【题目】化合物G是一种医药中间体,常用于制备抗凝血药.可以通过如图所示的路线合成:
已知:RCOOH RCOCl;D与FeCl3溶液能发生显色.
请回答下列问题:
(1)B→C的转化所加的试剂可能是__________ , C+E→F的反应类型是__________.
(2)有关G的下列说法正确的是_______ .
A.属于芳香烃
B.能与FeCl3溶液发生显色反应
C.可以发生水解、加成、氧化、酯化等反应
D.1mol G最多可以跟4mol H2反应
(3)E的结构简式为__________ .
(4)F与足量NaOH溶液充分反应的化学方程式为___________ .
(5)写出同时满足下列条件的E的同分异构体的结构简式__________ .
①能发生水解反应
②与FeCl3溶液能发生显色反应
③苯环上有两种不同化学环境的氢原子
(6)已知:工业上以氯苯水解制取苯酚,而酚羟基一般不易直接与羧酸酯化.苯甲酸苯酚酯( )是一种重要的有机合成中间体.试写出以苯、甲苯为原料制取该化合物的合成路线流程图(无机原料任用). 注:合成路线的书写格式参照如图示例流程图:__________
CH3CHO CH3COOH CH3COOCH2CH3 .
【答案】 银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液 取代反应 CD +3NaOH→CH3COONa+CH3OH+ +H2O
【解析】根据题中各物转化关系,结合信息RCOOH RCOCl,可以知道C为,由A→B→C的转化条件可以知道,A被氧化成B,B再被氧化成C,所以B为,A为,根据F的结构可以知道E发生取代反应生成F,所以E为,D与溶液能发生显色,说明D中有酚羟基,根据D的分子式和E的结构可以知道,D与甲醇反应生成E,所以D的结构简式为;
(1)B→C的转化是醛基氧化成羧基,所以所加的试剂可能是银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液;根据上面的分析可以知道,→F的反应类型是取代反应;正确答案:银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液;取代反应。
(2)根据G的结构简式可以知道,G中有酯基、羟基、碳碳双键、苯环,G中有氧元素,所以不属于芳香烃,A错误;G中没有酚羟基,所以不能与溶液发生显色反应,B错误;G中有酯基、羟基、碳碳双键,可以发生水解、加成、氧化、酯化等反应,C正确;G中有苯环,一个苯环可以与三个加成,一个碳碳双键可以与一个加成,所以G最多可以跟反应,D正确;正确选项CD。
(3)根据上面的分析可以知道,E的结构简式为;正确答案:。
(4)F中有两个酯基与足量NaOH溶液充分反应生成酚羟基也与氢氧化钠反应,所以反应的化学方程式为 +3NaOH→CH3COONa+CH3OH+ +H2O;正确答案: +3NaOH→CH3COONa+CH3OH+ +H2O。
(5)E为,E的同分异构体中同时满足下列条件①能发生水解反应,说明有酯基,②与溶液能发生显色反应,有酚羟基,③苯环上有两种不同化学环境的氢原子,说明有两个基团处于苯环的对位,这样的结构简式有;正确答案:。
(6)甲苯氧化生成苯甲酸,然后再三氯化磷的作用下发生取代生成;苯取代生成氯苯,水解生成苯酚;然后苯酚和发生取代生成;合成流程图为:;正确答案:。
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【题目】“废气”的综合处理与应用技术是科研人员的重要研究课题,CO、SO2、NO2是重要的大气污染气体。
(1)处理后的CO是制取新型能源二甲醚(CH3OCH3)的原料。
已知①CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) ΔH1=-41.0 kJ/mol
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-49.0 kJ/mol
③CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g) ΔH3=+23.5 kJ/mol
则反应2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=________.
(2)已知973 K时,SO: 与NO2 反应生成SO,和NO,将混合气体经冷凝分离出的SO,可用于制备硫酸。
①973 K时,测得:
NO2(g)NO(g)+ 1/2O2(g) K1=0.018;
SO2(g)+1/2O2(g)SO3(g) K2=20;
则反应SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)的K3=________
②973K时,向容积为2 L的密闭容器中充人SO2、NO2 各0.2mol。平衡时SO2的转化率为________。
③恒压下,SO2的分压PSO2随温度的变化如图所示:
当温度升高时,SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g)的化学平衡常数_____(填“增大”或“减小”), 判断理由 是_________.
(3)用纳米铁可去除污水中的NO3-。
①纳米铁粉与水中NO3-反应的离子方程式为4Fe+NO3-+10H+=4Fe2++NH4++3H2O。研究发现,若PH偏低将会导致NO3-的去除率下降,其原因是___________.
②相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中的NO3-的速率有较大差异。
下表中Ⅰ和Ⅱ产生差异的原因可能是____;Ⅱ中0~20min,用NO3-表示的平均反应速率为____mol·L-l·min-1。
反应时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | |
Ⅰ | c(NO3-)/10-4 mol/L | 8 | 3.2 | 1.6 | 0.8 | 0.64 |
Ⅱ | c(NO3-)/10-4 mol/L (含少量Cu2+) | 8 | 0.48 | 0.32 | 0.32 | 0.32 |
(4)用NaOH溶液吸收SO2可得NaHSO3溶液,对NaHSO3溶液中各离子浓度的关系,下列分析不合理的是___。(已知常温下K1(H2SO3)=1.5×10-2,,K2(H2SO3)=1.02×10-7)
A.[Na+]+[H+]=[HSO3-]+2[SO32-]+[OH-]
B.[Na+]=[HSO3-]+[SO32-]+[H2SO3]
C.[Na+]>[SO32-]>[HSO3-]>[OH-]>[H+]
D.[H+]+[SO32-]=[OH-]+[H2SO3]
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【题目】硼及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)基态B原子的价电子轨道表达式为____________________________,其第一电离能比Be ____________(填“大”或“小”)
(2)氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一,分子中存在配位键,提供孤电子对的成键原子是______________。
(3)常温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状,其二维平面结构如图。
①B原子的杂化方式为_____________。从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大:________________________________________________________。
② 路易斯酸碱理论认为,任何可接受电子对的分子或离子叫路易斯酸,任何可给出电子对的分子或离子叫路易斯碱。从结构角度分析硼酸是路易斯酸的原因是_______________________________。
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【题目】铜-锌原电池,电解质溶液为稀硫酸,当该原电池工作时
A. 铜电极发生氧化反应 B. 铜电极发生还原反应
C. 电子由铜极经外电路流向锌极 D. 电解质溶液中的H+浓度不变
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【题目】根据反应KMnO4+FeSO4+H2SO4→MnSO4+Fe2(SO4)3+K2SO4+H2O(未配平)设计如下原电池,其中甲、乙两烧杯中各物质的物质的量浓度均为1 mol·L-1,溶液的体积均为200 mL,盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列说法不正确的是( )
A. 石墨b是原电池的负极,发生氧化反应
B. 甲烧杯中的电极反应式:MnO4-+5e-+8H+===Mn2++4H2O
C. 电池工作时,盐桥中的阴阳离子分别向乙甲烧杯中移动,保持溶液中的电荷平衡
D. 忽略溶液体积变化,Fe2(SO4)3浓度变为1.5 mol/L,则反应中转移的电子为0.1 mol
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【题目】某同学发现一瓶失去标签的药品,取出少量,观察到该药品为白色固体,加入蒸馏水后,发现白色固体全部溶解,他认为该药品有可能是钠的化合物,需要用焰色反应来进一步验证。上述过程没有用到的科学探究方法是( )
A.假设法B.观察法C.比较法D.实验法
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【题目】研究发现,NOx和SO2是雾霾的主要成分。
Ⅰ. NOx主要来源于汽车尾气,可以利用化学方法将二者转化为无毒无害的物质。
已知:N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH=+180 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g) 2CO2(g) ΔH=-564 kJ·mol-1
(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ΔH=_________,该反应在_______下能自发进行(填写:高温或低温或任意温度)
(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2 L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程(0~15 min)中NO的物质的量随时间变化如上图所示。
①已知:平衡时气体的分压=气体的体积分数×体系的总压强,T℃时达到平衡,此时体系的总压强为p=20MPa,则T℃时该反应的压力平衡常数Kp=_______;平衡后,若保持温度不变,再向容器中充入NO和CO2各0.3mol,平衡将_____(填“向左”、“向右”或“不”)移动。
②15 min时,若改变外界反应条件,导致n(NO)发生如图所示的变化,则改变的条件可能是_____(填序号)
A.增大CO浓度 B.升温 C.减小容器体积 D.加入催化剂
Ⅱ. SO2主要来源于煤的燃烧。燃烧烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。
已知:亚硫酸:Ka1=2.0×10-2 Ka2=6.0×10-7
(3)请通过计算证明,NaHSO3溶液显酸性的原因:______________________________
(4)如上方图示的电解装置,可将雾霾中的NO、SO2转化为硫酸铵,从而实现废气的回收再利用。通入NO的电极反应式为____________________;若通入的NO体积为4.48L(标况下),则另外一个电极通入的SO2质量至少为________g。
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【题目】燃煤烟气的脱硫脱硝是目前研究的热点。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= -574 kJmol-1
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H= -1160 kJmol-1
③H2O(g) = H2O(l) △H= -44 kJmol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O( l ) 的热化学方程式_____________。
(2)某科研小组研究臭氧氧化--碱吸收法同时脱除SO2和NO工艺,氧化过程反应原理及反应热、活化能数据如下:
反应Ⅰ:NO(g)+ O3(g) NO2(g)+O2(g) △H1 = -200.9 kJmol-1 Ea1 = 3.2 kJmol-1
反应Ⅱ:SO2(g)+ O3(g) SO3(g)+O2(g) △H2 = -241.6 kJmol-1 Ea2 = 58 kJmol-1
已知该体系中臭氧发生分解反应:2O3(g) 3O2(g)。请回答:
其它条件不变,每次向容积为2L的反应器中充入含1.0 mol NO、1.0 mol SO2的模拟烟气和2.0 mol O3,改变温度,反应相同时间t后体系中NO和SO2的转化率如图所示:
①由图1可知相同温度下NO的转化率远高于SO2,结合题中数据分析其可能原因_______。
②下列说法正确的是________。
A.P点一定为平衡状态点
B.温度高于200℃后,NO和SO2的转化率随温度升高显著下降、最后几乎为零
C.其它条件不变,若缩小反应器的容积可提高NO和SO2的转化率
D.臭氧氧化过程不能有效地脱除SO2,但后续步骤碱吸收可以有效脱硫
③假设100℃时P、Q均为平衡点,此时反应时间为10分钟,发生分解反应的臭氧占充入臭氧总量的10%,则体系中剩余O3的物质的量是________mol;NO的平均反应速率为________;反应Ⅱ在此时的平衡常数为_______________。
(3)用电化学法模拟工业处理SO2。将硫酸工业尾气中的SO2通入如图装置(电极均为惰性材料)进行实验,可用于制备硫酸,同时获得电能:
①M极发生的电极反应式为___________________。
②质子交换膜右侧的溶液在反应后pH________(填“增大”、“减小”、“不变”)。
③当外电路通过0.2 mol电子时,质子交换膜左侧的溶液质量______(填“增大”或“减小”)_______克。
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【题目】已知合成氨反应的化学方程式为3H2(g)+N2(g)2NH3(g),下列说法能表示合成氨反应达到化学平衡状态的是
A. v逆(N2)=3v正( H2)
B. 三个H—H 键断裂的同时有六个N—H 键生成
C. NH3的百分含量保持不变
D. c(N2) : c(H2) : c(NH3)=1 : 3 : 2
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