7.实验室制备1,2-二溴乙烷的反应原理如下:
CH3CH2OH$→_{170℃}^{H_{2}SO_{4}(浓)}$CH2═CH2↑+H2O
CH2═CH2+Br2-→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚,用少量溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示:
有关数据列表如下:
回答下列问题:
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是d(填正确选项前的字母).
a.引发反应 b.加快反应速度c.防止乙醇挥发 d减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入c,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体(填正确选项前的字母).
a.水 b.浓硫酸c.氢氧化钠溶液 d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是溴的颜色完全褪去.
(4)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在下层(填“上”、“下”).
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用b洗涤除去.(填正确选项前的字母)
a.水 b.氢氧化钠溶液c.碘化钠溶液 d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用蒸馏的方法除去.
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是乙烯与溴反应时放热,冷却可避免溴的大量挥发;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使气路堵塞.
CH3CH2OH$→_{170℃}^{H_{2}SO_{4}(浓)}$CH2═CH2↑+H2O
CH2═CH2+Br2-→BrCH2CH2Br
可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚,用少量溴和足量的乙醇制备1,2-二溴乙烷的装置如图所示:
有关数据列表如下:
乙醇 | 1,2-二溴乙烷 | 乙醚 | |
状态 | 无色液体 | 无色液体 | 无色液体 |
密度/g•cm-3 | 0.79 | 2.2 | 0.71 |
沸点/℃ | 78.5 | 132 | 34.6 |
熔点/℃ | -130 | 9 | -116 |
(1)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要目的是d(填正确选项前的字母).
a.引发反应 b.加快反应速度c.防止乙醇挥发 d减少副产物乙醚生成
(2)在装置C中应加入c,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体(填正确选项前的字母).
a.水 b.浓硫酸c.氢氧化钠溶液 d.饱和碳酸氢钠溶液
(3)判断该制备反应已经结束的最简单方法是溴的颜色完全褪去.
(4)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在下层(填“上”、“下”).
(5)若产物中有少量未反应的Br2,最好用b洗涤除去.(填正确选项前的字母)
a.水 b.氢氧化钠溶液c.碘化钠溶液 d.乙醇
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用蒸馏的方法除去.
(7)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是乙烯与溴反应时放热,冷却可避免溴的大量挥发;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使气路堵塞.
4.CO2和CO可以回收利用制取二甲醚、尿素、甲醇等.
(1)常温常压下,二氧化碳加氢可选择性生成二甲醚或一氧化碳:
①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(l)+H2O(l)△H=-55.7kJ/mol
②2CH3OH(l)?CH3OCH3(g)+H2O (l)△H=-23.4kJ/mol
则CO2(g)加氢转化为CH3OCH3(g)和H2O (l)的热化学方程式是:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3 H2O(l)△H=-134.8kJ/mol.
(2)CO2合成尿素的反应为:CO2(g)+2NH3(g)?CO(NH2)2(l)+H2O (g)△H<0.该反应的平衡常数表达式为$\frac{c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×{c}^{2}(N{H}_{3})}$.
(3)实验室模拟用CO和H2反应来制甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0.在250℃下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,各物质的物质的量浓度(mol•L-1)变化如下表所示:(前6min没有改变条件)
①x=0.14.
②250℃时该反应的平衡常数K值为:$\frac{0.04}{0.06×0.1{2}^{2}}$mol-2.L2(不必化简).
③若6min~8min只改变了某一条件,所改变的条件是加入1mol氢气.
④第8min时,该反应是不是达到平衡状态不是.(填“是”或“不是”)
⑤该合成反应的温度一般控制在240~270℃,选择此温度的原因是:Ⅰ.此温度下的催化剂活性高;Ⅱ.温度低,反应速率慢,单位时间内的产量低,而正反应为放热反应,温度过高,转化率降低.
(1)常温常压下,二氧化碳加氢可选择性生成二甲醚或一氧化碳:
①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(l)+H2O(l)△H=-55.7kJ/mol
②2CH3OH(l)?CH3OCH3(g)+H2O (l)△H=-23.4kJ/mol
则CO2(g)加氢转化为CH3OCH3(g)和H2O (l)的热化学方程式是:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3 H2O(l)△H=-134.8kJ/mol.
(2)CO2合成尿素的反应为:CO2(g)+2NH3(g)?CO(NH2)2(l)+H2O (g)△H<0.该反应的平衡常数表达式为$\frac{c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×{c}^{2}(N{H}_{3})}$.
(3)实验室模拟用CO和H2反应来制甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0.在250℃下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,各物质的物质的量浓度(mol•L-1)变化如下表所示:(前6min没有改变条件)
2min | 4min | 6min | 8min | … | |
CO | 0.07 | 0.06 | 0.06 | 0.05 | … |
H2 | x | 0.12 | 0.12 | 0.2 | … |
CH3OH | 0.03 | 0.04 | 0.04 | 0.05 | … |
②250℃时该反应的平衡常数K值为:$\frac{0.04}{0.06×0.1{2}^{2}}$mol-2.L2(不必化简).
③若6min~8min只改变了某一条件,所改变的条件是加入1mol氢气.
④第8min时,该反应是不是达到平衡状态不是.(填“是”或“不是”)
⑤该合成反应的温度一般控制在240~270℃,选择此温度的原因是:Ⅰ.此温度下的催化剂活性高;Ⅱ.温度低,反应速率慢,单位时间内的产量低,而正反应为放热反应,温度过高,转化率降低.
3.我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法.
I.已知反应 $\frac{1}{3}$Fe2O3(s)+CO(g)?$\frac{2}{3}$Fe(s)+CO2(g)△H=-23.5kJ•mol-1,该反应在
1000℃的平衡常数等于4.在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡.
(1)CO的平衡转化率=60%
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是d
a.提高反应温度 b.增大反应体系的压强 c.选取合适的催化剂
d.及时吸收或移出部分CO2e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅱ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).请根据图示回答下列问题:
(3)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=0.15mol/(L•min)
(4)已知氢气的燃烧热286KJ/mol,请写出甲醇气体不充分燃烧的热化学方程式CH3OH(g)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g)△H=-481kJ/mol.
(5)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
则下列关系正确的是ADE
A.c1=c2B.2Q1=Q3C.2α1=α3D.α1+α2=1
E.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量.
I.已知反应 $\frac{1}{3}$Fe2O3(s)+CO(g)?$\frac{2}{3}$Fe(s)+CO2(g)△H=-23.5kJ•mol-1,该反应在
1000℃的平衡常数等于4.在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡.
(1)CO的平衡转化率=60%
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是d
a.提高反应温度 b.增大反应体系的压强 c.选取合适的催化剂
d.及时吸收或移出部分CO2e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅱ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).请根据图示回答下列问题:
(3)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=0.15mol/(L•min)
(4)已知氢气的燃烧热286KJ/mol,请写出甲醇气体不充分燃烧的热化学方程式CH3OH(g)+O2(g)=2H2O(l)+CO(g)△H=-481kJ/mol.
(5)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
容器 | 反应物投入的量 | 反应物的 转化率 | CH3OH的浓度 | 能量变化 (Q1、Q2、Q3均大于0) |
甲 | 1mol CO和2mol H2 | α1 | c1 | 放出Q1kJ热量 |
乙 | 1mol CH3OH | α2 | c2 | 吸收Q2kJ热量 |
丙 | 2mol CO和4mol H2 | α3 | c3 | 放出Q3kJ热量 |
A.c1=c2B.2Q1=Q3C.2α1=α3D.α1+α2=1
E.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量.
2.甲醇是重要的化工原料,在日常生活中有着广泛的应用.
工业上一般采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1
下表所列数据是以上反应在不同温度下的化学平衡常数的数值:
(1)Ⅰ、在一密闭容器中发生反应并达到平衡后,保持其他条件不变,对容器升温,此反应的化学反应平衡应逆向移动(填“正向”、“逆向”、“不”)
Ⅱ、某温度下,将1mol CO和4mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(CO)=0.1mol/L,则CO的转化率为80%,此时的温度>250℃(填“>”、“<”、“=”)
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H1=-Q1kJ/mol
②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-Q2 kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H3=-Q3 kJ/mol
请写出甲醇发生不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学反应方程式:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H=-(0.5Q1-0.5Q2-2Q3)kJ/mol
(3)某同学依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的电池装置,工作一段时间后,测得溶液的pH将降低(填“升高”、“降低”、“不变”),该燃料电池负极反应的离子方程式为:CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O.
0 172224 172232 172238 172242 172248 172250 172254 172260 172262 172268 172274 172278 172280 172284 172290 172292 172298 172302 172304 172308 172310 172314 172316 172318 172319 172320 172322 172323 172324 172326 172328 172332 172334 172338 172340 172344 172350 172352 172358 172362 172364 172368 172374 172380 172382 172388 172392 172394 172400 172404 172410 172418 203614
工业上一般采用下列反应合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1
下表所列数据是以上反应在不同温度下的化学平衡常数的数值:
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
Ⅱ、某温度下,将1mol CO和4mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应达到平衡后,测得c(CO)=0.1mol/L,则CO的转化率为80%,此时的温度>250℃(填“>”、“<”、“=”)
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H1=-Q1kJ/mol
②2CO (g)+O2(g)=2CO2(g)△H2=-Q2 kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l)△H3=-Q3 kJ/mol
请写出甲醇发生不完全燃烧生成一氧化碳和气态水的热化学反应方程式:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(g)△H=-(0.5Q1-0.5Q2-2Q3)kJ/mol
(3)某同学依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的电池装置,工作一段时间后,测得溶液的pH将降低(填“升高”、“降低”、“不变”),该燃料电池负极反应的离子方程式为:CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O.