CO在Ru表面活性位上的吸附比O2的吸附强得多。试根据上述反应机理推导CO在催化剂Ru表面上氧化反应的速率方程(不考虑O2的脱附;也不考虑产物CO2的吸附),并与实验结果比较。
3.有关物质的热力学函数(298.15 K)如表5。
表5 物质的热力学数据
物质 | ΔfHm/kJ?mol-1 | Sm/J?K-1?mol-1 |
H2 (g) | 0 | 130.59 |
O2(g) | 0 | 205.03 |
H2O (g) | -241.82 | 188.83 |
H2O (l) | -285.84 | 69.94 |
在373.15K,100kPa下,水的蒸发焓Δvap Hm=40.64kJ?mol-1,在298.15~3
73.15K间水的等压热容为75.6 J?K-1?mol-1。(1)将上述工艺得到的富氢气体作为质子交换膜燃料电池的燃料。燃料电池的理论效率是指电池所能做的最大电功相对于燃料反应焓变的效率。在298.15K,100 kPa下,当1 molH2燃烧分别生成H2O(l) 和 H2O(g)时,计算燃料电池工作的理论效率,并分析两者存在差别的原因。(2)若燃料电池在473.15 K、100 kPa下工作,其理论效率又为多少(可忽略焓 变和嫡变随温度的变化)?(3)说明(1)和(2)中的同一反应有不同理论效率的原因。
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