题目内容
【题目】实验室制备溴苯的反应装置如图所示,回答下列问题:
已知:
苯 | 溴 | 溴苯 | |
密度/g·cm-3 | 0.88 | 3.10 | 1.50 |
水中的溶解度 | 微溶 | 微溶 | 微溶 |
(1)实验装置c的作用为_______。
(2)写出实验室制备溴苯的反应方程式_______。
(3)本实验得到粗溴苯后,除去铁屑,再用如下操作精制:a蒸馏;b水洗;c用干燥剂干燥;d 10%NaOH溶液洗涤;e水洗,正确的操作顺序是________。
(4)本实验使用6mL无水苯、4.0mL液溴和少量铁屑,充分反应,经精制得到6.5mL的溴苯。则该实验中溴苯的产率是_______。
【答案】吸收HBr +Br2 +HBr bdeca或者edbca 91.7%
【解析】
苯和液溴在Fe或FeBr3作催化剂下发生取代反应,生成溴苯和HBr,从装置a中出来的气体中除含有HBr外,还含有苯、溴蒸气,利用b装置吸收溴蒸气和苯,c装置吸收HBr,防止污染环境。
(1)苯和液溴在Fe或FeBr3作催化剂下发生取代反应,生成溴苯和HBr,从装置a中出来的气体中除含有HBr外,还含有苯、溴蒸气,利用b装置吸收溴蒸气和苯,c装置吸收HBr,防止污染环境;
(2)制备溴苯的化学反应方程式为+Br2 +HBr;
(3)粗溴苯中混有液溴和FeBr3,提纯的步骤是水洗→10%NaOH溶液洗涤→水洗→干燥→蒸馏,即步骤为bdeca或者edbca;
(4)苯的质量为6mL×0.88g/cm3=5.28g,其物质的量为=0.068mol,液溴的质量为3.10g·cm-3×4.0mL=12.4g,其物质的量为=0.0775mol,苯不足,液溴过量,生成溴苯的质量为0.068mol×157g·mol-1=10.63g,实际上得到溴苯的质量为6.5mL×1.50g·mol-1=9.75g,溴苯的产率为×100%=91.7%。
【题目】一种通过铁基氧载体(Fe3O4/FeO)深度还原和再生来合成二甲醚(CH3OCH3) 的原理如图:
(1)二甲酸的合成反应:3CO(g)+3H2(g)=CH3OCH3(g)+CO2(g);△H1
①已知CO、CH3OCH3与H2的燃烧热(△H)分别为 a kJ/mol、b kJ/mol、c kJ/mol(a、b、c均小于0),则△H1 ____kJ/moL。
②该反应选用(CuO/ZnO/Al2O)复合催化剂,该催化剂能_____(填标号)。
A.提高反应速率 B.促进平衡正向移动 C.改变反应的焓变 D.降低反应的活化能
(2)CH4氧化器中发生的主反应:
i.CH4(g)+Fe3O4(s)=CO(g)+2H2(g)+3FeO(s)
ii.CH4(g)+4Fe3O4(s)=CO2(g)+2H2O(g)+12FeO(s)
850℃时,压强和部分气体体积分数、固相各组分质量分数的关系如图。
①随着压强的增大,反应i的平衡常数K值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②结合图像,分析H2O的体积分数变化的原因________(用化学方程式表示)。
(3)将一定量的FeO 和CO2置于CO2还原器(体积不变的密闭容器)中,发生的主反应:CO2(g)+3FeO(s)=Fe3O4(s)+CO(g)。保持其他条件不变,测得不同温度下最终反应体系中CO、CO2体积分数如下表。
温度t/℃ | 100 | 170 | 200 | 300 | 400 | 500 |
CO2体积分数 | 0.67 | 0.67 | 0.75 | 0.82 | 0.9 | 0.92 |
CO体积分数 | 0.33 | 0.33 | 0.25 | 0.18 | 0.1 | 0.08 |
①△H2______0(填“>”或“<”)。
②由上表可知,若在150℃时进行上述转化,理论转化率α(FeO)为100%。在上述反应体系中,一定可以说明该反应达到平衡状态的是______(填标号)。
A.CO2的物质的量不变
B.体系的压强不变
C.气体的平均摩尔质量不变
D.CO的生成速率和消耗速率相等且不等于零
③根据化学反应原理,分析CO2还原器温度设置在170℃的原因________。