题目内容
【题目】酯类物质是极为重要的有机合成产品或中间产物,结构简式为()的酯类有机物 E(核磁共振氢谱有3 个峰)是一种重要的塑化剂,工业上合成 E 的路线如下图所示:
⑴烃 A 的名称_________,E 的分子式为_____,C 中官能团的结构简式为_____。
⑵④的反应条件为_____,上述转化中属于取代反应的是_____。
⑶②的化学方程式为_____。
⑷B 有很多同分异构体,其中苯环上有三个取代基且遇 FeCl3 溶液显紫色的物质共有_____种;写出分子中有 5 种不同化学环境的氢原子的结构简式__________________________________。
⑸已知R-CH=CH2 RCH2CHO,写出以CH2=CH2和H218O为原料(其他无机试剂任选)合成的合成路线图______________________________________________(仿照题目中形式,不要编号)
【答案】邻二甲苯 C10H10O4 -CHO 催化剂、加热 ①②⑤ +2NaOH+2NaCl 14 、
【解析】
根据合成路线分析可知,由①的反应条件和生成的物质可以推知A为,根据E的结构和反应⑤的条件可知,D与ROH在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应生成E,则D为,根据流程图,反应②为发生水解反应得到B(),反应③B催化氧化得到C(),C再催化氧化得到D,又E为酯,且又三种位置的氢,所以R基为甲基,E的结构简式为,据此分析解答问题。
(1)根据上述分析可知,A为,名称为邻二甲苯,E的结构简式为,则分子式为C10H10O4,C的结构简式为,其官能团为醛基,结构简式为-CHO,故答案为:邻二甲苯;C10H10O4;-CHO;
(2)由醛基到羧基,可在催化剂加热的条件下发生催化氧化,得到D(),反应①为烃在光照条件下的取代反应,反应②为氯代烃的水解,属于取代反应,反应③④为氧化反应,反应⑤为酯化反应,属于取代反应,则取代反应有①②⑤,故答案为:催化剂、加热;①②⑤;
(3)反应②为发生水解反应得到B(),反应方程式为+2NaOH+2NCl,故答案为:+2NaOH+2NaCl;
(4)B的结构简式为,其同分异构体的苯环上有3个取代基且遇FeCl3溶液显紫色的,则有—OH、—CH3、—CH2OH或—OH、—OH、—CH2CH3两种情况,根据定一议二的原则,假设—OH、—CH3处于邻位,有4种情况,—OH、—CH3处于间位,有4种情况,—OH、—CH3处于对位,有2种情况,同理,—OH、—OH处于邻位有2种情况,处于间位有3种情况,处于对位有1种情况,故共有4+4+2+2+3+1=14种,其中分子中有5种不同化学环境的氢原子的结构简式为、,故答案为:14;、;
(5)根据已知条件由乙烯合成乙醛,乙醛氧化物乙酸,乙烯与水加成生成乙醇,乙酸和乙醇发生酯化反应生成目标产物,合成路线为,故答案为:。
【题目】二甲醚主要用于替代汽车燃油、制氢及用于燃料电池原料。 回答下列问题
⑴二甲醚在加热条件下能发生分解:(CH3)2O(g)→CH4(g)+H2(g)+CO(g),在某温度压强下测定其动力学数据如下:
t/s | 0 | 200 | 400 | 600 | 800 |
c[(CH3)2O]/mol·L-1 | 0.01000 | 0.00916 | 0.00839 | 0.00768 | 0.00702 |
0~800s 的二甲醚平均反应速率为__________________ 。
⑵一种“直接二甲醚燃料电池”结构如下图所示,电解质为强酸溶液。电池工作时,能量转化方式为______,负极的电极反应式为 ____。
⑶二甲醚与水蒸气重整制 H2,相同投料比及流速时,单位时间内 H2 产率与催化剂及温度下关系如下图 所示,适宜的催化剂是______(选填 a、b、c)及适宜的温度是____ 。
⑷工业中用 CO 和 H2 为原料可制取二甲醚,在 250℃、5MPa 及催化剂作用下,在反应器中合成。
a:3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) K1
b:2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) K2
c:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)
已知:投料比 n(H2)/n(CO2)与原料气转化率的关系如下图 所示。
①最佳 n(H2)/n(CO)比为_________________ (填图中数字)。
②同一温度下,CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)平衡常数为 K3,则 K3=__________用含 K1、K2 代数式表示)。
⑸已知反应 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)。一定条件下,向体积为 1L 的密闭容器中充入 1molCO2和 3molH2,测得 3min 时υ(H2)=0.5mol/L·min,10min 时达到平衡,平衡时,CO2 转化率为 75%,在下图中 画出 CO2 和 CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线________。