Question

【題目】已知在常用催化劑（如鉑、鈀）的催化下，氫氣和炔烴加成生成烷烴，難于得到烯烴，但使用活性較低的林德拉催化劑，可使炔烴的氫化停留在生成烯烴的階段，而不再進(jìn)一步氫化．現(xiàn)有一課外活動興趣小組利用上述設(shè)計(jì)了一套由如下圖所示儀器組裝而成的實(shí)驗(yàn)裝置（鐵架臺未畫出），擬由乙炔制得乙烯，并測定乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率．若用含0.020molCaC2的電石和1.60g含雜質(zhì)18.7%的鋅粒（雜質(zhì)不與酸反應(yīng)）分別與足量的X和稀硫酸反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)完全后，假定在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測得G中收集到的水VmL．試回答有關(guān)問題．

（1）所用裝置的連接順序是_______________（填各接口的字母）．

（2）寫出A、C中所發(fā)生的兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式（有機(jī)物寫結(jié)構(gòu)簡式）：__________、_____________．

（3）為減慢A中的反應(yīng)速率，X應(yīng)選用_________．

（4）F中留下的氣體除含少許空氣外，還有________________．

（5）D的作用是_________________

（6）若V=672mL（導(dǎo)管內(nèi)氣體體積忽略不計(jì)），則乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率為_____________．

Answer 1

【答案】a、e、d、f、g、b、c、h（f、g可調(diào)換） CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca（OH）2 HC≡CH+H2CH2=CH2 飽和食鹽水 H2、C2H4、C2H2 除去雜質(zhì)氣體 50%

【解析】

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的是用乙炔和氫氣之間的反應(yīng)來制取乙烯，根據(jù)裝置的特點(diǎn)和應(yīng)用來連接實(shí)驗(yàn)裝置；

（2）碳化鈣可以和水反應(yīng)得到乙炔氣體，乙炔氣體和氫氣在催化劑的作用下反應(yīng)得到乙烯；

（3）為減慢反應(yīng)速率，可以將水換成飽和食鹽水；

（4）根據(jù)發(fā)生的反應(yīng)結(jié)合實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況來確定存在的雜質(zhì)氣體；

（5）乙炔在制取的過程中，還會含有雜質(zhì)氣體，要進(jìn)行除雜；

（5）結(jié)合乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率等于反應(yīng)的乙炔和全部的乙炔的量的比值來計(jì)算。

（1）實(shí)驗(yàn)裝置顯示制取乙炔和氫氣，然后將二者混合，但是乙炔、氫氣中含有雜質(zhì)氣體，應(yīng)該先將雜質(zhì)氣體除去，再將之干燥，是純凈的氣體在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)得到乙烯，乙烯是難溶于水的氣體，可以采用排水法收集，所以裝置的連接順序是：a、e、d、f、g、b、c、h（f、g可調(diào)換），故答案為：a、e、d、f、g、b、c、h（f、g可調(diào)換）；

（2）A中是碳化鈣和水反應(yīng)制取乙炔的過程，C中是乙炔和氫氣之間的加成反應(yīng)，方程式分別為：CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca（OH）2、HC≡CH+H2CH2=CH2，故答案為：CaC2+2H2O→HC≡CH↑+Ca（OH）2、HC≡CH+H2CH2=CH2；

（3）碳化鈣和水之間的反應(yīng)十分劇烈，為減慢反應(yīng)速率，可以將水換成飽和食鹽水，故答案為：飽和食鹽水；

（4）F中留下的氣體除含少許空氣外，還有沒有完全消耗的乙炔，氫氣以及生成的乙烯等氣體，故答案為：H2、C2H4、C2H2；

（5）為了保證得到的氣體純凈，應(yīng)該將氣體進(jìn)行除雜，次氯酸鈉具有堿性和氧化性，可以除去雜質(zhì)，如果沒有除去雜質(zhì)，則剩余的氣體增加，測得的結(jié)果比實(shí)際值偏高，故答案為：除去雜質(zhì)氣體；

（6）0.020molCaC2的電石，和水反應(yīng)得到乙炔的物質(zhì)的量是0.02mol，1.60g含雜質(zhì)18.7%的鋅粒（雜質(zhì)不與酸反應(yīng)）的物質(zhì)的量是mol=0.02mol，和硫酸反應(yīng)，產(chǎn)生的氫氣的物質(zhì)的量是0.005mol，狀況下測得G中收集到的水VmL，V=672mL，則得到的乙烯的物質(zhì)的量是=0.03mol，設(shè)乙炔的轉(zhuǎn)化量是x，則有：

HC≡CH+H2CH2=CH2

1 1 1

x x x

則反應(yīng)后得到氣體的物質(zhì)的量（0.02-x）+（0.02-x）+x=0.03，解得X=0.01mol，所以乙炔氫化的轉(zhuǎn)化率為×100%=50%，故答案為：50%。