题目内容
【题目】中国政府网于 2020 年 2 月 17 日发布了关于磷酸氯喹对感染新冠状病毒患者疗效的说明。查阅“磷酸氯喹”合成的相关文献，得到磷酸氯喹中间体合成路线如下：
已知：①氯原子为苯环的邻对位定位基，它会使第二个取代基主要进入它的邻对位；硝基为苯环的间位定位基，它会使第二个取代基主要进入它的间位。
②E为汽车防冻液的主要成分。
③
（1）写出 B 的名称_____，B→C 的反应试剂_____。
（2）C→D 的反应类型为_____，M→N 的反应类型为_____。
（3）写出 H生成 I的化学方程式_____。
（4）1mol J与氢氧化钠反应最多消耗_________mol NaOH，L与足量 H2 完全加成后的产物中手性碳原子的数目为_____（手性碳原子连接的四个基团都不同）。
（5）H有多种同分异构体，其满足下列条件的有_________种（不考虑手性异构），其中核磁共振氢谱峰面积比为 1:1:2:6 的结构简式为_____。
①只有两种含氧官能团 ②能发生银镜反应 ③1mol 该物质与足量的 Na 反应生成 0.5mol H2
（6）已知：
参照上述合成路线及信息，设计由硝基苯和
为原料合成
的路线_____ (无机试剂任选)
【答案】硝基苯 FeCl3、Cl2 还原反应 取代反应 
4 5 12 
【解析】
A为C6H6，结合化合物C的结构可知，A为苯，其结构简式为：
，A与浓硝酸、浓硫酸混合加热，发生取代反应生成硝基苯，其结构简式为：
，B与Cl2在FeCl3作催化剂条件下，发生取代反应生成C，C与Fe、HCl发生还原反应生成D；由于F与新制氢氧化铜悬浊液混合加热，然后酸化得到分子式为C2H2O4的G，说明F中含有醛基，G含有2个羧基，则G为乙二酸，逆推F为乙二醛，E为汽车防冻液的主要成分，则E为乙二醇，乙二酸与2个分子的乙醇在酸性加热条件下发生酯化反应，生成分子式为C6H10O4的H，H的结构简式为C2H5OOC-COOC2H5，H与CH3COOC2H5在Ⅲ条件下发生反应生成I：C2H5OOCCOCH2COOC2H5和C2H5OH，I与D反应生成J和水，J在一定条件下反应生成K，K发生酯的水解反应，然后酸化得到L，L发生脱酸反应生成M，M在一定条件下发生取代反应生成N。
（1）A为苯，A与浓硝酸、浓硫酸混合加热，发生取代反应生成B，B为硝基苯，B与Cl2在FeCl3作催化剂条件下，发生取代反应生成C，故答案为：硝基苯；FeCl3、Cl2。
（2）C中的硝基被Fe、HCl还原生成氨基，其反应类型为还原反应，M中的羟基在一定条件下被Cl原子取代生成N，其反应类型为取代反应，故答案为：还原反应；取代反应。
（3）根据反应
可知，H与CH3COOC2H5在此条件下发生反应生成I，其化学反应方程式为：，故答案为：。
（4）由J的结构简式可知，在J中含有1个氯原子连接在苯环上，水解产生HCl和酚羟基，J中还含2个酯基，酯基水解产生2个分子的乙醇和2个羧基，HCl、酚羟基、羧基都与氢氧化钠反应，所以1mol J与最多消耗4molNaOH；手性碳原子是连接的四个基团都不相同，L与足量 H2 完全加成后的产物为：
，手性碳原子的数目为5，故答案为：4；5。
（5）H的分子式为：C6H10O4，①只有两种含氧官能团，②能发生银镜反应含有羟基，③1mol该物质与足量的Na反应生成 0.5mol H2，结合分子中含有的氧原子数目说明只含有1个羧基，另一种为甲酸形成的酯基，为HCOO-，则可能结构采用定一移二法，固定酯基，移动羧基的位置，碳链结构HCOO-C-C-C-C的羧基有4中结构，碳链结构为
有4种，碳链结构为
的有3种，碳链结构为
的1种，因此符合要求的同分异构体有12种，其中核磁共振氢谱峰面积比为 1:1:2:6 的结构简式为
、
，故答案为：12；、。
（6）由硝基苯和
为原料合成
的路线为：，故答案为：。
【题目】研究高效催化剂是解决汽车尾气中的 NO 和 CO 对大气污染的重要途径。
(1)已知：C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5 kJ/mol
C(s)+
O2(g)= CO(g) △H2= -110.5 kJ/mol
N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H3= +180.0 kJ/mol
则汽车尾气的催化转化反应 2NO(g)+ 2CO(g)=N2(g)+ 2CO2(g)的△H =_______kJ/mol。
(2)400℃时，在分别装有催化剂 A 和 B 的两个容积为 2 L 的刚性密闭容器中，各充入物质的量均为nmol的NO和CO发生上述反应。通过测定容器内总压强随时间变化来探究催化剂对反应速率的影响，数据如下表：
时间/min | 0 | 10 | 20 | 30 | ∞ |
A容器内压强/kPa | 75.0 | 70.0 | 65.0 | 60.0 | 60.0 |
B容器内压强/kPa | 75.0 | 71.0 | 68.0 | 66.0 | 60.0 |
①由上表可以判断催化剂 __________(填“A”或“B”) 的效果更好。
②容器中CO 的平衡转化率为 __________。400℃时，用压强表示的平衡常数Kp__________(kPa)-1 (保留两位小数)。
③汽车尾气排气管中使用催化剂可以提高污染物转化率，其原因是 __________。
(3)为研究气缸中NO的生成， 在体积可变的恒压密闭容器中，高温下充入物质的量均为 1mol 的氮气和氧气，发生反应 N2(g)+ O2(g)2NO(g)。
①下列说法能表明该反应已经达到平衡状态的是_________(填序号)。
A.2v正(O2)= v逆(NO) B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.c(N2):c(O2)=l D.容器内温度不变
②为减小平衡混合气中 NO 的体积分数， 可采取的措施是 ___________。
(4)对于缸中NO的生成，化学家提出了如下反应历程：
第一步 O22O 慢反应
第二步 O+N2NO+N 较快平衡
第三步 N+O2NO+O 快速平衡
下列说法错误的是_______(填标号)。
A.第一步反应不从N2分解开始，是因为N2比O2稳定
B.N、O 原子均为该反应的催化剂
C.三步反应中第一步反应活化能最大
D.三步反应的速率都随温度升高而增大
【题目】某学习小组通过下列装置探究 MnO2与FeCl3·6H2O反应产物。
（查阅资料）FeCl3是一种共价化合物，熔点306℃，沸点315℃。
实验编号 | 操作 | 现象 |
实验 1 | 按上图所示，加热A中MnO2与FeCl3·6H2O混合物 | ①试管A中固体部分变液态，上方出现白雾 ②稍后，产生黄色气体，管壁附着黄色液滴 ③试管B中KI-淀粉溶液变蓝 |
实验 2 | 把A中的混合物换为FeCl3·6H2O，B中溶液换为KSCN溶液，加热。 | A中固体部分变液态，产生白雾和黄色气体，B中KSCN溶液变红 |
（实验探究）实验操作和现象如下表：
（问题讨论）
（1）实验前首先要进行的操作是______________________________。
（2）实验1和实验2产生的白雾是_______（填化学式）溶解在水中形成的小液滴。
（3）请用离子方程式解释实验2中黄色气体使KI-淀粉溶液变蓝色的原因_____________。
（4）为确认黄色气体中含有Cl2，学习小组将实验1中试管B内KI-淀粉溶液替换为NaBr溶液，发现B中溶液呈橙色，经检验无Fe2+，说明黄色气体中含有Cl2。用铁氰化钾溶液检验Fe2+的离子方程式是_________________________________。选择NaBr溶液的原因是________________________________________________________________。
（实验结论）
（5）实验1充分加热后，若反应中被氧化与未被氧化的氯元素质量之比为1:2，则A中发生反应的化学方程式为____________________________________________________。
（实验反思）
该学习小组认为实验1中溶液变蓝，也可能是酸性条件下，I－被空气氧化所致，可以先将装置中的空气排尽，以排除O2的干扰。
