题目内容
【题目】溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:
苯 | 溴 | 溴苯 | |
密度/g·cm-3 | 0.88 | 3.10 | 1.50 |
沸点/℃ | 80 | 59 | 156 |
水中溶解度 | 微溶 | 微溶 | 微溶 |
按下列合成步骤回答问题:
(1)在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有白色烟雾产生。请分别写出a仪器和c仪器的名称:_________________________、________________________________。
(2)请写出a中发生反应的化学方程式:___________________。d中倒置漏斗的作用是:_____,某同学认为如果想验证该反应的类型,可以取反应后烧杯d中溶液,加入稀硝酸酸化,然后加入硝酸银溶液,如果产生了淡黄色沉淀即验证了该反应的类型。试分析该同学的操作是否可行:______(填“是”或“否”),简要说明其原因:________________________。
(3)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。
经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为___,要进一步提纯,下列操作中必须的是____(填入正确选项前的字母);
A.重结晶 B.过滤 C.蒸馏 D.萃取
【答案】 三颈(烧)瓶 球形冷凝管 防倒吸 否 进入d烧杯被NaOH溶液吸收的除了HBr外还有Br2蒸汽,加入硝酸银仅能验证d中有溴离子,但是不能说明溴离子来自于HBr还是Br2 苯 C
【解析】(1)a仪器为三颈(烧)瓶;c仪器为球形冷凝管;正确答案:三颈(烧)瓶;球形冷凝管。
(2)a中发生反为苯和溴在铁作催化剂条件下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,化学方程式:;苯与溴在铁屑催化下可生成溴苯和溴化氢,溴化氢不溶于有机溶剂,挥发过程中遇到水蒸气便产生白色烟雾,装置d的作用是吸收反应生成的和挥发出来的,因此d中倒置漏斗的作用防倒吸;进入d烧杯被NaOH溶液吸收的除了HBr外还有Br2蒸汽,加入硝酸银仅能验证d中有溴离子,但是不能说明溴离子来自于HBr还是Br2 ,该同学的操作是不可行的;正确答案:防倒吸;否;进入d烧杯被NaOH溶液吸收的除了HBr外还有Br2蒸汽,加入硝酸银仅能验证d中有溴离子,但是不能说明溴离子来自于HBr还是Br2 。
(3) 苯溶于溴苯中,经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为未反应的苯,因为苯和溴苯互溶,且沸点相差较大,可以采用蒸馏的方法进行提纯,正确答案:苯;C。
【题目】严重的雾霾天气,给人们的出行及身体造成了极大的危害,研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的形成及处理具有重要意义。
(1)500℃时,在催化剂存在条件下,分别将2molSO2和1molO2置于恒压容器甲和恒容容器乙中(两容器起始容积相同),充分反应,二者均达到平衡后:
①两容器中SO2的转化率关系是甲_____乙(填“>”、“<”或“=”)。
②在容器乙中,反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率提高的是____(填字母)。
a.温度和容器体积不变,充入1.0molHe b.温度和容器体积不变,充入1.0molO2
c.在其他条件不变时,充入1molSO3 d.在其他条件不变时,改用高效催化剂
(2)利用钠碱循环法可脱除烟气中的SO2。
①在钠碱循环法中,Na2SO3溶液可作为吸收液,可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式是_______________。
②吸收液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 91:9 | 1:1 | 9:91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
由上表判断,NaHSO3溶液显_____性(填“酸”、“碱”或“中”),用化学平衡原理解释:________。
(3)用CH4催化剂还原NO2可以消除氮氧化的污染,例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol
若用标准状况下4.48CH4还原NO2至N2,整个过程中转移的电子总数为_____(阿伏加德罗常数的值用NA表示),放出的热量为_______kJ。
(4)工业上合成氨所需氢气的制备过程中,其中的一步反应为:CO(g)+H2O(g)====CO2(g)+H2(g) △H<0。一定条件下,将CO(g)与H2O(g)以体积比为1:2置于密闭容器中发生上述反应,达到平衡时测得CO(g)与H2O(g)体积比为1:6.则平衡常数K=______(计算结果保留两位小数)。
【题目】科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。请回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用____________形象化描述。在基态14C原子中,核外存在___________对自旋相反的电子。
(2)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为__________________________。
(3)一定条件下,CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。
参数 分子 | 分子直径/nm | 分子与H2O的结合能E/kJ·mol-1 |
CH4 | 0.436 | 16.40 |
CO2 | 0.512 | 29.91 |
①下列关于CH4和CO2的说法正确的是________(填序号)。
a.CO2分子中含有2个σ键和2个π键
b.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子
c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4熔点低于CO2
d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0. 586 nm,根据上述图表所提供的数据分析,提出该设想的依据是______________________________________。