【化学选修5:有机化学基础】芳香族化合物A是一种降血脂药物,A不能与Na反应。其合成路线如下:
已知:
I.
II.RCH==CH2RCH2CH2Br
III.烃C的核磁共振氢谱只有两组峰,它的质谱图如图所示:
IV.K的结构具有对称性:I能发生银镜反应且1molI能与2molH2发生加成反应。试回答下列问题:
(1)烃C的化学名称为_______________________。
(2)H分子中含有的官能团名称为_____________;反应的条件为____________________。
(3)写出J与新制银氨溶液发生反应的化学方程式:______________________________________。
(4)反应④的化学方程式为:____________________________________________。
(5)符合下列3个条件的H的同分异构体有____种,其中氢原子共有五种不同环境的是(写结构简式)__________________________________________。
①能与FeCl溶液显色;②苯环上只有2个取代基;③1mol该物质最多可消耗1molNaHCO3。
【化学选修3:物质结构与性质】铝、铁在生活、生产中有着广泛的用途,请回答下列问题。
(1)Fe2+的最外层电子排布式____________。元素Fe与Mn的第三电离能分别为I3(Fe)、I3(Mn),则I3(Fe)______I3(Mn)(填“>”、“<")。
(2)第四周期中,与Al原子未成对电子数相同的金属元素有____种。气态氯化铝的分子组成为(AlCl3)2,其中Al、Cl均达8e-稳定结构,Al原子的杂化方式为__________。根据等电子原理,AlO2-的空间构型为_____。
(3)Fe(CO)5的熔点为-20℃,沸点为103℃,易溶于乙醚,其晶体类型为______,晶体中σ键和π键的数目之比为______。
(4)科学家们发现某些含铁的物质可催化尿素合成肼(N2H4),沸点:N2H4>C2H6的主要原因为____________。
(5)FeO晶体的晶胞如图所示,己知:FeO晶体的密度为ρg/cm3,NA代表阿伏加德罗常数的值。在该晶胞中,与Fe2+紧邻且等距离的Fe2+数目为_____;Fe2+与O2-最短核间距为______pm(用ρ和NA表示)。
2017年5月18日,中国国土资源部地质调查局宣布,我国在南海进行的可燃冰试采获得成功,成为全球第一个海域试采可燃冰成功的国家,可燃冰即天然气水合物,甲烷含量占80%至99.9%。化工生产中用甲烷和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体,这种混合气体可用于生产甲醇或合成氨,回答下列问题:
(1)对甲烷而言,有如下两个主要反应:
①CH4(g)+1/2O2(g)=CO(g)+2H2(g) △H1 =-36kJ·mol-1
②CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H2 =+216kJ·mol-1
若不考虑热量耗散,物料转化率均为100%,最终炉中出来的气体只有CO、H2,为维持热平衡,每生产lmolCO,转移电子的数目为__________。
(2)甲醇是一种用途广泛的化工原料,工业上常用下列两种反应制备甲醇:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1 =-90kJ·mol-1 K1
CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(g)+H2O(l) △H2 K2
己知: CO(g)+H2O(g)= CO2(g)+H2(g) △H3 =-41.1kJ·mol-1 K3
H2O(l)=H2O(g) △H4 =+44.0kJ·mol-1 K4
则△H2=______ K2=_______ (用含K1、K3、K 4的代数式表示)
(3)在一恒温恒容密闭容器中充入1molCO2和3molH2模拟工业合成甲醇的反应:CO2(g)十3H2(g) CH3OH(g)十H2O(g)
①下列能说明该反应已达到平衡状态的是______________________。
A.混合气体平均相对分子质量不变 B.混合气体密度不变
C.容器内压强恒定不变 D.反应速率满足以下关系:V正(CO2)=3V逆(H2)
E.CO2、H2、CH3OH、H2O物质的量浓度之比为1:3:1:1
F.单位时间内断裂3NAH-H键的同时形成2molH-O键
②模拟过程中测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示,若此时容器内压强为P,则用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数KP为_____________(用含P的代数式表示,数值保留两位小数),若此时再向容器内充入0.25molCO2和0.25molCH3OH的混合气体,则平衡______(填“正向“逆向“不”)移动。(已知:气体分压=气体总压×体积分数)
(4)甲醇可在电解银催化作用下制甲醛,从贵金属阳极泥中可提取“粗银”“粗银”(含Ag、Cu、Au)可用电解槽电解精炼,纯银作阴极,采用AgNO3和稀HNO3的混合液作电解液,阴极的主要电极反应式为_____。阴极还有少量副反应发生,产生的气体遇空气迅速变为红棕色,该副反应的电极反应式为_______。硝酸浓度不能过大,其原因是___________________________________________。
我国钒钛磁铁矿分布广泛,储量丰富,不仅是铁的重要来源,其中伴生的钛、钒、铝等多种成分还具有很高的利用价值。其尾矿是工业提取钛的重要来源
I.钒钛磁铁矿的尾矿(主要成分为FeTiO3,还含有少量FeO、Al2O3、SiO2 等杂质) 经选矿后得到钛精矿过一系列反应制得TiO2:
(1)氢氧化钠净化尾矿的目的是_________________________________。
(2)写出钛精矿中FeTiO3与80%硫酸溶液反应的化学方程式:___________________。
II.以TiO2 为原料制备金属钛,流程如下: TiO2→TiCl4→Ti
(3)已知反应:TiO2(s)十2Cl2(g)=TiCl4(l)十O2(g) △H=十151kJ/mol,但不能由TiO2和Cl2直接反应(即氯化反应)来制取TiCl4试解释原因:___________________________________。
(4)当往氯化反应体系中加入碳后,使得该反应在高温条件下能顺利制得TiCl4,从化学平衡的角度解释其原因___________________________________________。
(5)己知碳的燃烧热394kJ/mol,请写出TiO2 与Cl2、C反应制取TiCl4的热化学方程式_____________。
III.以TiO2为原料可以制备Li4Ti5O12(一种锂离子电池的电极材料),过程如下:
(6)不同温度下,TiO2·xH2O与双氧水、氨水反应达到平衡所得实验结果如下表所示:
温度/℃ | 30 | 35 | 40 | 45 | 50 |
TiO2·xH2O 的转化率 | 80% | 90% | 97% | 93% | 82% |
该过程的理想温度为_______________,分析表中数据,解释TiO2·xH2O的转化率随温度变化的原因:_______________________________________,该反应的离子方程式为________________________。
冬季是流感多发季节,最近我校许多学生得了流感,表现症状为发热头痛等,乙酰苯胺是磺胺类药物具有很好退热镇痛作用,是较早使用的解热镇痛药,有“退热冰”之称。其制备原理如下:
己知:①苯胺易被氧化:
②乙酰苯胺、苯胺和醋酸的部分物理性质如下表:
物质 | 熔点 | 沸点 | 溶解度(20℃) |
乙酰苯胺 | 114.3℃ | 305℃ | 0.46 |
苯胺 | -6℃ | 184.4℃ | 3.4 |
醋酸 | 16.6℃ | 118℃ | 易溶 |
注: 刺形分馏柱的作用相当于二次蒸馏,用于沸点差别不太大的混合物的分离。
实验步骤如下:
步骤1:在50mL烧瓶中加入9mL(0.10mol)苯胺、15mL(0.27mol)冰醋酸及少许锌粉,依照上图装置组装仪器。
步骤2:控制温度计示数约105℃,小火加热回流1h。
步骤3:趁热将反应混合物倒入盛有100mL冷水的烧杯中,冷却后抽滤,洗涤,得到粗产品。
步骤4:将步骤3所得粗产品进一步提纯后,称得产品质量为10.8g。
请回答下列问题:
(1)步骤1中加入锌粉的作用是________________________________。
(2)步骤2加热可用_________________ (填“水浴”或“油浴”)
(3)锥形瓶所接的蒸馏物是______________(填化学式)。实验这样设计的目的是__________________。
(4)步骤2中,控制温度计读数在105℃左右的原因_______________,得到的粗产品需进一步提纯,该提纯方法是________________________________________________________。
(5)纯净的乙酰苯胺为无色片状晶体,对无色片状晶体进行干燥,判断晶体干燥完全的实验方法是___________________________________________。
(6)请计算所得到乙酰苯胺的产率是_________________________________________________。
已知常温下,几种物质的电离平衡常数,下列反应的离子方程式正确的有几种?
弱酸 | HCOOH | HCN | H2CO3 | HClO | 苯酚 |
K 25℃ | K=1.77×10-4 | K=4.9×10-10 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 | K=2.98×10-8 | K=1.1×10-10 |
①向苯酚钠溶液中通入少量的CO2:2C6H5O++CO2+H2O→2C6H5OH+CO32-
②次氯酸钙溶液中通入少量二氧化碳:Ca2++2ClO-+CO2+H2O=CaCO3↓+2HClO
③次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳:2C1O-+H2O+CO2=2HClO+CO32-
④次氯酸钠溶液中通入少量二氧化硫:3ClO-+SO2+H2O=SO42-+2HClO+Cl-
⑤纯碱溶液中滴加少量甲酸:2HCOOH+CO32-=2HCOO-+H2O+CO2↑
⑥碳酸钠溶液中通入过量氯气:Cl2+H2O+2CO32-=2HCO3-+Cl-+ClO-
⑦NaCN溶液中通入少量的CO2:CN-+CO2+H2O=HCO3-+HCN
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个