Ⅰ.有学生用五氧化二磷作为乙醇脱水制乙烯的催化剂,进行相关实验。按如表所示的量和反应条件在三颈瓶中加入一定量P2O5,再注入95%的乙醇,并加热,观察现象。
实验 |
P2O5/g |
95%乙醇量/mL |
加热方式 |
实验1 |
2 |
4 |
酒精灯 |
实验2 |
2 |
4 |
水浴70 |
实验结果如下:
实验 |
实验现象 |
||
三颈瓶 |
收集瓶 |
试管 |
|
实验1 |
酒精加入时,立刻产生白雾,当用酒精灯加热时,有气泡产生,并逐渐沸腾,生成黏稠状液体 |
有无色液体 |
溶液褪色 |
实验2 |
酒精加入时,立刻产生白雾,当用水浴加热时,不产生气泡,一段时间后,反应瓶内生成黏稠状液体 |
有无色液体 |
溶液不褪色 |
根据上述材料,完成下列填空。
写出实验室用乙醇制乙烯的化学方程式: 。
(2)上图装置中冷凝管的作用是 。
(3)实验1使溴的四氯化碳溶液褪色的物质是 (写结构简式)
(4)根据实验1、2可以推断:
①以P2O5作为催化剂获得乙烯的反应条件是 。
②P2O5与95%乙醇在水浴70℃加热条件下(三颈瓶、收集瓶中的液体经检验为磷酸三乙酯)可以发生的有机反应的类型是 反应。
II.下图所示装置工作时均与H2有关。
①图1所示装置中阳极的电极反应式为 。
②图2所示装置中,通入H2一极的电极反应式为 。
③某同学按图3所示装置进行实验,实验结束后,将玻璃管内固体物质冷却后,溶于稀硫酸,充分反应后,滴加KSCN溶液,溶液不变红,再滴入新制氯水,溶液变为红色。该同学据此得出结论:铁与水蒸气反应生成FeO和H2。该结论 (填“严密”或“不严密”),你的理由是 (用离子方程式表示)。
(15分)甲醇是基本有机化工原料。甲醇及其可制得产品的沸点如下。
(1)在425℃、A12O3作催化剂,甲醇与氨气反应可以制得二甲胺。二甲胺显弱碱性,与盐酸反应生成(CH3)2NH2Cl ,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
(2)甲醇合成二甲基甲酰胺的化学方程式为:
若该反应在常温下能自发进行,则△H 0 (填“ > ”、“ < ”或“ = " )。
(3)甲醇制甲醚的化学方程式为:2CH3OHCH3OCH3+H2O △H。一定温度下,在三个体积均为1.0L 的恒容密闭容器中发生该反应。
①x/y= 。
②已知387℃时该反应的化学平衡常数K=4。若起始时向容器I中充入0.1 mol CH3OH、0.15 mol CH3OCH3和0.10 mol H2O,则反应将向 (填“正”或“逆”)反应方向进行。
③容器Ⅱ中反应达到平衡后,若要进一步提高甲醚的产率,可以采取的措施为 。
(4)以甲醇为主要原料,电化学合成碳酸二甲酯工作原理如下图所示。
电源负极为 (填“A”或“B"),写出阳极的电极反应式 。
若参加反应的O2为 1.12m 3(标准状况),则制得碳酸二甲酯的质量为 kg。
有关下列物质分子结构特征描述正确的是
A.乙烯容易与溴的四氯化碳溶液发生反应,且1mol乙烯完全加成消耗1mol溴单质,证明乙烯分子里含有一个碳碳双键 |
B.苯分子的结构中存在碳碳单键和碳碳双键交替出现的结构 |
C.和属于同一种物质,不能用来解释甲烷是一种正四面体结构 |
D.1mol CH3CH2OH与Na完全反应只生成0.5 mol H2,不能说明乙醇分子中有一个氢原子与其它氢原子不同 |
醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如图所示。可能用到的有关数据如下:
|
相对分子质量 |
密度/(g•cm-3) |
沸点/℃ |
溶解性 |
环乙醇 |
100 |
0.9618 |
161 |
微溶于水 |
环己烯 |
82 |
0.8102 |
83 |
难溶于水 |
合成反应:在a中加入20g环己醇和2小片碎瓷片,冷却搅动下慢慢加入1mL浓硫酸。b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过90℃。
分离提纯:将馏出物倒入分液漏斗中依次用少量5%碳酸钠溶液和蒸馏水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙,最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是 _____________。
(2)加入碎瓷片的作用是__________,如果加热一段时间后发现忘记加碎瓷片,应该采取的正确操作是____________(填正确答案标号)
A.立即补加 B.冷却后补加 C.不需补加 D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的有机副产物为 _____________ ____。
(4)在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的______(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_________________________。
(6)本实验所得到的环己烯产率是____________。
(共14分)化合物A(C11H10O5)在NaOH溶液中加热反应后再酸化可得到化合物B和C。试回答下列问题:
(1)B的分子式为C2H4O2,分子中只有一个官能团。则B的结构简式 ,B与乙醇在浓H2SO4催化下加热反应生成具有水果香味的物质。该反应的化学方程式为: 。该反应类型是 。
(2)试写出二种能发生银镜反应的B的同分异构体结构简式 、 。
(3)C是芳香族化合物,其相对分子质量为180,含C.H.O三种元素,其中氧元素的质量分数为,则C的分子式是 。
(4)根据下列有关C的结构信息,确定其结构简式 。
a、苯环上有三个相邻取代基,其中一个取代基无支链且含有能使Br2/CCl4溶液褪色的官能团和能与NaHCO3溶液反应产生气体的官能团;另二个取代基完全相同。
b、苯环上一氯代物仅有2种。
(5)C有很多同分异构体,其中与C具有相同取代基的同分异构体还有 种(不包括C)。
(6)写出A在足量NaOH溶液中加热反应的化学方程式 。
(每空2分,共12分)实验室以草酸(HOOC—COOH)和乙醇为原料制备草酸二乙酯的实验步骤如下:
步骤1:在上图所示装置中,加入无水草酸45g,无水乙醇81g,苯200mL,浓硫酸10mL,搅拌下加热68-70℃回流共沸脱水。
步骤2:待水基本蒸完后,分离出乙醇和苯。
步骤3:所得混合液冷却后依次用水、饱和碳酸氢钠溶液洗涤,再用无水硫酸钠干燥。
步骤4:常压蒸馏,收集182-184℃的馏分,得草酸二乙酯57g。
(1)步骤1中发生反应的化学方程式是 ,反应过程中冷凝水应从 (填“a”或“b”)端进入。
(2)步骤2操作为 。
(3)步骤3用饱和碳酸氢钠溶液洗涤的目的是 。
(4)步骤4除抽气减压装置外所用玻璃仪器有蒸馏烧瓶、冷凝管、接液管、锥形瓶和 。
(5)本实验中,草酸二乙酯的产率为 。
下图为某化学兴趣小组设计的乙醇氧化的实验装置(图中加热仪器、铁架台、铁夹等均未画出)。图中:A为无水乙醇(沸点为78℃),B为绕成螺旋状的细铜丝或银丝,C为无水CuSO4粉末,D为碱石灰,F为新制的碱性Cu(OH)2悬浊液。
请回答下列问题:
(1)如图所示连接好装置后,在加入试剂之前,应先 ____ 。(操作名称)
(2)在上述装置中,实验时需要加热的仪器为(填仪器或某部位的代号) 。
为使A中乙醇平缓均匀的气化成乙醇蒸气,常采用的操作方法是 。
(3)图中D处使用碱石灰的作用是 。
(4)C处观察到的现象是 ,F中观察到的现象是 ,说明B处发生的反应方程式是 。
(1)探究一溴环己烷与NaOH的醇溶液共热发生的是水解反应还是消去反应,甲、乙两位同学分别设计如下两个实验方案:
甲:向反应混合物中滴入稀HNO3中和NaOH,后滴入AgNO3溶液,若有浅黄色沉淀,则可以证明发生了消去反应。
乙:向反应混合物中滴入溴水,若溶液颜色很快褪去,则可证明发生了消去反应。请评价上述两个方案是否合理,并说明理由。
甲:_________,______________________________________________________。
乙:_________,______________________________________________________。
(2)如图所示为实验室制取少量硝基苯的装置.根据题意完成下列填空:
①写出制取硝基苯的化学方程式_______________________。
②长玻璃导管的作用是_______________________。
③硝基苯有毒,如果少量的液体溅在皮肤上,应用 擦洗.
A.苯 | B.酒精 | C.硫酸 | D.水. |
(3)某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验.
甲和乙两个水浴作用不相同.甲的作用是 ;
乙的作用是______________。
(15分)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l所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水,搅拌溶解。稍冷,加入10 mL苯甲醛。开启搅拌器,调整转速,使搅拌平稳进行。加热回流约40 min。
②停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20 mL,摇动均匀,冷却至室温。然后用乙醚萃取三次,每次10 mL。水层保留待用。合并三次萃取液,依次用5 mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,10 mL 10%碳酸钠溶液洗涤,10 mL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2 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30 mL浓盐酸和30 mL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 (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 ,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 ,锥形瓶上要加塞的原因是 ,产品A为 。
(4)步骤③中蒸馏除去乙醚的过程中采用的加热方式为 ;蒸馏得产品A的加热方式是 。
(5)步骤④中提纯产品B时所用到的实验方法为 。
(14分)环己酮是重要化工原料,可用于制造尼龙、己二酸等产品。可以尝试用次氯酸钠氧化环己醇制环己酮:
(1)实验中盛装NaClO溶液的仪器比普通分液漏斗多了一个侧管,此设计的目的为 。
(2)次氯酸钠氧化环己醇的反应放出大量的热,为了将体系温度维持在30~35 ℃,除了用冰水浴冷却外,采取的措施还可能有____,并应在三颈瓶的A端口处应补加 (仪器名称)。
(3)实验过程中NaClO溶液氧化环己醇的化学方程式为 。
(4)为将溶液的pH调至中性,可以加入的试剂是 。
A、防止因温差过大,水冷凝管易炸裂
B、空气冷凝管结构简单,易于安装
C、空气冷凝管冷凝效果更佳
(6)计算本实验过程中环己酮的产率 。
(12分)某实验小组用无水乙醇、乙酸与浓硫酸制取乙酸乙酯并提纯,已知乙醇可以和氯化钙反应生成微溶的CaCl2·6C2H5OH。请回答下列问题:
(1)制备乙酸乙酯装置如图所示,虚框内玻璃仪器名称为 ;冷凝水流经冷凝管时应从 口进入(填“a”或“b”);
(2)生成乙酸乙酯的化学反应方程式为 ;
(3)下列措施可提高乙酸的转化率可采取的有( )
A.增加乙醇的用量 B.蒸出乙酸乙酯
C.增加乙酸的用量 D.冷凝管中通热水
(4)实验所得乙酸乙酯远低于理论产量的可能原因 。(写出其中两种)
(5)为了除去粗产品其中的醋酸,可向产品中加入 溶液,在分液漏斗中充分振荡,然后静置,待分层后 (填选项)。
A.直接将有机层从分液漏斗上口倒出
B.直接将有机层从分液漏斗下口放出
C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将有机层从下口放出
D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将有机层从上口倒出
(6)再向得到的有机物粗产品中加入饱和氯化钙溶液,振荡、分离。加入饱和氯化钙溶液的目的是 。
(7)最后,加入干燥剂除去其中的水分,再进行 (填操作),即可得到纯净的乙酸乙酯。
正丁醚常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的反应和主要实验装置如下:2CH3CH2CH2CH2OH(CH3CH2CH2CH2)2O,反应物和产物的相关数据如下表:
|
相对分子质量 |
沸点/℃ |
密度/(g/cm3) |
水中的溶解性 |
正丁醇 |
74 |
117.2 |
0.8109 |
微溶 |
正丁醚 |
130 |
142.0 |
0.7704 |
几乎不溶 |
①将6 mL浓硫酸和37 g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。
②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间。
③分离提纯:待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70 mL水的温度分液漏斗中,振摇后静置,分液得粗产物。
④粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,分液后加入约3g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚11 g。请回答:
(1)步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为:应先加 。
(2)加热A前,需先从 (填“a”或“b”)口向B中通入水。
(3)步骤③的目的是初步洗去 ,振摇后静置,粗产物应 (填“上”或“下”)口倒出。
(4)步骤③中最后一次水洗的目的为 。
(5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集 (填选项字母)左右的馏分。
A.100℃ B.117℃ C.135℃ D.142℃
(6)反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A。分水器中上层液体的主要成分为 ,下层液体的主要成分为 。
(7)本实验中,正丁醚的产率为 (精确到1%)。
相对分子质量均为88的饱和一元醇和饱和一元羧酸发生酯化反应,生成酯的结构可能有(不考虑立体异构)
A.8种 | B.12种 | C.16种 | D.18种 |
(14分) 三颈瓶在化学实验中的应用非常广泛,下面是三颈瓶在部分无机实验或有机实验中的一些应用。
Ⅰ.在如图所示装置中进行氨的催化氧化实验:往三颈瓶内的浓氨水中不断通入空气,将红热的铂丝插入瓶中并接近液面。反应过程中,可观察到瓶中有红棕色气体产生,铂丝始终保持红热。下列有关说法错误的是 。
A.反应后溶液中含有 |
B.反应后溶液中C()增大 |
C.实验过程中有化合反应发生 |
D.实验过程中的电离程度不可能发生变化 |
Ⅱ.有学生用五氧化二磷作为乙醇脱水制乙烯的催化剂,进行相关实验。按如表所示的量和反应条件在三颈瓶中加入一定量,再注入95%的乙醇,并加热,观察现象。
实验 |
95%乙醇量/mL |
加热方式 |
|
实验1 |
2 |
4 |
酒精灯 |
实验2 |
2 |
4 |
水浴70 |
实验结果如下:
实验 |
实验现象 |
||
三颈瓶 |
收集瓶 |
试管 |
|
实验1 |
酒精加入时,立刻产生白雾,当用酒精灯加热时,有气泡产生,并逐渐沸腾,生成黏稠状液体 |
有无色液体 |
溶液褪色 |
实验2 |
酒精加入时,立刻产生白雾,当用水浴加热时,不产生气泡,一段时间后,反应瓶内生成黏稠状液体 |
有无色液体 |
溶液不褪色 |
根据上述材料,完成下列填空。
(1)写出实验室用乙醇制乙烯的化学方程式: 。
(2)上图装置中冷凝管的作用是 ,进水口为 (填“a”或“b”),浓硫酸的作用是 。
(3)实验1使溴的四氯化碳溶液褪色的物质是 。
(4)实验2中,水浴加热所需仪器有 (加热、夹持仪器,石棉网除外)。
(5)三颈瓶、收集瓶中的液体经检验为磷酸三乙酯,写出三颈瓶中生成磷酸的化学方程式: 。
(6)根据实验1、2可以推断:
①以作为催化剂获得乙烯的反应条件是 。
②与95%乙醇在水浴70℃加热条件下可以发生的有机反应的类型是 反应。
(10分)(1)维生素A的结构简式如下:
1 mol维生素A最多可与______mol H2发生加成反应。维生素A________(填“属于”或“不属于”)芳香化合物。
(2)在有机反应中,反应物相同而条件不同,可得到不同的主产物,下式中R代表烃基,副产物均已略去。
(Ⅰ)
(请注意H和Br加成的位置)
(Ⅱ)
请写出实现下列转变的各步反应的化学方程式,写明反应条件。
①由CH3CH2CH2CH2Br分两步转变为CH3CH2CHBrCH3:_________________________________;
②由(CH3)2CHCH===CH2分两步转变为(CH3)2CHCH2CH2OH:______________________________。