- 有机化合物
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甲烷的取代反应是有机化学中的一个重要反应。对反应产物的综合利用是一个值得研究的课题。某化学研究性学习小组用下图装置进行甲烷的取代反应。
根据要求填空:
(1)写出装置A中发生反应的化学方程式__________________。
(2)如何检查实验装置的气密性______________。
(3)B装置的作用有_____________(至少写出两点)。
(4)石棉上附着KI粉末,作用是______________。
(5)E中用干燥管的目的是______________。
正确答案
(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O
(2)将通甲烷处导气管用乳胶管套上并用弹簧夹夹住,然后在A处加热,看E处的水中有没有气泡冒出
(3)将氯气与甲烷气体充分混合;根据通甲烷和氯气导气管口所冒气泡调整两种气体的流量;将甲烷和氯气进行干燥
(4)除氯气
(5)防倒吸
如图所示,U型管的左端被水和胶塞封闭有甲烷和氯气(体积比为1:4)的混和气体,假定氯气在水中溶解度可以忽略。 将封闭有甲烷和氯气的混和气体的装置放置在有光亮的地方,让混和气体缓慢的反应一段时间。
(1)假设甲烷与氯气反应充分,且只产生一种有机物,请写出化学方程式:______________________。
(2)经过几个小时的反应后,U型管右端的玻璃管中水柱变化是________________。
A.升高 B.降低 C.不变 D.无法确定
(3)U型管左端的气柱变化是________________。
A.体积增大 B.体积减小 C.消失 D.不变
(4)试解释U型管右端的玻璃管中水柱变化的原因:______________________________。
正确答案
(1)CH4+4Cl2CCl4+4HCl
(2)B
(3)C
(4)由上述化学方程式可知,此反应中气体的物质的量减少,且生成的HCl能够溶解于水,所以U型管左侧压强减小至零,故右侧玻璃管中的水柱降低,左侧气柱消失
我省有着丰富的天然气资源,许多化肥厂用天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应来制备氢气和一氧化碳:CH4+H2OCO+3H2.为了证实该反应所生成的混合气体的成分,兴趣小组的同学设计了如下图所示装置并进行实验,请你回答下列相关问题:
【实验目的】证实混合气体中含有CO和H2
【进行实验】在装置中通入混合气体,点燃酒精灯,如上图所示进行实验
【实验分析】
(1)若要证实混合气体中有CO,应该观察到的现象是_____________________,相关的化学反应方程式是_____________________、_____________________。
(2)若要证实混合气体中有H2,且是通过装置B验证的,应采用的方法是_____________________。
(3)有同学认为,根据该混合气体生产的实际情况,混合气体中可能含有水分,因而还应对上述实验装置加以改进。请你提出改进的方案__________________________________________
正确答案
(1)石灰水变浑浊,A中黑色粉末变为红色;CO+CuOCu+CO2;CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O
(2)称量反应前后装置B的质量并进行比较
(3)在装置A前增加除水份装置
某小组对酸化及碱化膨润土负载镍催化CO2加氢甲烷化反应进行了研究。
(1)制备Ni-酸化膨润土、Ni-碱化膨润土的部分流程如下
①“溶解”时维持反应温度为70-80℃,其目的是______________。
②“氧化”一步反应的离子方程式为_______________________。
(2)在不同温度下,膨润土、Ni-酸化膨润土、Ni-碱化膨润土催化CO2加氢甲烷化反应的结果如图所示:
a.Ni-碱化膨润土甲烷化选择性
b.Ni-酸化膨润士甲烷化选择性
c.膨润土甲烷化选择性
d.Ni-碱化膨润土CO2转化率
e.Ni-酸化膨润土CO2转化率
f.膨润土CO2转化率
①在测定温度内,Ni-酸化膨润土对CO2加氢甲烷化反应的最适宜温度为____,理由是________________
②在相同温度下,对CO2的转化率,Ni-碱化膨润土高于Ni-酸化膨润土,原因可能是_______________。
③500℃时,在上述实验条件下向某装有膨润土的密闭容器中通入5 mol CO2和20 mol H2,充分反应后生成CH4的物质的量为__________。
正确答案
(1)①加快反应速率,同时防止温度过高HNO3分解和挥发;②2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(2)①350℃;该温度下甲烷化选择性为100%,且CO2转化率最高;②用碱处理的膨润土易吸附CO2
③0.09 mol
“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此,控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。
(1)下列措施中,有利于降低大气中CO2浓度的有:______________。(填字母)
a.减少化石燃料的使用 b.植树造林,增大植被面积
c.采用节能技术 d.利用太阳能、风能
(2)将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多,如:
以上反应中,最节能的是____ ,原子利用率最高的是____(填字母)
(3)文献报道某课题组利用CO2催化氢化制甲烷的研究过程如下
反应结束后,气体中检测到CH4和H2,滤液中检测到HCOOH,固体中检测到镍粉和Fe3O4。CH4、
HCOOH、H2的产量和镍粉用量的关系如下图所示(仅改变镍粉用量,其他条件不变)
研究人员根据实验结果得出结论:HCOOH是CO2转化为CH4的中间体,即
①写出产生H2的反应方程式:____。
②由图可推知,镍粉是____。(填字母)
a反应I的催化剂 b反应Ⅱ的催化剂 c反应I、Ⅱ的催化剂 d不是催化剂
③当镍粉用量从1 mmol增加到10 mmol,反应速率的变化情况是___ (填字母)
a.反应I的速率增加,反应Ⅱ的速率不变
b.反应I的速率不变,反应Ⅱ的速率增加
c.反应I、Ⅱ的速率均不变
d.反应I、Ⅱ的速率均增加,且反应I的速率增加得快
e.反应I、Ⅱ的速率均增加,且反应Ⅱ的速率增加得快
f.反应I的速率减小,反应Ⅱ的速率增加
正确答案
(1)abcd
(2)ac
(3)①;②c;③e
某课外兴趣小组利用如下图所示的装置探究甲烷与氯气的反应。根据题意,回答下列 问题:
(1)反应前量筒内CH4与Cl2的体积比为_______,向100mL量筒中收集充入CH4、 Cl2的方法是________。 (2)CH4与Cl2发生反应的条件是____;若用日光直射,可能会引起___________ 。
(3)实验中可观察到的现象有:量筒内壁上出现黄绿色油状液滴,饱和食盐水中有少量固体析出、____、____等。
(4)实验中生成的油状液滴的化学式为 ,其中_________是工业上重要的有机溶剂。
(5)饱和食盐水中有少量固体析出,其原因是_________。
(6)用饱和食盐水而不用水的原因是_________。
正确答案
(1)1:4 ;用排饱和食盐水的方法.先后收集20mL CH4和80mLCl2
(2)光照f或光亮处、漫射光; 爆炸
(3)量筒内黄绿色气体颜色变浅; 量简内液面上升
(4)CH2Cl2、CHCl3、CCl4CHCl3、CCl4 (j)反应中有HCl生成,使溶液中的Cl-浓度增大.促使NaCl的溶解平衡向生成NaCl固体的方向移动
(6)降低Cl2在水中的溶解度.抑制Cl2和水因溶解、反应而消耗
I.如图所示,在光照条件下,将盛有CH4和Cl2的量筒倒扣于盛有饱和食盐水的烧杯中进行实验,对实验现象及产物分析错误的是_________。
A.混合气体的颜色变浅,量筒中液面上升
B.量筒内壁上出现的油状液滴,应是三氯甲烷、四氯甲烷的混合物
C.烧杯中有白色固体物质析出
D.甲烷与氯气反应后的产物只有CCl4
Ⅱ.根据烯烃的性质回答下列问题。
(1)一瓶无色气体,可能含有CH4和CH2=CH2其中的一种或两种,与一瓶Cl2混合后进行光照,观察到黄绿色逐渐褪去,瓶壁有少量无色油状小液滴。①由上述实验现象推断出该瓶气体中一定含有CH4,你认为是否正确,为什么?__________________。②上述实验中可能涉及的反应类型有________________。
(2)含有的化合物与CH2=CH2一样,在一定条件下可聚合成高分子化合物。①广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料,是由
聚合而成的,其聚合的化学方程式是__________________________。 ②电器包装中大量使用的泡沫塑料的主要成分是聚苯乙烯
它是由_____________________(写结构简式)聚合而成的。
正确答案
Ⅰ.BD
Ⅱ.(1)①不正确,因为CH2=CH2与Cl2可以发生加成反应,而使黄绿色逐渐褪去,生成的也是无色油状液体;②取代反应、加成反应
(2)①
②
通过初中和高中有机化合物的学习,你认为下列有关有机化合物的说法中正确的是( )
正确答案
下列物质一定属于纯净物的是( )
正确答案
下列物质一定属于纯净物的是( )
正确答案
下列物质肯定是纯净物的是( )
正确答案
下列化学式所代表的物质,肯定为纯净物的是( )
正确答案
下列说法正确的是( )
正确答案
以下关于有机物的说法中,正确的是( )
正确答案
据报道,碳纳米管是由碳原子构成的大分子组成,其导电性是单质铜的1万倍.下列叙述中,不正确的是( )
正确答案
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