HC≡CH+Br2→
→ b → → d
(电石、水)( ) ( ) (溴水)
(5)为验证这一反应是加成而不是取代,丙同学提出可用pH试纸来测试反应后溶液的酸性,理由是 。
评析:乙烯的性质实验来源于课本,而本实验是对教材实验的拓展和延伸。在实验过程中发现了与预期结果不一致的现象,从而激起了疑问,这种可贵的质疑精神在科学发展过程中作出过巨大的贡献。为了解决这个疑问,需要先给出假设,然后再设计方案进行探究。本题涉及了有机化学基本反应,化合物性质的检验,化学实验设计及评价等内容。
答案:(1)CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2
2、对实验过程的探究
例2:2002 上海卷26
为探究乙炔与溴的加成反应,甲同学设计并进行了如下实验:先取一定量工业用电石与水反应,将生成的气体通入溴水中,发现溶液褪色,即证明乙炔与溴水发生了加成反应。
乙同学发现在甲同学的实验中,褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊,推测在制得的乙炔中还可能含有少量还原性的杂质气体,由此他提出必须先除去之,再与溴水反应。
请你回答下列问题:
(1)写出甲同学实验中两个主要的化学方程式 。
(2)甲同学设计的实验 (填能或不能)验证乙炔与澳发生加成反应,其理由是 (多选扣分)。
(a)使溴水褪色的反应,未必是加成反应
(b)使溴水褪色的反应,就是加成反应
(c)使溴水褪色的物质,未必是乙炔
(d)使溴水褪色的物质,就是乙炔
(3)乙同学推测此乙炔中必定含有的一种杂质气体是 ,它与溴水反应的化学方程式是 ;在验证过程中必须全部除去。
(4)请你选用下列四个装置(可重复使用)来实现乙同学的实验方案,将它们的编号填入方框,并写出装置内所放的化学药品。
(a) (b) (c) (d)
1、 对实验结果的探究
例1:某研究性学习小组为了探索镁粉与溴水反应的机理,做了如下四组实验:(1)将镁粉投入冷水中,未见任何现象;(2)将镁粉放入溴水中,观察到只是开始时产生极少量的气泡,但溴水的颜色逐渐褪去;(3)将镁粉放入液溴中,未观察到任何明显现象;(4)向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水,观察到溴的红棕色很快褪去。则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是( )
A镁粉只能直接与溴水中的溴反应
B水是镁粉与溴发生反应的催化剂
C(2)中产生的极少量气泡是由于镁粉与水反应得到
D镁粉与溴水中的H+发生反应,导致平衡移动使溴水褪色
评析:正确答案为B。多数学生选择了D答案。究其根源,主要是受到用平衡移动原理解释氯水变质这一问题的影响。学生只注意到了镁与溶液中H+的反应,而忽略了镁可以和溴反应这一事实,更没有注意到(2)中所述,“镁粉与溴水反应时,只是开始时产生极少量气泡,而溴水的颜色逐渐褪去”这一实验事实。这充分说明了学生没有深入地审题,受到了已有知识的干扰。能够举一反三固然是件好事,但用类推方法得出的结论并不是任何时候都正确的。
??解得 27.5x=N-M
??x=(N-M)/27.5=[2(N-M)]/55
??故选A、B。
??例2.已知2A+3B=6C+D式中A是含X、Y两种元素的化合物,B是只含Z元素的单质,C和D均是双原子分子。试确定A、B、C、D的化学式。
??解:设A的化学式为XaYb,B的化学式为Ze,则原式可改写为:2YaYb+3Ze=6C+D,按原子守恒定律:2(a+b)+3e=2×6+2=14
??整理后得:a+b+(3/2)e=7,a、b、e为正整数,e=2。
??若e=2,得a=4-b。
??讨论:(1)当b=1,a=3?则:
??2X3Y+3Z2=6XZ+Y2
??即A为X3Y,B为Z2,C为XZ,D为Y2符合题意。
??(2)当b=2,a=2,则2X2Y2中X、Y两元素都只有4个原子,不能形成C分子,不合题意,故舍去。
??(3)当b=3,a=1,则:
??2XY3+3Z2=6YZ+X2
??即A为XY3,B为Z2,C为YZ,D为X2符合题意。
??答:略
??例3.在
??解:设气态烯烃分子式为CNH2N,体积分数为x。
? CNH2N+(3/2)NO2NCO2+NH2O ?ΔV增加
?? x ?? 1.5nx ? 2nx? 0.5nx-x
?? 2CO+O22CO2 ? ?ΔV减少
?? 1-x ?? ?? ??(1-x)/2
??概括反应前后体积不变,即体积守恒:
??则有?0.5nx-x=(1-x)/2,nx-x=1,x=1/(N-1)。
??讨论:(1)当N=2时,x=1。乙烯C2H4占100%,CO为0。
??(2)当N=3时,x=(1/2)。C3H6和CO各占50%。
??(3)当N=4时,x=(1/3)。C4H8占33.3%,CO占66.7%。
??答:该烯烃可能的分子式及体积分数分别为:
??C2H4占100%,C3H6占50%,C4H8占33.3%。?
??例4.某气态烃与O2的混合气体,在一密闭容器中完全燃烧(设反应前后温度相同且高于
??解:据阿伏加德罗定律的推论:(p1/p2)=(N1/N2)
??设该烃为CxHy,本题为等压,故N1=N2。
?? CxHy+[x+(y/4)]O2 xCO2+(y/2)H2O
?? 1mol [x+(y/4)]mol xmol (y/2)mol
??依题意 1+x+(y/4)=x+(y/2),解得:y=4。
??讨论:(1)当x=1、y=4为甲烷CH4
??(2)当x=2、y=4为乙烯C2H4
??(3)当x=3、y=4为丙炔或丙二烯C3H4
??(4)当x=4、y=4为乙烯基乙炔C4H4
??答:该气态烃可能为CH4、C2H4、C3H4、C4H4。
??此类型的题在高考和竞赛题中可经常碰到,解题过程对训练学生的思维能力、想像能力和知识的运用能力都很有帮助,因而在教学中应予以足够的重视。
a+35.5x=N
②
则有
a+8x=M
①
a+35.5x=N
②
??解得?55x=2N-M,
x=(2N-M)/55
??(2)当x为偶数时,有RO(x/2),RClx。
则有
2a+16x=M
①
(V1/V2)=(n1/n2)
即:?VN2∶VH2=10.4∶15.6
∴?VN2=10.4/(10.4+15.6)×100mL=40mL
??VH2=100mL-40mL=60mL
设N2转化的体积为x,则有:
?????N2? + ?3H22NH3
起始体积 40 60 0
转化体积 x 3x 2x
平衡体积 40-x 60-3x 2x
?V总=40-x+60-3x+2x=100-2x
∴有:
15.5=((40-x)×28+(60-3x)×2+2x×17)/(100-2x)
解得?x=10mL
∴N2的转化率为:
N2%=(10/40)×100%=25%
答:平衡时N2的转化率为25%;N2,H2两种气体开始的体积分别为40mL和60mL。
例8.可逆反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)-Q达到平衡后,改变温度使平衡发生移动,气体的平均分子量如何变化?
解:该反应中当温度改变使平衡移动时,每增加(或减小)1mol(或xmol)气体,气体的质量就增加(或减小)12g(或12xg)
设原平衡时气体的总质量为m(m>12x),气体总物质的量为n(n>x)。
则有?=(m/n)
当温度升高、平衡右移后,=(m+12x)/(n+x)?
当温度降低、平衡左移后,=(m-12x)/(n-x)
(1)温度升高平衡右移时:
[(m+12x)/(n+x)]-(m/n)=[x(12n-m)]/[n(n+x)]
讨论:
①若m>12n,则12n-m<0?减小;
②若m=12n,则12n-m=0?不变;
③若m<12n,则12n-m>0?增大。
(2)温度降低平衡左移时:
讨论:
①若m>12n,则12n-m<0?增大;
②若m=12n,则12n-m=0?不变;
③若m<12n,则12n-m>0?减小。
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