(16分)某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,它的相对分子质量为92。研究部门以X为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去),其中A是一氯代物, H是一种功能高分子,链节组成为C7H5NO。
已知:Ⅰ.
Ⅱ.(苯胺,易被氧化)
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)H的结构简式是 。
(2)由F 转化为G的反应条件是 。
(3)Y有多种同分异构体,其中属于酯类的芳香族化合物共有 种。
(4)由B →C 的化学方程式是 ;
阿司匹林与足量NaOH溶液反应的化学方程式是 。
(5) 由和其他无机物合成设计最合理的方案,写出合成路线(需注明反应条件)。例如:
(12分)利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径。回答下列问题:
(1)甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为:CH4+H2O=CO+3H2。部分物质的燃烧热数据如下表:
物 质 |
燃烧热(kJ·mol-1) |
H2(g) |
-285.8 |
CO(g) |
-283.0 |
CH4(g) |
-890.3 |
已知1 mol H2O(g)转变为1 mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式 。
(2)500℃、50MPa时,在容积为V L的容器中加入1 mol N2、3 mol H2,,此时N2的转化率为a。则平衡时NH3的浓度为 。
(3)1,3―丙二醇是重要的化工原料,用乙烯合成1,3―丙二醇的路线如下:
某化工厂已购得乙烯11.2 t,考虑到原料的充分利用,反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得:
C+H2OCO+H2 CH4+H2OCO+3H2
假设在生产过程中,反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%。且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%,计算至少需要焦炭 吨、甲烷 吨,
才能满足生产需要。
(13分)甲酸(HCOOH)是一种有刺激臭味的无色液体,有很强的腐蚀性。熔点8.4℃,沸点100.7℃,能与水、乙醇互溶,加热至160℃即分解成二氧化碳和氢气。
(1)实验室可用甲酸与浓硫酸共热制备一氧化碳:HCOOHH2O+CO↑,
实验的部分装置如下图所示。制备时先加热浓硫酸至80℃—90℃,再逐滴滴入甲酸。
①从下图挑选所需的仪器,画出Ⅰ中所缺的气体发生装置(添加必要的塞子、玻璃管、胶皮管,固定装置不用画),并标明容器中的试剂。
分液漏斗 长颈漏斗 蒸馏烧瓶 集气瓶 温度计
②装置Ⅱ的作用是 。
(2)实验室可用甲酸制备甲酸铜。其方法是先用硫酸铜和碳酸氢钠作用制得碱式碳酸铜,然后再与甲酸斥制得四水甲酸铜[Cu(HCOO)2·4H2O]晶体。相关的化学方程式是:
2CuSO4+4 NaHCO3== Cu(OH)2·CuCO3↓+3CO2↑+2Na2SO4+H2O
Cu(OH)2·CuCO3+4HCOOH+ 5H2O==2 Cu(HCOO)2·4H2O+ CO2↑
实验步骤如下:
Ⅰ、碱式碳酸铜的制备:
③步骤ⅰ是将一定量CuSO4·5H2O晶体和NaHCO3固体一起放到研钵中研磨,其目的是 。
④步骤ⅱ是在搅拌下将固体混合物分多次缓慢加入热水中,反应温度控制在70℃—80℃,如果看到 (填写实验现象),说明温度过高。
Ⅱ、甲酸铜的制备:
将Cu(OH)2·CuCO3固体放入烧杯中,加入一定量热的蒸馏水,再逐滴加入甲酸至碱式碳酸铜恰好全部溶解,趁热过滤除去少量不溶性杂质。在通风橱中蒸发滤液至原体积的1/3时,冷却析出晶体,过滤,再用少量无水乙醇洗涤晶体2—3次,晾干,得到产品。
⑤“趁热过滤”中,必须“趁热”的原因是 。
⑥用乙醇洗涤晶体的目的是 。
(19分)已知D、M、H是常见的非金属单质,其中M是无色气体,H是有色气体,J是一种金属单质(其同族的某种元素是形成化合物种类最多的元素),A、C是金属氧化物,C和J均是某种常见电池的电极材料,J元素的+2价化合物比+4价化合物稳定,B与C反应时,每生成1molH同时消耗4molB和1molC,K只知含有CO 或CO2中的一种或两种。它们关系如图:
(1)写出下列物质的化学式: A D
(2)写出下列反应的化学方程式:
②
⑤
(3)由金属氧化物A和C得到其相应的金属,在冶金工业上一般可用 方法(填序号)
①热分解法 ②热还原法 ③电解法
其中从A得到其相应金属也可用铝热法,若反应中1molA参加反应,转移电子的物质的量为
(4)用C、J作电极,与硫酸构成如图所示电池,正极的电极反应为
当反应转移1mol电子时,负极质量增加 g。
下列三种有机物是某些药物中的有效成分。下列说法正确的是( )
A.三种有机物都能发生水解反应
B.三种有机物苯环上的氢原子若被氯原子取代,其一氯代物都只有2种
C.将等物质的量的三种物质加入氢氧化钠溶液中,对羟基桂皮酸消耗氢氧化钠最多
D.使用FeCl3溶液和稀酸可以鉴别这三种有机物
下列反应的离子方程式书写正确的是( )
A.标准状况下2.24L CO2通入1mol/L 100mL NaOH溶液中:CO2+OH—= HCO3—-
B.氢氧化亚铁在空气中被氧化:4Fe2+ + O2 + 2H2O = 4Fe3+ + 4OH—
C.硫化钠水【解析】
S2—+2H2O H2S+2OH—
D.等物质的量的NH4HCO3与NaOH在溶液中反应:
NH4++HCO3—+2OH— = CO32— + NH3↑ +2H2O