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科目: 来源: 题型:解答题

3.实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸,反应如下:

已知:
①苯甲酸在水中的溶解度为:0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、0.95g(60℃)、6.8g(95℃).
②乙醚沸点34.6℃,密度0.7138,易燃烧,当空气中含量为1.83~48.0%时易发生爆炸.
③石蜡油沸点高于250℃
④苯甲醇沸点为205.3℃
实验步骤如下:
①向图1所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水,搅拌溶解,稍冷,加入10mL苯甲醛.开启搅拌器,调整转速,使搅拌平稳进行,加热回流约40min;
②停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20mL,摇动均匀,冷却至室温.然后用乙醚萃取三次,每次10mL.水层保留待用.合并三次萃取液,依次用5mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,10mL 10%碳酸钠溶液洗涤,10mL水洗涤,然后分液,将水层弃去,所得醚层进行实验步骤③;
③将分出的醚层,倒入干燥的锥形瓶中,加无水硫酸镁,注意锥形瓶上要加塞;将锥形瓶中溶液转入图3所示的蒸馏装置,先缓缓加热,蒸出乙醚;蒸出乙醚后必须改变加热方式、冷凝方式,继续升高温度并收集205℃~206℃的馏分得产品A;
④将实验步骤②中保留待用的水层慢慢地加入到盛有30mL浓盐酸和30mL水的混合物中,同时用玻璃棒搅拌,析出白色固体.冷却,抽滤,得到粗产品,然后提纯得产品B.

根据以上步骤回答下列问题:
(1)步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还需分液漏斗(仪器名称).
(2)步骤②中饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去未反应完的苯甲醛,而用碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸,醚层中少量的苯甲酸是从水层转移过来的,请用离子方程式说明其产生的原因
(3)步骤③中无水硫酸镁的作用是吸收水分,锥形瓶上要加塞的原因是防止乙醚挥发与空气混合,发生爆炸,产品A为苯甲醇.
(4)步骤③中蒸馏除去乙醚的过程中采用的加热方式为水浴加热;蒸馏得产品A的加热方式是石蜡油油浴加热.
(5)步骤④中提纯产品B时所用到的实验方法为重结晶.
(6)步骤④中的抽滤又叫减压过滤,装置如图3所示.其中抽气泵接自来水龙头的作用是起抽气作用,使吸滤瓶、安全瓶中压强减小,便于过滤.

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2.乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
$\stackrel{催化剂}{?}$=CH2(g)+H2(g)
(1)已知:
化学键C-HC-CC=CH-H
键能/kJ•molˉ1412348612436
计算上述反应的△H=+124KJ•mol-1
(2)维持体系总压强p恒定,在温度T时,物质的量为n、体积为V的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应.已知乙苯的平衡转化率为α,则在该温度下反应的平衡常数Kp=$\frac{n{α}^{2}}{(1-{α}^{2})V}$(用α等符号表示).
(3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1:9),控制反应温度600℃,并保持体系总压为常压的条件下进行反应.在不同反应温度下,乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了H2以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如图:
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实正反应为气体分子数增大的反应,保持压强不变,加入水蒸气,容器体积应增大,等效为降低压强,平衡向正反应方向移动.
②控制反应温度为600℃的理由是600℃时乙苯的转化率与苯乙烯的选择性均较高,温度过低,反应速率较慢,转化率较低,温度过高,选择性下降,高温下可能失催化剂失去活性,且消耗能量较大.
(4)某研究机构用CO2代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺----乙苯-二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯.保持常压和原料气比例不变,与掺水蒸汽工艺相比,在相同的生产效率下,可降低操作温度;该工艺中还能够发生反应:CO2+H2═CO+H2O,CO2+C═2CO.新工艺的特点有①②③④(填编号).
①CO2与H2反应,使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
②不用高温水蒸气,可降低能量消耗
③有利于减少积炭
④有利用CO2资源利用.

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1.在某温度下2L密闭容器中,3种气体加入起始状态和平衡状态时的物质的量(n)如下表所示:
XYW
起始状态(mol)210
平衡状态(mol)10.51.5
下列有关说法正确的是(  )
A.该温度下,该反应的平衡常数K=9
B.升高温度,若W的体积分数减小,此反应△H>0
C.该温度下,该反应的方程式为 2X(g)+Y(g)?3W(g)
D.增大压强,正、逆反应速率都增大,平衡向正反应方向移动

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20.将3molA与2.5molB混合起来,充入2L的密闭容器中,使之发生反应 3A(气)+B(气)?xC(气)+2D(气).经过5min反应达到平衡,生成1mol D,经测定知C的平均反应速率为0.1mol/L(L•min).与此有关的以下叙述中错误的是(  )
A.A的平均反应速率为0.15mol/(L•min)B.B的转化率为20%
C.B的平衡浓度为0.5mol/LD.x的数值为2

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19.一定温度时,向容积为2L的密闭容器中充入一定量的SO2和O2,发生反应:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-196kJ•moL-1,一段时间后达平衡,反应过程中测定的部分数据见表:
反应时间/minn(SO2)/moln(O2)/mol
021
51.2
100.4
150.8
下列说法不正确的是(  )
A.反应在前5min的平均速率为v (SO2)=0.08mol•L-1•min-1
B.相同温度下,起始时向容器中充入1.5mol SO3,达平衡时SO3的转化率为40%
C.保持温度不变,向平衡后的容器中再充入0.2molSO2和0.2mol SO3时,v (正)>v (逆)
D.保持其他条件不变,若起始时向容器中充入2molSO3,达平衡时吸收78.4kJ的热量

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18.某温度,在1L恒容密闭容器中,加入10molCO、7molH2S,发生如下反应:CO(g)+H2S(g)?COS(g)+H2(g),达平衡时CO物质的量为8mol,下列说法正确的是(  )
A.该温度下,化学平衡常数K=0.1
B.H2S的平衡转化率为20%
C.增大CO浓度,平衡正向移动,可以提高CO的转化率
D.升高温度,H2S浓度增加,表明该反应正方向是吸热反应

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17.恒温下,在容积为2L的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入H2和I2发生可逆反应:
I2(g)+H2(g)═2HI(g)△H=-QkJ•mol-1,实验时有关数据如表:
容器编号起始物质的量/mol4分钟后平衡时的物质的量/mol平衡时放出的热量/kJ
I2H2HI
0.010.010.004Q1
0.020.02aQ2
下列判断正确的是(  )
A.甲容器中,4分钟内氢气的反应速率为5.0×10-4 mol•L-1•min-1
B.平衡时,放出的热量为:Q1=4.0×10-3Q kJ
C.平衡后,a=8.0×10-3mol,故乙中HI的质量分数比甲中高
D.该温度下,该反应的平衡常数K=0.25

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16.常温下H2S饱和溶液1L,其浓度为0.1mol/L,电离方程式为H2S?H++HS-,HS-?H++S2-若要使溶液中的pH值增大同时使c(S2-)减小,可采取的措施是(  )
A.加入适量水B.加入适量NaOH固体
C.通入适量的O2D.加入适量的CuSO4

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15.将4mol A气体和2mol B气体在2L的容器中混合并在一定条件下发生如下反应:2A(g)+B(g)=3C(g).若2s末测得C的浓度为0.6mol•L-1,现有下列几种说法:
①用物质A表示的反应的平均速率为0.3mol•L-1•s-1
②用物质B表示的反应的平均速率为0.1mol•L-1•s-1
③2s末,物质A的转化率为30%;   
④2s末,物质B的浓度为0.8mol•L-1
其中正确的是(  )
A.①③B.②④C.①④D.③④

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科目: 来源: 题型:选择题

14.在4L密闭容器中充入6molA(g) 和5molB(g) 在一定温度下发生反应:3A(g)+B(g)?2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成2molC,测得D的浓度为0.5mol/L,则下列判断正确的是(  )
A.x=1
B.平衡时A的浓度为1.5 mol/L
C.B的转化率为20%
D.反应起始和达到平衡时,混合气体的压强比为4:5

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同步练习册答案