(5)芳香族化合物X是F的同分异构体,1 mol X最多可与4 mol NaOH反应,其核磁共振氢谱显示分子中有3种不同化学环境的氢,且峰面积比为3∶3∶1。写出两种符合要求的X的结构简式:___________________________________________________________。
(6)写出以甲苯和(CH3CO)2O为原料(其他无机试剂任选)制备化合物的
路线:_________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)萘
(2)羟基、醚键 取代反应
(3)
(4)
(5)
(任写两种)
(6)
――→ 水浴
浓硫酸
―――――→△
KMnO4/H
+
――――→ Ⅱ.H/HO
+
Ⅰ.碱、加热
2
――――→
?CH3CO?2O
解析 依据反应条件,A、D、H的结构以及其他几个有机物的分子式,可推出B为,
C为,E为,F为,G为。
“3+有机化学基础”特训
A组(30分钟)
1.氨基甲酸铵(NH2COONH4) 是一种易分解、易水解的白色固体,某研究小组用下图所示的实验装置,模拟工业原理用氢氧化钠晶体、浓氨水、干冰等作原料制备氨基甲酸铵。主要反应原理为2NH3(g)+CO2(g)
H2NCOONH4(s) ΔH<0
(1)仪器2的名称是______。仪器3中盛装的固体是_______,其作用是_____________。 (2)仪器6的一个作用是控制原料气按反应计量系数充分反应,若反应初期观察到装置内浓硫酸溶液中产生气泡,则应该________ (填“加快”“减慢”或“不改变”)产生氨气的速率。 (3)另有一种传统制备氨基甲酸铵的反应装置(液体石蜡和CCl4均充当惰性介质)如图所示:
①液体石蜡鼓泡瓶的作用是___________________。
②若无冰水,则氨基甲酸铵易分解生成尿素[CO(NH2)2]。请写出氨基甲酸铵受热分解的化学方程式:__________________________________________________________________。 ③当CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时,立即停止反应,过滤分离得到粗产品,为了将所得粗产品干燥可采取的方法是________(填字母)。 A.蒸馏 B.真空微热烘干 C.高压加热烘干
答案 (1)三颈烧瓶 碱石灰(或其他合理答案) 干燥氨气,防止仪器5中生成的氨基甲酸铵水解 (2)加快
(3)①通过观察气泡,调节NH3和CO2的通入比例(或通过观察气泡,控制通入NH3和CO2的速率) ②H2NCOONH4=====CO(NH2)2+H2O ③B
解析 (2)浓硫酸中有气泡产生,说明CO2过量,因而应加快氨气的产生速率。
2.1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是重要的化工原料,工业上可用丙烯加成法生产,主要副产物为3-氯丙烯(CH2CHCH2Cl),反应原理为 ⅰ.CH2CHCH3(g)+Cl2(g)ⅱ.CH2CHCH3(g)+Cl2(g)
CH2ClCHClCH3(g) ΔH1=-134 kJ·mol1 CH2CHCH2Cl(g)+HCl(g) ΔH2=-102 kJ·mol1
-
-
△
已知:相关化学键的键能数据如下表所示:
化学键 E/kJ·mol1
请回答下列问题:
(1)由反应ⅰ计算出表中x=__________________。
(2)一定温度下,密闭容器中发生反应ⅰ和反应ⅱ,达到平衡后增大压强,CH2ClCHClCH3的产率________(填“增大”“减小”或“不变”),理由是_______________________ ________________________________________________________________________。 (3)T1 K时,向10 L恒容的密闭容器中充入1 mol CH2==CHCH2Cl和2 mol HCl,只发生反应CH2==CHCH2Cl(g)+HCl(g)
CH2ClCHClCH3(g) ΔH3。5 min反应达到平衡,测得0~5 min
-
-
-C==C 611 C—C x C—Cl 328 Cl—Cl 243 内,用CH2ClCHClCH3表示的反应速率v(CH2ClCHClCH3)=0.016 mol·L1·min1。 ①平衡时,HCl的体积分数为________________(保留三位有效数字)。
②保持其他条件不变,6 min时再向该容器中充入0.6 mol CH2==CHCH2Cl、0.2 mol HCl和0.1 mol CH2ClCHClCH3,则起始反应速率v正(HCl)_____(填“>”“<”或“=”)v逆(HCl)。 (4)一定压强下,向密闭容器中充入一定量的CH2==CHCH3和Cl2发生反应ⅱ。设起始的n?CH2==CHCH3?
=w,平衡时Cl2的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系如图甲所示。w=1时,
n?Cl2?正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图乙所示。
①图甲中,w2________(填“>”“<”或“=”)1。
②图乙中,表示正反应平衡常数的曲线为________(填“A”或“B”),理由为_________ ________________________________________________________________________。 ③T1 K,w1条件下,平衡时φ(Cl2)=________________。
(5)起始时向某恒容绝热容器中充入1 molCH2==CHCH3和1 mol Cl2发生反应ⅱ,达到平衡时,容器内气体压强________(填“增大”“减小”或“不变”)。 答案 (1)332
(2)增大 增大压强,反应ⅱ的平衡不移动,反应ⅰ的平衡正向移动,所以CH2ClCHClCH3的产率增大 (3)①54.5% ②>
(4)①> ②B 反应ⅱ的正反应为放热反应,温度升高,正反应的平衡常数减小 ③25%
(5)增大
解析 (1)根据ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和计算。 (2)依据压强对化学平衡的影响解答。
(3)①生成n(CH2ClCHClCH3)=0.016 mol·L-1·min-1×5 min×10 L=0.8 mol, 则HCl的体积分数为=
×100%≈54.5%;
1 mol+2 mol-0.8 mol
2 mol-0.8 mol
②依据上述数据计算T1 K下的平衡常数,再根据新加入各组分的量计算此时Q,通过比较Q-K的相对大小,判断反应进行的方向。
(4)①相同温度下,w2时φ(Cl2)小,相当于其他条件不变,增大CH2==CHCH3的浓度,即w2>1。 ③由乙可知,T1 K条件下K正=K逆=1,再应用三段式和平衡常数表达式解答。 (5)该反应正向放热,随反应进行,温度升高,压强增大。
3.钴是周期表第四周期Ⅷ族元素,其化合物用途广泛,利用一种含钴矿石[主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4·2H2O的工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H、Co2、Fe2、Mn2、Ca2、Mg2、Al3等; ②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
沉淀物 完全沉淀的pH
(1)浸出过程中加入NaClO3的目的是_________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)请用平衡移动原理说明加Na2CO3调pH到5.2生成沉淀的原因:_______________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是____________________________________________。 (4)“除钙、镁”是将溶液中Ca2与Mg2转化为MgF2、CaF2沉淀。已知某温度下,Ksp(MgF2)=7.35×10
-11
+
++
+
+
+
+
+
+
Fe(OH)3 3.7 Fe(OH)2 9.6 Co(OH)2 9.2 Al(OH)3 5.2 Mn(OH)2 9.8 ,Ksp(CaF2)=1.05×10
-10
c?Mg2?
。当加入过量NaF后,所得滤液中+=_____。
c?Ca2?
+
(5)已知水钴矿中Co2O3的质量分数为83%,若取1 kg该矿石按照上述流程,理论上最多能制
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