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科目: 來源: 題型:解答題

3.實(shí)驗(yàn)室常用苯甲醛在濃氫氧化鈉溶液中制備苯甲醇和苯甲酸,反應(yīng)如下:

已知:
①苯甲酸在水中的溶解度為:0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、0.95g(60℃)、6.8g(95℃).
②乙醚沸點(diǎn)34.6℃,密度0.7138,易燃燒,當(dāng)空氣中含量為1.83~48.0%時(shí)易發(fā)生爆炸.
③石蠟油沸點(diǎn)高于250℃
④苯甲醇沸點(diǎn)為205.3℃
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①向圖1所示裝置中加入8g氫氧化鈉和30mL水,攪拌溶解,稍冷,加入10mL苯甲醛.開啟攪拌器,調(diào)整轉(zhuǎn)速,使攪拌平穩(wěn)進(jìn)行,加熱回流約40min;
②停止加熱,從球形冷凝管上口緩緩加入冷水20mL,搖動均勻,冷卻至室溫.然后用乙醚萃取三次,每次10mL.水層保留待用.合并三次萃取液,依次用5mL飽和亞硫酸氫鈉溶液洗滌,10mL 10%碳酸鈉溶液洗滌,10mL水洗滌,然后分液,將水層棄去,所得醚層進(jìn)行實(shí)驗(yàn)步驟③;
③將分出的醚層,倒入干燥的錐形瓶中,加無水硫酸鎂,注意錐形瓶上要加塞;將錐形瓶中溶液轉(zhuǎn)入圖3所示的蒸餾裝置,先緩緩加熱,蒸出乙醚;蒸出乙醚后必須改變加熱方式、冷凝方式,繼續(xù)升高溫度并收集205℃~206℃的餾分得產(chǎn)品A;
④將實(shí)驗(yàn)步驟②中保留待用的水層慢慢地加入到盛有30mL濃鹽酸和30mL水的混合物中,同時(shí)用玻璃棒攪拌,析出白色固體.冷卻,抽濾,得到粗產(chǎn)品,然后提純得產(chǎn)品B.

根據(jù)以上步驟回答下列問題:
(1)步驟②萃取時(shí)用到的玻璃儀器除了燒杯、玻璃棒外,還需分液漏斗(儀器名稱).
(2)步驟②中飽和亞硫酸氫鈉溶液洗滌是為了除去未反應(yīng)完的苯甲醛,而用碳酸鈉溶液洗滌是為了除去醚層中極少量的苯甲酸,醚層中少量的苯甲酸是從水層轉(zhuǎn)移過來的,請用離子方程式說明其產(chǎn)生的原因
(3)步驟③中無水硫酸鎂的作用是吸收水分,錐形瓶上要加塞的原因是防止乙醚揮發(fā)與空氣混合,發(fā)生爆炸,產(chǎn)品A為苯甲醇.
(4)步驟③中蒸餾除去乙醚的過程中采用的加熱方式為水浴加熱;蒸餾得產(chǎn)品A的加熱方式是石蠟油油浴加熱.
(5)步驟④中提純產(chǎn)品B時(shí)所用到的實(shí)驗(yàn)方法為重結(jié)晶.
(6)步驟④中的抽濾又叫減壓過濾,裝置如圖3所示.其中抽氣泵接自來水龍頭的作用是起抽氣作用,使吸濾瓶、安全瓶中壓強(qiáng)減小,便于過濾.

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2.乙苯催化脫氫制苯乙烯反應(yīng):
$\stackrel{催化劑}{?}$=CH2(g)+H2(g)
(1)已知:
化學(xué)鍵C-HC-CC=CH-H
鍵能/kJ•molˉ1412348612436
計(jì)算上述反應(yīng)的△H=+124KJ•mol-1
(2)維持體系總壓強(qiáng)p恒定,在溫度T時(shí),物質(zhì)的量為n、體積為V的乙苯蒸汽發(fā)生催化脫氫反應(yīng).已知乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為α,則在該溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=$\frac{n{α}^{2}}{(1-{α}^{2})V}$(用α等符號表示).
(3)工業(yè)上,通常在乙苯蒸氣中摻混水蒸氣(原料氣中乙苯和水蒸氣的物質(zhì)的量之比為1:9),控制反應(yīng)溫度600℃,并保持體系總壓為常壓的條件下進(jìn)行反應(yīng).在不同反應(yīng)溫度下,乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率和某催化劑作用下苯乙烯的選擇性(指除了H2以外的產(chǎn)物中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))示意圖如圖:
①摻入水蒸氣能提高乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率,解釋說明該事實(shí)正反應(yīng)為氣體分子數(shù)增大的反應(yīng),保持壓強(qiáng)不變,加入水蒸氣,容器體積應(yīng)增大,等效為降低壓強(qiáng),平衡向正反應(yīng)方向移動.
②控制反應(yīng)溫度為600℃的理由是600℃時(shí)乙苯的轉(zhuǎn)化率與苯乙烯的選擇性均較高,溫度過低,反應(yīng)速率較慢,轉(zhuǎn)化率較低,溫度過高,選擇性下降,高溫下可能失催化劑失去活性,且消耗能量較大.
(4)某研究機(jī)構(gòu)用CO2代替水蒸氣開發(fā)了綠色化學(xué)合成工藝----乙苯-二氧化碳耦合催化脫氫制苯乙烯.保持常壓和原料氣比例不變,與摻水蒸汽工藝相比,在相同的生產(chǎn)效率下,可降低操作溫度;該工藝中還能夠發(fā)生反應(yīng):CO2+H2═CO+H2O,CO2+C═2CO.新工藝的特點(diǎn)有①②③④(填編號).
①CO2與H2反應(yīng),使乙苯脫氫反應(yīng)的化學(xué)平衡右移
②不用高溫水蒸氣,可降低能量消耗
③有利于減少積炭
④有利用CO2資源利用.

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1.在某溫度下2L密閉容器中,3種氣體加入起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時(shí)的物質(zhì)的量(n)如下表所示:
XYW
起始狀態(tài)(mol)210
平衡狀態(tài)(mol)10.51.5
下列有關(guān)說法正確的是( 。
A.該溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=9
B.升高溫度,若W的體積分?jǐn)?shù)減小,此反應(yīng)△H>0
C.該溫度下,該反應(yīng)的方程式為 2X(g)+Y(g)?3W(g)
D.增大壓強(qiáng),正、逆反應(yīng)速率都增大,平衡向正反應(yīng)方向移動

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20.將3molA與2.5molB混合起來,充入2L的密閉容器中,使之發(fā)生反應(yīng) 3A(氣)+B(氣)?xC(氣)+2D(氣).經(jīng)過5min反應(yīng)達(dá)到平衡,生成1mol D,經(jīng)測定知C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/L(L•min).與此有關(guān)的以下敘述中錯(cuò)誤的是( 。
A.A的平均反應(yīng)速率為0.15mol/(L•min)B.B的轉(zhuǎn)化率為20%
C.B的平衡濃度為0.5mol/LD.x的數(shù)值為2

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19.一定溫度時(shí),向容積為2L的密閉容器中充入一定量的SO2和O2,發(fā)生反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196kJ•moL-1,一段時(shí)間后達(dá)平衡,反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見表:
反應(yīng)時(shí)間/minn(SO2)/moln(O2)/mol
021
51.2
100.4
150.8
下列說法不正確的是( 。
A.反應(yīng)在前5min的平均速率為v (SO2)=0.08mol•L-1•min-1
B.相同溫度下,起始時(shí)向容器中充入1.5mol SO3,達(dá)平衡時(shí)SO3的轉(zhuǎn)化率為40%
C.保持溫度不變,向平衡后的容器中再充入0.2molSO2和0.2mol SO3時(shí),v (正)>v (逆)
D.保持其他條件不變,若起始時(shí)向容器中充入2molSO3,達(dá)平衡時(shí)吸收78.4kJ的熱量

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18.某溫度,在1L恒容密閉容器中,加入10molCO、7molH2S,發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2S(g)?COS(g)+H2(g),達(dá)平衡時(shí)CO物質(zhì)的量為8mol,下列說法正確的是(  )
A.該溫度下,化學(xué)平衡常數(shù)K=0.1
B.H2S的平衡轉(zhuǎn)化率為20%
C.增大CO濃度,平衡正向移動,可以提高CO的轉(zhuǎn)化率
D.升高溫度,H2S濃度增加,表明該反應(yīng)正方向是吸熱反應(yīng)

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17.恒溫下,在容積為2L的甲、乙兩個(gè)恒容密閉容器中分別充入H2和I2發(fā)生可逆反應(yīng):
I2(g)+H2(g)═2HI(g)△H=-QkJ•mol-1,實(shí)驗(yàn)時(shí)有關(guān)數(shù)據(jù)如表:
容器編號起始物質(zhì)的量/mol4分鐘后平衡時(shí)的物質(zhì)的量/mol平衡時(shí)放出的熱量/kJ
I2H2HI
0.010.010.004Q1
0.020.02aQ2
下列判斷正確的是(  )
A.甲容器中,4分鐘內(nèi)氫氣的反應(yīng)速率為5.0×10-4 mol•L-1•min-1
B.平衡時(shí),放出的熱量為:Q1=4.0×10-3Q kJ
C.平衡后,a=8.0×10-3mol,故乙中HI的質(zhì)量分?jǐn)?shù)比甲中高
D.該溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.25

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16.常溫下H2S飽和溶液1L,其濃度為0.1mol/L,電離方程式為H2S?H++HS-,HS-?H++S2-若要使溶液中的pH值增大同時(shí)使c(S2-)減小,可采取的措施是( 。
A.加入適量水B.加入適量NaOH固體
C.通入適量的O2D.加入適量的CuSO4

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15.將4mol A氣體和2mol B氣體在2L的容器中混合并在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):2A(g)+B(g)=3C(g).若2s末測得C的濃度為0.6mol•L-1,現(xiàn)有下列幾種說法:
①用物質(zhì)A表示的反應(yīng)的平均速率為0.3mol•L-1•s-1;
②用物質(zhì)B表示的反應(yīng)的平均速率為0.1mol•L-1•s-1
③2s末,物質(zhì)A的轉(zhuǎn)化率為30%;   
④2s末,物質(zhì)B的濃度為0.8mol•L-1
其中正確的是( 。
A.①③B.②④C.①④D.③④

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14.在4L密閉容器中充入6molA(g) 和5molB(g) 在一定溫度下發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)?2C(g)+xD(g),達(dá)到平衡時(shí),生成2molC,測得D的濃度為0.5mol/L,則下列判斷正確的是(  )
A.x=1
B.平衡時(shí)A的濃度為1.5 mol/L
C.B的轉(zhuǎn)化率為20%
D.反應(yīng)起始和達(dá)到平衡時(shí),混合氣體的壓強(qiáng)比為4:5

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