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一种由甲苯合成多取代芳香族化合物的反应路线如图: 回答下列问题: (1)甲苯分子...

一种由甲苯合成多取代芳香族化合物的反应路线如图:

回答下列问题:

(1)甲苯分子中最多有 __________个原子共平面

(2)写出反应②的化学方程式___________ ,反应类型为 _______

(3)甲苯易在甲基的邻、对位发生反应,若不进行反应①,直接进行反应②~④,可能会得到的副产物的结构简式有 ________________(写出两种)

(4)反应⑤的目的是_____________________

(5)产物A与足量氢气加成后的产物,核磁共振氢谱有_____个峰,1mol 产物B可与___mol氢氧化钠溶液反应。

(6)不改变取代基的结构与个数,产物B的同分异构体(不包括B)______种。

 

13 +(CF3COO)3Tl→+CF3COOH 取代反应 、、、 保护酚羟基,防止被高锰酸钾氧化 8 2 9 【解析】 (1)甲苯中苯环以及与苯环相连的碳原子共12个原子一定共面,单键可以旋转,所以经旋转甲基上有一个氢原子可以与苯环共面,最多有13个原子共面; (2)根据反应②前后的物质结构可知该过程中与甲基邻位的氢原子被取代,反应方程式为:+(CF3COO)3Tl→+CF3COOH,反应类型为取代反应; (3)反应②~④在苯环上引入了酚羟基,若不进行反应①,则甲基的邻、对位都可能引入酚羟基,可能的副产品有:、、、; (4)后续步骤中需要将苯环上的甲基氧化成羧基,酚羟基易被氧化,所以反应⑤的目的是保护酚羟基,防止被高锰酸钾氧化; (5)产物A与足量氢气加成得到的产物为,环上有6种环境的氢原子,取代基上有2种环境的氢原子,所以核磁共振氢谱有8个峰;1molB含有1mol普通酯基可以消耗1molNaOH,含有1mol酚羟基可以消耗1molNaOH,共可以与2molNaOH反应; (6)采取“定二移一”的分析方法,先固定-COOCH3和-OH,二者处于邻位,则-COCH3有4种位置;若-COOCH3和-OH为间位,则-COCH3有4种位置;若-COOCH3和-OH为对位,则-COCH3有2种位置,所以包括B在内共有10种结构,则产物B的同分异构体(不包括B)有9种。
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Wilson病是一种先天性铜代谢障碍性疾病,D-青霉胺具有排铜作用,用以治疗或控制Wilson病症。D-青霉胺结构简式如图:

回答下列问题:

(1)写出Cu的简化电子排布式________

(2)已知气态基态原子得到一个电子形成气态基态负一价离子所产生的能量变化称为该元素原子的第一电子亲合能(吸收能量为负值,释放能量为正值),试解释碳原子第一电子亲合能较大的原因 _________ 第一电子亲合能可能为正值或负值,而第二电子亲合能均为负值,原因是_____

(3)D-青霉胺中,硫原子的VSEPR模型为____,碳原子的杂化方式为_______

(4)请简述D-青霉胺能溶于水的主要原因________

(5)青霉胺在临床治疗时对于症状改善较慢,常有并发症出现,因而近年采用锌剂(ZnSO4)替代治疗,可由硫化锌制备。立方硫化锌晶胞与金刚石晶胞类似,结构如图

其中a代表S2-b代表Zn2+。则该晶胞中S2-的配位数为______,若晶体的密度为ρg·cm-3,则晶胞的体积为________  cm3(列出计算式)

 

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在工业废气和汽车尾气中含有多种氮氧化物,主要是NO NO2,都以NOx来表示。NOx能破坏臭氧层,产生光化学烟雾,是造成大气污染的主要来源之一。回答下列问题:

(1)已知 1mol 分子分解为单个原子所需要的能量为解离焓。 N2(g)NO(g)O2(g)的解离焓分别为941.7631.8493.7(单位kJ/mol),计算反应 2NO(g) = N2(g) + O2(g)H=_______kJ/mol,试判断NO(g)常温、常压下能否自发分解 ________填能或不能)

(2)为防止光化学烟雾,除从工厂、汽车的设计进行改进外,也要采用某些化学方法。用焦炭还原NOx 的反应为2NOx(g) + xC(s)N2(g) + xCO2(g)

.在恒温条件下,2 molNO2(g)和足量 C(s)反应,测得平衡时 NO2(g) CO2(g)的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:

AB两点NO2平衡转化率的关系α(A)____α(B),平衡常数关系K(A)_____K(B)(填>、<或=)

②计算C点时该反应的压强平衡常数Kp=_____MPa(Kp是用平衡分压代替平衡浓度)计算,分压=总压×物质的量分数)

Ⅱ.现在向容积均为 2L 的两个密闭容器AB中加入一定量的 NO(g)和足量的C(s),相同温度下测得两容器中n(NO)随时间变化情况如表所示:

 

0

20

40

60

80

n(NO)/mol(A)

2

1.5

1.1

0.8

0.8

n(NO)/mol(B)

1

0.8

0.65

0.53

0.45

 

B容器内反应在 100s时达到平衡状态,则0~100s内用 NO 表示的平均反应速率为v(NO)= ____________

(3)近年来电化学方法在处理氮氧化物方面也起到了一定的作用,如图是一种氨气一二氧化氮燃料电池,常温下可将二氧化氮转化为氮气。

c口通入的气体为______ ,写出负极反应的方程式 ________

②若ad口产生的气体体积共为1.568L(标况下),电路中通过的电子数为____

 

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孔雀石是含铜的碳酸盐矿物,主要成分为 Cu2(OH)2CO3,工业上以孔雀石(主要杂质有FeCO3FeOSiO2)制备胆矾的一般流程如下:

注:重结晶目的是为了除尽Fe3+

回答下列问题:

(1)写出气体A 的电子式______________

(2)方法 1 的原理是用微酸性的高锰酸钾溶液将二价铁氧化为 Fe(OH)3,使之与 MnO2 共沉淀,易于过滤,除铁效果好,稍有过量,溶液即显微红色,便于掌握。稍过量的高锰酸钾会自动分解,产生 MnO2 和一种无毒的气体,请完善此反应的离子反应方程式:_____MnO4- +________H+ = __MnO2↓ + _________

(3)方法 1 的不足之处是在酸性条件下会发生副反应__________________ (写出离子方程式),产物Mn2+进入溶液,需要后续步骤除去,同时 Fe3+水解也不易彻底。因而实际生产中更多采用的是方法 2,用过氧化氢作为氧化剂,优点是____。氧化后调节pH 沉淀出氢氧化铁,但需注意pH 不可过高,否则造成的影响是_____

(4)若在实验室进行步骤A 操作,需要用到的硅酸盐仪器有 _________________   

(5)CuSO4·5H2O 含量的测定:称取 0.5g 样品,溶于水,移入 100mL 容量瓶中,稀释至刻度,量取 25.00mL,稀释至 100mL,加入10mL -氯化铵缓冲溶液(pH=10) 0.2g 红紫酸铵混合指示剂,摇匀,用浓度为 cmol·L-1 EDTA 标准溶液滴定至溶液呈紫蓝色不变,重复三次,平均消耗的标准溶液体积为VmL (EDTA 能与大多数金属离子形成稳定的 1:1 络合物,是络合滴定中的常用滴定试剂)

①计算CuSO4·5H2O 质量分数 ______________

②若不进行重结晶操作,计算出的质量分数结果会__________(填偏低、偏高或者无影响)

 

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12-二溴乙烷主要用于汽油抗爆剂的添加剂,还可用作有机合成和蒸熏消毒用的溶剂。实验室用乙醇、浓硫酸制备乙烯并合成12-二溴乙烷,反应原理为:CH2 = CH2 + Br2→CH2BrCH2Br,反应装置如图(加热装置省略)

实验步骤:

①如图组装好仪器,在冰水冷却下,将 24 mL 浓硫酸缓慢加入到 12 mL 乙醇中,混合均匀后取 6 mL 加入到三颈烧瓶中,剩余部分倒入恒压滴液漏斗中。

②取一支 20 mL 的吸滤管,量取 3.0 mL(0.1 mol)液溴倒入吸滤管中,再加入 3~5 mL 水,将吸滤管放入 4 的烧杯中。

③加热装置 1 前,先切断装置 3 4 的连接处,待温度上升到约 120 ℃时,大部分空气已被排出,然后连接 3 4,待温度上升到约 170 ℃时有乙烯产生,开始缓慢滴加乙醇-硫酸混合液,并维持温度在 170~200 ℃左右,当溴的颜色全部褪去,反应即告结束。

④反应完成后,先取下吸滤管,再停止加热。将产物转移至分液漏斗中,依次以等体积的水、1%氢氧化钠水溶液各洗一次,再用水洗两次至中性。加入适量无水氯化钙干燥粗产品,过滤、蒸馏,收集 129~132℃的馏分,产量 5.7g。回答下列问题:

(1)乙烯与溴的反应类型为 _______反应,组装好仪器后必须先 _____________   

(2)装置 1 为乙烯发生器,反应中浓硫酸的作用是     ____________________

(3)装置 2 为安全瓶,若系统发生堵塞,2 中的现象为     ____________________

(4)制备乙烯时,常伴有乙醇被氧化的副反应,生成二氧化碳、二氧化硫等气体、则装置 3 洗气瓶中的试剂为________,若去掉装置3,则装置 4 中可能发生的副反应的化学方程式为 ___________________

(5) 1 中滴速过快,可能产生的影响为乙烯来不及与溴反应而跑掉,同时也会带走一部分溴进入装置 5(5% 氢氧化钠溶液),降低产率。装置4吸滤管中加水的目的是________。已知该条件下溴与NaOH 反应的氧化产物只有NaBrO3,写出该反应的离子方程式 _____________

(6)计算本实验的产率:______________    (保留一位小数)

 

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已知:pOH= -lgc(OH-)298 K时,向20.00 mL0.10mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1的盐酸,溶液的pHpOH与加入盐酸体积关系如图所示。下列说法正确的是

A. 曲线PJN表示溶液中PH的变化

B. M点水的电离程度比Q点大

C. MP两点的数值之和a + b = 14

D. pHpOH交叉点J对应的V(盐酸)=20.00 mL

 

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