题目内容
【题目】间氯苯甲醛是新型农药、医药等有机合成的中间体,是重要的有机化工产品。实验室制取间氯苯甲醛的过程如下。
Ⅰ.Cl2的制备
舍勒发现氯气的方法至今还用于实验室制备氯气。本实验中利用该方法制备Cl2。
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(1)该方法可以选择图中的_____(填字母标号)为Cl2发生装置,反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为_______。
(2)选择图中的装置收集一瓶纯净干燥的Cl2,接口的连接顺序为a→___________(按气流方向,填小写字母标号)
(3)试用平衡移动原理解释用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl的原因:_____________________。
Ⅱ.间氯苯甲醛的制备
反应原理:
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实验装置和流程如图所示:
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(4)图中仪器A的名称是_____________。
(5)间氯苯甲醛的制备过程中,二氯乙烷的作用是________________________;该实验要求无水操作,理由是____________________________________________;该实验有两次恒温过程,为控制反应温度仪器A处可采用________加热的方法。
【答案】B 1:2 g,f→d,e→b,c→h Cl2溶于水,存在如下可逆反应:
,在饱和食盐水中,c(Cl-)较大,使平衡左移,氯气溶解度减小,而氯化氢气体极易溶于水被吸收 三颈烧瓶 做溶剂,增大反应物和催化剂间的接触面积,使其充分反应 防止三氯化铝水解和氯水氧化苯甲醛 水浴
【解析】
实验室制备氯气为二氧化锰和浓盐酸反应,条件加热,启普发生器不能用于加热反应;在收集氯气过程中,要先用饱和食盐水吸收挥发的氯化氢,然后用浓硫酸干燥,最后用排空气法收集,尾气用碱石灰吸收。
(1)实验室Cl2的制备选用二氧化锰和浓盐酸进行加热,属于固液加热型装置,该方法可以选择图中的B为Cl2发生装置,反应中氧化剂为二氧化锰,还原剂为盐酸,反应为MnO2 + 4H+ + 2Cl- = Mn2+ + Cl2↑+ 2H2O,物质的量之比为1:2。
(2)选择图中的装置收集一瓶纯净干燥的Cl2,浓硫酸具有吸水性,饱和食盐水吸收挥发出的氯化氢气体和降低氯气的溶解度,碱石灰防止氯气泄漏,进行尾气处理,即接口的连接顺序为a→g,f→d,e→b,c→h。
(3)用饱和食盐水除去Cl2中混有的HCl的原因为Cl2溶于水,存在如下可逆反应:
,在饱和食盐水中,c(Cl-)较大,使平衡左移,氯气溶解度减小,而氯化氢气体极易溶于水被吸收。
(4)图中仪器A的名称是三颈烧瓶。
(5)间氯苯甲醛的制备过程中,二氯乙烷的作用是做溶剂,增大反应物和催化剂间的接触面积,使其充分反应;该实验要求无水操作,理由是防止三氯化铝水解和氯水氧化苯甲醛;该实验有两次恒温过程,为控制反应温度仪器A处可采用水浴加热的方法。
【题目】工业制硝酸的主要反应为4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(l)△H
(1)已知:氢气的燃烧热为285.8kJmol-1
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJmol-1
N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+180.6kJmol-1
则上述工业制硝酸的主要反应的△H=______。
(2)在容积固定的密闭容器中发生上述反应,容器内部分物质的物质的量浓度如下表:
浓度 | c(NH3)(molL-1) | c(O2)(molL-1) | c(NO)(molL-1) |
起始 | 0.8 | 1.6 | 0 |
第2min | 0.6 | a | 0.2 |
第4min | 0.3 | 0.975 | 0.5 |
第6min | 0.3 | 0.975 | 0.5 |
第8min | 0.7 | 1.475 | 0.1 |
①反应在第2min到第4min内,O2的平均反应速率为______。
②反应在第6min时改变了条件,改变的条件可能是______(填序号)。
A 使用催化剂 B 升高温度C 减小压强D 增加O2的浓度
③下列说法中能说明4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)达到平衡状态的是_____(填序号)。
A 单位时间内生成nmolNO的同时,生成nmolNH3
B 条件一定,混合气体的平均相对分子质量不再变化
C 百分含量w(NH3)=w(NO)
D 反应速率v(NH3)∶v(O2) ∶v(NO) ∶v(H2O)=4∶5∶4∶6
E 若在恒温恒压下容积可变的容器中反应,混合气体的密度不再变化
(3)某研究所组装的CH3OH-O2燃料电池的工作原理如图所示。
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①该电池工作时,b口通入的物质为______。
②该电池正极的电极反应式为______。