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
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。
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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:________________________ D:__________________________
(2)D→E的反应类型为_____________,B中的官能团是_____________。
(3)写山检验B中的官能团的试剂及出现的现象。
试剂_____________,现象_______________________________________。
(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_____________(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。______________________________、______________________________
(本题共12分)(1)A:CH3OH D:![]()
(2)加成(还原);醛基(2分)
(3)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)(2分)
(4)
(2分)
(5)作燃料、合成氨等(2分)
(6)
(任选两种,各1分)
【解析】
试题分析:由A、B、C的转化关系可知A、B、C分别为醇、醛、酸。C和E发生酯化反应生成F,所以由F的结构简式可知A为CH3OH,B为HCHO,C为HCOOH,E为
。D和氢气发生加成反应生成E,所以根据D的分子式可知,D为
。
(1)由以上分析可知,A和D的结构简式分别是CH3OH、
。
(2)D为
,含有醛基可发生加成反应生成
;B是甲醛,含有的官能团是醛基。
(3)B为HCHO,含有醛基,醛基具有还原性,所以检验醛基的试剂及其实验现象是新制氢氧化铜(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生成F,所以该反应的化学方程式为
。
(5)“合成气”(CO﹑H2)除作合成有机物的原料外,还可用于作燃料﹑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,所以符合条件的有机物结构简式有
、
、
、
。
考点:考查有机物推断、官能团、有机反应类型、同分异构体以及方程式书写等
(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。
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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 |
甲 |
乙 |
丙 |
|
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.α1+α2=1
E.2α2=α3
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