18.苯甲酸广泛应用于制药和化工行业,某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸,反应原理:
$→_{△}^{KMnO_{4}}$$\stackrel{HCl}{→}$
(一)制备苯甲酸

如甲图所示组装反应装置(部分装置未画出),向A中依次加入100mL水、8.5g高锰酸钾、2.7mL甲苯.相关数据如下表:
名称相对分子质量性状熔点(℃)沸点(℃)溶解性
乙醇
甲苯92无色液体、易燃、易挥发-95110.6不溶互溶
苯甲酸122白色片状或针状晶体112.4(100℃升华)248微溶易溶
(1)装置B的作用是冷凝回流,A装置常见的规格有50mL、100mL、250mL、500mL、1000mL,最适合本实验选择的规格是250mL.
(二)分离提纯
停止加热后,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯:

(2)操作I的名称是分液,操作Ⅱ时,应将有机相盛放在蒸馏烧瓶(填仪器名称)中.
(3)操作Ⅲ包括蒸发浓缩、冷却结晶、抽滤.抽滤装置为上图中的乙装置,将物质放在X装置(布氏漏斗)中,打开抽气泵,一段时间后X装置中剩余的是白色固体B,抽滤装置可以加快过滤速率,其工作原理是抽出装置中的空气,形成压强差,使过滤加快.
(三)提纯和纯度的测定
(4)为了进一步提纯苯甲酸,最好采用的方法是B(填编号).
A.溶于水后再过滤  B.加热升华  C.用乙醇洗涤  D.用甲苯萃取后再分液
(5)称取1.00g样品,加0.50mol/L的NaOH溶液,恰好完全反应时,消耗NaOH 溶液的体积为16.00mL,则产品的纯度为97.6%.
(四)性质验证
(6)设计实验证明苯甲酸是一种比碳酸酸性强的弱酸,简要说明实验操作,现象 和结论.
供选择的试剂:苯甲酸、苯甲酸钾溶液、饱和碳酸钠溶液、氢氧化钠溶液、稀盐酸、酚酞试液、石蕊试液.
17.利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)合成甲醇,发生的主要反应如下:
Ⅰ.CO(g)+2H2(g)?催化剂CH3OH(g)△H1
Ⅱ.CO2(g)+H2(g)?催化剂CO(g)+H2O(g)△H2
Ⅲ.CO2(g)+3H2(g)?催化剂CH3OH(g)+H2O(g)△H3
(1)上述反应达到平衡时对应的氢气的百分含量分别为a1、a2、a3,它们随温度变化的曲线如图所示.则△H2> (填“>”、“<”或“=”) 0,判断理由是升温平衡向吸热反应方向进行;△H1<△H3(填“>”、“<”或“=”).
(2)在温度T时,向某容器中充入1mol CO2和3mol H2,发生反应Ⅲ的反应.
①如果该容器为恒压容器,维持体系总压强p恒定,达到平衡时,已知H2的转化率为75%,则在该温度下平衡常数Kp=$\frac{100{P}^{2}}{3}$(用平衡分压代替平衡浓度计算,
分压=总压×物质的量分数).
②如果该容器为恒容容器,达到平衡时,H2的转化率<(填“>”、“<”或“=”)75%,理由是恒容容器中,达到平衡时体系压强比恒压容器中小.
(3)在2.0L密闭容器中放入1molCO2(g)和1molH2(g),在一定温度下发生反应Ⅱ的反应,2小时后达到平衡.下表为c(CO2)与反应时间的数据:
反应时间t/min20406080
c(CO2)(mol/L)0.3000.1800.1090.066
40min时,用CO2表示的该反应速率为0.008mol/L•min,分析该反应过程中c(CO2)变化与时间间隔(△t)的规律,得出的结论是随时间增加,二氧化碳浓度减少,反应速率减小.
 0  154132  154140  154146  154150  154156  154158  154162  154168  154170  154176  154182  154186  154188  154192  154198  154200  154206  154210  154212  154216  154218  154222  154224  154226  154227  154228  154230  154231  154232  154234  154236  154240  154242  154246  154248  154252  154258  154260  154266  154270  154272  154276  154282  154288  154290  154296  154300  154302  154308  154312  154318  154326  203614 

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