【题目】肉桂酸()主要用于香精香料、食品添加剂、有机合成等方面,它的合成原理为+CH3COOH
主要试剂及其物理性质:
名称 | 相对分 子质量 | 性状 | 密度/ (g·cm-3) | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解度/(g/100 mL溶剂) | ||
水 | 醇 | 醚 | ||||||
苯甲醛 | 106 | 无色 液体 | 1.044 | -26 | 178~179 | 微溶 | 溶 | 溶 |
乙酸酐 | 102 | 无色 液体 | 1.082 | -73 | 138~140 | 反应 | 溶 | 难溶 |
肉桂酸 | 148 | 白色 粉末 | 1.248 | 133~134 | 300 | 微溶 | 溶 | 溶 |
试剂用量:
试剂名称 | 苯甲醛 | 乙酸酐 | 无水碳酸钾 | 10%氢氧化钠 | 浓盐酸 | 活性炭 |
试剂用量 | 3.0 mL | 5.5 mL | 4~5 g | 40 mL | 25 mL | 1.0 g |
实验仪器如下:
请回答下列问题:
(1)实验准备阶段:在组装实验仪器前要确保反应回流装置彻底干燥,其原因是:_______。
(2)将3.0 mL苯甲醛、5.5 mL乙酸酐和4.00 g无水碳酸钾依次加人250 mL三颈烧瓶中摇匀,烧瓶底部有白色颗粒状固体生成,上部液体无色透明,反应剧烈,有白烟冒出。搭建好回流装置后,开始加热回流。加热回流时控制反应呈微沸状态,加热温度不能太高的原因:_____。
(3)实验结束后,向三颈烧瓶中加人40 mL 10%的氢氧化钠溶液和20 mL的水,可观察到母液体系分为油相和水相。将装置改为水蒸气蒸馏装置,开始加热蒸馏,使油相中的苯甲醛随水蒸气离开母液,开始收集。加人NaOH的作用是:__________。B装置中的长玻璃导管的作用是:_______。水蒸气蒸馏装置中需要加热的仪器有____(填装置序号)。
(4)对蒸气发生器进行加热,待蒸气稳定后再通人烧瓶中的液面下,开始蒸气蒸馏,待检测馏出物中无油滴后停止蒸馏。加人1.0 g活性炭脱色,热过滤。活性炭脱色的原理是______。
(5)加入25 mL的浓盐酸,冰水浴,烧杯中有白色颗粒出现。抽滤(用冰水洗涤),烘箱干燥,称量。称重得m=0.35 g。则该反应的产率约为_____(结果精确至0.1% )。
【题目】CO、H2是煤的气化产物,在生产生活中用途广泛。
(1)CO还原法处理大气污染物SO2
①2CO(g) + SO2(g) S(s)+2CO2(g) H = -270 kJ·mol-1,该反应的平衡常数表达式为__。
②在绝热恒容的密闭容器中进行上述反应,下列说法正确的是_____。
a 若混合气体密度保持不变,则已达平衡状态
b 达平衡后若再充人一定量CO2,平衡常数保持不变
c 分离出部分S,正、逆反应速率均保持不变,平衡不移动
d 从反应开始到平衡,容器内气体的压强保持不变
③向2 L恒温恒容密闭容器中通人2 mol CO、1 mol SO2,分别进行a、b、c三组实验。在不同催化剂件下发生反应:2CO(g) + SO2(g) S(s)+2CO2(g) H = -270 kJ·mol-1,反应体系总压随时间的变化如下表所示,则三组实验温度的大小关系是_____(用a、b、c表示),实验a从反应开始至45s达到平衡,则该过程反应速率v(SO2)__________(结果保留2位有效数字)。
0s | 40s | 45s | 60s | |
a | 175 | 142 | 140 | 140 |
b | 160 | 120 | 120 | 120 |
c | 160 | 130 | 125 | 120 |
(2)利用CO、H2可制备天然气,主要反应为:
CO(g) + 3H2(g) CH4(g) + H2O(g) H1=-206.2 kJ·mol-1;
CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g) H2 = -41.0 kJ·mol-1;
H2O(l) ═H2O(g) H3 =+44 kJ·mol-1 。
回答下列问题:
①反应CO2(g) + 4H2(g) CH4(g) + 2H2O(l) 的H4 = ________ kJ·mol-1。某温度下,分别在起始容积相同的恒压容器A、恒容容器B中加人1molCO2和4molH2的混合气体,两容器反应达到平衡后放出或吸收的热量较多的是__( 填“A”或“B")。
②在恒压管道反应器中按n(H2):n(CO) = 3:1通入原料气,在催化剂作用下制备合成天然气,400 ℃ p总为100 kPa时反应体系平衡组成如下表所示:
组分 | CH4 | H2O | H2 | CO2 | CO |
体积分数/% | 45.0 | 42.5 | 10.0 | 1.50 | 1.00 |
则该条件下CO的总转化率α=____。
③制备合成天然气采用在原料气中通入水蒸气来缓解催化剂积碳。
积碳反应为:反应I :CH4(g) C(s) + 2H2(g) H = +75 kJ·mol-1;
反应Ⅱ:2CO(g) C(s) + CO2(g) H = -172 kJ·mol-1,
平衡体系中水蒸气浓度对积碳量的影响如图所示,下列说法正确的是__。
A 曲线1在700 ~ 800℃积碳量减小的原因可能是反应Ⅱ逆向移动
B 曲线1在550 ~700℃积碳量增大的原因可能是反应I、Ⅱ的速率增大
C 曲线2、3在550 ~800℃积碳量较低的原因是水蒸气稀释作用使积碳反应速率减小
D 水蒸气能吸收反应放出的热量,降低体系温度至550℃以下,有利于减少积碳