【题目】H是合成有机光电材料的原料。H的一种合成路线如图:
已知:R属于芳香族化合物,与新制Cu(OH)2悬浊液共热产生红色固体。请回答下列问题:
(1)R的化学名称是___________;X中官能团的名称是___________。
(2)F→H的反应类型是___________。
(3)E→F的化学方程式为______________。
(4)检验Z中溴元素的试剂有NaOH溶液、AgNO3溶液和___________。
(5)在Y的同分异构体中,同时具备下列条件的同分异构体有________种(不包含立体异构)。
①能发生银镜反应;②遇氯化铁溶液发生显色反应;③能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应。
其中核磁共振氢谱有6组峰且峰面积比为1:1:1:1:2:2的结构简式为_________。
(6)参照上述流程,请设计以一溴环已烷和2-丁炔为起始原料制备的合成路线:__________(无机试剂任选)。
【答案】苯甲醛 碳碳双键、醛基 加成反应 +CH3CH2OH+H2O 稀硝酸 16
【解析】
R属于芳香族化合物,与新制Cu(OH)2悬浊液共热产生红色固体,说明R结构含有苯环和醛基,R的相对分子质量为106,故其结构简式为;根据反应条件推知,Y与Br2发生加成反应生成Z,故Y的结构简式为,再逆推可知X的结构简式为。
(1)综上分析,R的结构简式为,其名称为苯甲醛;X的结构简式为,所含的官能团为碳碳双键、醛基。
(2)根据流程图可知,F→H的反应类型是加成反应。
(3)E与乙醇发生酯化反应生成F,E→F的化学方程式为+CH3CH2OH+H2O。
(4)检验Z中溴元素需先使Z发生溴原子的取代反应,所需试剂为NaOH溶液,再检验生成的HBr,检验HBr需要在加入AgNO3溶液前加入稀硝酸酸化。
(5)Y的结构简式为,其同分异构体能发生银镜反应、遇氯化铁溶液发生显色反应、能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,说明同分异构体含有碳碳双键、醛基、酚羟基,若苯环含2个取代基—OH和—CH=CHCHO,有3种结构;若苯环含2个取代基—OH 和,有3种结构;若苯环有三个取代基—OH、—CHO和
—CH=CH2,有10种结构;故满足条件的同分异构体共16种,其中满足核磁共振氢谱有6组峰且峰面积比为1:1:1:1:2:2,结构对称,其结构简式为。
(6)可利用F转化为H的原理成环,一溴环已烷发生消去生成环己烯,和2-丁炔加成形成环,再与溴加成,最后水解生成目标产物,合成路线为。
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【题目】CO2的固定和转化是世界性课题。兰州大学最欢旺教授团队巧妙设计构建了系列新型光电催化人工光合成体系——光电催化池,p-n半导体异质结催化CO2在水中直接制备长碳链有机物并放出氧气,原理如下图:
下列说法不正确的是
A.电极Ⅰ的电势比电极Ⅱ的电势高
B.该设计向大自然学习,模仿植物的光合作用
C.电子从a极流到电极I,从电极Ⅱ流到b极
D.负极区,p-n为催化剂,CO2发生还原反应生成长碳链有机物
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【题目】碳及其化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题:
(1)在基态C原子中,核外存在_______对自旋方向相反的电子。
(2)丙酮()分子中,中间碳原子的杂化方式为______;中键和π键的数目之比为__________________.
(3)写出两个与CO2具有相同空间构型的分子或离子:_____________
(4)CO能与金属Fe形成Fe(CO)5,该化合物的熔点为253K,沸点为376K,其固体属于_____晶体;Fe3+的核外电子排布式为__________________。
(5)已知第IIA族元素的碳酸盐MCO3热分解的主要过程为M2+结合碳酸根离子中的O2-,释放出CO2。则CaCO3的分解温度低于BaCO3的原因是_______________。分子中的大π键用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为),则CO32-中的大π键应表示为____________。
(6)碳有多种同素异形体,其中石墨烯与金刚石的晶体结构如图所示:
①在石墨烯晶体中,一个六元环上的C原子数为__________________。
②在金刚石晶体中,C原子所连接的最小环也为六元环,每个C原子连接_____个六元环,六元环中最多有_______个C原子在同一平面。
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【题目】常温下,有体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的HX溶液和HY溶液,分别向其中滴加相同浓度的NaOH溶液,混合溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.该滴定过程的指示剂为酚酞溶液
B.V=20.00 mL时,c(HX)+c(X-)=c(Y-)
C.pH=7时,两种溶液中c(X-)=c(Y-)
D.若HX溶液起始pH=3,则常温下HX的Ka≈1.0×10-5
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【题目】某小组利用含铅废料(主要含PbO、PbSO4和PbO2)制备化工产品(PbSO4·3PbO·H2O)的工艺流程如图:
已知:Ksp(PbSO4)=1.82×10-8,Ksp(PbCO3)=1.46×10-13。请回答下列问题:
(1)“转化”时,加入Na2CO3的目的是将PbSO4转化成PbCO3,其转化原理是___________。PbO2转化为PbCO3的离子方程式为_________。
(2)该流程中可以循环利用的物质是_________,若其中残留过多SO42-,循环利用可能出现的问题是__________。
(3)一定浓度的硝酸溶解PbCO3和PbO时,“酸溶”时,金属离子浸出率与温度的关系如图所示。当温度为40℃,金属离子浸出率最高,其主要原因是________。
(4)取一定量的含铅废料经上述“转化”,假设含铅废料中的PbO2和PbSO4全部转化成PbCO3,且PbO未发生反应,“酸溶”时共收集到5.6 L CO2(标准状况),“沉铅”时得到121.2 g PbSO4。
①原含铅废料中含PbO的物质的量为__________。
②“合成”时,加入NaOH的质量为__________。
(5)工业上,电解Pb(NO3)2溶液制备活性电极材料PbO2,其阳极的电极反应式为_________。
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【题目】合成氨技术的创立开辟了人工固氮的重要途径,其研究来自正确的理论指导,合成氨反应的平衡常数K值和温度的关系如下:
温 度(℃) | 360 | 440 | 520 |
K值 | 0.036 | 0.010 | 0.0038 |
(1)①由上表数据可知该反应为______ (填“放热”,“吸热”,“无法确定”)反应。
②下列措施能用勒夏特列原理解释是__________。(填序号)
A.增大压强有利于合成氨
B.使用合适的催化剂有利于快速生成氨
C.生产中需要升高温度至500C左右
D.需要使用过量的N2,提高H2转化率
(2)常温时,将amol氨气溶于水后,再通入bmol氯化氢,溶液体积为1L,且c(NH4+)=c(Cl),则一水合氨的电离平衡常数Kb=_______________。(用ab表示)
(3)原料气H2可通过反应 CH4(g) + H2O (g)CO(g) + 3H2(g) 获取,已知该反应中,当初始混合气中的 恒定时,温度、压强对平衡混合气CH4含量的影响如图所示:
①图中,两条曲线所表示压强的关系是:P1__________P2(填“>”、“=”或“<”)。
②其它条件一定,升高温度,氢气的产率会__________。(填“增大”,“减小”,“不变”)
(4)原料气H2还可通过反应CO(g) + H2O(g) CO2 (g) + H2(g) 获取。
①T ℃时,向容积固定为5L的容器中充入1 mol水蒸气和1 mol CO,反应达平衡后,测得CO的浓度为0.08 mol·L-1,该温度下反应的平衡常数K值为______________。
②保持温度仍为T ℃,容积体积为5L,改变水蒸气和CO的初始物质的量之比,充入容器进行反应,下列描述能够说明体系处于平衡状态的_____(填序号)。
A.容器内压强不随时间改变
B.混合气体的密度不随时间改变
C.单位时间内生成a mol CO2的同时消耗a mol H2
D.混合气中n(CO) : n(H2O) : n(CO2) : n(H2) = 1 : 16 : 6 : 6
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【题目】实验室可用SiC与Cl2反应(SiC+2Cl2SiCl4+C)制取少量SiCl4(沸点57.6℃,易水解)。下列实验原理和装置不能达到实验目的的是
A.制取氯气
B.净化氯气,气体从接口①进入
C.制取四氯化硅
D.收集四氯化硅粗产品
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【题目】在2L密闭容器中进行如下反应:N2+3H22NH3,5min内氨的物质的量质量增加了0.1mol,则反应速率为
A. v(NH3)=0.02mol/(L·min)
B. v(NH3)=0.01mol/(L·min)
C. v(N2)=0.01mol/(L·min)
D. v(H2)=0.03mol/(L·min)
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【题目】单萜类化合物香叶醇是香精油的主要成分之一。在酸性溶液中,香叶醇可以转化为环状单萜α—松油醇:
关于香叶醇和α—松油醇,下列说法正确的是( )
A.两者互为同分异构体,分子式是C10H20O
B.两者分子中所有碳原子均处于同一平面
C.两者均能在铜丝催化下和氧气氧化生成醛
D.两者均能使溴的四氯化碳溶液褪色,发生加成反应
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