题目内容
【题目】某同学利用下图所示装置制备乙酸乙酯。实验如下:
Ⅰ.向2 mL浓H2SO4和2 mL乙醇混合液中滴入2 mL乙酸后,加热试管A;
Ⅱ.一段时间后,试管B中红色溶液上方出现油状液体;
Ⅲ.停止加热,振荡试管B,油状液体层变薄,下层红色溶液褪色。
(1)为了加快酯化反应速率,该同学采取的措施有_____________。
(2)欲提高乙酸的转化率,还可采取的措施有_______________。
(3)试管B中溶液显红色的原因是___________(用离子方程式表示)。
(4)Ⅱ中油状液体的成分是__________。
(5)Ⅲ中红色褪去的原因,可能是酚酞溶于乙酸乙酯中。证明该推测的实验方案是_____________。
【答案】加热,使用催化剂 增加乙醇的用量 CO32-+H2OHCO3-+OH- 乙酸乙酯、乙酸、乙醇(水) 取褪色后的下层溶液,滴加酚酞试液,溶液变红
【解析】
(1)酯化反应是可逆反应,可根据影响化学反应速率的因素分析;
(2)根据酯化反应是可逆反应,要提高乙酸转化率,可以根据该反应的正反应特点分析推理;
(3)根据盐的水解规律分析;
(4)根据乙酸、乙醇及乙酸乙酯的沸点高低分析判断;
(5)红色褪去的原因若是由于酚酞溶于乙酸乙酯中所致,则可通过向溶液中再加入酚酞,观察溶液颜色变化分析。
(1)酯化反应是可逆反应,由于升高温度,可使化学反应速率加快;使用合适的催化剂,可以加快反应速率,或适当增加乙醇的用量,提高其浓度,使反应速率加快等;
(2)乙酸与乙醇在浓硫酸催化作用下加热,发生酯化反应产生乙酸乙酯和水,反应产生的乙酸乙酯和水在相同条件下又可以转化为乙酸与乙醇,该反应是可逆反应,要提高乙酸的转化率,可以通过增加乙醇(更便宜)的用量的方法达到;
(3)碳酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中,CO32-发生水解反应,消耗水电离产生的H+转化为HCO3-,当最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+)所以溶液显碱性,可以使酚酞试液变为红色,水解的离子方程式为:CO32-+H2OHCO3-+OH-;
(4)乙酸与乙醇在浓硫酸催化作用下加热,发生酯化反应产生乙酸乙酯和水,由于反应产生乙酸乙酯的沸点比较低,且反应物乙酸、乙醇的沸点也都不高,因此反应生成的乙酸乙酯会沿导气管进入到试管B中,未反应的乙酸和乙醇也会有部分随乙酸乙酯进入到B试管中,因此Ⅱ中油状液体的成分是乙酸乙酯、乙酸、乙醇(水);
(5)红色褪去的原因若是由于酚酞溶于乙酸乙酯中所致,则可通过取褪色后的下层溶液,滴加酚酞试液,若溶液变红证明是酚酞溶于乙酸乙酯所致。
【题目】碘及其化合物在生产生活中应用广泛。回答下列问题:
(1)单质碘与氟反应可得IF5,实验表明液态IF5具有一定的导电性原因在于IF5的自偶电离(如:2H2OH3O++OH-),IF5的自偶电离方程式为_________
(2)亚硫酸钠和碘酸钾在酸性溶液中的反应是:Na2SO3+KIO3+H2SO4 →Na2SO4+K2SO4+I2+H2O(未配平)该反应过程和机理较复杂,一般认为分为以下步:
①IO3-+SO32-→IO2-+SO42-(慢)
②IO2-+SO32-→IO-+SO42-(快)
③5I-+6H++I03-→3I2+3H2O(快)
④I2+SO32-+H2O-→2I+SO42-+2H+(快)
根据上述条件推测,此反应的总反应速率由_______步反应决定(填序号)。若预先加人淀粉溶液,由题述看必在_____________离子消耗完时,才会有淀粉变蓝的现象产生。
(3)离子的吸附是重要的研究课题
①已知SO2与I2的反应,速率极快且平衡常数大溶液中存在如下平衡:I2(aq)+l-(aq)=l3-(aq)现将1 mol SO2缓通入含1mol l2的水溶液中至恰好完全反应溶液中l3-的物质的量n(l3-)时间(t)的变化曲线如图1所示。开始阶段,n(l3-)逐渐增大的原因是_____
②科研小组用新型材料Ag/TiO2对溶液中碘离子进行吸附研究。如图2是不同pH条件下,碘离子吸附效果的变化曲线。据此推断Ag/TiO2材料最适合吸附___________(填“酸性”“中性”或“碱性”)溶液中的I-。
③氯化银复合吸附剂也可有效吸附碘离子氯化银复合吸附剂对碘离子的吸附反应为:I-(aq)+AgCl(s)=Agl(s)+Cl-(aq),反应达到平衡后溶液中c(Cl-)=1.0mol·L-1.则溶液中c(I-)=______mol·L-1[k(AgCl)=2.0×10-10,k(Agl)=8.4×10-17]
(4)Fe3+与I-在溶液中发生反应:2Fe3++2I- 2Fe2++I2,该反应的正反应速率和Fe2+与I-的浓度关系为v=k·cm(I-)·cn(Fe3+)(其中k为常数)。T℃时,实验测得c(I-)、c(Fe3+)与反应速率的关系如下表:
c(I-)/molL-1 | c(Fe3+)/molL-1 | v/molL-1s-1 | |
① | 0.20 | 0.80 | 0.032k |
② | 0.60 | 0.40 | 0.144k |
③ | 0.80 | 0.20 | 0.128k |
①在v=k·cm(I-)·cn(Fe3+)中m、n的值为_____________(填序号)
A.m=1n=1 B.m=1、n=2 C.m=2、n=1 D.m=2、n=2
②I-浓度对反应速率的影响_____(填“大于”、“小于”或“等于”)Fe3+浓度对反应速率的影响。
【题目】合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破,研究表明液氨是一种良好的储氢物质。
(1) 氨气分解反应的热化学方程式如下:2NH3(g) N2(g)+3H2(g) ΔH
若:N≡N键、H-H键和N-H键的键能分别记作a、b和c(单位:kJ·mol1)则上述反应的ΔH=________kJ·mol1。
(2) 研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率(mmol·min1)。
催化剂 | Ru | Rh | Ni | Pt | Pd | Fe |
初始速率 | 7.9 | 4.0 | 3.0 | 2.2 | 1.8 | 0.5 |
①不同催化剂存在下,氨气分解反应活化能最大的是________(填写催化剂的化学式)。
②温度为T,在一体积固定的密闭容器中加入2 mol NH3,此时压强为P0,用Ru催化氨气分解,若平衡时氨气分解的转化率为50%,则该温度下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=________。[已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数]
(3) 关于合成氨工艺的理解,下列正确的是________。
A.合成氨工业常采用的反应温度为500℃左右,可用勒夏特列原理解释
B.使用初始反应速率更快的催化剂Ru,不能提高平衡时NH3的产量苇
C.合成氨工业采用10 MPa~30 MPa,是因常压下N2和H2的转化率不高
D.采用冷水降温的方法可将合成后混合气体中的氨液化
(4) 在1 L 1 mol·L1的盐酸中缓缓通入2 mol氨气,请在图中画出溶液中水电离出的OH浓度随氨气通入变化的趋势图。______________________________
(5) 电化学法也可合成氨。下图是用低温固体质子导体作为电解质,用PtC3N4作阴极催化剂电解H2(g)和N2(g)合成NH3的原理示意图:
①PtC3N4电极反应产生NH3的电极反应式________。
②实验研究表明,当外加电压超过一定值以后,发现阴极产物中氨气的体积分数随着电压的增大而减小,分析其可能原因________。