题目内容

4．乙酰苯胺是常用的医药中间体，可由苯胺与乙酸制备．反应的化学方程式如下：

有关化合物的物理性质见下表：
化合物密度（g．cm-3）溶解性熔点（℃）沸点（℃）
乙酸1.05易溶于水、乙醇17118
苯胺1.02微溶于水，易溶于乙醇-6184
乙酰苯胺-微溶于冷水，可溶于热水，易溶于乙醇114304
合成：
方案甲：采用装置甲（分馏柱的作用类似于石油分馏中的分馏塔）．在圆底烧瓶中加入5，0mL 苯胺、7.4mL乙酸，加热至沸，控制温度计读数100～105℃，保持液体平缓流出，反应40min后停止加热．将圆底烧瓶中的液体趁热倒入盛有100mL水的烧杯，冷却后有乙酰苯胺固体析出，过滤得粗产物．
方案乙：采用装置乙，加热回流，反应40min后停止加热．其余与方案甲相同．
提纯：甲乙两方案均采用重结晶方法．操作如下：
①加热溶解→②活性炭脱色→③趁热过滤→④冷却结晶→⑤过滤→⑥洗涤→⑦干燥
请回答：
（1）仪器a的名称是冷凝管，b处水流方向是出水（填“进水”或“出水”）．
（2）合成步骤中，乙酰苯胺固体析出后，过滤分离出粗产物．留在滤液中的主要物质是乙酸．
（3）提纯过程中的第③步，过滤要趁热的理由是防止温度降低导致乙酰苯胺析出，降低产率．
（4）提纯过程第⑥步洗涤，下列洗涤剂中最合适的是A．
A．蒸馏水      B．乙醇       C．5%Na2CO3溶液       D．饱和NaCl溶液
（5）从投料量分析，为提高乙酰苯胺产率，甲乙两种方案均采取的措施是乙酸过量；实验结果表明方案甲的产率较高，原因是方案甲将反应过程中生成的水蒸出，促进反应．

分析 （1）根据装置图可知仪器名称，根据逆流冷却效果好判断；
（2）在圆底烧瓶中加入5.0mL 苯胺、7.4mL乙酸，苯胺、乙酸反应是按1：1反应，苯胺、乙酸的密度接近，所以乙酸过量，据此答题；
（3）提纯过程中的第③步，其目的是将活性炭除去，产品要留在溶液中，所以要趁热过滤，防止乙酰苯胺冷却而析出，造成产品损失；
（4）乙酰苯胺微溶于冷水，可溶于热水，易溶于乙醇，所以洗涤是既要除去可溶性杂质，又要防止产品溶解而造成产品损失，Na2CO3溶液、饱和NaCl溶液洗涤又会引入杂质；
（5）甲乙两种方案均采取乙酸过量，可以提高乙酰苯胺产率，而方案甲将反应过程中生成的水蒸出，促进反应，使得甲的产率较高；

解答 解：（1）根据装置图可知仪器a的名称是冷凝管，根据逆流冷却效果好可知b处水流方向是出水，
故答案为：冷凝管；出水；
（2）在圆底烧瓶中加入5.0mL 苯胺、7.4mL乙酸，苯胺、乙酸反应是按1：1反应，苯胺、乙酸的密度接近，乙酸过量，所以留在滤液中的主要物质是乙酸，
故答案为：乙酸；
（3）提纯过程中的第③步，其目的是将活性炭除去，产品要留在溶液中，所以要趁热过滤，防止乙酰苯胺冷却而析出，造成产品损失，
故答案为：防止温度降低导致乙酰苯胺析出，降低产率；
（4）乙酰苯胺微溶于冷水，可溶于热水，易溶于乙醇，所以洗涤是既要除去可溶性杂质，又要防止产品溶解而造成产品损失，Na2CO3溶液、饱和NaCl溶液洗涤又会引入杂质，所以用蒸馏水洗涤较合适，故选A；
（5）甲乙两种方案均采取乙酸过量，可以提高乙酰苯胺产率，而方案甲将反应过程中生成的水蒸出，促进反应，使得甲的产率较高，
故答案为：乙酸过量；方案甲将反应过程中生成的水蒸出，促进反应．

点评 本题考查有机物的合成实验、基本操作、实验条件的控制与分析评价等，是对学生综合能力的考查，需要学生具备扎实的基础，难度中等．

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14．将磷肥生产中形成的副产物石膏（CaSO4•2H2O）转化为硫酸钾肥料和氯化钙水合物储热材料，无论从经济效益、资源综合利用还是从环境保护角度看都具有重要意义．以下是石膏转化为硫酸钾和氯化钙的工艺流程示意图．

（1）本工艺中所用的原料除CaSO4•2H2O、KCl外，还需要CaCO3、（或CaO）、NH3、H2O等原料
（2）写出石膏悬浊液中加入碳酸铵溶液后发生反应的离子方程式：
CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-
（3）过滤Ⅰ操作所得固体中，除CaCO3外还含有CaSO4（填化学式）等物质，该固体可用作生产水泥的原料．
（4）过滤Ⅰ操作所得滤液是（NH4）2SO4溶液．检验滤液中含有CO32-的方法是：取少量溶液，滴加稀盐酸，若有气泡产生则还含有CO32-，
反之则不含有CO32-．
（5）已知不同温度下K2SO4在100g水中达到饱和时溶解的量如表：
温度（℃）02060
K2SO4溶解的量（g）7.411.118.2
60℃时K2SO4的饱和溶液591g冷却到0℃，可析出K2SO4晶体54g
（6）氯化钙结晶水合物（CaCl2•6H2O）是目前常用的无机储热材料，选择的依据是Ad
A、熔点较低（29℃熔化）      b、能导电        c、能制冷       d、无毒
（7）上述工艺流程中体现绿色化学理念的是：碳酸钙用于制水泥原料、硫酸钙和氯化钾转化为硫酸钾和氯化钙、氨在工艺中循环使用等
原子利用率高，没有有害物质排放到环境中．
15．利用如图装置测定中和热的实验步骤如下：
①用量筒量取50mL 0.25mol/L硫酸倒入小烧杯中，测出硫酸温度；
②用另一量筒量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液，并用另一温度计测出其温度；
③将NaOH溶液倒入小烧杯中，设法使之混合均匀，测出混合液最高温度．
回答下列问题：
（1）写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式（中和热数值为57.3kJ/mol）：$\frac{1}{2}$H2SO4（aq）+NaOH（aq）═$\frac{1}{2}$Na2SO4（aq）+H2O（l）△H=-57.3kJ•mol-1．
（2）倒入NaOH溶液的正确操作是C（从下列选出）．
A．沿玻璃棒缓慢倒入　B．分三次少量倒入    C．一次迅速倒入
（3）使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是D （从下列选出）．
A．用温度计小心搅拌        B．揭开硬纸片用玻璃棒搅拌
C．轻轻地振荡烧杯          D．用套在温度计上的环形玻璃棒轻轻地搅动
（4）实验数据如下表：
①请填写下表中的空白：
温度
 
实验次数　		起始温
度t1℃		终止温度t2/℃温度差平均值（t2-t1）/℃
H2SO4NaOH平均值
126.226.026.129.5 
227.027.427.232.3
325.925.925.929.2
426.426.226.329.8
②近似认为0.55mol/L NaOH溶液和0.25mol/L硫酸溶液的密度都是1g/cm3，中和后生成溶液的比热容c=4.18J/（g•℃）．则中和热△H=-56.8kJ•mol-1
（ 取小数点后一位）．
③上述实验数值结果与57.3kJ/mol有偏差，产生偏差的原因可能是（填字母）abcd．
a．实验装置保温、隔热效果差
b．量取NaOH溶液的体积时仰视读数
c．分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d．用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
（5）已知：P4（白磷，s）+5O2（g）═P4O10（s）△H=-2983.2kJ/mol
P（红磷，s）+$\frac{5}{4}$O2（g）═$\frac{1}{4}$P4O10（s）△H=-738.5kJ/mol
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式P4（白磷，s）=4P（红磷，s）△H=-29.2kJ/mol．
12．X、Y、Z、W、M、N 为原子序数依次增大的六种短周期元素，常温下，六种元素的常见单质中三种为气体，三种为固体．X与M，W与N分别同主族，在周期表中X是原子半径最小的元素，且X能与Y、Z、W分别形成电子数相等的三种分子，Z、W 的最外层电子数之和与M的核外电子总数相等．试回答下列问题：
（1）N元素在周期表中的位置为第三周期VIA族；Y的氢化物稳定性＜W的氢化物稳定性（填“＞”“＜”或“=”）
（2）X、Z 形成的含18电子的化合物的电子式为
（3）由X、Z、W、N四种元素组成的一种离子化合物A，已知A既能与盐酸反应，又能与氯水反应，写出A与足量盐酸反应的离子方程式HSO3-+H+=SO2↑+H2O或SO32-+2H+=SO2↑+H2O；
（4）X和W组成的化合物中，既含有极性共价键又含有非极性共价键的是H2O2（填化学式），此化合物可将碱性工业废水中的CN-氧化为碳酸盐和氨气，相应的离子方程式为：OH-+CN-+H2O2=CO32-+NH3↑．
19．下列离子方程式改写成化学方程式正确的是（　　）
A．Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓             CuCO3+2NaOH═Cu（OH）2↓+Na2CO3
B．CO32-+2H+=CO2↑+H2O            BaCO3+2HCl═BaCl2+CO2↑+H2O
C．Ca2++CO32-=CaCO3↓              Ca（NO3）2+Na2CO3═CaCO3↓+2NaNO3
D．H++OH-=H2O                      2KOH+H2SO4═K2SO4+2H2O
9．对下列物质分类全部正确的是（　　）
①食盐水    
②NaOH     
③盐酸  
④液态氧   
⑤蔗糖     
⑥KClO3．
A．纯净物②③⑥B．混合物①③④C．电解质②⑥D．非电解质④⑤
16．，工业上制二甲醚是在一定温度（230～280℃）、压强（2.0～10.0MPa）和催化剂作用进行的，反应器中发生了下列反应：
CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）；△H1=-90.7kJ•mol-1①
2CH3OH（g）?CH3OCH3（g）+H2O（g）；△H2=-23.5kJ•mol-1②
CO（g）+H2O?（g）CO2（g）+H2（g）；△H3=-41.2kJ•mol-1③
（1）反应器中的总反应可表示为3CO（g）+3H2（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g），该反应的△H=-246.1kJ/mol．在密闭容器中，开始投人3molCO和3molH2并在一定条件下达到平衡．该反应放出的热量为小于246.1kJ，简述理由：因为反应是可逆的，不能进行完全．
（2）二氧化碳使大气中含量最高的一种温室气体，控制和治理二氧化碳是解决温室效应的有效途径．目前，由二氧化碳合成二甲醚已取得了较大的进展，化学反应与能量关系如图所示．写出该反应的热化学方程式：CO2（g）+6H2（g）═CH3OCH3（g）+3H2O（g）△H=（b-a）kJ/mol．
13．已知PCl5是三角双锥几何构型，若Cl元素有两种稳定的同位素，则PCl5的不同分子种数（包括异构体）为（　　）
A．8B．10C．12D．14
5．二甲醚是一种重要的清洁燃料，可替代氟利昂作制冷剂，对臭氧层无破坏作用．工业上可利用水煤气合成二甲醚，总反应为：
3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g）△H=-246.4kJ/mol
（1）在一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，只改变一个条件能同时提高反应速率和CO的转化率的是cd（填字母代号）．
a．降低温度　b．加入催化剂　c．缩小容器体积　d．增加H2的浓度　e．增加CO的浓度
（2）该反应的化学平衡常数表达式K=$\frac{c（{CH}_{3}O{CH}_{3}）•c{（CO}_{2}）}{{c}^{3}（CO）{•c}^{3}{（H}_{2}）}$．温度升高平衡常数减小（填“变大”、“变小”、“不变”）
（3）在一体积可变的密闭容器中充入3mol H2、3mol CO、1mol CH3OCH3、1mol CO2，在一定温度和压强下发生反应：3H2（g）+3CO（g）?CH3OCH3（g）+CO2（g），经一定时间达到平衡，并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍．
问：①反应开始时正、逆反应速率的大小：v（正）＞v（逆）（填“＞”“＜”或“=”）
②平衡时n（CH3OCH3）=1.75mol，平衡时CO的转化率为75%．

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