化学实验中的温度.ppt

化学实验中的温度控制化学实验中的温度控制2018.08.29加热方式一：直接加热加热方式一：直接加热1.1.加热温度达到加热温度达到400400600600，不稳定。，不稳定。2.2.直接受热仪器：试管、蒸发皿、坩埚、燃烧匙、硬质玻璃管直接受热仪器：试管、蒸发皿、坩埚、燃烧匙、硬质玻璃管3.3.间接受热仪器：烧杯、锥形瓶、烧瓶（含蒸馏烧瓶、三颈瓶）间接受热仪器：烧杯、锥形瓶、烧瓶（含蒸馏烧瓶、三颈瓶）加热方式一：直接加热加热方式一：直接加热1.1.酒精灯罩作用：使火焰更加集中，提高加热温度酒精灯罩作用：使火焰更加集中，提高加热温度2.2.三芯酒精灯：增大受热面积三芯酒精灯：增大受热面积加热方式一：直接加热加热方式一：直接加热酒精喷灯，用于加强热，温度可以到酒精喷灯，用于加强热，温度可以到1000 1000 加热方式二：电热套加热加热方式二：电热套加热1.1.温度恒定（可调节）。温度恒定（可调节）。2.2.受热均匀。受热均匀。3.3.升温快，操作简单。升温快，操作简单。加热方式三：加热方式三：水（油、砂）水（油、砂）浴加热浴加热A:A:制备硝基苯（制备硝基苯（50-60 50-60 ）；）；乙酸乙酯水解（乙酸乙酯水解（70-8070-80）B:B:溶解度的测定溶解度的测定C:C:银镜反应；制备酚醛树脂（沸水）银镜反应；制备酚醛树脂（沸水）糖类（蔗糖、淀粉、纤维素）水解糖类（蔗糖、淀粉、纤维素）水解优点：受热均匀，易控制温度。优点：受热均匀，易控制温度。需要温度计的实验需要温度计的实验一、测反应混合溶液的温度一、测反应混合溶液的温度1 1 测溶解度测溶解度 2 2 由乙醇制乙烯由乙醇制乙烯 3 3 中和热测定中和热测定二、测蒸气的温度二、测蒸气的温度1 1 蒸馏蒸馏 2 2 测定沸点测定沸点三、测环境温度三、测环境温度1 1 温度对反应速率影响的反应温度对反应速率影响的反应2 2 苯的硝化反应、乙酸乙酯的水解苯的硝化反应、乙酸乙酯的水解 3 3 测气体体积时，测量室温测气体体积时，测量室温注意：作答时指明温度计液泡的位置注意：作答时指明温度计液泡的位置冷却方式一冷却方式一 ：空气冷凝：空气冷凝1.1.用于沸点较高的物质的冷却。用于沸点较高的物质的冷却。2.2.制硝基苯、溴苯、乙酸乙酯。制硝基苯、溴苯、乙酸乙酯。3.3.长导管作用：导气，冷凝（可能有回流）。长导管作用：导气，冷凝（可能有回流）。4.4.干燥器中冷却也属于空气冷却。干燥器中冷却也属于空气冷却。冷却方式二冷却方式二 ：冷凝管冷却：冷凝管冷却1.1.蒸馏只能用直形冷凝管。蒸馏只能用直形冷凝管。2.2.冷凝回流均可使用。冷凝回流均可使用。3.3.冷凝效果蛇形冷凝管最好。冷凝效果蛇形冷凝管最好。冷却方式三冷却方式三 ：冰水冷却：冰水冷却1.1.将冰水放在大烧杯或水槽中。待冷却的将冰水放在大烧杯或水槽中。待冷却的物质放在物质放在U U形管、试管、烧瓶或锥形瓶中。形管、试管、烧瓶或锥形瓶中。2.2.如果需要更低温度冷却，可以将冰水换如果需要更低温度冷却，可以将冰水换成一些冰盐水。例如成一些冰盐水。例如20%20%的食盐水，冰点的食盐水，冰点-16 16 。温度对反应的影响温度对反应的影响一、一、可能发生副反应。可能发生副反应。1.1.温度过高造成热分解。例如：温度过高造成热分解。例如：H H2 2O O2 2、HNOHNO3 3、HClOHClO、氨水、氨水、NHNH4 4ClCl、Cu(OH)Cu(OH)2 2 2.2.温度高造成被氧化。例如：醛类、酚类、温度高造成被氧化。例如：醛类、酚类、FeFe2+2+化合物、化合物、NaNa2 2S S、NaNa2 2SOSO3 3、KIKI 3.3.题目给定信息的副反应。题目给定信息的副反应。二、改变反应速率二、改变反应速率 1.1.因为温度改变速率。因为温度改变速率。2.2.升温，气体溶解度减小。升温，气体溶解度减小。3.3.催化剂活性催化剂活性三、化学平衡三、化学平衡 1.1.使主平衡向某方向移动。使主平衡向某方向移动。2.2.改变已有的平衡：如水解改变已有的平衡：如水解四、产率四、产率 1.1.挥发与升华。挥发与升华。2.2.影响溶解度，析出晶体多少不同影响溶解度，析出晶体多少不同五、加热使胶体聚沉，便于过滤。五、加热使胶体聚沉，便于过滤。六、安全：对于反应剧烈的，加热会发生危险六、安全：对于反应剧烈的，加热会发生危险注意：注意：1.1.控制温度多少度，要回答高与低。控制温度多少度，要回答高与低。2.2.减压蒸发和蒸馏，即降温减压蒸发和蒸馏，即降温实验设计或评价中考虑温度的方面实验设计或评价中考虑温度的方面1.1.需要的反应能否发生，是不是发生副反应，需要的反应能否发生，是不是发生副反应，如浓硫酸与乙醇制乙烯；如浓硫酸与乙醇制乙烯；2.2.反应物或生成物的溶解与挥发、结焦或炭化反应物或生成物的溶解与挥发、结焦或炭化3.3.氧化与分解（反应物的稳定性）、胶体聚沉氧化与分解（反应物的稳定性）、胶体聚沉4.4.反应速率控制与平衡移动（产率或转化率）反应速率控制与平衡移动（产率或转化率）5.5.仪器与装置的量程、耐热性仪器与装置的量程、耐热性6.6.催化剂活性催化剂活性7.7.操作方便与安全操作方便与安全8.8.整体密闭装置中压强大小整体密闭装置中压强大小THANK YOUSUCCESS2024/4/18 周四13可编辑如何控制反应放出的热量如何控制反应放出的热量1.1.调节滴加速率调节滴加速率2.2.冰水冷凝冰水冷凝例题例题1 1 ClCl2 2与与KOHKOH在较高温度下反应生成在较高温度下反应生成KClOKClO3 3 。为为制备制备KClOKClO，在不改变在不改变KOHKOH溶液的浓度和体溶液的浓度和体积的条件下，控制反应在积的条件下，控制反应在0 05 5进行，实验进行，实验中中可采取的措施可采取的措施是是 、。缓慢滴加盐酸、装置缓慢滴加盐酸、装置C C加冰水浴加冰水浴例题例题2 2葡萄糖酸钙可通过以下反应制得：葡萄糖酸钙可通过以下反应制得：C C6 6H H1212O O6 6(葡萄糖葡萄糖)BrBr2 2H H2 2O OC C6 6H H1212O O7 7(葡萄糖酸葡萄糖酸)2HBr2HBr2C2C6 6H H1212O O7 7CaCOCaCO3 3Ca(CCa(C6 6H H1212O O7 7)2 2(葡萄糖酸钙葡萄糖酸钙)H H2 2O OCOCO2 2第一步反应在第一步反应在55 55 时不断滴加时不断滴加3%3%溴水进行。选溴水进行。选择装置是（择装置是（）B B例题例题3 3某小组以某小组以CoClCoCl2 26H6H2 2O O、NHNH4 4ClCl、H H2 2O O2 2、浓氨、浓氨水水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶晶体体X X。X X的制备过程中温度不能过高的原是的制备过程中温度不能过高的原是_。温度过高过氧化氢分解、氨气逸出温度过高过氧化氢分解、氨气逸出例题例题4 4 为使滤液中的为使滤液中的FeFe2 2完全被完全被H H2 2O O2 2氧化，氧化，以制备以制备(FePO(FePO4 42H2H2 2O O）下列实验条件控制正确的是下列实验条件控制正确的是_(_(填序号填序号)A A加入适当过量的加入适当过量的H H2 2O O2 2溶液溶液 B B缓慢滴加缓慢滴加H H2 2O O2 2溶液并搅拌溶液并搅拌C C加热，使反应在较高温度下进行加热，使反应在较高温度下进行 D D用氨水调节溶液用氨水调节溶液pHpH7 7ABABC:C:较高温度较高温度H H2 2O O2 2分解分解D:D:碱性碱性H H2 2O O2 2氧化性减弱；氧化性减弱；生成的生成的FeFe3+3+会水解为会水解为Fe(OH)Fe(OH)3 3例题例题5 5 正丁醛正丁醛（沸点（沸点76 76 ）是一种化工原是一种化工原料。某实验小组利用料。某实验小组利用K K2 2CrCr2 20 07 7与稀硫酸混合与稀硫酸混合溶液氧化正丁醇（沸点溶液氧化正丁醇（沸点117 117 ）制备。）制备。反应温度应保持在反应温度应保持在90909595，其原因是，其原因是:将正丁醛及时分离出来，促使反应正向进行，将正丁醛及时分离出来，促使反应正向进行，并减少正丁醛进一步氧化。并减少正丁醛进一步氧化。例题例题6 6 实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸的装置如实验室用硝酸氧化淀粉水解液制备草酸的装置如图所示图所示。控制反应液温度在控制反应液温度在55556060条件下，边搅条件下，边搅拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸拌边缓慢滴加一定量含有适量催化剂的混酸（65%HNO65%HNO3 3与与98%H98%H2 2SOSO4 4的质量比为的质量比为2 2：1.51.5）溶液）溶液。硝硝酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：酸氧化淀粉水解液过程中可发生下列反应：C C6 6H H1212O O6 612HNO12HNO3 33H3H2 2C C2 2O O4 49NO9NO2 23NO3NO9H9H2 2O OC C6 6H H1212O O6 68HNO8HNO3 36CO6CO2 28NO8NO10H10H2 2O O3H3H2 2C C2 2O O4 42HNO2HNO3 36CO6CO2 22 NO2 NO4H4H2 2O O若混酸滴加过快，将导致草酸产率若混酸滴加过快，将导致草酸产率下降，其原因是下降，其原因是：由于温度过高、硝酸浓度过大，由于温度过高、硝酸浓度过大，导致导致C C6 6H H1212O O6 6 和和H H2 2C C2 2O O4 4进一步被氧化进一步被氧化例题例题7 7 以硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫以硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸铵和氧化铁红颜料酸铵和氧化铁红颜料。先在。先在硫酸亚铁硫酸亚铁溶液溶液里加入里加入NHNH4 4HCOHCO3 3溶液，生成溶液，生成FeCOFeCO3 3沉淀。沉淀。（1 1）写出其离子方程式）写出其离子方程式 （2 2）需要控制温度低于）需要控制温度低于3535 。理由是：。理由是：（1 1）FeFe2+2+2HCO+2HCO3 3-=FeCO=FeCO3 3+H+H2 2O+COO+CO2 2（2 2）防止）防止NHNH4 4HCOHCO4 4分解。分解。例题例题8 8 工业碳酸钠中含有工业碳酸钠中含有CaCa2+2+、MgMg2+2+、FeFe3+3+、ClCl-和和 等杂等杂质，提纯工艺路线如下：质，提纯工艺路线如下：已知碳酸钠的溶解度（已知碳酸钠的溶解度（S S）随温度变化的曲线如）随温度变化的曲线如图。图。回答：回答：趁热过滤理由：趁热过滤理由：趁热过滤的措施：趁热过滤的措施：例题例题8 8 使析出的晶体为使析出的晶体为NaNa2 2COCO3 3H H2 2O O，防止因温，防止因温度过低而析出度过低而析出NaNa2 2COCO3 310H10H2 2O O晶体，令后续晶体，令后续的加热脱水耗时长的加热脱水耗时长 用已预热的布氏漏斗趁热抽滤用已预热的布氏漏斗趁热抽滤例题例题9 9 以海绵铜（主要成分是以海绵铜（主要成分是CuCu和和CuOCuO）为）为原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产原料，采用硝酸铵氧化分解技术生产CuClCuCl。先用先用NHNH4 4NONO3 3、H H2 2O O和稀硫酸的混合溶液溶解，和稀硫酸的混合溶液溶解，再通过氧化还原反应，进行转化和提纯。再通过氧化还原反应，进行转化和提纯。溶解溶解温度应控制在温度应控制在606070 70 ，原因是，原因是：温度低溶解速度慢温度低溶解速度慢；温度过高铵盐分解温度过高铵盐分解例题例题1010 酚醛树脂酚醛树脂由由苯酚和甲醛缩聚而成，苯酚和甲醛缩聚而成，反应有大量热放出，为防止温度过高，应反应有大量热放出，为防止温度过高，应向已有苯酚的反应釜中向已有苯酚的反应釜中_加入甲醛，且加入甲醛，且反应釜应装有反应釜应装有_装置。装置。应间歇性应间歇性缓慢缓慢加入甲醛，并且有散热加入甲醛，并且有散热（或吸热、冷却）（或吸热、冷却）装置装置THANK YOUSUCCESS2024/4/18 周四26可编辑