下图中的实验装置可以用于实验室制取乙炔。请填空:(1)图中A管的作用是______________,制取乙炔的化学反应方程式为____________________________。(2)乙炔通入酸性KMnO4溶液中,发生___________反泣,可以观察到__________________。现象,若通入溴水中,发生______________反应。(3)乙炔燃烧时的现象为____________________,为了安全,点燃乙炔前应先______________。
有机碱,例如二甲基胺( )、苯胺( )、吡啶( )等,在有机合成中应用很普遍,目前"有机超强碱"的研究越来越受到关注。以下为有机超强碱F的合成路线:
已知如下信息:
①H 2C=CH 2 → 乙二醇二甲醚 / △ CC l 3 COONa
② +RNH 2 → − 2 HCl NaOH
③苯胺与甲基吡啶互为芳香同分异构体
回答下列问题:
(1)A的化学名称为 。
(2)由B生成C的化学方程式为 。
(3)C中所含官能团的名称为 。
(4)由C生成D的反应类型为 。
(5)D的结构简式为 。
(6)E的六元环芳香同分异构体中,能与金属钠反应,且核磁共振氢谱有四组峰,峰面积之比为6:2:2:1的有 种,其中,芳香环上为二取代的结构简式为 。
Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题:
(1)基态Fe 2+与Fe 3+离子中未成对的电子数之比为 。
(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I 1)如表所示。I 1(Li)>I 1(Na),原因是 。 I 1(Be)>I 1(B)>I 1(Li),原因是 。
I 1/(kJ•mol ﹣ 1)
Li
520
Be
900
B
801
Na
496
Mg
738
Al
578
(3)磷酸根离子的空间构型为 ,其中P的价层电子对数为 、杂化轨道类型为 。
(4)LiFePO 4的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。每个晶胞中含有LiFePO 4的单元数有 个。
电池充电时,LiFePO 4脱出部分Li +,形成Li 1 ﹣ xFePO 4,结构示意图如(b)所示,则x= ,n(Fe 2+):n(Fe 3+)= 。
硫酸是一种重要的基本化工产品。接触法制硫酸生产中的关键工序是SO 2的催化氧化:SO 2(g) + 1 2 O 2(g) → 钒催化剂 SO 3(g)△H=﹣98kJ•mol ﹣ 1.回答下列问题:
(1)钒催化剂参与反应的能量变化如图(a)所示,V 2O 5(s)与SO 2(g)反应生成VOSO 4(s)和V 2O 4(s)的热化学方程式为: 。
(2)当SO 2(g)、O 2(g)和N 2(g)起始的物质的量分数分别为7.5%、10.5%和82%时,在0.5MPa、2.5MPa和5.0MPa压强下,SO 2平衡转化率α随温度的变化如图(b)所示。反应在5.0MPa、550℃时的α= ,判断的依据是 。影响α的因素有 。
(3)将组成(物质的量分数)为2m% SO 2(g)、m% O 2(g)和q% N 2(g)的气体通入反应器,在温度t、压强p条件下进行反应。平衡时,若SO 2转化率为α,则SO 3压强为 ,平衡常数K p= (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。
(4)研究表明,SO 2催化氧化的反应速率方程为:v=k( α α ′ − 1) 0.8(1﹣nα′)式中:k为反应速率常数,随温度t升高而增大;α为SO 2平衡转化率,α′为某时刻SO 2转化率,n为常数。在α′=0.90时,将一系列温度下的k、α值代入上述速率方程,得到v~t曲线,如图(c)所示。
曲线上v最大值所对应温度称为该α′下反应的最适宜温度t m.t<t m时,v逐渐提高;t>t m后,v逐渐下降。原因是 。
为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列电池装置进行实验。
(1)由FeSO 4•7H 2O固体配制0.10mol•L ﹣ 1FeSO 4溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、 (从下列图中选择,写出名称)。
(2)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u ∞)应尽可能地相近。根据下表数据,盐桥中应选择 作为电解质。
阳离子
u ∞×10 8/(m 2•s ﹣ 1•V ﹣ 1)
阴离子
Li +
4.07
HCO 3 ﹣
4.61
Na +
5.19
NO 3 ﹣
7.40
Ca 2+
6.59
Cl ﹣
7.91
K +
7.62
SO 4 2 ﹣
8.27
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知,盐桥中的阳离子进入 电极溶液中。
(4)电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe 2+)增加了0.02mol•L ﹣ 1.石墨电极上未见Fe析出。可知,石墨电极溶液中c(Fe 2+)= 。
(5)根据(3)、(4)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为 ,铁电极反应式为 。因此,验证了Fe 2+氧化性小于 ,还原性小于 。
(6)实验前需要对铁电极表面活化。在FeSO 4溶液中加入几滴Fe 2(SO 4) 3溶液,将铁电极浸泡一段时间,铁电极表面被刻蚀活化。检验活化反应完成的方法是 。
羟基乙酸钠易溶于热水,微溶于冷水,不溶于醇、醚等有机溶剂。制备少量羟基乙酸钠的反应为ClCH2COOH+2NaOH→HOCH2COONa+NaCl+H2O△H<0
实验步骤如下:
步骤1:在如图所示装置的反应瓶中,加入40g氯乙酸、50mL水,搅拌。逐步加入40% NaOH溶液,在95℃继续搅拌反应2小时,反应过程中控制pH约为9。
步骤2:蒸出部分水至液面有薄膜,加少量热水,趁热过滤。滤液冷却至15℃,过滤得粗产品。
步骤3:粗产品溶解于适量热水中,加活性炭脱色,分离掉活性炭。
步骤4:将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中,冷却至15℃以下,结晶、过滤、干燥,得羟基乙酸钠。
(1)步骤1中,如图所示的装置中仪器A的名称是 ;逐步加入NaOH溶液的目的是 。
(2)步骤2中,蒸馏烧瓶中加入沸石或碎瓷片的目的是 。
(3)步骤3中,粗产品溶解于过量水会导致产率 ( 填“增大”或“减小”);去除活性炭的操作名称是 。
(4)步骤4中,将去除活性炭后的溶液加到适量乙醇中的目的是 。