【题目】肉桂酸是香料、化妆品、医药、塑料和感光树脂等的重要原料。实验室可用苯甲醛和乙酸酐、醋酸钠等原料经下列反应制取肉桂酸,其中苯甲醛为无色油状液体。已知:
+CH3COOH
苯甲醛 | 乙酸酐 | 肉桂酸 | 乙酸 | |
溶解度(25℃,g/100g水) | 0.3 | 遇水易水解成乙酸 | 0.04 | 互溶 |
沸点(℃) | 179.6 | 138.6 | 300 | 118 |
相对分子质量 | 106 | 102 | 148 | 60 |
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填空:
Ⅰ.合成:反应装置如图所示。向三颈烧瓶中先后加入研细的无水醋酸钠、3.6 g苯甲醛和4.2 g乙酸酐,振荡使之混合均匀。在150~170℃加热1小时,保持微沸状态。
(1)仪器A的名称为________,其作用是__________。
(2)该装置加热要控制反应呈微沸状态,如果剧烈沸腾,会导致肉桂酸产率降低,可能的原因是(从平衡移动角度解释)_________。
(3)不能把无水CH3COONa换成CH3COONa·3H2O的原因是_________。
Ⅱ.粗品精制:将上述反应后得到的混合物趁热倒入圆底烧瓶中,进行下列操作:在搅拌下,向反应液中加入20 mL水
A.再慢慢加入碳酸钠溶液
B.然后进行水蒸气蒸馏(已知水蒸气蒸馏是分离提纯有机化合物的重要方法之一,可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的)
C.待烧瓶内溶液冷却至室温,在搅拌下用加入盐酸酸化,析出大量晶体,过滤,洗涤,干燥。
(4)饱和Na2CO3溶液的作用有_______。水蒸气蒸馏除去的杂质是______。
(5)若得到的肉桂酸晶体产品不纯,应采用____方法可得到纯度更高的产品。
(6)若最后得到纯净的肉桂酸4.3 g,则该反应中的产率是____(保留小数点后一位)。
【答案】球形冷凝管 使反应物冷凝回流 乙酸酐蒸出,反应物减少,平衡左移 CH3COONa·3H2O受热生成水会使乙酸酐水解 将肉桂酸转化为肉桂酸钠,溶解于水,中和乙酸 苯甲醛 重结晶 85.7%
【解析】
(1)根据仪器A的构造确定其名称,根据物质性质判断仪器作用;
(2)该反应在150~170℃的条件下进行,根据表中各物质的沸点可知,反应物在这个条件下易挥发分析;
(3)乙酸酐遇水易水解,所以反应中不能有水;
(4)根据肉桂酸难溶于水,肉桂酸钠易溶于水;水蒸气蒸馏装置蒸馏除去未反应的苯甲醛;根据苯甲醛是油状物判断;
(5)根据固体混合物中目标组分溶解度随温度变化,从而用重结晶分离提纯;
(6)先计算3.6 g苯甲醛、4.2 g乙酸酐的物质的量,然后判断哪种物质过量,以不足量的物质为标准计算肉桂酸的物质的量,再根据产率=
×100%计算。
(1)由示意图可知仪器A的名称为球形冷凝管;其作用是使挥发的未反应的反应物再流回到三颈烧瓶中,即冷凝管的作用是使反应物冷凝回流;
(2)该反应在150~170℃的条件下进行,根据表中各物质的沸点可知,反应物在这个条件下易挥发,如果剧烈沸腾,乙酸酐蒸出,反应物减少,平衡逆向移动,导致肉桂酸产率降低;
(3)苯甲醛与乙酸酐反应制取肉桂酸,若使用醋酸钠晶体,乙酸酐遇热水易水解,所以反应中不能有水,不能用醋酸钠晶体(CH3COONa3H2O)代替无水CH3COONa;
(4)肉桂酸难溶于水,肉桂酸钠易溶于水,可根据羧酸的酸性比碳酸酸性强,加入饱和Na2CO3溶液发生反应将肉桂酸转化为肉桂酸钠,溶解于水,便于物质提纯;同时由于乙酸的酸性比碳酸强,可以除去反应产生的乙酸,便于得到纯净的肉桂酸;水蒸气蒸馏装置蒸馏除去未反应的苯甲醛,由于苯甲醛是油状物,故水蒸气蒸馏时,当馏出液澄清透明时,可判断蒸馏结束;
(5)若得到的肉桂酸晶体产品不纯,可根据其溶解度随温度的升高而增大,所温度的降低而减小,采用重结晶法分离提纯;
(6)3.6 g苯甲醛的物质的量是n(苯甲醛)=
=0.0339 mol,4.2 g乙酸酐的物质的量为n(乙酸酐)=
=0.0412 mol,二者反应时物质的量的比是1:1,n(乙酸酐)>n(苯甲醛),所以乙酸酐过量,要以不足量的苯甲醛为标准计算,肉桂酸的物质的量n(肉桂酸)= n(苯甲醛)=0.0339 mol,实际产生肉桂酸的物质的量是n=
=0.029 mol,所以产率=
×100%=85.7%。
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【题目】绿色化学的核心内容之一是“原子经济”,即反应物的原子全部转化为所期望的最终产物,原子利用率为100%.以下制备反应中最符合“原子经济”要求的是
A.甲烷与氯气制备一氯甲烷B.
与消石灰反应制取漂白粉
C.铜和浓硝酸反应制取硝酸铜D.CH3C
CH+CO+CH3OH
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【题目】铝土矿的主要成分是氧化铝(Al2O3),在工业上是采用电解氧化铝的方法得出金属铝。
(1)在氧化铝中铝元素与氧元素的质量之比是__________?
(2)用两种方法计算用170 t含氧化铝80%的铝土矿,理论上可冶炼出金属铝__________吨?
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【题目】已知某化学反应A2(g)+2B2(g)===2AB2(g)(AB2的分子结构为B—A—B)的能量变化如图所示,下列有关叙述中正确的是( )
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A.该反应的进行一定需要加热
B.该反应的ΔH=-(E1-E2)kJ·mol-1
C.断裂1 molA—A键和2 mol B—B键,放出E1 kJ能量
D.该反应为吸热反应
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【题目】判断A(g)+B(g)
C(g)+D(g)是否达到平衡的依据为( )
A. 压强不随时间改变
B. 气体的密度不随时间改变
C. c(A)不随时间改变
D. 单位时间里生成C和D的物质的量相等
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【题目】在相同容积的4个密闭器中进行同一种可逆反应,2A(g)+B(g)
3C(g)+2D(g),起始时4个容器所盛A、B的量如下表所示。各容器所盛物质的量在相同温度下,建立平衡时,4个容器中A或B的转化率的大小关系是
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A.A的转化率为:甲<丙<乙<丁
B.A的转化率为:甲<乙<丙<丁
C.B的转化率为:甲>丙>乙>丁
D.B的转化率为:丁>乙>丙>甲
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【题目】在一个体积为2L的真空密闭容器中加入0.5molCaCO3,发生反应CaCO3(s)
CaO (s)+CO2(g),测得二氧化碳的物质的量浓度随温度的变化关系如下图所示,图中A表示CO2的平衡浓度与温度的关系曲线,B表示不同温度下反应经过相同时间时CO2的物质的量浓度的变化曲线。请按要求回答下列问题:
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(1)该反应正反应为______(填“吸”或“放”)热反应,温度为T5℃时,该反应耗时40s达到平衡,则T5℃时,该反应的平衡常数数值为________。
(2)如果该反应的平衡常数K值变大,该反应________(选填字母)。
a.一定向逆反应方向移动
b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向正反应方向移动
d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
(3)保持温度、体积不变,充入CO2气体,则CaCO3的质量______,CaO的质量______CO2的浓度________(填“增大”,“减小”或“不变”)。
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【题目】下列实验中,能达到相应实验目的的是
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A.制备并收集乙酸乙酯 | B.证明氯化银溶解度大于硫化银 | C.验证溴乙烷的消去产物是乙烯 | D.推断S、C、Si的非金属性强弱 |
A.AB.BC.CD.D
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【题目】冶炼金属一般有下列四种方法:①焦炭法、②水煤气(或氢气,或一氧化碳)法、③活泼金属置换法、④电解法。四种方法在工业上均有应用。古代有(Ⅰ)火烧孔雀石炼铜、(Ⅱ)湿法炼铜、(Ⅲ)铝热法炼铬、(Ⅳ)从光卤石中炼镁,对它们的冶炼方法分析不正确的是( )
A.Ⅰ用①B.Ⅱ用②C.Ⅲ用③D.Ⅳ用④
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