题目内容

醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应原理(图1)和实验装置如图2所示:

可能用到的有关数据如下:
相对分
子质量
密度
(g?cm-3
沸点
溶解性
环己醇 100 0.9618 161 微溶于水
环己烯 82 0.8102 83 难溶于水
【合成反应】:
在烧杯中加入20g环己醇,再沿杯壁慢慢加入1mL浓硫酸边加边搅拌、冷却后转移入a中,最后加入少量碎瓷片.b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃.
【分离提纯】:
反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5% 的碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙,最终得到环己烯8.2g.
(1)装置b的名称是
 
,加入碎瓷片的作用是
 

(2)本实验中最容易产生的有机副产物的结构简式为
 

(3)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是
 
,最终得到环己烯所用的分离方法是
 

(4)本实验所得到的环己烯产率(实际产量与理论产量的比值)是
 
考点:制备实验方案的设计
专题:实验设计题
分析:(1)该仪器名称是冷凝管;碎瓷片能防止液体暴沸;
(2)加热过程中,环己醇除可发生消去反应生成环己烯外,还可以发生取代反应;
(3)无水氯化钙具有吸水性;分离互溶的液体采用蒸馏的方法分离;
(4)环己烯的物质的量=
20g
100g/mol
=0.2mol,理论上可以得到0.2mol环己烯,其质量=0.1mol×82g/mol=16.4g,据此计算其产率.
解答: 解:(1)该仪器名称是冷凝管;液体在加热过程中易产生暴沸现象,易造成安全事故,碎瓷片能防止液体暴沸,从而减少安全隐患,故答案为:冷凝管;防暴沸;
(2)热过程中,环己醇除可发生消去反应生成环己烯外,还可以发生取代反应,分子间发生脱水反应生成二环己醚,其结构简式为
故答案为:
(3)无水氯化钙具有吸水性,能吸收产品中的水分而作干燥剂;分离互溶的液体采用蒸馏的方法分离,环己醇和环己烯能互溶且沸点相差较大,可以根据其沸点不同采用蒸馏的方法分离,故答案为:吸收水分;蒸馏;
(4)环己烯的物质的量=
20g
100g/mol
=0.2mol,理论上可以得到0.2mol环己烯,其质量=0.1mol×82g/mol=16.4g,其产率=
8.2g
16.4g
×100%
=50%,故答案为:50%.
点评:本题考查了制备实验方案设计,明确反应原理是解本题关键,根据物质的性质、实验基本操作规范、物质分离和提纯方法的选取等知识点来分析解答,题目难度中等.
练习册系列答案
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(一) 尿素又称碳酰胺,是含氮量最高的氮肥,工业上利用二氧化碳和氨气在一定条件下合成尿素.其反应分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g)?H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l)△H1=-330.0kJ?mol-1
第二步:H2NCOONH4(l)?H2O(l)+H2NCONH2(l)△H2=+226.3kJ?mol-1
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5m3密闭容器中投入4mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图1所示:

①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第
 
步反应决定.
②反应进行到10min时测得CO2的物质的量如图1所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)=
 
mol/(L?min).
③当反应在一定条件下达到平衡,若在恒温、恒容下再充入一定量气体He,则CO(NH22(l)的质量
 
(填“增加”、“减小”或“不变”).
(二)氨是制备尿素的原料,NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用.
氨气溶于水得到氨水,在25℃下,将a mol/L的氨水与b mol/L的硫酸以3:2体积比混合反应后溶液呈中性.用含a和b的代数式表示出氨水的电离平衡常数为
 

(三)氢气是合成氨的原料.“氢能”将是未来最理想的新能源.
(1)在25℃,101KPa条件下,1g氢气完全燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则表示氢气燃烧热的热化学方程式为
 

(2)氢气通常用生产水煤气的方法制得.其中C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g),在850℃时平衡常数K=1.若向1升的恒定密闭真空容器中同时加入x mol C和6.0mol H2O.
①当加热到850℃反应达到平衡的标志有
 

A.容器内的压强不变        B.消耗水蒸气的物质的量与生成CO的物质的量相等
C.混合气的密度不变        D.单位时间有n个H-O键断裂的同时有n个H-H键断裂
②x应满足的条件是
 

(四)CO2是合成尿素的原料,但水泥厂生产时却排放出大量的CO2.华盛顿大学的研究人员研究出一种方法,可实现水泥生产时CO2零排放,其基本原理如图2所示:
(1)上述生产过程的能量转化方式是
 

(2)上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2,电解质为熔融碳酸钠,则阳极的电极反应式为
 
,阴极的电极反应式为
 

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