【題目】苯甲酸乙酯可由苯甲酸與乙醇在濃硫酸共熱下反應(yīng)制得,反應(yīng)裝置如圖(部分裝置省略),反應(yīng)原理如下:
實(shí)驗(yàn)操作步驟:
①向三頸燒瓶?jī)?nèi)加入12.2g苯甲酸、25mL乙醇、20mL苯及4mL濃硫酸,搖勻,加入沸石。
②裝上分水器、電動(dòng)攪拌器和溫度計(jì),加熱至分水器下層液體接近支管時(shí)將下層液體放入量筒中。繼續(xù)蒸餾,蒸出過(guò)量的乙醇,至瓶?jī)?nèi)有白煙(約3h),停止加熱。
③將反應(yīng)液倒入盛有80mL冷水的燒杯中,在攪拌下分批加入碳酸鈉粉末至溶液無(wú)二氧化碳逸出,用pH試紙檢驗(yàn)至呈中性。
④用分液漏斗分出有機(jī)層,水層用25mL乙醚萃取,然后合并至有機(jī)層。用無(wú)水CaC12干燥,粗產(chǎn)物進(jìn)行蒸餾,低溫蒸出乙醚。當(dāng)溫度超過(guò)140℃時(shí),直接接收210-213℃的餾分,最終通過(guò)蒸餾得到純凈苯甲酸乙酯12.8mL。
可能用到的有關(guān)數(shù)據(jù)如下:
相對(duì)分子質(zhì)量 | 密度(g/cm3) | 沸點(diǎn)/℃ | 溶解性 | |
苯甲酸 | 122 | 1.27 | 249 | 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚 |
苯甲酸乙酯 | 150 | 1.05 | 211-213 | 微溶于熱水,溶于乙醇、乙醚 |
乙醇 | 46 | 0.79 | 78.5 | 易溶于水 |
乙醚 | 74 | 0.73 | 34.5 | 微溶于水 |
回答以下問(wèn)題:
(1)反應(yīng)裝置中分水器上方的儀器名稱(chēng)是______,其作用是____
(2)步驟①中加濃硫酸的作用是_________,加沸石的目的是______。
(3)步驟②中使用分水器除水的目的是_________。
(4)步驟③中加入碳酸鈉的目的是________ 。
(5)步驟④中有機(jī)層從分液漏斗的____(選填“上口倒出”或“下口放出”)。
(6)本實(shí)驗(yàn)所得到的苯甲酸乙酯產(chǎn)率是________%。
【答案】球形冷凝管 冷凝回流,減少反應(yīng)物乙醇的損失 作催化劑 防止暴沸 及時(shí)分離出產(chǎn)物水,促使酯化反應(yīng)的平衡正向移動(dòng) 除去硫酸及未反應(yīng)的苯甲酸 下口放出 89.6
【解析】
根據(jù)反應(yīng)原理,聯(lián)系乙酸與乙醇的酯化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng),結(jié)合苯甲酸、乙醇、苯甲酸乙酯、乙醚的性質(zhì)分析解答(1)~(5);
(6)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中使用的苯甲酸的質(zhì)量和乙醇的體積,計(jì)算判斷完全反應(yīng)的物質(zhì),再根據(jù)反應(yīng)的方程式計(jì)算生成的苯甲酸乙酯的理論產(chǎn)量,最后計(jì)算苯甲酸乙酯的產(chǎn)率。
(1)根據(jù)圖示,反應(yīng)裝置中分水器上方的儀器是球形冷凝管,乙醇容易揮發(fā),球形冷凝管可以起到冷凝回流,減少反應(yīng)物乙醇的損失;
(2) 苯甲酸與乙醇的酯化反應(yīng)需要用濃硫酸作催化劑,加入沸石可以防止暴沸;
(3) 苯甲酸與乙醇的酯化反應(yīng)中會(huì)生成水,步驟②中使用分水器除水,可以及時(shí)分離出產(chǎn)物水,促使酯化反應(yīng)的平衡正向移動(dòng),提高原料的利用率;
(4)步驟③中將反應(yīng)液倒入盛有80 mL冷水的燒杯中,在攪拌下分批加入碳酸鈉粉末,碳酸鈉可以與硫酸及未反應(yīng)的苯甲酸反應(yīng)生成二氧化碳,因此加入碳酸鈉的目的是除去硫酸及未反應(yīng)的苯甲酸;
(5)根據(jù)表格數(shù)據(jù),生成的苯甲酸乙酯密度大于水,在分液漏斗中位于下層,分離出苯甲酸乙酯,應(yīng)該從分液漏斗的下口放出;
(6) 12.2g苯甲酸的物質(zhì)的量==0.1mol,25mL乙醇的質(zhì)量為0.79g/cm3×25mL=19.75g,物質(zhì)的量為=0.43mol,根據(jù)可知,乙醇過(guò)量,理論上生成苯甲酸乙酯0.1mol,質(zhì)量為0.1mol×150g/mol=15g,實(shí)際上生成苯甲酸乙酯的質(zhì)量為12.8mL×1.05g/cm3=13.44g,苯甲酸乙酯產(chǎn)率=×100%=89.6%。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某合成氣的主要成分是一氧化碳和氫氣,可用于合成甲醚(CH3OCH3)等清潔燃料。由天然氣獲得該合成氣過(guò)程中可能發(fā)生的反應(yīng)有:
①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH1=+206.1 kJ·mol-1
②CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) ΔH2=+247.3 kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH3
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)在一密閉容器中進(jìn)行反應(yīng)①,測(cè)得CH4的物質(zhì)的量濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化如圖所示,則在10 min時(shí),改變的外界條件可能是__________________________。
(2)反應(yīng)③中ΔH3=_____________。800 ℃時(shí),反應(yīng)③的平衡常數(shù)K=1,測(cè)得該溫度下密閉容器中某時(shí)刻各物質(zhì)的物質(zhì)的量見(jiàn)下表:
CO | H2O | CO2 | H2 |
0.5 mol | 8.5 mol | 2.0 mol | 2.0 mol |
此時(shí)反應(yīng)③中正、逆反應(yīng)速率的關(guān)系式是_________(填代號(hào))。
a.v正>v逆 b.v正<逆 c.v正=v逆 d.無(wú)法判斷
(3)如圖2所示,在甲、乙兩容器中分別充入等物質(zhì)的量的CH4和CO2,使甲、乙兩容器初始容積相等。在相同溫度下發(fā)生反應(yīng)②,并維持反應(yīng)過(guò)程中溫度不變。已知甲容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間的變化如圖3所示,請(qǐng)?jiān)趫D3中畫(huà)出乙容器中CH4的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的圖像。___________
(4)某合成氣的主要成分中的一氧化碳,在一定條件下也可用NaOH溶液與CO反應(yīng)生成甲酸鈉(HCOONa),進(jìn)一步反應(yīng)生成甲酸來(lái)消除CO污染。常溫下將a mol的CO通入2 L b mol·L-1NaOH溶液中,恰好完全反應(yīng)生成甲酸鈉和含少量甲酸的混合溶液(假設(shè)溶液體積不變),測(cè)得溶液中c(Na+)=c(HCOO-),則該混合溶液中甲酸的電離平衡常數(shù)Ka=_________(用含a和b的代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】鋁粉與氧化鐵的混合物叫做鋁熱劑,發(fā)生的反應(yīng)稱(chēng)為鋁熱反應(yīng):2Al+Fe2O3→2Fe+Al 2O3,可用于焊接鐵軌。完成下列計(jì)算:
(1)若鋁熱劑中鋁粉和氧化鐵恰好完全反應(yīng),則該鋁熱劑中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___。(精確到0.001)
(2)將8.1g鋁粉與16g氧化鐵混合后充分反應(yīng),最多可制得鐵___g;將反應(yīng)后的固體混合物加入足量的稀鹽酸中,充分反應(yīng)后最多可生成氫氣____mol。
(3)23.52g某鋁熱劑在隔絕空氣的條件下充分反應(yīng)后,將固體溶解于200 mL5 mol/L的鹽酸中,完全溶解后溶液中c(H+)=0.2mol/L(溶液體積變化忽略不計(jì)),且無(wú)Fe3+。計(jì)算該鋁熱劑中鋁粉與氧化鐵的物質(zhì)的量分別是多少?___、___。
(4)取某鋁熱劑反應(yīng)后的固體,滴加4mol/L的NaOH溶液,當(dāng)加至30mL時(shí)固體質(zhì)量不再減小,且剩余固體質(zhì)量為7.2g,并收集到672 mL的氫氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。計(jì)算原鋁熱劑中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為多少?(精確到0.001)____
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示,下列關(guān)于該有機(jī)物的性質(zhì)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )
A. 1mol該物質(zhì)可與4mol氫氧化鈉溶液反應(yīng)
B. 與NaHCO3溶液反應(yīng)可以產(chǎn)生CO2氣體
C. 該物質(zhì)與H2反應(yīng),1mol該物質(zhì)最多消耗3mol H2
D. 該物質(zhì)可以使酸性KMnO4溶液褪色,也可發(fā)生消去反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET),俗稱(chēng)滌綸樹(shù)脂,是一種重要的有機(jī)高分子材料。其結(jié)構(gòu)為。利用有機(jī)物A合成PET的路線如圖。
已知:①;②。
根據(jù)題意回答下列問(wèn)題:
(1)A的名稱(chēng)是_______,C中所含官能團(tuán)的名稱(chēng)是______。
(2)H在一定條件下發(fā)生加聚反應(yīng)生成順式產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式___________。
(3)A→D、B→C的反應(yīng)類(lèi)型分別為______、______。
(4)寫(xiě)出C+F→PET的化學(xué)反應(yīng)方程式________。
(5)G是F的同系物,其相對(duì)分子質(zhì)量比F多28,G的核磁共振氫譜有三組峰,峰面積比為3:1:1,則符合該條件的G的同分異構(gòu)體共有___種,寫(xiě)出其中2種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式______。
(6)參照上述合成路線,以1,3-丁二烯為原料經(jīng)3步制得丁苯橡膠。(無(wú)機(jī)試劑任選)
I
I的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_____;反應(yīng)1的條件為_____;反應(yīng)2的反應(yīng)類(lèi)型為_____。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】“NaCl+CO2+NH3+H2O→NaHCO3↓+NH4Cl”是侯氏制堿法的重要反應(yīng)。下面是4位同學(xué)對(duì)該反應(yīng)涉及的有關(guān)知識(shí)發(fā)表的部分見(jiàn)解。錯(cuò)誤的是
A. 甲同學(xué)說(shuō):該條件下NaHCO3的溶解度較小
B. 乙同學(xué)說(shuō): NaHCO3不是純堿
C. 丙同學(xué)說(shuō):析出 NaHCO3固體后的溶液中只含氯化銨
D. 丁同學(xué)說(shuō):該反應(yīng)是在飽和食鹽水中先通入氨氣,再通入二氧化碳
【答案】C
【解析】反應(yīng)中只有碳酸氫鈉沉淀生成,所以該條件下NaHCO3的溶解度較小,故A正確;純堿是Na2CO3,NaHCO3是小蘇打,故B正確;析出 NaHCO3固體后的溶液仍是NaHCO3的飽和溶液,含氯化銨、NaHCO3等,故C錯(cuò)誤;在飽和食鹽水中先通入氨氣使溶液呈堿性,再通入二氧化碳,增大二氧化碳的溶解度,故D正確。
【題型】單選題
【結(jié)束】
18
【題目】NA為阿伏伽德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是
A. 1mol OH- 含有的電子數(shù)目為 NA
B. 1L 1 mol·L-1 Na2CO3 溶液中含有的 CO32-數(shù)目為 NA
C. 0.5mol 苯中含有碳碳雙鍵的數(shù)目為 1.5NA
D. 24 克 O3 中氧原子的數(shù)目為 1.5NA
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在如圖裝置中,燒瓶中充滿干燥氣體a。將滴管中的液體b擠入燒瓶?jī)?nèi),輕輕振蕩燒瓶,然后打開(kāi)彈簧夾f,燒杯中的液體b呈噴泉狀噴出,最終幾乎充滿整個(gè)燒瓶。a和b可能是( )
a(干燥氣體) | b(液體) | |
① | NH3 | 水 |
② | CO2 | 飽和NaOH溶液 |
③ | Cl2 | 飽和食鹽水 |
④ | NO2 | 水 |
⑤ | HCl | 0.1 mol·L1AgNO3溶液 |
A. ①②③B. ①②⑤C. ②④⑤D. ①②④
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知1mol氫氣和氧氣完全燃燒生成水蒸氣放出241.8千焦熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是
A. 2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)+241.8kJ
B. H2(g)+1/2O2(g)→H2O(s)+241.8 kJ
C. H2(g)+1/2O2(g)→H2O(g)-241.8 kJ
D. H2O(g)→H2(g)+1/2O2(g)-241.8 kJ
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】Na、Al、Fe都是重要的金屬元素。下列說(shuō)法正確的是
A.氧化物都是堿性氧化物
B.氫氧化物都是白色固體
C.單質(zhì)都可以與水反應(yīng)
D.單質(zhì)在空氣中都形成致密氧化膜
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