题目内容
【题目】有机物X是一种重要的有机合成中间体,用于制造塑料、涂料和黏合剂等高聚物。为研究X的组成与结构,进行了如下实验:
(1)有机物X的质谱图:
有机物X的相对分子质量是__________。
(2)将10.0 g X在足量O2中充分燃烧,并使其产物依次通过足量的无水CaCl2和KOH浓溶液,发现无水CaCl2增重7.2 g,KOH浓溶液增重22.0 g。有机物X的分子式是________________。
(3)经红外光谱测定,有机物X中含有醛基;有机物X的核磁共振氢谱图上有2个吸收峰,峰面积之比是3∶1。有机物X的结构简式是____________。
【答案】100 C5H8O2 OHCC(CH3)2CHO
【解析】
(1)质谱图中最大的质荷比对应该物质的相对分子质量,有机物X的质谱图中最大质荷比为100,则X的相对分子质量为100,故答案为:100。
(2)无水CaCl2增重7.2 g,则水的质量为7.2g,,n(H)=0.8mol,m(H)=0.8g;KOH浓溶液增重22.0 g,则二氧化碳的质量为22.0g,,n(C)=0.5mol,m(C)=6.0g,m(H)+m(C)=0.8g+6.0g=6.8g<m(X)= 10.0 g ,则有机物X中含有氧,m(O)=m(X)-m(H)-m(C)= 10.0 g-6.8g=3.2g,n(O)=0.2mol,又有机物X的物质的量为,则X的分子式为:C5H8O2,故答案为:C5H8O2。
(3)有机物X中含有醛基;有机物X的核磁共振氢谱图上有2个吸收峰,峰面积之比是3∶1,则X中有两个对称醛基和两个对称的甲基,结合X的分子式,可知符合条件的结构为:OHCC(CH3)2CHO,故答案为:OHCC(CH3)2CHO。
【题目】如图是某化学兴趣小组制备PCl3的实验装置(部分仪器已省略):
有关物质的部分性质如下:
熔点/℃ | 沸点/℃ | 其他 | |
黄磷 | 44.1 | 280.5 | 2P(过量)+3Cl22PCl3;2P+5Cl2(过量)2PCl5 |
PCl3 | -112 | 75.5 | 遇水生成H3PO3和HCl,遇O2生成POCl3 |
POCl3 | 2 | 105.3 | 遇水生成H3PO4和HCl,能溶于PCl3 |
请回答下列问题:
(1)仪器戊的名称为___。
(2)实验时甲中所发生反应的化学方程式为___。
(3)乙中盛放的试剂是___,其作用是___;丙中盛放的试剂是___,其作用是___。
(4)向仪器丁中通入干燥、纯净的Cl2之前,应先通入一段时间的CO2,其目的主要是___。
(5)碱石灰的作用是___(答出一条即可)。
(6)PCl3粗产品中常含有POCl3、PCl5等,加入黄磷(化学式用P表示)经加热除去PCl5的化学反应方程式为___,后通过___(填实验操作名称),即可得到PCl3纯品。
【题目】对工业废气进行脱硝有多种方法。
(1)用活性炭还原法处理氮氧化物的反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。一定条件下按下表所示条件向体积固定的容器中充入物质发生该反应。
容器 | 温度 | 体积 | C(s) | NO(g) | N2(g) | CO2(g) |
甲 | 600℃ | V L | 1mol | 2mol | 0 | 0 |
乙 | 600℃ | V L | 0 | 0 | 2mol | 2mol |
①下列能说明甲容器中反应达到平衡状态的是_______。
a.容器的压强保持不变 b.v(NO)正=2v(CO2)逆
c.混合气体的密度保持不变 d.NO、N2、CO2的物质的量之比为2∶1∶1
②关于平衡时的甲、乙两容器,下列说法一定正确的是_______。
a.p(甲)=p(乙) b.c(NO)甲=c(CO2)乙
c.2c(CO2)甲=c(N2)乙 d.体积分数φ(CO2)甲=φ(N2)乙
(2)氮氧化物与悬浮在大气中的海盐粒子相互作用生成亚硝酰氯(ClNO),涉及反应如下:4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K1 ;2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K2;2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K3;则K1、K2 、K3之间的关系为K3=_______
(3)利用O3进行如下脱硝反应:2NO2(g)+O3(g)N2O5(g)+O2(g) ΔH<0。其他条件一定时,NO2(g)的平衡转化率随温度和压强的变化情况如下图甲所示。X表示_______(填“压强”或“温度”),L1_______L2(填“<”或“>”)。
(4)用稀硝酸吸收NOx进行脱硝,得到HNO3和HNO2(弱酸)的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:_______。
【题目】化工原料异丁烯(C4H8)可由异丁烷(C4H10)直接催化脱氢制备:C4H10(g) C4H8(g) + H2(g)ΔH=+139 kJ/mol
(1)该反应的化学平衡常数的表达式为_________________。
(2)一定条件下,以异丁烷为原料生产异丁烯。温度、压强改变对异丁烷平衡转化率的
影响如下图所示。
①判断p1、p2的大小关系:p1_________________(填“>”或“<”)p2,理由是_________________。
②若异丁烷的平衡转化率为40%,则平衡混合气中异丁烯的物质的量分数最多为______%(保留小数点后1位)。
(3)目前,异丁烷催化脱氢制备异丁烯的研究热点是催化活性组分以及载体的选择。下表是以V-Fe-K-O为催化活性物质,反应时间相同时,测得的不同温度、不同载体条件下的数据。
温度/℃ | 570 | 580 | 590 | 600 | 610 | |
以γ-Al2O3为载体 | 异丁烷转化率/% | 36.41 | 36.49 | 38.42 | 39.23 | 42.48 |
异丁烯收率/% | 26.17 | 27.11 | 27.51 | 26.56 | 26.22 | |
以TiO2为载体 | 异丁烷转化率/% | 30.23 | 30.87 | 32.23 | 33.63 | 33.92 |
异丁烯收率/% | 25.88 | 27.39 | 28.23 | 28.81 | 29.30 |
说明:收率=(生产目标产物的原料量/原料的进料量)×100%
①由上表数据,可以得到的结论是____________(填字母序号)。
a.载体会影响催化剂的活性
b. 载体会影响催化剂的选择性
c.载体会影响化学平衡常数
②分析以γ-Al2O3为载体时异丁烯收率随温度变化的可能原因:___________。