21.(12分)本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。

A.乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用与水反应生成乙炔。

(1) 中与互为等电子体,的电子式可表示为      ;1mol 中含有的键数目为       。

(2)将乙炔通入溶液生成红棕色沉淀。基态核外电子排布式为              。

(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是         ;分子中处于同一直线上的原子数目最多为          。

(4) 晶体的晶胞结构与晶体的相似(如右图所示),但晶体中含有的中哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。晶体中1个周围距离最近的数目为         。

B.对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体,它常以浓硝酸为硝化剂,浓硫酸为催化剂,通过甲苯的硝化反应制备。

一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是:以发烟硝酸为硝化剂,固体NaHSO4为催化剂(可循环使用),在溶液中,加入乙酸酐(有脱水作用),45℃反应1h 。反应结束后,过滤,滤液分别用5% NaHCO3,溶液、水洗至中性,再经分离提纯得到对硝基甲苯。

(l)上述实验中过滤的目的是          。

(2) 滤液在分液漏斗中洗涤静置后,有机层处于     层(填“上”或'下”);放液时,若发现液体流不下来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还有        。

(3) 下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。

催化剂
n(催化剂)
硝化产物中各种异构体质量分数(%)
总产率(%) 
n(甲苯)
对硝基甲苯
邻硝基甲苯
间硝基甲苯
浓H2SO4
1.0
35.6
60.2
4.2
98.0
1.2
36.5
59.5
4.0
99.8
NaHSO4
0.15
44.6
55.1
0.3
98.9
0.25
46.3
52.8
0.9
99.9
0.32
47.9
51.8
0.3
99.9
0.36
45.2
54.2
0.6
99.9

①NaHSO4催化制备对硝基甲苯时,催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为        。

②由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知,甲苯硝化反应的特点是           。

③与浓硫酸催化甲苯硝化相比,NaHSO4催化甲苯硝化的优点有_       、      。

 (凡合理答案均可)

19. (14分)阿立哌唑(A)是一种新的抗精神分裂症药物,可由化合物B、C、D在有机溶剂中通过以下两条路线合成得到。

  (1)E的结构简式为            。

  (2)由C、D生成化合物F的反应类型是            。

  (3)合成F时还可能生成一种相对分子质量为285的副产物G,G的结构简式为     。

  (4)H属于氨基酸,与B的水解产物互为同分异构体。H能与溶液发生显色反应,且苯环上的一氯代物只有2种。写出两种满足上述条件的H的结构简式:       。

 (5)已知:,写出由C制备化合物的合成路

线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:

[答案](1)

(2)取代反应

结构为;(4)综上分析可知,在H分子结构中,有苯环、氨基、羧基、羟基,由此不难得出其分子结构为和;(5)关注官能团种类的改变,搞清反应机理。

[备考提示]解答有机推断题时,我们应首先认真审题,分析题意,分离出已知条件和推断内容,弄清被推断物和其他有机物的关系,以特征点作为解题突破口,结合信息和相关知识进行推理,排除干扰,作出正确推断,一般可采取的方法有:顺推法(以有机物结构、性质和实验现象为主线,采用正向思维,得出正确结论)、逆推法(以有机物结构、性质和实验现象为主线,采用逆向思维,得出正确结论)、多法结合推断(综合应用顺推法和逆推法)等。

15. (12分)高纯是制备高性能磁性材料的主要原料。实验室以为原料制备少量高纯的操作步骤如下:

  (1)制备溶液:

在烧瓶中(装置见右图)加入一定量和水,搅拌,

通入和混合气体,反应3h。停止通入,

继续反应片刻,过滤(已知)。

①石灰乳参与反应的化学方程式为                。

②反应过程中,为使尽可能转化完全,在通入和比例一定、不改变固液投料的条件下,可采取的合理措施有              、         。

   ③若实验中将换成空气,测得反应液中、的浓度随反应时间t变化如右图。导致溶液中、浓度变化产生明显差异的原因是       。

(2)制备高纯固体:已知难溶于水、乙醇,潮湿时易被空气氧化,100℃开始分解;开始沉淀时。请补充由(1)制得的溶液制备高纯的操作步骤[实验中可选用的试剂: 、、 、]。

①     ;②     ;③     ;④     ;⑤低于100℃干燥。

 (凡合理答案均可)

[解析]本题主要考查的是实验的基本操作、实验仪器的选择、实验误差分析。因此实验基础的考察依然是以后学习和复习的重点。(1)①石灰乳参与反应主要是与SO2的反应。②为是SO2尽快转化,在比例不变的情况下,可以通过控制温度或控制气体的流速以确保反应的充分进行;③从图中可以看出,c(Mn2+)减少,c(SO42-)增加,可以认为Mn2+在O2与H2SO3反应中起了催化作用;(2)根据题给信息,可以得出制备高纯MnCO3的操作流程:加入NaHCO3溶解,同时控制溶液的pH<7.7→过滤、洗涤→检验SO42-是否被除去→为了降低MnCO3的损耗,用C2H5OH洗涤→低温干燥。

 0  270404  270412  270418  270422  270428  270430  270434  270440  270442  270448  270454  270458  270460  270464  270470  270472  270478  270482  270484  270488  270490  270494  270496  270498  270499  270500  270502  270503  270504  270506  270508  270512  270514  270518  270520  270524  270530  270532  270538  270542  270544  270548  270554  270560  270562  270568  270572  270574  270580  270584  270590  270598  447090 

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