【题目】化合物A(C11H8O4)在氢氧化钠溶液中加热反应后再酸化可得到化合物B和C.回答下列问题:
(1)B的分子式为C2H4O2,分子中只有一个官能团.则B的结构简式是 ,B与乙醇在浓硫酸催化下加热反应生成D,该反应的化学方程式是 ,该反应的类型是 ;写出两种能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式 .
(2)C是芳香化合物,相对分子质量为180,其碳的质量分数为60.0%,氢的质量分数为4.4%,其余为氧,则C的分子式是 .
(3)已知C的芳环上有三个取代基,其中一个取代基无支链,且还有能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能团及能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的官能团,则该取代基上的官能团名称是 .另外两个取代基相同,分别位于该取代基的邻位和对位,则C的结构简式是 .
(4)A的结构简式是 .
【答案】(1)CH3COOH,CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O,取代反应或酯化反应,HOCH2CHO、HCOOCH3;(2)C9H8O4(3)碳碳双键和羧基,(4)
【解析】
化合物A(C11H8O4)在氢氧化钠溶液中加热反应后再酸化可得到化合物B和C,说明A中含有酯基,B的分子式为C2H4O2,分子中只有一个官能团,所以B是乙酸,乙酸和乙醇能发生酯化反应生成乙酸乙酯D;
C是芳香化合物,相对分子质量为180,其碳的质量分数为60.0%,氢的质量分数为4.4%,其余为氧,根据C中碳氢氧的含量确定其分子式;
C的芳环上有三个取代基,其中一个取代基无支链,且还有能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能团及能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的官能团,说明该支链上含有碳碳双键和羧基,另外两个取代基相同,分别位于该取代基的邻位和对位,根据C中原子个数确定该取代基名称,根据B和C物质确定A物质名称,从而写出其结构简式.
解:(1)化合物A(C11H8O4)在氢氧化钠溶液中加热反应后再酸化可得到化合物B和C,说明A中含有酯基,B的分子式为C2H4O2,分子中只有一个官能团,所以B的结构简式是CH3COOH,在加热、浓硫酸催化下乙酸和乙醇反应生成乙酸乙酯D,该反应的化学方程式是CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O,该反应的类型是取代反应或酯化反应;能发生银镜反应的,说明B的同分异构体中含有醛基,则结构简式为HOCH2CHO、HCOOCH3,
故答案为:CH3COOH,CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O,取代反应或酯化反应,HOCH2CHO、HCOOCH3;
(2)C是芳香化合物,说明C中含有苯环,相对分子质量为180,其碳的质量分数为60.0%,则含碳原子个数为9,氢的质量分数为4.4%,含氢原子个数为8,其余为氧,则O原子个数为4,则C的分子式是C9H8O4,
故答案为:C9H8O4;
(3)C的芳环上有三个取代基,其中一个取代基无支链,且还有能使溴的四氯化碳溶液褪色的官能团说明含有碳碳双键;能与碳酸氢钠溶液反应放出气体的官能团,说明含有羧基;另外两个取代基相同,根据分子式,可推算出另外的官能团为羟基;其分别位于该取代基的邻位和对位,则C的结构简式是,
故答案为:碳碳双键和羧基,;
(4)A能水解再酸化生成B和C,根据B和C的结构简式知,A的结构简式是,
故答案为:.
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【题目】苯胺是重要的化工原料。某兴趣小组在实验室里进行苯胺的相关实验。
已知:①和NH3相似,与盐酸反应生成易溶于水的盐
②用硝基苯制取苯胺的反应原理:+3Sn+12HCl+3SnCl4+4H2O
③有关物质的部分物理性质见下表:
I.比较苯胺与氨气的性质
(1)将分别蘸有浓氨水和浓盐酸的玻璃棒靠近,产生白烟,反应的化学方程式为____;用苯胺代替浓氨水重复上述实验,却观察不到白烟,原因是____。
Ⅱ.制备苯胺
往图1所示装置(夹持装置略,下同)的冷凝管口分批加入20mL浓盐酸(过量),置于热水浴中回流20min,使硝基苯充分还原;冷却后,往三颈烧瓶中滴入一定量50% NaOH溶液,至溶液呈碱性。
(2)冷凝管的进水口是____(填“a”或“b”);
(3)滴加NaOH溶液的主要目的是析出苯胺,反应的离子方程式为____。
Ⅲ.提取苯胺
i.取出图1所示装置中的三颈烧瓶,改装为图2所示装置。加热装置A产生水蒸气,烧瓶C中收集到苯胺与水的混合物;分离混合物得到粗苯胺和水溶液。
ii.往所得水溶液中加入氯化钠固体,使溶液达到饱和状态,再用乙醚萃取,得到乙醚萃取液。
iii.合并粗苯胺和乙醚萃取液,用NaOH固体干燥,蒸馏后得到苯胺2.79g。
(4)装置B无需用到温度计,理由是____。
(5)操作i中,为了分离混合物,取出烧瓶C前,应先打开止水夹d,再停止加热,理由是____。
(6)该实验中苯胺的产率为____。
(7)欲在不加热条件下除去苯胺中的少量硝基苯杂质,简述实验方案:____。
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【题目】回答下列问题:
(1)下列反应属于放热反应的是_______。
A.铝片与稀H2SO4反应制取H2B.碳酸钙高温分解成氧化钙和二氧化碳 C.葡萄糖在人体内氧化分解D.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl固体反应
(2)一定条件下,2L密闭容器中SO2与O2反应5min后,若SO2和SO3物质的量分别为0.1 mol和0.3mol,则SO2起始物质的量浓度为___;用O2表示这段时间该化学反应速率为______。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),某研究小组向恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO,恒温(T℃)条件下反应,下列说法不能作为判断该反应达到化学平衡状态标志的是________(填选项字母)
A.活性炭的质量保持不变 B.v正(N2)=2v逆(NO) C.容器内气体压强保持不变 D.容器内混合气体的密度保持不变 E.容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变 F.容器内CO2的浓度保持不变
(4)利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O构成电池的方法,既能实现有效消除氮氧化物的排放,减轻环境污染,又能利用化学能,装置如图所示:
①A电极的电极反应式为_______________。
②下列关于该电池的说法正确的是___________(填选项字母)。
A.电子从右侧电极经过负载后流向左侧电极 B.离子交换膜为阴离子交换膜,则OH-由右侧溶液移向左侧溶液 C. 当有4.48L NO2被处理时,转移电子的物质的量为0.8mol
(5)从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。已知: 1molN2和3molH2反应生成2molNH3时放出热量93kJ,试根据表中所列键能数据计算a的数值_______。
化学键 | H—H | N—H | N≡N |
键能kJ/mol | 436 | a | 945 |
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【题目】300 ℃时,将2 mol A和2 mol B两种气体混合于2 L密闭容器中,发生如下反应:3A(g)+B(g) 2C(g)+2D(g)ΔH=Q,2 min末达到平衡,生成0.8 mol D。
(1)300 ℃时,该反应的平衡常数表达式为:K=______。已知K300 ℃<K350 ℃,则ΔH______0(填“>”或“<”)。
(2)若温度不变,缩小容器容积,则A的转化率________(填“增大”“减小”或“不变”),原因是_______________________________。
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【题目】汽车尾气中含有CO、NO等有害气体,某新型催化剂能促使NO、CO转化为2种无毒气体。T℃时,将0.8 mol NO和0.8 mol CO充入容积为2 L的密闭容器中,模拟尾气转化,容器中NO物质的量随时间变化如图。
(1)将NO、CO转化为2种无毒气体的化学方程式是__________________。
(2)反应开始至10 min,v(NO)=______mol/(Lmin),NO的转化率为________,此温度下达到平衡常数为________________。
(3)下列说法正确的是______。
a.新型催化剂可以加快NO、CO的转化
b该反应进行到10 min时达到化学平衡状态
c.平衡时CO的浓度是0.4 mol/ L
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【题目】煤炭燃烧时产生大量SO2、NO对环境影响极大。
(1)使用清洁能源可有效减少SO2等的排放。煤的液化是现代能源工业中重点推广的能源综合利用方案,最常见的液化方法为用煤生产CH3OH。已知制备甲醇的有关化学反应及平衡常数如下:
i:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-a kJ/mol
ii:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH2=+b kJ/mol
iii:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH3
ΔH3=________。
(2)在密闭容器中进行反应i,改变温度时,该反应中的所有物质都为气态,起始温度、体积相同(T1 ℃、2 L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表:
反应时间 | CO2/mol | H2/mol | CH3OH/mol | H2O/mol | |
反应Ⅰ恒 温恒容 | 0 min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10 min | 4.5 | ||||
20 min | 1 | ||||
30 min | 1 | ||||
反应Ⅱ绝 热恒容 | 0 min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①达到平衡后,反应Ⅰ、Ⅱ对比:平衡常数K(Ⅰ)________K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”下同);平衡时CO2的浓度c(Ⅰ)________c(Ⅱ)。
②对反应Ⅰ,在其他条件不变下,若30 min时只改变温度为T2 ℃,再次平衡时H2的物质的量为2.5 mol,则T1________T2(填“>”“<”或“=”)。
③若30 min时只向容器中再充入1 mol H2(g)和1 mol H2O(g),则平衡________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(3)研究人员发现,将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧,能够降低燃煤时NO的排放,主要反应为:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。在一定温度下,于2 L的恒容密闭容器中充入0.1 mol NO和0.3 mol CO发生该反应,如图为容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值(p/p0)随时间的变化曲线。
①0~5 min内,该反应的平均反应速率v(NO)=________;平衡时N2的产率为________。
②若13 min时,向该容器中再充入0.06 mol CO2,15 min时再次达到平衡,此时容器内/的比值应在图中A点的________(填“上方”或“下方”)。
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【题目】实验室用下图所示装置进行液体石蜡分解及其产物性质实验。下列操作或叙述错误的是
A.装置b、c中发生反应的基本类型不同
B.实验中可能看不到b、c中溶液明显褪色
C.d中溶液变浑浊证明石蜡分解产生了CO2
D.停止加热后立即关闭K可以防止液体倒吸
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【题目】贝壳、珍珠、方解石等主要成分均含有CaCO3,回答下列问题:
(1)利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花,亦可定性鉴别某些金属盐。灼烧碳酸钙时的焰色为_______(填标号)。
A 黄色 B 红色 C 紫色 D 绿色
(2)CaCO3中三种元素第一电离能由小到大的顺序是__________。CaCO3中的化学键除了σ键外,还存在_________________。
(3)关于CO2和CO32-的下列说法正确的是__________。
a 两种微粒价层电子对数相同 b 两种微粒的中心原子均无孤电子对
c 键角:CO2>CO32- d 两种微粒的中心原子杂化方式相同
(4)难溶碳酸盐易分解,CaCO3、BaCO3热分解温度更高的是_____,原因是______。
(5)方解石的菱面体结构如图1,沿三次轴的俯视图为正六边形。方解石的六方晶胞结构如图2,晶胞底面为平行四边形,其较小夹角为60°,边长为anm,晶胞高为c nm。
A点在俯视图中为a,则B点在俯视图中的位置为_________(填字母)。方解石的六方晶胞中,Ca2+和CO32-个数比为___________;若阿伏加德罗常数为NA,则该方解石的密度为________g/cm3(列出计算式)。
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【题目】磷精矿湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:
已知:磷精矿主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等。
溶解度:Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O
(1)上述流程中能加快反应速率的措施有__________。
(2)磷精矿粉酸浸时发生反应:
2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4
①该反应体现出酸性关系:H3PO4__________H2SO4(填“>”或“<”)。
②结合元素周期律解释①中结论:P和S电子层数相同,__________。
(3)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,并进一步转化为SiF4除去。写出生成HF的化学方程式:__________。
(4)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因:____________________。
(5)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有SO42残留,原因是__________;加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,其离子方程式是____________________。
(6)取a g所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用b mol·L1NaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液c mL,精制磷酸中H3PO4的质量分数是________。(已知:H3PO4摩尔质量为98 g·mol1)
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