题目内容
【题目】某研究性学习小组的同学设计了如图装置制取溴苯和溴乙烷:
己知:乙醇在加热的条件下可与HBr反应得到溴乙烷(CH3CH2Br),二者某些物理性质如下表所示:
溶解性(本身均可作溶剂) | 沸点(℃) | 密度(g/mL) | |
乙醇 | 与水互溶,易溶于有机溶剂 | 78.5 | 0.8 |
溴乙烷 | 难溶于水,易溶于有机溶剂 | 38.4 | 1.4 |
请回答下列问题:
(1) B中发生反应生成目标产物的化学方程式为_________。
(2)根据实验目的,选择下列合适的实验步骤:①→___________(选填②③④等)。
①组装好装置,___________(填写实验操作名称);
②将A装置中的纯铁丝小心向下插入苯和液溴的混合液中;
③点燃B装置中的酒精灯,用小火缓缓对锥形瓶加热10分钟;
④向烧瓶中加入一定量苯和液溴,向锥形瓶中加入无水乙醇至稍高于进气导管口处,向U形管中加入蒸馏水封住管底,向水槽中加入冰水。
(3)简述实验中用纯铁丝代替铁粉的优点:_____。
(4)冰水的作用是_______。
(5)反应完毕后,U形管内的现象是______________;分离溴乙烷时所需的玻璃仪器有_____。
【答案】C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O ④②③ 检査其气密性 随时控制反应的进行,不反应时上拉铁丝,反应时放下铁丝 降温,冷凝溴乙烷 U形管底部产生无色的油状液体 分液漏斗、烧杯。
【解析】
装置A中生成溴苯和溴化氢,B中乙醇和溴化氢反应生成溴乙烷和水,C用来收集产品,据此解答。
(1)HBr和乙醇在加热条件下,发生取代反应生成目标产物溴乙烷和水, B中发生反应生成目标产物的化学方程式为C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O。故答案为:C2H5OH+HBrC2H5Br+H2O;
(2)利用苯和液溴反应制得溴苯,同时生成的溴化氢与乙醇发生取代反应得到溴乙烷,则应先连接装置并检查所密性,再添加药品,先加热A装置使苯和液溴先反应,再加热B装置制溴乙烷,即实验的操作步骤为:①④②③,故答案为:④②③;检查气密性;
(3)实验中用纯铁丝代替铁粉的优点:可随时控制反应的进行,不反应时上拉铁丝,反应时放下铁丝,而铁粉添加后就无法控制反应速率了,故答案为:随时控制反应的进行,不反应时上拉铁丝,反应时放下铁丝;
(4)冰水的作用是可降温,冷凝溴乙烷,防止其挥发,故答案为:降温,冷凝溴乙烷;
(5)反应完毕后,U形管内的现象是底部有油状液体;溴乙烷与蒸气水不相溶,混合物可利用分液操作进行分离,需要的玻璃仪器有分液漏斗和烧杯,故答案为:U形管底部产生无色的油状液体;分液漏斗、烧杯。
【题目】(10分)含碳物质的价值型转化,有利于“减碳”和可持续性发展,有着重要的研究价值。请回答下列问题:
(1)已知CO分子中化学键为C≡O。相关的化学键键能数据如下:
化学键 | H—O | C≡O | C=O | H—H |
E/(kJ·mol1) | 463 | 1075 | 803 | 436 |
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH=___________kJ·mol1。下列有利于提高CO平衡转化率的措施有_______________(填标号)。
a.增大压强 b.降低温度
c.提高原料气中H2O的比例 d.使用高效催化剂
(2)用惰性电极电解KHCO3溶液,可将空气中的CO2转化为甲酸根(HCOO),然后进一步可以制得重要有机化工原料甲酸。CO2发生反应的电极反应式为________________,若电解过程中转移1 mol电子,阳极生成气体的体积(标准状况)为_________L。
(3)乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为:(g)+CO2(g)(g)+CO(g)+H2O(g),其反应历程如下:
①由原料到状态Ⅰ____________能量(填“放出”或“吸收”)。
②一定温度下,向恒容密闭容器中充入2 mol乙苯和2 mol CO2,起始压强为p0,平衡时容器内气体总物质的量为5 mol,乙苯的转化率为_______,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=_______。[气体分压(p分)=气体总压(p总)×气体体积分数]
③乙苯平衡转化率与p(CO2)的关系如下图所示,请解释乙苯平衡转化率随着p(CO2)变化而变化的原因________________________________________________。