题目内容

12．硼酸三甲酯可作溶剂、脱水剂和塑料、油漆、喷漆等的防火剂等．实验室合成硼酸三甲酯的反应、装置示意图及有关数据如下：
Na2B4O7•10H2O+2H2SO4+12CH3OH=2NaHSO4+4（CH3O）3B+17H2O
 硼酸三甲酯甲醇
相对分子量10432
溶解性与乙醚、甲醇混溶，能水解与水混溶
沸点/℃6864
备注硼酸三甲酯与甲醇能形成共沸混合物，沸点54℃
实验步骤：
  在圆底烧瓶中加入44.8g甲醇和19.1gNa2B4O7•10H2O（硼砂，式量382）然后缓慢地加入浓H2SO4并振荡；用电炉加热烧瓶中的液体；回流一段时间后，先接收51～55℃的馏分，再接收55～60℃的馏分；两次所得馏分合并，加入氯化钙进行盐析分层，上层为硼酸三甲酯，分离；精馏得高纯硼酸三甲酯19.2g．
回答下列问题：
（1）图中仪器8的名称是锥形瓶，直形冷凝管冷却水应从a（填字母）接口进入．
（2）装有P2O3的干燥管作用是防止空气中水蒸气进入导致硝酸三甲酯水解．
（3）采用较高的甲醇与硼砂的物质的量之比的目的是提高硼砂的转化率．
（4）两次馏分中含硼酸三甲酯含量较高的是第1（填“1”或“2”）次．
（5）盐析后分离出硼酸三甲酯所需的主要玻璃仪器是分液漏斗．
（6）精馏时应收集68℃的馏分．
（7）本次实验的产率是D．
   A.42.9%    B.46.6%    C.64.5%   D.92.3%

分析 （1）根据仪器的形状分析；冷凝水与蒸汽的流向相反时，冷凝效果好；
（2）由表格信息可知硼酸三甲酯易水解；
（3）增大一种反应物的用量可以提高另一种反应物的转化率；
（4）根据硼酸三甲酯、甲醇以及二者共沸混合物的沸点分析；
（5）分离互不相溶的液体用分液漏斗；
（6）根据硼酸三甲酯沸点分析；
（7）44.8g甲醇和19.1gNa2B4O7•10H2O（硼砂，式量382）反应，甲醇过量，按照硼砂的质量计算理论上生成的硼酸三甲酯的质量，再根据实际生成的硼酸三甲酯的质量求出产率．

解答 解：（1）根据仪器的形状分析可知仪器8为锥形瓶；冷凝水与蒸汽的流向相反时，冷凝效果好，则冷凝水从下口进入，从上口流程，即从a进入，
故答案为：锥形瓶；a；
（2）由表格信息可知硼酸三甲酯易水解，所以要防止空气中的水蒸气进入锥形瓶与硼酸三甲酯反应，则装有P2O3的干燥管作用防止空气中水蒸气进入导致硼酸三甲酯水解；
故答案为：防止空气中水蒸气进入导致硼酸三甲酯水解；
（3）增大一种反应物的用量可以提高另一种反应物的转化率，所以采用较高的甲醇与硼砂的物质的量之比，可以提高提高硼砂的转化率，
故答案为：提高硼砂的转化率；
（4）由表中数据可知，硼酸三甲酯的沸点为68℃，甲醇的沸点为64℃，硼酸三甲酯与甲醇形成的共沸混合物的沸点为54℃，所以加热首先挥发出来的是硼酸三甲酯与甲醇形成的共沸混合物，则51～55℃的馏分中硼酸三甲酯含量较高，故答案为：1；
（5）两次所得馏分合并，加入氯化钙进行盐析分层，上层为硼酸三甲酯，分离互不相溶的能分层的液体用分液漏斗，故答案为：分液漏斗；
（6）由表中数据可知，硼酸三甲酯的沸点为68℃，要获得纯净的硼酸三甲酯精馏温度应该为68℃，故答案为：68；
（7）44.8g甲醇和19.1gNa2B4O7•10H2O（硼砂，式量382）反应，甲醇过量，按照硼砂的质量计算，设理论上生成硼酸三甲酯为xg，
Na2B4O7•10H2O+2H2SO4+12CH3OH=2NaHSO4+4（CH3O）3B+17H2O
  382                                    4×104
  19.1g                                   xg
则x=$\frac{4×104×19.1g}{382}$=20.8g
所以硼酸三甲酯的产率=$\frac{19.2g}{20.8g}$×100%=92.3%，
故答案为：D．

点评 本题以硼酸三甲酯的制备为载体，考查学生对制备流程的理解、对实验操作的理解、化学式有关计算等，难度中等，综合性较强，涉及的知识点多，需要学生具备阅读分析能力和灵活运用知识的解决问题能力．

练习册系列答案
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18．下列物质中能使干燥的红色石蕊试纸变蓝色的是（　　）
A．氨气B．氨水C．液氨D．氯化铵
19．氨是最重要的化工产品之一．
（1）已知化学反应的能量变化如下
①CO2（g）=CO（g）+1/2O2（g）△H=+282KJ/mol
②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-846.3KJ/mol
③1/2O2（g）+H2（g）=H2O（g）△H=-241.8KJ/mol．
合成氨用的氢气可以用甲烷为原料制得，写出CH4（g）与H2O（g）反应生成CO（g）和H2（g）的热化学方程式为CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+161.1kJ•mol-1
（2）CO对合成氨的催化剂有毒害作用，常用乙酸二氨合铜（Ⅰ）溶液来吸收原料气中CO，其反应原理为：
[Cu（NH3）2CH3COO]（l）+CO（g）+NH3（g）?[Cu（NH3）3]CH3COO•CO（l）△H＜0．吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生，恢复其吸收CO的能力以供循环使用，再生的适宜条件是B．（填写选项编号）
A．高温、高压       B．高温、低压      C．低温、低压    D．低温、高压
（3）用氨气制取尿素[CO（NH2）2]的反应为：2NH3（g）+CO2（g）?CO（NH2）2（l）+H2O（g）△H＜0
某温度下，向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2，该反应进行到40s时达到平衡，此时CO2的转化率为50%．该温度下此反应平衡常数K的值为2500，ν（NH3）=5×10-4mol•L-1•S-1，判断该反应是否达到平衡的依据为ABC
A、压强不随时间改变；B、气体的密度不随时间改变 C、C（NH3）不随时间改变 D、ν正（NH3）=ν正（CO）
（4）NH3与NaClO反应可得到肼（N2H4），该化学方程式为2NH3+NaClO=NaCl+N2H4+H2O．
16．碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素，在工农业生产中有广泛的应用．
（1）用于发射“天宫一号”的长征二号火箭的燃料是液态偏二甲肼（CH3）2N-NH2，氧化剂是液态四氧化二氮．二者在反应过程中放出大量能量，同时生成无毒、无污染的气体．已知室温下，1g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ，请写出该反应的热化学方程式C2H8N2（l）+2N2O4（l）═2CO2（g）+3N2（g）+4H2O（l）△H=-2550 kJ/mol．
（2）298K时，在2L的密闭容器中，发生可逆反应2NO2（g）?N2O4（g）△H=-a kJ•mol-1 （a＞0）．N2O4的物质的量浓度随时间变化如图1．达平衡时，N2O4的浓度为NO2的2倍，回答下列问题．
①298k时，该反应的平衡常数为6.67L/mol．
②在温度为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示．下列说法正确的是d

a．A、C两点的反应速率：A＞C          
b．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
c．A、C两点气体的颜色：A深，C浅     
d．由状态B到状态A，可以用加热的方法
③若反应在398K进行，某时刻测得n（NO2）=0.6mol n（N2O4）=1.2mol，则此时V（正）＜V（逆）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（3）NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛．现向100mL 0.1mol•L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1mol•L-1NaOH溶液，得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图3所示．试分析图中a、b、c、d、e五个点，
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②其溶液中c（OH-）的数值最接近NH3•H2O的电离常数K数值的是d；
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7．实验室利用冰醋酸和正丁醇制备乙酸正丁酯，实验装置如图1所示，可能用到的有关数据如下表：

正丁醇冰醋酸乙酸正丁酯正丁醚
密度/（g/cm3）0.8101.0490.8820.7689
沸点/℃118.0118.1126.1142
合成反应：在干燥的a中加入9.32g正丁醇、7.2mL 冰醋酸和3～4滴浓硫酸，摇匀后，加几粒沸石，c中通水，开始缓慢加热，控制馏出物的温度不超过130℃．
分离提纯：①将仪器a中反应后的混合液与仪器e中的馏出物合并，转入分液漏斗中；②依次用水、少量的10%碳酸钠溶液和水洗涤，分离后再加干燥剂M，静置一段时间后，弃去M；③将最终得到的反应粗产物转入洗净的仪器a中，加入几粒沸石，进行蒸馏，得到乙酸正丁酯7.31g．
请回答下列问题：
（1）仪器a的名称是蒸馏烧瓶．
（2）在分液时应选如图2装置中的B（填序号），使用该仪器前应先检漏．
（3）写出制备乙酸正丁酯的化学方程式：CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH$?_{△}^{浓硫酸}$CH3COOCH2CH2CH2CH3+H2O．
（4）第一次水洗的目的是除去硫酸及部分乙酸．
（5）干燥剂M可以是B（填序号）
A．五氧化二磷       B．无水硫酸钠  C．碱石灰          D．氢氧化钠固体
（6）步骤③得到的粗产品蒸馏提纯时，图3所示装置中，温度计位置可能导致收集到的产品中混有高沸点杂质的装置为D（填序号）
（7）本实验所得到的乙酸正丁酯的产率是C（填序号）
A．30%       B．40%       C．50%       D．55%
17．医学界通过用放射性14C标记的C60，发现C60的羧酸衍生物在特定条件下可断裂DNA杀死细胞，抑制艾滋病．关于14C的下列说法中正确的是（　　）
A．14C原子与C60中普通碳原子的化学性质相同
B．14C原子与14N原子所含中子数相同
C．14C是C60的同素异形体
D．14CO与12CO、13CO是碳元素的三种同位素
4．根据要求回答下列有关问题：
（1）现有下列有机物：
a．C（CH3）4    b．CH3CH2CH2CH3 c．CH3CH2COOH    d．HCOOC2H5
①互为同分异构体的是c和d（填写有关序号，下同）；
②互为同系物的是a和b；
③核磁共振氢谱只有一个峰的是a，
按系统命名法该有机物的名称为2，2-二甲基丙烷
（2）乳酸的结构简式为：
①1mol乳酸最多可消耗NaOH的物质的量1mol．
②乳酸可以发生的反应有（填下列有关字母序号）acd．
a．酯化反应     b．加成反应   c．氧化反应    d．消去反应．
1．原子序数小于36的X、Y、Z、W四种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素之一，Y的基态原子最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z的基态原子2p轨道上有3个未成对电子，W的原子序数为29．
回答下列问题：
（1）上述元素能形成原子晶体单质的是C（填元素符号，下同），能形成金属晶体的是Cu．
（2）元素Y、Z组成的晶体具有空间网状结构，其化学式为C3N4，其硬度比晶体硅大（填“大”或“小”）．
（3）一种由元素W与Au组成的合金晶体具有立方最密堆积结构．其晶胞中W原子处于面心，Au原子处于顶点位置，则该合金中W原子与Au原子数目之比为3：1，该晶体中，原子之间的作用力是金属键．该晶体具有储氢功能，氢原子可进入到由W原子与Au原子构成的四面体空隙中．若将W原子与Au原子等同看待，该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2的结构相似（如图所示），该晶体储氢后的化学式为HxAuyCuz，x：y：z为H8AuCu3．
2．已知反应方程式：NH4NO3+Zn═ZnO+N2↑+2H2O，下列有关说法中正确的是（　　）
A．该反应中NH4NO3只作氧化剂
B．ZnO是还原产物
C．氧化产物只有N2
D．该反应每生成1mol N2转移5mol电子

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