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【題目】利用甲烷與氯氣發(fā)生取代反應制取副產品鹽酸的設想在工業(yè)上已成為現(xiàn)實。某化學興趣小組在實驗室中模擬上述過程,其設計的模擬裝置如下:

試回答下列問題:

(1)請寫出C裝置中生成CH3Cl的化學反應方程式:___________

(2)B裝置有三種功能;①控制氣流速度;②混勻混合氣體;③________。

(3)一段時間后發(fā)現(xiàn)D裝置中的棉花由白色變?yōu)樗{色,則棉花上可能預先滴有___溶液。

(4)E裝置中除鹽酸外,還含有機物,從E中分離出鹽酸的最佳方法為________(填字母)。

A分液法 B蒸餾法 C結晶法

(5)將1molCH4與Cl2發(fā)生取代反應,充分反應后生成的CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4四種有機產物的物質的量依次增大0.1mol,則參加反應的Cl2的物質的量為_____,生成HCl的物質的量共為________。

【答案】CH4 + Cl2CH3Cl + HCl 干燥氯氣 淀粉KI溶液 A 3mol 3mol

【解析】

緊扣主體反應:甲烷與氯氣的光照取代反應,從原料的制備與混合、剩余反應物的檢驗、產物的分離入手,分析解答問題。主體反應是連續(xù)進行的四步取代反應,應用化學方程式計算參加反應的Cl2的物質的量和生成HCl的物質的量。

(1)裝置C中,甲烷與氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應,其中生成CH3Cl的化學方程式為

CH4 + Cl2CH3Cl + HCl。

(2)裝置B中盛有濃硫酸,氯氣、甲烷通過后進入裝置C?梢娧b置B有三種功能:控制氣流速度;混勻混合氣體;干燥氯氣、甲烷。

(3)進入裝置D的物質為甲烷的氯代物、氯化氫,以及未反應的甲烷、氯氣,其中氯氣能使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浫芤鹤兯{。裝置D中的棉花可能預先滴有淀粉碘化鉀溶液。

(4)甲烷的氯代產物中,四種氯代物均不溶于水、只有氯化氫溶于水成鹽酸。從裝置E中分離出鹽酸的最佳方法為分液法。

(5)CH3Cl的物質的量為x,則CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物質的量分別為x+0.1molx+0.2mol、x+0.3mol。則x+x+0.1mol+x+0.2mol+x+0.3mol)=1 mol,解得x0.1mol。

①CH4+Cl2CH3Cl+HCl,生成0.1molCH3Cl,消耗0.1molCl2、生成0.1molHCl。

②CH4+2Cl2CH2Cl2+2HCl,生成0.2molCH2Cl2,消耗0.4molCl2、生成0.4molHCl。

③CH4+3Cl2CHCl3+3HCl,生成0.3molCHCl3,消耗0.9molCl2、生成0.9molHCl。

④CH4+4Cl2CCl4+4HCl,生成0.4molCCl4,消耗1.6molCl2、生成1.6molHCl。

共消耗3molCl2,生成3molHCl。

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【題目】2L的密閉容器中發(fā)生反應:4A(s)+3B(g2C(g)+D(g),2min后B減小了1.2mol.有關此反應的說法正確的是(  )

A. 在 2min 內的反應速率,用 C 表示是 0.4mol/(Lmin

B. 分別用 B、C、D 表示化學反應速率其比值是 3:2:1

C. 達到化學反應限度時,B 物質轉化率為 100%

D. 向容器中增加 A 的投量,可以加快該反應的速率

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1)從反應開始到平衡,v(SiCl4)=_______

2)該反應的平衡常數(shù)表達式為K=_______,溫度升高,K值增大,則Q__0(“>”、“<”“=”)。

3)若平衡后再向容器中充入與起始時等量的SiCl4H2(假設Si足量),當反應再次達到平衡時,與原平衡相比較,H2的體積分數(shù)將____(增大、減小不變”)

4)原容器中,通入H2的體積(標準狀況下)_________

5)平衡后,將容器的體積縮為10L,再次達到平衡時,H2的物質的量濃度范圍為__________

6)圖中x軸表示溫度,y軸表示平衡混合氣中H2的體積分數(shù),a、b表示不同的壓強,則壓強a____b(“>”、“<”“=”)。

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回答下列問題:

(1)實驗中觀察到的現(xiàn)象是________________。

(2)產生上述現(xiàn)象的原因是________________。

(3)寫出有關反應的離子方程式____________。

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3D在酸性條件下水解的化學方程式是____。

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本流程操作條件下,生成氫氧化物沉淀的pH如下表:

物質

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Mn(OH)2

Mg(OH)2

開始沉淀

2.7

7.6

8.3

10.0

沉淀完全

3.7

9.6

9.8

11.1

*Fe2+氧氧化物呈絮狀,不易從溶液中除去,常將它氧化為Fe3+后生成Fe(OH)3沉淀除去。 請回答以下問題:

(1)步驟①中,為了加快酸溶速率,除了適當增加稀鹽酸的濃度外,還可以采取的措施有 __________________________ (任寫一條)。

(2)步驟②中NaClO的電子式為__________,加入NaClO溶液的目的是_________________________

(用離子方程式解釋)。

(3)常溫時,Mg(OH)2的Ksp=1.8×10-11。當溶液pH=10.0時,溶液中的c(Mg2+)=___________。

(4)若將步驟⑤中“稀鹽酸”改為“加水、煮沸”的方式可以得到另一種沉淀物和一種無色無味的氣體,請寫出該反應的化學方程式__________________________________________

(5)步驟⑥中涉及的操作是_____________________________,且⑥⑦操作均需在HCl氣流中進行,其原因是_______________________________________。

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