36.(09年广东化学·20)(10分)
甲酸甲酯水解反应方程式为:
HCOOCH3(l)+H2O(l)
HCOOH(l)+CH3OH(l);△H>0
某小组通过试验研究该反应(反应过程中体积变化忽略不计)。反应体系中各组分的起始量如下表:
|
组分 |
HCOOCH3 |
H2O |
HCOOH |
CH3OH |
|
物质的量/mol |
1.00 |
1.99 |
0.01 |
0.52 |
甲酸甲酯转化率在温度T1下随反应时间(t)的变化如下图:
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(1)根据上述条件,计算不同时间范围内甲酸甲酯的平均反应速率,结果见下表:
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反应时间范围/min |
0~5 |
10~15 |
20~25 |
30~35 |
40~45 |
50~55 |
75~80 |
|
平均反应速率/(10-3mol·min-1) |
1.9 |
7.4 |
7.8 |
4.4 |
1.6 |
0.8 |
0.0 |
请计算15-20min范围内甲酸甲酯的减少量为 mol,甲酸甲酯的平均反应速率为 mol·min-1(不要求写出计算过程)。
(2)依据以上数据,写出该反应的反应速率在不同阶段的变化规律及其原因: 。
(3)上述反应的平衡常数表达式为:
,则该反应在温度T1下的K值为 。
(4)其他条件不变,仅改变温度为T2(T2大于T1),在答题卡框图中画出温度T2下甲酸甲酯转化率随反应时间变化的预期结果示意图。
答案:(1)15-20min范围内甲酸甲酯的减少量为0.045mol;甲酸甲酯的平均反应速率为0.009mol·min-1(2)反应速率随着反应的进行,先逐渐增大再逐渐减小,后不变;原因:随着反应的不断进行,应开始甲酸甲酯的浓度大,所以反应速率较大,后随着反应进行,甲酸甲酯的物质的量浓度不断减少,反应速率不断减慢,所以转化率增大的程度逐渐减小,当反应达到平衡后,转化率不变。
(3)1/7
(4)图略。作图要点:因为T2>T1,温度越高,平衡向逆反应方向移动,甲酸甲酯的转化率下降,T2达到平衡时的平台要低于T1;另外温度越高,越快达到平衡,所以T2达到平衡的时间要小于T1。
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(09年江苏化学·21B)环己酮是一种重要的化工原料,实验室常用下列方法制备环己酮:
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环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表:
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物质 |
沸点(℃) |
密度(g-cm-3,200C) |
溶解性 |
|
环己醇 |
161.1(97.8)* |
0.9624 |
能溶于水 |
|
环己酮 |
155.6(95)* |
0.9478 |
微溶于水 |
|
水 |
100.0 |
0.9982 |
|
*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。实验中将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的烧瓶中,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,得到主要的含环己酮和水的混合物。
①酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为 。
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是 。
(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℃的馏分;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 (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 。
③在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是 。
(3)利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮,环己酮分子中有 种不同化学环境的氢原子。
答案:(1)①缓慢滴加
②环已酮和水形成具有固定组成的混合物一起蒸出
(2)①c d b a
②漏斗、分液漏斗
③增加水层的密度,有利于分层
(3)3