题目内容
【题目】某同学在实验室以苯胺(密度：1.02g.mL—1）和浓硫酸为原料制备对氨基苯磺酸(
），反应原理以及反应装置(加热及夹持仪器已省略）如下：
+H2SO4（浓）
+H2O
已知：100mL水在20C时可溶解对氨基苯磺酸1.08g，在100C时可溶解6.67g 。实验步骤：
I.在100mL三颈烧瓶中加入10mL苯胺及几粒沸石，将三颈烧瓶放入冷水中冷却，小心地加入20mL浓硫酸；
II.将三颈烧瓶置于加热装置中缓慢加热至170~180℃，维持此温度2~2.5h；
III.将反应液冷却至约50℃后，倒入盛有100mL冷水的烧杯中，用玻璃棒不断搅拌，促使晶体析出，抽滤，用少量冷水洗涤，得到对氨基苯磺酸粗产品；
VI.将粗产品用沸水溶解，冷却结晶，抽滤，收集产品，晾干得到16.2g对氨基苯磺酸。
回答下列问题：
(1)装置中，x的名称为______________ ，其作用是__________________ 。
(2)步骤II中，“加热装置”是 ________ (填“油浴”或“水浴”)装置。
(3)步骤III中，需用少量冷水洗涤对氨基苯磺酸粗产品的原因是________________ 。
(4)步骤VI，冷却结晶过程中，若溶液颜色过深，可用__________(填一种吸附剂)脱色。
(5)本实验中对氨基苯磺酸的产率为__________(结果保留两位小数)。
【答案】球形冷凝管 冷凝回流 油浴 冷水中对氨基苯磺酸的溶解度小 活性炭 85.38%
【解析】
以苯胺和浓硫酸发生取代反应得到对氨基苯磺酸，实验中反应温度高，对氨基苯磺酸容易挥发散失，需要冷凝管起到冷凝回流的作用，冷却水应下进上出，反应温度为170~180℃，因为水浴加热的温度受水的沸点限制，故选择油浴加热，从而得到产品，产品经过洗涤干燥处理即可，再根据
可计算对氨基苯磺酸的产率。
(1)X为有冷凝回流作用的球形冷凝管，可减少对氨基苯磺酸的损失，故答案为：球形冷凝管；冷凝回流；
(2)由于反应温度为170~180℃，而水浴加热的温度受水的沸点(100℃)限制，故选择油浴加热，故答案为：油浴；
(3)根据已知条件：100mL水在20C时可溶解对氨基苯磺酸1.08g，在100C时可溶解6.67g，则对氨基苯磺酸在冷水中的溶解度小，可减少对氨基苯磺酸溶解损失，故答案为：冷水中对氨基苯磺酸的溶解度小；
(4)活性炭可用于吸附色素，因此，在冷却结晶过程中，若溶液颜色过深，可用活性炭进行脱色，故答案为：活性炭；
(5)根据
，可得苯胺的质量
，根据方程式可知，n(对氨基苯磺酸)=n(苯胺)，再根据
，可得对氨基苯磺酸的理论产量
，氨基苯磺酸的实际产量为16.2g，则
，故答案为：85.38%。
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【题目】2018年，美国退出了《巴黎协定》实行再工业化战略，而中国却加大了环保力度，生动诠释了我国负责任的大国形象。近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究，实现可持续发展。
(1)已知：I.CO2(g)+H2(g)
H2O(g)+CO(g) △H1=+41.1kJ/mol
II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2=－90.0kJ/mol
写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式:________。
(2)为提高CH3OH的产率，理论上应采用的条件是________(填选项字母）。
a.高温高压 b.低温低压 c.高温低压 d.低温高压
(3)250℃时，在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成 CH3OH(g)，不同投料比[n(H2)/n(CO2)]时某反应物X的平衡转化率变化曲线如图所示。反应物X是_______(填“CO2”或“H2”），判断依据是_______。
(4)250℃时，在体积为2.0 L的恒容密闭容器中加入6mol H2、2mol CO2和催化剂发生 CO2催化氢化合成甲醇的反应，10 min时反应达到平衡，测得c(CH3OH) = 0.75 mol L-1。
①前10 min内的平均反应速率H2=_______ mol L-1 min-1。
②该温度下，该反应的化学平衡常数K =_______。
③催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间，四组实验数据如下表所示：
实验编号 | 温度(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
A | 543 | Cu/ZnO纳米棒 | 12.3 | 42.3 |
B | 543 | Cu/ZnO纳米片 | 11.9 | 72.7 |
C | 553 | Cu/ZnO纳米棒 | 15.3 | 39.1 |
D | 553 | Cu/ZnO纳米片 | 12.0 | 70.6 |
根据上表所给数据，用CO2生产甲醇的最优选项为________（填字母）。
