题目内容

煤的“气化”是使煤变成清洁能源的有效途径之一,其主要反应为:C+H2O
高温
CO↑+H2↑.甲酸苯丙酯(F)是生产香料和药物的主要原料.下图是用煤为原料合成甲酸苯丙酯的路线图(部分反应条件和生成物已略去)其中D的分子式为C9H10O,且能发生银镜反应.

根据上述转化关系回答下列问题:
(1)写出A、D的结构简式:A:
CH3OH
CH3OH
    D:

(2)D→E的反应类型为
加成反应
加成反应
,B中的官能团是
醛基
醛基

(3)写山检验B中的官能团的试剂及出现的现象.
试剂
新制氢氧化铜(或银氨溶液)
新制氢氧化铜(或银氨溶液)
,现象
产生砖红色沉淀(或产生光亮银镜)
产生砖红色沉淀(或产生光亮银镜)

(4)写出C与E反应生成F的化学方程式

(5)“合成气”( CO、H2)除作合成有机物的原料外,还有其它用途,如
作燃料、合成氨等
作燃料、合成氨等
(举两例).
(6)F有多种同分异构体,写出满足下列条件的两种同分异构体的结构简式.
①属于酯类,且能发生银镜反应.    ②苯环上的一氯取代物只有两种结构.
③分子结构中只有两个甲基.
分析:D的分子式为C9H10O,且能发生银镜反应,说明含有醛基,D和氢气发生加成反应生成醇E,根据甲酸苯丙酯(F)的结构简式及E的官能团知,C是甲酸,其结构简式为HCOOH,E的结构简式为.C是甲酸,逆推可得,B是甲醛,A是甲醇.D和氢气发生加成反应生成E,所以D的结构简式为:,据此解答.
解答:解:D的分子式为C9H10O,且能发生银镜反应,说明含有醛基,D和氢气发生加成反应生成醇E,根据甲酸苯丙酯(F)的结构简式及E的官能团知,C是甲酸,其结构简式为HCOOH,E的结构简式为.C是甲酸,逆推可得,B是甲醛,A是甲醇.D和氢气发生加成反应生成E,所以D的结构简式为:
(1)由以上分析可知A为CH3OH,D为,故答案为:CH3OH;
(2)D为,与氢气发生加成反应生成;B为HCHO,含有醛基,故答案为:加成反应;醛基;
(3)B为HCHO,与新制氢氧化铜(或银氨溶液)产生砖红色沉淀(或产生光亮银镜),据此检验,
故答案为:新制氢氧化铜(或银氨溶液);产生砖红色沉淀(或产生光亮银镜);
(4)C为HCOOH,E为,二者可在浓硫酸作用下发生酯化反应,反应的方程式为
故答案为:
(5)“合成气”(CO、H2)除作合成有机物的原料外,还可以作燃料、合成氨等,故答案为:作燃料、合成氨等;
(6)F对应的同分异构体中①属于酯类,且能发生银镜反应,则应含有-OOCH结构,即为甲酸酯,②苯环上的一氯取代物只有两种结构,说明苯环结构对称,可能含有两个对位基团或三个基团,③分子结构中只有两个甲基.则对应的结构可能为:
故答案为:等.
点评:本题考查有机物的推断,题目难度中等,注意以A、B、C的转化关系以及F的结构用正逆推相结合的方法进行推断,注意把握有机物官能团的转化以及官能团的性质,为解答该类题目的关键.
练习册系列答案
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煤是重要的能源,也是生产化工产品的重要原料.试用所学知识,解答下列问题:
(1)煤的转化技术包括煤的气化技术和液化技术.煤的液化技术又分为
 
 

(2)在煤燃烧前需对煤进行脱硫处理.煤的某种脱硫技术的原理如图所示:
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这种脱硫技术称为微生物脱硫技术.该技术的第一步反应的离子方程式为
 
,第二步反应的离子方程式为
 

(3)工业煤干馏得到的产品有焦炭、
 
 
等.
(4)湿式石灰石-石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法.其工艺流程是:烟气经锅炉预热器出来,进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘,再经过一个专门的热交换器,然后进入吸收塔,烟气中的SO2与含有石灰石的浆液进行气液接触,通入空气后生成石膏,经脱硫的烟气,应用循环气体加热器进行再加热,进入烟囱,排入大气. 
①写出湿法石灰石-石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式:
 

②用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2的原因是:
 

③上述过程中得到的石膏,如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过杂质极限值,则石膏产品性能变坏.工业上消除可溶性氯化物的方法是
 
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(5)某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成(CaSO4?xH2O)即测定x值,做如下实验:将石膏加热使之脱水,加热过程中固体的质量与时间的变化关系如图所示.数据表明当固体的质量为2.72g后不再改变.
①石膏的化学式为
 

②图象中AB段对应化合物的化学式为
 

(19分)我国《车用燃料甲醇国家标准》的实施拉开了车用燃料低碳革命的大幕,一些省市正在陆续试点与推广使用甲醇汽油。甲醇可通过将煤的气化过程中生成的CO和H2在一定条件下发生如下反应制得:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)。图I、图Ⅱ是关于该反应进行情况的图示。

请根据图示回答下列问题:

  (1)图I是反应时CO和CH3OH的浓度随时间的变化情况,从反应开始到平衡,用CO浓度变化表示平均反应速率v(CO)=_______________

 (2)图Ⅱ表示该反应进行过程中能量的变化,曲线a表示不使用催化剂时反应的能量变化,在图Ⅱ中画出使用催化剂后的能量变化曲线b。

  (3)写出该反应的热化学方程式                                  

  (4)该反应的平衡常数K的表达式为                  ;当温度升高时,该平衡常数K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(5)恒容条件下,下列措施中能使增大的有         

A.升高温度                              B.充人He气   

C.再充入1molCO和2molH2               D.使用催化剂

(6)在恒温条件下,保持CO浓度不变,扩大容器体积,则平衡       (填“逆向移动”、“正向移动”、“不移动”)

(7)在温度、容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投料,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下

容器

投料量

1mol CO 、2mol H2

1molCH3OH

2molCH3OH

CH3OH的浓度(mol·L-1

c1

c2

c3

反应的能量变化

放出Q1 kJ

吸收Q2 kJ

吸收Q3 kJ

体系压强(Pa)

P1

P2

P3

反应物转化率

α1

α2

α3

则下列关系正确的是          

A.c1= c2           B.Q3 = 2Q2        C.2 P1<P3 

D.α12=1      E.2α23

F.该反应若生成1molCH3OH放出的热量为(Q1+ Q2)kJ

(8)若在一体积可变的密闭容器中充入1mol CO、2mol H2和1molCH3OH,达到平衡时测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向       (填“正”、“逆”)反应方向移动,理由是                                        

 

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