(4)恒容时,若按丙烯、氨、空气的体积比1∶1∶7.5投料,有利于提高C3H6转化为C3H3N平衡转化率的措施有__________。(填字母) A.使用催化剂
B.投料比不变,增加反应物的浓度 C.降低反应温度
D.将产物液化,及时移走产物
(5)己二腈[NC(CH2)4CN] 是一种重要的化工原料,是制造尼龙的中间体。工业上通过电解丙烯腈(CH2===CHCN)制己二腈,H3PO4-K3PO4等作为电解质溶液,控制pH在8.5~9.0范围内。写出该电解的总化学方程式:_______________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)2a+3b+4c (2)① 该反应的ΔH<0,ΔS<0 3
p?C3H6?·p?NH3?·p?O2?
2
p?C3H3N?·p3?H2O?
②
(3)460 ℃反应达到平衡,升高温度,平衡向逆反应方向移动 催化剂活性降低 (4)CD
通电
(5)4CH2==CHCN+2H2O=====O2↑+2 NC(CH2)4CN 解析 (1)已知:①2NH3(g)
N2 (g)+3H2(g) ΔH=a kJ·mol
-1
-1
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=b kJ·mol ③NH3(l)
NH3(g) ΔH=c kJ·mol
-1
根据盖斯定律可知①×2+②×3+③×4即得到反应4NH3(l)+3O2(g)===2N2(g)+6H2O(g)的ΔH=(2a+3b+4c) kJ·mol。(2)①对于气相反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作Kp),则根据方程式可知上述反应的Kp=。②K(T1)>K(T2),则T1<T2,升高温度平衡向逆反应方向进行,则丙3
p?C3H6?·p?NH3?·p?O2?
2
-1
p?C3H3N?·p3?H2O?
烯腈的物质的量随时间变化的示意图为。
(3)因为该反应为放热反应,平衡产率应随温度升高而降低,460 ℃时反应达到平衡,高于
460 ℃,反应向逆反应方向进行,丙烯腈产率降低;催化剂在一定温度范围内活性较高,若温度过高,催化剂活性降低,产率也降低。
(4)该反应为气体体积增大的放热反应,所以降低温度、减小压强或分离出产物有利于提高平衡产率。
(5)电解时阳极是氢氧根放电产生氧气,阴极是丙烯腈得到电子,则电解的总反应方程式为通电
4CH2==CHCN+2H2O=====O2↑+2 NC(CH2)4CN。
31.(10分)【加试题】FeBr2是一种黄绿色固体,某学习小组制备并探究它的还原性。 Ⅰ.实验室用如图所示装置制取溴化亚铁。其中A为CO2发生装置,D和d中均盛有液溴,E为外套电炉丝的不锈钢管,e是两个耐高温的瓷皿,其中盛有细铁粉。
实验开始时,先将铁粉加热至600~700 ℃,然后将干燥、纯净的CO2气流通入D中,E管中反应开始。不断将d中液溴滴入温度为100~120 ℃的D中。经过几小时的连续反应,在铁管的一端沉积有黄绿色鳞片状溴化亚铁。
(1)若在A中盛固体CaCO3,a中盛6 mol·L盐酸。为使导入D中的CO2为干燥纯净的气体,则图中B、C处的装置和其中的试剂应是:B为___________________________________, C为________________。为防止污染空气,实验时应在F处连接盛____________的尾气吸收装置。
(2)反应过程中要不断通入CO2,其主要作用是 ①__________________,②____________________。 Ⅱ.探究FeBr2的还原性
(3)实验需要90 mL 0.1 mol·L FeBr2溶液,配制FeBr2溶液除烧杯、量筒、胶头滴管、玻璃棒外。还需要的玻璃仪器是____________________________________________。 (4)取10 mL上述FeBr2溶液,向其中滴加少量新制的氯水,振荡后溶液呈黄色。某同学对产生黄色的原因提出了假设:
假设1:Br被Cl2氧化成Br2溶解在溶液中; 假设2:Fe被Cl2氧化成Fe。
设计实验证明假设2是正确的:___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (5)请用一个离子方程式来证明还原性Fe>Br:______________________________ ________________________________________________________________________。
2+
-
2+
3+
-
-1
-1
(6)若在40 mL上述FeBr2溶液中通入3×10
-3
mol Cl2,则反应的离子方程式为
____________________________________________________。 答案 (1)饱和NaHCO3溶液的洗气瓶 浓H2SO4的洗气瓶 NaOH溶液 (2)①用CO2把反应器中的空气赶尽 ②将溴蒸气带入E管中 (3)100 mL容量瓶
(4)取适量黄色溶液,向其中加入少量KSCN溶液,若溶液变血红色,则证明假设2正确 (5)2Fe+Br2===2Fe+2Br
(6)4Fe+2Br+3Cl2===4Fe+Br2+6Cl
解析 (1)装置B用于除去二氧化碳中的氯化氢气体,可以用盛有饱和NaHCO3溶液的洗气瓶洗气;装置C的作用是干燥二氧化碳,可以用盛有浓H2SO4的洗气瓶干燥;溴蒸气有毒,不能排到空气中,可用碱液吸收,实验时应在F处连接盛有碱液如氢氧化钠溶液的尾气吸收装置。(2)反应过程中要不断地通入CO2,其主要作用:反应前将容器中的空气赶净,避免空气中的氧气干扰实验;反应过程中要不断通入CO2,还可以将溴蒸气带入反应器E中,使溴能够与铁粉充分反应。
(5)由还原性Fe>Br,则氯化亚铁溶液中加入1~2滴溴水发生氧化还原反应生成Fe,反应为2Fe+Br2===2Fe+2Br。(6)40 mL 0.1 mol·L FeBr2溶液含有FeBr2的物质的量为0.004 mol,还原性Fe>Br,FeBr2与Cl2以4∶3反应,由电子守恒可知,亚铁离子全部被氧化,溴离子部分被氧化,则反应的离子方程式为4Fe+2Br+3Cl2===4Fe+Br2+6Cl
-
2+
-
3+
2+
-
2+
3+
-
-1
2+
-
3+
2+
-
3+
-
2+
3+
-
。
32.(10分)【加试题】槟榔碱在医疗上常用于治疗青光眼,其一种合成路线如下:
已知:Ⅰ.不饱和化合物与氨(NH3)或胺(R—NH2)反应能生成新的胺类化合物 一定条件如:R1—CH==CH2+R2—NH2――――→R1—CH2—CH2—NH—R2
Ⅱ.
C2H5ONa――――→
+R2OH
(1)B中含氧官能团的名称为____________________________________________________。 (2)反应①的反应类型为_______________;反应②的反应条件为____________________。 (3)反应③的化学方程式为______________________。 (4)C的结构简式为____________________。
(5)下列说法正确的是__________________(填字母)。 a.反应④为取代反应
b.槟榔碱与化合物G互为同系物
c.1 mol D最多能与2 mol NaOH发生反应
(6)已知A在NaOH溶液中水解的产物之一是一种新型功能高分子材料(PAANa)的单体,写出生成PAANa的化学方程式_____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 500 ℃
(7)已知:CH2==CHCH3+Cl2――→CH2==CHCH2Cl+HCl,以丙烯和乙醇为起始原料,选用必要的无机试剂合成A,写出合成路线____________(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。
答案 (1)酯基 (2)加成反应 浓硫酸、加热
(3)
(4)(5)a
催化剂(6)nCH2==CHCOONa――→
(7)
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