【題目】甲醇(CH3OH)是一種重要的化工原料,可由H2COCO2反應(yīng)制備,主要用于制備羧基甲酯等。

(1)水楊酸甲酯是無色透明油狀液體,密度為1.54g·cm-3,常作為醫(yī)藥制劑的賦香劑。制備及提純水楊酸甲酯的實驗步驟如下:

步驟1.在三口燒瓶中加入3.5g(0.025mol)水楊酸、15mL(0.375mol)甲醇、1mL濃硫酸,幾粒沸石,在85~95℃加熱回流1.5h(裝置如圖所示)。

步驟2.向回收甲醇后剩余液中加入10mL水,振蕩、靜置,分液出有機相。

步驟3.有機相依次用水、10%Na2CO3溶液、水洗滌。

步驟4.干燥,蒸餾并收集221~224℃餾分。

圖中儀器W的名稱是___。

步驟3,第一次水洗的主要目的是___;第二次水洗的目的是___。

合成水楊酸甲酯的化學(xué)方程式為___;實驗中加入過量甲醇的目的是___

(2)工業(yè)上制備甲醇的主要反應(yīng)有:

(Ⅰ)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 平衡常數(shù)K1

(Ⅱ)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH2 平衡常數(shù)K2

(Ⅲ)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH3 平衡常數(shù)K3

維持=7525CO、CO2以及n(CO2)n(CO)=12,用不同催化劑時甲醇的產(chǎn)率隨溫度的變化如圖所示:

平衡常數(shù)K3=___(K1、K2表示);△H1___0(“>"“<”)。

下列敘述正確的是___ (填標號)。

A.催化劑Cu/ZnO不能催化反應(yīng)(I)

B.催化劑Cu/ZnO在溫度低于480K時活性很低

C.圖中a點所示條件下,延長反應(yīng)時間能提高甲醇的產(chǎn)率

D.圖中b點所示條件下,若增加H2的濃度不能提高甲醇的產(chǎn)率

③400K時向某恒容密閉容器中充入COH2,使c(CO)=0.10mol·L-1,c(H2)=0.20mol·L-1,且只發(fā)生反應(yīng)(II);平衡時c(CH3OH)=0.08mol·L-1。該溫度下反應(yīng)(II)的平衡常數(shù)為___。

【答案】球形冷凝管 除去大部分的水楊酸和硫酸 除去Na2CO3、水楊酸鈉等鹽 +CH3OH+H2O 提高水楊酸的(平衡)轉(zhuǎn)化率 BC 2.5×103

【解析】

(1) ①由裝置的結(jié)構(gòu)特點可知,W為球形冷凝管,故答案為:球形冷凝管;

②反應(yīng)后的溶液要經(jīng)過多次洗滌,在洗滌操作中,第一次水洗的主要目的是除去大部分催化劑硫酸和未反應(yīng)完的水楊酸,10%Na2CO3溶液既可以除去未洗凈的硫酸,也可以降低酯的溶解度,但第二步洗滌后生成的酯中混有Na2CO3,所以第二次水洗,主要目的是除去產(chǎn)品中殘留的Na2CO3、水楊酸鈉等鹽,

故答案為:除去大部分的水楊酸和硫酸;除去Na2CO3、水楊酸鈉等鹽;

③水楊酸甲酯是由水楊酸和甲醇酯化反應(yīng)得到,反應(yīng)為:+CH3OH +H2O;實驗中甲醇用量稍微過量可以提高水楊酸的(平衡)轉(zhuǎn)化率,

故答案為:+CH3OH +H2O;提高水楊酸的(平衡)轉(zhuǎn)化率;

(2) ①由蓋斯定律可知(Ⅲ)= (I) -(II),則K3=,由圖像可得,隨溫度的升高,甲醇的產(chǎn)率逐漸減小,說明升溫平衡逆向移動,逆向為吸熱方向,則正向為放熱反應(yīng),△H1<0,

故答案為:<;

A.由圖像可知加催化劑Cu/ZnO后隨溫度的升高反應(yīng)(I)中甲醇的產(chǎn)率增大,因此催化劑Cu/ZnO能催化反應(yīng)(I),故A錯誤;

B.由圖可知催化劑Cu/ZnO在溫度低于480K時對甲醇的產(chǎn)率幾乎沒有影響,說明溫度低時其活性很低,故B正確;

C.圖中a點所示條件下,反應(yīng)未達到平衡狀態(tài),由圖可知反應(yīng)應(yīng)向增大甲醇產(chǎn)率的方向進行,即反應(yīng)向正向進行達到平衡狀態(tài),因此延長反應(yīng)時間能提高甲醇的產(chǎn)率,故C正確;

D.圖中b點所示條件下,若增加H2的濃度會使平衡正向移動,可以提高甲醇的產(chǎn)率,故D錯誤;

故答案為:BC;

400K時向某恒容密閉容器中充入COH2,使c(CO)=0.10mol·L-1,c(H2)=0.20mol·L-1,平衡時c(CH3OH)=0.08mol·L-1列出三段式如下:

設(shè)CO的變化濃度為xmol/L

由已知得:x=0.08mol·L-1,則平衡時c(CO)=0.02mol·L-1,c(H2)=0.04mol·L-1

該溫度下反應(yīng)(II)的平衡常數(shù)為K==2.5×103,

故答案為:2.5×103

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下圖是第3周期1117號元素某些性質(zhì)變化趨勢的柱形圖。下列有關(guān)說法中正確的是(  )

A.y軸表示的可能是電離能B.y軸表示的可能是電負性

C.y軸表示的可能是原子半徑D.y軸表示的可能是形成基態(tài)離子轉(zhuǎn)移的電子數(shù)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CO2 CH4是常見的化合物,同時也是常用的化工原料。

.以CO2NH3為原料可以合成尿素[CO(NH2)2]。合成尿素的反應(yīng)為2NH3(g) + CO2(g) CO(NH2)2(s) + H2O(g)。

1)在不同溫度及不同y值下合成尿素,達到平衡時,氨氣轉(zhuǎn)化率變化情況如圖所示。

①該反應(yīng)的ΔH_____0(填“>” 或、“<” ),該反應(yīng)自發(fā)進行的條件是_______________ (低溫”“高溫任意溫度 y表示反應(yīng)開始時的氨碳比[],則y1________y2。(填“>”“<”“=”);

2t℃時,若向容積固定的密閉容器中加入一定量的 NH3CO2合成尿素,下列敘述能說明此反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是________ (填字母)。

a.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變

bCO2NH3的體積分數(shù)保持不變

cCO2NH3的轉(zhuǎn)化率相等

d.混合氣體的密度保持不變

e1molCO2生成的同時有 2molN—H鍵斷裂

II.工業(yè)上用CH4與水蒸氣在一定條件下制取H2,:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH = + 203 kJmol1

①該反應(yīng)逆反應(yīng)速率表達式為:v=kc(CO) c3(H2),k 為速率常數(shù),在某溫度下測得實驗數(shù)據(jù)如表:

CO濃度(molL1)

H2濃度(molL1)

逆反應(yīng)速率(molL1min1)

0.05

c1

4.8

c2

c1

19.2

c2

0.1

8.1

由上述數(shù)據(jù)可得該溫度下,該反應(yīng)的逆反應(yīng)速率常數(shù)k____L3mol3min1

②某溫度下,在體積為3 L的密閉容器中通入物質(zhì)的量均為3 molCH4和水蒸氣,發(fā)生上述反應(yīng),5分鐘時達到平衡,此時H2的體積分數(shù)為60%,則在5分鐘內(nèi)用CH4濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(CH4)=________;該溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=________。平衡后再向容器中加入1 mol CH41 mol CO,平衡_______移動(填正反應(yīng)方向逆反應(yīng)方向)。

III.在常溫下,將0.02mol CO2通入200mL 0.15mol/LNaOH溶液中,充分反應(yīng)后下列關(guān)系式中正確的是_____________________

Ac(Na+)>c(HCO3-)> c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)

B3c (Na+)=2[c(CO32-)+ c(HCO3-)+ c(H2CO3)]

Cc (Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+ c(CO32-)+c(OH-)

Dc(HCO3-)+ 3c(H2CO3)+2c(H+)= c(CO32-)+2c(OH-)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】通過以下反應(yīng)可獲得新型能源二甲醚()。下列說法不正確的是

A. 反應(yīng)①、②為反應(yīng)③提供原料氣

B. 反應(yīng)③也是資源化利用的方法之一

C. 反應(yīng)

D. 反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】水體富營養(yǎng)化是由于水體中N、P等營養(yǎng)鹽含量過多而引起的水質(zhì)污染現(xiàn)象。去除水體中NP的方法很多。

(1)化學(xué)沉淀法去除水體中的PO,常用的化合物有AlCl3、Ca(OH)2等。

AlCl3溶液中Al3+水解的離子方程式為___。

Ca5(PO4)3OHKsp6.8×10-37,其溶度積常數(shù)表達式為Ksp[Ca5(PO4)3OH]=___。

(2)為探究將廢水中氨態(tài)氮(NH3N)和PO同時去除,按n(NH4Cl):n(Na2HPO4):n(MgCl2)=1:1:1加入水中,實驗測得不同pH下,氨態(tài)氮和PO的去除率如圖(a)所示:

已知:(I)去除的主要反應(yīng)為:Mg2++NH+HPO+6H2OMgNH4PO4·6H2O↓+H+,

(II)室溫時,Ksp(MgNH4PO4·6H2O)=2.5×10-13,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,Ksp[Mg3(PO4)2]= 6.3×10-31。

pH8.510.5時,氨態(tài)氮和PO去除率隨pH增大而增大,其原因是___ (從平衡移動角度說明)。

②當(dāng)pH10.5時,氨態(tài)氮和PO去除率隨pH增大而減小,其原因是___(從平衡移動角度說明)。

(3)一種浸沒式SMDDC電池可用于去除地下水中硝態(tài)氮,其裝置如圖(b)所示:

①裝置工作時,H+___極(填“X”或“Y")室遷移。

X極上(CH2O)nCO2的電極反應(yīng)式為___;Y極上NON2的電極反應(yīng)式為___

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】20168,聯(lián)合國開發(fā)計劃署在中國的首個氫經(jīng)濟示范城市在江蘇落戶。用吸附了H2的碳納米管等材料制作的二次電池的原理如右圖所示。下列說法正確的是(

A.放電時,甲電極為正極,OH-移向乙電極

B.放電時,乙電極反應(yīng)為Ni(OH)2+OH--e-=NiO(OH)+H2O

C.充電時,電池的甲電極與直流電源的正極相連

D.電池總反應(yīng)為H2+2NiOOH2Ni(OH)2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】苯、甲苯都是重要的有機化工原料,能生產(chǎn)許多有機物,如通過苯可生產(chǎn)苯酚、硝基苯、氯苯、苯乙烯等。

1)下列各組物質(zhì)中,不能用酸性KMnO4溶液鑒別的是______(填字母)。

a 苯和甲苯 b 苯和己烷 c 乙烯和苯 d 乙烯和乙炔

2)在苯甲醛分子中能共平面的原子最多有______個。一定條件下,1 mol苯甲醛與足量的新制CuOH2充分反應(yīng),生成Cu2O的物質(zhì)的量為______mol。

3)以苯為主要原料制取苯乙烯的合成路線流程圖可表示如下:

B中含氧官能團的名稱是______。

A、B、C、D中含有手性碳原子的是______(填字母)。

③寫出C與甲酸反應(yīng)生成相應(yīng)酯的化學(xué)方程式:______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】在恒溫恒容的密閉容器中,有可逆反應(yīng):。下列不能說明反應(yīng)已達到平衡狀態(tài)的是(

A.

B.反應(yīng)器中的壓強不隨時間的變化而變化

C.混合氣體的顏色保持不變

D.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知:xAg+yBg zCg);△H=a。將xmolAymolB混合在密閉容器中,在不同溫度(T1>T2)及壓強(P1>P2)下,C的物質(zhì)的量nC)與反應(yīng)時間(t)的關(guān)系如圖所示。下列判斷正確的是(

A.x+y=z;a>0B.x+y>z;a<0

C.x+y<za<0D.x+y<z;a>0

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