【题目】溴苯是一种重要化工原料,实验室制备溴苯的反应装置如图所示,有关数据如下:
苯 | 溴 | 溴苯 | |
相对分子质量 | 78 | 160 | 157 |
密度/gcm-3 | 0.88 | 3.10 | 1.50 |
沸点/℃ | 80 | 59 | 156 |
水中溶解度 | 微溶 | 微溶 | 微溶 |
按下列合成步骤回答问题:
(1)仪器a的名称为___。
(2)在A装置中加入7.8mL无水苯、适量液态溴和少量铁屑。实验时装置B中可能的现象为___,装置C的作用是___。
(3)反应充分后,取A装置中反应液,经过下列步骤分离提纯:
①向其中加入适量___(填试剂名称),然后___(填操作名称)除去未反应的铁屑;
②滤液依次用水、l0%的NaOH溶液、水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是___;
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。
(4)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有一定量的杂质,要进一步提纯,下列仪器在该提纯步骤中没有使用到的是___(填入正确选项前的字母)。
A. B.
C. D.
(5)最终得到产品5.5mL,本实验的产率是___。
【答案】分液漏斗 B中的液体逐渐变为(浅)红色 吸收HBr 水 过滤 除去HBr和未反应的Br2 B 60%
【解析】
苯与溴单质在FeBr3作催化剂条件下能发生取代反应生成溴苯、HBr,装置A中反应生成溴苯,该反应为放热反应,溴单质易挥发,因此利用装置B进行吸收,HBr为气体物质,会污染空气,利用装置C吸收,然后进行产品提纯等操作。
(1)仪器名称为分液漏斗;
(2)反应过程中挥发出的Br2蒸气溶于CCl4液体中,使溶液呈(浅)红色;装置A中反应生成HBr,挥发出的HBr气体有毒,防止污染空气,用C装置来吸收HBr;
(3)①反应液中有未反应的铁屑,通过加水过滤可除去;
②溴苯中含有Br2、HBr、苯等杂质,所以加入氢氧化钠溶液的作用是把Br2、HBr变成易溶于水而不易溶于有机物的盐,再经水洗可除去;
(4)溴苯与苯均属于有机物且互溶的液体,根据表格数据可知,二者的沸点差异较大,因此用蒸馏方法分离,故不需分液用的仪器分液漏斗;
(5)根据守恒关系可知,理论上苯全部转化为溴苯,二者的物质的量相等,产率=×100%=
≈60%。
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【题目】CO2催化加氢制甲醇,是极具前景的温室气体资源化研究领域。在某CO催化加氢制甲醇的反应体系中,发生的主要反应有:
i.CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.4kJ·mol-1
ⅱ.CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ·mol-1
ⅲ.CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H3
(1)△H3________ kJ·mol-1
(2)5MPa时,往某密闭容器中按投料比n(H2):n(CO2)=3:1充入H2和CO2。反应达到平衡时,测得各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
①体系中CO2的物质的量分数受温度的影响不大,原因是____。
②250℃时,反应ii的平衡常数____1(填“>”“<”或“=”)。
③下列措施中,无法提高甲醇产率的是____(填标号)。
A 加入适量CO B 增大压强 C 循环利用原料气 D 升高温度
④如图中X、Y分别代表____(填化学式)。
(3)反应i可能的反应历程如下图所示。
注:方框内包含微粒种类及数目、微粒的相对总能量(括号里的数字或字母,单位:eV)。其中,TS表示过渡态、*表示吸附在催化剂上的微粒。
①反应历程中,生成甲醇的决速步骤的反应方程式为____。
②相对总能量E=____(计算结果保留2位小数)。(已知:leV=1.6×10-22kJ)
(4)用电解法也可实现CO2加氢制甲醇(稀硫酸作电解质溶液)。电解时,往电解池的____极通入氢气,阴极上的电极反应为____。
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【题目】T℃时,将A和B各0.32mol充入恒容密闭容器中,发生反应:A(g)+B(g)2C(g)△H=-akJ·mol-1(a>0),反应过程中测定的数据如下表,下列说法正确的是( )
t/min | 0 | 2 | 4 | 7 | 9 |
n(B)/mol | 0.32 | 0.24 | 0.22 | 0.20 | 0.20 |
A.若起始时向容器中充入0.64molC,则达平衡时吸收的热量为0.12akJ
B.恒温,如果压缩容器体积,B的浓度和体积分数均不变
C.若起始时向容器中充入0.64molA和0.64molB,则达平衡时n(C)<0.40mol
D.恒温、恒容,向平衡体系中再充入0.32molA,再次平衡时,B的转化率增大
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【题目】下列有关化学用语表示不正确的是( )
A.甲醛的电子式:
B.间羟基苯甲酸的结构简式:
C.丙烷分子的球棍模型示意图:
D.3,3-二甲基-1-戊烯的键线式:
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【题目】分枝酸可用于生化研究。其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是( )
A.分子中含有3种官能团
B.可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同
C.1mol分枝酸最多可与3molNaOH发生中和反应
D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同
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【题目】合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献之一。在制取合成氨原料气的过程中,常混有一些杂质,如CO会使催化剂中毒。除去CO的化学反应方程式(HAc表示醋酸):Cu(NH3)2Ac + CO + NH3Cu(NH3)3(CO)Ac。请回答下列问题:
(1)C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为________。
(2)写出基态Cu+的核外电子排布式_______。
(3)配合物Cu(NH3)3(CO)Ac中心原子的配位数为______。
(4)写出与CO互为等电子体的阴离子______。(任写一个)
(5)在一定条件下NH3与CO2能合成化肥尿素[CO(NH2)2],1mol尿素分子中,σ键的数目为______。
(6)已知铜的晶胞结构如图所示,则在铜的晶胞中所含铜原子数及配位数比为______。
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【题目】一种利用含AgCl的废渣制取AgNO3的工艺流程如下:
(1)步骤①用氨水浸取时,温度不宜超过35℃,其原因是 ___。在氨水浓度、固液质量比和温度均一定时,为提高银的浸取率还可采取的措施是____;浸取时发生反应的离子方程式为____。
(2)步骤②中发生反应的离子方程式为______。
(3)步骤③中,银与浓硝酸反应生成等物质的量的NO和NO2,当消耗了10.8g Ag时,有______molHNO3参与了反应。
(4)步骤④的操作为______,100℃下烘干得产品AgNO3。
(5)上述流程中发生了氧化还原反应的步骤有______(用“①”“②”“③”“④”填空)。
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【题目】X、Y、Z、W均为短周期主族元素,它们在周期表中的相对位置如图所示,下列说法中正确的是( )
A.Y的价层电子排布式是
B.四种元素所形成的最简单氢化物中,沸点最高的是可能Y的氢化物
C.Y、Z之间可形成离子型化合物
D.X、Z、W的最高价氧化物所对应的水化物不可能均是强酸
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【题目】在氮及其化合物的化工生产中,对有关反应的反应原理进行研究有着重要意义。
(1)t℃时,关于N2、NH3的两个反应的信息如下表所示:
化学反应 | 正反应活化能 | 逆反应活化能 | t℃时平衡常数 |
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H>0 | a kJ/mol | b kJ/mol | K1 |
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H<0 | c kJ/mol | d kJ/mol | K2 |
请写出t℃时氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式:______________________,t℃时该反应的平衡常数为__________ (用K1和K2表示)。
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)下图甲表示在一定体积的密闭容器中反应时,H2的物质的量浓度随时间的变化。图乙表示在其他条件不变的情况下,起始投料H2与N2的物质的量之比(设为x)与平衡时NH3的物质的量分数的关系。
①图甲中0~t1 min内,v(N2)=_____mol·L-1·min-1;b点的v(H2)正_____a点的v(H2)逆(填“大于”“小于”或“等于”)。
②己知某温度下该反应达平衡时各物质均为1 mol,容器体积为1L,保持温度和压强不变,又充入3 mol N2后,平衡________(填“向右移动”“向左移动”或“不移动”)。
(3)①科学家研究出以尿素为动力的燃料电池新技术。用这种电池可直接去除城市废水中的尿素,既能产生净化的水,又能发电。尿素燃料电池结构如图所示,写出负极电极反应式:________________________________________________。
②理论上电池工作时,每消耗标准状况下2.24 L O2时,可产生的电量为________ (法拉第常数为96500C/ mol)。
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