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甲苯是一种重要的化工原料,用甲苯可以合成多种化工产品,下图是用甲苯合成对甲基苯酚...

甲苯是一种重要的化工原料,用甲苯可以合成多种化工产品,下图是用甲苯合成对甲基苯酚苯甲醛树脂、食品防腐剂尼泊金酸乙酯的合成路线。

已知:

请回答下列问题:

(1)A的结构简式是_______

(2)反应①~⑥中属于取代反应的有___个。

(3)B分子中含有的官能团是______,分子中不同化学环境的氢原子有____种。

(4)写出上述合成路线中发生缩聚反应的化学方程式:__________

(5)下列有关E的说法正确的是______(填字母代号)

a.分子式为C7H5O2Br b.在NaOH的醇溶液中可以发生消去反应

c.苯环上的一氯代物有两种    d.分子中所有原子可能在同一平面上

(6)尼泊金酸乙酯有多种同分异构体,写出一种符合下列条件的同分异构体的结构简式:____

①遇FeCl3溶液呈紫色;②为苯的对位二元取代物;③不能发生银镜反应,能发生水解反应。

(7)以甲苯为起始原料,也可制得医用麻醉药苄佐卡因(),设计一种制取苄佐卡因的合成路线(其他反应物自选)_____________

 

5 羟基 5 n+n acd 、、 【解析】 根据流程图可知,甲苯在光照的条件下与氯气发生取代反应生成A,则A的结构简式为,A在加热条件下在氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应生成B,B在Cu作催化剂加热条件下与氧气发生氧化反应生成苯甲醛,则B为苯甲醇,结构简式为;甲苯在溴化铁作催化剂的条件下与Br2发生取代反应生成,被酸性高锰酸钾溶液氧化为E,E在碱性条件下氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应,再进行酸化生成,则E的结构简式为;在浓硫酸加热条件下与乙醇发生酯化反应生成尼泊金酸乙酯,在加热条件下在氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应生成,与发生缩聚反应生成甲基苯酚苯甲醛树脂,据此分析解答。 (1)A是由甲苯和氯气在光照的条件下发生取代反应制得的,结构简式是; (2) 根据流程图转化关系,反应①为甲苯在光照的条件下与氯气发生取代反应生成A;反应②为A在加热条件下在氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应生成B,卤代烃的水解反应属于取代反应类型;反应③为B在Cu作催化剂加热条件下与氧气发生氧化反应生成苯甲醛,反应④为甲苯在溴化铁作催化剂的条件下与Br2发生取代反应生成;反应⑤为在加热条件下在氢氧化钠溶液中发生氯代烃的水解反应,卤代烃的水解反应属于取代反应类型;反应⑥为在浓硫酸加热条件下与乙醇发生酯化反应生成尼泊金酸乙酯,酯化反应属于取代反应类型,则属于取代反应的有5个; (3) B为苯甲醇,结构简式为,分子中含有的官能团是羟基,分子中不同化学环境的氢原子有5种; (4) 与发生缩聚反应生成甲基苯酚苯甲醛树脂,发生缩聚反应的化学方程式:n+n; (5) E的结构简式为; a.根据E的结构简式可知,分子式为C7H5O2Br,故a正确; b.消去反应发生后将会形成双键,根据E的结构简式,溴原子相邻的碳原子上有一个氢原子,不能再形成双键,故b错误; c.E的苯环上有两种不同环境的氢原子,则一氯代物有两种,故c正确; d.根据E的结构简式,苯环和C=O处于平面结构,与苯环直接相连的所有原子共面,与C=O双键直接相连的所有原子都处于同一平面,则分子中所有原子可能在同一平面上,故d正确; 答案选acd; (6)尼泊金酸乙酯的结构简式为,有多种同分异构体,其中遇FeCl3溶液呈紫色,说明该同分异构体具有苯酚的性质,分子结构中含有苯环和酚羟基;为苯的对位二元取代物,不能发生银镜反应,能发生水解反应,说明苯环上羟基的对位含有一个支链,该支链不含有醛基,但含有酯基,符合条件的结构简式分别为、、,共3种; (7)以甲苯为起始原料,也可制得医用麻醉药苄佐卡因(),首先在加热条件下与浓硝酸、浓硫酸发生硝化反应生成,再被KMnO4(H+)氧化为,在浓硫酸加热条件下与乙醇发生酯化反应生成,发生已知信息②的反应生成,合成路线为:。
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利用铟(In)与锡(Sn)形成的金属间化合物InSn为基体,N(C2H5)3为催化剂,可将CO2H2转化为HCOOH,反应的化学方程式为:CO2+H2HCOOH。回答下列问题:   

(1)InAl为同族元素,其核外电子占据最高能层的符号为O,则In在元素周期表中的位置为___。基态In原子最高能级电子云轮廓图为____形。

(2)Sb为第ⅤA族从上到下的第四种元素,其价电子的轨道表示式为______

(3)化学方程式中涉及的四种非金属元素电负性由小到大的顺序为_____(用元素符号表示)。写出与CO2互为等电子体的一种阴离子____(填离子符号)

(4)催化剂N(C2H5)3分子中N原子的杂化方式为_____,其中碳原子成键电子对的空间构型为_____

(5)HCOOH在水中溶解度远大于CO2的原因为____________

(6)InSb晶体晶胞为立方晶胞(如图1),晶胞参数为631 pmSb位于顶点和面心,In位于Sb原子构成的四面体的体心。InSb晶体常用作金属锂的镶嵌材料,某种镶嵌锂之后的晶胞如图2,晶胞参数为664 pm(“代表锂原子)

   

①图1所示晶胞中,距离最近的两个In原子间的距离为______pm(已知≈1.4)

②图2所示晶胞的密度为______g·cm−3(列出计算式即可)

 

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研究碳、氮、硫的氧化物的性质对化工生产和环境保护有重要意义。回答下列问题:

(1)甲醇(CH3OH)可替代汽油作为公交车的燃料,写出由COH2生产甲醇的化学方程式___。用该反应合成1mol液态甲醇放出热量128.1kJ。又知2H2(g)+CO(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH−766.6kJ·mol−1H2O(g)=H2O(l) ΔH=−44kJ·mol−1。请写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式_____

(2)一定条件下,CH4可与NO2反应降低氮氧化物的污染:CH4(g)+2NO2(g)=CO2(g)+2H2O(g)+N2(g) ΔH−875.3kJ·mol−1;该反应是___________(自发非自发”)反应。用NH3催化还原NOx也可降低氮氧化物的污染,反应的方程式为NO(g)+NO2(g)+2NH3(g)2N2(g)+3H2O(l)ΔH0,该反应的平衡常数表达式为__________

(3)常温下,某NaNO2HNO2混合溶液的pH5c()c(HNO2)=101,则混合溶液中的水解常数为_______

(4)在不同温度下的恒容容器中,将燃煤尾气中的SO2净化后与O221的物质的量之比混合反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH0,测得容器内总压强与反应时间的关系如图所示。

T1___T2(”“”)

C点的正反应速率v(C)A点的逆反应速率v(A)的大小关系为v(C)___v(A)(”“”)

BSO2的转化率为_______

(5)25℃时,将SO2通入蒸馏水中模拟酸雨形成过程,实验数据如下图。50s300s时间段溶液pH降低的原因是_______;用化学方程式表示500s时溶液pH降低的原因________

 

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钪是一种稀土元素,在国防、航空、核能等领域具有重要的应用。氯化钪(ScCl3)是一种可溶于水的灰白色固体,是制备钪的重要原料。工业上从钛磁铁矿中(主要成分有Fe3O4TiO2和少量Sc2O3)提取ScCl3的一种工艺如下图所示。

回答下列问题:

(1)若在实验室中实现工艺中的过程②,需要的实验操作包括_____,过程②和过程③都用到的主要仪器为____

(2)工艺中的过程④通常使用抽滤,装置如图所示,仪器A为抽滤瓶,利用抽气泵将抽滤瓶中的空气抽走而产生负压,抽滤相对于普通过滤的优点是______。仪器B的作用为_____。设计实验方案检验得到的水层中是否含有Fe3+ ________

(3)Sc2(C2O4)3灼烧时除生成Sc2O3,还生成了COCO2,化学方程式为_____

(4)把得到的Sc2O3固体与焦炭混合,将干燥纯净的Cl2通入赤热的混合物反应制备ScCl3,反应的气态产物在相同条件下对H2的相对密度为14,该反应的化学方程式为_____

(5)已知:Ag2CrO4为砖红色固体;Ksp(AgCl)=1.8×10−10Ksp(Ag2CrO4)=2×10−12。取ScCl3粗产品(含难溶Sc2O3杂质)溶于水,配成溶液,滴入几滴K2CrO4溶液,用AgNO3标准溶液滴定,当溶液中出现砖红色沉淀时达到滴定终点。计算说明滴定时选择K2CrO4溶液作为指示剂的理由_____[出现砖红色沉淀时,c()约为5.0×10−3 mol·L−1;溶液中离子的浓度小于1×10−5 mol·L−1时,认为该离子已不存在]

 

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1,2−二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)是重要的有机化工原料,不溶于水,易溶于有机溶剂,沸点83.6℃;在光照下逐渐分解;碱性条件下水解程度较大。实验室采用乙烯液相直接氯化法制备1,2−二氯乙烷,相关反应原理和实验装置图如下:

C2H5OHCH2=CH2↑+H2O

Cl2(g)+CH2=CH2(g)CH2ClCH2Cl(l)  ΔH

回答下列问题:

(1)仪器A的名称是_____。写出甲装置发生反应的离子方程式_______

(2)己装置的作用是____。丙和戊装置除了干燥气体,还有一个重要作用是____

(3)庚中采用甘油浴加热,该加热方式的优点是_________

(4)丁装置中长玻璃导管B的作用是______________。先装入1,2−二氯乙烷液体,其作用是______(选填序号)

a 溶解Cl2和乙烯       b 作催化剂     c 促进气体反应物间的接触

(5)制得的1,2−二氯乙烷中溶解有Cl2、乙烯,逐出Cl2和乙烯采用的方法是_____

(6)产品纯度的测定:量取5.0 mL逐出Cl2和乙烯后的产品,产品密度为1.2 g·mL−1,加足量稀NaOH溶液,加热充分反应:CH2ClCH2Cl+2NaOHCH2OHCH2OH+ 2NaCl。所得溶液先用稀硝酸中和至酸性,然后加入1.000 mol·L−1AgNO3标准溶液至不再产生沉淀,沉降后过滤、洗涤、低温干燥、称量,得到14.35 g白色固体,则产品中1,2−二氯乙烷的纯度为______%

 

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常温下,向10 mL 0.1 mol·L−1一元弱酸HA中缓慢滴加0.1 mol·L−1 NaOH溶液,溶液温度与滴加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是

A.m=10

B.a点:2c(Na+)=c(A)

C.b点:水的电离程度比纯水中的小

D.c点:c(OH)−c(H+)=2c(HA)+c(A)

 

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