题目内容
13.乙酸环己酯具有香蕉及苹果气味,主要用于配制各种饮料、冰淇淋等,实验室制备乙酸环己酯的反应装置示意图和有关数据如图1:相对分子质量 | 密度/g•cm-3 | 沸点/℃ | 水中溶解性 | ||
| 乙酸 | 60 | 1.051 | 118.0 | 溶 | |
| 环己醇 | 100 | 0.982 | 160.8 | 微溶 | |
| 乙酸环己酯 | 142 | 0.969 | 173.5 | 难溶 |
将12.0g(0.2mol)乙酸、10.0g(0.1mol)环已醇和15mL 环已烷加入装有温度计、恒压滴液漏斗和球形冷凝管的四颈烧瓶中,在搅拌下,慢慢滴加15mL98% 浓硫酸,恒压滴液漏斗换成分水器装置,加热回流90min,将反应液依次加水、10%的NaHCO3溶液、水洗涤,然后加无水MgSO4,放置过夜,加热蒸馏,收集168~174℃的馏分,得到无色透明有香味的液体,得产品6.9g
(1)上述反应装置图2中存在的一处错误是冷凝水应从下口进上口出.
(2)实验中控制乙酸的物质的量是环已醇的2 倍,其目的是提高环已醇的转化率.
(3)使用分水器(图3)的目的是将生成的水及时从体系中分离出来,提高反应物的转化率.
(4)用10%的NaHCO3溶液目的是洗去硫酸和醋酸;第二次水洗 的目的是洗去碳酸氢钠;加入无水MgSO4的目的是干燥.
(5)本次实验产率为48.6%.
(6)若在进行蒸馏操作时,采用图3装置,会使实验的产率偏高 (填“偏高”“偏低”“无影响”),其原因是产品中会收集到未反应的环己醇.
分析 (1)根据装置中仪器的使用方法判断;
(2)酯化反应是可逆反应,增加一种反应物的物质的量可以提高另一种反应物的转化率;
(3)减少生成的物质的量可以提高反应物的转化率;
(4)反应液中有硫酸、醋酸等酸性物质,可以与碳酸氢钠反应,再用水除去碳酸氢钠;无水MgSO4的具有吸水性;
(5)根据产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%进行计算;
(6)环己醇的沸点比乙酸环己酯低,若采用如图3装置,产品中有未反应的环己醇.
解答 解:(1)冷凝管使用时,冷凝水应从下口进上口出,
故答案为:冷凝水应从下口进上口出;
(2)酯化反应是可逆反应,增加一种反应物的物质的量可以提高另一种反应物的转化率,所以增加乙酸的量可以提高环已醇的转化率,
故答案为:提高环已醇的转化率;
(3)在制乙酸环己酯的反应中,水是生成物,将生成的水及时从体系中分离出来,提高反应物的转化率,
故答案为:将生成的水及时从体系中分离出来,提高反应物的转化率;
(4)反应混合液中有硫酸、醋酸等酸性物质,可以与碳酸氢钠反应,所以可以用再用碳酸氢钠洗去硫酸和醋酸,再用水可以洗去碳酸氢钠,无水MgSO4的具有吸水性,所以用,无水MgSO4干燥产品,
故答案为:洗去硫酸和醋酸;洗去碳酸氢钠;干燥;
(5)0.2mol乙酸和0.1mol环己醇反应,理论上可以生成0.1mol乙酸环己酯,即14.2g,而实际产量是6.9g,所以本次实验的产率=$\frac{实际产量}{理论产量}$×100%=$\frac{6.9g}{14.2g}$×100%=48.6%,
故答案为:48.6%;
(6)环己醇的沸点比乙酸环己酯低,若采用如图3装置,产品中有未反应的环己醇,所以会使实验的产率偏高,
故答案为:偏高;产品中会收集到未反应的环己醇.
点评 考查了常见仪器的构造与安装、混合物的分离、提纯、物质的制取、药品的选择及使用、物质产率的计算等知识,题目难度中等,试题涉及的题量较大,知识点较多,充分培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力.
| A. | 28 g氮气含有的原子数为NA | |
| B. | 4g金属钙的物质的量为1mol | |
| C. | 1 mol O2分子的质量等于1 mol氧原子的质量 | |
| D. | 24 g O2分子和24 g O3分子所含的氧原子数目相等 |
已知:
①各离子开始沉淀和完全沉淀的pH值如下表:
| 离子 | Fe2+ | Fe3+ | Cr3+ | Zn2+ |
| 开始沉淀的pH值 | 5.9 | 2.3 | 3.9 | 5.7 |
| 完全沉淀的pH值 | 8.3 | 3.2 | 5.6 | 8.3 |
(1)请写出步骤①除铅的离子方程式:Pb2++SO42-=PbSO4↓.
(2)步骤②加入双氧水的离子反应方程式是2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O,调pH的范围是3.2~3.9.
(3)步骤③加入ZnO调pH的原理是(用离子方程式表示)Cr3++3H2O?Cr(OH)3+3H+、ZnO+2H+=Zn2++H2O;铬泥的主要成分是Cr(OH)3.
(4)步骤④的操作方法是蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤、干燥.
(5)由图可以看出在硫酸浸出Ca2+、Cr3+离子的过程中,Ca2+离子浸出率随温度的升高而减小,其原因是硫酸钙是微溶物且溶解度超过30℃以后,温度越高,溶解度越低,Cr3+离子浸出率受温度影响较小,可在常温下浸出,但在实验过程中为了降低溶液的黏度,改善浸出液的过滤性能,浸出液的温度维持在40-50℃,浸出流程中虽然没有加热设备,但仍能使浸出液保持在40-50℃的原因是浓硫酸稀释过程中会放出大量的热,浸出渣的主要成分是硫酸铅、硫酸钙.
(1)0~8min,v(CO)=0.0625mol•L-1•min-1.
(2)下列措施中,能够改变平衡时c(CO)/c(CO2)的比值的是AD(填序号).
A.温度B.铁粉的量(足量)C.压强D.CO的量
(3)已知:反应Fe(s)+CO2(g)?FeO(s)+CO(g)的平衡常数为K1;
反应Fe(s)+H2O(g)?FeO(s)+H2(g)的平衡常数为K2.不同温度时K1、K2的值如下表:
| 温度/K | K1 | K2 |
| 973 | 1.47 | 2.38 |
| 1173 | 2.15 | 1.67 |
①温度为973K时:K=0.62;
②温度为1173K时:K=1.29;
③反应CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)是吸热反应(填“吸热”或“放热”).
| 物质 | 甲醇 | 苯甲酸 | 苯甲酸甲酯 |
| 沸点/℃ | 64.7 | 249 | 199.6 |
在圆底烧瓶中加入12.2g苯甲酸(M=122g/mol)和20ml甲醇(密度约0.79g•mL-1 ),再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒碎瓷片,小心加热使反应完全,得苯甲酸甲酯粗产品.
(1)若反应产物水分子中有同位素18O,写出能表示反应前后18O位置的化学方程式C6H5CO18OH+CH3OH $\frac{\underline{\;浓硫酸\;}}{△}$C6H5COOCH3+H218O;浓硫酸的作用是:催化剂、吸水剂.
(2)甲、乙、丙三位同学分别设计了如图三套实验室合成苯甲酸甲酯的装置(夹持仪器和加热仪器均已略去).根据有机物的沸点,最好采用乙装置(填“甲”或“乙”或“丙”).
Ⅱ.粗产品的精制
(3)苯甲酸甲酯粗产品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现拟用下列流程进行精制,请根据流程图写出操作方法的名称.操作Ⅰ分液 操作Ⅱ蒸馏.
(4)能否用NaOH溶液代替饱和碳酸钠溶液?否(填“能”或“否”),并简述原因氢氧化钠是强碱,促进苯甲酸甲酯的水解,导致产品损失.
(5)通过计算,苯甲酸甲酯的产率是65% .
| T(℃) | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
| K | 0.6 | 0.9 | 1.0 | 1.7 | 2.6 |
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=$\frac{c(CO)c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})c({H}_{2})}$.
(2)该反应为吸热反应(选填“吸热”、“放热”).
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是cd(多选扣分).
a.容器中压强不变
b.c(CO2)=c(CO)
c.υ正(H2)=υ逆(H2O)
d.混合气体中c(CO)不变
(4)830K时,各物质浓度符合下式:c(CO2)•c(H2)=2c(CO)•c(H2O),此时该反应正反应方向进行(填“正反应方向进行”、“逆反应方向进行”或“处于平衡状态”).
| A. | 在N2+3H2?2NH3的平衡体系中,缩小体积,平衡向右移动,氨的产率增加 | |
| B. | 在CH3COOH?CH3COO-+H+的平衡体系中加入CH3COONa固体,平衡向左移动 | |
| C. | 在H2S?H++HS-的平衡体系升温到100℃时,溶液中的c(H+)一定增大 | |
| D. | 在盐酸中加入KCl晶体,溶液pH不变 |