【题目】正丁醚可作许多有机物的溶剂及萃取剂 ,常用于电子级清洗剂及用于有机合成 。实验室用正丁醇与浓H2SO4反应制取,实验装置如右图,加热与夹持装置略去。反应原理与有关数据:
反应原理: 2C4H9OH C4H9OC4H9+H2O
副反应:C4H9OHC2H5CH=CH2+H2O
物质 | 相对分子质量 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 溶解性 | ||
水 | 50%硫酸 | 其它 | ||||
正丁醇 | 74 | -89.8 | 117.7 | 微溶 | 易溶 | 二者互溶 |
正丁醚 | 130 | -98 | 142.4 | 不溶 | 微溶 |
实验步骤如下:
①在二口烧瓶中加入0.34mol正丁醇和4.5mL浓H2SO4,再加两小粒沸石,摇匀。
②加热搅拌,温度上升至100~ll0℃开始反应。随着反应的进行,反应中产生的水经冷凝后收集在水分离器的下层,上层有机物至水分离器支管时,即可返回烧瓶。加热至反应完成。
③将反应液冷却,依次用水、50%硫酸洗涤、水洗涤,再用无水氯化钙干燥,过滤,蒸馏,得正丁醚的质量为Wg。
请回答:
(1)制备正丁醚的反应类型是____________,仪器a的名称是_________。
(2)步骤①中药品的添加顺序是,先加______(填“正丁醇”或“浓H2SO4”),沸石的作用是___________________。
(3)步骤②中为减少副反应,加热温度应不超过_________℃为宜。使用水分离器不断分离出水的目的是________。如何判断反应已经完成?当_____时,表明反应完成,即可停止实验。
(4)步骤③中用50%硫酸洗涤的目的是为了除去______________。本实验中,正丁醚的产率为_____(列出含W的表达式即可)。
【题目】天然气水蒸汽重整法是工业上生产氢气的重要方法,反应在 400℃以上进行。l 00kPa 时,在反应容器中通入甲烷与为水蒸汽体积比为1 : 5的混合气体,发生下表反应。
反应方程式 | 焓变△H(kJ/mol) | 600℃时的平衡常数 |
①CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+3H2(g) | a | 0.6 |
②CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2 (g) | +165.0 | b |
③CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+H2 (g) | -41.2 | 2.2 |
请回答下列下列问题:
(1)上表中数据 a=__________; b= ___________ 。
(2)对于反应②,既能加快反应又能提高CH4转化率的措施是_____________。
A.升温 B.加催化剂 C.加压 D.吸收CO2
(3)下列情况能说明容器中各反应均达到平衡的是___________。
A.体系中H2O与CH4物质的量之比不再变化
B.体系中H2的体积分数保持不变
C.生成n 个CO2的同时消耗2n个H2O
D. v正(CO)= v逆(H2)
(4)工业重整制氢中,因副反应产生碳会影响催化效率,需要避免温度过高以减少积碳。该体系中产生碳的反应方程式为 _______________。
(5)平衡时升温,CO含量将_________(选填“增大”或“减小”)。
(6)一定温度下 ,平衡时测得体系中 CO2和H2的物质的量浓度分别是0.75mo l/L、4.80mol/L , 则此时体系中CO 物质的量浓度是_______ mol/L。
(7)改变上述平衡体系的温度,平衡时H2O与CH4物质的量之比[]值也会随着改变,在图中画出其变化趋势。________________