题目内容

11．如图是苯和溴的取代反应的实验装置图，其中A为具有支管的试管改制成的反应容器，在其下端开了一个小孔，塞好石棉绒，再加入少量的铁屑粉．填写下列空白：
（1）向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液，几秒钟内就发生反应．写出A中发生反应的化学方程式（有机物写结构简式）：，反应类型：属于取代反应；
（2）试管C中苯的作用是吸收溴蒸气．反应开始后，观察D和E两试管，看到的现象是D溶液变红色E有淡黄色沉淀生成．
（3）反应2min～3min后，在B中的氢氧化钠溶液里可观察到的现象是底层出现油状液体．
（4）在上述整套装置中，具有防倒吸作用的仪器有F填字母）．
（5）苯还可以与氢气反应，写出反应方程式，反应类型：属于加成反应．

分析 制取溴苯时，Fe和溴发生反应生成溴化铁，在溴化铁作催化剂条件下，苯和溴发生取代反应生成溴苯和HBr，溴苯密度较大，B中氢氧化钠能吸收未反应的溴；溴具有挥发性，所以生成的HBr中含有溴，溴极易溶于苯中，所以C的作用是溶解溴，溶液呈橙色；溴化氢溶于水生成氢溴酸，溶液呈酸性，能使石蕊试液变红色；HBr和硝酸银反应生成淡黄色AgBr沉淀，未反应的溴和溴化氢不能排空，应该用氢氧化钠吸收；
（1）在溴化铁作催化剂条件下苯和溴发生取代反应生成溴苯和HBr；
（2）溴极易溶于苯，可以用苯吸收溴；氢溴酸的水溶液呈酸性，能使石蕊试液变色；溴化氢能和硝酸银反应生成淡黄色沉淀．
（3）生成的溴苯不溶于水，且密度大于水；
（4）有缓冲作用的装置能防倒吸；
（5）一定条件下，苯和氢气发生加成反应生成环己烷．

解答 解：制取溴苯时，Fe和溴发生反应生成溴化铁，在溴化铁作催化剂条件下，苯和溴发生取代反应生成溴苯和HBr，溴苯密度较大，B中氢氧化钠能吸收未反应的溴；溴具有挥发性，所以生成的HBr中含有溴，溴极易溶于苯中，所以C的作用是溶解溴，溶液呈橙色；溴化氢溶于水生成氢溴酸，溶液呈酸性，能使石蕊试液变红色；HBr和硝酸银反应生成淡黄色AgBr沉淀，未反应的溴和溴化氢不能排空，应该用氢氧化钠吸收；
（1）在溴化铁作催化剂条件下苯和溴发生取代反应生成溴苯和HBr，反应方程式为，该反应是取代反应，故答案为：；取代；
（2）溴极易溶于苯，可以用苯吸收溴，所以苯的作用是吸收溴蒸气；氢溴酸的水溶液呈酸性，能使石蕊试液红色，所以看到D中溶液变红色；溴化氢能和硝酸银反应生成淡黄色沉淀，所以看到E中出现淡黄色沉淀，
故答案为：吸收溴蒸气；溶液变红色；产生淡黄色沉淀．
（3）生成的溴苯不溶于水，且密度大于水，所以看到的现象是底层出现油状液体，故答案为：底层出现油状液体；
（4）有缓冲作用的装置能防倒吸，这几个装置中只有倒置的漏斗有缓冲作用，能防止倒吸，故答案为：F；
（5）一定条件下，苯和氢气发生加成反应生成环己烷，反应方程式为，反应类型是加成，故答案为：；加成．

点评 本题以溴苯为载体考查物质制备，为高频考点，明确实验原理及物质性质、实验操作等知识点即可解答，知道各个装置的作用及发生的反应，知道物质检验方法，题目难度不大．

练习册系列答案
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15．在Cu+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$  CuSO4+SO2↑+2H2O反应中，
指出氧化剂H2SO4，氧化产物CuSO4．
2．Ⅰ氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料，以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如图所示：
请回答下列问题：
（1）由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是B2O3+3CaF2+3H2SO4$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2BF3↑+3CaSO4+3H2O、B2O3+2NH3$\frac{\underline{\;加热\;}}{\;}$2BN+3H2O；
（2）BN中B元素的化合价为+3；
Ⅱ工业上制取冰晶石（Na3AlF6）的化学方程式如下：2Al（OH）3+12HF+3Na2CO3=2Na3AlF6+3CO2↑+9H2O
根据题意完成下列填空：
（3）反应物中有两种元素在元素周期表中位置相邻，下列能判断它们的金属性或非金属性强弱的是ac（选填编号）．
a．气态氢化物的稳定性         b．最高价氧化物对应水化物的酸性
c．单质与氢气反应的难易       d．单质与同浓度酸发生反应的快慢
（4）Na2CO3俗称纯碱，属于离子（填“离子”或“共价”）化合物．工业上制取纯碱的原料是氯化钠、二氧化碳和氨气．
（5）CO2的结构式为O=C=O．
19．氢化镁（化学式为MgH2）是一种常用的焰火剂，遇水易发生反应．某兴趣小组拟用如下装置制备氢化镁．

请回答下列问题：
（1）上述装置按气体流向的连接顺序为丁→乙→丙→戊→甲．
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（5）实验结束后，某同学取少量产物，小心加入热水中，观察到有气泡冒出，该反应的化学方程式为MgH2+2H2O=Mg（OH）2↓+2H2↑．
6．某中学化学兴趣小组用含有铁铝合金的工业废料，制备FeSO4?7H2O和硫酸铝晶体．具体实验操作步骤如下：
①将5%Na2CO3溶液加入到盛有一定量废合金的烧杯中，加热数分钟，用倾析法除去Na2CO3溶液，然后将废合金用蒸馏水洗涤2至3遍；
②取洗涤后废合金，加入足量的NaOH溶液中，反应完全后过滤；
③向滤液中边搅拌边滴加稀硫酸至溶液的pH为8_9，静置，过滤，洗涤；
④将③中固体溶于足量的稀硫酸，将得到的溶液蒸发浓缩，冷却，结晶，过滤，干燥，得到硫酸铝晶体；
⑤将②得到的固体洗涤后加入过量的稀硫酸，至铁溶解完全；
⑥将得到的溶液转入密闭容器中，静置，冷却结晶；
⑦待结晶完毕后，滤出晶体，用少量冰水洗涤2至3次，再用滤纸将晶体吸干，得到FeSO4?7H2O晶体．
（1）实验步骤①的目的是除去油污．
（2）步骤②发生的离子反应方程式为2Al+2OH-+6H2O=2[Al（OH）4]-+3H2 ↑．
（3）步骤③中，溶液中pH难控制，可改用通入CO2气体．
（4）步骤⑤明显不合理，理由是应该Fe过量，否则溶液中可能有Fe3+．
（5）用少量冰水洗晶体，其目的是洗涤除去晶体表面附着的硫酸等杂质．
（6）FeSO4?7H2O晶体在高温下可以分解生成Fe2O3，SO2和H2SO4，写出该反应的化学方程式2FeSO4?7H2O$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Fe2O3+SO2↑+H2SO4+13H2O．
16．研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义．
（1）CO可用于炼铁，已知：Fe2O3（s）+3C（s）═2Fe （s）+3CO（g）△H1=+489.0kJ•mol-1，
C（s）+CO2（g）═2CO（g）△H2=+172.5kJ•mol-1，则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为Fe2O3 （s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2 （g）△H=-28.5kJ•mol-1．
（2）CO与O2设计成燃料电池（以KOH溶液为电解液）．该电池的负极反应式为CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O．
（3）CO2和H2充入一定体积的恒容密闭容器中，在两种温度下发生反应：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g） 测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图1．

①该反应的△H＞0（填“大于或小于”），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，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡．
容  器甲乙
反应物投入量1mol CO2、3mol H2a molCO2、3a molH2、
b molCH3OH（g）、b molH2O（g）
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍，要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等，且起始时维持化学反应向逆反应方向进行，则b的取值范围为0.4＜b≤1．
（4）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O（g）转化为CH4和O2．紫外光照射时，在不同催化剂（I、II、III）作用下，CH4产量随光照时间的变化如图2．在0～15小时内，CH4的平均生成速率I、II和III从小到大的顺序为II＞III＞I（填序号）．
（5）以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸．在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图3．
①当温度在300℃～400℃范围时，温度是乙酸生成速率的主要影响因素．
②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸，稀硝酸还原产物为NO，写出有关的离子方程式3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O．
3．在25℃时，密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如表：
物质XYZ
初始浓度（mol•L-1）0.10.20
平衡浓度（mol•L-1）0.050.050.1
下列说法不正确的是（　　）
A．反应达到平衡时，X的转化率为50%
B．反应可表示为X+3Y?2 Z，其平衡常数为1600
C．增大压强使平衡向生成Z的方向移动，平衡常数增大
D．改变温度时，该反应的平衡常数可能增大，可能减小
20．某兴趣小组同学设计了如下装置（其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出），用加热苯甲酸、浓H2SO4和乙醇混合物的方法来制备苯甲酸乙酯，并检验反应的部分副产物．且苯甲酸乙酯的沸点为213℃，乙醚的沸点为34.6℃．
（1）关闭活塞a、接通竖直冷凝管的冷凝水，给A加热30分钟，制备苯甲酸乙酯．仪器E的作用是冷凝回流．
（2）上述反应的副产物可能有：乙醚（CH3CH2-O-CH2CH3）、乙烯、SO2、水等．
①打开活塞a，在竖直冷凝管上方塞上塞子，通过B、C、D装置检验SO2和乙烯．已知C中盛放的试剂是NaOH溶液，B、D中应盛放的试剂依次分别是品红溶液、高锰酸钾溶液或溴的四氯化碳溶液．
②有同学拟通过红外光谱仪鉴定所得产物中是否含有“-CH2CH3”，来确定副产物中存在乙醚．请你对该同学的观点进行评价：不可以，产物苯甲酸乙酯也含有“-CH2CH3”．
（3）通过下列实验方案，可以提纯苯甲酸乙酯．
①为除去产品中杂质，先将三口烧瓶中残液倒入盛有冷水的烧杯中，并加入饱和碳酸钠溶液．
②用分液法可分离上述有机层和水层，分液完成后，取出有机层的操作是将有机层从上口倒入一个干燥的锥形瓶中．
③向锥形瓶中加入适量豆粒大小的无水氯化钙干燥剂，至醚层澄清透明；过滤得醚层，然后将醚层加入到干燥的蒸馏烧瓶中蒸馏，蒸馏过程中控制的温度为34.6℃．
1．某烃的结构简式为CH≡C-C（C2H5）═CH-CH2-CH3分子中处于四面体结构中心的碳原子（即饱和碳原子）数为a，一定在同一直线上的碳原子数为b，一定在同一平面内的碳原子数为c，则a，b，c分别为（　　）
A．4，3，5B．2，5，4C．4，3，6D．4，4，6

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