Question

已知在常用催化劑（如鉑、鈀）的催化下，氫氣和炔烴加成生成烷烴，難于得到烯烴，但使用活性較低的林德拉催化劑[Pd/(PdO、CaCO₃)，其中鈀附于碳酸鈣及少量氧化鉛上]，可使炔烴的氫化停留在生成烯烴的階段，而不再進一步氫化�，F(xiàn)有一課外活動興趣小組利用上述設(shè)計了一套由如下圖所示儀器組裝而成的實驗裝置（鐵架臺未畫出），擬由乙炔制得乙烯，并測定乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率。若用含0.020molCaC₂的電石和1.60g含雜質(zhì)18.7%的鋅粒（雜質(zhì)不與酸反應(yīng)）分別與足量的X和稀硫酸反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)完全后，假定在標準狀況下測得G中收集到的水VmL。試回答有關(guān)問題。

（1）所用裝置的連接順序是                                   （填各接口的字母）。

（2）寫出A、C中所發(fā)生的兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式（有機物寫結(jié)構(gòu)簡式）：

A                                                              

C                                                              

（3）為減慢A中的反應(yīng)速率，X應(yīng)選用_________________，操作時還應(yīng)采取的措施是_________________________________________________。

（4）F中留下的氣體除含少許空氣外，還有______________________。G所選用的量筒的容積較合理的是_______。

（A）500mL     （B）1000mL     （C）2000mL

（5）若V=672mL（導(dǎo)管內(nèi)氣體體積忽略不計），則乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率為_______________。

Answer 1

【答案】（1）a、e、d、f、g、b、c、h（f、g可調(diào)換）；

（2）A：（2分）

C：(2分)

（3）飽和食鹽水（1分）通過調(diào)節(jié)分液漏斗活塞，降低食鹽水的滴速（2分）

（4）H₂、C₂H₄、C₂H₂（2分）        B（2分）

50％

【解析】

（1）先產(chǎn)生乙炔和氫氣，除雜，反應(yīng)，測量。

（2）A 電石和水生成乙炔和氫氧化鈣。                                                             

C 乙炔和氫氣的催化加氫。                                                             

（3）電石和水的反應(yīng)較劇烈，用飽和食鹽水來代替水。操作時可以通過調(diào)節(jié)分液漏斗活塞，降低食鹽水的滴速。

（4）F中留下的氣體除含少許空氣外，還有沒有反應(yīng)的氫氣，乙炔和沒有吸收的乙烯。

1.60g含雜質(zhì)18.7%的鋅粒的摩爾數(shù)為： (1.60x81.3%)/65.4=0.0199(以0.02算)，而CaC2也為0.02，按等摩爾計算。 1mol理想氣體的體積為22.4升。0.02mol為： 0.02x22.4=0.448升=448毫升

由于乙炔本身的產(chǎn)量根據(jù)0.02mol計算為約450毫升。從0.02mol鋅加酸產(chǎn)生的氫氣也是約450毫升。當(dāng)乙炔和氫氣完全不反應(yīng)的時候（比如催化劑失效了），兩個體積是相加的關(guān)系：450+450=900ml。只有當(dāng)完全反應(yīng)時最終產(chǎn)物體積才為450ml。由于大部分有機反應(yīng)均為不完全反應(yīng)，所以很有可能最終體積在450ml與=900ml之間。所以用1000ml最合適。而500ml太小。

（5）

0.02mol乙炔反應(yīng)的0.02mol乙烯。V=0.02*22.4=0.448L=448Ml,現(xiàn)在體積大于計算的體積，則說明沒有轉(zhuǎn)化完全。多余的V=672-448=224Ml

假設(shè)轉(zhuǎn)化的乙炔為x,則

           初始      0.02          0.02                    0

          反應(yīng)       x             x                     x

          余下     0.02-x          0.02-x                  x

               

 [2(0.02-x)+x]*22400=672

  X=0.01

乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率=0.01/0.02*100%=50%。