题目内容
![](http://thumb.zyjl.cn/pic3/upload/images/201303/16/492a096c.png)
请回答下列问题:
(1)在仪器组装完成后,装试剂前必须要进行的操作是
(2)若按甲装置进行实验,则通入试管A中的X是
B中发生反应的化学方程式为
Cu |
△ |
Cu |
△ |
(3)若按乙装置进行实验,则B管中应装入的物质是
Cu |
△ |
Cu |
△ |
(4)两套装置中都需要加热的仪器有
(Ⅱ)实验室用无水酒精和浓硫酸以1:3的体积比混合加热制乙烯气体,请填写下列空白:
(1)实验时要在圆底烧瓶中加入碎瓷片,其作用是
(2)升温经过140℃左右时,发生副反应,主要生成物的结构简式为
(3)实验后期制得的乙烯气体中常含有两种杂质气体,将此混合气体直接通入溴水中能否证明乙烯发生加成反应的性质?
(4)实验室制备乙烯的化学方程式
浓硫酸 |
△ |
浓硫酸 |
△ |
(2)依据催化剂铜的催化作用分析判断;
(3)依据催化氧化反应的实质分析;乙装置无空气后氧气通入,B装置中加入的应是氧化铜;
(4)依据醇氧化为醛的条件是铜做催化剂加热反应生成醛,发生的是催化氧化反应,催化剂铜加热生成氧化铜,和甲醇加热反应生成甲醛;
Ⅱ、(1)圆底烧瓶中加入碎瓷片防止暴沸,浓硫酸是反应的催化剂和吸水剂;
(2)乙醇在浓硫酸作用下加热到140℃会发生分子间脱水生成乙醚;
(3)乙醇和浓硫酸反应生成单质碳,碳和浓硫酸加热条件下反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,二氧化硫具有还原性;
(4)乙醇在浓硫酸加热170℃发生消去反应生成乙烯气体.
(2)按甲装置进行实验,B管处装铜粉,则通入A管的X气体为空气或氧气,目的是为了生成氧化铜催化氧化乙醇,反应的化学方程式为:
2CH3CH2OH+O2
Cu |
△ |
故答案为:空气或氧气;2CH3CH2OH+O2
Cu |
△ |
(3)按乙装置进行实验无空气或氧气通入,根据醇催化氧化的实质是被氧化铜氧化得到醛,所以B管中应装入氧化铜,加热条件下反应生成乙醛,反应的化学方程式为:CH3CH2OH+CuO
Cu |
△ |
故答案为:氧化铜;CH3OH+CuO
Cu |
△ |
(4)利用乙醇、铜或铜的化合物制备乙醛,A处用水浴加热是为了得到乙醇蒸气,醇通过固体铜或氧化铜加热反应生成乙醛,所以醛B处加热是反应所需的反应条件,水浴加热是为了更好滴控制温度和得到平稳的气流;
故答案为:AB;
Ⅱ、解:(1)圆底烧瓶中加入碎瓷片防止加热时液体暴沸,浓硫酸是反应的催化剂和吸水剂;
故答案为:暴沸,催化剂和吸水剂;
(2)乙醇在浓硫酸作用下加热到140℃会发生分子间脱水生成乙醚;结构简式为CH3CH2-O-CH2CH3,故答案为:CH3CH2-O-CH2CH3;
(3)乙醇和浓硫酸反应生成单质碳,碳和浓硫酸加热条件下反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,二氧化硫具有还原性和溴单质反应,使溴水褪色,不能检验出乙烯的生成;
故答案为:否;乙醇和浓硫酸反应生成单质碳,碳和浓硫酸加热条件下反应生成二氧化硫、二氧化碳和水,二氧化硫具有还原性和溴单质反应,使溴水褪色;
(4)乙醇在浓硫酸加热170℃发生消去反应生成乙烯气体,反应的化学方程式为CH3CH2OH
浓硫酸 |
△ |
浓硫酸 |
△ |
![](http://thumb.zyjl.cn/images/loading.gif)
CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g)
2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表:
物质 |
CH4 |
CO2 |
CO |
H2 |
体积分数 |
0.1 |
0.1 |
0.4 |
0.4 |
①此温度下该反应的平衡常数K= 。
②已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3 kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H=2.8 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)
的△H= 。
(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是 。
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是 。
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为 。
(3)以CO2为原料可以合成多种物质。
①聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料,它是由加聚而成。写出聚碳酸酯的结构简式: 。
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,CO2在铜电极上可转化为甲烷,该电极反应方程式为 。
CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
⑴250℃时,以镍合金为催化剂,向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol
CH4,发生如下反应:CO2 (g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。平衡体系中各组分体积分数如下表:
物质 |
CH4 |
CO2 |
CO |
H2 |
体积分数 |
0.1 |
0.1 |
0.4 |
0.4 |
①此温度下该反应的平衡常数K= 。
②已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-890.3 kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H=2.8 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g)
的△H= 。
⑵以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如右图所示。250~300℃时,温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是 。
②为了提高该反应中CH4的转化率,可以采取的措施是 。
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为 。
⑶以CO2为原料可以合成多种物质。
①聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料,它是由缩聚而成。写出聚碳酸酯的结构简式: 。
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,CO2在铜电极上可转化为甲烷,该电极反应方程式为 。
(15分)纳米级Cu2 O 粉末,由于量子尺寸效应,其具有特殊的光学、电学及光电化学性质,在太阳电池、传感器、超导体、制氢和电致变色、环境中处理有机污染物等方面有着潜在的应用。
Ⅰ.纳米氧化亚铜的制备
(1)四种制取Cu2O的方法如下:
①火法还原。用炭粉在高温条件下还原CuO;
②最新实验研究用肼(N2H4)还原新制Cu(OH)2可制备纳米级Cu2O,同时放出N2。
已知:N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)
△H=-a
kJ/mol
Cu(OH)2(s)CuO(s)+H2O(l) △H=b kJ/mol
4CuO(s)2Cu2O(s)+O2(g)
△H=c
kJ/mol
则该方法制备Cu2O的热化学方程式为 。
③工业中主要采用电解法:用铜和钛作电极,电解氯化钠和氢氧化钠的混合溶液,电解总方程式为:2Cu+H2OCu2O+H2↑,则阳极反应式为:
。
④还可采用Na2SO3还原CuSO4法:将Na2SO3 和CuSO4加入溶解槽中,制成一定浓度的溶液,通入蒸气加热,于100℃~104℃间反应即可制得。写出该反应的化学方程式: 。
Ⅱ.纳米氧化亚铜的应用
(2)用制得的Cu2O进行催化分解水的实验
①一定温度下,在2 L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入10. 0 mol水蒸气,发生反应:
2H2O(g) 2H2(g)+O2(g)
△H=+484 kJ·mol-1
T1温度下不同时段产生O2的量见下表:
时间/min |
20 |
40 |
60 |
80 |
n(O2)/mol |
1.0 |
1.6 |
2.0 |
2.0 |
前20 min的反应速率 v(H2O)= ;该该温度下,反应的平衡常数的表达式K= ;若T2温度下K=0.4,T1 T2(填>、<、=)
②右图表示在t1时刻达到平衡后,只改变一个条件又达到平衡的不同时段内,H2的浓度随时间变化的情况,则t1时平衡的移动方向为 ,t2时改变的条件可能为 ;若以K1、K2、K3分别表示t1时刻起改变条件的三个时间段内的平衡常数,t3时刻没有加入或减少体系中的任何物质,则K1、K2、K3的关系为 ;
③用以上四种方法制得的Cu2O在其它条件相同下分别对水催化分解,产生氢气的速率v随时间t变化如图所示。下列叙述正确的是 。
A.方法③、④制得的Cu2O催化效率相对较高
B.方法④制得的Cu2O作催化剂时,水的平衡转化率最高
C.催化效果与Cu2O颗粒的粗细、表面活性等有
D.Cu2O催化水分解时,需要适宜的温度