2015年10月5日,从瑞典斯德哥尔摩传来令人振奋的消息:中国女科学家屠呦呦获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。理由是她发现了青蒿素,这种药品可以有效降低疟疾患者的死亡率。青蒿素的一种化学合成部分工艺流程如下:
已知:羰基H可发生反应应
回答下列问题:
(1)青蒿素的含氧官能团名称: 和过氧基;
(2)写出A发生加聚反应的化学方程式 ;
(3)反应B→C,实际上可看作两步进行,依次发生的反应类型是 ;
(4)写出由苯甲醛和氯乙烷为原料,制备苄基乙醛(CH2CH2CHO)的合成路线流程图;无机试剂任用,合成路线流程图示例如下:CH3CH2OHH2C=CH2H2C Br-CH2 Br
。
(5)写出E发生水解反应的化学方程式 。
(6)写出HC(OCH3)3只属于醇的同分异构体的结构简式(同一个碳原子上不能同时连接两个羟基) 。
稀土元素是指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元素,以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素。回答下列问题:
(1)钪(Sc)元素的原子核外电子排布式为______________________。镝(Dy)的基态原子电子排布式为[Xe]4f106s2,一个基态镝原子所含的未成对电子数为________。
(2)稀土元素最常见的化合价为+3价,但也有少数还有+4价。请根据下表中的电离能数据判断表中最有可能有+4价的元素是________。几种稀土元素的电离能(单位:kJ·mol-1)
元素 | I1 | I2 | I3 | I4 |
Sc(钪) | 633 | 1 235 | 2 389 | 7 019 |
Y(钇) | 616 | 1 181 | 1 980 | 5 963 |
La(镧) | 538 | 1 067 | 1 850 | 4 819 |
Ce(铈) | 527 | 1 047 | 1 949 | 3 547 |
(3)离子化合物Na3[Sc(OH)6]中,存在的作用力除离子键外还有____________。
(4)Sm(钐)的单质与1,2-二碘乙烷可发生如下反应:
Sm+ICH2CH2ISmI2+CH2=CH2。ICH2CH2I中碳原子杂化类型为______________,1 mol CH2=CH2中含有的σ键数目为________。
(5)PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似,晶胞中镨原子位于面心和顶点。则PrO2(二氧化镨)的晶胞中有________个氧原子。
(6)Ce(铈)单质为面心立方晶体,晶胞参数为a=516 pm,晶胞中Ce(铈)的配位数为________,列式表示Ce(铈)单质的密度:_______g·cm-3(不必计算出结果)。
水是一种重要的自然资源,是人类赖以生存不可缺少的物质。请回答下列问题:
(1)水质优劣直接影响人体健康。天然水在净化处理过程中加入的混凝剂可以是_______________(填两种物质的名称),其净水作用的原理是_______________________。
(2)水的净化与软化的区别是______________________________________。
(3)硬度为1°的水是指每升水含10 mg CaO或与之相当的物质(如7.1 mg MgO)。若某天然水中c(Ca2+)=1.2×10-3mol·L-1,c(Mg2+)=6×10-4mol·L-1,则此水的硬度为________。
(4)若(3)中的天然水还含有c(HCO3-)=8×10-4mol·L-1,现要软化10 m3这种天然水,则需先加入Ca(OH)2_______g,后加入Na2CO3_______g。
(5)如图是电渗析法淡化海水的原理图,其中电极A接直流电源的正极,电极B接直流电源的负极。
①隔膜A是________(填“阴”或“阳”)离子交换膜;
②某种海水样品,经分析含有大量的Na+、Cl-以及少量的K+、SO42-。若用上述装置对该海水进行淡化,当淡化工作完成后,A、B、C三室中所得溶液(或液体)的pH分别为pHa、pHb、pHc,则其大小顺序为__________________________。
在有机反应中加氧去氢的反应叫氧化反应,去氧加氢的反应叫还原反应,如乙烯与氢气的加成反应也叫还原反应。1-苯乙醇因具有玫瑰香气味而广泛用于各种食用香精中,实验室用苯乙酮制备1-苯乙醇的反应、装置示意图和有关数据如下:
试剂[ | 熔点/℃[ | 沸点/℃ | 密度/g·cm-3 | 溶解性 | ||
水 | 乙醇 | 乙醚 | ||||
1-苯乙醇 | 20 | 203.4 | 1.013 | 不溶 | 溶 | 溶 |
苯乙酮 | 19.7 | 202.3 | 1.028 | 不溶 | 溶 | 溶 |
硼氢化钠 | 36 | 400 | 1.076 | 溶 | 溶 | 不溶 |
乙醇 | -117.3 | 78.4 | 0.789 | 溶 | - | 溶 |
乙醚 | -116.3 | 34.6 | 0.713 | 微溶 | 溶 | - |
实验步骤:
在A中加入15mL 95%的乙醇和1.0g硼氢化钠,搅拌下再滴入8mL苯乙酮,然后在搅拌的条件下,滴加足量的3mol·L-1的盐酸;使A中反应液的温度保持在75-80℃,使其中大部分乙醇蒸发,出现分层,再加入10mL乙醚。将混合反应液倒入分液漏斗中分液,水层再用10mL乙醚萃取,合并两次有机相,再进行简单蒸馏除去乙醚。最后经提纯收集到1-苯乙醇4.5g。
回答下列问题:
(1) 苯乙酮制备1-苯乙醇的反应类型是 ;
(2)仪器B的名称为______________;
(3)反应完成后,加入10mL乙醚,充分振荡后,上层为__________(填“水层”或“有机层”)
(4)反应中加入乙醇的目的是________________________________;
(5)两次合并的有机相进行蒸馏除去乙醚,采用的最佳加热方式是_________(填字母),若回收乙醚,则收集馏分的温度范围是____________________;
a.酒精为加热 b.水浴加热 c.油浴加热 d.酒精喷灯加热
(6)本实验的产率为_____________(保留两位有效数字)。
(7) 1-苯乙醇除用作香料外也用于有机合成,如1-苯乙醇与冰醋酸酯化反应制得乙酸苏合香酯,写出此反应化学反应方程式______________________________。
锂电池应用很广,某种锂离子电池,其正极材料可再生利用。其正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、导电剂乙炔黑和铝箔等。充电时,该锂离子电池负极发生的反应为6C+xLi++xe-=LixC6,现欲利用以下工艺流程回收正极材料中的某些金属资源(部分条件未给出)。
回答下列问题:
(1)写出“正极碱浸”中发生反应的化学方程式____________;
(2)“酸浸”一般在80℃下进行,写出该步骤中发生的主要氧化还原反应的化学方程式________________________;如果可用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合溶液,可能发生反应的离子方程式___________________________;
(3)写出“沉钴”过程中发生反应的化学方程式______________________________;
(4)充放电过程中,发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,写出充电时正极的电极反应_____________________________________;
(5)在整个回收工艺中,可回收到的金属化合物有____________(填化学式);
(6)最近美国和韩国的科学家合作研究出新型锂—空气电池,他们的锂—空气电池在放电过程中产生稳定的晶状超氧化锂(LiO2),超氧化锂可以很容易地分解成锂和氧,从而具有更高的效率和更长的循环寿命。请写出该电池正极的电极反应 ____________。
一氧化碳是一种用途广泛的化工基础原料。有机物加氢反应中镍是常用的催化剂。但H2中一般含有微量CO会使催化剂镍中毒,在反应过程中消除CO的理想做法是投入少量SO2,为弄清该方法对催化剂的影响,查得资料如下:
回答下列问题:
(1)SO2(g) + 2CO(g) S(s) + 2CO2(g) △H = ;该反应的平衡常数的表达式是 。
(2)工业上用一氧化碳制取氢气的反应为:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),已知420℃时,该反应的化学平衡常数K=9。如果反应开始时,在2L的密闭容器中充入CO和H2O的物质的量都是0.60mol,5min末达到平衡,则此时CO的转化率为 ,H2的平均生成速率为 mol·L-1·min-1。
(3)为减少雾霾、降低大气中有害气体含量,研究机动车尾气中CO、NO及CxHy的排放量意义重大。机动车尾气污染物的含量与空/燃比(空气与燃油气的体积比)的变化关系如图所示。
已知:N2与O2生成NO的反应是吸热反应。请解释:
①随空/燃比增大,CO和CxHy的含量减少的原因是 。
②当空/燃比达到15后,NO减少的原因可能是 。
(4)一定条件下H2与CO合成CH3OH,CH3OH再转化成为CH3OCH3,转化的热化学反应方程式如下:2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-24.5 kJ·mol-1
在250℃、压强不变的密闭容器中,加入2mol的CH3OH,一段时间后上述反应达平衡,体系放出热量11 kJ;若同一条件下加入0.2mol CH3OCH3和0.2mol H2O,一段时间后上述反应达平衡,体系的热效应为 .