题目内容
【题目】辣椒的味道主要源自于所含的辣椒素，具有消炎、镇痛、麻醉和戒毒等功效，特别是其镇痛作用与吗啡相若且比吗啡更持久。辣椒素(F)的结构简式为
，其合成路线如下：
已知：R-OH
R-Br R-Br+R’-Na 
R’-R+NaBr
回答下列问题：
(1)辣椒素的分子式为___________，A所含官能团的名称是___________，D的最简单同系物的名称是___________；
(2)A→B的反应类型为___________，写出C→D的化学方程式___________；
(3)写出同时符合下列三个条件的D的同分异构体的结构简式：___________；
①能使溴的四氯化碳溶液褪色
②能发生水解反应，产物之一为乙酸
③核磁共振氢谱为三组峰，且峰面积比为3︰2︰1
(4)4－戊烯酸(CH2=CHCH2CH2COOH)可用作农药、医药中间体。参照以上合成路线，设计由CH2=CHCH2OH为起始原料制备4－戊烯酸的合成路线___________。
【答案】C18H27O3N 碳碳双键、溴原子 丙烯酸 取代反应 (CH3)2CHCH=CH(CH2)3CH(COOH)2
(CH3)2CHCH=CH(CH2)4COOH+CO2↑ 
CH2=CHCH2OH
CH2=CHCH2Br
CH2=CHCH2CH(COOCH2CH3)2
CH2=CHCH2CH(COOH)2
CH2=CHCH2CH2COOH
【解析】
根据键线式写出分子式，找出官能团；结合“已知”和流程中的信息，依次确定A、B、C、D的结构简式，综合D、F结构可得E结构简式。在此基础上回答有关问题。
根据题给“已知”和流程以及D的分子式，较易推断出合成路线中各物质的结构简式：
A：(CH3)2CHCH=CH(CH2)3Br，B：(CH3)2CHCH=CH(CH2)3CH(COOCH2CH3)2，
C：(CH3)2CHCH=CH(CH2)3CH(COOH)2，D：(CH3)2CHCH=CH(CH2)4COOH，
E：(CH3)2CHCH=CH(CH2)4COCl。
(1)键线式的端点、转折点均有碳原子，据碳4价原则确定氢原子数，辣椒素的分子式为C18H27O3N；由“已知”信息，合成第一步即原料中羟基被溴原子取代，A所含官能团是碳碳双键、溴原子；D的同系物必须有1个碳碳双键和1个羧基，D的最简单同系物为CH2=CHCOOH，名称是丙烯酸。
(2)由“已知”信息，A→B的反应生成NaBr，原料中其余部分连接生成B，为取代反应。B→C为酯的水解反应，可得C的结构简式为(CH3)2CHCH=CH(CH2)3CH(COOH)2。C→D为脱羧反应，其化学方程式为(CH3)2CHCH=CH(CH2)3CH(COOH)2(CH3)2CHCH=CH(CH2)4COOH+CO2↑；
(3)D分子式为C10H18O2，不饱和度为2。满足题给条件的D的同分异构体含有碳碳双键、CH3COO-、3种H原子（分别9、6、3个）。应有三种甲基，各3、2、1个，且同种甲基连在同一碳原子上或处于分子对称位置。符合题意的同分异构体为
。
(4)由CH2=CHCH2OH为起始原料合成CH2=CHCH2CH2COOH，分子中增加2个碳原子。流程中A→B→C→D分子中净增2个碳原子，故直接模仿写出制备4－戊烯酸的合成路线：
CH2=CHCH2OHCH2=CHCH2BrCH2=CHCH2CH(COOCH2CH3)2
CH2=CHCH2CH(COOH)2CH2=CHCH2CH2COOH。
【题目】研究化学反应时，既要考虑物质变化与能量变化，又要关注反应的快慢与限度。回答下列问题：
(1)NH3还原NO是重要的烟气脱硝技术，其反应过程与能量关系如下图所示。
①上图中因为改变了反应条件，反应的活化能b___________(填“＞”“＜”或“＝”)a。
②脱硝反应的热化学方程式可表示为反应物→生成物△H＝___________(用E1， E2的代数式表示)
③研究发现，一定条件下的脱硝反应过程可能如图所示，根据氧化还原反应中物质的作用，NO为剂____，脱硝总反应的化学方程式为：___________。
(2)一定温度下，将不同物质的量的H2O(g)和CO分别通入容积为1L的恒容密闭容器中，进行反应H2O(g)+CO(g)＝CO2(g)+H2(g)，得到如表所示的三组数据：
实验编号 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O(g) | CO(g) | CO(g) | H2(g) | |||
1 | 650 | 2.0 | 4.0 | 3.0 | 1.0 | 5 |
2 | 900 | 1.0 | 2.0 | 1.8 | 0.2 | 4 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验2：4min
②650℃时，若在此容器中充入2.0molH2O(g)、1.0molCO(g)、1.0molCO2(g)和xmolH2(g)，要使反应在开始时间向正反应方向进行，则x应满足的条件是___________。
③若a=2.0，b=1.0，则平衡时实验2中H2O(g)和实验3中CO(g)的转化率(α)的关系为α(H2O)___________(填“＞”“＜”或“=”)α(CO)。
【题目】高纯硫酸锰作为合成镍钴锰三元正极材料的原料，工业上可由天然二氧化锰粉与硫化锰矿（还含Fe、Al、Mg、Zn、Ni、Si等元素）制备，工艺如下图所示。回答下列问题：
相关金属离子[c0(Mn+)=0.1 mol·L1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下：
金属离子 | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ | Mg2+ | Zn2+ | Ni2+ |
开始沉淀的pH | 8.1 | 6.3 | 1.5 | 3.4 | 8.9 | 6.2 | 6.9 |
沉淀完全的pH | 10.1 | 8.3 | 2.8 | 4.7 | 10.9 | 8.2 | 8.9 |
（1）“滤渣1”含有S和__________________________；写出“溶浸”中二氧化锰与硫化锰反应的化学方程式____________________________________________________。
（2）“氧化”中添加适量的MnO2的作用是将________________________。
（3）“调pH”除铁和铝，溶液的pH范围应调节为_______~6之间。
（4）“除杂1”的目的是除去Zn2+和Ni2+，“滤渣3”的主要成分是______________。
（5）“除杂2”的目的是生成MgF2沉淀除去Mg2+。若溶液酸度过高，Mg2+沉淀不完全，原因是_____________________________________________________________________。
（6）写出“沉锰”的离子方程式___________________________________________________。
（7）层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料，其化学式为LiNixCoyMn
时，z=___________。