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1 . 乙酰苯胺是一种无色有闪光的小叶状固体或白色晶性粉末,是磺胺类药物的原料,可用作止痛剂、退热剂、防腐剂。乙酰苯胺的一种制备原理为:有关物质的性质如下表:
实验步骤:
【步骤1】如图所示,在圆底烧瓶中加入无水苯胺、冰醋酸、锌粉,安装仪器,加入沸石,调节加热温度,使温度计温度控制在左右,反应约,当反应基本完成时,停止加热。【步骤2】将圆底烧瓶中的液体转入烧杯中,加入水,搅拌加热至沸腾,使粗品完全溶解。
【步骤3】稍冷后,加入活性炭,并煮沸,趁热抽滤除去活性炭。
【步骤4】将滤液倒入烧杯中,自然冷却,析出晶体。抽滤、洗涤、干燥得产品,称其质量。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称_____ 。
(2)【步骤1】加热可用_____ (填“水浴”或“油浴”)。
(3)制备过程中加入锌粉的作用为_____ 。
(4)从化学平衡的角度分析,使用刺形分馏柱并控制分馏柱上端的温度在左右的原因:_____ 。
(5)乙酰苯胺粗品因含杂质而显色,【步骤3】中加入活性炭吸附有色杂质,加入活性炭需要待沸腾的溶液稍冷却后再加入,其目的是_____ 。
(6)该实验最终得到纯品,则乙酰苯胺的产率为_____ (保留一位小数)。
(7)乙酰苯胺可以在热溶液中发生水解,写出其反应方程式:_____ 。
(8)当制备少量乙酰苯胺时,常用图所示的微型仪器组装成实验装置制备。当观察到_____ 现象时,反应基本结束。
名称 | 相对分子质量 | 性状 | 密度 | 沸点/℃ | 溶解度 | 备注 |
苯胺 | 93 | 无色油状液体 | 1.02 | 184.4 | 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚 | 易被氧化 |
乙酸 | 60 | 无色液体 | 1.05 | 118.1 | 易溶于水,易溶于乙醇、乙醚 | |
乙酰苯胺 | 135 | 白色晶体 | 1.22 | 304 | 微溶于冷水,溶于热水,易溶于乙醇、乙醚 |
【步骤1】如图所示,在圆底烧瓶中加入无水苯胺、冰醋酸、锌粉,安装仪器,加入沸石,调节加热温度,使温度计温度控制在左右,反应约,当反应基本完成时,停止加热。【步骤2】将圆底烧瓶中的液体转入烧杯中,加入水,搅拌加热至沸腾,使粗品完全溶解。
【步骤3】稍冷后,加入活性炭,并煮沸,趁热抽滤除去活性炭。
【步骤4】将滤液倒入烧杯中,自然冷却,析出晶体。抽滤、洗涤、干燥得产品,称其质量。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称
(2)【步骤1】加热可用
(3)制备过程中加入锌粉的作用为
(4)从化学平衡的角度分析,使用刺形分馏柱并控制分馏柱上端的温度在左右的原因:
(5)乙酰苯胺粗品因含杂质而显色,【步骤3】中加入活性炭吸附有色杂质,加入活性炭需要待沸腾的溶液稍冷却后再加入,其目的是
(6)该实验最终得到纯品,则乙酰苯胺的产率为
(7)乙酰苯胺可以在热溶液中发生水解,写出其反应方程式:
(8)当制备少量乙酰苯胺时,常用图所示的微型仪器组装成实验装置制备。当观察到
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2 . 苯甲酸乙酯可用于配制香水、香精和人造精油,也大量用于食品中,实验室制备苯甲酸乙酯的原理为:
.“环己烷—乙醇—水”会形成共沸物(沸点),一些有机物的物理性质如表所示:
实验装置如图所示(加热及夹持装置已省略),实验步骤如下:①在X中加入12.20g苯甲酸、20mL环己烷、5mL浓硫酸和少许碎瓷片,并通过分液漏斗加入60mL(过量)乙醇;
②控制温度在加热回流2h,期间不时打开旋塞放出分水器中液体;
③反应结束后,将X内反应液依次用水、饱和溶液、水洗涤。用分液漏斗分离出有机层,水层经碳酸氢钠处理后用适量乙醚萃取分液,然后合并至有机层;
④向③中所得有机层中加入氯化钙,蒸馏,接收的馏分,得到产品12.00mL。
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称为___________ 。
(2)冷凝管的进水口为___________ (填“a”或“b”)。
(3)“加热回流”时,装置宜采用的加热方法是___________ ,判断反应完成的实验现象为___________ 。
(4)使用分水器能提高酯的产率,原因是___________ (用平衡移动的原理解释)。
(5)若步骤③加入的饱和溶液不足,在之后蒸馏时,蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因是___________ 。
(6)本实验得到的苯甲酸乙酯的产率为___________ (结果保留3位有效数字)。
+C2H5OH+H2O
已知:.分水器可以储存冷凝管冷凝的液体,当液面达到支管口时上层液体可回流到反应器中,通过下端活塞可以将密度较大的下层液体排放出去。.“环己烷—乙醇—水”会形成共沸物(沸点),一些有机物的物理性质如表所示:
物质 | 颜色、状态 | 沸点() | 密度() | 溶解性 |
苯甲酸 | 无色晶体 | 249(升华) | 1.27 | 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 |
苯甲酸乙酯 | 无色液体 | 212.6 | 1.05 | 微溶于热水,与乙醇、乙醚混溶 |
乙醇 | 无色液体 | 78.3 | 0.79 | 与水互溶 |
环己烷 | 无色液体 | 80.8 | 0.73 | 不溶于水 |
②控制温度在加热回流2h,期间不时打开旋塞放出分水器中液体;
③反应结束后,将X内反应液依次用水、饱和溶液、水洗涤。用分液漏斗分离出有机层,水层经碳酸氢钠处理后用适量乙醚萃取分液,然后合并至有机层;
④向③中所得有机层中加入氯化钙,蒸馏,接收的馏分,得到产品12.00mL。
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称为
(2)冷凝管的进水口为
(3)“加热回流”时,装置宜采用的加热方法是
(4)使用分水器能提高酯的产率,原因是
(5)若步骤③加入的饱和溶液不足,在之后蒸馏时,蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因是
(6)本实验得到的苯甲酸乙酯的产率为
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3 . 重铬酸钾是一种用途广泛的化合物。工业上以铬铁矿[主要成分为,还含有等的氧化物]为主要原料制备重铬酸钾的一种工艺流程如图。回答下列问题:已知:氧化铝与碳酸钠高温下反应生成和。
(1)焙烧”时将铬铁矿粉碎的目的是_______ ,滤渣I中能提炼出一种红色油漆颜料,则焙烧时发生反应的化学方程式为_______ 。
(2)滤渣Ⅱ的主要成分是_______ 。
(3)“除杂”时需加热,其目的是_______ 。
(4)“电解”是利用膜电解技术(装置如图所示),将转化为。阳极池发生反应的总的离子方程式为_______ 。
(5)加入饱和溶液后蒸发结晶,能得到的原因是_______ 。
(6)该流程中,能循环利用的物质有_______ (填化学式)。
(1)焙烧”时将铬铁矿粉碎的目的是
(2)滤渣Ⅱ的主要成分是
(3)“除杂”时需加热,其目的是
(4)“电解”是利用膜电解技术(装置如图所示),将转化为。阳极池发生反应的总的离子方程式为
(5)加入饱和溶液后蒸发结晶,能得到的原因是
(6)该流程中,能循环利用的物质有
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4 . 我国力争2030年前完成碳达峰,2060年前实现碳中和,含碳化合物的合成与转化具有重要意义。
(1)催化加氢可以合成甲醇,该过程主要发生下列反应:
i.
ii.
iii.CO和也可合成甲醇,其热化学方程式为___________ 。
(2)若在绝热条件下,将、按体积比1∶2充入恒容密闭容器中只发生反应ii,下列能判断反应ii达到平衡状态的是___________。
(3)若在一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入3mol和5mol同时发生反应i和ii,达到平衡时的总转化率为80%,体系压强减小了25%,则的选择性为___________ (的选择性),该温度下,反应i的化学平衡常数数值___________ 。
(4)向容积可变的密闭容器中充入一定量的CO和发生反应iii,在图中画出在压强和下(),CO的平衡转化率随温度的变化图。___________ ___________ 。(填写a或b)(2)电极a上发生的电极反应式为___________ 。
(1)催化加氢可以合成甲醇,该过程主要发生下列反应:
i.
ii.
iii.CO和也可合成甲醇,其热化学方程式为
(2)若在绝热条件下,将、按体积比1∶2充入恒容密闭容器中只发生反应ii,下列能判断反应ii达到平衡状态的是___________。
A.容器内混合气体的密度不变 | B.容器内混合气体的压强不变 |
C.不变 | D. |
(3)若在一定温度下,向2L恒容密闭容器中充入3mol和5mol同时发生反应i和ii,达到平衡时的总转化率为80%,体系压强减小了25%,则的选择性为
(4)向容积可变的密闭容器中充入一定量的CO和发生反应iii,在图中画出在压强和下(),CO的平衡转化率随温度的变化图。
(5)电解法也可以将转化为甲醇,原理如图所示。若右侧溶液中溶液浓度不变(忽略体积的变化)且溶液中不产生,则①阴极反应为电极
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5 . 下列不能用勒夏特列原理解释的事实是
A.红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅 |
B.黄绿色的氯水光照后颜色变浅 |
C.盐碱地(含较多NaCl、Na2CO3)通过施加适量的石膏(CaSO4•H2O),可以降低土壤碱性 |
D.500 ℃左右比室温更有利于合成氨反应 |
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6 . 工业上利用锌焙砂(主要成分为,含有少量、、等)生产高纯的流程示意图如下。
①“浸出”前,锌焙砂预先粉碎的目的是_____ 。
②通过“浸出”步骤,锌焙砂中的转化为,该反应的离子方程式为_____ 。
(2)“浸出”时转化为。“除砷”步骤①中用作氧化剂。
i.指出中与的化合价:_____ 。
ii.步骤①的离子方程式为_____ 。
(3)“除重金属”时加入溶液。滤渣Ⅱ中含有的主要物质是_____ 和。
(4)“蒸氨”时会出现白色固体,运用平衡移动原理解释原因:_____ 。
(5)“沉锌”步骤①中加入足量溶液将白色固体转化为的离子方程式为_____ 。
(6)“煅烧”步骤中,不同温度下,分解的失重曲线和产品的比表面积变化情况如图甲、图乙所示。
已知:i.固体失重质量分数=
ii.比表面积指单位质量固体所具有的总面积;比表面积越大,产品的活性越高。①280℃时煅烧,300min后固体失重质量分数为33.3%,则的分解率为_____ %(保留到小数点后一位)。
②根据图1和图2,获得高产率(分解率)、高活性(比表面积)产品的最佳条件是_____ (填字母序号)。
a.恒温280℃,60~120min
b.恒温300℃,240~300min
c.恒温350℃,240~300min
d.恒温550℃,60~120min
(7)该流程中可循环利用的物质有_____ 。
已知:结构如图所示
(1)用足量溶液和氨水“浸出”锌焙砂。①“浸出”前,锌焙砂预先粉碎的目的是
②通过“浸出”步骤,锌焙砂中的转化为,该反应的离子方程式为
(2)“浸出”时转化为。“除砷”步骤①中用作氧化剂。
i.指出中与的化合价:
ii.步骤①的离子方程式为
(3)“除重金属”时加入溶液。滤渣Ⅱ中含有的主要物质是
(4)“蒸氨”时会出现白色固体,运用平衡移动原理解释原因:
(5)“沉锌”步骤①中加入足量溶液将白色固体转化为的离子方程式为
(6)“煅烧”步骤中,不同温度下,分解的失重曲线和产品的比表面积变化情况如图甲、图乙所示。
已知:i.固体失重质量分数=
ii.比表面积指单位质量固体所具有的总面积;比表面积越大,产品的活性越高。①280℃时煅烧,300min后固体失重质量分数为33.3%,则的分解率为
②根据图1和图2,获得高产率(分解率)、高活性(比表面积)产品的最佳条件是
a.恒温280℃,60~120min
b.恒温300℃,240~300min
c.恒温350℃,240~300min
d.恒温550℃,60~120min
(7)该流程中可循环利用的物质有
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7 . 回答下列问题:
(1)常温常压下,已知的燃烧热为。写出表示燃烧热的热化学方程式_____________ ;
(2)科技工作者运用DFT计算研究在甲醇钯基催化剂表面上制氢的反应历程如图所示。其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
该历程中最大能垒活化能______ ,该步骤的化学方程式为________ 。
(3)一定条件下,利用甲烷可将还原为。在一密闭容器中充入、气体各,发生反应 。测得的平衡转化率随温度、压强的变化曲线如图所示,______ 0(填“>”“<”或“=”),_____ (填“>”“<”或“=”);点的压强平衡常数_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,气体的分压=气体总压强该气体的物质的量分数)。
(4)利用强氧化剂可以对烟气进行脱硫脱硝。在某工厂中,用溶液作氧化剂,控制,将烟气中和转化为高价含氧酸根离子。测得溶液在不同温度时,脱除率如下表:
请写出脱除原理的离子方程式___________ ;温度高于50℃时,脱除率逐渐降低,原因是___________ 。
(1)常温常压下,已知的燃烧热为。写出表示燃烧热的热化学方程式
(2)科技工作者运用DFT计算研究在甲醇钯基催化剂表面上制氢的反应历程如图所示。其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
该历程中最大能垒活化能
(3)一定条件下,利用甲烷可将还原为。在一密闭容器中充入、气体各,发生反应 。测得的平衡转化率随温度、压强的变化曲线如图所示,
(4)利用强氧化剂可以对烟气进行脱硫脱硝。在某工厂中,用溶液作氧化剂,控制,将烟气中和转化为高价含氧酸根离子。测得溶液在不同温度时,脱除率如下表:
温度/℃ | 10 | 20 | 40 | 50 | 60 | 80 | |
脱除率% | 91.6 | 97.5 | 98.9 | 99.9 | 99.1 | 97.2 | |
NO | 76.5 | 77.2 | 78.9 | 80.1 | 79.9 | 78.8 |
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8 . 碳和碳的化合物在生产、生活中有重要作用,乙烯、甲醇、甲酸等都是重要的能源物质。
(1)已知几种反应的正反应活化能(E1)、逆反应活化能(E2)如表所示:
在相同条件下,起始反应最快的是_____ (填序号)。的_____ 。
(2)甲醇水蒸气重整,总反应为。
①若工业生产中在恒压容器中进行该反应,下列措施可提高CH3OH的平衡转化率的是_____ (填字母)。
a.原料气中掺入一定量惰性气体
b.升高温度
c.使用催化效率更高的催化剂
d.使用分子筛及时移走产生的氢气
②该过程中同时发生两个反应:
I.
Ⅱ.
总反应、反应Ⅰ、反应Ⅱ的平衡常数对数lgK与变化关系如图所示。图中X和Y、Z三条曲线中,表示反应Ⅰ的是_____ ,理由是_____ 。
③在恒容密闭容器中,充入一定量CH3OH(g)和H2O(g),同时发生反应Ⅰ、反应Ⅱ,实验测得不同温度下,平衡体系中H2的体积分数如图所示:
T1°C之后平衡体系中H2体积分数增大的原因是_____ 。
(3)CO2催化还原可以制备和HCOOH:
;
。
在一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和3molH2(g),同时发生了乙烯化和甲酸化反应,达到平衡时C2H4的选择性为40%,体系压强减小了22.5%。则CO2总转化率为_____ ,该温度下,甲酸化的平衡常数K=_____ (结果保留2位小数)。提示:
(1)已知几种反应的正反应活化能(E1)、逆反应活化能(E2)如表所示:
序号 | 化学反应 | E1/(kJ·mol-¹) | E2/(kJ·mol-¹) |
① | 1954 | 2519 | |
② | 685 | 970 | |
③ | 3526 | 4978 |
(2)甲醇水蒸气重整,总反应为。
①若工业生产中在恒压容器中进行该反应,下列措施可提高CH3OH的平衡转化率的是
a.原料气中掺入一定量惰性气体
b.升高温度
c.使用催化效率更高的催化剂
d.使用分子筛及时移走产生的氢气
②该过程中同时发生两个反应:
I.
Ⅱ.
总反应、反应Ⅰ、反应Ⅱ的平衡常数对数lgK与变化关系如图所示。图中X和Y、Z三条曲线中,表示反应Ⅰ的是
③在恒容密闭容器中,充入一定量CH3OH(g)和H2O(g),同时发生反应Ⅰ、反应Ⅱ,实验测得不同温度下,平衡体系中H2的体积分数如图所示:
T1°C之后平衡体系中H2体积分数增大的原因是
(3)CO2催化还原可以制备和HCOOH:
;
。
在一定温度下,在容积为1L的恒容密闭容器中充入1molCO2(g)和3molH2(g),同时发生了乙烯化和甲酸化反应,达到平衡时C2H4的选择性为40%,体系压强减小了22.5%。则CO2总转化率为
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9 . 分解的热化学方程式为 。向体积为1L恒容密闭容器中加入的混合气体(Ar不参与反应),测得不同温度()的平衡转化率随比值的变化如图所示。下列说法正确的是
A.该反应的a<0 |
B.平衡常数 |
C.,到达平衡时,的体积分数为 |
D.维持Y点时不变,向容器中充入Ar,的平衡转化率减小 |
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10 . 硅是重要的半导体材料,构成现代电子工业的基础。磷及其化合物在工业中应用广泛,在国防和航天工业中亦有许多用途。在工业上,高纯硅可以通过下列流程制取:
(1)基态硅原子核外电子的运动状态有___________ 种,占据的最高能层符号为___________ 。
(2)流程中由制粗硅的反应不能说明碳的非金属性强于硅,原因是___________ 。请写出一个能说明碳的非金属性强于硅的化学方程式___________ 。
(3) 甲硅烷是一种无色的液体,遇到空气能爆炸性自燃,生成二氧化硅固体和水。在室温下,自燃放出热量,请写出其燃烧的热化学方程式:___________ 。
(4)的热稳定性不如,其原因是___________ 。
(5)工业上硅铁可以用于冶镁。以煅白为原料与硅铁(含硅的硅铁合金)混合,置于密闭设备中于发生反应:,已知常温下镁的还原性强于硅。利用平衡移动原理解释上述方法能够获得镁的原因:___________ 。
(6)有关碳和硅的有关化学键链能如下所示。
硅也有系列氢化物,如甲硅烷等。但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是___________ 。
(1)基态硅原子核外电子的运动状态有
(2)流程中由制粗硅的反应不能说明碳的非金属性强于硅,原因是
(3) 甲硅烷是一种无色的液体,遇到空气能爆炸性自燃,生成二氧化硅固体和水。在室温下,自燃放出热量,请写出其燃烧的热化学方程式:
(4)的热稳定性不如,其原因是
(5)工业上硅铁可以用于冶镁。以煅白为原料与硅铁(含硅的硅铁合金)混合,置于密闭设备中于发生反应:,已知常温下镁的还原性强于硅。利用平衡移动原理解释上述方法能够获得镁的原因:
(6)有关碳和硅的有关化学键链能如下所示。
化学键 | ||||||
键能/ | 356 | 413 | 336 | 226 | 318 | 452 |
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