有机合成在化工医药领域应用广泛,下图是一种新型药物合成路线。
回答下列问题:
(1)A 的系统命名法(CCS)名称为________,D 中官能团的名称为________。
(2)B→C 的反应类型为________,从反应所得液态有机混合物中提纯 B 的常用方法为________。
(3)C→D 的化学方程式为________。C 和 D 在下列哪种检测仪上显示出的信号峰是完全相同的_________
A.元素分析仪 b.红外光谱仪 c.核磁共振仪 d.质谱仪
(4)C 的同分异构体 W(不考虑手性异构)可发生银镜反应,且 1 mol W 最多与 2 molNaOH 发生反应,产物之一可被氧化成二元醛,满足上述条件的 W 有________种。若 W 的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为________。
(5)F 与 G 的关系为(填序号)________。
A.碳链异构 b.官能团类别异构 c.顺反异构 d.官能团位置异构
(6)M 的结构简式为________。
(7)参照上述合成路线,以和为原料制备医药中间体,写出合成路线流程图_________________________________________________________________。
过渡元素参与组成的新型材料有着广泛的用途,回答下列问题。
(1)基态铁原子核外共有________种不同空间运动状态的电子。铁、钴、镍基态原子中,核外未成对电子数最少的原子价层电子轨道表示式(电子排布图)为________。
(2)NiO、FeO的晶体结构类型与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和74pm,则熔点NiO________FeO(填“>”“<”或“=”),原因是________。
(3)Cr的一种配合物结构如图所示:
①阴离子的空间构型为________形。
②配离子中,中心离子的配位数为_______,N与中心原子形成的化学键称为_______键。
③配体H2NCH2CH2NH2(乙二胺)中碳原子的杂化方式是________,分子中三种元素电负性从大到小的顺序为________。
(4)一种新型材料的晶胞结构如图1所示,图2是晶胞中Sm和As原子的投影位置。
图1中F和O共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用x和1−x代表,则该化合物的化学式表示为________,晶体密度ρ=________g·cm−3(用含x的表达式表示,设阿伏加德罗常数的值为NA)。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图1中原子1的坐标(),则原子2的坐标为________。
“低碳经济”备受关注,CO2的捕捉、排集、利用成为科学家研究的重要课题。太空舱产生的 CO2用下列反应捕捉,以实现 O2的循环利用。
Sabatier 反应:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)
水电解反应:2H2O(l)2H2(g)+O2(g)
(1)将原料气按 n(CO2)∶ n(H2)=1∶4 置于密闭容器中发生 Sabatier 反应,测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示(虚线表示平衡曲线)。
①该反应的平衡常数 K 随温度升高而________(填“增大”或“减小”)。
②温度过高或过低均不利于该反应的进行,原因是________。
③下列措施能提高 CO2 转化效率的是________(填标号)。
A. 适当减压
B. 增大催化剂的比表面积
C. 反应器前段加热,后段冷却
D. 提高原料气中 CO2 所占比例
E. 合理控制反应器中气体的流速
(2)将一定量的 CO2(g)和 CH4(g)通入一恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g) Δ H =+248 kJ·mol-1。
为了探究该反应的反应速率与浓度的关系,起始时向恒容密闭容器中通入CO2 与CH4 ,使其物质的量浓度均为1.0mol·L-1,平衡时,根据相关数据绘制出两条反应速率与浓度关系曲线如图, v正~ c(CH4)和 v逆 ~ c(CO)。则与 v正~ c (CH4)相对应曲线是图中________(填“甲”或“乙”);该反应达到平衡后,某一时刻降低温度反应重新达到平衡,则此时曲线甲对应的平衡点可能为________(填“D”“E”或“F”)。
(3)用稀氨水喷雾捕集 CO2最终可得产品NH4HCO3。在捕集时,气相中有中间体 NH2COONH4(氨基甲酸铵)生成。现将一定量纯净的氨基甲酸铵置于恒容密闭容器中,分别在不同温度下进行反应:NH2COONH4(s) ⇌2NH3(g)+CO2 (g)。实验测得的有关数据见下表( t1 < t2 < t3 )
氨基甲酸铵分解反应是________(填“放热”或“吸热”)反应。15℃时此反应的化学平衡常数 K =________。
(4)一种新的循环利用方案是用 Bosch 反应 CO2(g)+2H2(g) ⇌C(s)+2H2O(g)代替 Sabatier 反应。
① 已知 CO2(g)、H2O(g)的生成焓分别为–394 kJ∙mol-1 、–242 kJ∙mol-1 ,Bosch 反应的Δ H =________kJ∙mol-1(生成焓指一定条件下由对应单质生成 1mol 化合物时的反应热)。
②一定条件下 Bosch 反应必须在高温下才能启动,原因是________。
③该新方案的优点是________。
氢化铝锂(LiAlH4)以其优良的还原性能在医药、香料、农药、染料等行业中广泛应用。纯氢化铝锂是一种白色晶状固体,熔点 125℃,加热至 130℃时分解,溶于醚、四氢呋喃,在 120℃以下和干燥的空气中相对稳定,但遇水即爆炸性反应。目前世界上有四种工业生产 LiAlH4的方法,其中施莱兴格(Schlesinger)法和高压合成法最为常见。
Ⅰ. 施莱兴格(Schlesinger)法
Ⅱ.高压合成法
请根据题中信息回答以下问题:
(1)Schlesinger 中的反应器需要附加电磁搅拌器,目的是________。
(2)Schlesinger 的反应器中发生的化学反应方程式是________。
(3)采用 Schlesinger 时需要使用大量高纯度氩气,氩气的作用是________。
(4)为了降低成本,在 Schlesinger 工艺中有一种原料可以循环使用,这种原料是________。
(5)已知乙醚沸点为 35℃,某工厂准备在蒸发室采用减压蒸发分离出产品,你认为有无必要,请简述理由________。
(6)两种工艺均使用过滤器,中学实验室中过滤装置需要的玻璃仪器有________。
(7)使用氢化铝锂要注意安全, 少量未反应完的需要分解处理。其中一种处理方法是向其中缓慢加入适量的稀盐酸,待无气体放出后视为处理完全。请写出此过程的化学反应方程式______________________________________。
硫代硫酸钠(Na2S2O3),又名大苏打、海波,它是无色透明的单斜晶体,熔点48℃。硫代硫酸钠(Na2S2O3)可作为照相业的定影剂,反应原理为AgBr+2Na2S2O3=Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr。
Ⅰ.为了从废定影液中提取 AgNO3,设计如下实验流程。
(1)“沉淀”步骤中生成 Ag2S 沉淀,检验沉淀完全的操作是________。
(2)“反应”步骤中会生成淡黄色固体,该反应的化学方程式为________。
(3)“过滤 2”的溶液获取 AgNO3晶体的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、________、________、干燥。
Ⅱ.下图是实验室模拟工业制备 Na2S2O3 的装置图。
依据图示回答下列问题:
(4)装置 A 中盛放亚硫酸钠固体的玻璃仪器名称是________,装置 B 的作用是________。
(5)分液漏斗中如直接用 98%的浓硫酸,烧瓶中固体易产生“结块”现象,使反应速率变慢。产生“结块”现象的原因是________。
(6)设置 K1导管的目的是为了防止拆除装置时造成空气污染。请简述操作方法________。
(7)硫代硫酸钠还可用于除去鞣制皮革时过量的重铬酸盐,将其还原成 Cr3+,理论上处理1mol Cr2O72-需要 Na2S2O3的质量为________。
如图是一种新型离子化合物,该物质由两种阳离子和两种阴离子构成,其中有一种 18 电子离子和两种 10 电子离子。W、X、Y、Z 均为短周期元素,且均不在同一主族。下列说法不正确的是
A.X 与 W 形成的化合物沸点高于 X 同族元素与 W 形成的化合物
B.Z 的最高价氧化物对应水化物的酸性比 Y 的强
C.Y 气态氢化物的稳定性比 X 的强
D.如图化合物中,存在极性共价键和非极性共价键