题目内容

13.(1)实验室制取乙炔的化学方程式为CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑;实验产生的气体中有一种有很难闻的气味,常用某蓝色溶液除去该气体,产生黑色沉淀,写出该过程的离子反应方程式:Cu2++H2S═CuS↓+2H+
(2)已知炔烃具有一定的酸性,可以与活泼金属,如钠或氨基钠反应,生成炔负离子.
CHCH+NaNH2-→CHCNa+NH3 炔负离子可以与卤代烃发生如下反应:R′C≡CNa+R-X→R′C≡CR+NaX(R为烃基,X为卤原子)根据所提供的信息,以乙炔为原料(无机试剂任选),设计最简单的方案合成1,1,2,2,3,4-六氯丁烷(用化学方程式表示,反应条件可不写)HCCH+NaNH2→CHCNa+NH3、HCCH+HCl→H2CCHCl、HCCNa+H2CCHCl→CHCCHCH2+NaCl、CHCCHCH2+3Cl2→CHClClCClClCHClCH2Cl.

分析 (1)实验室用碳化钙和水反应制取乙炔,因为碳化钙中含有杂质而生成硫化氢等含有难闻的气体,硫化氢能和硫酸铜溶液反应生成黑色CuS沉淀;
(2)乙炔和氨基钠反应生成CHCNa,CHCNa和HCl发生加成反应生成H2CCHCl,H2CCHCl和CHCNa反应生成CHCCHCH2,CHCCHCH2和氯气发生加成反应生成CHClClCClClCHClCH2Cl,据此分析解答.

解答 解:(1)实验室用碳化钙和水反应制取乙炔,反应方程式为CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑;
因为碳化钙中含有杂质而生成硫化氢等含有难闻的气体,蓝色溶液中含有铜离子,硫化氢能和铜离子反应生成黑色CuS沉淀,离子反应方程式为Cu2++H2S═CuS↓+2H+
故答案为:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑;Cu2++H2S═CuS↓+2H+
(2)炔烃具有一定的酸性,可以与活泼金属,如钠或氨基钠反应,生成炔负离子,反应方程式为CHCH+NaNH2→CHCNa+NH3,炔负离子可以与卤代烃发生如下反应:R′C≡CNa+R-X→R′C≡CR+NaX,
乙炔和氨基钠反应生成CHCNa,CHCNa和HCl发生加成反应生成H2CCHCl,H2CCHCl和CHCNa反应生成CHCCHCH2,CHCCHCH2和氯气发生加成反应生成CHClClCClClCHClCH2Cl,从而将乙炔制取1,1,2,2,3,4-六氯丁烷,涉及的反应方程式分别为:HCCH+NaNH2→CHCNa+NH3、HCCH+HCl→H2CCHCl、HCCNa+H2CCHCl→CHCCHCH2+NaCl、CHCCHCH2+3Cl2→CHClClCClClCHClCH2Cl,
故答案为:HCCH+NaNH2→CHCNa+NH3、HCCH+HCl→H2CCHCl、HCCNa+H2CCHCl→CHCCHCH2+NaCl、CHCCHCH2+3Cl2→CHClClCClClCHClCH2Cl.

点评 本题考查有机物合成,为高频考点,侧重考查学生获取信息、知识迁移能力,难点是有机合成路线设计,熟练掌握有机物结构和性质关系是解有机合成题的关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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1.正丁醚是惰性溶剂,可用作有机合成反应溶剂.某实验小组利用如下装置(夹持和加热装置均省略)合成正丁醚.发生的反应为:
2CH3CH2CH2CH2OH$\stackrel{H_{2}SO_{4}}{→}$CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O
反应物和产物的相关数据列表如下:
化合物
名称
密度(g/mL )熔  点(℃)沸  点(℃)水中溶解性
正丁醇0.810-89.8118.0微溶
正丁醚0.7689-95.3142不溶于水
备注:正丁醚微溶于饱和氯化钙溶液.
实验步骤:在一定容积的三口烧瓶中,加入10.9g(相当13.5mL)正丁醇、2.5mL浓硫酸和几粒沸石,摇匀后,一口装上温度计,温度计插入液面以下,另一口装上分水器,分水器的上端接球形冷凝管,先在分水器内放置1.7mL水,另一口用塞子塞紧.然后将三口瓶放在石棉网上小火加热至微沸,进行分水.反应中产生的水经球形冷凝管后,收集在分水器的下层,上层有机层积至分水器支管时,即可返回烧瓶.大约经1.5h后,三口瓶中反应液温度可达134一136℃,当下层水至分水器的支管口处停止反应.
将反应液冷却到室温后倒入盛有25mL水的分液漏斗中,经过分离、洗涤后再分离提纯可得正丁醚3.4g.回答下列问题:
(1)该实验时球形冷凝管的进水口为2(填1或2);
(2)在该实验中,三口烧瓶的容积最适合的是A(填入正确选项前的字母).
A.50mL      B.150mL     C.250mL     D.500mL
(3)本实验中容易产生烃类化合物的化学反应方程式为:HOCH2CHBrCH2CH3 $→_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH2=CHCH2CH3+H2O.
(4)反应液冷却到室温后倒入盛有25mL水的分液漏斗中,振荡静置,得到有机层的操作方法是将分液漏斗颈上的玻璃塞打开,再将分液漏斗下面活塞拧开,使下层液体慢慢沿烧杯壁留下,关闭分液漏斗,将上层有机物从分液漏斗上口倒出.
(5)有机层粗产物依次用12mL水、8mL5%氢氧化钠溶液、8mL水和8mL饱和氯化钙溶液洗涤.用氢氧化钠溶液溶液洗涤的目的是除去产品中的硫酸;用氯化钙溶液洗涤的目的是除去少量的氢氧化钠,且能减少产物的损失.
(6)洗涤完成后,通过以下操作分离、提纯产物,正确的操作顺序是cba(填字母).
a.蒸馏              b.过滤        c.加入无水CaCl2
(7)本实验所得到的正丁醚产率为35.34%.
18.碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是理想,更是一种值得期待的新的生活方式,请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质.
(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应化学方程式为:
3C+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO43+8H2O
请完成并配平上述化学方程式.其中氧化剂是K2Cr2O7,氧化产物是CO2
(2)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(Κ).
温 度250℃300℃350℃
Κ2.0410.2700.012
①由表中数据判断△H<0 (填“>”、“=”或“<”).
②某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应 10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则此时的温度为250℃.
③请在下列坐标中的画出②中求得温度下CO、H2和 CH30H的浓度随时间变化的曲线,并进行适当的标注.
(3)工业上也可以用CO2和H2反应制得甲醇.在2×105Pa、300℃的条件下,若有440g CO2与H2恰好完全反应生成甲醇和水,放出495kJ的热量,试写出该反应的热化学方程式CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5KJ•mol-1
(4)以CH3OH为燃料(以 KOH 溶液作电解质溶液)可制成CH3OH燃料电池,则充入CH3OH的电极为负极,充入O2电极的反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-
2.在苹果、香蕉等水果的果香中存在着乙酸正丁酯.某化学课外兴趣小组欲以乙酸和正丁醇为原料合成乙酸正丁酯.
乙酸正丁酯的制备
在干燥的50ml圆底烧瓶中,加入11.5ml(0.125mol)正丁醇和7,2ml(0.125mol)冰醋酸,再加入3~4滴浓硫酸,摇匀,投入1-2粒沸石,按图安装带分水器的回流反应装置.打开冷凝水,小火加热.在反应过程中,通过分水器下部的旋塞分出生成的水,注意保持分水器中水层液面原来的高度,使油层尽量回到圆底烧瓶中;反应达到终点后,停止加热.
产品的精制
将圆底烧瓶中的液体倒入分液漏斗中,用10mL10%Na2CO3洗涤后将有机层倒入锥形瓶中,再用无水硫酸镁干燥.将干燥后的乙酸正丁酯滤入50ml的蒸馏瓶中蒸馏,收集124~126℃的馏分,得11.34g产品.
回答问题
(1)写出制备乙酸正丁酯的化学方程式(用氧-18示踪原子说明断键情况)CH3COOH+H18O(CH23CH3 $\stackrel{加热}{?}$CH3CO18O(CH23CH3+H2O,
(2)冷水应该从冷凝管a(填a或b)管口通入.
(3)本实验提高产品产率的方法是使用分水器分离酯化反应生成的水,使平衡正向移动,提高反应产率,
(4)产品的精制过程中,用10mL10%Na2CO3洗涤的目的是除去乙酸及少量的正丁醇,洗涤完成后将有机层从分液漏斗的上(上、下口)置入锥形瓶中,
(5)该实验过程中,生成乙酸正丁酯的产率是78.4%,
(6)其可能的副产物为正丁醚、1-丁烯.

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