【题目】“点击化学”是指快速、高效连接分子的一类反应,例如铜催化的Huisgen环加成反应:
我国科研人员利用该反应设计、合成了具有特殊结构的聚合物F并研究其水解反应。合成线路如下图所示:
已知:
(1)化合物A的官能团是________。
(2)反应①的反应类型是________。
(3)关于B和C,下列说法正确的是________(填字母序号)。
a.利用质谱法可以鉴别B和C
b.B可以发生氧化、取代、消去反应
c.可用酸性高锰酸钾溶液检验C中含有碳碳三键
(4)B生成C的过程中还有另一种生成物X,分子式为C3H6O,核磁共振氢谱显示只有一组峰,X的结构简式为_________。
(5)反应②的化学方程式为_________。
(6)E的结构简式为________。
(7)为了探究连接基团对聚合反应的影响,设计了单体K,其合成路线如下,写出H、I、J的结构简式:H________I_______ J________
(8)聚合物F的结构简式为________。
【答案】醛基和溴原子(-CHO、-Br) 取代反应 ab 或或
【解析】
本题为有机合成题。由合成路线图可知,A生成B的反应为取代反应,B生成C的反应为取代反应,根据信息提示可知C生成D的反应为取代反应,D为,D与NaN3发生取代反应生成E,结合题中E的分子式可推知E为;由E经F生成G正推,再由G经F到E逆推,可推知F为
或或,E生成F的反应为取代和加聚反应,F生成G的反应为水解反应;
由合成路线图可知,A生成B的反应为取代反应,B生成C的反应为取代反应,根据信息提示可知C生成D的反应为取代反应,D为,D与NaN3发生取代反应生成E,结合题中E的分子式可推知E为;由E经F生成G正推,再由G经F到E逆推,可推知F为
或或,E生成F的反应为取代和加聚反应,F生成G的反应为水解反应;
(1)化合物A的官能团是醛基和溴原子。本小题答案为:醛基和溴原子(-CHO、-Br)。
(2)经上述分析可知反应①的反应类型是取代反应。本小题答案为:取代反应。
(3)a.B中有5种有效氢,C中有4种有效氢,则可利用质谱法鉴别B和C,故a正确;
b.B中含有醛基、碳碳叁键、羟基3种官能团,则B能发生加成、还原、氧化、取代、消去等反应,故b正确;
c.C中含有醛基和碳碳叁键,均能与酸性高锰酸钾,使之褪色,故不能用酸性高锰酸钾溶液检验C中含有碳碳叁键,故c错误。答案选ab。
(4)B生成C的过程中还有另一种生成物X,分子式为C3H6O,核磁共振氢谱显示只有一组峰,则X只有一种有效氢,为对称结构,则X的结构简式为。本小题答案为:。
(5)根据已知信息提示可知,C生成D的反应方程式为。本小题答案为:。
(6)由上述分析可知E的结构简式为。本小题答案为:。
(7)根据合成路线,可采取逆推法,由K逆推J,J为;由J逆推I,I为,由I逆推H,H为。本小题答案为:;;。
(8)由上述分析可知,聚合物F的结构简式为或或。本小题答案为或或。
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【题目】下列说法中,不正确的是:( )
①金属钠、氢气都能在氯气中燃烧,生成白色的烟雾;②铜丝在氯气中燃烧,生成蓝绿色的氯化铜;③液氯就是氯气的水溶液,它能使干燥的有色布条褪色;④久置的氯水,因氯气几乎完全挥发掉,剩下的就是水
A.①B.①②C.①③④D.①②③④
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【题目】“一碳化学”是指以研究分子中只含有一个碳原子的化合物(如CO、CO2、CH3OH等)为原料合成一系列化工产品的化学。
(一)工业上,在Cu2O/ZnO作催化剂的条件下发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH
(1)已知:CH3OH(l)=CH3OH (g) ΔH=+35.2 kJ·mol-1,根据下表:
物质 | H2(g) | CO(g) | CH3OH(l) |
燃烧热/kJ·mol-1 | -285.8 | -283.0 | -726.5 |
反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的ΔH=_____ kJ·mol-1。
(2)向2L恒容密闭容器中通入1molCO(g)和2molH2(g),发生反应合成甲醇,反应过程中n(CH3OH)与时间(t)及温度的关系如图所示。在500℃恒压条件下,请在图中画出反应体系中n(CH3OH)与时间(t)变化总趋势图________。
(二)CO2和H2在催化剂Cu/ZnO作用下可发生两个平行反应:
反应I:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1= -48.5kJ·mol-1
反应II:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2= +41.2kJ·mol-1
(3)控制CO2和H2初始投料比为1:3时,温度对CO2平衡转化率及甲醇和CO的产率的影响如图所示:
①由图可知温度升高CO产率上升,其主要原因是_____。
②由图可知获取甲醇最适宜的温度是_____。
(4)控制CO2和H2初始投料比为1:1.6,在300℃时,反应I已达到平衡状态,CO2的转化率为50%,甲醇的选择性为60%,此时容器体积为1.0L,若CO2初始加入量为2.0mol,则反应I的平衡常数是_____。
(三)以甲醇为主要原料电化学合成碳酸二甲酯[(CH3O)2CO]的反应原理如下:4CH3OH+2CO+O22(CH3O)2CO+2H2O
(5)由图可知B极为电源_____(填“正”或“负”)极,阳极电极反应式是_____。
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【题目】一定温度下,在某容积一定的密闭容器中,建立下列化学平衡:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。不能确定上述可逆反应在一定条件下已达到化学平衡状态的是( )
A. 体系的压强不再发生变化
B. v正(CO)=v逆(H2)
C. 1 mol H—H键断裂的同时断裂2 mol H—O键
D. 生成n mol CO的同时消耗n mol H2O
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【题目】温度和压强相同时,在体积相同的两个密闭容器甲和乙,甲中充满O2气体,乙中充满O2和O3的混合气体,下列说法正确的是
A. 两容器中气体的质量相等 B. 两容器中气体的分子数目相等
C. 两容器中气体的氧原子数目相等 D. 两容器中气体的密度相等
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【题目】下表是几种弱电解质的电离平衡常数、难溶电解质的溶度积Ksp(25 ℃)。
电解质 | 平衡方程式 | 平衡常数K | Ksp |
CH3COOH | CH3COOHCH3COO-+H+ | 1.76×10-5 | |
H2CO3 | H2CO3H++HCO3- HCO3-H++CO32- | K1=4.31×10-4 K2=5.61×10-11 | |
C6H5OH | C6H5OHC6H5O-+H+ | 1.1×10-10 | |
H3PO4 | H3PO4H++H2PO4- H2PO4-H++HPO42- HPO42-H++PO43- | K1=7.52×10-3 K2=6.23×10-8 K3=2.20×10-13 | |
NH3·H2O | NH3·H2ONH4++OH- | 1.76×10-5 | |
BaSO4 | BaSO4(s)Ba2++SO42- | 1.0×10-10 | |
BaCO3 | BaCO3(s)Ba2++CO32- | 2.5×10-9 |
回答下列问题:
(1)由上表分析,若①CH3COOH,②HCO3-,③C6H5OH,④H2PO4-均可看做酸,则它们酸性最强的是_______(填编号)。
(2)向C6H5ONa溶液中通入少量CO2,写出反应的离子方程式_____________________。
(3)25 ℃时,将等体积等浓度的醋酸和氨水混合,混合液中:c(CH3COO-)______c(NH4+)(填“>”、“=”或“<”)。
(4)25 ℃时,向10 mL 0.01 mol·L-1苯酚(C6H5OH)溶液中滴加V mL 0.01 mol·L-1氨水,混合液中粒子浓度关系正确的是________。
A.若混合液pH>7,则V≥10
B.若混合液pH<7,则c(NH4+)>c(C6H5O-)>c(H+)>c(OH-)
C.V=10时,混合液中水的电离程度小于10 mL 0.01 mol·L-1苯酚溶液中水的电离程度
D.V=5时,2c(NH3·H2O)+2c(NH4+)=c(C6H5O-)+c(C6H5OH)
(5)Ⅰ.如图所示,有T1、T2两种温度下两条BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线,回答下列问题:
①T2温度时Ksp(BaSO4)=__________;
②讨论T1温度时BaSO4的沉淀溶解平衡曲线,下列说法不正确的是________。
A.加入Na2SO4可使溶液由a点变为b点
B.在T1曲线上方区域(不含曲线)任意一点时,均有BaSO4沉淀生成
C.蒸发溶剂可能使溶液由d点变为曲线上a,b之间的某一点(不含a,b)
D.升温可使溶液由b点变为d点
Ⅱ.现有0.35mol的BaSO4沉淀,每次用1 L饱和Na2CO3溶液(物质的量浓度为1.7 mol·L-1)处理。若使BaSO4中的SO42-全部转化到溶液中,需要反复处理________次。[提示:BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq)]
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【题目】绿矾(FeSO4·7H2O)可作人体补血剂。某同学欲测定补血剂中铁元素的含量,设计了如下实验步骤:
请回答下列问题:
(1)步骤②加入过量H2O2的目的是______________________________。
(2)步骤③加入了足量氨水,反应的离子方程式为__________________________。
(3)步骤④中一系列处理的操作步骤:过滤、________、干燥、灼烧、冷却、称量。
(4)若实验中铁无损耗,则每片补血剂中含铁元素的质量为__________g。
(5)另一位同学认为用酸性KMnO4溶液滴定也能进行铁元素含量的测定,反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。
①实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、药匙、玻璃棒、量筒、烧杯、胶头滴管外,还需____________________。
②上述实验中的KMnO4溶液需要进行酸化处理,可用于酸化的酸的化学式为______。
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【题目】三种有机物A、B、C互为同分异构体,均由C、H、O三种元素组成,且分子中C、H、O元素的质量比为15:2:8,其相对分子质量通过质谱法测得为100。又知化合物A能发生银镜反应,属于直链结构,分子中有3种不同化学环境的氢,且原子个数比为1:1:2。B为五元环酯。C的红外光谱表明其分子中存在甲基。其它物质的转化关系如下:
完成下列填空:
(1)A的分子式是______________,A分子中的官能团名称是_________________。
(2)B和G的结构简式分别是_____________、_____________。
(3)D→C反应的化学方程式为_________________________________________。
(4)由单体F发生加聚反应生成的产物的结构简式是___________。
(5)试设计一条以为主要原料制备的合成路线_____,(合成路线常用的表示方式为:甲乙 目标产物)
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【题目】H2是一种清洁能源。在冶金、电力、材料等领域应用广泛。请回答下列问题:
(1)某科研团队利用透氧膜获得N2、H2的工作原理如图甲所示(空气中N2与O2的物质的量之比按4:1计)。上述过程中,膜I侧所得气体的物质的量之比n(H2):n(N2)=3:1,则CH4、H2O与O2反应的化学方程式为______________________。
(2)用H2和CO合成甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH (g) △H1。已知:CO2(g)+3H2(g)==CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-49.0kJ·mol-1;CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g) △H3=-41.1k J·mol-1.则△H1=___________ k J·mol-1。
(3)向容积可变的密闭容器中充入1 mol CO和2.2molH2,在恒温恒压条件下发生反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),平衡时,CO的转化率[α(CO)]随温度、压强的变化情况如图乙所示。
①压强:p1___________(填“>”<”或“=”)p2。
②M点时,H2的转化率为___________(计算结果精确到0.1%),该反应的平衡常数Kp=___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③不同温度下,该反应的平衡常数的对数值(lgK)如图丙所示,其中,A点为506K时平衡常数的对数值,则B、C、D、E四点中能正确表示该反应的lgK与温度(T)的关系的是___________。
(4)H2还原NO的反应为2NO(g)+2H2(g)N2(g)+2H2O(1),实验测得反应速率的表达式为v=kcm(NO)·cn(H2)(k是速率常数,只与温度有关)
①某温度下,反应速率与反应物浓度的变化关系如下表所示。
编号 | c(H2)/(mol/L) | c(NO)/(mol/L) | v/(mol/Lmin) |
1 | 0.10 | 0.10 | 0.414k |
2 | 0.10 | 0.20 | 1.656k |
3 | 0.50 | 0.10 | 2.070k |
由表中数据可知,m=___________,n=___________。
②上述反应分两步进行:i.2NO(g)+H2(g)==N2(g)+H2O2(1)(慢反应);ii.H2O2(1)+H2(g)==2H2O(1)(快反应)。下列叙述正确的是___________(填字母)
A.H2O2是该反应的催化剂
B.反应i的活化能较高
C.总反应速率由反应ii的速率决定
D.反应i中NO和H2的碰撞仅部分有效
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