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苯甲酰氯()是制备染料,香料药品和树脂的重要中间体,以光气法制备苯甲酰氯的原理如...

苯甲酰氯()是制备染料,香料药品和树脂的重要中间体,以光气法制备苯甲酰氯的原理如下(该反应为放热反应)

+COCl2+CO2+HCl

已知物质性质如下表:

物质

熔点/

沸点/

溶解性

苯甲酸

122.1

249

微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂

碳酰氯(COCl2)

-188

8.2

较易溶于苯、甲苯等。遇水迅速水解,生成氯化氢,与氨很快反应,主要生成尿素[CO(NH2)2]和氯化铵等无毒物质

苯甲酰氯

-1

197

溶于乙醚、氯仿和苯。遇水或乙醇逐渐分解,生成苯甲酸或苯甲酸乙酯和氯化氢

三氯甲烷(CHCl3)

-63.5

63.1

不溶于水,溶于醇、苯。极易挥发,稳定性差,450℃以上发生热分解

 

 

I.制备碳酰氯

反应原理:2 CHCl3O2 2HClCOCl2

.   .   .   .  .

(1)仪器M的名称是____________

(2)按气流由左至右的顺序为___________→c→d→_____________________________________________.

(3)试剂X_______________(填名称)

(4)装置乙中碱石灰的作用是____________

(5)装置戊中冰水混合物的作用是____________;多孔球泡的作用是________________

.制备苯甲酰氯(部分夹持装置省略)

(6)碳酰氯也可以用浓氨水吸收,写出该反应的化学方程式:______________

若向三颈烧瓶中加入610g苯甲酸,先加热至140~150℃,再通入COCl2,充分反应后,最后产品经减压蒸馏得到562g苯甲酰氯,则苯甲酸的转化率为_________________

 

分液漏斗 e g h b a f 浓硫酸 干燥气体,防止水蒸气进入装置戊中 防止三氯甲烷挥发,使碳酰氯液化 增大反应物之间的接触面积,加快反应速率 COCl2+4NH3∙H2O = CO(NH2)2+2NH4Cl+4H2O 79.3% 【解析】 (1)看图得出仪器M的名称。 (2)根据已知,碳酰氯与水反应,因此要干燥氧气,且后面产物中要隔绝水蒸气,再得出顺序。 (3)根据已知信息,碳酰氯不能见水,因此整个环境要干燥,故得到答案。 (4)根据(2)中得到装置乙中碱石灰的作用是干燥气体。 (5)根据碳酰氯(COCl2)沸点低,三氯甲烷易挥发,得出结论,多孔球泡的作用是增大反应物之间的接触面积,加快反应速率。 Ⅱ(6)碳酰氯也可以用浓氨水吸收,生成尿素和氯化铵,再写出反应方程式,先根据方程式计算实际消耗了苯甲酸的质量,再计算转化率。 (1)仪器M的名称是分液漏斗,故答案为:分液漏斗。 (2)根据已知,碳酰氯与水反应,因此要干燥氧气,且后面产物中要隔绝水蒸气,因此X要用浓硫酸干燥,按气流由左至右的顺序为e→c→d→g→h→b→a→f,故答案为:e;g;h;b;a;f。 (3)根据上题得出试剂X是浓硫酸,故答案为:浓硫酸。 (4)根据(2)中得到装置乙中碱石灰的作用是干燥气体,防止水蒸气进入装置戊中,故答案为:干燥气体,防止水蒸气进入装置戊中。 (5) 碳酰氯(COCl2)沸点低,三氯甲烷易挥发,因此装置戊中冰水混合物的作用是防止三氯甲烷挥发,使碳酰氯液化;多孔球泡的作用是增大反应物之间的接触面积,加快反应速率,故答案为:防止三氯甲烷挥发,使碳酰氯液化;增大反应物之间的接触面积,加快反应速率。 Ⅱ(6)碳酰氯也可以用浓氨水吸收,生成尿素和氯化铵,该反应的化学方程式:COCl2+4NH3∙H2O = CO(NH2)2+2NH4Cl+4H2O, +COCl2+CO2+HCl 121g 140.5g xg 562g 121g:xg = 140.5g:562g 解得x=484g ,故答案为:COCl2+4NH3∙H2O = CO(NH2)2+2NH4Cl+4H2O,79.3%。  
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某研究性学习小组为合成1-丁醇,查阅资料得知下列合成路线:CH3CH=CH2+CO+H2CH3CH2CH2CHO CH3CH2CH2OHCO的制备原理:HCOOHCO↑+H2O,并设计出原料气的制备装置如图所示。

请填写下列空白:

1)若用以上装置制备干燥纯净的CO,仪器X的名称是________;装置中b的作用是________cd中盛装的试剂分别是________________

2)实验室现有浓硫酸、2-丙醇,请写出制备丙烯的化学方程式:________________________

3)制丙烯时,还产生少量SO2CO2及水蒸气,该小组用以下试剂检验这四种气体,混合气体通过试剂的顺序是________(填序号)

①饱和Na2SO3溶液   ②酸性KMnO4溶液   ③石灰水  ④无水CuSO4    ⑤品红溶液

4)正丁醛经催化剂加氢得到含少量正丁醛的1-丁醇粗品,为纯化1-丁醇,该小组查阅文献得知:①R-CHO+NaHSO3(饱和)→RCH(OH)SO3Na↓;②沸点:乙醚34℃,1-丁醇118℃,并设计出如下提纯路线:

试剂1________,操作2________,操作3________

 

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二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂,可由二苯基羟乙酮氧化制得,相关物质的物理参数、化学方程式及装置图(加热和夹持装置已略去)如下:

在反应装置中,加入10ml冰醋酸、5.50gFeCl3固体、10ml水及少量碎瓷片,加热至沸腾,停止加热,待沸腾平息后加入2.12g二苯基羟乙酮,继续加热回流至二苯基羟乙酮完全反应。反应结束后加水煮沸,冷却后即有二苯基乙二酮粗产品析出,用70%乙醇水溶液重结晶提纯,得到1.80g产品。

重结晶过程如下:

加热溶解→活性炭脱色趁热过滤冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥

请回答以下问题:

1)装置图中仪器a的名称是_______________,其作用是______________

2)加入碎瓷片的作用是________。若加热后发现未加碎瓷片,应采取的正确方法是____________________________________________________

3)实验中可采用薄层色谱跟踪反应进程,其原理和操作与纸上层析类同,通过观察薄层色谱展开后的斑点(在实验条件下,只有二苯基羟乙酮和二苯基乙二酮能够产生斑点)判断样品中的成分。下图分别为加入二苯基羟乙酮后反应开始、回流15min30min45min60min时,用毛细管取样、点样,薄层色谱展开后的斑点:

该实验条件下加热________后可认为反应结束。

 A.15min     B.30min      C.45min    D.60min

4)上述重结晶过程中,____________(填步骤名称)操作除去了不溶性杂质。

5)在重结晶过程中,不可选用明火直接加热,原因是_________________________

6)不选择蒸馏的方法提纯二苯基乙二酮粗产品的原因是______________________

7)本实验的产率是_________%(保留3位有效数字)

 

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实验室利用呋喃甲醛为原料制备呋喃甲醇与呋喃甲酸。

Ⅰ、制备原理:

2NaOH

HClNaCl

Ⅱ、实验步骤

Ⅲ、相关信息

 

呋喃甲醛

呋喃甲醇

呋喃甲酸

乙醚

熔点/

36.5

29

133

116.3

沸点/

161.7

170

231

34.5

水溶性

微溶

微溶

可溶

不溶

相对分子质量

96

98

112

74

 

 

Ⅳ、实验装置

 

V、分析与思考,回答下列问题:

1)操作①名称___;产品Y___

2)操作②的装置如图1所示,收集产品X时温度计的读数应控制在90℃左右,其原因是___

3)操作①所得水溶液,加盐酸须控制pH23pH3的理由是___;控制溶液pH时,应选择的指示剂是__

4)粗产品Y纯化过程用图2装置进行热过滤,具体操作:向铜漏斗中加热水___拆装置。涉及操作顺序最合理的选项。

A.加热漏斗支管放入短颈漏斗放入滤纸放接液烧杯倒入热的待滤液

B.放入短颈漏斗放接液烧杯加热漏斗支管放入滤纸倒入热的待滤液

C.放入短颈漏斗放入滤纸加热漏斗支管放接液烧杯倒入热的待滤液

D.放入短颈漏斗放入滤纸放接液烧杯倒入热的待滤液加热漏斗支管

5)共消耗30mL萃取剂乙醚,从萃取效果角度思考,下列4种萃取方式最合理的是__

A30mL0mL0mL      B10mL10mL10mL

C15mL10mL5 mL     D5mL10mL15mL

6)计算产品Y的产率ω(Y)___

 

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丙炔酸甲酯是一种重要的有机化工原料,沸点为103~105℃。实验室制备少量丙炔酸甲酯的反应为:。装置如下图:

实验步骤如下:

步骤1:在反应瓶中,加入14.0g丙炔酸、50ml甲醇和2ml浓硫酸,少许碎瓷片,加热一段时间(装置见图1)

步骤2:蒸出过量的甲醇(装置见图2)

步骤3:反应液冷却后,依次用饱和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗涤。分离出有机相。

步骤4:有机相经无水Na2SO4干燥、过滤、蒸馏,称得丙炔酸甲酯12.5g

1)装置图中仪器a的名称是____________,其作用是__________________

2)蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的目的是____________。若加热后发现未加碎瓷片,应采取的正确方法是____________________________

3)步骤1中,加入过量甲醇的目的除作溶剂外,还有________________

4)步骤3中,用5%Na2CO3溶液洗涤,主要除去的物质是________________;分离出有机相的操作名称为____________

5)步骤4中,蒸馏时不能用水浴加热的原因是______________________________

6)本实验的产率是________(保留3位有效数字)

 

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草酸二甲酯可用作制备维生素B13的中间体,也可用作增塑剂。实验室以草酸和甲醇为原料制备草酸二甲酯的一种方法如下:

相关物质的有关数据如下表所示:

物质

甲醇

草酸二甲酯

熔点/

5.5

-97

54

沸点/

80.1

64.3

163.5

相对分子质量

78

32

118

水溶性

不溶

互溶

不溶

 

实验过程:向如图反应装置中加入27g草酸、40g无水甲醇、100ml苯、5ml浓硫酸,搅拌下加热回流;待反应完全后,分离出甲醇和苯,所得反应液经水洗,有机层再用10%的碳酸钠溶液洗涤,然后用蒸馏水洗涤,加无水氯化钙固体干燥;过滤,滤液冷却后析出晶体,干燥,得草酸二甲酯30.1g

回答下列问题:

1)仪器A的名称为____________,反应过程中冷却水应从________(“a”“b”)口进入。

2)分离出甲醇和苯的操作名称为______________________________

3)用10%的碳酸钠溶液洗涤的目的是____________________________________

4)甲醇过量的目的是________________________________________________,浓硫酸的作用是_____________________________________________

5)分水器的优点是__________________________________________(任写一点)

6)本实验的产率是___________(保留三位有效数字)

 

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