Question

已知在常用催化剂（如铂、钯）的催化下，氢气和炔烃加成生成烷烃，难于得到烯烃，但使用活性较低的林德拉催化剂[Pd/(PdO、CaCO₃)，其中钯附于碳酸钙及少量氧化铅上]，可使炔烃的氢化停留在生成烯烃的阶段，而不再进一步氢化。现有一课外活动兴趣小组利用上述设计了一套由如下图所示仪器组装而成的实验装置（铁架台未画出），拟由乙炔制得乙烯，并测定乙炔氢化的转化率。若用含0.020molCaC₂的电石和1.60g含杂质18.7%的锌粒（杂质不与酸反应）分别与足量的X和稀硫酸反应，当反应完全后，假定在标准状况下测得G中收集到的水VmL。试回答有关问题。

（1）所用装置的连接顺序是                                   （填各接口的字母）。

（2）写出A、C中所发生的两个反应的化学方程式（有机物写结构简式）：

A                                                              

C                                                              

（3）为减慢A中的反应速率，X应选用_________________，操作时还应采取的措施是_________________________________________________。

（4）F中留下的气体除含少许空气外，还有______________________。G所选用的量筒的容积较合理的是_______。

（A）500mL     （B）1000mL     （C）2000mL

（5）若V=672mL（导管内气体体积忽略不计），则乙炔氢化的转化率为_______________。

Answer 1

【答案】（1）a、e、d、f、g、b、c、h（f、g可调换）；

（2）A：（2分）

C：(2分)

（3）饱和食盐水（1分）通过调节分液漏斗活塞，降低食盐水的滴速（2分）

（4）H₂、C₂H₄、C₂H₂（2分）        B（2分）

50％

【解析】

（1）先产生乙炔和氢气，除杂，反应，测量。

（2）A 电石和水生成乙炔和氢氧化钙。                                                             

C 乙炔和氢气的催化加氢。                                                             

（3）电石和水的反应较剧烈，用饱和食盐水来代替水。操作时可以通过调节分液漏斗活塞，降低食盐水的滴速。

（4）F中留下的气体除含少许空气外，还有没有反应的氢气，乙炔和没有吸收的乙烯。

1.60g含杂质18.7%的锌粒的摩尔数为： (1.60x81.3%)/65.4=0.0199(以0.02算)，而CaC2也为0.02，按等摩尔计算。 1mol理想气体的体积为22.4升。0.02mol为： 0.02x22.4=0.448升=448毫升

由于乙炔本身的产量根据0.02mol计算为约450毫升。从0.02mol锌加酸产生的氢气也是约450毫升。当乙炔和氢气完全不反应的时候（比如催化剂失效了），两个体积是相加的关系：450+450=900ml。只有当完全反应时最终产物体积才为450ml。由于大部分有机反应均为不完全反应，所以很有可能最终体积在450ml与=900ml之间。所以用1000ml最合适。而500ml太小。

（5）

0.02mol乙炔反应的0.02mol乙烯。V=0.02*22.4=0.448L=448Ml,现在体积大于计算的体积，则说明没有转化完全。多余的V=672-448=224Ml

假设转化的乙炔为x,则

           初始      0.02          0.02                    0

          反应       x             x                     x

          余下     0.02-x          0.02-x                  x

               

 [2(0.02-x)+x]*22400=672

  X=0.01

乙炔氢化的转化率=0.01/0.02*100%=50%。