题目内容
【题目】甲苯是有机化工生产的基本原料之一。利用乙醇和甲苯为原料,可按下列路线合成分子式均为C9H10O2的有机化工产品E和J。
已知以下信息:
①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水。
②G的核磁共振氢谱表明其只有三种不同化学环境的氢。
请回答下列问题:
(1)用甲苯制备TNT的反应方程式:_____________。
(2)D的名称是_____________。
(3)写出B+D→E的反应方程式:_____________,
(4)①的反应条件为_____________。
(5)F的结构简式为_____________。
(6)E、J有多种同分异构体,写出符合下列条件的2种同分异构体的结构简式_____________、_____________。
①与E、J属同类物质
②苯环上有两个取代基
③核磁共振氢谱表明苯环上只有两组峰
【答案】+3HNO3 +3H2O 苯甲醇 光照 、 、(任选两种)
【解析】
由题中合成路线信息可知,乙醇经催化氧化得到A,所以A是乙醛,A经氧化得到B,所以B是醋酸。在光照条件下甲苯与氯气发生取代反应生成、和,然后在加热条件下与NaOH溶液发生水解生成对应醇、和,由可知,会自动脱水转化为,会自动脱水、再经酸化转化为,也可以氧化为,与题中信息相符,所以C为、D为、F为、I为,I与乙醇发生酯化反应生成J,则J为苯甲酸乙酯,结构为。E和J是同分异构体,所以E是乙酸苯甲酯,结构简式为。
(1)根据上述分析可知,用甲苯与浓硝酸发生取代反应制备TNT,其反应方程式为:+3HNO3 +3H2O;
(2)D为,其名称是为苯甲醇;
(3)B+D→E是酸与醇发生酯化反应生成酯和水的过程,其化学方程式式为:;
(4)①发生取代反应,其反应条件为光照;
(5)F的结构简式为;
(6)①与E、J属同类物质,则要求分子中有苯环、酯基;②苯环上有两个取代基且苯环上的一氯代物只有两种,则两取代基应置于苯环对位。符合这两个条件的4种同分异构体结构简式分别为:、、、(任选两种)。
【题目】根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是
操作 | 现象 | 结论 | |
A | 将分别通人溴水和酸性高锰酸钾溶液中 | 溴水和酸性高锰酸钾溶液均褪色 | 具有漂白性 |
B | 向溶液中滴加1~2滴溶液,再滴加2滴溶液 | 先产生白色沉淀,后产生红褐色沉淀 | |
C | 向滴有酚酞的溶液中加入少量固体 | 有白色沉淀生成,溶液红色变浅 | 溶液中存在水解平衡 |
D | 将与盐酸反应得到的气体直通入溶液中 | 产生白色沉淀 | 酸性: |
A.AB.BC.CD.D
【题目】(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油,该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH1 = -aKJ/mol
C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH2= -bKJ/mol
试写出25℃、101kPa条件下,CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式_________________________________。
(2)利用CO2及H2为原料,在合适的催化剂(如Cu/ZnO催化剂)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反应有:
甲:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H= — 53.7kJ·mol-1 平衡常数K1
乙:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H= + 41.2kJ·mol-1 平衡常数K2
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=______(用含K1、K2的表达式表示),该反应△H_____0(填“大于”或“小于”)。
②提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___________(填写两项)。
③催化剂和反应体系的关系就像锁和钥匙的关系一样,具有高度的选择性。下列四组实验,控制CO2和H2初始投料比均为1:2.2,经过相同反应时间(t1min)。
温度(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) | 综合选项 |
543 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 12.3 | 42.3 | A |
543 | Cu/ZnO纳米片材料 | 11.9 | 72.7 | B |
553 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 15.3 | 39.1 | C |
553 | Cu/ZnO纳米片材料 | 12.0 | 70.6 | D |
由表格中的数据可知,相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响,根据上表所给数据结合反应原理,所得最优选项为___________(填字母符号)。
(3)以CO、H2为原料合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在体积均为2L的三个恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,分别都充入1molCO和2molH2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。下图为三个容器中的反应均进行到5min时H2的体积分数示意图,其中有一个容器反应一定达到平衡状态。
①0~5min时间内容器Ⅱ中用CH3OH表示的化学反应速率为_________________。
②三个容器中一定达到平衡状态的是容器________(填写容器代号)。