【題目】(一)以四甲基氯化銨[(CH3)4NCl]水溶液為原料,通過電解法可以制備四甲基氫氧化銨[(CH3)4NOH],裝置如圖所示。

(1)收集到(CH3)4NOH的區(qū)域是________(填a、b、c或d)。

(2)寫出電池總反應(yīng)_____________。

(二)乙酸乙酯一般通過乙酸和乙醇酯化合成:CH3COOH(l)+C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)+H2O(l) ΔH=-2.7kJ·mol-1

已知純物質(zhì)和相關(guān)恒沸混合物的常壓沸點如下表:

純物質(zhì)

沸點/℃

恒沸混合物(質(zhì)量分數(shù))

沸點/℃

乙醇

78.3

乙酸乙酯(0.92)+水(0.08)

70.4

乙酸

117.9

乙酸乙酯(0.69)+乙醇(0.31)

71.8

乙酸乙酯

77.1

乙酸乙酯(0.83)+乙醇(0.08) +水(0.09)

70.2

請完成:

(1)關(guān)于該反應(yīng),下列說法不合理的是_____________。

A.反應(yīng)體系中硫酸有催化作用

B.因為化學(xué)方程式前后物質(zhì)的化學(xué)計量數(shù)之和相等,所以反應(yīng)的ΔS等于零

C.因為反應(yīng)的△H 接近于零,所以溫度變化對平衡轉(zhuǎn)化率的影響大

D.因為反應(yīng)前后都是液態(tài)物質(zhì),所以壓強變化對化學(xué)平衡的影響可忽略不計

(2)一定溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=4.0。若按化學(xué)方程式中乙酸和乙醇的化學(xué)計量數(shù)比例投料,則乙酸乙酯的平衡產(chǎn)率y =_________;若乙酸和乙醇的物質(zhì)的量之比為n : 1,相應(yīng)平衡體系中乙酸乙酯的物質(zhì)的量分數(shù)為x,請在圖中繪制xn變化的示意圖(計算時不計副反應(yīng))________。

(3)工業(yè)上多采用乙酸過量的方法,將合成塔中乙酸、乙醇和硫酸混合液加熱至110℃左右發(fā)生酯化反應(yīng)并回流,直到塔頂溫度達到70~71℃,開始從塔頂出料。控制乙酸過量的作用有___________________。

(4)近年,科學(xué)家研究了乙醇催化合成乙酸乙酯的新方法:2C2H5OH(g) CH3COOC2H5(g)+2H2(g)

在常壓下反應(yīng),冷凝收集,測得常溫下液體收集物中主要產(chǎn)物的質(zhì)量分數(shù)如圖所示。關(guān)于該方法,下列推測合理的是_____。

A.反應(yīng)溫度不宜超過300℃

B.增大體系壓強,有利于提高乙醇平衡轉(zhuǎn)化率

C.在催化劑作用下,乙醛是反應(yīng)歷程中的中間產(chǎn)物

D.提高催化劑的活性和選擇性,減少乙醚、乙烯等副產(chǎn)物是工藝的關(guān)鍵

【答案】d 2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2 BC 0.67(或67%) 使平衡正向進行,增大乙醇轉(zhuǎn)化率,減少產(chǎn)品中乙醇含量 ACD

【解析】

(一)根據(jù)電解原理分析電極發(fā)生的反應(yīng),得出電解總反應(yīng)方程式;

(二)根據(jù)乙酸乙酯的合成原理,結(jié)合化學(xué)平衡原理分析即可。

(一)(1)以石墨為電極電解四甲基氯化銨溶液制備四甲基氫氧化銨,需要氫氧根離子,電解過程中陰極氫離子得到電子生成氫氣,電解附近生成氫氧根離子,所以收集到(CH3)4NOH的區(qū)域是陰極區(qū)即d口。

故答案為:d;

(2)結(jié)合反應(yīng)為和生成物的關(guān)系可知電解過程中生成產(chǎn)物為四甲基氫氧化銨、氫氣和氯氣,據(jù)此寫出電解反應(yīng)的化學(xué)方程式:2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑。

故答案為:2(CH3)4NCl+2H2O2(CH3)4NOH+H2↑+Cl2↑。

(二)(1)A項,酯化反應(yīng)中濃硫酸具有催化作用和吸水作用,故A項不符合題意

B項,反應(yīng)過程中生成的乙酸乙酯為氣體,反應(yīng)前后熵變不為0,故B項符合題意

C項,溫度變化對反應(yīng)速率影響較大,因為反應(yīng)的H接近于零,所以溫度變化對平衡轉(zhuǎn)化率的影響不大,故C項符合題意;

D項,壓強對純液體和固體影響不大,所以壓強變化對該反應(yīng)的化學(xué)平衡的影響可忽略不計,故D項不符合題意。

綜上所述,本題正確答案為BC。

(2)設(shè)生成乙酸乙酯物質(zhì)的量為x,則

CH3COOH(l)+C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)+H2O(l)

1 1 0 0

1-x 1-x x x

所以平衡常數(shù)K==4,X=0.667mol,則乙酸乙酯的平衡產(chǎn)率y=100%=66.7%;

乙酸和乙醇的物質(zhì)的量之比,隨乙酸的物質(zhì)的量增加,乙酸乙酯的產(chǎn)量也會增加,當n:1=1:1時,乙酸乙酯的物質(zhì)的量分數(shù)達到最大,乙酸的物質(zhì)的量繼續(xù)增大,乙酸乙酯物質(zhì)的量分數(shù)反而逐漸減小圖象如圖所示:

故答案為:66.7%;

(3)增大反應(yīng)物的濃度使平衡向正反應(yīng)方向進行,增加其他反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率,所以控制乙酸過量的作用是使平衡正向進行,增大乙醇轉(zhuǎn)化率,減少產(chǎn)品中乙醇含量,

故答案為:使平衡正向進行,增大乙醇轉(zhuǎn)化率,減少產(chǎn)品中乙醇含量;

(4)A項,反應(yīng)溫度不宜超過300℃,若超過,圖象分析可知乙酸乙酯質(zhì)量分數(shù)降低,乙醚質(zhì)量分數(shù)增加,故A項符合題意;

B項,反應(yīng)物和生成物為液體,增大體系壓強,對平衡影響不大,所以對提高乙醇平衡轉(zhuǎn)化率影響不大,故B項不符合題意。

C項,在催化劑作用下,乙醇氧化為乙醛,乙醛被氧化為乙酸,乙醛是反應(yīng)歷程中的中間產(chǎn)物,故C項符合題意;

D項,工藝的關(guān)鍵是減少乙醚、乙烯等副產(chǎn)物,可以提高催化劑的活性和選擇性,故D項符合題意。

綜上所述,本題正確答案為ACD。

練習(xí)冊系列答案
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【題目】在一定溫度下的恒容密閉容器中分別發(fā)生可逆反應(yīng)2A(g)+B(g)2C(s)2NO2(g) N2O4(g),以下標志反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的正確個數(shù)是(

①混合氣體的顏色不隨時間而變化 ②各組分的物質(zhì)的量濃度保持不變

③單位時間內(nèi)反應(yīng)物減少的質(zhì)量等于生成物增加的質(zhì)量

④壓強不隨時間的變化而變化

⑤混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化

⑥各氣體的體積分數(shù)不隨時間而變化

A. 2個,5B. 3個,5C. 3個,4D. 4個,6

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A. 原子序數(shù)X<Y B. 原子半徑X>Y

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A.生石灰、蔗糖

B.硅膠(具有吸濕性)、硫酸亞鐵

C.食鹽、硫酸亞鐵

D.生石灰、食鹽

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【題目】能源可分為一級能源和二級能源,自然界中以現(xiàn)成形式提供的能源稱為一級能源,需依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二級能源。據(jù)此判斷,下列敘述正確的是

A. 天然氣是二級能源 B. 石油是二級能源

C. 電能是一級能源 D. 水力是一級能源

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A. ZW在該條件下至少有一個是為氣態(tài)

B. 若在該溫度下此反應(yīng)平衡常數(shù)表達式為K=cX),則t1t2時間段與t3時刻后的X濃度不相等

C. t1t2時間段與t3時刻后,兩時間段反應(yīng)體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量可能相等也可能不等

D. 若該反應(yīng)只在某溫度T以上自發(fā)進行,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度升高而減小

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【題目】納米技術(shù)制成的金屬燃料、非金屬固體燃料、氫氣等已應(yīng)用到社會生活和高科技領(lǐng)域。

(1)A和B的單質(zhì)單位質(zhì)量的燃燒熱大,可用作燃料。已知A和B為短周期元素,其原子的第一至第四電離能如下表所示:

電離能(kJ/mol)

I1

I2

I3

I4

A

932

1821

15390

21771

B

738

1451

7733

10540

①某同學(xué)根據(jù)上述信息,推斷B的核外電子排布如右圖所示,該同學(xué)所畫的電子排布圖違背了_________________。

②根據(jù)價層電子對互斥理論,預(yù)測A和氯元素形成的簡單分子空間構(gòu)型為______

(2)氫氣作為一種清潔能源,必須解決它的儲存問題,C60可用作儲氫材料。

①已知金剛石中的C-C的鍵長為154.45pm,C60中C-C鍵長為145~140pm,有同學(xué)據(jù)此認為C60的熔點高于金剛石,你認為是否正確并闡述理由________________。

②科學(xué)家把C60和K摻雜在一起制造了一種富勒烯化合物,其晶胞如圖所示,該物質(zhì)在低溫時是一種超導(dǎo)體。該物質(zhì)的K原子和C60分子的個數(shù)比為______

③繼C60后,科學(xué)家又合成了Si60、N60,C、Si、N原子電負性由大到小的順序是______。Si60分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵,且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),則Si60分子中π鍵的數(shù)目為__________。

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【題目】下列裝置或操作不能達到實驗?zāi)康牡氖?/span>

A. 實驗室制氯氣B. 氫氧化亞鐵的制取C. 氨氣的制取D. 檢查裝置氣密性

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【題目】為解決能源短缺問題,工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)合理利用化學(xué)能。

(1)25℃,1.01×105Pa時,實驗測得,4g氫氣在O2中完全燃燒生成液態(tài)水,放出572kJ的熱量,則表示H2的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為________________________________。

(2)下圖是某筆記本電腦使用的甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖。放電時甲醇應(yīng)從_________處通入(填“a”或“b”),電池內(nèi)部H+_________(填“左”或“右”)移動。寫出電池負極的電極反應(yīng)式_________________________________

(3)從化學(xué)鍵的角度分析,化學(xué)反應(yīng)的過程就是反應(yīng)物的化學(xué)鍵的破壞和生成物的化學(xué)鍵的形成過程。

化學(xué)鍵

H-H

N-H

N≡N

鍵能/ kJ·mol-1

436

a

945

已知:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-93 kJ·mol-1。試根據(jù)表中所列鍵能數(shù)據(jù)計算a的數(shù)值__________。

(4)已知:C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ·mol-1

2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H2=-571.6 kJ·mol-1

2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(1) △H3=-2599 kJ·mol-1

根據(jù)蓋斯定律,計算反應(yīng)2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g)的△H=_______________

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