5.CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛.
已知(i)CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)△H1=-90.1kJ•mol-1
(ii)CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H2=-49.0kJ•mol-1
(iii)CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2 (g)△H3=-41.1kJ•mol-1
(iV)2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H4=-24.5kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)写出由H2和CO直接制备二甲醚的热化学方程式为2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g),△H=-204.7kJ•mol-1.根据化学反应原理,分析升高温度对直接制备二甲醚反应的影响增大压强,化学反应速率增大,平衡正向移动,CO和H2转化率增大,CH3OCH3产率增加.
(2)有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3)、压强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结果如图1所示.其中CO转化率随温度升高而降低的原因是反应放热,温度升高,平衡逆向移动.
(3)由CO和H2在催化剂作用下,也可以合成甲醇.反应原理为:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g).
①对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(PB)代替物质的量浓度(cB)也可以平衡常数(记作KP),则以上反应KP=$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(CO){c}^{2}({H}_{2})}$;
②在容积均为1L的密闭容器(a、b、c、d、e)中,分别充入1mol CO和2mol H2等量混合气体,在不同的温度下(温度分别为T1、T2、T3、T4、T5),经相同的时间,在t时刻,测得容器甲醇的体积分数(如图所示).解析在T1~T2及T4~T5二个温度区间,容器内甲醇的体积分数如图2所示的变化趋势,其原因是T1-T2区间,化学反应未达到平衡状态,温度越高,化学反应速率越快,所以甲醇的体积分数随着温度的升高而提高.T3-T4区间,化学反应已达到平衡状态,由于正反应为放热反应,温度升高平衡向逆反应方向移动,所以甲醇的体积分数减少.
③在不改变反应物用量情况下,将容器c中的平衡状态转变到容器d中的平衡状态,可采取的措施有(写出2点)升温、降压.
1.苯甲酸乙酯(C9H10O2)稍有水果气味,用于配制香水香精和人造精油,大量用于食品工业中,
也可用作有机合成中间体、溶剂等.其制备方法为:

已知(Mr=122)(Mr=150)
颜色、状态沸点(℃)密度(g•cm-3
苯甲酸*无色、片状晶体2491.2659
苯甲酸乙酯无色澄清液体212.61.05
乙醇无色澄清液体78.30.7893
环己烷无色澄清液体80.80.7318
*苯甲酸在100℃会迅速升华.
实验步骤如下:
①在100mL圆底烧瓶中加入12.20g苯甲酸、25mL乙醇(过量)、20mL环己烷,以及4mL浓硫酸,混合均匀并加入沸石,按如图所示装好仪器,并在分水器中预先加入水,使水面略低于分水器的支管口,控制温度在65~70℃加热回流2h.反应时环己烷-乙醇-水会形成“共沸物”(沸点62.6℃)蒸馏出来.在反应过程中,通过分水器下部的旋塞分出生成的水,注意保持分水器中水层液面原来的高度,使油层尽量回到圆底烧瓶中.

②反应结束,打开旋塞放出分水器中液体后,关闭旋塞.继续加热,至分水器中收集到的液体不再明显增加,停止加热.
③将烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入Na2CO3至溶液呈中性.
④用分液漏斗分出有机层,水层用25mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层.加入氯化钙,对粗产物进行蒸馏(装置如右图所示),低温蒸出乙醚后,继续升温,接收210~213℃的馏分.
⑤检验合格,测得产品体积为12.86mL.
回答下列问题:
(1)步骤①中使用分水器不断分离除去水的目的是使平衡不断地向正向移动,从而提高产品产率
(2)反应结束的标志分水器中的水层不再增加时,视为反应的终点.
(3)步骤②中应控制馏分的温度在C.
A.65~70℃B.78~80℃C.85~90℃D.215~220℃
(4)若Na2CO3加入不足,在步骤④蒸馏时,蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因是苯甲酸乙酯中混有未除净的苯甲酸,在受热至100℃时发生升华.
(5)关于步骤④中的分液操作叙述正确的是AD.
A.水溶液中加入乙醚,转移至分液漏斗中,塞上玻璃塞.将分液漏斗倒转过来,用力振摇
B.振摇几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C.经几次振摇并放气后,手持分液漏斗静置待液体分层
D.放出液体时,需将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔
(6)蒸馏时所用的玻璃仪器除了酒精灯、冷凝管、接收器、锥形瓶外还有蒸馏烧瓶、温度计.
(7)该实验的产率为90%.
 0  152429  152437  152443  152447  152453  152455  152459  152465  152467  152473  152479  152483  152485  152489  152495  152497  152503  152507  152509  152513  152515  152519  152521  152523  152524  152525  152527  152528  152529  152531  152533  152537  152539  152543  152545  152549  152555  152557  152563  152567  152569  152573  152579  152585  152587  152593  152597  152599  152605  152609  152615  152623  203614 

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