（Ⅰ）已知以銅作催化劑，用空氣氧化醇可制取醛，其反應原理是空氣先與銅反應生成氧化銅，熱的氧化銅再氧化醇生成醛．在實驗室中用甲醇、水、空氣和銅粉（或氧化銅）可制取甲醛溶液．常溫下甲醇為液體，甲醛為氣體；甲醇與甲醛均能與水混溶．如圖是兩個同學設(shè)計的實驗裝置，右邊的反應裝置相同，而左邊的氣體發(fā)生裝置不同，分別如甲和乙所示：

請回答下列問題：
（1）在儀器組裝完成后，裝試劑前必須要進行的操作是
檢查裝置氣密性
檢查裝置氣密性
．
（2）若按甲裝置進行實驗，則通入試管A中的X是
空氣或氧氣
空氣或氧氣
，
B中發(fā)生反應的化學方程式為
2CH3OH+O2
Cu
△
2HCHO+2H2O
2CH3OH+O2
Cu
△
2HCHO+2H2O
；反應類型是
氧化
氧化
反應．
（3）若按乙裝置進行實驗，則B管中應裝入的物質(zhì)是
氧化銅
氧化銅
；B中發(fā)生反應的化學方程式為
CH3OH+CuO
Cu
△
Cu+HCHO+H2O
CH3OH+CuO
Cu
△
Cu+HCHO+H2O
；
（4）兩套裝置中都需要加熱的儀器有
AB
AB
（選填A、B、C）
（Ⅱ）實驗室用無水酒精和濃硫酸以1：3的體積比混合加熱制乙烯氣體，請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />（1）實驗時要在圓底燒瓶中加入碎瓷片，其作用是
防止暴沸
防止暴沸
；濃硫酸的作用是
催化劑、吸水劑
催化劑、吸水劑
．
（2）升溫經(jīng)過140℃左右時，發(fā)生副反應，主要生成物的結(jié)構(gòu)簡式為
CH3CH2-O-CH2CH3
CH3CH2-O-CH2CH3
．
（3）實驗后期制得的乙烯氣體中常含有兩種雜質(zhì)氣體，將此混合氣體直接通入溴水中能否證明乙烯發(fā)生加成反應的性質(zhì)？
否
否
（填“能”或“否”），原因是
乙醇和濃硫酸反應生成單質(zhì)碳，碳和濃硫酸加熱條件下反應生成二氧化硫、二氧化碳和水，二氧化硫具有還原性和溴單質(zhì)反應，使溴水褪色；
乙醇和濃硫酸反應生成單質(zhì)碳，碳和濃硫酸加熱條件下反應生成二氧化硫、二氧化碳和水，二氧化硫具有還原性和溴單質(zhì)反應，使溴水褪色；
（用化學方程式表示）
（4）實驗室制備乙烯的化學方程式
CH3CH2OH
濃硫酸
△
CH2=CH2↑+H2O
CH3CH2OH
濃硫酸
△
CH2=CH2↑+H2O
．
分析：分析：（1）反應需要密閉容器實驗前需要進行裝置氣密性檢查；
（2）依據(jù)催化劑銅的催化作用分析判斷；
（3）依據(jù)催化氧化反應的實質(zhì)分析；乙裝置無空氣后氧氣通入，B裝置中加入的應是氧化銅；
（4）依據(jù)醇氧化為醛的條件是銅做催化劑加熱反應生成醛，發(fā)生的是催化氧化反應，催化劑銅加熱生成氧化銅，和甲醇加熱反應生成甲醛；
Ⅱ、（1）圓底燒瓶中加入碎瓷片防止暴沸，濃硫酸是反應的催化劑和吸水劑；
（2）乙醇在濃硫酸作用下加熱到140℃會發(fā)生分子間脫水生成乙醚；
（3）乙醇和濃硫酸反應生成單質(zhì)碳，碳和濃硫酸加熱條件下反應生成二氧化硫、二氧化碳和水，二氧化硫具有還原性；
（4）乙醇在濃硫酸加熱170℃發(fā)生消去反應生成乙烯氣體．
解答：解：Ⅰ（1）在儀器組裝完成后，加裝試劑前必須要進行的操作是檢查裝置氣密性，故答案為：檢查裝置氣密性；
（2）按甲裝置進行實驗，B管處裝銅粉，則通入A管的X氣體為空氣或氧氣，目的是為了生成氧化銅催化氧化乙醇，反應的化學方程式為：
2CH3CH2OH+O2
Cu
△
2CH3CHO+2H2O，發(fā)生的是氧化反應；
故答案為：空氣或氧氣；2CH3CH2OH+O2
Cu
△
2CH3CHO+2H2O；氧化；
（3）按乙裝置進行實驗無空氣或氧氣通入，根據(jù)醇催化氧化的實質(zhì)是被氧化銅氧化得到醛，所以B管中應裝入氧化銅，加熱條件下反應生成乙醛，反應的化學方程式為：CH3CH2OH+CuO
Cu
△
Cu+CH3CHO+H2O；
故答案為：氧化銅；CH3OH+CuO
Cu
△
Cu+HCHO+H2O；
（4）利用乙醇、銅或銅的化合物制備乙醛，A處用水浴加熱是為了得到乙醇蒸氣，醇通過固體銅或氧化銅加熱反應生成乙醛，所以醛B處加熱是反應所需的反應條件，水浴加熱是為了更好滴控制溫度和得到平穩(wěn)的氣流；
故答案為：AB；
Ⅱ、解：（1）圓底燒瓶中加入碎瓷片防止加熱時液體暴沸，濃硫酸是反應的催化劑和吸水劑；
故答案為：暴沸，催化劑和吸水劑；
（2）乙醇在濃硫酸作用下加熱到140℃會發(fā)生分子間脫水生成乙醚；結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2-O-CH2CH3，故答案為：CH3CH2-O-CH2CH3；
（3）乙醇和濃硫酸反應生成單質(zhì)碳，碳和濃硫酸加熱條件下反應生成二氧化硫、二氧化碳和水，二氧化硫具有還原性和溴單質(zhì)反應，使溴水褪色，不能檢驗出乙烯的生成；
故答案為：否；乙醇和濃硫酸反應生成單質(zhì)碳，碳和濃硫酸加熱條件下反應生成二氧化硫、二氧化碳和水，二氧化硫具有還原性和溴單質(zhì)反應，使溴水褪色；
（4）乙醇在濃硫酸加熱170℃發(fā)生消去反應生成乙烯氣體，反應的化學方程式為CH3CH2OH
濃硫酸
△
CH2=CH2↑+H2O，故答案為：CH3CH2OH
濃硫酸
△
CH2=CH2↑+H2O．
點評：本題考查了醇催化氧化的反應條件、反應實質(zhì)的分析判斷，乙烯實驗室制備的裝置和反應條件分析，實驗裝置的選擇原則和反應條件的應用，理解醇氧化為醛，乙醇的脫水反應實質(zhì)是解題關(guān)鍵，題目難度中等．
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：閱讀理解

（2013?江蘇三模）CO2和CH4是兩種重要的溫室氣體，通過CH4和CO2反應制造更高價值化學品是目前的研究目標．
（1）250℃時，以鎳合金為催化劑，向4L容器中通入6mol CO2、6mol CH4，發(fā)生如下反應：CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g）．平衡體系中各組分體積分數(shù)如下表：
物質(zhì) CH4 CO2 CO H2
體積分數(shù) 0.1 0.1 0.4 0.4
①此溫度下該反應的平衡常數(shù)K=
64
64
．
②已知：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H=-890.3kJ?mol-1
CO（g）+H2O （g）=CO2（g）+H2 （g）△H=2.8kJ?mol-1
2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-566.0kJ?mol-1
反應CO2（g）+CH4（g）?2CO（g）+2H2（g） 的△H=
+247.3kJ?mol-1
+247.3kJ?mol-1
．
（2）以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸．
①不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如右圖所示．250～300℃時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是
溫度超過250℃時，催化劑的催化效率降低
溫度超過250℃時，催化劑的催化效率降低
．
②為了提高該反應中CH4的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是
增大反應壓強或增大CO2的濃度
增大反應壓強或增大CO2的濃度
．
③將Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的離子方程式為
3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O
3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O
．
（3）以CO2為原料可以合成多種物質(zhì)．
①聚碳酸酯是一種易降解的新型合成材料，它是由加聚而成．寫出聚碳酸酯的結(jié)構(gòu)簡式：
．
②以氫氧化鉀水溶液作電解質(zhì)進行電解，CO2在銅電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷，該電極反應方程式為
CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-
CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-
．

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科目：高中化學 來源：2010屆靖江高級中學高三第三次模擬考試化學試題 題型：填空題

（8分）江蘇連云港開發(fā)硅產(chǎn)業(yè)比較發(fā)達，粗硅提純經(jīng)常用“三氯氫硅法”。將干燥的硅粉加入合成爐中，與通入的干燥氯化氫氣體在280～330℃有氯化亞銅催化劑存在下進行氯化反應，反應氣體旋風分離除去雜質(zhì)，再用氯化鈣冷凍鹽水將氣態(tài)三氯氫硅冷凝成液體，經(jīng)粗餾塔蒸餾和冷凝，除去高沸物和低沸物，再經(jīng)精餾塔蒸餾和冷凝，得到精制三氯氫硅液體。純度達到七個“9”以上，雜質(zhì)含量小于1×10－7，硼要求在0.5×10－9以下。提純后的三氯氫硅送入不銹鋼制的還原爐內(nèi)，用超純氫氣作還原劑，在1050～1100℃還原成硅，并以硅芯棒為載體沉積而得多晶硅成品。其反應式如下：
Ⅰ　H2＋Cl2 =" 2HCl"
Ⅱ　Si（粗）＋3HCl（g）= SiHCl3(l)＋H2(g)
Ⅲ　SiHCl3(l) ＋H2(g) = Si(純)＋3HCl(g)

據(jù)以上材料回答問題：
（1）電爐中發(fā)生反應后排出氣體X的成份　　　　　　（填化學式）。
（2）目前提倡“低碳類經(jīng)濟”，CO2的吸收轉(zhuǎn)化成有機物可有效實現(xiàn)碳循環(huán)，是節(jié)能減排的有效措施。某物質(zhì)y的核磁共振氫譜只有一個峰，與CO2可催化加聚生成自然降解的
塑料聚碳酸酯，其反應方程式　則Y的結(jié)構(gòu)簡式為　　　　　　　　　　　。
（3）在上述流程中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是　　　　　　　　。（填名稱）
（4）SiH4化學性質(zhì)比較活潑，它在空氣中自燃，有強還原性，在堿存在下迅速水解，由SiH4為原料進行氮化來制備Si3N4納米材料，則你認為該材料中最大可能存在的雜質(zhì)　　　
（填化學式）。
（5）已知化學鍵如表

則下述反應　SiCl4(g)＋2H2（g）Si（s）＋4HCl(g)　
該反應的反應熱　△H＝　　　　　　　　kJ·mol－1

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科目：高中化學 來源：2012-2013學年江蘇省南通市高三第三次模擬化學試卷（解析版） 題型：填空題

CO2和CH4是兩種重要的溫室氣體，通過CH4和CO2反應制造更高價值化學品是目前的研究目標。

（1）250℃時，以鎳合金為催化劑，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，發(fā)生如下反應：CO2(g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g)。平衡體系中各組分體積分數(shù)如下表：

物質(zhì)

CH4

CO2

CO

H2

體積分數(shù)

0.1

0.1

0.4

0.4

 

①此溫度下該反應的平衡常數(shù)K=      。

②已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H=-890.3 kJ·mol－1

CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) △H=2.8 kJ·mol－1

2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol－1

反應CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) 的△H=      。

（2）以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸。

①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示。250～300℃時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是    。

②為了提高該反應中CH4的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是    。

③將Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的離子方程式為      。

（3）以CO2為原料可以合成多種物質(zhì)。

①聚碳酸酯是一種易降解的新型合成材料，它是由加聚而成。寫出聚碳酸酯的結(jié)構(gòu)簡式：    。

②以氫氧化鉀水溶液作電解質(zhì)進行電解，CO2在銅電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷，該電極反應方程式為      。

 

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科目：高中化學 來源：2012-2013學年江蘇省南通、泰州、揚州連云港淮安高三第三次調(diào)研5月測試化學卷（解析版） 題型：填空題

CO2和CH4是兩種重要的溫室氣體，通過CH4和CO2反應制造更高價值化學品是目前的研究目標。

⑴250℃時，以鎳合金為催化劑，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，發(fā)生如下反應：CO2 (g)＋CH4(g) 2CO(g)＋2H2(g)。平衡體系中各組分體積分數(shù)如下表：

物質(zhì)

CH4

CO2

CO

H2

體積分數(shù)

0.1

0.1

0.4

0.4

①此溫度下該反應的平衡常數(shù)K=     。

②已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H=-890.3 kJ·mol－1

CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) △H=2.8 kJ·mol－1

2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol－1

反應CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g) 的△H=     。

⑵以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑，可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸。

①在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如右圖所示。250～300℃時，溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是   。

②為了提高該反應中CH4的轉(zhuǎn)化率，可以采取的措施是   。

③將Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的離子方程式為     。

⑶以CO2為原料可以合成多種物質(zhì)。

①聚碳酸酯是一種易降解的新型合成材料，它是由縮聚而成。寫出聚碳酸酯的結(jié)構(gòu)簡式：   。

②以氫氧化鉀水溶液作電解質(zhì)進行電解，CO2在銅電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷，該電極反應方程式為     。

 

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科目：高中化學 來源：2011-2012學年浙江省招生仿真卷理科綜合化學試卷（解析版） 題型：填空題

（15分）納米級Cu2 O 粉末,由于量子尺寸效應,其具有特殊的光學、電學及光電化學性質(zhì),在太陽電池、傳感器、超導體、制氫和電致變色、環(huán)境中處理有機污染物等方面有著潛在的應用。

Ⅰ．納米氧化亞銅的制備

（1）四種制取Cu2O的方法如下：

①火法還原。用炭粉在高溫條件下還原CuO；

②最新實驗研究用肼（N2H4）還原新制Cu(OH)2可制備納米級Cu2O，同時放出N2。

已知：N2H4(l)+O2(g)N2(g)+2H2O(l)    △H=-a kJ/mol

Cu(OH)2(s)CuO(s)+H2O(l)   △H=b kJ/mol

4CuO(s)2Cu2O(s)+O2(g)       △H=c kJ/mol

則該方法制備Cu2O的熱化學方程式為                                              。

③工業(yè)中主要采用電解法：用銅和鈦作電極，電解氯化鈉和氫氧化鈉的混合溶液，電解總方程式為：2Cu+H2OCu2O+H2↑，則陽極反應式為：                                。

④還可采用Na2SO3還原CuSO4法：將Na2SO3 和CuSO4加入溶解槽中，制成一定濃度的溶液，通入蒸氣加熱，于100℃~104℃間反應即可制得。寫出該反應的化學方程式：                。

Ⅱ．納米氧化亞銅的應用

（2）用制得的Cu2O進行催化分解水的實驗

①一定溫度下，在2 L密閉容器中加入納米級Cu2O并通入10. 0 mol水蒸氣，發(fā)生反應：

2H2O(g) 2H2(g)＋O2(g)  △H＝＋484 kJ·mol－1

T1溫度下不同時段產(chǎn)生O2的量見下表：

時間/min

20

40

60

80

n(O2)/mol

1.0

1.6

2.0

2.0

前20 min的反應速率 v(H2O)＝                        ；該該溫度下，反應的平衡常數(shù)的表達式K＝              ；若T2溫度下K＝0.4，T1          T2（填>、<、=）

②右圖表示在t1時刻達到平衡后，只改變一個條件又達到平衡的不同時段內(nèi)，H2的濃度隨時間變化的情況，則t1時平衡的移動方向為       ，t2時改變的條件可能為               ；若以K1、K2、K3分別表示t1時刻起改變條件的三個時間段內(nèi)的平衡常數(shù)，t3時刻沒有加入或減少體系中的任何物質(zhì)，則K1、K2、K3的關(guān)系為                 ；

③用以上四種方法制得的Cu2O在其它條件相同下分別對水催化分解，產(chǎn)生氫氣的速率v隨時間t變化如圖所示。下列敘述正確的是           。

A．方法③、④制得的Cu2O催化效率相對較高

B．方法④制得的Cu2O作催化劑時，水的平衡轉(zhuǎn)化率最高

C．催化效果與Cu2O顆粒的粗細、表面活性等有

D．Cu2O催化水分解時，需要適宜的溫度

 

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