题目内容
【题目】—硝基甲苯是一种重要的工业原料,某化学学习小组设计如图所示装置制备一硝基甲苯(包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯)
实验步骤如下:
①配制浓硫酸和浓硝酸的混合物(混酸);
②在三颈烧瓶里装15 mL甲苯(密度为0.866 g·cm-3);
③装好其他药品,并组装好仪器;
④向三颈烧瓶中加入混酸,并不断搅拌;
⑤控制温度,大约反应10分钟至三颈烧瓶底有大量液体(淡黄色油状)出现;
⑥分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到一硝基甲苯共15 g.
根据上述实验,回答下列问题:
(1)本实验的关键是控制温度在30℃左右,如果温度过高,则会产生__________等副产品(填物质名称)
(2)简述配制混酸的方法:____________________.
(3)A仪器名称是__________,进水口是__________.
(4)写出甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式:___________________________.
(5)分离产品方案如下:
操作2的名称是___________.经测定,产品2的核磁共振氢谱中有5个峰,它的名称为___________.
(6)本实验中一硝基甲苯的产率为___________ (结果保留三位有效数字)
【答案】(1)二硝基甲苯、三硝基甲苯(只答三硝基甲苯也给分)(2分)
(2)取一定量浓硝酸于烧杯中,向烧杯里缓缓注入浓硫酸,并用玻璃棒不断搅拌(2分)
(3)(球形)冷凝管(1分)a(1分)
(4)(2分)
(5)蒸馏(1分)邻硝基甲苯(1分)
(6)77.5%(2分)
【解析】试题分析:(1)因为甲苯可以和浓硝酸反应生成一硝基甲苯或二硝基甲苯、三硝基甲苯,温度升高,会产生更多的二硝基甲苯或三硝基甲苯等杂质。(2)浓硫酸和浓硝酸的混合注意浓硫酸加入到浓硝酸中,具体过程为取一定量浓硝酸于烧杯中,向烧杯里缓缓注入浓硫酸,并用玻璃棒不断搅拌。(3)仪器A为(球形)冷凝管,从a进水。(4)甲苯和硝酸反应生成对硝基甲苯和水,方程式为:。(5)分离互溶的有机混合物只能利用沸点不同分离,采用蒸馏的方法。邻硝基甲苯的核磁共振氢谱有5个峰。 (6)甲苯的质量为15×0.866=13克,根据方程式分析理论产生的硝基甲苯的质量为137×13/92=19.4克,则产率为15/19.4=×77.5%。
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【题目】高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)
已知该反应在不同温度下的平衡常数如右表所示:
温度/℃ | 1 000 | 1 150 | 1 300 |
平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
请回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=____,ΔH____(填“>”“<”或“=”)0.
(2)在一个容积为10 L的密闭容器中,1 000 ℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0 mol,反应经过10 min后达到平衡.求该时间范围内反应的平均反应速率v(CO2)=____、CO的平衡转化率=____.
(3)欲提高(2)中CO的平衡转化率,可采取的措施是____.
A.减少Fe的量 B.增加Fe2O3的量 C.移出部分CO2
D.提高反应温度 E.减小容器的容积 F.加入合适的催化剂
(4)1000℃时,某时刻CO2和CO的物质的量浓度分别为0.2mol·L-1和0.1mol·L-1,则此时反应是否达到平衡_____(填“是”或“否”),V(正)_____V(逆)(填“>”“<”或“=”)