实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯。有关物质的相关数据如下表:
化合物 |
相对分子质量 |
密度/g·cm-3 |
沸点,/℃ |
溶解度/l00g水 |
正丁醇 |
74 |
0.80 |
118.0 |
9 |
冰醋酸 |
60 |
1.045 |
118.1 |
互溶 |
乙酸正丁酯 |
116 |
0.882 |
126.1 |
0.7 |
操作如下:
①在50mL三颈烧瓶中,加入18.5 mL正丁醇和13.4 mL冰醋酸, 3~4滴浓硫酸,投入沸石。安装分水器(作用:实验过程中不断分离除去反应生成的水)、温度计及回流冷凝管。
②将分水器分出的酯层和反应液一起倒入分液漏斗中,水洗, 10% Na2CO3洗涤,再水洗,最后转移至锥形瓶,干燥。
③将干燥后的乙酸正丁酯滤入烧瓶中,常压蒸馏,收集馏分,得15.1 g乙酸正丁酯。
请回答有关问题:
(1)冷水应该从冷凝管 (填a或b)端管口通入。
(2)仪器A中发生反应的化学方程式为____ 。
(3)步骤①“不断分离除去反应生成的水”该操作的目的是: 。
(4)步骤②中用10%Na2CO3溶液洗涤有机层,该步操作的目的是 。
(5)进行分液操作时,使用的漏斗是____ (填选项)。
(6)步骤③在进行蒸馏操作时,若从118℃开始收集馏分,产率偏___ (填“高”或者“低”)原因是____
(7)该实验过程中,生成乙酸正丁酯的产率是 。
下图表示某些化工生产的流程(部分反应条件和产物略去)
(1)反应Ⅰ需在500℃进行,其主要原因是。
(2)G转化为H的过程中,需要不断补充空气,其原因是。
(3)写出反应Ⅲ的化学方程式。
(4)工业上,向析出K的母液中通氨气,加入细小食盐颗粒,冷却后可析出副产品。通入氨气的作用是(填序号)。
a.增大NH+4的浓度,使J更多地析出
b.使K更多地析出
c.使K转化为M,提高析出的J的纯度
(5)写出上述流程所涉及的化学工业的名称。
运用化学反应原理研究氮、碳、硫等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)氨在国民经济中占有重要地位。合成氨工业中,合成塔中每产生2mol NH3,放出92.2kJ热量。
①若起始时向容器内放入2mol N2和6mol H2,达平衡后放出的热量为Q,则Q(填 “>”、“<”或“=”)184.4 kJ。
②已知
1mol N—H键断裂吸收的能量等于kJ。
(2)硫酸的年产量可以用来衡量一个国家的化工生产能力。工业生产硫酸的流程中存在反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)。反应体系中SO3的百分含量和温度的关系如下图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。根据图示回答下列问题:
①该反应的0(填“>’或“<”)。
②下列说法正确的是
a.若在恒温、恒压条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡不移动
b.在D点时,v正>v逆
c.B点、C点反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2
d.在A点时,消耗1mol SO2必定同时消耗1mol SO3
(3)过度排放CO2会造成温室效应。
①最近科学家提出“绿色自由”构想能把空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料电池,写出该电池负极反应式(电解液为KOH溶液)。
②CO2也可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3溶液,写出该反应的离子方程式。
Na2CO3水溶液呈碱性,其原因是,25℃时该反应的K=2×10-4mol·L-1,则当溶液中c(HCO- 3):c(CO2- 3)=2∶1时,溶液的pH=。
太阳能电池的发展已经进入了第三代。第一代为单晶硅太阳能电池,第二代为多晶硅、非晶硅等太阳能电池,第三代就是铜铟镓硒CIGS(CIS中掺入Ga)等化合物薄膜太阳能电池以及薄膜Si系太阳能电池。
(1)亚铜离子(Cu+)基态时的价电子排布式表示为。
(2)硒为第4周期元素,相邻的元素有砷和溴,则3种元素的第一电离能从大到小顺序为(用元素符号表示)。
(3)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,因而硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4]-而体现一元弱酸的性质。
①[B(OH)4]-中B的原子杂化类型为;
②不考虑空间构型,[B(OH)4]-的结构可用示意图表示为。
(4)单晶硅的结构与金刚石结构相似,若将金刚石晶体中一半的C原子换成Si原子且同种原子不成键,则得右图所示的金刚砂(SiC)结构;若在晶体硅所有Si—Si键中插入O原子即得SiO2晶体。
①在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为;
②判断a. SiO2,b.干冰,c.冰3种晶体的熔点从小到大的顺序是(填序号)。
甲醇来源丰富、价格低廉、运输贮存方便,是一种重要的化工原料,有着重要的用途和应用前景。
(1)工业生产甲醇的常用方法是:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H = —90.8kJ/mol。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H = —571.6kJ/mol;
H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H = —241.8kJ/mol;
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = —566.0kJ/mol
CH3OH(g) = CH3OH(l) △H = —37.3kJ/mol
①计算液体CH3OH的燃烧热为。
②若在恒温恒容的容器内进行反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),下列表示该反应达到平衡状态的标志有(填字母序号)。
A.有1个H—H键生成的同时有 3个C—H键生成 |
B.CO百分含量保持不变 |
C.容器中混合气体的压强不变化 |
D.容器中混合气体的密度不变化 |
(2)制甲醇所需要的H2,可用下列反应制取:H2O(g)+CO(g) H2(g)+ CO2(g)△H<0,某温度下该反应的平衡常数K=1。若起始时c(CO)=1mol•L-1,c(H2O)=2mol•L-1,试回答下列问题:
①该温度下,反应进行一阶段时间后,测得H2的浓度为0.5mol•L-1,则此时该反应v(正)v(逆)(填“>”、“<”或“=”);
②若反应温度不变,达到平衡后,H2O的转化率为。
(3)某实验小组设计了如右图7所示的甲醇燃料电池装置。
①该电池工作时,OH— 向极移动(填“a”或“b”);
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池负极反应的离子方程式为。
盐酸氟西汀(商品名叫“百忧解”)是一种口服抗抑郁药,用于治疗抑郁症、强迫症及暴食症,其合成路线如下:
(1)反应②~⑥中属于还原反应的是(填序号)。
(2)化合物F中含个手性碳原子;化合物F和G中水溶性较强的是。
(3)分析A的同分异构体中,有一种能发生银镜反应且核磁共振氢谱图有4种峰的有机物,写出它和银氨溶液发生银镜反应的离子方程式。
(4)反应①可视为两步完成,第1步:HCHO先和HN(CH3)2反应;第2步:产物再和A发生取代反应生成B。试写出第1步反应产物的结构简式。
(5)已知:,
写出以、HCHO、HN(CH3)2为有机原料,合成
的合成路线流程图(无机试剂任用)。
合成路线流程图示例如下: