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文档简介
1、26.(15)正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。Na2Cr2O7H2SO4加热发生的反应如下: CH3CH2CH2CH2OH CH3CH2CH2CHO反应物和产物的相关数据列表如下:沸点/。c密度/(gcm-3)水中溶解性正丁醇11.720.8109微溶正丁醛75.70.8017微溶实验步骤如下:将6.0gNa2Cr2O7放入100mL烧杯中,加30mL水溶解,再缓慢加入5mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸汽出现时,开始滴加B中溶液。滴加过程中保持反应温度为9095,在E中收集90以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中,分去
2、水层,有机层干燥后蒸馏,收集7577馏分,产量2.0g。回答下列问题:(1)实验中,能否将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,说明理由 。(2)加入沸石的作用是 。若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是 。(3)上述装置图中,B仪器的名称是 ,D仪器的名称是 。(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是 (填正确答案标号)。a.润湿b.干燥 c.检漏 d.标定(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时,水在 层(填“上”或“下”(6)反应温度应保持在9095,其原因是 。(7)本实验中,正丁醛的产率为 %。 赏析:以合成正丁醛为载体考察化学实验知识。涉及浓硫酸稀释、沸石作用、仪器名称、分液操作、分层分
3、析、原因分析和产率计算。(1)不能将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,应该将浓硫酸加到Na2Cr2O7溶液,因为浓硫酸溶于水会放出大量热,容易溅出伤人。(2)沸石的作用是防止液体暴沸,若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法冷却后补加,以避免加热时继续反应而降低产率。(3)B仪器是分液漏斗,D仪器是冷凝管。(4)分液漏斗使用前必须检查是否漏水。(5)因为正丁醛的密度是0.8017 gcm-3,比水轻,水层在下层。(6)反应温度应保持在9095,根据正丁醛的沸点和还原性,主要是为了将正丁醛及时分离出来,促使反应正向进行,并减少正丁醛进一步氧化。(7)按反应关系,正丁醛的理论产量是:4.0g=3.9
4、g,实际产量是2.0g,产率为:100%=51.3%。 参考答案:(1)不能,浓硫酸溶于水会放出大量热,容易溅出伤人。(2)防止液体暴沸;冷却后补加;(3)分液漏斗;冷凝管。(4)c(5)下(6)为了将正丁醛及时分离出来,促使反应正向进行,并减少正丁醛进一步氧化。(7)51%28.(14号)在1.0 L密闭容器中放入0.10molA(g),在一定温度进行如下反应应: A(g)B(g)C(g) H=+85.1kJmol1反应时间(t)与容器内气体总压强(p)的数据见下表:时间t/h0124816202530总压强p/100kPa4.915.586.327.318.549.509.529.539.
5、53回答下列问题:(1)欲提高A的平衡转化率,应采取的措施为 。(2)由总压强P和起始压强P0计算反应物A的转化率(A)的表达式为 。平衡时A的转化率为_ ,列式并计算反应的平衡常数K 。(3)由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物A的物质的量n(A),n总= mol,n(A)= mol。下表为反应物A浓度与反应时间的数据,计算a= 反应时间t/h04816C(A)/(molL-1)0.10a0.0260.0065分析该反应中反应反应物的浓度c(A)变化与时间间隔(t)的规律,得出的结论是 ,由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c(A)为 molL-1赏析:考察化学平衡
6、知识,涉及平衡移动,转化率、平衡常数、平衡计算、反应速率、表格数据分析。(1)根据反应是放热反应特征和是气体分子数增大的特征,要使A的转化率增大,平衡要正向移动,可以采用升高温度、降低压强的方法。(2)反应前气体总物质的量为0.10mol,令A的转化率为(A),改变量为0.10(A) mol,根据差量法,气体增加0.10(A)mol,由阿伏加德罗定律列出关系: = (A)=( 1)100%;(A)=(1)100%=94.1% 平衡浓度C(C)=C(B)=0.194.1%=0.0941mol/L,C(A)=0.1-0.0941=0.0059mol/L, K=1.5(3)= n=0.1 ;其中,n
7、(A)=0.1(0.10.1)=0.1(2) n(A)=0.1(2)=0.051 C(A)=0.051/1=0.051mol/L 每间隔4小时,A的浓度为原来的一半。 当反应12小时时,C(A)=0.026/2=0.013mol/L参考答案:(1)升高温度、降低压强(2)(A)=( 1)100%;94.1%;K=1.5;(3)0.1;0.1(2); 0.051;每间隔4小时,A的浓度为原来的一半。0.01337.化学选修3:物质结构与性质(15分)前四周期原子序数依次增大的元素A,B,C,D中,A和B的价电子层中未成对电子均只有1个,平且A和B+的电子相差为8;与B位于同一周期的C和D,它们价
8、电子层中的未成对电子数分别为4和2,且原子序数相差为2。回答下列问题: (1)D2+的价层电子排布图为_。(2)四种元素中第一电离最小的是_,电负性最大的是_。(填元素符号)(3)A、B和D三种元素组成的一个化合物的晶胞如图所示。该化合物的化学式为_;D的配位数为_;列式计算该晶体的密度_gcm-3。(4)A、B+和C3+三种离子组成的化合物B3CA6,其中化学键的类型有_;该化合物中存在一个复杂离子,该离子的化学式为_,配位体是_。参考答案:(1)(2)K F(3)K2NiF4; 6 =3.427(14分) 某研究小组为了探究一种无机矿物质X(仅含四种元素)的组成和性质,设计并完成如下实验:
9、另取10.80gX在惰性气流中加热至完全分解,得到6.40g固体1.请回答如下问题:(1)画出白色沉淀1中金属元素的原子结构示意图_,写出气体甲的电子式_。(2)X的化学式是_,在惰性气流中加热X至完全分解的化学反应方程式为_。(3)白色沉淀2在空气中变成红褐色沉淀的原因是_(用化学反应方程式表示)。(4)一定条件下,气体甲与固体1中的某种成分可能发生氧化还原反应,写出一个可能的化学反应方程式_,并设计实验方案验证该反应的产物_。【答案解析】(1) (2) CaFe(CO3)2 CaFe(CO3)2 CaO+FeO+2CO2(3) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(4) 2F
10、eO+CO2Fe2O3+CO 检验方法:将固体用盐酸溶解,加入KSCN溶液,若溶液呈红色,证明有Fe(III);检测CO:将气体通入灼烧CuO,黑色固体变成红色。28(14分)在全球一致倡导低碳经济的大背景下,对碳及其氧化物的化学热力学、动力学研究有助于人类充分利用化石燃料,消除氧化物对环境的负面影响(1)以CO和O2为电极燃料,以KOH溶液为电解质组成燃料电池,请写出该电池的负极反应式 (2)25时,1mol 石墨和1mol CO完全燃烧放出热量分别为393.5kJ、283.0kJ请写出石墨不完全燃烧时的热化学方程式 (3)25时,反应2CO2(g)2CO(g)+O2(g)的平衡常数K=1.
11、721046在一个体积可变的密闭容器中充入一定量CO2、CO、O2的混合气体,以下说法正确的是A要使容器中的反应开始时向CO2分解的方向进行,起始时三种气体的物质的量浓度应满足的关系是1.721046B达平衡后,其他条件不变时,升高温度或增加容器的压强,平衡均逆向移动C平衡常数K随温度的升高而增大D平衡常数K随压强的增大而减小(4)25时,在一个保持恒温恒容的密闭容器中充入一定量CO2、CO、O2的混合气体,从起始到t1时刻达到平衡状态,速率变化如图所示在t2时刻再加入一定量的CO2后于t3时刻达到新的平衡,请画出t2t3的速率变化图(需标出v正,v逆)【答案与解析】:(1)碱性条件下,燃料电
12、池的负极上CO失电子生成CO32,负极反应式为CO2e+4OHCO32+2H2O,故答案为:CO2e+4OHCO32+2H2O;(2)25时,1mol 石墨和1mol CO完全燃烧放出热量分别为393.5kJ、283.0kJ,则C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g)H=393.5kJ/mol,CO(g)+O2(g)=CO2(g)H=283.0kJ/mol根据盖斯定律得:C(石墨,s)+O2(g)CO(g)H=110.5 kJ/mol;故答案为:C(石墨,s)+O2(g)CO(g)H=110.5 kJ/mol;(3)A当1.721046,平衡正移,所以要使容器中的反应开始时向CO2分解的方向进
13、行,起始时三种气体的物质的量浓度应满足的关系是1.721046,故A错误;B该反应为分解反应正方向为吸热反应,所以升高温度平衡正移,该反应正方向为体积增大的方向,所以增大压强平衡逆移,故B错误;C该反应为分解反应正方向为吸热反应,所以升高温度平衡正移,K增大,故C正确;D平衡常数K只随温度的变化而变化,所以增大压强平衡常数不变,故D错误;故答案为:C;(4)25时,在一个保持恒温恒容的密闭容器中充入一定量CO2、CO、O2的混合气体,从起始到t1时刻达到平衡状态,速率变化如图所示在t2时刻再加入一定量的CO2后正反应速率瞬间增大,然后逐渐减小,逆反应速率逐渐增大,于t3时刻达到新的平衡,依此作图为,故答案为:37【化学选修三:物质结构与性质】(15分)黄血盐(亚铁氰化钾,K4Fe(CN)6)易溶于水,广泛用做食盐添加剂(抗结剂),食盐中黄血盐的最大使用量为10mgkg
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