【題目】某化學(xué)小組以苯甲酸為原料制取苯甲酸甲酯。有關(guān)物質(zhì)的沸點和相對分子質(zhì)量如下表:
物質(zhì) | 甲醇 | 苯甲酸 | 苯甲酸甲酯 |
沸點/℃ | 64.7 | 249 | 199.6 |
相對分子質(zhì)量 | 32 | 122 | 136 |
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗產(chǎn)品
在燒瓶中加入12.2g苯甲酸和20mL甲醇(密度約0.79g/mL),再小心加入3mL濃硫酸,混勻后,投入幾粒碎瓷片,小心加熱使反應(yīng)完全,得苯甲酸甲酯粗產(chǎn)品
(1)混合液體時最后加入濃硫酸的理由是_____________________,濃硫酸的作用是_____________,若反應(yīng)產(chǎn)物水分子中間有同位素18O,寫出能表示反應(yīng)前后18O位置的化學(xué)方程式____________;
(2)如果加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記加碎瓷片,應(yīng)該采取的正確操作是____________;
(3)甲、乙、丙三位同學(xué)分別設(shè)計了如圖1三套實驗室制取苯甲酸甲酯的裝置(夾持儀器和加熱儀器均已略去).根據(jù)有機物的特點,最好采用裝置________(填“甲”、“乙”、“丙”)。
Ⅱ.粗產(chǎn)品的精制
(4)苯甲酸甲酯粗產(chǎn)品中往往含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,現(xiàn)擬用圖2流程圖進行精制,請根 據(jù)流程圖填入恰當(dāng)操作方法的名稱:操作I為_______,操作Ⅱ為 _______;
(5)通過計算,苯甲酸甲酯的產(chǎn)率為____________。
【答案】(1)濃硫酸密度較大,且與苯甲酸、甲醇混合放出大量熱量催化劑和脫水劑 C6H5CO18OH+CH3OHC6H5COOCH3+H218O
(2)冷卻后補加
(3)乙
(4)分液 蒸餾
(5)65%
【解析】
試題分析:(1)濃硫酸密度較大,且與苯甲酸、甲醇混合放出大量熱量,故混合溶液時應(yīng)最后加入濃硫酸;濃硫酸在酯化反應(yīng)中起到了催化劑作用,酯化反應(yīng)為可逆反應(yīng),濃硫酸吸收反應(yīng)生成的水,可以促進酯的生成,濃硫酸起到了吸水劑的作用;苯甲酸與甲醇在濃硫酸作用下的酯化反應(yīng)為:苯甲酸脫去羥基,據(jù)此脫去羥基中的氫原子,二者反應(yīng)生成苯甲酸甲酯,所以水中18O原子來自苯甲酸,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:C6H5CO18OH+CH3OHC6H5COOCH3+H218O;
(2)如果加熱一段時間后發(fā)現(xiàn)忘記加碎瓷片,應(yīng)該采取的正確操作是冷卻后加入,防止液體暴沸;
(3)由裝置圖可知,乙圖的圓底燒瓶上有冷凝管,充分起到回流作用,甲圖和丙圖則沒有,而本題中反應(yīng)物甲醇沸點低,苯甲酸、苯甲酸甲酯的沸點遠(yuǎn)高于甲醇,若采用甲圖、丙圖,甲醇必定會大量揮發(fā),不利于合成反應(yīng),所以應(yīng)冷凝回流,減少甲醇的揮發(fā),提高產(chǎn)率,故答案為乙;
(4)苯甲酸甲酯不溶于水,操作Ⅰ分離出互不相溶的液體,通常采用分液操作完成;甲醇和苯甲酸甲酯相互溶解,二者沸點不同,可以通過蒸餾操作分離;
(5)12.2g苯甲酸的物質(zhì)的量為:=0.1mol,20mL甲醇(密度約0.79g/mL)的物質(zhì)的量為:=0.49mol>0.1mol,
則理論上生成苯甲酸甲酯的物質(zhì)的量為:0.1mol,質(zhì)量為:136g/mol×0.1mol=13.6g,則苯甲酸甲酯的產(chǎn)率為:×100%=65%。
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【題目】元素①~⑧在元素周期表中的位置如下,回答有關(guān)問題:
(1)寫出①~⑧號元素中第一電離能最大的元素符號___________。
(2)寫出②⑥⑦三個元素氣態(tài)氫化學(xué)的沸點順序___________。(填分子式順序)
(3)請畫出[Cu(NH3)4]2+離子結(jié)構(gòu)示意圖___________。
(4)請畫出⑤的外圍電子排布圖___________。
(5)SeO3的空間構(gòu)型為___________。
(6)SeO32-離子的VSEPR構(gòu)型為___________。
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【題目】計算多元弱酸(HnX)溶液的c(H+)及比較弱酸的相對強弱時,通常只考慮第一步電離;卮鹣铝嘘P(guān)于多元弱酸HnX的問題。
(1)若要使HnX溶液中c(H+)/c(HnX)增大,可以采取的措施是__________。
A.升高溫度 B.加少量固態(tài)HnX C.加少量NaOH溶液 D.加水
(2)用離子方程式解釋NanX呈堿性的原因:______________________________。
(3)若HnX為H2C2O4,且某溫度下,H2C2O4的K1=5×10-2、K2=5×10-5.則該溫度下,0.2mol/L H2C2O4溶液中c(H+)約為__________mol/L。(精確計算,且己知)
(4)已知KHC2O4溶液呈酸性。
①KHC2O4溶液中,各離子濃度由大到小的順序是____________________。
②在KHC2O4溶液中,各粒子濃度關(guān)系正確的是__________。
A.c(C2O42-)<c(H2C2O4)
B.c(OH-)=c(H+)+c(HC2O4-)+2c(H2C2O4)
C.c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O42-)+2c(C2O42-)
D.c(K+)=c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4)
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【題目】原子序數(shù)依次增大的X、Y、Z、G、Q、R、T七種元素,核電荷數(shù)均小于36。已知X、Y、Z三元素的基態(tài)原子2p能級都有單電子,單電子個數(shù)分別是2,3,2;G與T原子序數(shù)相差18,T元素是周期表中ds區(qū)的第一種元素;Q原子s能級與p能級電子數(shù)相等;R單質(zhì)是制造各種計算機、微電子產(chǎn)品的核心材料。
(1)Y原子核外共有________種不同運動狀態(tài)的電子,T元素基態(tài)原子有________種不同能級的電子。________種形狀不同的原子軌道。
(2)X、Y、Z的電負(fù)性由大到小的順序為________,G、Q、R第一電離能由小到大的順序為________(用元素符號表示)。
(3)Y元素基態(tài)原子的電子排布圖________,T元素基態(tài)原子的價電子排布式________。
(4)XZ2的電子式為________,用電離方程式表示Y的最簡單氫化物的水溶液呈堿性的原因________。
(5)+1價氣態(tài)陽離子再失去一個電子形成+2價氣態(tài)基態(tài)陽離子所需要的能量稱為第二電離能I2,依次還有I3、I4、I5···,推測G元素的電離能突增應(yīng)出現(xiàn)在第________電離能。
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【題目】硫代硫酸鈉(Na2S2O3)可由亞硫酸鈉和硫粉通過化合反應(yīng)制得。已知:Na2S2O3在酸性溶液中不能穩(wěn)定存在。
(1)某研究小組設(shè)計了制備Na2S2O3·5H2O的裝置和部分操作步驟如圖所示。
Ⅰ.打開K1,關(guān)閉K2,向圓底燒瓶中加入足量濃硫酸,加熱。
Ⅱ.C中的混合液被氣流攪動,反應(yīng)一段時間后,硫粉的量逐漸減少。當(dāng)C中溶液的pH接近7時即停止C中的反應(yīng)。
Ⅲ.過濾C中的混合液。
Ⅳ.將濾液加熱濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌、烘干,得到產(chǎn)品。
①步驟Ⅰ中,圓底燒瓶內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是_________________。
②步驟Ⅱ中,“當(dāng)C中溶液的pH接近7時即停止C中的反應(yīng)”的原因是____________!巴V笴中的反應(yīng)”的操作是____________________________________。
③裝置B中盛放的試劑是________溶液(填化學(xué)式),其作用是___________________。
(2)依據(jù)反應(yīng)2S2O+I2=S4O+2I-,可用I2的標(biāo)準(zhǔn)溶液測定產(chǎn)品的純度。取5.5 g產(chǎn)品,配制成100 mL溶液。取10 mL溶液,以淀粉溶液為指示劑,用濃度為0.050 mol·L-1的標(biāo)準(zhǔn)溶液進行滴定,相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如表所示。
編號 | 1 | 2 | 3 | 4 |
溶液的體積/mL | 10.00 | 10.00 | 10.00 | 10.00 |
消耗I2標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL | 19.99 | 19.98 | 17.13 | 20.03 |
①判斷達到滴定終點的現(xiàn)象是__________________________________________。
②Na2S2O3·5H2O(式量M=248)在產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(計算結(jié)果保留1位小數(shù))________。
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【題目】某小組利用以下裝置制取并探究氨氣的性質(zhì)。
(1)A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
(2)B中的干燥劑是 。
(3)C中的現(xiàn)象是 。
(4)實驗進行一段時間后,擠壓D裝置中的膠頭滴管,滴入1-2滴濃鹽酸,可觀察到的現(xiàn)象是 。
(5)為防止過量氨氣外逸,需要在上述裝置的末端增加一個尾氣處理裝置,應(yīng)選用的裝置是 (填“E”或“F”)。
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【題目】已知鋅能溶解在NaOH溶液中,產(chǎn)生H2。某同學(xué)據(jù)此設(shè)計了測定鍍鋅鐵皮鋅鍍層厚度的實驗方案:將單側(cè)面積為S、質(zhì)量為m1的鍍鋅鐵皮與石墨用導(dǎo)線相連,放人6 mol.L-1 NaOH溶液中,當(dāng)石墨棒上不再有氣泡產(chǎn)生時,取出鐵片,用水沖洗、烘干后稱量,得質(zhì)量為m2 。下列說法正確的是
A.設(shè)鋅鍍層厚度為h,鋅的密度為ρ,則
B.鋅電極的電極反應(yīng)式為2H2O+2e-==H2↑+2OH-
C.鋅和石墨在堿溶液中形成原電池,外電路中電流從鋅流向石墨
D.當(dāng)石墨上不再有氣泡時,立即取出鐵片,沖洗后用酒精燈加熱烘干,鐵片可能部分被氧化,導(dǎo)致實驗結(jié)果偏低
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【題目】將HI(g)置于密閉容器中,某溫度下發(fā)生下列變化:2HI(g) H2(g)+I2(g)△H<0
(1)該反應(yīng)平衡常數(shù)的表達式為K=______________,則H2(g)+I2(g) 2HI(g)平衡常數(shù)的表達式為K1=_____________(用K表示)。
(2)當(dāng)反應(yīng)達到平衡時c(I2)=0.5mol/L,c(HI)=4mol/L,則c(H2)為________,HI的分解率為________。
(3)能判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的依據(jù)是________
A.容器中壓強不變
B.混合氣體中c(HI)不變
C.c(I2)=c(H2)
D.v(HI)正=v(H2)逆
(4)若該反應(yīng)800℃時達到平衡狀態(tài),且平衡常數(shù)為1.0,某時刻,測得容器內(nèi)各物質(zhì)的濃度分別為c(HI)=2.0mol/L,c(I2)=1.0mol/L,c(H2)=1.0mol/L,則該時刻,反應(yīng)向_________(填“正向”或“逆向”,下同)進行,若升高溫度,反應(yīng)向_________進行。
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【題目】聚酰胺-66(尼龍-66)常用于生產(chǎn)帳篷、漁網(wǎng)、彈力絲襪等織物。可以利用以下路線來合成。D的核磁共振氫譜有兩個峰。
已知:
(1)1molA和1molH2在一定條件下恰好反應(yīng),生成飽和一元醇X,X中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)約為65%,則X的分子式為 ,A分子中所含官能團的名稱是 。
(2)B→C的反應(yīng)類型是_________________。
(3)C→D的化學(xué)方程式為_______________________________________。
(4)F與氫氧化鈉的乙醇溶液共熱,得到有機產(chǎn)物Y
①Y的名稱是_____________________。
②Y在一定條件下可以發(fā)生加聚反應(yīng)得到以順式結(jié)構(gòu)為主的順式聚合物,該順式聚合物的結(jié)構(gòu)簡式為_____________________________。
(5)H和I反應(yīng)生成J(聚酰胺-66)的化學(xué)反應(yīng)方程式為_________________________。
為檢驗F中的官能團,所用試劑包括NaOH水溶液及 。
(6)同時滿足下列條件的H的同分異構(gòu)體有多種。寫出其中一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式(核磁共振氫譜有三個峰,面積比為4:4:2)________________________。
①只含一種官能團 ②1mol該物質(zhì)與足量銀氨溶液反應(yīng),生成4molAg
(7)已知:
寫出以苯酚和HCHO為原料制備的合成路線流程圖(無機試劑任用)。合成路線流程圖示例如下:
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