题目内容
【题目】化合物M是生产治疗皮肤病药物的中间体。实验室由芳香族化合物A制备M的一种合成路线如图：
已知：①RCOOH
RCOCl
②
（R表示烃基）
回答下列问题：
（1）B的化学名称为___。
（2）反应②试剂和条件分别为___。
（3）③的反应类型是___。
（4）M中含氧官能团的名称是___。
（5）反应⑤的化学方程式为___。
（6）写出同时满足下列条件，与D互为同分异构体的芳香族化合物的结构简式___（任写两种）。
ⅰ.能与NaHCO3溶液反应；
ⅱ.能发生银镜反应；ⅲ.核磁共振氢谱中的峰面积之比为1：2：2：2：1。
（7）参照上述合成路线和信息，以苯和一溴甲烷为原料（无机试剂任选），设计制备
的合成路线___。
【答案】对苯二甲酸 CH3OH、浓硫酸，加热 取代反应 羰基、酯基（或酯键） 
+2HBr 
或
或
或
或
【解析】
根据有机物流程推断，A与酸性高锰酸钾发生氧化反应，生成B，即对苯二甲酸，与甲醇发生酯化反应生成C；根据逆推法，D与SOCl2反应生成E，即D为CH3OOC-C6H4-COOH，G与甲苯反应生成F，即
，最后与E发生取代反应生成M。
（1）A与酸性高锰酸钾反应生成B，化学名称为 对苯二甲酸。
（2）反应②为酯化反应，B与CH3OH反应，条件为浓硫酸，加热。
（3）根据分子式差可知，③的反应类型是取代反应。
（4）由M结构简式可知，M中含氧官能团的名称是羰基、酯基（或酯键）。
（5）根据题中原理可知，反应⑤的化学方程式为+2HBr。
（6）ⅰ.能与NaHCO3溶液反应，说明有机物含有羧基；ⅱ.能发生银镜反应，说明有机物含有醛基或-OOCH；ⅲ.核磁共振氢谱中的峰面积之比为1：2：2：2：1说明取代基为对位取代，即与D互为同分异构体的芳香族化合物的结构简式或或或或。
（7）根据逆推法，苯和一溴甲烷为原料，制备的合成路线为
。
【题目】工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2等气体，严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。
I. 脱硝：
已知：H2的燃烧热为285.8kJ·mol1
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+133kJ·mol1
H2O(g)=H2O(l) ΔH=44kJ·mol1
催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为：______。
II. 脱碳：
(1)向2L密闭容器中加入2mol CO2和6mol H2，在适当的催化剂作用下，发生反应：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(l)+H2O(l)
① 该反应自发进行的条件是_____(填“低温”、“高温”或“任意温度”)
② 下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_____。(填字母)
a. 混合气体的平均式量保持不变 b. CO2和H2的体积分数保持不变 c. CO2和H2的转化率相等
d. 混合气体的密度保持不变 e. 1 mol CO2生成的同时有3 mol HH键断裂
(2) 改变温度，使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH＜0中的所有物质都为气态。起始温度、体积相同(T1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见表：
反应时间 | CO2(mol) | H2(mol) | CH3OH(mol) | H2O(mol) | |
反应I：恒温恒容 | 0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10min | 4.5 | ||||
20min | 1 | ||||
30min | 1 | ||||
反应II：绝热恒容 | 0min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①达到平衡时，反应I、II对比：平衡常数K(I)___K(II)(填“＞”“＜”或“=”下同)；平衡时CH3OH的浓度c(I)___c(II)。
②对反应I，前10min内的平均反应速率v(CH3OH)=_____。在其他条件不变的情况下，若30 min时只改变温度T2℃，此时H2的物质的量为3.2 mol，则T1____T2(填“＞”、“＜”或“=”)。若30 min时只向容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，则平衡_____移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
【题目】苯甲酸是一种重要的化工原料。实验室合成苯甲酸的原理、有关数据及装置示意图如下:
名词 | 性状 | 熔点(℃) | 沸点(℃) | 密度(g/mL) | 溶解性 | |
水 | 乙醇 | |||||
甲苯 | 无色液体易燃易挥发 | -95 | 110.6 | 0.8669 | 不溶 | 互溶 |
苯甲酸 | 白色片状或针状晶体 | 112.4(100℃左右升华) | 248 | 1.2659 | 微溶 | 易溶 |
苯甲酸在水中的溶解度如表：
温度/℃ | 4 | 18 | 75 |
溶解度/g | 0.2 | 0.3 | 2.2 |
某学习小组在实验室制备、分离、提纯苯甲酸，并测定所得样品的纯度，步骤如下:
一、制备苯甲酸
在b中加入2.7mL甲苯、100mL
二、分离提纯
在反应混合物中加入一定量草酸(H2C2O4)充分反应，过滤、洗涤，将滤液放在冰水浴中冷却，然后用浓盐酸酸化，苯甲酸全部析出后减压过滤，将沉淀物用少量冷水洗涤，挤压去水分后放在沸水浴上干燥，得到粗产品。
三、测定纯度
称取m g产品，配成100mL乙醇溶液，移取25.00mL溶液于锥形瓶中，滴加2~3滴酚酞，然后用标准浓度的KOH溶液滴定。
请回答下列问题:
(1)装置b的名称是__________________，装置a的作用为_____________________________。
(2)分离提纯过程中加入的草酸是一种二元弱酸，反应过程中有酸式盐、无色气体和黑色固体生成。加入草酸的作用是_________________________，请用离子方程式表示反应的原理______________________________。
(3)产品减压过滤时用冷水洗涤的原因是__________________________________________。
(4)选用下列__________操作，可以将粗产品进一步提纯。(选填字母)
A．溶于水后过滤 B．溶于乙醇后蒸馏 C．用甲苯萃取后分液 D．升华
(5)测定纯度步骤中，判断滴定终点的标志是________________________________________________。若m=1.200g，滴定时用去0.1200mol· L－1标准KOH溶液18.00mL，则所得产品中苯甲酸的质量分数为__________(保留四位有效数字)。
