【題目】某化學(xué)小組以苯甲酸為原料，制取苯甲酸甲酯，已知有關(guān)物質(zhì)的沸點(diǎn)如下表：

物質(zhì)

甲醇

苯甲酸

苯甲酸甲酯

沸點(diǎn)/℃

64.7

249

199.6

密度/g.cm-3

0.792

1.2659

1.0888

Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗產(chǎn)品

在圓底燒瓶中加入12.2 g苯甲酸和20 mL甲醇(密度約為0.79 g·cm－3)，再小心加入3 mL濃硫酸，混勻后，投入幾塊碎瓷片，小心加熱使反應(yīng)完全，得苯甲酸甲酯粗產(chǎn)品。

（1）濃硫酸的作用是______________；若反應(yīng)產(chǎn)物水分子中有同位素18O，寫出能表示反應(yīng)前后18O位置的化學(xué)方程式：_________________________________________。

（2）甲和乙兩位同學(xué)分別設(shè)計(jì)了如圖所示的兩套實(shí)驗(yàn)室合成苯甲酸甲酯的裝置(夾持儀器和加熱儀器均已略去)。根據(jù)有機(jī)物的沸點(diǎn)，最好采用__________裝置(填“甲”或“乙”)

（3）反應(yīng)物CH3OH應(yīng)過量，理由是__________________________。

Ⅱ.粗產(chǎn)品的精制

（4）苯甲酸甲酯粗產(chǎn)品中往往含有少量甲醇、苯甲酸和水等，現(xiàn)擬用下列流程圖進(jìn)行精制，請?jiān)诹鞒虉D中方括號內(nèi)填入操作方法的名稱。

（5）通過計(jì)算，苯甲酸甲酯的產(chǎn)率為__________。

【答案】（1）催化劑、吸水劑 +CH3OH

（2）甲 （3）反應(yīng)物CH3OH過量，使平衡向右移動，有利于提高苯甲酸的轉(zhuǎn)化率

（4）分液；蒸餾 （5） 65.0%

【解析】

試題分析：（1）酯化反應(yīng)中，濃硫酸的作用是催化劑、吸水劑；酯化反應(yīng)機(jī)理是酸脫羥基醇脫氫，所以化學(xué)方程式為：+CH3OH。

（2）由兩裝置圖可知，甲圖有冷凝管，充分起到回流作用，乙圖則沒有，而本題中反應(yīng)物甲醇沸點(diǎn)低，苯甲酸、苯甲酸甲酯的沸點(diǎn)遠(yuǎn)高于甲醇，若采用乙圖，甲醇必定會大量揮發(fā)，不利于合成反應(yīng)，所以根據(jù)有機(jī)物的沸點(diǎn)，最好采用甲裝置。

（3）可逆反應(yīng)，進(jìn)行不徹底，增大一種反應(yīng)物（甲醇）濃度，使平衡右移，有利于提高另一種反應(yīng)物（苯甲酸）的轉(zhuǎn)化率，所以反應(yīng)物CH3OH過量的理由是反應(yīng)物CH3OH過量，使平衡向右移動，有利于提高苯甲酸的轉(zhuǎn)化率。

（4）經(jīng)過a步后得到水層和油層，所以a是分液；有機(jī)層又分離出不同的有機(jī)物，所以b是分餾；
（5）由所給數(shù)據(jù)可知甲醇過量，按苯甲酸的量計(jì)算，12.2g的苯甲酸的物質(zhì)的量是0.1mol,理論上應(yīng)得苯甲酸甲酯的質(zhì)量是13.6g，實(shí)際得8.84g，所以苯甲酸甲酯的產(chǎn)率為8.84g/13.6g×100%=65.0%。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】能源問題是人類社會面臨的重大課題，甲醇是未來重要的綠色能源之一。

（1）利用工業(yè)廢氣CO2可制取甲醇，己知常溫常壓下下列反應(yīng)的能量關(guān)系如圖：

則CO2與H2反應(yīng)生成液態(tài)CH3OH 的熱化學(xué)方程式為_______________________。

（2）CH4 和H2O(g)通過下列轉(zhuǎn)化也可以制得CH3OH:

I.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)； △H1>0

II.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)； △H2<0

將1.0molCH4 和3.0molH2O (g)通入反應(yīng)室（容積為100L）中，在一定條件下發(fā)生反應(yīng)I，CH4的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如下圖所示。

① 圖中的P1___P2（填“<”、“>”或“=”) ，判斷的理由是________________。

② 若反應(yīng)II在恒容密閉容器進(jìn)行，下列能判斷反應(yīng)II達(dá)到平衡狀態(tài)的是______（填序號）。

A．生成CH3OH 的速率與消耗CO 的速率相等 B．混合氣體的密度不變

C．混合氣體的總物質(zhì)的量不變 D．CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化

③在某溫度下，將一定量的CO和H2投入10L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)II，5min時(shí)達(dá)到平衡，各物質(zhì)的物質(zhì)的濃度（mol· L-1）變化如下表所示：

2min

5min

10min

CO

0.07

0.06

0.05

H2

0.14

0.12

0.20

CH3OH

0.03

0.04

0.05

若5min時(shí)只改變了某一條件，則所改變的條件是_______________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理研究碳、氮的單質(zhì)及其化合物的反應(yīng)對緩解環(huán)境污染、能源危機(jī)具有重要意義。

（1）甲醇作為一種重要的化工原料，既可以作為燃料，還可用于合成其它化工原料。在一定條件下可利用甲醇羰基化法制取甲酸甲酯，其反應(yīng)原理可表示為：CH3OH(g)＋CO(g)HCOOCH3(g) △H＝－29.1kJ/mol。向體積為2 L的密閉容器中充入2mol CH3OH(g)和2molCO，測得容器內(nèi)的壓強(qiáng)(p：kPa)隨時(shí)間(min)的變化關(guān)系如下圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ曲線所示：

①Ⅱ和Ⅰ相比，改變的反應(yīng)條件是 。

②反應(yīng)Ⅰ在5 min時(shí)達(dá)到平衡，在此條件下從反應(yīng)開始到達(dá)到平衡時(shí)v(HCOOCH3)＝ 。

③反應(yīng)Ⅱ在2 min時(shí)達(dá)到平衡，平衡常數(shù)K(Ⅱ)＝ 。在體積和溫度不變的條件下，在上述反應(yīng)達(dá)到平衡Ⅱ時(shí)，再往容器中加入1 mol CO和2mol HCOOCH3后v(正)______ v(逆)(填“＞”“＜”“＝”)，原因是________________。

④比較反應(yīng)Ⅰ的溫度(T1)和反應(yīng)Ⅲ的溫度(T3)的高低：T1 T3(填“＞”“＜”“＝”)，判斷的理由是_____________________________。

（2）超音速飛機(jī)在平流層飛行時(shí)，尾氣中的NO會破壞臭氧層�？茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2。某研究小組在實(shí)驗(yàn)室用某新型催化劑對CO、NO催化轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究，測得NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度、CO混存量的變化情況如下圖所示，利用以下反應(yīng)填空：NO＋CON2＋CO2（有CO） 2NON2＋O2（無CO）

①若不使用CO，溫度超過775 ℃，發(fā)現(xiàn)NO的分解率降低，其可能的原因?yàn)?/span> ；

②在n(NO)/n(CO)＝1的條件下，應(yīng)控制最佳溫度在 左右。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】有機(jī)物的結(jié)構(gòu)可用“鍵線式”簡化表示。CH3-CH=CH-CH3可簡寫為。有機(jī)物X的鍵線式為

（1）有機(jī)物Y是X的同分異構(gòu)體，且屬于芳香烴， Y在一定條件能發(fā)生聚合反應(yīng)，寫出其化學(xué)方程式____________________________________________ 。

（2）X與足量的H2在一定條件下反應(yīng)可生成環(huán)狀的飽和烴Z，Z的一氯代物有___________ 種。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】物質(zhì)（t-BuNO）2在正庚烷或CCl4中均可以發(fā)生反應(yīng)：（t-BuNO）22（t-BuNO）。在20℃時(shí)，向2L正庚烷中加入（t-BuNO）2 1．00 mol，10 min時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡，此時(shí)（t-BuNO）2的平衡轉(zhuǎn)化率為65%（假設(shè)反應(yīng)過程中溶液體積始終保持不變）。下列說法正確的是（ ）

A．反應(yīng)在前10 min內(nèi)的平均速率為ν（t-BuNO）=0．0325 mol·L－1·min－1

B．保持其他條件不變，若此時(shí)再向溶液中加入1．0 mol （t-BuNO）2，重新達(dá)平衡時(shí)（t-BuNO）2

的轉(zhuǎn)化率增大

C．保持其他條件不變，若該反應(yīng)在CCl4中進(jìn)行，其平衡常數(shù)為1．9，則（t-BuNO）2的平衡轉(zhuǎn)化率小于65%

D．保持其他條件不變，升高溫度，（t-BuNO）2的平衡轉(zhuǎn)化率大于65%，則其能量關(guān)系可用下圖表示：

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】目前，回收溴單質(zhì)的方法主要有水蒸氣蒸餾法和萃取法等。某興趣小組通過查閱相關(guān)資料擬采用如下方案從富馬酸廢液（含溴0.27%）中回收易揮發(fā)的Br2：

（1）操作X所需要的主要玻璃儀器為 ；該儀器使用前須檢漏，檢驗(yàn)方法為 。

（2）反萃取時(shí)加入20%的NaOH溶液，其離子方程式為 。

（3）反萃取所得水相酸化時(shí)，需緩慢加入濃硫酸，并采用冰水浴冷卻的原因是 。

（4）溴的傳統(tǒng)生產(chǎn)流程為先采用氯氣氧化，再用空氣水蒸氣將Br2吹出；與傳統(tǒng)工藝相比，萃取法的優(yōu)點(diǎn)是 。

（5）我國廢水三級排放標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：廢水中苯酚的含量不得超過1.00mg·L―1，實(shí)驗(yàn)室可用一定濃度的溴水測定某廢水中苯酚的含量，其原理如下：

①請完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟：

步驟1：準(zhǔn)確量取25.00mL待測廢水于250mL錐形瓶中。

步驟2：將4.5mL 0.02mol·L―1溴水迅速加入到錐形瓶中，塞緊瓶塞，振蕩。

步驟3：打開瓶塞，向錐形瓶中加入過量的0.1mol·L―1 KI溶液，振蕩。

步驟4： ，再用0.01mol·L―1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗 Na2S2O3溶液15mL（反應(yīng)原理：I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6）。

步驟5：將實(shí)驗(yàn)步驟1～4重復(fù)2次。

②該廢水中苯酚的含量為 mg·L―1。

③步驟3若持續(xù)時(shí)間較長，則測得的廢水中苯酚的含量 （填“偏高”、“偏低”或“無影響”）。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】Ⅰ、單質(zhì)硅由于其成熟的生產(chǎn)工藝, 豐富的生產(chǎn)原料及優(yōu)異的性能被廣泛用于電子行業(yè)及太陽能電池的生產(chǎn)等,在二氧化碳氛圍中通過利用金屬鈉來還原二氧化硅可在較低的溫度條件下得到硅，同時(shí)生成一種鹽X，這相比起現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝具有節(jié)約能耗的優(yōu)勢。

（1）寫出上述制備硅的化學(xué)反應(yīng)方程式_____________________。

（2）二氧化硅與二氧化碳物理性質(zhì)差別很大，原因是__________________________。

（3）鹽X的溶液能與Al2(SO4)3溶液反應(yīng)生成一種白色沉淀和氣體。寫出此反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式________。

Ⅱ、某鹽A有3種元素組成，易溶于水。將A加熱，生成既不助燃，也不使?jié)駶櫟募t色或藍(lán)色石蕊試紙變色的氣體B和H2O。將A溶于水，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：①酸性條件下與H2S作用生成淡黃色沉淀C，同時(shí)放出無色氣體D，D在空氣中轉(zhuǎn)變?yōu)榧t棕色氣體E；②當(dāng)通入足量Cl2時(shí)，無明顯現(xiàn)象，但將所得溶液濃縮后即可得到無色晶體鹽F。請回答下列問題：

（1）寫出A的化學(xué)式：_____________； B的電子式：_______________。

（2）寫出上述實(shí)驗(yàn)①、②所發(fā)生的離子反應(yīng)方程式：①________________________________；②__________________________________。

（3）D、E對環(huán)境有危害，可用NaOH溶液來吸收等物質(zhì)的量的D、E混合氣體，寫出其化學(xué)反應(yīng)方程式___________________。

（4）判斷鹽F的可能成份______________；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案確定F的成份__________________。

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【題目】【化學(xué)—選修5:有機(jī)化學(xué)】有機(jī)物A→F有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系：

已知：①

②核磁共振氫譜顯示C的分子中含有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子，且峰面積之比為3:2:2:1。

③F是酯類化合物，分子中苯環(huán)上的一溴代物只有兩種。

（1）A的分子式是 ，主要用途是 （寫一種）。

（2）檢驗(yàn)B中官能團(tuán)的常用方法是 。

（3）D物質(zhì)的名稱為 。

（4）C+E→F的化學(xué)方程式是 。

（5）X與E互為同分異構(gòu)體，且X有下列性質(zhì)，符合條件的X有 種。

①接觸NaHCO3有二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生。

②與銀氨溶液共熱有銀鏡現(xiàn)象。

③1摩爾X與足量鈉反應(yīng)有1摩爾氣體產(chǎn)生。

（6）Y與E也互為同分異構(gòu)體，屬于酯類化合物，分子中只含一種官能團(tuán)，且苯環(huán)上的一硝基取代物只有一種，則Y的結(jié)構(gòu)簡式為 。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】銅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活中應(yīng)用非常廣泛.

（1）納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注，下表為制取Cu2O的三種方法：

①工業(yè)上常用方法Ⅱ和方法Ⅲ制取Cu2O而很少用方法I，其原因是____________。

②已知：

2Cu(s)+1/2O2(g)═Cu2O(s)△H=-169kJmol-1，

C(s)+1/2O2(g)═CO(g)△H=-110.5kJmol-1，

Cu(s)+1/2O2(g)═2CuO(s)△H=-157kJmol-1

則方法I發(fā)生的反應(yīng)：2CuO(s)+C(s)=Cu20(s)+CO(g)； △H=____________kJ/mol。

（2）氫化亞銅是一種紅色固體，可由下列反應(yīng)制備：4CuSO4+3H3PO2+6H2O=4CuH↓+4H2SO4+3H3PO4．

該反應(yīng)每轉(zhuǎn)移3mol電子，生成CuH的物質(zhì)的量為____________。

（3）氯化銅溶液中銅各物種的分布分?jǐn)?shù)(平衡時(shí)某物種的濃度占各物種濃度之和的分?jǐn)?shù))與c(Cl-)的關(guān)系如圖所示。

①當(dāng)c(Cl-)=9molL-1時(shí)，溶液中主要的3種含銅物種濃度大小關(guān)系為____________。

②在c(Cl-)=1molL-1的氯化銅溶液中，滴入AgNO3溶液，含銅物種間轉(zhuǎn)化的離子方程式為____________(任寫一個(gè))．

（4）已知：Cu(OH)2是二元弱堿；亞磷酸(H3PO3)是二元弱酸，與NaOH溶液反應(yīng)，生成Na2HPO3．

①在銅鹽溶液中Cu2+發(fā)生水解反應(yīng)的平衡常數(shù)為____________，(已知：25℃時(shí)，Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20mol3L-3)

②電解Na2HPO3溶液可得到亞磷酸，裝置如圖(說明：陽膜只允許陽離子通過，陰膜只允許陰離子通過)，則產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為____________。

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