1.(2015上海)
甲醛是深受关注的有机化合物。甲醛含量的测定有多种方法,例如:在调至中性的亚硫酸钠溶液中加入甲醛水溶液,经充分反应后,产生的氢氧化钠的物质的量与甲醛的物质的量相等,然后用已知浓度的硫酸滴定氢氧化钠。
完成下列填空:
37.将4.00 mL甲醛水溶液加入到经调至中性的亚硫酸钠溶液中,充分反应后,用浓度为1.100
mol/L的硫酸滴定,至终点时耗用硫酸20.00 mL。
甲醛水溶液的浓度为mol/L。
38.上述滴定中,若滴定管规格为50mL,甲醛水溶液取样不能超过mL。
39.工业甲醛含量测定的另一种方法:在甲醛水溶液中加入过氧化氢,将甲醛氧化为甲酸,
然后用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定。
HCHO + H2O2 → HCOOH + H2O
NaOH + HCOOH → HCOONa + H2O
已知H2O2能氧化甲酸生成二氧化碳和水。
如果H2O2用量不足,会导致甲醛含量的测定结果(选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”),因为;如果H2O2过量,会导致甲醛含量的测定结果(选填“偏高”、“偏低”或“不受影响”),因为。
40.甲醛和新制氢氧化铜的反应显示了甲醛的还原性,发生反应的化学方程式通常表示如下:
△
HCHO + 2 Cu(OH)2HCOOH + Cu2O↓ + 2H2O
若向足量新制氢氧化铜中加入少量甲醛,充分反应,甲醛的氧化产物不是甲酸或甲酸盐,设计一个简单实验验证这一判断。
①主要仪器:试管酒精灯
②可供选用的试剂:硫酸铜溶液甲醛甲酸氢氧化钠溶液
答案:37.11.0 38.10.00 39.偏低;HCHO未完全反应;偏低;部分HCHO被氧化;
40.向氢氧化钠溶液中滴加CuSO4溶液,振荡,然后加入甲酸,加热至沸。若出现砖红
色沉淀,表明甲酸或甲酸盐会继续与氢氧化铜反应,甲醛的氧化产物不是甲醛或甲酸盐。
2.2015浙江
(15分)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
(1)已知:
计算上述反应的△H=________ kJ·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K=____________(用α等符号表示)。
(3)工业上,通常在乙苯蒸汽中掺混水蒸气(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)示意图如下:
①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率,解释说明该事实___________。
②控制反应温度为600℃的理由是____________。
CH2CH3(g) CH CH2(g) + H2(g)
催化剂
(3)某研究机构用CO 2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:CO 2+H 2=CO +H 2O ,CO 2+C =2CO 。新工艺的特点有_________(填编号)。
①CO 2与H 2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CO 2资源利用
答案:(1)124 (2)22
c 22(1)(1)p n K p K V
αααα==
--或 (3)①正反应方向气体分子数增加,加入水蒸气稀释,相当于起减压的效果 ②600℃,乙苯的转化率和苯乙烯的选择性均较高。温度过低,反应速率慢,转化率低;温度过高,选择性下降。温度还可能使催化剂失活,且能耗大 (4)①②③④
3.(2014年全国新课标1卷)
乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、
装置示意图和有关数据如下:
实验步骤:
在A 中加入4.4 g 异戊醇、6.0 g 乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片。开始缓慢加热A ,回流50 min 。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO 4固体,静置片刻,过滤除去MgSO 4固体,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯3.9 g 。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称是________________。
(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是____________________________________,第二次水洗的主要目的是________________。
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后________(填标号)。
a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是___________________________________________。
(5)实验中加入少量无水MgSO4的目的是________。
(6)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是________(填标号)。
a.b.
C. d.
(7)本实验的产率是________(填标号)。
a.30% b.40% c.60% d.90%
(8)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏__________(填“高”或“低”),其原因是______________________________。
答案:
(1)球形冷凝管(2)洗掉大部分硫酸和醋酸洗掉碳酸氢钠(3)d(4)提高醇的转化率(5)干燥(6)b(7)c(8)高会收集少量未反应的异戊醇
4.(2014年全国新课标1卷)
(15分)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C
2H
5
OSO
3
H)。再水
解生成乙醇。写出相应的反应的化学方程式
(2)已知:
甲醇脱水反应①2CH
3OH(g)=CH
3
OCH
3
(g)+H
2
O(g) △H
1
=-23.9KJ·mol-1
甲醇制烯烃反应②2CH
3OH(g)=C
2
H
4
(g)+2H
2
O(g) △H
2
=-29.1KJ·mol-1
乙醇异构化反应③CH
3CH
2
OH(g)=CH
3
OCH
3
(g)) △H
3
=+50.7KJ·mol-1
则乙烯气相直接水合反应C
2H
4
(g)+H
2
O(g)=C
2
H
5
OH(g)的 △H
=KJ·mol-1
与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是:。(3)下图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H
2
O)
︰n(C
2H
4
)=1︰1)
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数K
=(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)
②图中压强P
1、P
2
、P
3
、P
4
的大小顺序为:,
理由是:
③气相直接水合法党采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度
290 ℃,压强6.9MPa,n(H
2O)︰n(C
2
H
4
)=0.6︰1。乙烯的转化率为5℅。若要
进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施
有:、
。
解题技法及答案
5.(2014全国大纲卷)
(15 分)
苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料——纳米氧化铜的重要前驱体之一。下面是它的一种实验室合成路线:
制备苯乙酸的装置示意图如下(加热和夹持装置等略):
已知:苯乙酸的熔点为76.5 ℃,微溶于冷水,溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)在250 mL三口瓶a中加入70 mL70%硫酸。配制此硫酸时,加入蒸馏水与浓硫酸的先后顺序是
(2)将a中的溶液加热至100 ℃,缓缓滴加40 g苯乙腈到硫酸溶液中,然后升温至130 ℃
D.直形冷凝管E.玻A.分液漏斗B.漏斗C.烧杯
璃棒
(4)用CuCl2?2H2O和NaOH溶液制备适量Cu(OH)2沉淀,并多次用蒸馏水洗涤沉
(5)将苯乙酸加人到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后,加入Cu(OH)2搅拌30min,
答案:
⑴先加水、再加入浓硫酸(1分)
⑵滴加苯乙腈(1分)球形冷凝管(1分) 回流(或使气化的反应液冷凝)(1分)
便于苯乙酸析出(2分) BCE(全选对2分)
⑶重结晶(1分) 95%( 2分)
⑷取少量洗涤液、加人稀硝酸、再加AgN03溶液、无白色浑浊出现(2分)
⑸增大苯乙酸溶解度,便于充分反应(2分)
6.(2014浙江卷)
(14分)葡萄糖酸钙是一种可促进骨骼生长的营养物质。葡萄糖酸钙可通过以下反应制得:
相关物质的溶解性见下表:
实验流程如下:
请回答下列问题:
(1)第①步中溴水氧化葡萄糖时,下列装置最合适的是________。
制备葡萄糖酸钙的过程中,葡萄糖的氧化也可用其它试剂,下列物质中最适合的是
________。
A.新制Cu(OH)2悬浊液B.酸性KMnO4溶液
C.O2/葡萄糖氧化酶D.[Ag(NH3)2]OH溶液
(2)第②步充分反应后CaCO3固体需有剩余,其目的是________;本实验中不宜用CaCl2替代CaCO3,理由是________。
(3)第③步需趁热过滤,其原因是________。
(4)第④步加入乙醇的作用是________。
(5)第⑥步中,下列洗涤剂最合适的是________。
A.冷水B.热水C.乙醇D.乙醇-水混合溶液
7.(2014上海卷)
工业上常常利用物质的酸碱性分离混合物.某一混合物含苯酚、苯甲醇、苯甲酸和苯胺四种物质,其分离方案如图.
已知:(1)苯胺()有弱碱性,可与盐酸等反应生成盐;
(2)常温下,苯胺、苯酚、苯甲酸、苯甲醇微溶于水,但均易溶于有机溶剂.回答下列问题:
(1)写名称:物质2是物质4是
(2)写出A、C的化学式:AC
(3)写出反应②的化学方程式:
考点:物质分离、提纯的实验方案设计
分析:苯酚、苯甲酸呈酸性,苯胺呈碱性,苯甲醇为中性,可先加氢氧化钠或碳酸钠溶液,苯酚、苯甲酸与氢氧化钠反应生成溶于水的盐,则水层中含有苯酚钠、苯甲酸钠,在溶液中通入二氧化碳气体,可得到苯酚,分离后在水中加入盐酸可得到苯甲酸,则A为NaOH溶液,B为二氧化碳,C为盐酸,物质1为苯甲酸,物质2为苯酚;苯甲醇、苯胺中加入盐酸,苯胺生成盐,溶于水,在水层中加入氢氧化钠可得到苯胺;则物质3为苯胺,物质4为苯甲醇.
解答:解:苯甲醇和苯胺均与不与碱液反应,因此首先用NaOH溶液或Na2CO3溶液将四种物质分为两类;苯甲醇、苯甲酸、苯胺微溶于水,因此有机溶剂萃取后水层是苯甲酸钠和苯酚钠的混合液,而有机层是苯甲醇和苯胺的混合液;苯胺显碱性,因此可以加入盐酸转化为盐与苯甲醇分离,即物质4是苯甲醇;苯胺形成的盐再与氢氧化钠反应又转化为苯胺,即物质3是苯胺;根据酸性强弱顺序可知,向苯酚钠和苯甲酸钠的混合液中通入CO2即可将苯酚转化为苯酚,即物质2是苯酚;盐酸的酸性强于苯甲酸,所以向苯甲酸钠的溶液中加入盐酸可以生成苯甲酸,即物质1是苯甲酸,
(1)根据以上分析可知物质2为苯酚,物质4为苯甲醇,故答案为:苯酚;苯甲醇;
(2)A为碱性溶液,可以为NaOH溶液或Na2CO3溶液;C 强酸,可以用盐酸,化学式为HCl,
故答案为:NaOH(或Na2CO3);HCl;
(3)反应②加入的B为二氧化碳气体,苯酚钠与二氧化碳反应生成苯酚和碳酸氢钠,反应得到化学方程式为:C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3,
故答案为:C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3.
8. (2013全国新课标卷)
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下:
可能用到的有关数据如下:
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:
反应粗产物倒入漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,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副产物的结构简式为
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并;在本实验中,产物应该从分液漏斗的(填“上口倒出”或“下口倒出”)
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有(填正确答案标号)A、圆底烧瓶B、温度计C、吸滤瓶D、球形冷凝管E、接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是(填正确答案标号)
A、41%
B、50%
C、61%
D、70%
答案
9. (2013全国新课标卷)
二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
(i)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=—90.1kJ?mol—1
(ii)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=—49.0kJ?mol—1
水煤气变换反应:
(iii)CO(g)+H2O(g)=CO2(g) +H2(g) △H=—41.1kJ?mol—1
二甲醚合成反应:
(iv)2CH3OH(g)=CH3OCH3+H2O(g) △H=—24.5kJ?mol—1
回答下列问题:
(1)Al2O3是合成气直接制备二甲醚反应催化剂的主要成分之一。工业上从铝土矿制备较高纯度Al2O3的主要工艺流程是
(以化学方程式表示)。
(2)分析二甲醚合成反应(iv)对于CO转化率的影响
(3)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为
,根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响
(4)有研究者在催化剂(含Cu-Zn-Al-O和Al2O3)、压
强为5.0MPa的条件下,由H2和CO直接制备二甲醚,结
果如右图所示,其中CO转化率随温度升高而降低的原因
是
(5)二甲醚直接燃料电池具有启动快、效率高等优点,其能量密度高于甲醇直接燃料电池(5.93kW?h?kg—1)。若电解质为酸性,二甲醚直接燃料电池的负极反应为
,一个二甲醚分子经过电化学氧化,可以产生个电子的电量;该电池的理论输出电压为1.20V,能量密度
E=
(列式计算。能量密度=电池输出电能/燃料质量,1kW?h=3.6×106J)。
10.(2013全国新课标卷)
正丁醛是一种化工原料。某实验小组利用如下装置合成正丁醛。
发生的反应如下: CH 3CH 2CH 2CH 2OH
CH 3CH 2CH 2CHO
反应物和产物的相关数据列表如下:
沸点/℃ 密度/(g ·cm -3
) 水中溶解性 正丁醇 11.72
0.8109 微溶 正丁醛
75.7
0.8017
微溶
实验步骤如下:
将6.0gNa 2Cr 2O 7放入100mL 烧杯中,加30mL 水溶解,再缓慢加入5mL 浓硫酸,将所得溶液小心转移至B 中。在A 中加入4.0g 正丁醇和几粒沸石,加热。当有蒸汽出现时,开始滴加B 中溶液。滴加过程中保持反应温度为90—95℃,在E 中收集90℃以下的馏分。将馏出物倒入分液漏斗中,分去水层,有机层干燥后蒸馏,收集75—77℃馏分,产量2.0g 。 回答下列问题:
(1)实验中,能否将Na 2Cr 2O 7溶液加到浓硫酸中,说明理由。
(2)加入沸石的作用是。若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是 。 (3)上述装置图中,B 仪器的名称是,D 仪器的名称是。
(4)分液漏斗使用前必须进行的操作是(填正确答案标号)。
a.润湿 b.干燥 c.检漏 d.标定
(5)将正丁醛粗产品置于分液漏斗中分水时,水在层(填“上”或“下”)
(6)反应温度应保持在90—95℃,其原因是。
(7)本实验中,正丁醛的产率为%。
答案:
(1)不能易迸溅。
(2)防止暴沸冷却后补加
(3)分液漏斗直形冷凝管
(4)c
(5)下
(6)既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化
(7)51
(1)不能将Na2Cr2O7溶液加到浓硫酸中,因为浓硫酸的密度大,容易发生迸溅。
(2)加入沸石的作用是防止暴沸,若加热后发现未加沸石,应该冷却后补加。
(3)B仪器的名称是分液漏斗,D仪器的名称直形冷凝管。
(4)分液漏斗使用前必须进行的第一项操作是检漏
(5)正丁醛密度为0.8017 g·cm-3,小于水的密度
(6)根据题目所给反应物和产物的沸点数据可知,反应温度保持在90—95℃,既可保证正丁醛及时蒸出,又可尽量避免其被进一步氧化。
(7)设正丁醛的产率为x %,根据关系式
C4H10O ——C4H8O
74 72
4x 2
解得:x=51
【考点定位】有机化学实验、反应原理、基本操作、化学计算
11.(2012全国新课标1卷)
溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:
按下列合成步骤回答问题
(1)在a中加入15mL无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0mL液态溴。向a中滴入几滴溴,有白色烟雾产生,是因为生成了______气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是_____________;
(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:
①向a中加入10mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;
②滤液依次用10mL水、8mL10%的NaOH溶液、10mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是_____
③向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是_____
(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为___,要进一步提纯,下列操作中必须的是____(填入正确选项前的字母);
A.重结晶
B.过滤
C.蒸馏
D.萃取
(4)在该实验中,a的容积最适合的是___(填入正确选项前的字母)。
A.25mL
B.50mL
C.250mL
D.500mL
答案
(1)HBr;吸收HBr和Br2
(2)②除去HBr和未反应的Br2;③干燥
(3)苯;C
(4)B
12.(2012广东卷)
苯甲酸广泛应用于制药和化工行业。某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸。反应原理
实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应,按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯。
已知:苯甲酸分子量是122,熔点122.4℃,在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g;纯净固体有机
物一般都有固定熔点。
(1)操作Ⅰ为________,操作Ⅱ为________。
(2)无色液体A是,定性检验A的试剂是________,现象是________________________。
(3)测定白色固体B的熔点,发现其在115℃开始熔化,达到130℃时仍有少量不熔。该同学推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物,设计了如下方案进行提纯和检验,实验结果表明推测正确。请在答题卡上完成表中内容。
(4)纯度测定:称取1.220g产品,配成100ml甲醇溶液,移取25.00ml溶液,滴定,消耗KOH的物质的量为2.40×10-3mol。产品中甲苯酸质量分数的计算表达式为_________,计算结果为________(保留两位有效数字)。
答案:
(1)分液;蒸馏
(2)甲苯;酸性KMnO4溶液,溶液褪色。
(3)
(4)(2.40×10-3×122×4)/1.22;96%
13.(2012浙江卷)
实验室制备苯乙酮的化学方程式为:
制备过程中还有等副反应。主要实验装置和步骤如下: