题目内容
【题目】[化学——选修5:有机化学基础]
Prolitane是一种抗抑郁药物,以芳香烃A为原料的合成路线如下:
![]()
请回答以下问题:
(1)D的化学名称为___________,D→E的反应类型为___________。
(2)G的官能团名称为___________。
(3)B的结构简式为______________________。
(4)F→G的化学方程式为______________________。
(5)X是D的同系物,ⅹ分子比D分子少一个碳原子,且能发生银镜反应,则满足此条件的X共有___________种(不含立体异构);其屮核磁共振氢谱显示为5组峰,其峰面积比为3︰2︰2︰2︰1,写出符合该要求的Ⅹ的一种同分异构体的结构简式:______________________。
(6)参照 Prolitane的合成路线,设计一条由苯和乙醇为原料制备苯甲酸乙酯的合成路线(其他无机试剂和溶剂任选)。____________________________________________。
【答案】苯乙酸乙酯 取代反应 羰基(或酮基)
14
(或
)
【解析】
由合成路线可知,A和氯气光照发生取代反应生成B(C7H7Cl),由C的结构简式可推知B的结构简式为
,结合A的相对分子质量为92,可推知A为甲苯;C和乙醇发生酯化反应生成D,D和CH3CH2COCl发生取代反应生成E,E水解生成F(C11H12O3),F加热脱羧生成G,可推出F的结构简式为
;G和
发生先加成后消去生成H,H加氢还原得到Prolitane,据此解答。
由合成路线可知,A和氯气光照发生取代反应生成B(C7H7Cl),由C的结构简式可推知B的结构简式为
,结合A的相对分子质量为92,可推知A为甲苯;C和乙醇发生酯化反应生成D,D和CH3CH2COCl发生取代反应生成E,E水解生成F(C11H12O3),F加热脱羧生成G,可推出F的结构简式为
;G和
发生先加成后消去生成H,H加氢还原得到Prolitane,
(1)D的结构简式为
,化学名称为苯乙酸乙酯;D和CH3CH2COCl发生取代反应生成E,故D→E的反应类型为取代反应,
故答案为:苯乙酸乙酯;取代反应;
(2) G的结构简式为
,含有官能团名称为羰基,
故答案为:羰基;
(3) A和氯气光照发生取代反应生成B(C7H7Cl),由C的结构简式可知B的结构简式为
。
故答案为:
;
(4) F加热脱羧生成G,可推出F的结构简式为
,所以F→G的化学方程式为
,
故答案为:
;
(5) D的结构简式为
,X是D的同系物,X分子比D分子少一个碳原子,且能发生银镜反应,说明X的分子中含有苯环且属于酯类,同时含有醛基,应为甲酸酯,苯环侧链共有3个碳原子,则满足此条件的X结构为:
苯环上有1个取代基的可能是:HCOOCH2CH2-和HCOOCH(CH3)-,2种;
苯环上有2个取代基的可能是:HCOO-和-CH2CH3,HCOO CH2-和-CH3,各有邻间对3种,共6种;
苯环上有3个取代基的:1个HCOO-和2个-CH3,共6种;总共14种;
其中核磁共振氢谱显示为5组峰,其峰面积比为3︰2︰2︰2︰1,符合该要求的X的同分异构体的结构简式为:
(或
),
故答案为:
(或
);
(6)根据Prolitane的合成路线,若要制备苯甲酸乙酯,应由苯甲酸和乙醇发生酯化反应来制备,可以设计以苯为原料制备溴苯,结合B转化为C的反应原理,由溴苯制取苯甲酸,具体合成路线为:
,
故答案为:
。
【题目】氢能被视为最具发歸力的清洁能源,开发新型储氣材料是氢能利用的重要研究方向。请回答下列问题:
Ⅰ.化合物A(H3BNH3)是一种潜在的储氢材料,可由六元环状物质(HB=NH)3通过如 下反应制得:3CH4+2 (HB=NH) 3+6H2O=3CO2+6H3BNH3
(1)基态B原子的价电子排布式为___________,B、C, N, O第一电离能由大到小的顺序为_________,CH4、H2O、CO2的键角按照由大到小的顺序排列为___________。
(2)与(HB=NH)3,互为等电子体的有机分子为___________(填分子式)。
Ⅱ.氢气的安全贮存和运输是氢能应用的关键。
(1)印度尼赫鲁先进科学研宄中心的Datta和Pati等人借助ADF软件对一种新 型环烯类储氢材料(C16S8)进行研宄,从理论角度证明这种材料的分子呈平面结构(如图),每个杂环平面上下两侧最多可吸附10个H2分子。
![]()
①C16S8分子中C原子和S原子的杂化轨道类型分别为___________。
②相关键长数据如表所示:
化学键 | C-S | C=S | C16S8中碳硫键 |
键长/pm | 181 | 155 | 176 |
从表中数据看出,C16S8中碳硫键键长介于C—S键与C=S键之间,原因可能______________________。
③C16S8与H2微粒间的作用力是___________。
(2)有储氢功能的铜合金晶体具有立方最密堆积结构,晶胞中Cu原子位于面心,Ag 原子位于顶点,氢原子可进到由Cu原子与Ag原子构成的四面体空隙中。该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(如图)相似,该晶体储氢后的化学式为___________。
![]()
![]()
(3)MgH2是金属氢化物储氢材料,其晶胞如上图所示,该晶体的密度为agcm-3,则晶胞的体积为___________cm3(用含a、NA的代数式表示,NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【题目】我国自主研发的“蓝鲸一号”在中国南海神狐海域完成可燃冰连续试采,并得到中共中央国务院公开致电祝贺。“可燃冰”是天然气水合物,外形像冰,在常温常压下迅速分解释放出甲烷,被称为未来新能源。
(1)“可燃冰”作为能源的优点是_______________________________(回答一条即可)。
(2)甲烷自热重整是一种先进的制氢方法,包含甲烷氧化和蒸汽重整两个过程。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气,发生的主要化学反应如下:
反应过程 | 化学方程式 | 焓变△H(kJ.mol-l) | 活化能E.(kJ.mol-1) |
甲烷氧化 | CH4(g)+ | -802.6 | 125.6 |
CH4(g)+O2(g) | -322.0 | 172.5 | |
蒸气重整 | CH4(g)+H2O(g) | +206.2 | 240.1 |
CH4(g)+2H2O(g) | +158. 6 | 243.9 |
回答下列问题:
①在初始阶段,甲烷蒸汽重整的反应速率______(填“大于”“小于”或“等于”)甲烷氧化的反应速率。
②反应CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g)的平衡转化率与温度、压强关系[其中n(CH4):n(H2O)=1:1]如图所示。
![]()
该反应在图中A点的平衡常数Kp=________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数),图中压强(p1、p2、p3、p4)由大到小的顺序为___________。
③从能量角度分析,甲烷自热重整方法的先进之处在于___________。
(3)甲烷超干重整CO2技术可得到富含CO的气体,其能源和环境上的双重意义重大,甲烷超干重整CO2的催化转化原理如图所示。
![]()
①过程II中第二步反应的化学方程式为_________。
②过程II的催化剂是______,只有过程I投料比
_______,催化剂组成才会保持不变。
【题目】某化学小组为了研究外界条件对化学反应速率的影响,进行了酸性高锰酸钾与草酸的反应,记录以下实验数据:
实验编号 | 实验温度 | 试管中所加试剂及其用量 / mL | 溶液褪至无色所需时间/ min | |||
0.6mol/L H2C2O4 溶液 | H2O | 3mol/L H2SO4 稀溶液 | 0.05mol/L KMnO4溶液 | |||
① | 25 | 3.0 | V1 | 2.0 | 3.0 | 1.5 |
② | 25 | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | 2.7 |
③ | 50 | 2.0 | V2 | 2.0 | 3.0 | 1.0 |
(1)请写出该反应的离子方程式__________________________________________,当该反应以表中数据反应完全时转移电子数为_______________NA
(2)V1 ______
(3)根据上表中的实验①、②数据,可以得到的结论是_____。
(4)探究温度对化学反应速率的影响,应选择_____(填实验编号)
(5)该小组同学根据经验绘制了 n (Mn 2+ )随时间变化的趋势如图 1 所示,但有同学查阅已有的实验资料发现,该实验过程中 n (Mn 2+ ) 随时间变化的实际趋势如图 2 所示。
![]()
该小组同学根据图 2 所示信息提出了新的假设,并设计以下实验方案继续进行实验探究。
实验编号 | 实验温度/℃ | 试管中所加试剂及其用量 | 再加入某种固体 | 溶液褪至无色所需时间 / min | |||
④ | 25 | 0.6mol/L H2C2O4 溶液 | H2O | 3mol/L H2SO4 稀溶液 | 0.05mol/L KMnO4 溶液 | ||
2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 | MnSO4 | t | ||
①该小组同学提出的假设是_____。
②若该小组同学提出的假设成立,应观察到_________________________________现象。