【題目】[化學(xué)——選修5:有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)]
Prolitane是一種抗抑郁藥物,以芳香烴A為原料的合成路線如下:
請回答以下問題:
(1)D的化學(xué)名稱為___________,D→E的反應(yīng)類型為___________。
(2)G的官能團(tuán)名稱為___________。
(3)B的結(jié)構(gòu)簡式為______________________。
(4)F→G的化學(xué)方程式為______________________。
(5)X是D的同系物,ⅹ分子比D分子少一個(gè)碳原子,且能發(fā)生銀鏡反應(yīng),則滿足此條件的X共有___________種(不含立體異構(gòu));其屮核磁共振氫譜顯示為5組峰,其峰面積比為3︰2︰2︰2︰1,寫出符合該要求的Ⅹ的一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:______________________。
(6)參照 Prolitane的合成路線,設(shè)計(jì)一條由苯和乙醇為原料制備苯甲酸乙酯的合成路線(其他無機(jī)試劑和溶劑任選)。____________________________________________。
【答案】苯乙酸乙酯 取代反應(yīng) 羰基(或酮基) 14 (或)
【解析】
由合成路線可知,A和氯氣光照發(fā)生取代反應(yīng)生成B(C7H7Cl),由C的結(jié)構(gòu)簡式可推知B的結(jié)構(gòu)簡式為,結(jié)合A的相對分子質(zhì)量為92,可推知A為甲苯;C和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成D,D和CH3CH2COCl發(fā)生取代反應(yīng)生成E,E水解生成F(C11H12O3),F加熱脫羧生成G,可推出F的結(jié)構(gòu)簡式為;G和發(fā)生先加成后消去生成H,H加氫還原得到Prolitane,據(jù)此解答。
由合成路線可知,A和氯氣光照發(fā)生取代反應(yīng)生成B(C7H7Cl),由C的結(jié)構(gòu)簡式可推知B的結(jié)構(gòu)簡式為,結(jié)合A的相對分子質(zhì)量為92,可推知A為甲苯;C和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)生成D,D和CH3CH2COCl發(fā)生取代反應(yīng)生成E,E水解生成F(C11H12O3),F加熱脫羧生成G,可推出F的結(jié)構(gòu)簡式為;G和發(fā)生先加成后消去生成H,H加氫還原得到Prolitane,
(1)D的結(jié)構(gòu)簡式為,化學(xué)名稱為苯乙酸乙酯;D和CH3CH2COCl發(fā)生取代反應(yīng)生成E,故D→E的反應(yīng)類型為取代反應(yīng),
故答案為:苯乙酸乙酯;取代反應(yīng);
(2) G的結(jié)構(gòu)簡式為,含有官能團(tuán)名稱為羰基,
故答案為:羰基;
(3) A和氯氣光照發(fā)生取代反應(yīng)生成B(C7H7Cl),由C的結(jié)構(gòu)簡式可知B的結(jié)構(gòu)簡式為。
故答案為:;
(4) F加熱脫羧生成G,可推出F的結(jié)構(gòu)簡式為,所以F→G的化學(xué)方程式為 ,
故答案為:;
(5) D的結(jié)構(gòu)簡式為,X是D的同系物,X分子比D分子少一個(gè)碳原子,且能發(fā)生銀鏡反應(yīng),說明X的分子中含有苯環(huán)且屬于酯類,同時(shí)含有醛基,應(yīng)為甲酸酯,苯環(huán)側(cè)鏈共有3個(gè)碳原子,則滿足此條件的X結(jié)構(gòu)為:
苯環(huán)上有1個(gè)取代基的可能是:HCOOCH2CH2-和HCOOCH(CH3)-,2種;
苯環(huán)上有2個(gè)取代基的可能是:HCOO-和-CH2CH3,HCOO CH2-和-CH3,各有鄰間對3種,共6種;
苯環(huán)上有3個(gè)取代基的:1個(gè)HCOO-和2個(gè)-CH3,共6種;總共14種;
其中核磁共振氫譜顯示為5組峰,其峰面積比為3︰2︰2︰2︰1,符合該要求的X的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為: (或),
故答案為:(或);
(6)根據(jù)Prolitane的合成路線,若要制備苯甲酸乙酯,應(yīng)由苯甲酸和乙醇發(fā)生酯化反應(yīng)來制備,可以設(shè)計(jì)以苯為原料制備溴苯,結(jié)合B轉(zhuǎn)化為C的反應(yīng)原理,由溴苯制取苯甲酸,具體合成路線為:,
故答案為:。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氫能被視為最具發(fā)歸力的清潔能源,開發(fā)新型儲氣材料是氫能利用的重要研究方向。請回答下列問題:
Ⅰ.化合物A(H3BNH3)是一種潛在的儲氫材料,可由六元環(huán)狀物質(zhì)(HB=NH)3通過如 下反應(yīng)制得:3CH4+2 (HB=NH) 3+6H2O=3CO2+6H3BNH3
(1)基態(tài)B原子的價(jià)電子排布式為___________,B、C, N, O第一電離能由大到小的順序?yàn)?/span>_________,CH4、H2O、CO2的鍵角按照由大到小的順序排列為___________。
(2)與(HB=NH)3,互為等電子體的有機(jī)分子為___________(填分子式)。
Ⅱ.氫氣的安全貯存和運(yùn)輸是氫能應(yīng)用的關(guān)鍵。
(1)印度尼赫魯先進(jìn)科學(xué)研宄中心的Datta和Pati等人借助ADF軟件對一種新 型環(huán)烯類儲氫材料(C16S8)進(jìn)行研宄,從理論角度證明這種材料的分子呈平面結(jié)構(gòu)(如圖),每個(gè)雜環(huán)平面上下兩側(cè)最多可吸附10個(gè)H2分子。
①C16S8分子中C原子和S原子的雜化軌道類型分別為___________。
②相關(guān)鍵長數(shù)據(jù)如表所示:
化學(xué)鍵 | C-S | C=S | C16S8中碳硫鍵 |
鍵長/pm | 181 | 155 | 176 |
從表中數(shù)據(jù)看出,C16S8中碳硫鍵鍵長介于C—S鍵與C=S鍵之間,原因可能______________________。
③C16S8與H2微粒間的作用力是___________。
(2)有儲氫功能的銅合金晶體具有立方最密堆積結(jié)構(gòu),晶胞中Cu原子位于面心,Ag 原子位于頂點(diǎn),氫原子可進(jìn)到由Cu原子與Ag原子構(gòu)成的四面體空隙中。該晶體儲氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2(如圖)相似,該晶體儲氫后的化學(xué)式為___________。
(3)MgH2是金屬氫化物儲氫材料,其晶胞如上圖所示,該晶體的密度為agcm-3,則晶胞的體積為___________cm3(用含a、NA的代數(shù)式表示,NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法不正確的是
A. 已知冰的熔化熱為6.0kJ·mol-1,冰中氫鍵鍵能為20kJmol-1,假設(shè)每摩爾冰中有2mol氫鍵,且熔化熱完全用于打破冰的氫鍵,則最多只能破壞冰中15%的氫鍵
B. 已知一定溫度下,醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度為c,電離度為a,Ka=(ca)2/c(1-a)。若加水稀釋,,則CH3COOHCH3COO-+H+向右移動,a增大,Ka不變
C. 甲烷的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱為-890.3kJ·mol-1,則甲烷燃燒的熱化學(xué)方程式可表示為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3kJ·mol-1
D. 500℃、30MPa下,將0.5molN2和1.5molH2置于密閉的容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放熱19.3kJ,其熱化學(xué)方程式為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-38.6kJ·mol-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A、B、C、D、E、F、G均為常見的有機(jī)物,它們之間有如下轉(zhuǎn)化關(guān)系。已知:①A是一種植物生長調(diào)節(jié)劑,有催熟作用;②醛基在氧氣中易被氧化成羧基。回答下列問題:
(1)A和B中官能團(tuán)名稱分別是___和___。
(2)在F的眾多同系物中:最簡單的同系物其空間構(gòu)型為___;含5個(gè)碳原子的同系物其同分異構(gòu)體有___種,其中一氯代物種類最少的同系物的結(jié)構(gòu)簡式為___。
(3)反應(yīng)⑥和⑦均可得到G,要制備得到較純凈的G,應(yīng)該選用反應(yīng)_____。
(4)反應(yīng)①﹣⑦屬取代反應(yīng)的有___;反應(yīng)④中,濃硫酸的作用是___。反應(yīng)②的化學(xué)方程式為___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氮和硫的化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中具有重要應(yīng)用。請回答下列問題:
(1)航天領(lǐng)域中常用N2H4作為火箭發(fā)射的助燃劑。N2H4與氨氣相似,是一種堿性氣體,易溶于水,生成弱堿N2H4·H2O。用電離方程式表示N2H4·H2O顯堿性的原因是:____________________________________________。
(2)在恒溫條件下,1 mol NO2和足量C發(fā)生反應(yīng)2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),測得平衡時(shí)NO2和CO2的物質(zhì)的量濃度與平衡總壓的關(guān)系如圖所示:
①A、B兩點(diǎn)的濃度平衡常數(shù)關(guān)系:Kc(A) ___________Kc(B)(填“<”或“>”或“=”)
②A、B、C三點(diǎn)中NO2的轉(zhuǎn)化率最高的是___________(填“A”或“B”或“C”)點(diǎn)。
③計(jì)算C點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=___________MPa(Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)已知:亞硝酸(HNO2)性質(zhì)和硝酸類似,但它是一種弱酸。常溫下亞硝酸的電離平衡常數(shù)Ka=5.1×10-4;H2CO3的Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.61×10-11。在常溫下向含有2mol碳酸鈉的溶液中加入1mol的HNO2后,則溶液中CO32-、HCO3-和NO2-的離子濃度由大到小的順序是______________________。
(4)已知:常溫下甲胺(CH3NH2)的電離常數(shù)為Kb,且pKb=-lgKb=3.4水溶液中有CH3NH2+H2OCH3NH3++OH-。常溫下向CH3NH2溶液滴加稀硫酸至c(CH3NH2)=c(CH3NH3+)時(shí),則溶液pH=_______。
(5)一種煤炭脫硫技術(shù)可以把硫元素以CaSO4的形成固定下來,但產(chǎn)生的CO又會與CaSO4發(fā)生化學(xué)反應(yīng),相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下:
①CaSO4(s)+CO(g) CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H=+210.5kJ· mol-1
②CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+ 4CO2(g) △H=-189.2 kJ· mol-1
反應(yīng)CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H=___________ kJ· mol-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】我國自主研發(fā)的“藍(lán)鯨一號”在中國南海神狐海域完成可燃冰連續(xù)試采,并得到中共中央國務(wù)院公開致電祝賀!翱扇急笔翘烊粴馑衔铮庑蜗癖,在常溫常壓下迅速分解釋放出甲烷,被稱為未來新能源。
(1)“可燃冰”作為能源的優(yōu)點(diǎn)是_______________________________(回答一條即可)。
(2)甲烷自熱重整是一種先進(jìn)的制氫方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整兩個(gè)過程。向反應(yīng)系統(tǒng)同時(shí)通入甲烷、氧氣和水蒸氣,發(fā)生的主要化學(xué)反應(yīng)如下:
反應(yīng)過程 | 化學(xué)方程式 | 焓變△H(kJ.mol-l) | 活化能E.(kJ.mol-1) |
甲烷氧化 | CH4(g)+O2(g)CO(g)+2H2O(g) | -802.6 | 125.6 |
CH4(g)+O2(g)CO2(g)+2H2(g) | -322.0 | 172.5 | |
蒸氣重整 | CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) | +206.2 | 240.1 |
CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) | +158. 6 | 243.9 |
回答下列問題:
①在初始階段,甲烷蒸汽重整的反應(yīng)速率______(填“大于”“小于”或“等于”)甲烷氧化的反應(yīng)速率。
②反應(yīng)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)關(guān)系[其中n(CH4):n(H2O)=1:1]如圖所示。
該反應(yīng)在圖中A點(diǎn)的平衡常數(shù)Kp=________(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)),圖中壓強(qiáng)(p1、p2、p3、p4)由大到小的順序?yàn)?/span>___________。
③從能量角度分析,甲烷自熱重整方法的先進(jìn)之處在于___________。
(3)甲烷超干重整CO2技術(shù)可得到富含CO的氣體,其能源和環(huán)境上的雙重意義重大,甲烷超干重整CO2的催化轉(zhuǎn)化原理如圖所示。
①過程II中第二步反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。
②過程II的催化劑是______,只有過程I投料比_______,催化劑組成才會保持不變。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2019 年是“國際化學(xué)元素周期表年”。 1869 年門捷列夫把當(dāng)時(shí)已知的元素根據(jù)物理、化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行排列,準(zhǔn)確預(yù)留了甲、乙兩種未知元素的位置,并預(yù)測了二者的相對原子質(zhì)量,部分原始記錄如下。下列說法中錯誤的是
A. 甲位于現(xiàn)行元素周期表第四周期第ⅢA 族B. 原子半徑比較:甲>乙> Si
C. 乙的簡單氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性強(qiáng)于CH4D. 推測乙的單質(zhì)可以用作半導(dǎo)體材料
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】反應(yīng)①2H2O(l)2H2(g)+O2(g)+Q1和反應(yīng)②2H2O(l)2H2(g)+O2(g)+Q2,都是分解得到H2和O2,下列判斷錯誤的是( )
A. 反應(yīng)①中太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能B. 反應(yīng)②中電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
C. Q1>0、Q2<0D. Q1=Q2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某化學(xué)小組為了研究外界條件對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,進(jìn)行了酸性高錳酸鉀與草酸的反應(yīng),記錄以下實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
實(shí)驗(yàn)編號 | 實(shí)驗(yàn)溫度 | 試管中所加試劑及其用量 / mL | 溶液褪至無色所需時(shí)間/ min | |||
0.6mol/L H2C2O4 溶液 | H2O | 3mol/L H2SO4 稀溶液 | 0.05mol/L KMnO4溶液 | |||
① | 25 | 3.0 | V1 | 2.0 | 3.0 | 1.5 |
② | 25 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.7 |
③ | 50 | 2.0 | V2 | 2.0 | 3.0 | 1.0 |
(1)請寫出該反應(yīng)的離子方程式__________________________________________,當(dāng)該反應(yīng)以表中數(shù)據(jù)反應(yīng)完全時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為_______________NA
(2)V1 ______
(3)根據(jù)上表中的實(shí)驗(yàn)①、②數(shù)據(jù),可以得到的結(jié)論是_____。
(4)探究溫度對化學(xué)反應(yīng)速率的影響,應(yīng)選擇_____(填實(shí)驗(yàn)編號)
(5)該小組同學(xué)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)繪制了 n (Mn 2+ )隨時(shí)間變化的趨勢如圖 1 所示,但有同學(xué)查閱已有的實(shí)驗(yàn)資料發(fā)現(xiàn),該實(shí)驗(yàn)過程中 n (Mn 2+ ) 隨時(shí)間變化的實(shí)際趨勢如圖 2 所示。
該小組同學(xué)根據(jù)圖 2 所示信息提出了新的假設(shè),并設(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)方案繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。
實(shí)驗(yàn)編號 | 實(shí)驗(yàn)溫度/℃ | 試管中所加試劑及其用量 | 再加入某種固體 | 溶液褪至無色所需時(shí)間 / min | |||
④ | 25 | 0.6mol/L H2C2O4 溶液 | H2O | 3mol/L H2SO4 稀溶液 | 0.05mol/L KMnO4 溶液 | ||
2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | MnSO4 | t |
①該小組同學(xué)提出的假設(shè)是_____。
②若該小組同學(xué)提出的假設(shè)成立,應(yīng)觀察到_________________________________現(xiàn)象。
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