题目内容
【题目】莲花清瘟对新型冠状病症状的改善有一定作用，其成分中含有“金银花”。中药“金银花”抗菌杀毒有效成分是“绿原酸”。以下是科研小组设计的“绿原酸”的合成路线：
回答下列问题：
(1)有机物A的名称是__________。
(2)反应①的反应类型是__________。
(3)若碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳原子称为手性碳。写出有机物B的结构简式，用星号(*)标出B中的手性碳__________。
(4)反应D→E中第(1)步的反应方程式是__________。
(5)有机物F中官能团的名称是__________。
(6)反应②的目的是__________。
(7)有机物C的同分异构体有多种，满足以下条件的还有______种。（不考虑立体异构）
a. 具有六元碳环结构；
b. 含有3个氯原子，且同一碳原子上只能连接一个氯原子；
c. 能与NaHCO3溶液反应产生无色无味气泡。
(8)参照上述合成方法，设计由丙酸为原料制备高吸水性树脂聚丙烯酸钠的合成路线如图。
写出M结构简式__________；反应条件1为_______________。
【答案】1-氯-1,3-丁二烯 取代反应 
+5NaOH
+3NaCl+NaBr+H2O 酯基、羟基、醚键 保护其他羟基，防止其转化为酯基 11 
NaOH醇溶液加热
【解析】
由图可知，化合物A（
）与
发生双烯合成反应，生成B（
），B与CO、H2O在Ni的催化下反应生成C（
），C与Br2发生取代反应生成D（
），D发生水解得到E（
），E与丙酮（
）反应，保护四个羟基得到F（
），F与
发生取代反应，再用H+将酯基和丙酮叉水解，得到
。
（1）有机物A（）为1-氯-1,3-丁二烯；
（2）根据分析，反应①是Br原子取代了羧基的α-H，是取代反应；
（3）根据分析，B为，手性碳有3个，；
（4）根据分析，反应D→E中第(1)步的反应方程式是 +5NaOH +3NaCl+NaBr+H2O；
（5）有机物F（）中的官能团有酯基、羟基、醚键；
（6）反应②羟基与丙酮反应生成丙酮叉，后续反应又将丙酮叉水解，故作用是保护其他羟基，防止其转化为酯基；
（7）能与NaHCO3溶液反应产生无色无味气泡说明C有羧基，满足条件的同分异构体有：
、
、
、
、
、
、
、
、
、
、
、
12种，除了C之外还有11种；
（8）Br原子应取代羧基的α-H，故M为；反应
为卤代烃的消去反应，故条件为NaOH醇溶液加热；
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【题目】党的十九大报告中多次提及“绿色环保”、“生态文明”，而 CO2 的有效利用可以缓解温室效应，解决能源短缺问题。
(1)某研究所的科研人员在新型纳米催化剂 Na－Fe3O4 和 HMCM－22 的表面，以 CO2 为碳源，与电解水产生的 H2 催化转化为高附加值的烃类化合物，其过程如图。
图中 CO2 转化为 CO 的反应为：CO2(g) + H2(g)=CO(g) + H2O(g) ΔH1 = + 41 kJmol-1。已知：2CO2(g) + 6H2(g)=C2H4(g) + 4H2O(g) ΔH2=－128 kJmol-1。图中 CO 转化为 C2H4 的热化学方程式是__________________ 。
(2)甲醇是未来重要的绿色能源之一，在工业中常用 CO、H2 合成甲醇，其反应为：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH3 < 0
①为了探究浓度对反应速率的影响，200℃ 时在 10 L 恒容密闭容器中进行实验，测得的实验数据如下表所示：
实验 | 起始浓度/(mol·L-1) | 初始速率/(mol·L-1·min-1) | |
CO | H2 | ||
1 | 0.25 | 0.50 | 0.391 |
2 | 0.25 | 1.00 | 0.781 |
3 | 0.50 | 0.50 | 0.780 |
该反应速率的通式为 v正=k正 cm(CO)cn(H2)(k 正是与温度有关的速率常数)。由表中数据可确定反应速率通式中 m =_______、n =_____(取正整数)。实验发现，当实验 1 中 c(H2) = 0.25 molL－1时达到平衡，请计算该反应的平衡常数 K = _____。
②若将一定比例的 CO 和 H2 在装有催化剂的反应器中反应 12 小时，体系中甲醇的产率和催化剂的催化活性与温度的关系如图所示。
请判断温度为 470 K 时，图中 P 点 _________(填“是”或“不是”)处于平衡状态，490 K 之后，甲醇产率随温度升高而减小的可能原因为：_____、 _____。
(3)近年来，有研究人员用 CO2 通过电催化生成多种燃料，其工作原理如图所示。
①请写出 Cu 电极上产生 CH3OH 的电极反应式：_____________。
②如果Cu 电极上只生成 0.15 mol C2H4 和 0.30 mol CH3OH，则 Pt 电极上产生O2 的物质的量为 ___________mol。
③已知 HCOOH 为一元弱酸，常温下将 0.1 molL－1 HCOOH 溶液与 0.1 molL－1 NaOH 溶液按体积比 a : b混和(忽略溶液体积的变化)，混合后溶液恰好显中性，则 HCOOH 的电离常数 Ka=_____________(用含 a、b 的代数式表示)。
