题目内容
5.实验室制备溴代烃的反应如下:NaBr+H2SO4═HBr+NaHSO4 ①R-OH+HBr?R-Br+H2O ②
可能存在的副反应有:醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚,Br-被浓硫酸氧化为Br2等.有关数据如表;
乙醇 | 溴乙烷 | 正丁醇 | 1-溴丁烷 | |
密度/g•cm-3 | 0.7893 | 1.4604 | 0.8098 | 1.2758 |
沸点/℃ | 78.5 | 38.4 | 117.2 | 101.6 |
(1)在溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中,下列仪器最不可能用到的是b.
a.圆底烧瓶 b. 容量瓶 c.锥形瓶 d.量筒
(2)溴代烃的水溶性小于(填“大于”、“等于”或“小于”)相应的醇;其原因是醇分子可与水分子之间形成氢键,溴代烃不能与水分子之间形成氢键.
(3)将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在下层(填“上层”、“下层”或“不分层”).
(4)制备操作中,加入的浓硫酸必须进行稀释,其目的不正确的是a.
a. 水是反应的催化剂 b.减少Br2的生成 c.减少HBr的挥发 d.减少副产物烯和醚的生成
(5)在制备溴乙烷时,采用边反应边蒸出产物的方法,其原因是平衡向生成溴乙烷的方向移动(或反应②向右移动);但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物,其原因是1-溴丁烷与正丁醇的沸点差较小,若边反应边蒸馏,会有较多的正丁醇被蒸出.
分析 (1)根据溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验,溴乙烷和1-溴丁烷为非电解质,实验中无需使用容量瓶配制溶液;
(2)醇能和水形成氢键的物质而易溶于水;1-溴丁烷的密度大于水,且和水不互溶;
(3)1-溴丁烷和水不能形成氢键所以不易溶于水,且密度大于水;
(4)根据水是产物不是反应的催化剂,浓硫酸具有强氧化性,能氧化溴离子为溴单质,浓硫酸稀释放热,溶液温度升高,浓硫酸和1-丁醇反应发生副反应消去反应分析;
(5)根据平衡移动原理分析采用边反应边蒸出产物的原因;根据1-溴丁烷和正丁醇的沸点的沸点大小判断.
解答 解:(1)容量瓶主要用于配制一定物质的量的浓度的溶液操作,但溴乙烷和一溴丁烷制备均为有机物制备,无需配制溶液,则无需使用,
故答案为:b;
(2)N、O、F元素的电负性较强,对应的氢化物或含氢化合物可形成氢键,醇能和水形成氢键的物质而易溶于水,溴代烃和水不反应也不能和水形成氢键,所以溴代烃的水溶性小于相应的醇,
故答案为:小于;醇分子可与水分子之间形成氢键,溴代烃不能与水分子之间形成氢键;
(3)1-溴丁烷和水不能形成氢键所以不易溶于水,1-溴丁烷密度(1.2758g•cm-3)大于水(1.0g•cm-3),所以将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在下层,
故答案为:下层;
(4)a.水是产物不是反应的催化剂,故a错误;
b.浓硫酸具有强氧化性能将溴离子氧化为溴单质,稀释浓硫酸后能减少Br2的生成,故b正确;
c.反应需要溴化氢和1-丁醇反应,浓硫酸溶解溶液温度升高,使溴化氢挥发,稀释后减少HBr的挥发,故c正确;
d.浓硫酸和1-丁醇反应发生副反应消去反应生成烯烃、分子间脱水反应生成醚,稀释后不能发生类似反应减少副产物烯和醚的生成,故d正确;
故答案为:a;
(5)根据题给信息知,乙醇和溴乙烷的沸点相差较大,采用边反应边蒸出产物的方法,可以使平衡向生成溴乙烷的方向移动(或反应②向右移动),而1-溴丁烷和正丁醇的沸点相差较小,若边反应边蒸馏,会有较多的正丁醇被蒸出,所以不能边反应边蒸出产物,
故答案为:平衡向生成溴乙烷的方向移动(或反应②向右移动);1-溴丁烷与正丁醇的沸点差较小,若边反应边蒸馏,会有较多的正丁醇被蒸出.
点评 本题考查了制备实验方案的设计,明确物质的性质及实验原理是设计实验的前提,同时考查了学生分析问题、解决问题的能力,本题难度中等.
A. | 乙烯气体通入溴的四氯化碳溶液 | |
B. | 加热浓硝酸和苯(浓硫酸作催化剂)制取硝基苯 | |
C. | 加热溴乙烷和氢氧化钾的水溶液 | |
D. | 加热溴乙烷和氢氧化钾的醇溶液 |
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)(mol) | 0.020 | 0.01 | 0.008 | 0.007 | 0.007 | 0.007 |
(2)如图中表示NO2的变化的曲线是b.用O2表示从0~2s内该反应的平均速率v=0.0015mol/(L•s).
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是bc.
a.v(NO2)=2v(O2) b.容器内压强保持不变
c.v逆(NO)=2v正(O2) d.容器内密度保持不变.
温度/℃ | 360 | 440 | 520 |
K值 | 0.036 | 0.010 | 0.0038 |
②理论上,为了增大平衡时H2的转化率,可采取的措施是ad(填字母序号).
a.增大压强 b.使用合适的催化剂 c.升高温度 d.及时分离出产物中的NH3
(2)原料气H2可通过反应CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)获取,已知该反应中,当初始混合气中的$\frac{n({H}_{2}O)}{n(C{H}_{4})}$恒定时,温度、压强对平衡混合气中CH4含量的影响如图所示:
①图中,两条曲线表示压强的关系是p1<p2(填“>”、“=”或“<”).
②该反应为吸热反应(填“吸热”或“放热”).
(3)原料气H2还可通过反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2 (g)获取.
①T℃时,向容积固定为5L的容器中充入1mol水蒸气和1mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08mol•L-1,则平衡时CO的转化率为60%该温度下反应的平衡常数K值为2.25.
②保持温度仍为T℃,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容积固定为5L的容器中进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的是cd(填字母序号).
a.容器内压强不随时间改变
b.混合气体的密度不随时间改变
c.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
d.混合气中n(CO):n(H2O):n(CO2):n(H2)=1:16:6:6.
(1)二甲醚的核磁共振H谱图中有1个吸收峰,官能团名称是醚键.
(2)二甲醚、空气、氢氧化钾溶液、多孔石墨电极可构成燃料电池.该电池中负极的电极反应式是:CH3OCH3+16OH--12e-═2CO32-+11H2O,则正极的电极反应式是6H2O+3O2+12e-=12OH-.
(3)已知反应2CH3OH(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为225.此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
浓度/(mol•L-1) | 0.44 | 0.60 | 0.60 |
②若开始只加入CH3OH,经10min后反应达到平衡,平衡时CH3OH转化率α (CH3OH) (计算结果用百分数表示,保留小数后一位).
A. | 用酒精萃取碘水中的碘 | |
B. | 蒸馏时,应使温度计水银球伸入蒸馏烧瓶内液面下 | |
C. | 分液时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出 | |
D. | 用洁净的铂丝蘸取少量溶液在酒精灯火焰上灼烧,火焰呈黄色,则溶液中一定不含有K+ |