题目内容
【题目】B. [实验化学]
次硫酸氢钠甲醛(NaHSO2·HCHO·2H2O)在印染、医药以及原子能工业中应用广泛。以Na2SO3、SO2、HCHO 和锌粉为原料制备次硫酸氢钠甲醛的实验步骤如下:
步骤1:在烧瓶中(装置如图 所示) 加入一定量Na2SO3和水,搅拌溶解,缓慢通入SO2,至溶液pH 约为4,制得NaHSO3溶液。步骤2:将装置A 中导气管换成橡皮塞。向烧瓶中加入稍过量的锌粉和一定量甲醛溶液,在80 ~ 90益下,反应约3h,冷却至室温,抽滤。步骤3:将滤液真空蒸发浓缩,冷却结晶。
(1)装置B 的烧杯中应加入的溶液是 。
(2)①步骤2 中,反应生成的Zn(OH)2会覆盖在锌粉表面阻止反应进行,防止该现象发生的措施是
。②冷凝管中回流的主要物质除H2O 外还有 (填化学式)。
(3)①抽滤装置所包含的仪器除减压系统外还有 、 (填仪器名称)。②滤渣的主要成分有 、 (填化学式)。
(4)次硫酸氢钠甲醛具有强还原性,且在120益以上发生分解。步骤3 中不在敞口容器中蒸发浓缩的原因是 。
【答案】
【解析】
(1)装置B用来吸收剩余的SO2尾气,应该用NaOH溶液吸收。(2)①防止Zn(OH)2附着在锌粉的表面可用快速搅拌的方法。②反应物中的甲醛沸点较低,具有挥发性,会在冷凝管中冷却。(3)抽滤装置还包含布氏漏斗和吸滤瓶。滤渣中含有生成的Zn(OH)2以及部分未反应的锌。(4)由题意知,次硫酸氢钠甲醛具有强还原性,真空蒸发的目的是防止其被空气中的氧气氧化。
【题目】甲醇是一种新型的汽车动力燃料。请回答下列问题:
(1)工业上可通过CO和H2化合来制备CH3OH(g)。已知某些化学键的键能数据如下表:
化学键 | C-C | C-H | H-H | C-O | H-O | |
键能/kJmol-1 | 348 | 413 | 436 | 358 | 1072 | 463 |
已知:CO中的C与O之间形成的化学键为键。工业制备甲醇的热化学方程式__________________;
(2)在容积固定为2L的密闭容器内充入1molCO和2molH2,加入合适的催化剂(体积可以忽略不计)后,在250℃下开始反应,并用压力计检测容器内压强的变化如下:
反应时间/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
压强/MPa | 10.8 | 9.6 | 8.4 | 7.8 | 7.2 | 7.2 |
则从反应开始到20min时,以CO表示的平均反应速率为___________,该温度下平衡常数K= ______;若升高温度,则CO的转化率_______(填“增大”“减小”或“不变”);
(3)在三个容积均为1 L的恒容密闭容器中只发生反应:2CH3OH(g) C2H4(g)+2H2O(g),依据表中的相关数据可确定该反应的ΔH______0(填“>”“<”或“=”,下同);容器C达到平衡时,容器中总压强p(C)/p(A)_______2;容器A达到平衡时,向容器中再充入CH3OH(g)、C2H4(g)、H2O(g)各0.1 mol,此时,υ(正)_______υ(逆)。
容器 | 温度/℃ | 起始加入量/mol | 平衡时乙烯/mol | ||
CH3OH(g) | C2H4(g) | H2O(g) | |||
A | 310 | 0.2 | 0 | 0 | 0.05 |
B | 327 | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.047 |
C | 310 | 0.2 | 0.1 | 0.2 | / |