題目列表(包括答案和解析)
正丁醛是一種化工原料。某實(shí)驗(yàn)小組利用如下裝置合成正丁醛。
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發(fā)生的反應(yīng)如下:
CH3CH2CH2CH2OH
CH3CH2CH2CHO
反應(yīng)物和產(chǎn)物的相關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:
| 沸點(diǎn)/℃ | 密度/(g·cm-3) | 水中溶解性 |
正丁醇 | 117.2 | 0.810 9 | 微溶 |
正丁醛 | 75.7 | 0.801 7 | 微溶 |
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
將6.0 g Na2 Cr2O7放入100 mL燒杯中,加30 mL水溶解,再緩慢加入5 mL濃硫酸,將所得溶液小心轉(zhuǎn)移至B中。在A中加入4.0 g正丁醇和幾粒沸石,加熱。當(dāng)有蒸汽出現(xiàn)時(shí),開始滴加B中溶液。滴加過程中保持反應(yīng)溫度為90~95℃,在E中收集90℃以下的餾分。
將餾出物倒入分液漏斗中,分去水層,有機(jī)層干燥后蒸餾,收集75~77℃餾分,產(chǎn)量2.0 g。
回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)中,能否將Na2Cr2O7溶液加到濃硫酸中,說明理由______________________。
(2)加入沸石的作用是________。若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石,應(yīng)采取的正確方法是________。
(3)上述裝置圖中,B儀器的名稱是________,D儀器的名稱是________。
(4)分液漏斗使用前必須進(jìn)行的操作是________(填正確答案標(biāo)號(hào))。
a.潤(rùn)濕 b.干燥 c.檢漏 d.標(biāo)定
(5)將正丁醛粗產(chǎn)品置于分液漏斗中分離水時(shí),水在________層(填“上”或“下”)。
(6)反應(yīng)溫度應(yīng)保持在90~95℃,其原因是__________________________________。
某實(shí)驗(yàn)小組用0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液進(jìn)行中和熱的測(cè)定。
Ⅰ.配制0.50 mol·L-1 NaOH溶液
(1)若實(shí)驗(yàn)中大約要使用245 mL NaOH溶液,至少需要稱量NaOH固體 g。
(2)從下圖中選擇稱量NaOH固體所需要的儀器是(填字母): 。
|
名稱 |
托盤天平 (帶砝碼) |
小燒杯 |
坩堝鉗 |
玻璃棒 |
藥匙 |
量筒 |
|
儀器 |
|
|
|
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|
|
|
序號(hào) |
a |
b |
c |
d |
e |
f |
Ⅱ.測(cè)定稀硫酸和稀氫氧化鈉中和熱的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
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(1)寫出該反應(yīng)中和熱的熱化學(xué)方程式:(中和熱為57.3 kJ·mol-1) 。
(2)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。
|
溫度 實(shí)驗(yàn)次數(shù) |
起始溫度t1/℃ |
終止溫度t2/℃ |
溫度差 平均值 (t2-t1)/℃ |
||
|
H2SO4 |
NaOH |
平均值 |
|||
|
1 |
26.2 |
26.0 |
26.1 |
29.6 |
|
|
2 |
27.0 |
27.4 |
27.2 |
31.2 |
|
|
3 |
25.9 |
25.9 |
25.9 |
29.8 |
|
|
4 |
26.4 |
26.2 |
26.3 |
30.4 |
|
①上表中的溫度差平均值為 ℃
②近似認(rèn)為0.50 mol·L-1 NaOH溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1 g·cm-3,中和后生成溶液的比熱容c=4.18 J·(g·℃)-1。則中和熱ΔH= (取小數(shù)點(diǎn)后一位)。
③上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與57.3 kJ·mol-1有偏差,產(chǎn)生偏差的原因可能是(填字母) 。
a.實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差
b.量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù)
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
d.用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H2SO4溶液的溫度
(14分)某興趣小組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室用加熱1-丁醇、濃H2SO4和溴化鈉混合物的方法來制備1-溴丁烷,并檢驗(yàn)反應(yīng)的部分副產(chǎn)物,設(shè)計(jì)了如圖所示裝置,其中夾持儀器、加熱儀器及冷卻水管沒有畫出。
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請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟,回答下列問題:
(1)關(guān)閉a和b、接通豎直冷凝管的冷凝水,給A加熱30分鐘,制備1-溴丁烷。
豎直冷凝管接通冷凝水,進(jìn)水口是_____(填“I”或“Ⅱ”);冷凝回流的主要目的是________。
(2)理論上,上述反應(yīng)的副產(chǎn)物可能有:丁醚(CH3CH2CH2CH2-O-CH2CH2CH2CH3)、1-丁烯、溴化氫、硫酸氫鈉、水等。熄滅酒精燈,在豎直冷凝管上方塞上塞子并打開a,利用余熱繼續(xù)反應(yīng)直至冷卻,通過B、C裝置檢驗(yàn)部分副產(chǎn)物。
B、C中應(yīng)盛放的試劑分別是_________和????????? ,寫出C裝置中主要的化學(xué)方程式:___________。
(3)為了進(jìn)一步分離提純1-溴丁烷,該興趣小組同學(xué)查得相關(guān)有機(jī)物的數(shù)據(jù)如表所示:
物質(zhì) | 熔點(diǎn)/℃ | 沸點(diǎn)/℃ |
1-丁醇 | -89.5 | 117.3 |
1-溴丁烷 | -112.4 | 101.6 |
丁醚 | -95.3 | 142.4 |
1-丁烯 | -185.3 | -6.5 |
請(qǐng)你補(bǔ)充下列實(shí)驗(yàn)步驟,直到分離出1-溴丁烷。
①待燒瓶冷卻后,拔去豎直的冷凝管;
②____;③_____;④_______;⑤_______,收集所得餾分。
(4)若實(shí)驗(yàn)中所取1-丁醇、NaBr分別為7.4 g、13.0 g,蒸出的粗產(chǎn)物經(jīng)洗滌、干燥后再次蒸餾得到9.6 g1-溴丁烷,則1-溴丁烷的產(chǎn)率是_____。(保留2位有效數(shù)字)
尿素(H2NCONH2)是有機(jī)態(tài)氮肥,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的作用。
(1)工業(yè)上合成尿素的反應(yīng)分兩步進(jìn)行:
第一步:2NH3(l)+CO2
H2NCOONH4(氨基甲酸銨)(l) △H1
第二步:H2NCOONH4 (l)
H2O+ H2NCONH2(l) △H2
某化學(xué)學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件,在體積為1 L的密閉容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)中各組分的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如下圖I所示。
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①已知總反應(yīng)的快慢是由較慢的一步反應(yīng)決定的。則合成尿素總反應(yīng)的快慢由第______步反應(yīng)決定,總反應(yīng)進(jìn)行到______min時(shí)到達(dá)平衡。
②第二步反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化如上右圖II所示,則ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。)
(2)該小組將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變, 固體試樣體積忽略不計(jì)),在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡:![]()
。實(shí)驗(yàn)測(cè)得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表:
|
溫度/℃ |
15.0 |
20.0 |
25.0 |
30.0 |
35.0 |
|
平衡總壓強(qiáng)/Kpa |
5.7 |
8.3 |
12.0 |
17.1 |
24.0 |
|
平衡氣體總濃度/10-3mol/L |
2.4 |
3.4 |
4.8 |
6.8 |
9.4 |
①可以判斷該分解反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的標(biāo)志是____________。
A.2V(NH3)=V(CO2) B.密閉容器中總壓強(qiáng)不變
C.密閉容器中混合氣體的密度不變 D.密閉容器中氨氣的體積分?jǐn)?shù)不變
②根據(jù)表中數(shù)據(jù),計(jì)算25.0°C時(shí)該分解反應(yīng)的平衡常數(shù)為______(保留小數(shù)點(diǎn)后一位)。
(3)已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.6KJ/mol
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H2=-92.4KJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H3=-483.6KJ/mol
則4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ • mol-1。
(4)尿素燃料電池的結(jié)構(gòu)如圖所示。其工作時(shí) 負(fù)極電極反應(yīng)式可表示為______。
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(8分)某有機(jī)物R 6.0 g,完全燃燒后,產(chǎn)物依次通過濃硫酸和堿石灰,濃硫酸增重 7.2 g,堿石灰增重13.2 g,已知相同條件下該有機(jī)物蒸氣對(duì)氫氣的相對(duì)密度為30。通過計(jì)算推斷:①該有機(jī)物R的分子式。②寫出該有機(jī)物所有可能的結(jié)構(gòu)。
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