3.实验室合成环己酮的反应、装置示意图及有关数据如下:

环己醇、环己酮、饱和食盐水和水的部分物理性质见下表
物质沸点(℃)密度(g•cm-3,20℃)溶解性
环己醇161.1(97.8)0.962 4能溶于水
环己酮155.6(95)0.947 8微溶于水
饱和食盐水108.01.330 1
100.00.998 2
注:括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点.
(1)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的△H<0,反应剧烈将导致体系温度迅速上升,副反应增多.实验中通过装置B将酸性Na2Cr2O7溶液(查资料可知Cr是重金属元素,具有致癌性)加到盛有环己醇的A中,在55~60℃进行反应.反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95~100℃的馏分,得到主要含环己酮粗品和水的混合物.
①如何滴加酸性Na2Cr2O7溶液打开分液漏斗上边的玻璃塞,(或含有铬元素的物质)拧开下边的活塞,缓慢滴加,用漂粉精和冰醋酸代替酸性Na2Cr2O7溶液也可氧化环己醇制环己酮,用漂粉精和冰醋酸氧化突出的优点是避免使用有致癌危险的Na2Cr2O7(或避免使用含有致癌性铬元素的物质).
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是环己酮和水形成具有固定组成的恒沸物一起蒸出.
(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作:a.蒸馏,收集151~156℃馏分,b.过滤,c.在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和,静置,分液,d.加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水.
①上述操作的正确顺序是cdba(填字母).
②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器有漏斗、分液漏斗.
③在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是增加水层的密度,有利于分层,减小产物的损失.
2.能源是制约国家发展进程的因素之一.甲醇、二甲醚等被称为2 1世纪的绿色能源,工业上利用天然气为主要原料与二氧化碳、水蒸气在一定条件下制备合成气(CO、H2),再制成甲醇、二甲醚.
(1)工业上,可以分离合成气中的氢气,用于合成氨,常用醋酸二氨合亚铜[Cu(NH32]AC溶液(AC=CH3COO-)来吸收合成气中的一氧化碳,其反应原理为:
[Cu(NH32]AC(aq)+CO(g)+NH3(g)?[Cu(NH32]AC•CO(aq)△H<0
常压下,将吸收一氧化碳的溶液处理重新获得[Cu(NH32]AC溶液的措施是加热;
(2)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应a:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5kJ•mol-1
反应b:CO (g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H=-91.8kJ•mol-1
①对于反应a,某温度下,将4.0mol CO2(g)和12.0mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,测得甲醇蒸气的体积分数为30%,则该温度下反应的平衡常数为1.33;
②对于反应b,某科研人员为研究H2和CO合成CH3OH的最佳起始组成比n(H2):n(CO),在l L恒容密闭容器中通入H2与CO的混合气(CO的投入量均为1mol),分别在230°C、250°C和270°C进行实验,测得结果如下图,则230℃时的实验结果所对应的曲线是X(填字母);理由是当投入H2的物质的量相等时,从X到Z,CO的转化率在减小,说明反应逆向移动,而逆反应是吸热反应,需升高温度才能实现,故230°C为X.

(3)CO可以合成二甲醚,二甲醚可以作为燃料电池的原料,化学反应原理为:
CO(g)+4H2(g)?CH3OCH3(g)+H2O(g)△H<0
①在恒容密闭容器里按体积比为1:4充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态.当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是B、D;
A.逆反应速率先增大后减小 C.反应物的体积百分含量减小
B.正反应速率先增大后减小D.化学平衡常数K值增大
②写出二甲醚碱性燃料电池的负极电极反应式CH3OCH3-12e-+16OH-═2CO32-+11H2O;
③己知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量.关于二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池,下列说法正确的是C(填字母)
A.两种燃料互为同分异构体,分子式和摩尔质量相同,比能量相同
B.两种燃料所含共价键数目相同,断键时所需能量相同,比能量相同
C.两种燃料所含共价键类型不同,断键时所需能量不同,比能量不同
(4)已知lg二甲醚气体完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量为31.63kJ,请写出表示二甲醚燃烧热的热化学方程式CH3OCH3(g)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1454.98kJ/mol.
 0  152609  152617  152623  152627  152633  152635  152639  152645  152647  152653  152659  152663  152665  152669  152675  152677  152683  152687  152689  152693  152695  152699  152701  152703  152704  152705  152707  152708  152709  152711  152713  152717  152719  152723  152725  152729  152735  152737  152743  152747  152749  152753  152759  152765  152767  152773  152777  152779  152785  152789  152795  152803  203614 

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