题目内容
5.有机物A是一种重要的有机合成原料.以有机物A为原料合成G(某种材料中间体)的路线如图1所示:试回答下列问题:
(1)在①②③④⑤反应中属于取代反应的是②⑤.已知A与B具有相同的官能团,则官能团的名称是溴原子.D中所含官能团的电子式是
(2)写出反应⑤的化学方程式
(3)用系统命名法命名F2,5-己二醇;与F具有相同的碳骨架和相同的官能团种数的,能稳定存在的同分异构体共有8种(不含F).
(4)写出满足下列条件的G的一种同分异构体的结构简式:
①能与金属钠反应;②核磁共振氢谱有5个峰,峰面积比为1:1:4:4:2.
(5)聚苯乙烯(PS)是一种多功能塑料,广泛应用于食品包装、绝缘板、商业机器设备等许多领域中.以D和苯为主要原料制备聚苯乙烯的合成路线流程图(无机试剂任选)如图2.
反应条件1所选用的试剂为液溴、溴化铁,反应条件2所选用的试剂为Mg、无水乙醚.K的结构简式为
分析 乙烯与溴水反应生成B为BrCH2CH2Br,则E为BrMgCH2CH2MgBr,(1)中A与B具有相同的官能团,则A为CH3CH2Br,由F的分子式可知D为CH3CHO,则C为CH3CH2OH,F为
,G为环状化合物,则G为
.
(5)苯与溴在溴化铁做催化剂条件下生成H为
,H与Mg/无水乙醚作用得到I为
,再与乙醛反应、然后酸化生成K为
,K再发生消去反应生成L为
,最后发生加聚反应得到聚苯乙烯.
解答 解:乙烯与溴水反应生成B为BrCH2CH2Br,则E为BrMgCH2CH2MgBr,(1)中A与B具有相同的官能团,则A为CH3CH2Br,由F的分子式可知D为CH3CHO,则C为CH3CH2OH,F为
,G为环状化合物,则G为
.
(1)在①②③④⑤反应中,①属于消去反应,②⑤属于取代反应,③属于氧化反应,④属于加成反应,属于取代反应的是②⑤,A与B具有相同的官能团,则官能团的名称是溴原子,D中所含官能团为醛基,电子式是
,
故答案为:②⑤;溴原子;
;
(2)反应⑤的化学方程式:
,
故答案为:
;
(3)F为
,用系统命名法命名为2,5-己二醇,与F具有相同的碳骨架和相同的官能团种数的,能稳定存在的同分异构体,2个羟基不连接在同一碳原子上,可以看着正己烷为2个-OH取代,利用定一移一法可知共有8种(不含F),
故答案为:2,5-己二醇;8;
(4)G(
)的一种同分异构体满足:①能与金属钠反应,说明含有羟基,②核磁共振氢谱有5个峰,峰面积比为1:1:4:4:2,满足下列条件的物质G的同分异构体:
,
故答案为:
;
(5)苯与溴在溴化铁做催化剂条件下生成H为
,H与Mg/无水乙醚作用得到I为
,再与乙醛反应、然后酸化生成K为
,K再发生消去反应生成L为
,最后发生加聚反应得到聚苯乙烯.
反应条件1所选用的试剂为液溴、溴化铁,反应条件2所选用的试剂为Mg、无水乙醚,K的结构简式为
,
故答案为:液溴、溴化铁;Mg、无水乙醚;
.
点评 本题考查有机物的推断与合成,注意根据反应信息与有机物分子式进行推断,熟练掌握官能团的性质与转化,是对有机化学基础的综合考查.
| A. | 图中温度T2>T1 | |
| B. | 曲线a、b均代表纯水的电离情况 | |
| C. | 图中五点的Kw的关系:B>C>A>D=E | |
| D. | 若处在B点时,将pH=2的硫酸溶液与pH=12的KOH溶液等体积混合后,溶液呈碱性 |
反应原理:(如图4)
反应试剂、产物的物理常数:
| 名称 | 相对分 子质量 | 性状 | 熔点 | 沸点 | 密度 | 溶解度 | ||
| 水 | 乙醇 | 乙醚 | ||||||
| 甲苯 | 92 | 无色液体易燃易挥发 | -95 | 110.6 | 0.8669 | 不溶 | 易溶 | 易溶 |
| 苯甲酸 | 122 | 白色片状或针状晶体 | 122.4 | 248 | 1.2659 | 微溶 | 易溶 | 易溶 |
实验方法:一定量的甲苯和KMnO4溶液置于图1装置中,在90℃时,反应一段时间,再停止反应,按如图3流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯.
(1)操作Ⅰ所需的玻璃仪器为分液漏斗、烧杯;操作Ⅱ为蒸馏.
(2)如果滤液呈紫色,要先加亚硫酸氢钾,然后再加入浓盐酸酸化,加亚硫酸氢钾的目的是除去未反应的高锰酸钾,否则用盐酸酸化时会发生盐酸被高锰酸钾所氧化,产生氯气.
(3)下列关于仪器的组装或者使用正确的是ABD.
A.抽滤可以加快过滤速度,得到较干燥的沉淀
B.安装电动搅拌器时,搅拌器下端不能与三颈烧瓶底、温度计等接触
C.图1回流搅拌装置应采用直接加热的方法
D.冷凝管中水的流向是下进上出
(4)除去残留在苯甲酸中的甲苯应先加入NaOH溶液,分液,水层再加入浓盐酸酸化,然后抽滤,干燥即可得到苯甲酸.
(5)纯度测定:称取1.220g产品,配成100mL溶液,取其中25.00mL溶液,进行滴定,消耗KOH物质的量为2.4×10-3mol.产品中苯甲酸质量分数为96%.
| A. | 阳极电极反应式:Fe-3e-═Fe3+ | |
| B. | 水被电解后析出白色浑浊物为NaCl晶体 | |
| C. | 灰绿色浑浊是Fe(OH)2 | |
| D. | 随着电解的进行,溶液逐渐由中性变成碱性 |
(1)Ti的基态原子价电子排布式为3d24s2.
(2)纳米TiO2常用作下述反应的催化剂.
化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子有7个,化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C.
(3)含Ti3+的配合物的化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O,其配离子中含有的化学键类型是共价键、配位键,1mol该配合物中含有的σ键数目是18NA.
(4)通过X-射线探知KCl、MgO、CaO、TiN的晶体与NaCl的晶体结构相似.且知三种离子晶体的晶格能数据如表:
| 离子晶体 | NaCl | KCl | CaO |
| 晶格能/kJ•mol-1 | 786 | 715 | 3401 |
(5)某种氮化钛晶体的晶胞如图所示,该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有12个:Ti原子的配位数为6;此配位原子构成的空间构型为正八面体;该晶胞中N、Ti原子之间的最近距离为a nm.则该氮化钛晶体的密度为$\frac{4×62}{{N}_{A}×(2a×1{0}^{-7})^{3}}$g•cm-3、NA为阿伏加德罗常数的值,只列计算式).
I.在实验室中模拟工业利用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量SiO2、Fe2O3和A12O3等)制备金属锰等物质,设计流程如图:
己知:碳酸锰在空气中高温加热固体产物为Mn2O3;部分氢氧化物的Ksp(近似值)如表.
| 物质 | Mn(OH)2 | Fe(OH)2 | Fe(OH)3 | Al(OH)3 |
| Ksp | 10-13 | 10-17 | 10-39 | 10-33 |
(2)向滤液I 中滴加双氧水的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,便于转化为Fe(OH)3除去;测得滤液I 中c(Mn2+)=0.1mol•L-1,为保证滴加氨水不产生Mn(OH)2,应控制溶液pH最大为8.
(3)“沉锰”过程中的离子方程式为Mn2++HCO3-+NH3•H2O=MnCO3↓+NH4++H2O.
(4)以碳酸锰和金属铝为原料可以制备粗锰,写出制备过程中最后一步反应的化学方程式Mn2O3+2Al$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Al2O3+2Mn.
Ⅱ.科学家发明了NH3燃料电池,以KOH为电解质,原理如图所示.
(5)该燃料电池的负极反应式为2NH3+6OH--6e-=N2+6H2O.
(6)以该电池为电源,用石墨电极电解锰酸钾(K2MnO4)溶液制取高锰酸钾,通电10分钟,电流强度为0.5A.最多可制得高锰酸钾0.49g(已知1mol电子所带电量为96500C).
(1)将滤纸用3.5%的NaCl溶液润湿,涂上铁粉、碳粉的混合物,贴在表面皿上.在滤纸上加几滴检验试剂,再缓慢加入NaCl溶液至没过滤纸,操作如图1所示:
①实验ⅰ的现象说明,得电子的物质是O2.
②碳粉的作用是与铁组成原电池,作原电池的正极.
③为了说明NaCl的作用,需要补充的对照实验是用水代替NaCl溶液进行上述实验.
(2)向图示装置的烧杯a、b中各加入30mL 3.5%的NaCl溶液,闭合K,指针未发生偏转.加热烧杯a,指针向右偏转.
①取a、b中溶液少量,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,a中出现蓝色沉淀,b中无变化,b中铁片作正极.
②加热后,指针发生偏转的原因可能是温度升高,Fe还原性增强,反应速率加快.
(3)用图2示装置探究不同浓度NaCl溶液对钢铁腐蚀的影响,向烧杯a、b中各加入30mL不同质量分数的NaCl溶液,实验记录如表所示.
| 实验 | a | b | 指针偏转方向 |
| Ⅰ | 0.1% | 0.01% | 向右 |
| Ⅱ | 0.1% | 3.5% | 向左 |
| Ⅲ | 3.5% | 饱和溶液 | 向右 |
②Ⅲ中,铁在饱和NaCl溶液中不易被腐蚀.
查阅资料可知:在饱和NaCl溶液中O2浓度较低,钢铁不易被腐蚀.设计实验证明:另取两个烧杯,分别往其中加入铁片和一定量的饱和NaCl溶液,再分别滴加几滴
K3Fe(CN)6溶液,然后往其中一个烧杯中通入O2,观察现象.
(4)根据上述实验,对钢铁腐蚀有影响的因素是温度、NaCl溶液的浓度、O2的浓度.
| A. | HR为强酸 | |
| B. | a、b两点所示溶液中水的电离程度相同 | |
| C. | b点溶液中c( NH4+)>c( R-)、c(OH-)>c(H+) | |
| D. | a~c任意点溶液均有c(H+)×c(OH-)=Kw=l.0×l0-14 |
| A. | MgSO4溶液与Ba(OH)2溶液混合:Ba2++SO42-=BaSO4↓ | |
| B. | 0.3 mol FeBr2与0.4 mol Cl2在溶液中反应:8Cl2+6Fe2++10Br-=6Fe3++16Cl-+5Br2 | |
| C. | Cu与稀HNO3反应:Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO↑+2H2O | |
| D. | AgCl固体溶于足量氨水:Ag++2NH3•H2O=[Ag(NH3)2]++2H2O |