题目内容

【题目】实验室用环己醇脱水的方法合成环己烯,该实验的装置如图所示:可能用到的有关数据如下:

相对分子质量

密度/(g·cm-3)

沸点/℃

溶解性

环己醇

100

0.9618

161

微溶于水

环己烯

82

0.8102

83

难溶于水

按下列实验步骤回答问题:

Ⅰ.产物合成:在a中加入10.0g环己醇和2片碎瓷片,冷却搅拌下慢慢加入1mL浓硫酸,b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度接近90℃。

(1)碎瓷片的作用是___a的名称是__

(2)a中发生主要反应的化学方程式为___;本实验最容易产生的有机副产物的结构简式为___

Ⅱ.分离提纯:将反应粗产物倒入分液漏斗中,依次用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙,最终通过操作X得到纯净的环己烯,称量,其质量为6.15g

(3)用碳酸钠溶液洗涤的作用是___,操作X的名称为___

Ⅲ.产物分析及产率计算:

(4)①核磁共振氢谱可以帮助鉴定产物是否为环己烯,环己烯分子中有__种不同化学环境的氢原子。②本实验所得环己烯的产率是___

【答案】防止a中液体暴沸 蒸馏烧瓶 +H2O 除去粗产品中的硫酸 蒸馏 3 75%

【解析】

本实验目的是利用环己醇为原料,在浓硫酸的作用下发生消去反应制取环己烯,由于需要在蒸馏烧瓶内加热,所以应加入碎瓷片以防暴沸;环己醇在加热过程中,除发生消去反应外,也可能发生环己醇分子间的脱水反应,从而生成环己醚。制得的环己烯粗产品中,混有硫酸、环己醚等,需进行分离提纯,可先加入碱或强酸弱碱盐与硫酸反应,然后水洗、干燥,再进行蒸馏。在分析环己烯中氢原子种类时,需寻找对称线;在计算产率时,需依据方程式,计算理论产量。

(1)在蒸馏烧瓶中加热,液体易发生暴沸,所以加入碎瓷片的作用是防止a中液体暴沸;a的名称是蒸馏烧瓶。答案为:防止a中液体暴沸;蒸馏烧瓶;

(2)a中环己醇发生消去反应生成环己烯和水,发生主要反应的化学方程式为+H2O;本实验环己醇最容易发生二分子的取代反应,产生的有机副产物的结构简式为。答案为:+H2O

(3)为除去硫酸,用碳酸钠溶液洗涤,作用是除去粗产品中的硫酸,为除去环己烯中的环己醚,需进行蒸馏操作,所以操作X的名称为蒸馏。答案为:除去粗产品中的硫酸;蒸馏;

(4)①环己烯的结构简式为,分子中有3种不同化学环境的氢原子。答案为:3

②由10.0g环己醇理论上可生成环己烯的质量为=8.2g,本实验所得环己烯的产率是=75%。答案为:75%。

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(1)工业合成氨的反应如下:N2+3H22NH3。已知断裂1 mol N2中的共价键吸收的能量为946 kJ,断裂1 mol H2中的共价键吸收的能量为436 kJ,形成1 mol N-H键放出的能量为391 kJ,则由N2H2生成2 mol NH3 的能量变化为__________kJ 下图能正确表示该反应中能量变化的是__________(“A”“B”)

(2)反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)在三种不同条件下进行,N2H2的起始浓度为 0,反应物NH3的浓度(mol/L)随时间(min)的变化情况如下表所示。

实验序号

0

10

20

30

40

50

60

400

1.0

0.80

0.67

0.57

0.50

0.50

0.50

400

1.0

0.60

0.50

0.50

0.50

0.50

0.50

500

1.0

0.40

0.25

0.20

0.20

0.20

0.20

根据上述数据回答:实验①②中,有一个实验使用了催化剂,它是实验_____(填序号);实验①③对比说明了_________________________________。在恒温恒容条件下,判断该反应达到化学平衡状态的标志是_________(填序号)

a. NH3的正反应速率等于逆反应速率 b.混合气体的密度不变

c.混合气体的压强不变 d.c(NH3)=c(H2)

(3)近日美国犹他大学 Minteer教授成功构筑了H2—N2生物燃料电池。该电池类似燃料电池原理,以氮气和氢气为原料、氢化酶和固氮酶为两极催化剂、质子交换膜(能够传递H+)为隔膜,在室温条件下即实现了氨的合成同时还能提供电能。则A电极为_____(”),该电池放电时溶液中的H+______极移动(“A”“B”)

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