题目内容
9.某化学小组采用类似制乙酸乙酯的装置(如图1),以环己醇制备环己烯已知:
(1)制备粗品
将12.5mL环己醇加入试管A中,再加入l mL浓硫酸,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品.
①A中碎瓷片的作用是防暴沸,导管B除了导气外还具有的作用是冷凝.
②试管C置于冰水浴中的目的是防止环己烯挥发.
(2)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等.加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在上层
层(填“上”或“下”),分液后用c (填入编号)洗涤.
a.KMnO4溶液 b.稀H2SO4 c.Na2CO3溶液
②再将环己烯按图2装置蒸馏,冷却水从g(填“f”或“g”)口进入.
③收集产品时,控制的温度应在83℃左右,实验制得的环己烯精品质量低于理论产量,可能的原因是c
a.蒸馏时从70℃开始收集产品
b.环己醇实际用量多了
c.制备粗品时环己醇随产品一起蒸出
(3)以下区分环己烯精品和粗品的方法,合理的是bc.
a.用酸性高锰酸钾溶液 b.用金属钠 c.测定沸点 d.用FeCl3溶液
(4)若用环己烯经两步反应合成1,3-环己二烯 (
式
分析 本题根据醇的消去反应原理,利用环己醇制备环己烯的实验操作流程,涉及制备、分离提纯及实验的综合评价,制备过程中反应混合液加热时为了防暴沸要加入碎瓷片,产物收集里要冷凝使之液化,防挥发,粗产品分离时涉及到分液和蒸馏二种分离操作,另外还探究了产品纯度分析,
(1)①根据制乙烯实验的知识,发生装置A中碎瓷片的作用是防止暴沸,由于生成的环己烯的沸点为83℃,要得到液态环己烯,导管B除了导气外还具有冷凝作用,便于环己烯冷凝;
②冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度,使其液化;
(2)①环己烯不溶于氯化钠溶液,且密度比水小,分层后环己烯在上层,由于分液后环己烯粗品中还含有少量的酸和环己醇,提纯产物时用c(Na2CO3溶液)洗涤可除去酸;
②蒸馏时为了增加冷凝效果,冷却水从下口(g)进入;
③根据表中数据可知,馏分环己烯的沸点为83℃;
a、若提前收集,产品中混有杂质,实际产量高于理论产量;
b、制取的环己烯物质的量增大,实验制得的环己烯精品质量高于理论产量;
c、粗产品中混有环己醇,导致测定消耗的环己醇量增大,制得的环己烯精品质量低于理论产量;
(3)根据混合物没有固定的沸点,而纯净物有固定的沸点,据此可判断产品的纯度,还可以根据环己醇与环己烯的结构差异来鉴别;
(4)用环己烯经两步反应合成1,3-环己二烯,可结合烯烃的加成和卤代烃的消去反应原理来分析.
解答 解:(1)①根据制乙烯实验的知识,发生装置A中碎瓷片的作用是防止暴沸,由于生成的环己烯的沸点为83℃,要得到液态环己烯,导管B除了导气外还具有冷凝作用,便于环己烯冷凝.故答案为:防止暴沸;冷凝;
②冰水浴的目的是降低环己烯蒸气的温度,使其液化,故答案为:防止环己烯挥发.
(2)①环己烯是烃类,不溶于氯化钠溶液,且密度比水小,振荡、静置、分层后环己烯在上层,由于分液后环己烯粗品中还含有少量的酸和环己醇,联想:制备乙酸乙酯提纯产物时用c(饱和Na2CO3溶液)洗涤可除去酸;故答案为:上层;c;
②蒸馏装置要有冷凝管,为了增加冷凝效果,冷却水的方向应该和蒸汽的流向相反,冷却水从下口(g)进入,故答案为:g;
③根据表中数据可知,馏分环己烯的沸点为83℃,故收集产品应控制温度在83℃左右;
a、蒸馏时从70℃开始收集产品,提前收集,产品中混有杂质,实际产量高于理论产量,故a错误;
b、环己醇实际用量多了,制取的环己烯的物质的量增大,实验制得的环己烯精品质量高于理论产量,故b错误;
c、若粗产品中混有环己醇,导致测定消耗的环己醇量增大,制得的环己烯精品质量低于理论产量,故c正确,故选c;
故答案为:83℃;c;
(3)区别粗品与精品可加入金属钠,观察是否有气体产生,若无气体,则是精品,另外根据混合物没有固定的沸点,而纯净物有固定的沸点,通过测定环己烯粗品和环己烯精品的沸点,也可判断产品的纯度,故答案为:bc;
(4)环己烯先与氯气发生加成反应,再与氢氧化钠的混合溶液混合加热,利用卤代烃的消去反应最后可得1,3-环己二烯,发生反应的化学方程式为
环己烯和水发生加成反应生成环己醇,化学方程式为
、
,故答案为:
、
.
点评 本题考查了以环己醇制备环己烯的实验方法,综合考查了物质的分离方法,冷凝,产量的分析等,难度适中,考查学生解决实际问题的能力.
| A. | KCl溶液与Na2CO3溶液反应:2K++CO32-═K2CO3 | |
| B. | 氧化镁与盐酸反应:MgO+2H+═Mg2++H2O | |
| C. | 碳酸氢钠与盐酸反应:CO32-+2H+═CO2↑+H2O | |
| D. | 碳酸钠与氯化钙反应:Na2CO3+Ca2+═CaCO3↓+2Na+ |
(1)常温常压下,二氧化碳加氢可选择性生成二甲醚或一氧化碳:
①CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(l)+H2O(l)△H=-55.7kJ/mol
②2CH3OH(l)?CH3OCH3(g)+H2O (l)△H=-23.4kJ/mol
则CO2(g)加氢转化为CH3OCH3(g)和H2O (l)的热化学方程式是:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3 H2O(l)△H=-134.8kJ/mol.
(2)CO2合成尿素的反应为:CO2(g)+2NH3(g)?CO(NH2)2(l)+H2O (g)△H<0.该反应的平衡常数表达式为$\frac{c({H}_{2}O)}{c(C{O}_{2})×{c}^{2}(N{H}_{3})}$.
(3)实验室模拟用CO和H2反应来制甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0.在250℃下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,各物质的物质的量浓度(mol•L-1)变化如下表所示:(前6min没有改变条件)
| 2min | 4min | 6min | 8min | … | |
| CO | 0.07 | 0.06 | 0.06 | 0.05 | … |
| H2 | x | 0.12 | 0.12 | 0.2 | … |
| CH3OH | 0.03 | 0.04 | 0.04 | 0.05 | … |
②250℃时该反应的平衡常数K值为:$\frac{0.04}{0.06×0.1{2}^{2}}$mol-2.L2(不必化简).
③若6min~8min只改变了某一条件,所改变的条件是加入1mol氢气.
④第8min时,该反应是不是达到平衡状态不是.(填“是”或“不是”)
⑤该合成反应的温度一般控制在240~270℃,选择此温度的原因是:Ⅰ.此温度下的催化剂活性高;Ⅱ.温度低,反应速率慢,单位时间内的产量低,而正反应为放热反应,温度过高,转化率降低.
| 甲 | 乙 | 丙 | 丁 | ||
| 起始物质的量 | n(SO2)/mol | 0.40 | 0 | 0.80 | 0.02 |
| n(O2)/mol | 0.24 | 0 | 0.48 | 0.04 | |
| n(SO3)/mol | 0 | 0.40 | 0 | 0.40 | |
| 含硫反应物的平衡转化率% | 80 | a1 | a2 | a3 | |
| A. | 该温度下,平衡常数的值为400 | B. | 平衡时,丙中c(SO3)是甲中的2倍 | ||
| C. | 平衡时,a3>a1 | D. | 乙中SO3的平衡转化率为a1=20% |
| AX | BX | AY | BY |
| pH=7,c(X-)=1mol/L | pH=4 | pH=6 |
(2)将等浓度的HX、HY稀释相同的倍数,溶液的pH变化幅度:HX>HY;若将等体积、等pH的AOH、BOH溶液在稀释时pH均下降2,则加水量:AOH<BOH(均填“>”、“<”或“=”);
(3)在BX溶液中:c(B+)+c(H+)-c(OH-)=1mol/L;
在AY溶液中:c(A+)-c(Y-)=c(HY)(用一项表示)=c(OH-)-c(H+)(用两项表示);
(4)A2Z的水解方程式是Z2-+H2O?HZ-+OH-;HZ-+H2O?H2Z+OH-.
| A. | 加热溶有SO2的品红溶液 | |
| B. | 将HCl通入NaAlO2溶液中 | |
| C. | 向Fe(NO3)2溶液中滴加稀硫酸 | |
| D. | 向碳酸氢钠溶液中滴加氢氧化钠溶液 |