题目内容
【题目】苯乙酸铜是合成纳米氧化铜的重要前驱体之一,可采用苯乙腈()为原料在实验室进行合成。制备苯乙酸的装置如右图(加热和夹持仪器略去)。已知苯乙酸的熔点为76.5℃,微溶于冷水,易溶于乙醇。
在250mL三口瓶A中加入70mL质量分数为70%的硫酸和几片碎瓷片,加热至100℃,再缓缓滴入46.8g苯乙腈,然后升温至130℃,发生反应:
+2H2O+H2SO4+NH4HSO4
请回答:
(1)甲同学提出为使反应物受热均匀,可以采取水浴加热。老师否定了这个建议,原因是_______。
(2)乙同学提出装置中缺少温度计,温度计水银球的合理位置是_______。
(3)本实验采用了滴液漏斗。与普通分液漏斗相比,滴液漏斗的优点是_______。
(4)反应结束后需先加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是_______,分离出苯乙酸的操作是_______。
(5)提纯粗苯乙酸最终得到19g纯品,则苯乙酸的产率是_____%(结果保留整数)。
(6)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后加入Cu(OH)2,搅拌30min,过滤。滤液静置一段时间可以析出苯乙酸铜晶体。此步骤中用到乙醇的作用是______;写出此步发生反应的化学方程式_______。
【答案】 水浴加热的温度达不到130℃ 放在反应混合液中,但不能接触烧瓶内壁 三口瓶和滴液漏斗中气压相通,液体能顺利滴下 降低温度,减小苯乙酸的溶解度,便于苯乙酸析出 过滤 35 促进苯乙酸的溶解,以利于苯乙酸充分反应
【解析】(1)甲同学提出为使反应物受热均匀,可以采取水浴加热。但水浴加热的温度达不到130℃,故老师否定了这个建议;(2)温度计水银球的合理位置是放在反应混合液中,但不能接触烧瓶内壁;(3)滴液漏斗的优点是三口瓶和滴液漏斗中气压相通,液体能顺利滴下;(4) 因为反应混合物中有浓硫酸,所以要将混合物倒入冷水中,反应结束后加适量冷水,降低温度,减小苯乙酸的溶解度,则加入冷水可便于苯乙酸析出;苯乙酸从溶液中析出,故分离出苯乙酸的操作是过滤;(5) 由反应+2H2O+H2SO4+NH4HSO4可知,46.8g苯乙腈生成苯乙酸为46.8g×=54.4g,最终得到19g纯品,则苯乙酸的产率是×100%=35%;(6) 苯乙酸微溶于冷水,溶于乙醇,为了充分反应,混合溶剂中加乙醇增大苯乙酸的溶解度,便于充分反应;将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后加入Cu(OH)2,搅拌30min,过滤,滤液静置一段时间可以析出苯乙酸铜晶体,发生反应的化学方程式为:。
【题目】反应Fe(s)+CO2(g) FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;反应Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2。在不同温度时K1、K2的值如下表:
温度(绝对温度) | K1 | K2 |
973 | 1.47 | 2.38 |
1173 | 2.15 | 1.67 |
(1)计算温度为973K时,反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) K=__________;
(2)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g), 在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2进行反应。
①该反应能够自发进行的原因是___________________________。
②下列措施中能使c(CH3OH)增大的是________。
a.降低温度 b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来 d.再充入1 mol CO2和3 mol H2
③在温度T1时,当反应达到平衡时,测得n(H2)=2.4 mol;其他条件不变,在温度T2时,当反应达到平衡时,测得n(CO2)=0.82 mol,则T2________T1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)某实验将一定量的CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种不同条件下发生反应:CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1。测得CH3OH的物质的量随时间变化如下图所示,回答问题:
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式投入反应物,一段时间后达到平衡。
容器 | 甲 | 乙 |
反应物 投入量 | 1 mol CO2、3 mol H2 | a mol CO2、b mol H2、 c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g) |
若甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的浓度相等,且起始时维持反应逆向进行,则c的取值范围为________________ 。