题目内容
5．
苯甲酸和苯甲酸钠均是食品防腐剂．某化学学习小组的同学们尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸，实验过程如下：按图示装置，在圆底烧瓶中放入适量甲苯和水，在石棉网上加热至沸，从仪器X上口加入适量高锰酸钾，继续煮沸并间歇摇动烧瓶，直到甲苯层消失，回流液不再出现油珠时停止反应．按如下流程分离出苯甲酸：
反应混合物$\stackrel{趁热减压过滤}{→}$滤液$→_{②浓盐酸酸化}^{①冰水浴冷却}$悬浊液$\stackrel{减压过滤}{→}$苯甲酸晶体
已知：①苯甲酸熔点为122℃，沸点为249℃．
②不同温度下苯甲酸在水中溶解度：4℃-0.18g，18℃-0.27g，75℃-2.2g；
③
请回答下列问题：
（1）仪器X的名称是冷凝管，冷却水应从b口进入（填“a”或“b”）．
（2）分离苯甲酸的操作中，冰水浴冷却滤液的主要目的是使盐酸酸化时生成的苯甲酸在水中溶解更少，有利于更多的苯甲酸结晶析出，制得的苯甲酸晶体中可能含有的杂质是KCl，为进一步提纯，应采用的方法是重结晶．
（3）芳香化合物A与苯甲酸分子式相同，A与NaOH溶液反应生成两种盐，该反应的化学方程式是
+2NaOH-→HCOONa+
+H2O．
分析 （1）根据常用仪器的名称来解答；冷凝回流时，冷水应从下口进，上口出；
（2）不同温度下苯甲酸在水中溶解度：4℃-0.18g，18℃-0.27g，75℃-2.2g，温度降低溶解度减小，依据反应产物可知，加入盐酸和生成的氢氧化钾反应生成氯化钾减压过滤会析出氯化钾，依据溶解度随温度变化不同，可以采取重结晶的方法提纯；
（3）芳香化合物A与苯甲酸分子式相同，A与NaOH溶液反应生成两种盐，说明结构不同和苯甲酸为同分异构体，和碱反应生成两种盐，则为甲酸酚氧酯．
解答 解：（1）由实验装置图可知A为（球形）冷凝管；冷凝回流时，图甲冷水应从b口进水；
故答案为：冷凝管，b；
（2）不同温度下苯甲酸在水中溶解度：4℃-0.18g，18℃-0.27g，75℃-2.2g，温度降低溶解度减小，依据溶解度随温度变化不同，可以采取重结晶的方法提纯，分离苯甲酸的操作中，冰水浴冷却滤液的主要目的是使盐酸酸化时生成的苯甲酸在水中溶解更少，有利于更多的苯甲酸结晶析出，依据反应产物可知，加入盐酸和生成的氢氧化钾反应生成氯化钾减压过滤会析出氯化钾，制得的苯甲酸晶体中可能含有的杂质是KCl，为进一步提纯，应采用的方法是重结晶，
故答案为：使盐酸酸化时生成的苯甲酸在水中溶解更少，有利于更多的苯甲酸结晶析出，KCl，重结晶；
（3）芳香化合物A与苯甲酸分子式相同，A与NaOH溶液反应生成两种盐，说明结构不同和苯甲酸为同分异构体，和碱反应生成两种盐，则为甲酸酚氧酯，和氢氧化钠溶液反应水解生成苯酚钠和甲酸钠，反应的化学方程式为：
故答案为：
点评 本题考查了有机物质的制备方法和实验分析判断，主要是题干信息的应用和物质性质和结构的理解应用，掌握基础是解题关键，题目难度较大．
练习册系列答案
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11．将50mL 物质的量浓度为12mol/L的盐酸（密度为1.19g/cm3）稀释成6mol/L的盐酸（密度为1.10g/cm3），需加水（密度为4℃时的测量值）的体积为（ ）
| A． | 50mL | B． | 50.5mL | C． | 55mL | D． | 59.5mL |
12．在某澄清、透明的浅黄色溶液中，可能含有：H+、NH4+、Fe3+、Ba2+、Al3+、SO42-、HCO3-、I-八种离子中的几种，在检验方案设计时初步分析其溶液中最多可含的离子（不包括OH-）有（ ）
| A． | 5种 | B． | 6种 | C． | 7种 | D． | 8种 |
9．甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：2H2（g）+CO（g）?CH3OH（g）；
（1）判断反应达到平衡状态的依据是cd（填序号）．
a． 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 b． 混合气体的密度不变
c． 混合气体的平均相对分子质量不变 d． CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
（2）下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）
①该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c（C{H}_{3}OH）}{{c}^{2}（{H}_{2}）．c（CO）}$，△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”）．
②要提高CO的转化率，可以采取的措施是df（填序号）．
a．升温 b．加入催化剂 c．增加CO的浓度 d．加入H2加压 e．加入惰性气体加压 f．分离出甲醇
③300℃时，将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是CD（填字母）．
A．c（H2）减少 B．正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．CH3OH 的物质的量增加 D．重新平衡时c（H2）/c（CH3OH）减小
④某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为80%，此时的温度为250℃．以CH3OH表示该过程的反应速率v（CH3OH）=0.08mol/（L•min）．
（3）如图表示在温度分别为T1、T2时，平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A＜C（填“＞”、“=”或“＜”，下同），A、C两点的化学平衡常数A=C，由状态B到状态A，可采用升温的方法（填“升温”或“降温”）；
（4）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-b kJ•mol-1
③H2O（g）=H2O（l）△H=-c kJ•mol-1
则CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=$\frac{b-a-4c}{2}$kJ•mol-1 ．
（1）判断反应达到平衡状态的依据是cd（填序号）．
a． 生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等 b． 混合气体的密度不变
c． 混合气体的平均相对分子质量不变 d． CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
（2）下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数（K）
| 温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
| K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
②要提高CO的转化率，可以采取的措施是df（填序号）．
a．升温 b．加入催化剂 c．增加CO的浓度 d．加入H2加压 e．加入惰性气体加压 f．分离出甲醇
③300℃时，将容器的容积压缩到原来的$\frac{1}{2}$，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是CD（填字母）．
A．c（H2）减少 B．正反应速率加快，逆反应速率减慢
C．CH3OH 的物质的量增加 D．重新平衡时c（H2）/c（CH3OH）减小
④某温度下，将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应10min后，达到平衡时测得c（CO）=0.2mol/L，则CO的转化率为80%，此时的温度为250℃．以CH3OH表示该过程的反应速率v（CH3OH）=0.08mol/（L•min）．
（3）如图表示在温度分别为T1、T2时，平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线，A、C两点的反应速率A＜C（填“＞”、“=”或“＜”，下同），A、C两点的化学平衡常数A=C，由状态B到状态A，可采用升温的方法（填“升温”或“降温”）；
（4）已知在常温常压下：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-a kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-b kJ•mol-1
③H2O（g）=H2O（l）△H=-c kJ•mol-1
则CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=$\frac{b-a-4c}{2}$kJ•mol-1 ．
16．写出下列反应的化学方程式，标出电子转移的方向和数目，并指出氯气在反应中表现出什么性质．
（1）氢气在氯气中燃烧．
（2）氯气与石灰乳反应．
（3）铁在氯气中燃烧．
（4）适量的氯气与碘化钠溶液反应．
（1）氢气在氯气中燃烧．
（2）氯气与石灰乳反应．
（3）铁在氯气中燃烧．
（4）适量的氯气与碘化钠溶液反应．
10．
正丁醚（C4H9OC4H9）是惰性溶剂，常用作有机合成反应溶剂．某实验小组利用如图装置（夹持和加热装置均省略）合成正丁醚．发生的反应为：2CH3CH2CH2CH2OH$→_{135℃}^{浓硫酸}$ C4H9OC4H9+H2O
实验步骤：在一定容积的三劲烧瓶中，加入10.9g（相当13.5mL）正丁醇、2.5mL浓硫酸和几粒沸石，摇匀后，一口装上温度计，温度计插入液面以下，另一口装上分水器，分水器的上端接仪器A．先在分水器内放置1.7mL水，另一口用塞子塞紧．然后将三劲烧瓶放在石棉网上小火加热至微沸，进行反应．反应中产生的水经A后，收集在分水器的下层，上层有机层相积至分水器支管时，即可返回三劲烧瓶．大约经1.5h后，三劲烧瓶中反应液温度可达134-136℃，当分水器全部被水充满时停止反应，将反应液冷却到室温后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，经过分离、洗涤后再分离提纯可得正丁醚3.4g．反应物和产物的相关数据列表如下：
回答下列问题：
（1）仪器A的名称是冷凝管．
（2）合成粗产品时，液体试剂加入顺序是先加入正丁醇，再加入浓硫酸．
（3）反应液冷却到室温后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，分液漏斗使用前需要检漏并洗净，分液时有机层在分液漏斗的上（填“上”或“下”）层．
（4）本实验中溶液产生的有机副产物是1-丁烯，其与溴水反应的化学反应方程式为：CH2=CHCH2CH3+Br2→BrCH2CHBrCH2CH3．
（5）有机层粗产物依次用12mL水、8mL5%氢氧化钠溶液、8mL水和8mL饱和氯化钙溶液洗涤．用氢氧化钠溶液洗涤的目的是除去产品中的硫酸；洗涤完成后，通过以下操作分离提纯产物，正确的操作顺序是cba（填字母）．
a．蒸馏b．过滤c．加入无色CaCl2
（6）本实验所得到的正丁醚产率为35.34%（保留小数点后两位）．
正丁醚（C4H9OC4H9）是惰性溶剂，常用作有机合成反应溶剂．某实验小组利用如图装置（夹持和加热装置均省略）合成正丁醚．发生的反应为：2CH3CH2CH2CH2OH$→_{135℃}^{浓硫酸}$ C4H9OC4H9+H2O实验步骤：在一定容积的三劲烧瓶中，加入10.9g（相当13.5mL）正丁醇、2.5mL浓硫酸和几粒沸石，摇匀后，一口装上温度计，温度计插入液面以下，另一口装上分水器，分水器的上端接仪器A．先在分水器内放置1.7mL水，另一口用塞子塞紧．然后将三劲烧瓶放在石棉网上小火加热至微沸，进行反应．反应中产生的水经A后，收集在分水器的下层，上层有机层相积至分水器支管时，即可返回三劲烧瓶．大约经1.5h后，三劲烧瓶中反应液温度可达134-136℃，当分水器全部被水充满时停止反应，将反应液冷却到室温后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，经过分离、洗涤后再分离提纯可得正丁醚3.4g．反应物和产物的相关数据列表如下：
| 药品名称 | 性态 | 密度（g/mL） | 熔点（℃） | 沸点（℃） | 水中溶解性 |
| 正丁醇 | 液体 | 0.810 | -89.8 | 118.0 | 微溶 |
| 正丁醚 | 液体 | 0.7689 | -95.3 | 142 | 不溶于水 |
| 备注 | 正丁醇易溶于饱和氯化钙溶液中，而正丁醚微溶 | ||||
（1）仪器A的名称是冷凝管．
（2）合成粗产品时，液体试剂加入顺序是先加入正丁醇，再加入浓硫酸．
（3）反应液冷却到室温后倒入盛有25mL水的分液漏斗中，分液漏斗使用前需要检漏并洗净，分液时有机层在分液漏斗的上（填“上”或“下”）层．
（4）本实验中溶液产生的有机副产物是1-丁烯，其与溴水反应的化学反应方程式为：CH2=CHCH2CH3+Br2→BrCH2CHBrCH2CH3．
（5）有机层粗产物依次用12mL水、8mL5%氢氧化钠溶液、8mL水和8mL饱和氯化钙溶液洗涤．用氢氧化钠溶液洗涤的目的是除去产品中的硫酸；洗涤完成后，通过以下操作分离提纯产物，正确的操作顺序是cba（填字母）．
a．蒸馏b．过滤c．加入无色CaCl2
（6）本实验所得到的正丁醚产率为35.34%（保留小数点后两位）．
14．L、M、R、T、W是原子序数依次增大的短周期元素，M、T在周期表中的相对位置如表，L与R原子的最外层电子数相同，R的单质是一种常见的半导体材料；M和T的氧化物是常见的引起酸雨的大气污染物．请回答下列问题：
（1）T离子的结构示意图
；元素W在周期表中的位置是第三周期第ⅦA族．
M的气态氢化物与最高价氧化物的水化物能形成一种离子化合物，该离子化合物的化学式为NH4NO3．
（2）在加热条件下，L的单质与T的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应的化学方程式为C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O；
L的单质能置换出R的单质，请写出对应的方程式2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑
（3）下列有关相应元素非金属性强弱比较的说法正确的是AC（填字母）
A．M的气态氢化物比R的气态氢化物稳定，则非金属性M强于R
B．高温下，L的单质能从R的最高价氧化物中置换出R，则非金属性L强于R
C．W的核电荷数比T多，原子半径比T小，得电子能力强，则非金属性W强于T．
| M | |
| T |
；元素W在周期表中的位置是第三周期第ⅦA族．M的气态氢化物与最高价氧化物的水化物能形成一种离子化合物，该离子化合物的化学式为NH4NO3．
（2）在加热条件下，L的单质与T的最高价氧化物的水化物的浓溶液反应的化学方程式为C+2H2SO4（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CO2↑+2SO2↑+2H2O；
L的单质能置换出R的单质，请写出对应的方程式2C+SiO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Si+2CO↑
（3）下列有关相应元素非金属性强弱比较的说法正确的是AC（填字母）
A．M的气态氢化物比R的气态氢化物稳定，则非金属性M强于R
B．高温下，L的单质能从R的最高价氧化物中置换出R，则非金属性L强于R
C．W的核电荷数比T多，原子半径比T小，得电子能力强，则非金属性W强于T．
15．下列说法不正确的是（ ）
| A． | CH3COOH 溶液加水稀释后，溶液中$\frac{c（CH3COOH）}{c（CH3COO-）}$ 的值减小 | |
| B． | 已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为α，Ka=$\frac{{{{（cα）}^2}}}{c（1-α）}$．若加入少量醋酸钠固体，则CH3COOH?CH3COO-+H+向左移动，α减小，Ka变小 | |
| C． | 实验测得环己烷（l）、环己烯（l）和苯（l）的标准燃烧热分别为-3916 kJ/mol、-3747 kJ/mol和-3265 kJ/mol，可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键 | |
| D． | 已知：Fe2O3（s）+3C（石墨）═2Fe（s）+3CO（g），△H=+489.0 kJ/mol． CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO2（g），△H=-283.0 kJ/mol． C（石墨）+O2（g）═CO2（g），△H=-393.5 kJ/mol． 则4Fe（s）+3O2（g）═2Fe2O3（s），△H=-1641.0 kJ/mol |