(10分)格氏试剂在有机合成方面用途广泛,可用于卤代烃和镁在醚类溶剂中反应制得。设R为烃基,已知:
R—X + MgR—MgX(格氏试剂)
阅读如下有机合成路线图,回答有关问题:
(1)在上述合成路线图中,反应I的类型是 ,反应II的条件是 。
(2)反应III的化学方程式为 。
(3)有机物是合成药物中的一种原料,实验室可以用环己烯按以下合成路线合成该有机物:
通过化学反应从环己烯到N可以通过多种途径实现,其中步骤最少可以通过 步完成,分别通过 (填反应类型)等反应实现。
其中N和Z的结构简式为:N ;Z 。
(10分)以下是某课题组设计的合成聚酯类高分子材料的路线:
已知:①A的相对分子质量小于110,其中碳的质量分数约为0.9。
②同一碳原子上连两个羟基时结构不稳定,易脱水生成醛或酮:
③C可发生银镜反应。
请根据以上信息回答下列问题:
(1)A的化学式为 ;A→B的反应类型是 。
(2)由B生成C的化学方程式为 ;
该反应过程中生成的不稳定中间体的结构简式应是 。
(3)D的结构简式为 ,D的同分异构体中含有苯环且水解产物之一为乙酸的有______种,写出其中的一种结构简式: 。
(12分)绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分。下面是以市售铁屑(含少量锡、氧化铁等杂质)为原料生产纯净绿矾的一种方法:
已知:室温下饱和H2S溶液的pH约为3.9,SnS沉淀完全时溶液的pH为1.6;FeS开始沉淀时溶液的pH为3.0,沉淀完全时的pH为5.5。
(1)检验制得的绿矾晶体中是否含有Fe3+的实验操作是
________________________________________________________。
(2)操作II中,通入硫化氢至饱和的目的是 ;在溶液中用硫酸酸化至pH=2的目的是 。
(3)操作IV的顺序依次为: 、冷却结晶、 。
(4)操作IV得到的绿矾晶体用少量冰水洗涤,其目的是:①除去晶体表面附着的硫酸等杂质;② 。
(5)测定绿矾产品中Fe2+含量的方法是:a.称取2.8500g绿矾产品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.01000mol/LKMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00mL(滴定时发生反应的离子方程式为:5Fe2++MnO4¯+8H+→5Fe3++Mn2++4H2O)。
①判断此滴定实验达到终点的方法是 。
②计算上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数为 (用小数表示,保留三位小数)。
③若用上述方法测定的样品中FeSO4·7H2O的质量分数偏低(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有 ; 。
(12分)某化学课外活动小组在实验室设计了如下图所示的实验装置,进行“氨的催化氧化”实验。
(1)A处是气体发生装置,A中所用的试剂只能从下列物质中选取:
①硝酸铵;②碳酸铵;③碳酸氢铵;④氯化铵;⑤熟石灰;⑥氢氧化钠。
若A中制取气体时只用了一种药品,则该药品可以是_______________(填选项编号),在只用一种药品制取氨气时,图中空白处所需仪器应为____________________(选填下列仪器编号,固定装置省略)。
(2)该装置补充完整后,仍然存在一定缺陷,试从安全与环保的角度来考虑,对该装置进行改进:
①______________________________________________________________________;
②______________________________________________________________________。
(3)按照改进后的装置进行实验,请完成以下问题:
①装置B的作用__________________________________________________________;
②写出C中发生反应的化学方程式:_________________________________________;
③若A、B处试剂足量,则装置D中可以观察到的实验现象有_____________________。
(8分)已知可逆反应:Fe(s) + CO2(g)FeO(s) + CO(g),其温度与平衡常数K的关系如下表:
T(K) |
938 |
1173 |
K |
1.47 |
2.15 |
(1)写出该反应的平衡常数表达式____________________。
(2)若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,改变下列条件再达平衡后判断(选填“增大”、
“减小”、“不变”):
①升高温度,混合气体的平均相对分子质量_________;
②充入氦气,混合气体的密度__________。
(3)该反应的逆反应速率随时间变化情况如右图所示。
①从右图可知,在t1时改变了某种反应条件,反应在
t2时达到平衡,改变的条件可能是_______(选填编号)。
a.升高温度 b.增大CO2的浓度
c.减小CO2的浓度 d.使用催化剂
②如果在t3时增加CO2的量,t4时反应又处于新平衡状态,请在上图画出t3~ t5时间段的v逆变化曲线。
③能作为判断该反应达到平衡状态的依据是 (选填编号)。
a.v正(CO2)=v逆(CO) b.容器内气体总压强不再变化
c.容器内气体密度不再变化 d.使用催化剂后,正、逆反应速率同比例加快
(8分)近年来,我国储氢纳米碳管研究获得重大进展,电弧法合成的碳纳米管,常伴有大量的物质——碳纳米颗粒。这种碳纳米颗粒可用氧化气化法除去,同时生成的产物对环境不会产生污染。在整个反应体系中除了碳单质外,还有K2Cr2O7 、K2SO4、Cr2(SO4)3、H2SO4、H2O和X。
(1)根据题意,可判断出X是____________(写化学式)。
(2)在反应中,氧化剂应是____________(写化学式),硫酸的作用是_____________。
(3)写出并配平该反应的化学方程式,并标出电子转移的方向和数目。
(4)在上述反应中,若产生22 g X物质,则反应中转移的电子数目为_____________。