题目内容
【题目】石油裂解气用途广泛,可用于合成各种橡胶和医药中间体。利用石油裂解气合成CR橡胶和医药中间体K的路线如图:
已知:I.氯代烃D的相对分子质量是113,氯的质量分数约为62.8%,核磁共振氢谱峰面积之比为2︰1;
Ⅱ.
(1)A的顺式异构体的结构简式为___________。D的系统名称是___________。
(2)反应②的条件是___________,依次写出①和③的反应类型:___________、___________。
(3)写出F→G过程中第一步反应的化学方程式:_________________________________。
(4)G还能与其他醇类发生反应,写出G与乙二醇发生聚合反应的化学方程式:________。
(5)写出比G多2个碳原子的同系物的所有同分异构体的结构简式:___________。
(6)已知双键上的氢原子很难发生取代反应。以A为起始原料,选用必要的无机试剂合成B__。合成路线流程图示如:
【答案】 1,3-二氯丙烷 NaOH溶液,△(加热) 加聚反应 取代反应 OHCCH2CHO+4Ag(NH3)2OHNH4OOCCH2COONH4+2H2O+4Ag↓+6NH3 、、、
【解析】
根据流程图,1,3-丁二烯与溴发生1,4加成,生成A,A为1,4-二溴-2-丁烯();与氢气加成后生成1,4-二溴丁烷();由氯代烃D的相对分子质量是113,氯的质量分数约为62.8%,核磁共振氢谱峰面积之比为2︰1可知D的分子式为C3H6Cl2,依据流程结构简式可知D的结构简式为;在氢氧化钠溶液中加热发生水解反应生成,则E为;在铜作催化剂作用下,与氧气加热发生催化氧化反应生成OHCCH2CHO,则F为OHCCH2CHO;OHCCH2CHO发生银镜反应后,酸化得到HOOCCH2COOH,则G为HOOCCH2COOH;HOOCCH2COOH与乙醇在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3,则H为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3,CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3与发生信息Ⅱ反应生成, 进一步反应生成K()。
(1)A为1,4-二溴-2-丁烯(),存在顺式和反式异构体,顺式异构体的结构简式为;D的结构简式为,其名称为1,3-二氯丙烷,故答案为:;1,3-二氯丙烷;
(2)反应②为在氢氧化钠溶液中加热发生水解反应生成;反应①为2—氯—1,3丁二烯发生加聚反应生成CR橡胶,反应③为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3与在甲醇钠作用下发生取代反应生成,故答案为:NaOH溶液,△(加热);加聚反应;取代反应;
(3)F→G过程中第一步反应为OHCCH2CHO发生银镜反应,反应的化学方程式为OHCCH2CHO+4Ag(NH3)2OHNH4OOCCH2COONH4+2H2O+4Ag↓+6NH3,故答案为:OHCCH2CHO+
4Ag(NH3)2OHNH4OOCCH2COONH4+2H2O+4Ag↓+6NH3;
(4)G为HOOCCH2COOH,一定条件下HOOCCH2COOH与乙二醇发生发生水解反应生成HOCOCH2COOCH2CH2OH和水,反应的化学方程式为nHOOCCH2COOH+nHOCH2CH2OHHOCOCH2COOCH2CH2OH+(2n-1) H2O,故答案为:nHOOCCH2COOH+nHOCH2CH2OHHOCOCH2COOCH2CH2OH+(2n-1) H2O;
(5)G为HOOCCH2COOH,比G多2个碳原子的同系物的同分异构体为、、、,故答案为:、、、;
(6)A为,B为;以A为起始原料,选用必要的无机试剂合成B,由于已知双键上的氢原子很难发生取代反应,首先将有机物A中的溴原子水解为羟基,再与氯化氢加成生成,然后将羟基消去即可,故合成路线为:
,故答案为:
。
【题目】甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2 (g)CH3OH(g) △H1;
②CO2 (g)+3H2 (g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-58kJ/mol;
③CO2 (g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H==+41k J/ mol。
回答下列问题:
(1)已知反应①中相关的化学键键能数据如下表:
化学键 | H—H | C-O | C≡O | H-O | C—H |
E/(kJ·mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | x |
则x=___________。
(2)合成气组成n(H2)/n(CO+ CO2)=2.60时,体系中的CO平衡转化率(α)与温度和压强的关系如图甲所示。α(CO)值随温度升高而___________(填“增大”或“减小”),其原因是_____;图中的压强由大到小为___________,其判断理由是_____________。
(3)若将1mol CO2和2molH2充入容积为2L的恒容密闭容器中,在两种不同温度下发生反应②。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示。
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K1___________KⅡ(填“>”“=”或“<”)。
②一定温度下,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是___________(填序号)。
a.容器中压强不变 b.甲醇和水蒸气的体积比保持不变
c.v正(H2)=3v逆(CH3OH) d.2个C=0断裂的同时有6个H-H断裂
③若5min后反应达到平衡状态,H2的转化率为90%,则用CO2表示的平均反应速率为____,该温度下的平衡常数为___________;若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是___________。(填序号)。
a.缩小反应容器的容积 b.使用合适的催化剂
c.充入He d.按原比例再充入CO2和H2