席夫碱类化合物 G 在催化、药物、新材料等方面有广泛应用。合成 G 的一种路线如下:
已知以下信息:
① R1CHO+
②1mol B 经上述反应可生成 2mol C,且 C 不能发生银镜反应。
③D 属于单取代芳烃,其相对分子质量为 106。
④核磁共振氢谱显示 F 苯环上有两种化学环境的氢原子。
⑤
回答下列问题:
(1)C 中官能团名称为:_______。
(2)由A 生成 B 的方程式为_______,反应 类型为_______。
(3)G的结构简式为_______。
(4)F的同分异构体中含有苯环的还有_______种(不考虑立体异构)。其中核磁共振氢谱中有 4 组峰,且面积比为 6:2:2:1 的是_______。(写出其中一种的结构简式)。
(5)由苯和化合物C 经如下步骤可合成N—异丙基苯胺:
HI J (N-异丙基苯胺)
反应条件1所选择的试剂为___________;I的结构简式为_____________。
N2H4·H2O(水合肼)极毒且不稳定,100℃以上易分解失水,常用作还原剂和除氧剂(通常生成N2和H2O),其熔点为-40℃,沸点118.5℃。现以Cl2、NaOH、(NH2)2CO(尿素)和SO2为原料可制备N2H4·H2O和无水Na2SO3,其主要流程如下:
已知:Cl2(g)+2OH-(aq)=ClO-(aq)+Cl-(aq)+H2O(aq) △H<0
(1)配制30%NaOH溶液时,所需玻璃仪器除量筒、烧杯外,还需要_____________(填标号)。
A.容量瓶 B.胶头滴管 C.玻璃棒 D.锥形瓶
(2)步骤Ⅰ制备NaClO溶液时,若温度超过40℃,Cl2与NaOH溶液充分反应生成NaClO3和NaCl。实验中为控制反应温度除了用冰水浴、充分搅拌外,还需采取的措施是_______________________。
(3)步骤Ⅱ合成N2H4·H2O的装置如图1所示。NaClO碱性溶液与尿素水溶液在40℃以下反应一段时间后,再迅速升温至110℃继续反应。实验中通过滴液漏斗滴加的溶液是_____________(填字母);
a.尿素溶液 b.NaClO碱性溶液 c.尿素溶液或NaClO溶液任选其一
理由是____________________________________。
(4)步骤Ⅲ中分离出N2H4·H2O应该采用的方法最合理是____________________。
(5)步骤Ⅳ用步骤Ⅲ得到的副产品Na2CO3制备无水Na2SO3(水溶液中H2SO3、HSO3-、SO32-随pH的分布如图2所示,Na2SO3的溶解度曲线如图3所示)。
①边搅拌边向Na2CO3溶液中通入SO2制备NaHSO3溶液。实验中确定何时停止通SO2的方法是______________。
②请补充完整由NaHSO3溶液制备无水Na2SO3的实验方案:_____________________,用少量无水乙醇洗涤,干燥,密封包装。
(6)工业上还可以用水合肼还原法制取碘化钠,工艺流程如图:
还原过程中可用硫化钠或铁屑等物质替代水合肼,但水合肼还原法制得的产品纯度更高,原因是_______________________。
(1)250℃时,以镍合金为催化剂,向初始体积为 8L 的密闭容器中通入 5molCO2、3molCH4,在恒压条件下发生反应:CO2(g) +CH4(g)⇌2CO(g) + 2H2(g)。平衡体系中甲烷的物质的量变化见表。
反应时间(s) | 2 | 4 | 6 | 8 |
CH4物质的量(mol) | 2.7 | 2.4 | 2.0 | 2.0 |
此温度下,该反应的平衡常数K =_____。
(2)二甲醚催化重整制氢的反应过程,主要有以下几个反应(数据为 25℃、1.01×105Pa 测定)
① CH3OCH3(g) + H2O(l)⇌2CH3OH(l) △H=+24.52kJ/mol
② CH3OH(l) + H2O(l)⇌CO2(g) + 3H2(g) △H=+49.01kJ/mol
③ CO(g) + H2O(l)⇌CO2(g) + H2(g) △H=-41.17kJ/mol
④ CH3OH(l)⇌CO (g) + 2H2(g) △H=+90. 18kJ/mol
则 CH3OCH3(g) +3H2O(l)⇌2CO2(g) + 6H2(g) △H =_____kJ/mol
(3)上述(2)中二甲醚催化重整制氢的过程中测得不同温度下各组分体积分数及二甲醚的转化率关系如图所示:
①你认为反应控制的最佳温度应为_____________,理由是__________。
A.300~350℃ B.350~400℃ C.400~450℃ D.450~500℃
②在一个绝热恒容的密闭容器中,放入一定量的甲醇如④式建立平衡,以下可以作为该反应达到平衡状态的判断依据的是____________。
A.体系的温度不再改变 B.气体的平均相对分子质量保持不变
C.CO 的体积分数不变 D.气体的密度保持不变
③ 在温度达到 400℃以后,二甲醚与 CO2以几乎相同的变化趋势明显降低,而 CO 和 H2发体积分数也以几乎相同的变化趋势升高。则此时发生的反应为_______________试在图中黑色方框内画出 400℃以后的 CH3OCH3和 CO 体积分数的变化趋势____。
实验室制备无水二氯化锡的主要步骤如下:
步骤1:在圆底烧瓶中加入1.20 g碎锡箔和5 mL浓盐酸、1滴硝酸,实验装置如图所示。组装好后在95 ℃ 时回流0.5 h,待圆底烧瓶中只剩余少量锡箔为止;
步骤2:将上述反应的上清液迅速转移到仪器X中,在二氧化碳气氛保护下,蒸发浓缩,冷却结晶,过滤得到二氯化锡晶体;
步骤3:在二氯化锡晶体中加入10 mL醋酸酐,即可得无水二氯化锡,过滤;
步骤4:用少量乙醚冲洗三次,置于通风橱内,待乙醚全部挥发后得到无水二氯化锡。
回答下列问题:
(1)步骤1中,圆底烧瓶中发生反应的化学方程式为___________________________________;
冷却水从接口________(填“a”或“b”)进入。实验采取的加热方式是______________;球形冷凝管上连接装有碱石灰的干燥管的目的是____________________________________。
(2)步骤2中,仪器X的名称为__________;二氧化碳气氛的作用是__________________。
(3)步骤3中,醋酸酐的作用是____________________;二氯化锡晶体在进行步骤3操作前应采取的加工措施是________,该加工措施需要仪器的名称是________。
硼氢化钠(NaBH4)在化工等领域具有重要的应用价值,某研究小组采用偏硼酸钠NaBO2为主要原料制备NaBH4,其流程如下:
已知:NaBH4常温下能与水反应,可溶于异丙酸(沸点:33 ℃)。
(1)在第①步反应加料之前,需要将反应器加热至100 ℃以上并通入氩气,该操作的目的是______________,原料中的金属钠通常保存在________中,实验室取用少量金属钠需要用到的实验用品有________、________、玻璃片和小刀等。
(2)第②步分离采用的方法是________;第③步分离(NaBH4)并回收溶剂,采用的方法是________。
指出下列仪器使用或实验的第一步操作
(1)气体的制取与性质探究实验_________________。
(2)用淀粉碘化钾试纸检验氯气__________________。
(3)使用时第一步操作必须检查是否漏水的常见仪器有________________。