4.乙酰苯胺是常用的醫(yī)藥中間體,可由苯胺與乙酸制備.反應(yīng)的化學方程式如下:

有關(guān)化合物的物理性質(zhì)見下表:
化合物密度(g.cm-3溶解性熔點(℃)沸點(℃)
乙酸1.05易溶于水、乙醇17118
苯胺1.02微溶于水,易溶于乙醇-6184
乙酰苯胺-微溶于冷水,可溶于熱水,易溶于乙醇114304
合成:
方案甲:采用裝置甲(分餾柱的作用類似于石油分餾中的分餾塔).在圓底燒瓶中加入5,0mL 苯胺、7.4mL乙酸,加熱至沸,控制溫度計讀數(shù)100~105℃,保持液體平緩流出,反應(yīng)40min后停止加熱.將圓底燒瓶中的液體趁熱倒入盛有100mL水的燒杯,冷卻后有乙酰苯胺固體析出,過濾得粗產(chǎn)物.
方案乙:采用裝置乙,加熱回流,反應(yīng)40min后停止加熱.其余與方案甲相同.
提純:甲乙兩方案均采用重結(jié)晶方法.操作如下:
①加熱溶解→②活性炭脫色→③趁熱過濾→④冷卻結(jié)晶→⑤過濾→⑥洗滌→⑦干燥
請回答:
(1)儀器a的名稱是冷凝管,b處水流方向是出水(填“進水”或“出水”).
(2)合成步驟中,乙酰苯胺固體析出后,過濾分離出粗產(chǎn)物.留在濾液中的主要物質(zhì)是乙酸.
(3)提純過程中的第③步,過濾要趁熱的理由是防止溫度降低導致乙酰苯胺析出,降低產(chǎn)率.
(4)提純過程第⑥步洗滌,下列洗滌劑中最合適的是A.
A.蒸餾水      B.乙醇       C.5%Na2CO3溶液       D.飽和NaCl溶液
(5)從投料量分析,為提高乙酰苯胺產(chǎn)率,甲乙兩種方案均采取的措施是乙酸過量;實驗結(jié)果表明方案甲的產(chǎn)率較高,原因是方案甲將反應(yīng)過程中生成的水蒸出,促進反應(yīng).

分析 (1)根據(jù)裝置圖可知儀器名稱,根據(jù)逆流冷卻效果好判斷;
(2)在圓底燒瓶中加入5.0mL 苯胺、7.4mL乙酸,苯胺、乙酸反應(yīng)是按1:1反應(yīng),苯胺、乙酸的密度接近,所以乙酸過量,據(jù)此答題;
(3)提純過程中的第③步,其目的是將活性炭除去,產(chǎn)品要留在溶液中,所以要趁熱過濾,防止乙酰苯胺冷卻而析出,造成產(chǎn)品損失;
(4)乙酰苯胺微溶于冷水,可溶于熱水,易溶于乙醇,所以洗滌是既要除去可溶性雜質(zhì),又要防止產(chǎn)品溶解而造成產(chǎn)品損失,Na2CO3溶液、飽和NaCl溶液洗滌又會引入雜質(zhì);
(5)甲乙兩種方案均采取乙酸過量,可以提高乙酰苯胺產(chǎn)率,而方案甲將反應(yīng)過程中生成的水蒸出,促進反應(yīng),使得甲的產(chǎn)率較高;

解答 解:(1)根據(jù)裝置圖可知儀器a的名稱是冷凝管,根據(jù)逆流冷卻效果好可知b處水流方向是出水,
故答案為:冷凝管;出水;
(2)在圓底燒瓶中加入5.0mL 苯胺、7.4mL乙酸,苯胺、乙酸反應(yīng)是按1:1反應(yīng),苯胺、乙酸的密度接近,乙酸過量,所以留在濾液中的主要物質(zhì)是乙酸,
故答案為:乙酸;
(3)提純過程中的第③步,其目的是將活性炭除去,產(chǎn)品要留在溶液中,所以要趁熱過濾,防止乙酰苯胺冷卻而析出,造成產(chǎn)品損失,
故答案為:防止溫度降低導致乙酰苯胺析出,降低產(chǎn)率;
(4)乙酰苯胺微溶于冷水,可溶于熱水,易溶于乙醇,所以洗滌是既要除去可溶性雜質(zhì),又要防止產(chǎn)品溶解而造成產(chǎn)品損失,Na2CO3溶液、飽和NaCl溶液洗滌又會引入雜質(zhì),所以用蒸餾水洗滌較合適,故選A;
(5)甲乙兩種方案均采取乙酸過量,可以提高乙酰苯胺產(chǎn)率,而方案甲將反應(yīng)過程中生成的水蒸出,促進反應(yīng),使得甲的產(chǎn)率較高,
故答案為:乙酸過量;方案甲將反應(yīng)過程中生成的水蒸出,促進反應(yīng).

點評 本題考查有機物的合成實驗、基本操作、實驗條件的控制與分析評價等,是對學生綜合能力的考查,需要學生具備扎實的基礎(chǔ),難度中等.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:填空題

14.將磷肥生產(chǎn)中形成的副產(chǎn)物石膏(CaSO4•2H2O)轉(zhuǎn)化為硫酸鉀肥料和氯化鈣水合物儲熱材料,無論從經(jīng)濟效益、資源綜合利用還是從環(huán)境保護角度看都具有重要意義.以下是石膏轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣的工藝流程示意圖.

(1)本工藝中所用的原料除CaSO4•2H2O、KCl外,還需要CaCO3、(或CaO)、NH3、H2O等原料
(2)寫出石膏懸濁液中加入碳酸銨溶液后發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:
CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-
(3)過濾Ⅰ操作所得固體中,除CaCO3外還含有CaSO4(填化學式)等物質(zhì),該固體可用作生產(chǎn)水泥的原料.
(4)過濾Ⅰ操作所得濾液是(NH42SO4溶液.檢驗濾液中含有CO32-的方法是:取少量溶液,滴加稀鹽酸,若有氣泡產(chǎn)生則還含有CO32-,
反之則不含有CO32-
(5)已知不同溫度下K2SO4在100g水中達到飽和時溶解的量如表:
溫度(℃)02060
K2SO4溶解的量(g)7.411.118.2
60℃時K2SO4的飽和溶液591g冷卻到0℃,可析出K2SO4晶體54g
(6)氯化鈣結(jié)晶水合物(CaCl2•6H2O)是目前常用的無機儲熱材料,選擇的依據(jù)是Ad
A、熔點較低(29℃熔化)      b、能導電        c、能制冷       d、無毒
(7)上述工藝流程中體現(xiàn)綠色化學理念的是:碳酸鈣用于制水泥原料、硫酸鈣和氯化鉀轉(zhuǎn)化為硫酸鉀和氯化鈣、氨在工藝中循環(huán)使用等
原子利用率高,沒有有害物質(zhì)排放到環(huán)境中.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

15.利用如圖裝置測定中和熱的實驗步驟如下:
①用量筒量取50mL 0.25mol/L硫酸倒入小燒杯中,測出硫酸溫度;
②用另一量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液,并用另一溫度計測出其溫度;
③將NaOH溶液倒入小燒杯中,設(shè)法使之混合均勻,測出混合液最高溫度.
回答下列問題:
(1)寫出稀硫酸和稀氫氧化鈉溶液反應(yīng)表示中和熱的熱化學方程式(中和熱數(shù)值為57.3kJ/mol):$\frac{1}{2}$H2SO4(aq)+NaOH(aq)═$\frac{1}{2}$Na2SO4(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ•mol-1
(2)倒入NaOH溶液的正確操作是C(從下列選出).
A.沿玻璃棒緩慢倒入 B.分三次少量倒入    C.一次迅速倒入
(3)使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是D (從下列選出).
A.用溫度計小心攪拌        B.揭開硬紙片用玻璃棒攪拌
C.輕輕地振蕩燒杯          D.用套在溫度計上的環(huán)形玻璃棒輕輕地攪動
(4)實驗數(shù)據(jù)如下表:
①請?zhí)顚懴卤碇械目瞻祝?br />
溫度
 
實驗次數(shù) 
起始溫
度t1
終止溫度t2/℃溫度差平均值(t2-t1)/℃
H2SO4NaOH平均值
126.226.026.129.5 
227.027.427.232.3
325.925.925.929.2
426.426.226.329.8
②近似認為0.55mol/L NaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3,中和后生成溶液的比熱容c=4.18J/(g•℃).則中和熱△H=-56.8kJ•mol-1
( 取小數(shù)點后一位).
③上述實驗數(shù)值結(jié)果與57.3kJ/mol有偏差,產(chǎn)生偏差的原因可能是(填字母)abcd.
a.實驗裝置保溫、隔熱效果差
b.量取NaOH溶液的體積時仰視讀數(shù)
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
d.用溫度計測定NaOH溶液起始溫度后直接測定H2SO4溶液的溫度
(5)已知:P4(白磷,s)+5O2(g)═P4O10(s)△H=-2983.2kJ/mol
P(紅磷,s)+$\frac{5}{4}$O2(g)═$\frac{1}{4}$P4O10(s)△H=-738.5kJ/mol
試寫出白磷轉(zhuǎn)化為紅磷的熱化學方程式P4(白磷,s)=4P(紅磷,s)△H=-29.2kJ/mol.

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

12.X、Y、Z、W、M、N 為原子序數(shù)依次增大的六種短周期元素,常溫下,六種元素的常見單質(zhì)中三種為氣體,三種為固體.X與M,W與N分別同主族,在周期表中X是原子半徑最小的元素,且X能與Y、Z、W分別形成電子數(shù)相等的三種分子,Z、W 的最外層電子數(shù)之和與M的核外電子總數(shù)相等.試回答下列問題:
(1)N元素在周期表中的位置為第三周期VIA族;Y的氫化物穩(wěn)定性<W的氫化物穩(wěn)定性(填“>”“<”或“=”)
(2)X、Z 形成的含18電子的化合物的電子式為
(3)由X、Z、W、N四種元素組成的一種離子化合物A,已知A既能與鹽酸反應(yīng),又能與氯水反應(yīng),寫出A與足量鹽酸反應(yīng)的離子方程式HSO3-+H+=SO2↑+H2O或SO32-+2H+=SO2↑+H2O;
(4)X和W組成的化合物中,既含有極性共價鍵又含有非極性共價鍵的是H2O2(填化學式),此化合物可將堿性工業(yè)廢水中的CN-氧化為碳酸鹽和氨氣,相應(yīng)的離子方程式為:OH-+CN-+H2O2=CO32-+NH3↑.

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科目:高中化學 來源: 題型:多選題

19.下列離子方程式改寫成化學方程式正確的是( 。
A.Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓             CuCO3+2NaOH═Cu(OH)2↓+Na2CO3
B.CO32-+2H+=CO2↑+H2O            BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O
C.Ca2++CO32-=CaCO3↓              Ca(NO32+Na2CO3═CaCO3↓+2NaNO3
D.H++OH-=H2O                      2KOH+H2SO4═K2SO4+2H2O

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

9.對下列物質(zhì)分類全部正確的是(  )
①食鹽水    
②NaOH     
③鹽酸  
④液態(tài)氧   
⑤蔗糖     
⑥KClO3
A.純凈物②③⑥B.混合物①③④C.電解質(zhì)②⑥D.非電解質(zhì)④⑤

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

16.,工業(yè)上制二甲醚是在一定溫度(230~280℃)、壓強(2.0~10.0MPa)和催化劑作用進行的,反應(yīng)器中發(fā)生了下列反應(yīng):
CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g);△H1=-90.7kJ•mol-1
2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g);△H2=-23.5kJ•mol-1
CO(g)+H2O?(g)CO2(g)+H2(g);△H3=-41.2kJ•mol-1
(1)反應(yīng)器中的總反應(yīng)可表示為3CO(g)+3H2(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g),該反應(yīng)的△H=-246.1kJ/mol.在密閉容器中,開始投人3molCO和3molH2并在一定條件下達到平衡.該反應(yīng)放出的熱量為小于246.1kJ,簡述理由:因為反應(yīng)是可逆的,不能進行完全.
(2)二氧化碳使大氣中含量最高的一種溫室氣體,控制和治理二氧化碳是解決溫室效應(yīng)的有效途徑.目前,由二氧化碳合成二甲醚已取得了較大的進展,化學反應(yīng)與能量關(guān)系如圖所示.寫出該反應(yīng)的熱化學方程式:CO2(g)+6H2(g)═CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=(b-a)kJ/mol.

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科目:高中化學 來源: 題型:選擇題

13.已知PCl5是三角雙錐幾何構(gòu)型,若Cl元素有兩種穩(wěn)定的同位素,則PCl5的不同分子種數(shù)(包括異構(gòu)體)為(  )
A.8B.10C.12D.14

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科目:高中化學 來源: 題型:解答題

5.二甲醚是一種重要的清潔燃料,可替代氟利昂作制冷劑,對臭氧層無破壞作用.工業(yè)上可利用水煤氣合成二甲醚,總反應(yīng)為:
3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g)△H=-246.4kJ/mol
(1)在一定條件下的密閉容器中,該總反應(yīng)達到平衡,只改變一個條件能同時提高反應(yīng)速率和CO的轉(zhuǎn)化率的是cd(填字母代號).
a.降低溫度 b.加入催化劑 c.縮小容器體積 d.增加H2的濃度 e.增加CO的濃度
(2)該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)表達式K=$\frac{c({CH}_{3}O{CH}_{3})•c{(CO}_{2})}{{c}^{3}(CO){•c}^{3}{(H}_{2})}$.溫度升高平衡常數(shù)減小(填“變大”、“變小”、“不變”)
(3)在一體積可變的密閉容器中充入3mol H2、3mol CO、1mol CH3OCH3、1mol CO2,在一定溫度和壓強下發(fā)生反應(yīng):3H2(g)+3CO(g)?CH3OCH3(g)+CO2(g),經(jīng)一定時間達到平衡,并測得平衡時混合氣體密度是同溫同壓下起始時的1.6倍.
問:①反應(yīng)開始時正、逆反應(yīng)速率的大。簐(正)>v(逆)(填“>”“<”或“=”)
②平衡時n(CH3OCH3)=1.75mol,平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為75%.

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同步練習冊答案