Mg在周期表的第三周期ⅡA族。
氢氧化镁是离子化合物,其中含有1个Mg2+和2个OH-,所以电子式为:
。
(2)根据元素守恒,A2B中就一定有Mg和Si,考虑到各自化合价Mg为+2,Si为-4,所以化学式为Mg2Si。
反应②是MgCl2熔融电解得到单质Mg,所以必备条件为:
熔融、电解。
反应①需要的是Mg2Si、NH3和NH4Cl,而后续过程又得到了NH3和NH4Cl,所以可以循环的是NH3和NH4Cl。
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料,该耐磨材料一定有Si和C,考虑到课本中介绍了碳化硅的高硬度,所以该物质为SiC。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生
SO2转化为稳定的Mg化合物,二氧化硫是酸性氧化物与氢氧化镁这样的碱应该反应得到盐(亚硫酸镁),考虑到题目要求写出得到稳定化合物的方程式,所以产物应该为硫酸镁(亚硫酸镁被空气中的氧气氧化得到),所以反应为:
2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O。
(5)利用格氏试剂可以制备
,现在要求制备
,所以可以选择R为CH3CH2,R’为CH3;或者选择R为CH3,R’为CH3CH2,所以对应的醛R’CHO可以是CH3CH2CHO或CH3CHO。
8.化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为______________,E中官能团的名称为_______________________。
(2)A→B的反应类型为________,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为____________。
(3)C→D的化学方程式为___________________________________________。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应;且1molW最多与2molNaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。
满足上述条件的W有________种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为________________。
(5)F与G的关系为________(填序号)。
a.碳链异构b.官能团异构
c.顺反异构d.位置异构
(6)M的结构简式为_________________________________________________。
(7)参照上述合成路线,以
原料,采用如下方法制备医药中间体
。
该路线中试剂与条件1为____________,X的结构简式为____________;试剂与条件2为____________,Y的结构简式为________________。
【答案】
(1).1,6己二醇
(2).碳碳双键、酯基(3).取代反应(4).减压蒸馏(或蒸馏)(5).
(6).5(7).
(8).c(9).
(10).HBr,△(11).
(12).O2/Cu或Ag,△(13).
【解析】
分析:
本题实际没有什么需要推断的,题目中已经将每一步的物质都给出了,所以只需要按部就班的进行小题的逐一解答即可。
详解:
(1)A为6个碳的二元醇,在第一个和最后一个碳上各有1个羟基,所以名称为1,6-己二醇。
明显E中含有碳碳双键和酯基两个官能团。
(2)A→B的反应是将A中的一个羟基替换为溴原子,所以反应类型为取代反应。
反应后的液态有机混合物应该是A、B混合,B比A少一个羟基,所以沸点的差距应该较大,可以通过蒸馏的方法分离。
实际生产中考虑到A、B的沸点可能较高,直接蒸馏的温度较高可能使有机物炭化,所以会进行减压蒸馏以降低沸点。
(3)C→D的反应为C与乙醇的酯化,所以化学方程式为
。
注意反应可逆。
(4)C的分子式为C6H11O2Br,有一个不饱和度。
其同分异构体可发生银镜反应说明有醛基;1molW最多与2molNaOH发生反应,其中1mol是溴原子反应的,另1mol只能是甲酸酯的酯基反应(不能是羧基,因为只有两个O);所以得到该同分异构体一定有甲酸酯(HCOO-)结构。
又该同分异构体水解得到的醇应该被氧化为二元醛,能被氧化为醛的醇一定为-CH2OH的结构,其他醇羟基不可能被氧化为醛基。
所以得到该同分异构体水解必须得到有两个-CH2OH结构的醇,因此酯一定是HCOOCH2-的结构,Br一定是-CH2Br的结构,此时还剩余三个饱和的碳原子,在三个饱和碳原子上连接HCOOCH2-有2种可能:
,每种可能上再连接-CH2Br,所以一共有5种:
。
其中核磁共振氢谱具有四组峰的同分异构体,要求有一定的对称性,所以一定是
。
(5)F为
,G为
,所以两者的关系为顺反异构,选项c正确。
(6)根据G的结构明显得到N中画圈的部分为M
,所以M为
。
(7)根据路线中化合物X的反应条件,可以判断利用题目的D到E的反应合成。
该反应需要的官能团是X有Br原子,Y有碳氧双键。
所以试剂与条件1是HBr,△;将
取代为
,X为
。
试剂与条件2是O2/Cu或Ag,△;将
氧化为
,所以Y为
。
点睛:
最后一步合成路线中,是不可以选择CH3CH2CHO和CH3CHBrCH3反应的,因为题目中的反应Br在整个有机链的一端的,不保证在中间位置的时候也能反应。
9.烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。
回答下列问题:
Ⅰ.采样
采样步骤:
①检验系统气密性;②加热器将烟道气加热至140℃;③打开抽气泵置换系统内空气;④采集无尘、干燥的气样;⑤关闭系统,停止采样。
(1)A中装有无碱玻璃棉,其作用是___________。
(2)C中填充的干燥剂是(填序号)___________。
A.碱石灰B.无水CuSO4C.P2O5
(3)用实验室常用仪器组装一套装置,其作用是与D(装有碱液)相同,在虚线框中画出该装置的示意图,标明气体的流向及试剂。
______________
(4)采样步骤②加热烟道气的目的是___________。
Ⅱ.NOx含量的测定
将vL气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化为NO3−,加水稀释至100.00mL。
量取20.00mL该溶液,加入v1mLc1mol·L−1FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2mol·L−1K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗v2mL。
(5)NO被H2O2氧化为NO3−的离子方程式是___________。
(6)滴定操作使用的玻璃仪器主要有___________。
(7)滴定过程中发生下列反应:
3Fe2++NO3−+4H+
NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2O72−+6Fe2++14H+
2Cr3++6Fe3++7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为_________mg·m−3。
(8)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)
若缺少采样步骤③,会使测试结果___________。
若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果___________。
【答案】
(1).除尘
(2).c(3).
(4).防止NOx溶于冷凝水(5).2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O(6).锥形瓶、酸式滴定管(7).
(8).偏低(9).偏高
【解析】
分析:
本题主要考查了定量实验的基本过程。
首先要仔细分析题目的流程图,注意分析每一步的作用和原理,再结合题目中每个问题的提示进行解答。
详解:
(1)A的过程叫“过滤”,所以其中玻璃棉的作用一定是除去烟道气中的粉尘。
(2)碱石灰是碱性干燥剂可能与NOX反应,所以不能使用。
硫酸铜的吸水能力太差,一般不用做干燥剂,所以不能使用。
五氧化二磷是酸性干燥剂,与NOX不反应,所以选项c正确。
(3)实验室通常用洗气瓶来吸收气体,与D相同应该在洗气瓶中加入强碱(氢氧化钠)溶液,所以答案为:
。
(4)加热烟道气的目的是避免水蒸气冷凝后,NOX溶于水中。
(5)NO被H2O2氧化为硝酸,所以反应的离子方程式为:
2NO+3H2O2=2H++2NO3–+2H2O。
(6)滴定中使用酸式滴定管(本题中的试剂都只能使用酸式滴定管)和锥形瓶。
(7)用c2mol·L−1K2Cr2O7标准溶液滴定剩余
Fe2+,终点时消耗V2mL,此时加入的Cr2O72-为c2V2/1000mol;所以过量的Fe2+为6c2V2/1000mol;则与硝酸根离子反应的Fe2+为(c1V1/1000-6c2V2/1000)mol;所以硝酸根离子为(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3mol;根据氮元素守恒,硝酸根与NO2的物质的量相等。
考虑到配制100mL溶液取出来20mL进行实验,所以NO2为5(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3mol,质量为46×5(c1V1/1000-6c2V2/1000)/3g,即230(c1V1-6c2V2)/3mg。
这些NO2是VL气体中含有的,所以含量为230(c1V1-6c2V2)/3Vmg·L-1,即为1000×230(c1V1-6c2V2)/3Vmg·m-3,所以答案为:
mg·m−3。
(8)若缺少采样步骤③,装置中有空气,则实际测定的是烟道气和空气混合气体中NOX的含量,测定结果必然偏低。
若FeSO4标准溶液部分变质,一定是部分Fe2+被空气中的氧气氧化,计算时仍然认为这部分被氧化的Fe2+是被硝酸根离子氧化的,所以测定结果偏高。
点睛:
注意本题中的流程图,装置D实际不是为了测定含量进行吸收,装置D相当于是尾气吸收。
样品气的吸收应该是在“采样处”进行的。
10.CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
回答下列问题:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。
若所得溶液pH=13,CO2主要转化为______(写离子符号);若所得溶液c(HCO3−)∶c(CO32−)=2∶1,溶液pH=___________。
(室温下,H2CO3的K1=4×10−7;K2=5×10−11)
(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:
CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键
C—H
C=O
H—H
C
O(CO)
键能/kJ·mol−1
413
745
436
1075
则该反应的ΔH=_________。
分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1mol的混合气体。
两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______(填“A”或“B”)。
②按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图3所示。
此反应优选温度为900℃的原因是________。
(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图4所示。
该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式:
________。
电池的正极反应式:
6O2+6e−
6O2−
6CO2+6O2−
3C2O42−+6O2
反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式:
________。
【答案】
(1).CO32-
(2).10(3).+120kJ·mol-1(