题目内容
苯乙醚是一种无色油状液体,熔点-30 ℃,沸点 172 ℃,不溶于水,易溶于醇和醚,广泛用于有机合成中间体及制造医药、染料等。实验合成的原理为:
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主要实验步骤如下:
(Ⅰ)合成:在烧瓶中(装置如图)加入7.53 g苯酚、3.92 g NaOH和4 mL水,开动搅拌器,使固体全部溶解,加热反应器控制温度80~90 ℃之间,并用滴液漏斗慢慢滴加8.59 mL溴乙烷(沸点38.4 ℃),大约40 min滴加完毕,继续搅拌1 h,冷却至室温。
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(Ⅱ)分离与提纯。
①加入适量的水(10~15 mL)使固体完全溶解,将液体转入分液漏斗中,分出水相;
②水相用8 mL乙醚萃取一次,与有机相合并;
③有机相用等体积饱和食盐水洗两次,分出水相,再将水相用6 mL乙醚萃取一次,与有机相合并;
④有机相用无水氯化钙干燥;
⑤先用水浴蒸出乙醚,然后常压蒸馏,收集148 ℃稳定的馏分得苯乙醚;
⑥称量产品质量3.69 g。
回答下列问题:
(1)用图示的滴液漏斗代替普通漏斗滴液,其优点是_______________________。
(2)合成时,开动搅拌器的目的是_______________________________。
(3)控制温度80~90 ℃可采用的方法是________________,两次用乙醚萃取的目的是________________________________________________________。
(4)蒸馏时最后温度稳定在148 ℃左右,其原因是_________________
_______________________________________________________。
(5)本次产率为12.4%,产率偏低的原因可能有__________________________
______________________________________________。
(1)使三颈烧瓶内压强与漏斗中的压强相等,便于液体顺利滴下 (2)加快溶解速率 (3)80~90 ℃的水浴加热 将溶解在水相中的苯乙醚萃取到乙醚层中,减少损失 (4)可能混杂了水、苯酚、溴乙烷等杂质,降低了沸点
(5)①刚开始时滴液时控制的速率不当,溴乙烷呈气态,导致反应不完全;②分液时,油层在下层,水相在上层,难以分离,损失较多
【解析】 (1)这是一种恒压漏斗,有利于液体顺利滴出。(2)搅拌的目的是加快溶解或反应速率。(3)100 ℃以下均匀加热的方式是水浴加热;多次萃取的目的是减少损失。(4)杂质增多,沸点降低。(5)要从反应物损失、没充分反应、发生副反应及后续操作中出现的失误等进行分析并回答。
900 ℃时,向2.0 L恒容密闭容器中充入0.40 mol乙苯,发生反应:
ΔH=a kJ·mol-1。经一段时间后达到平衡。反应过程中测定的部分数据见下表:
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
n(乙苯)/mol | 0.40 | 0.30 | 0.24 | n2 | n3 |
n(苯乙烯)/mol | 0.00 | 0.10 | n1 | 0.20 | 0.20 |
下列说法正确的是( )。
A.反应在前20 min的平均速率为v(H2)=0.008 mol·L-1·min-1
B.保持其他条件不变,升高温度,平衡时,c(乙苯)=0.08 mol·L-1,则a<0
C.保持其他条件不变,向容器中充入不参与反应的水蒸气作为稀释剂,则乙苯的转化率为50.0%
D.相同温度下,起始时向容器中充入0.10 mol乙苯、0.10 mol苯乙烯和0.30 mol H2,达到平衡前v正>v逆