乙醛是一种重要的烃类衍生物,广泛应用于纺织、医药、化纤、染料和食品工业。
(一)以乙烯和氧气(或空气)为原料,在由PdCl2、CuCl2、盐酸组成的催化剂水溶液中,进行液相氧化生产乙醛,工业上一般控制反应温度在120~130℃,压强在300~350KPa。又称Wacker法。其反应式为:
主反应:CH2═CH2(g) +O2(g) CH3CHO(g) ΔH=-243.2 kJ·mol-1
副反应:CH2═CH2(g) + O2(g) CO2(g)+H2O(g) ΔH=-705.5kJ·mol-1
(1)已知:水的汽化热是44.0 kJ·mol-1,请计算乙烯的燃烧热:ΔH =__________ kJ·mol-1
汽化热:在标准大气压(101KPa)下,使1mol物质在一定温度下蒸发所需要的热量。
(2)Wacker法乙烯氧化制乙醛过程,按照以下机理进行:
①乙烯羰基化反应:_____________________________
②金属钯的再氧化反应:Pd + 2CuCl2 = PdCl2 + 2CuCl
③氯化亚铜的氧化反应:2CuCl + O2 + 2HCl = 2CuCl2 + H2O
请写出①的反应方程式__________________________。
(3)下列有关说法正确的是_______________
A.Wacker法制乙醛反应中,氯化钯是反应催化剂,氯化铜的作用是使催化剂再生,没有氯化铜的存在,就不能完成此催化过程。
B.工业上采用的原料气中乙烯大量过量,并有大量未反应的乙烯气要循环使用,这样可提高乙烯利用率,同时原料气中加入CO2有利于提高乙醛选择性。
C.原料气中乙烯大量过量的原因可能是为了让乙烯的体积分数处在爆炸极限范围之外,以避免危险的发生。
D.乙烯氧化生成乙醛的反应是在气-液相中进行的,加压和升温都有利于提高乙烯和氧在液体中的溶解度,加快反应速率。
(4)控制反应条件在120~130℃和300~350KPa,原料气的体积比是V(C2H4):V(O2):V(CO2):V(N2) = 15:10.5:9.5:65,以一定流速通入催化剂水溶液中,一段时间后反应达平衡,测得乙烯的体积分数是0.1,氧气的体积分数是0.05,如果充入100mol原料气,请计算反应达平衡时,n(CH3CHO) =
___________ mol。(不考虑HCl的挥发)
(二)实际工业生产要求有较高产量,速率不能太低,转化率尽可能大,所以应尽量使平衡正向移动。
(1)可逆反应:aA+bB rR +s S ,对反应物A,净反应速率为rA = r正(XA) – r逆(XA),XA为反应物A的转化率,图a表示反应物A的转化率和A的净反应速率与温度(T)的关系图。图a分析可知,在相同温度下,净反应速率为________时,XA最大(从“r=0、r1、r2、r3、r4”选填);由图a判断该反应是__________反应(填“吸热”或“放热”),并简述原因__________。
(2)请在图a中绘制:在不同r下,符合工业生产要求的最佳温度__________。
高三化学综合题困难题
乙醛是一种重要的烃类衍生物,广泛应用于纺织、医药、化纤、染料和食品工业。
(一)以乙烯和氧气(或空气)为原料,在由PdCl2、CuCl2、盐酸组成的催化剂水溶液中,进行液相氧化生产乙醛,工业上一般控制反应温度在120~130℃,压强在300~350KPa。又称Wacker法。其反应式为:
主反应:CH2═CH2(g) +O2(g) CH3CHO(g) ΔH=-243.2 kJ·mol-1
副反应:CH2═CH2(g) + O2(g) CO2(g)+H2O(g) ΔH=-705.5kJ·mol-1
(1)已知:水的汽化热是44.0 kJ·mol-1,请计算乙烯的燃烧热:ΔH =__________ kJ·mol-1
汽化热:在标准大气压(101KPa)下,使1mol物质在一定温度下蒸发所需要的热量。
(2)Wacker法乙烯氧化制乙醛过程,按照以下机理进行:
①乙烯羰基化反应:_____________________________
②金属钯的再氧化反应:Pd + 2CuCl2 = PdCl2 + 2CuCl
③氯化亚铜的氧化反应:2CuCl + O2 + 2HCl = 2CuCl2 + H2O
请写出①的反应方程式__________________________。
(3)下列有关说法正确的是_______________
A.Wacker法制乙醛反应中,氯化钯是反应催化剂,氯化铜的作用是使催化剂再生,没有氯化铜的存在,就不能完成此催化过程。
B.工业上采用的原料气中乙烯大量过量,并有大量未反应的乙烯气要循环使用,这样可提高乙烯利用率,同时原料气中加入CO2有利于提高乙醛选择性。
C.原料气中乙烯大量过量的原因可能是为了让乙烯的体积分数处在爆炸极限范围之外,以避免危险的发生。
D.乙烯氧化生成乙醛的反应是在气-液相中进行的,加压和升温都有利于提高乙烯和氧在液体中的溶解度,加快反应速率。
(4)控制反应条件在120~130℃和300~350KPa,原料气的体积比是V(C2H4):V(O2):V(CO2):V(N2) = 15:10.5:9.5:65,以一定流速通入催化剂水溶液中,一段时间后反应达平衡,测得乙烯的体积分数是0.1,氧气的体积分数是0.05,如果充入100mol原料气,请计算反应达平衡时,n(CH3CHO) =
___________ mol。(不考虑HCl的挥发)
(二)实际工业生产要求有较高产量,速率不能太低,转化率尽可能大,所以应尽量使平衡正向移动。
(1)可逆反应:aA+bB rR +s S ,对反应物A,净反应速率为rA = r正(XA) – r逆(XA),XA为反应物A的转化率,图a表示反应物A的转化率和A的净反应速率与温度(T)的关系图。图a分析可知,在相同温度下,净反应速率为________时,XA最大(从“r=0、r1、r2、r3、r4”选填);由图a判断该反应是__________反应(填“吸热”或“放热”),并简述原因__________。
(2)请在图a中绘制:在不同r下,符合工业生产要求的最佳温度__________。
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水合肼是重要的化工原料,广泛地应用于医药、农药、染料等。其在工业上常利用尿素氧化法制备,反应原理为。某同学在实验室模仿工业制备方法制备。回答下列问题:
(1)溶液的制备,装置如图所示。
①实验室利用二氧化锰和浓盐酸制备氯气的离子方程式为_________________。
②实验需要用到的NaOH溶液,配制该溶液所需玻璃仪器除量筒外还有_____。
③锥形瓶中发生反应的化学方程式为___________________________。
④因后续实验需要,需利用中和滴定原理测定反应后锥形瓶中混合溶液中NaOH的浓度。利用所提供试剂,设计实验方案:____________________________所提供的试剂有:溶液、溶液、的盐酸、酚酞试液。
(2)水合肼的制备,装置如图所示。
实验步骤:控制反应温度加热装置已省略,将分液漏斗中溶液缓慢滴入三颈烧瓶中,充分反应后,持续加热蒸馏三颈烧瓶内的溶液,收集馏分于锥形瓶中。已知。分液漏斗中的溶液是_________填“溶液”或“NaOH和NaClO混合溶液”,选择的理由是___________。
(3)馏分中水合肼含量的测定。
称取馏分,加入适量的固体滴定过程中,控制溶液的pH保持在左右,加水配成溶液,移出,用的溶液滴定。实验测得消耗溶液的平均值为,馏分中水合肼的质量分数为_____。已知:
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(16分)
有机物A是重要的合成原料,在医药、染料、香料等行业有着广泛的应用。由A可以制得麻黄碱和其他很多物质。现有如下转化关系图(略去了由A→C,G→麻黄碱的部分反应物和条件):
请回答下列问题:
(1)关于麻黄碱下列说法正确的是________(填字母)。
a.麻黄碱的分子式为C15H15NO
b.具有止咳平喘作用,是从中药麻黄中提取的生物碱
c.属于国际奥委会严格禁止的兴奋剂
d.麻黄碱属于芳香烃
(2)已知有机物A的相对分子质量为106,A中含碳、氢、氧的质量分数之比为42:3:8,
则A的含氧官能团名称是________;检验该官能团的方法是
(3)反应①~⑤中属于取代反应的是________(填序号)。
(4)写出D—B的化学方程式________。
(5)F可作多种香精的定香剂,请写出B和C反应生成F的化学方程式________。
(6)写出符合下列条件的同分异构体的结构简式________。
①与中间产物G互为同分异构体
②既能发生消去反应,又能发生酯化反应
③苯环上的一氯取代物只有两种,分子结构中没有甲基
(7)已知:
溶解性 | 沸点 | |
A | 微溶于水 | 179.0℃ |
E | 不溶于水 | 110.8℃ |
A可以由E制取,制取工艺中得到的是A、E混合物,分离该混合物的方法是
________。
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有机物A是重要的合成原料,在医药、染料、香料等行业有着广泛的应用。由A可以制得麻黄碱和其他很多物质。现有如下转化关系图(略去了由A→G,G→麻黄碱的部分反应物和条件):
请回答下列问题:
(1)关于麻黄碱下列说法正确的是________(填字母)。
a.麻黄碱的分子式为C10H15NO
b.1mol麻黄碱可以对应消耗1molHCl或NaOH
c.麻黄碱可以发生消去和酯化反应
d.麻黄碱属于芳香烃
(2)已知有机物A的相对分子质量为106,A中含碳、氢、氧的质量之比为42:3:8,
则A的含氧官能团名称是________;检验该官能团的实验是________。
(3)反应①~⑤中属于取代反应的是________(填序号)。
(4)写出D—B的化学方程式________。
(5)F可作多种香精的定香剂,请写出B和C反应生成F的化学方程式。
(6)写出符合下列条件的同分异构体的结构简式________。
①与中间产物G互为同分异构体
②既能发生消去反应,又能发生酯化反应
③苯环上的一氯取代物只有两种,分子结构中没有甲基
(7)已知:
溶解性 | 沸点 | |
A | 微溶于水 | 179.0℃ |
E | 不溶于水 | 110.8℃ |
A可以由E制取,制取工艺中得到的是A、E混合物,分离该混合物的方法是________。
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有机物A是重要的合成原料,在医药、染料、香料等行业有着广泛的应用。由A可以制得麻黄碱和其他很多物质。现有如下转化关系图(略去了由A→G,G→麻黄碱的部分反应物和条件):
请回答下列问题:
(1)关于麻黄碱下列说法正确的是________(填字母)。
a.麻黄碱的分子式为C10H15NO
b.1mol麻黄碱可以对应消耗1molHCl或NaOH
c.麻黄碱可以发生消去和酯化反应
d.麻黄碱属于芳香烃
(2)已知有机物A的相对分子质量为106,A中含碳、氢、氧的质量之比为42:3:8,
则A的含氧官能团名称是________;检验该官能团的实验是________。
(3)反应①~⑤中属于取代反应的是________(填序号)。
(4)写出D—B的化学方程式________。
(5)F可作多种香精的定香剂,请写出B和C反应生成F的化学方程式。
(6)写出符合下列条件的同分异构体的结构简式________。
①与中间产物G互为同分异构体
②既能发生消去反应,又能发生酯化反应
③苯环上的一氯取代物只有两种,分子结构中没有甲基
(7)已知:
溶解性 | 沸点 | |
A | 微溶于水 | 179.0℃ |
E | 不溶于水 | 110.8℃ |
A可以由E制取,制取工艺中得到的是A、E混合物,分离该混合物的方法是________。
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芳香化合物A是重要的合成原料,在医药、染料、香料等行业有着广泛的应用。由A制得某药物H的转化关系如图所示(由A→G,G→H的反应条件和部分反应物已略去)。
请回答下列问题:
(1)有机物A的相对分子质量为106,A中所含碳氢氧三种元素的质量比为42∶3∶8,A的结构简式为________,检验A中含氧官能团的方法是________。
(2)关于药物H的下列说法中正确的是________(填字母)。
a.H的分子式为C10H15NO
b.该物质核磁共振氢谱图中有8个峰
c.属于芳香烃
d.能发生加成、消去、氧化反应
(3)写出D→B的化学方程式________。
(4)反应 ①~⑤属于取代反应的是________(填序号)。
(5)B和C生成F的化学方程式为________。
(6)写出符合下列条件的G的同分异构体的结构简式________。
①既能发生消去反应,又能发生酯化反应
②苯环上的一氯取代物只有两种,分子结构中没有甲基
③能发生银镜反应
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乌洛托品在医药、染料等工业中有广泛应用,其结构式如图所示。将氨水与甲醛水溶液混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品,则氨与甲醛的物质的量之比为( )
A.1:1 B.2:1 C.2:3 D.3:2
高三化学单选题中等难度题查看答案及解析
(甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料,它广泛用于有机合成、医药、农药、涂料、染料、汽车和国防等工业中。工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:
CO(g)2H2(g)CH3OH(g)Q
下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
(1)判断反应达到平衡状态的依据是( )
A.混合气体的密度不变
B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
(2)由表中数据判断Q________0 (填“>”、“”或“<”),要提高CO转化率,可采取的措施
是( )
A.加入催化剂 B.充入CO C.充入H2 D.升温
(3)某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得cmol/L,则以CH3OH表示的反应速率v________mol /(L·min),
CO的转化率为________。
(4)原料CO和H2可以由C和H2O反应制取,涉及的反应方程式如下:
C(s)CO2(g) 2CO(g) 平衡常数K1
C(s)H2O(g) CO(g)H2(g) 平衡常数K2
CO(g)H2O(g) H2(g)CO2(g) 平衡常数K3
则K1、K2 、K3之间的关系是:________。
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