腈亚胺与邻酚羟基苄醇在碱的作用下可以发生偶联反应生成醚键,反应的条件温和,操作简单,目标产物收率高。下面是利用该方法合成化合物H的一种方法:
注:以上合成路线中,Ph代表苯基,如PhNHNH2表示。
实验 | 碱 | 温度/℃ | 溶剂 | 产率% |
1 | Et3N | 25 | DCM | <10 |
2 | 吡啶 | 25 | DCM | <5 |
3 | Cs2CO3 | 25 | DCM | 70 |
4 | LiOtBu | 25 | DCM | 43 |
5 | Cs2CO3 | 25 | DMF | 79 |
6 | Cs2CO3 | 25 | CH3CN | 83 |
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_________,B的结构简式为___________。
(2)由C生成D的反应类型是________,F中的官能团名称是___________。
(3)H的分子式为_______________。
(4)不同条件对偶联反应生成H产率的影响如上表:
观察上表可知,当选用DCM作溶剂时,最适宜的碱是____________,由实验3、实验4和实验5可得出的结论是:25 ℃时,____________________,H产率最高。
(5)X为G的同分异构体,写出满足下列条件的X的结构简式:____________。
①所含苯环个数与G相同;②有四种不同化学环境的氢,其个数比为1:1:2:2
(6)利用偶联反应,以和化合物D为原料制备,
写出合成路线:____________________________。(其他试剂任选)
硫酸是重要的化工原料,我国主要采用接触法生产硫酸,主要过程如下:
FeS2 SO2 SO3 H2SO4
回答下列问题:
(1)基态V原子的电子排布式为________,基态Fe原子核外未成对电子数为______。
(2)组成H2SO4的元素中,电负性由大到小的顺序是________,SO2分子的VSEPR模型为________。
(3)固态SO3能以无限长链形式存在(如图所示)。其中S原子的杂化形式为______。长链结构中,连接2个S原子的O原子称为桥氧,连接1个S原子的O原子称为端基氧,则与S原子形成化学键键长更大的是________(填“桥氧”或“端基氧”),原因是______________。
(4)绿矾是一种重要的硫酸盐,其组成可写成 [Fe(H2O)6]2+[SO4(H2O)]2-,水合阴离子中H2O通过氢键与SO42- 中的O原子相联结,按图示画出含氢键的水合阴离子:______________。
(5)一种含Fe、Cu、S三种元素的矿物晶胞如图所示,属于四方晶系(晶胞底面为正方形)。S2-的配位数为______。若晶胞的底面边长为a pm,高为b pm,晶体密度为ρ g/cm3,则阿伏加德罗常数可表示为____________(写出表达式)。
辉钼矿主要含MoS2,还含有Ca、Si、Cu、Zn、Fe等元素。利用辉钼矿制备仲钼酸铵的新一代清洁生产工艺如下图所示:
回答下列问题:
(1)焙烧温度为400 ℃,MoS2转化为CaMoO4和CaSO4,则反应中每摩 MoS2转移的电子数为_________。仲钼酸铵(七钼酸铵)中的阴离子是Mo7O24n- ,则n=_______。
(2)传统焙烧是在650 ℃下,使MoS2直接与空气中的O2反应生成MoO3和SO2。图示清洁生产工艺加入CaCO3的优点是______________。
(3)溶浸时,CaMoO4发生复分解反应的化学方程式是___________。循环渣的主要成分是CaCO3,则外排渣主要是________和Cu、Zn、Fe的硫化物。
(4)已知:常温下Ksp(CaCO3)=2.8×10-9,Ksp(CaSO4)=9.1×10-6。在(NH4)2SO4母液中添加循环渣(CaCO3),可以使硫酸铵转化为碳酸铵(返回溶浸循环使用),原因是_______。
(5)电氧化分解钼精矿时,用惰性电极电解钼精矿和NaCl的混合浆液,电解槽无隔膜,控制溶液pH=9。阴极生成物为________,混合浆液中,阳极产物转化生成的NaClO氧化MoS2生成MoO42- 和SO42- 的离子方程式是______________。
甲醇是一种常见的燃料,也是重要的基础化工原料。回答下列问题:
(1)采用甲醇气相氨化法可制得二甲胺。
已知:2CH3OH(g)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g) ∆H1=-3122 kJ/mol
4NH3(g)+3O2(g) 2N2(g)+6H2O(g) ∆H2=-472 kJ/mol
4(CH3)2NH(g)+15O2(g) 8CO2(g)+14H2O(g)+2N2(g) ∆H3=-7492 kJ/mol
则制备二甲胺反应2CH3OH(g)+NH3(g) (CH3)2NH(g)+2H2O(g) 的∆H=_____ kJ/mol。
(2)一定条件下,甲醇气相氨化法原料气中c(CH3OH):c(NH3)分别为1:1、2:1、3:1时,NH3的平衡转化率随温度变化的关系如图:
①代表原料气中c(CH3OH):c(NH3)=1:1的曲线是________。
②一定温度下,控制原料气中c(CH3OH):c(NH3)=3:1,能增大NH3平衡转化率的措施是_______。
③温度为443 K时,按c(CH3OH):c(NH3)=2:1投料,若NH3的起始浓度为2 mol/L,则反应达到平衡时,(CH3)2NH的体积分数为_______,该温度下的化学平衡常数为________ 。
(3)甲醇可通过电化学方法由甲烷直接制得,装置如下图所示,电解生成CH3OH的过程分为3步:
①通电时,氯离子先转化为高活性的原子氯(Cl·);
②Cl·与吸附在电极上的CH4反应生成HCl和CH3Cl;
③在碱性电解液中,CH3Cl转化为目标产物CH3OH。
步骤①的电极反应式为__________,步骤③的离子方程式为__________,维持电流强度为1.5 A,装置工作2小时,理论上可制得CH3OH的质量为________ g。(已知F=96500 C/mol,不考虑气体溶解等因素)
常用解热镇痛药对乙酰氨基苯酚(扑热息痛)为白色颗粒状晶体,易被空气氧化。实验室用对氨基苯酚乙酰化制备扑热息痛的一种方法如下:
查阅资料获得以下数据:
| 对氨基苯酚 | 醋酸酐 | 对乙酰氨基苯酚 |
熔点/℃ | 189.6 ~ 190.2 | -73 | 169 ~ 171 |
密度/g·cm-3 | 1.2 | 1.1 | 1.3 |
相对分子质量 | 109 | 102 | 151 |
溶解性 | 溶于乙醇和水 | 溶于乙醇, 稍溶于水 | 易溶于乙醇和热水,溶于丙酮 |
实验过程:如图所示,在三颈烧瓶中加入对氨基苯酚10.9 g,再加入30 mL水。打开仪器a下端的旋塞,缓慢滴加12 mL醋酸酐。搅拌并水浴加热,控制温度在80 ℃左右,充分反应后按如下流程进行操作。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是___________,仪器b的作用是_____________。
(2)步骤②洗涤晶体获得粗品时,选择的洗涤剂是______。(填标号)
A.乙醇 B.丙酮 C.热水 D.冷水
(3)减压过滤装置如图所示。步骤④减压过滤时,在吸滤瓶中要先加入适量NaHSO3,其作用是_________,该减压过滤需趁热进行,原因是_____________。
(4)步骤⑥中操作X为_______________。
(5)若最终得到9.8 g对乙酰氨基苯酚,则本实验的产率为______%。(保留1位小数)
将硫酸铜的稀溶液放在密闭容器中,缓缓抽去容器中的水蒸气,溶液逐渐失水变成饱和溶液,再继续抽气,则变成各种含水盐,最后变成无水硫酸铜。50 ℃时,容器中的压强与晶体水合物中含水量的关系如图所示,下列说法错误的是
A.曲线L-M对应溶液中无硫酸铜晶体析出
B.曲线M-M ´ 对应溶液溶质的质量分数保持不变
C.曲线M ´ - N对应体系存在平衡:CuSO4(饱和溶液)CuSO4·5H2O(s)+H2O(g)
D.当容器中压强低于p´ 后得到无水硫酸铜