題目列表(包括答案和解析)
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(14分)近年來,在超臨界CO2(臨界溫度Tc = 304.3K;臨界壓力pc = 72.8×105Pa)中的反應(yīng)引起廣泛關(guān)注。該流體的密度在臨界點(diǎn)附近很容易調(diào)制,可認(rèn)為是一種替代有機(jī)溶劑的綠色溶劑,該溶劑早已用于萃取咖啡因。然而,利用超臨界CO2的缺點(diǎn)之一是CO2必須壓縮。
10-1 計(jì)算將CO2從1bar壓縮到50bar所需的能量,其最終體積為50ml,溫度為298K,設(shè)為理想氣體。
10-2 實(shí)際氣體用如下方程描述(近似的):
[p+a(n/V)2](V-nb) = nRT
對于CO2:a =3.59×105 Padm6mol-2 b = 0.0427dm3mol-1
分別計(jì)算在溫度為305K和350K下為達(dá)到密度220gdm-3,330 gdm-3,440 gdm-3所需的壓力。
10-3 超臨界流體的性質(zhì),如二氧化碳的溶解能力和反應(yīng)物的擴(kuò)散性與液體的密度關(guān)系密切,上問的計(jì)算表明,在哪一區(qū)域――近臨界點(diǎn)還是在較高壓力或溫度下更容易調(diào)制流體的密度?
10-4 在超臨界二氧化碳中氧化醇類,如將芐醇氧化為苯甲醛,是一種超臨界工藝,反應(yīng)在催化選擇性效率為95%的Pd/Al2O3催化劑作用下進(jìn)行。
(1)寫出主要反應(yīng)過程的配平的反應(yīng)式。
(2)除完全氧化外,進(jìn)一步氧化時(shí)還發(fā)生哪些反應(yīng)?
10-5 在另一超流體工藝合成有機(jī)碳酸酯和甲酰胺的例子中,二氧化碳既是溶劑又可作為反應(yīng)物替代光氣或一氧化碳。
(1)寫出甲醇和二氧化碳反應(yīng)得到碳酸二甲酯的配平的化學(xué)反應(yīng)方程式,如以光氣為反應(yīng)物如何得到碳酸二甲酯?
(2)用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┛捎脝徇投趸己铣杉柞;鶈徇T摲磻?yīng)還需添加什么反應(yīng)物?寫出反應(yīng)式;若用一氧化碳替代,反應(yīng)式如何?
10-6 用綠色化學(xué)的觀念給出用二氧化碳代替一氧化碳和光氣的兩個(gè)理由。與以CO或COCl2為反應(yīng)物對比,再給出用CO2為反應(yīng)物的1個(gè)主要障礙(除必須對二氧化碳進(jìn)行壓縮外)
注:嗎啉的分子式為C4H9NO;結(jié)構(gòu)式為:
雄黃(AS4S4)和雌黃(As2S3)是提取砷的主要礦物原料,二者在自然界中共生。根據(jù)題意完成下列填空:
⑴As2S3和SnCl2在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為As4S4和SnCl4并放出H2S氣體。若As2S3和SnCl2正好完全反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
⑵上述反應(yīng)中的氧化劑是 ,反應(yīng)產(chǎn)生的氣體可用 吸收。
⑶As2S3和HNO3有如下反應(yīng):As2S3+ 10H++ 10NO3—=2H3AsO4+ 3S+10NO2↑+ 2H2O,若生成2mol H3AsO4,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為 。若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成一原電池,則NO2應(yīng)該在 極附近逸出。
⑷將⑶中反應(yīng)產(chǎn)物NO2充滿干燥的燒瓶,然后將燒瓶倒立于少水槽中,向燒瓶中通入一定量的氧氣,氣體恰好完全溶于水(假設(shè)溶液沒有擴(kuò)散),則燒瓶中溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為 (設(shè)該條件下的氣體摩爾體積為23.8,結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后三位)。
雄黃(AS4S4)和雌黃(As2S3)是提取砷的主要礦物原料,二者在自然界中共生.根據(jù)題意完成下列填空:
(1)As2S3和SnCl2在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為As4S4和SnCl4并放出H2S氣體.若As2S3和SnCl2正好完全反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________.
(2)上述反應(yīng)中的氧化劑是________,反應(yīng)產(chǎn)生的氣體可用________吸收.
(3)As2S3和HNO3有如下反應(yīng):As2S3+10H++10NO=2H3AsO4+3S+10NO2↑+2H2O,若生成2 mol H3AsO4,則反應(yīng)中轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為________.若將該反應(yīng)設(shè)計(jì)成一原電池,則NO2應(yīng)該在________極附近逸出.
(4)將(3)中反應(yīng)產(chǎn)物NO2充滿干燥的燒瓶,然后將燒瓶倒立于少水槽中,向燒瓶中通入一定量的氧氣,氣體恰好完全溶于水(假設(shè)溶液沒有擴(kuò)散),則燒瓶中溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為________(設(shè)該條件下的氣體摩爾體積為23.8 L·mol-1,結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后三位).
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