a点浓度>c点浓度,故反应速率大。
初始环戊二烯浓度为1.5mol/L,a点浓度为0.9mol/L,b点浓度为0.6mol/L,所以b点产物二聚体浓度为1/2×(1.5-0.6)=0.45mol/L。
a点反应物浓度大于b点产物浓度,所以a点的正反应速率大于b点的逆反应速率。
(4)电解法制备二茂铁,要得到Fe2+,所以要用Fe做阳极。
Na+在阴极被还原为Na,再将环戊二烯还原为氢气和环戊二烯负离子,进而得到二茂铁。
若在水溶液中进行电解,则被还原的不是Na+而是H2O,得到OH−而与Fe2+反应生成Fe(OH)2。
28.(15分)
咖啡因是一种生物碱(易溶于水及乙醇,熔点234.5℃,100℃以上开始升华),有兴奋大脑神经和利尿等作用。
茶叶中含咖啡因约1%~5%、单宁酸(a约为10−4,易溶于水及乙醇)约3%~10%,还含有色素、纤维素等。
实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如下图所示。
索氏提取装置如图所示。
实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与茶叶末接触,进行萃取。
萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对茶叶末的连续萃取。
回答下列问题:
(1)实验时需将茶叶研细,放入滤纸套筒1中,研细的目的是______________,圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂,加热前还要加几粒______________。
(2)提取过程不可选用明火直接加热,原因是______________,与常规的萃取相比,采用索氏提取器的优点是______________。
(3)提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂,与水相比,乙醇作为萃取剂的优点是______________。
“蒸发浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管之外,还有______________(填标号)。
A.直形冷凝管B.球形冷凝管C.接收瓶D.烧杯
(4)浓缩液加生石灰的作用是中和__________和吸收__________。
(5)可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。
将粉状物放入蒸发皿中并小火加热,咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结,该分离提纯方法的名称是______________。
【答案】
(1)增加固液接触面积,提取充分沸石
(2)乙醇易挥发,易燃使用溶剂少,可连续萃取(萃取效率高)
(3)乙醇沸点低,易浓缩AC
(4)单宁酸水
(5)升华
【解析】
(1)将茶叶研细是为了增大表面积,提高萃取效率。
(2)乙醇易挥发,蒸汽遇明火易燃。
索氏提取器是由提取瓶、提取管、冷凝器三部分组成的,提取管两侧分别有虹吸管和连接管。
提取时,将待测样品包在脱脂滤纸包内,放入提取管内。
提取瓶内加入溶剂,加热提取瓶,溶剂气化,由连接管上升进入冷凝器,凝成液体滴入提取管内,浸提样品中的物质。
待提取管内溶剂液面达到一定高度,溶剂经虹吸管流入提取瓶。
流入提取瓶内的溶剂继续被加热气化、上升、冷凝,滴入提取管内,如此循环往复,直到抽提完全为止。
索氏提取的优点是可进行多次循环提取,与一般浸泡法比较具有:
溶剂用量小、效率高,提取完全等优点。
(3)乙醇是优良的有机溶剂,沸点低易挥发。
蒸馏仪器包括:
圆底烧瓶、蒸馏头、温度计、接收管、直形冷凝管、接收瓶。
(4)单宁酸易溶于水及乙醇,会与咖啡因混合不易除去,加入生石灰将其转化为钙盐,提高沸点,有利于下一步升华提纯。
生石灰还能吸水,将浓缩液转换为粉状物,防止升华时水分蒸发影响收集。
(5)咖啡因的熔点比较高,且在熔点温度以下有较高的蒸气压,因此能自固态不经过液态而直接转变为蒸汽,可以用升华法与粉状物分离。
35.[化学——选修3:
物质结构与性质](15分)
近年我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe−Sm−As−F−O组成的化合物。
回答下列问题:
(1)元素As与N同族。
预测As的氢化物分子的立体结构为_______,其沸点比NH3的_______(填“高”或“低”),其判断理由是_________________________。
(2)Fe成为阳离子时首先失去______轨道电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为______________________。
(3)比较离子半径:
F−__________O2−(填“大于”等于”或“小于”)。
(4)一种四方结构的超导化合物的晶胞结构如图1所示,晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
图中F−和O2−共同占据晶胞的上下底面位置,若两者的比例依次用和1−代表,则该化合物的化学式表示为____________,通过测定密度ρ和晶胞参数,可以计算该物质的值,完成它们关系表达式:
ρ=________g·cm−3。
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,例如图1中原子1的坐标为(
),则原子2和3的坐标分别为__________、__________。
【答案】
(1)三角锥低NH3分子间存在氢键
(2)4s4f5
(3)小于
(4)SmFeAsO1−F
(
)(
)
【解析】
(1)AsH3与氨分子结构相同,中心原子均为sp3杂化,且有一孤对电子,为三角锥形。
NH3分子间存在氢键,而As的电负性小,无法形成氢键,所以沸点低。
(2)金属原子首先失去最外层电子,所以Fe先失去4s电子,Sm的价层电子排布式为4f66s2,先失去外层的6s电子,再失去一个4f电子,所以为4f5。
(3)F与O同周期,F-中质子多,负电荷少,所以半径小。
(4)晶胞中Sm位于面上有4×1/2=2个,Fe在4个楞心和体心有4×1/4+1=2个,As在面上为4×1/2=2个。
O和F在上下面心和顶点,共有2×1/2+8×1/8=2个。
SmFeAs(O+F)=1111,所以化学式为SmFeAsO1−F
ρ=_M=[150+56+75+19+16(1-)]×2
NAVNA×a2×c×10-30
(5)原子2在底面心,所以分数坐标为(
),原子3在左后棱心,所以分数坐标为(
)。
36.[化学——选修5:
有机化学基础](15分)
环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能,已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。
下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线:
G
已知以下信息:
回答下列问题:
(1)A是一种烯烃,化学名称为__________,C中官能团的名称为__________、__________。
(2)由B生成C的反应类型为__________。
(3)由C生成D的反应方程式为__________。
(4)E的结构简式为__________。
(5)E的二氯代物有多种同分异构体,请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式__________、__________。
①能发生银镜反应;②核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为3∶2∶1。
(6)假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1mol单一聚合度的G,若生成的NaCl和H2O的总质量为765g,则G的n值理论上应等于__________。
【答案】
(1)丙烯氯原子、羟基
(2)加成反应
(3)
(4)
(5)
(6)8
【解析】
A为三碳烯烃,只能为丙烯。
丙烯与氯气光照发生取代反应得到B
再与次氯酸加成得到C
。
由信息①可知,E为苯乙酮。
D与F聚合时,每个F脱2个羟基氢,其中一个H与D加成开环形成羟基,另一个H与D脱落的Cl原子形成HCl,再发生HCl+NaOH=NaCl+H2O,生成的NaCl和H2O的总质量为765g,共有10molNaCl和H2O生成。
其中在形成聚合链两个端基时各有一个HCl生成,故聚合链上形成的HCl为8mol,n=8。