题目内容

【题目】实验室用乙醇、浓磷酸和溴化钠反应来制备溴乙烷,其反应原理和实验的装置如下(反应需要加热,图中省去了加热装置):

H3PO4(浓)+NaBrNaH2PO4+HBrCH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O

有关数据见下表:

乙醇

溴乙烷

状态

无色液体

无色液体

深红色液体

密度g/mL

0.79

1.44

3.1

沸点/

78.5

38.4

59

1A中放入沸石的作用是___

2)仪器B的名称为___B中进水口为___(填“a”或“b”)口。

3)实验中用滴液漏斗代替分液漏斗的优点为:___

4)制取氢溴酸时,为什么不能用浓H2SO4代替浓磷酸?___(用化学方程式表示)。

5)将C中的馏出液转入三角烧瓶中,边振荡边逐滴滴入浓H2SO4以除去水等杂质,滴加浓硫酸约12mL,使溶液明显分层,再用分液漏斗分去硫酸层,将经硫酸处理后的溴乙烷转入蒸馏瓶,水浴加热蒸馏,收集到3540℃馏分约10.0g,从乙醇的角度考虑,本实验所得溴乙烷的产率是___

【答案】防止液体暴沸 冷凝管 b 平衡压强,使浓磷酸顺利流下 2HBr+H2SO4(浓)=Br2+SO2↑+2H2O 53.3%

【解析】

1)液体加热加入沸石,可以防止液体暴沸;

2B为球形冷凝管,应采取逆流原理通入冷凝水,进行充分冷凝回流;

3)滴液漏斗可以使漏斗的上方和下方的压强相等,使浓磷酸顺利流下;

4)氢溴酸具有还原性,能被浓硫酸氧化,生成溴单质,浓硫酸被还原成二氧化硫;

510mL乙醇的质量为0.79×10g=7.9g,其物质的量为0.172mol,所以理论制得溴乙烷的物质的量为0.172mol,其质量为18.75g,根据产率= ×100%

1)液体加热加入沸石,可以防止液体瀑沸;答案为:防止液体暴沸;

2B为球形冷凝管,应采取逆流原理通入冷凝水,进行充分冷凝回流;答案为:冷凝管;b

3)滴液漏斗可以使漏斗的上方和下方的压强相等,使浓磷酸顺利流下;答案为:平衡压强,使浓磷酸顺利流下;

4)氢溴酸具有还原性,能被浓硫酸氧化,生成溴单质,浓硫酸被还原成二氧化硫;答案为:2HBr+H2SO4(浓)=Br2+SO2↑+2H2O

510mL乙醇的质量为0.79×10g=7.9g,其物质的量为0.172mol,所以理论制得溴乙烷的物质的量为0.172mol,其质量为18.75g,根据产率==53.3%。答案为:53.3%。

练习册系列答案
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(1)已知:H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1 H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44 kJ/mol

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133 kJ/mol

①在催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和另一种无毒物质的热化学方程式为:___________________________________

②反应2NO2(g )=N2(g)+2O2(g),设起始时容器中只有NO2,平衡时三种物质的物质的量与温度关系如图所示。

则A点时,NO2的转化率为_______________

B点时,设容器的总压为a Pa,则平衡常数Kp____(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

(2)向2 L密闭容器中加入2 mol CO2和6 mol H2,在适当的催化剂作用下,下列反应能自发进行:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g)。

①该反应ΔH_______0(填“>”、“<”或“=”)

②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是____________。(填字母)

a.混合气体的平均相对分子质量保持不变

b.1 mol CO2生成的同时有3 mol H—H键断裂

c.CO2的转化率和H2的转化率相等

d.混合气体的密度保持不变

③反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在起始温度(T1℃)、体积相同(2L)的两密闭容器中,改变条件,反应过程中部分数据见下表:

反应时间

CO2/mol

H2/mol

CH3OH/mol

H2O/mol

反应Ⅰ:恒温恒容

0 min

2

6

0

0

10 min

4.5

20 min

1

30 min

1

反应Ⅱ:绝热恒容

0 min

0

0

2

2

反应Ⅰ,前10min内的平均反应速率v(CH3OH)=____________。达到平衡时,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(I)____________K(II)(填“>”、“<”或“=”);平衡时CH3OH的浓度c(I)____________c(II)(填“>”、“<”或“=”)。

【题目】工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:

CO(g)2H2(g)CH3OH(g)+Q

32、能判断反应达到平衡状态的依据是(填字母序号,下同)________

A.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等

B.混合气体的密度不变

C.混合气体的平均相对分子质量不变

DCH3OHCOH2的浓度都不再发生变化

33、下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)

温度

250℃

300℃

350℃

K

2.041

0.270

0.012

由表中数据判断该反应Q________(“>”“<”)0

某温度下,将2 mol CO6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)0.2 mol/L,则CO的转化率为________,此时的温度为________

34、要提高CO的转化率,可以采取的措施是________

a.升温  b.加入催化剂 c.增加CO的浓度 d.加入H2加压

e.加入惰性气体加压 f.分离出甲醇

35.寻找合适的催化剂来改善上述合成甲醇的条件一直是研究课题。现分别对XYZ三种催化剂进行如下实验(其他条件均相同):

① XT1时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;

② YT2时催化效率最高,能使正反应速率加快约3×105倍;

③ ZT3时催化效率最高,能使逆反应速率加快约1×106倍;

已知:T1T2T3,根据上述信息,你认为在生产中应该选择的适宜催化剂并简述理由:___________________________________________________

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