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【化学——选修5:有机化学基础】中国科学家屠呦呦因青蒿素的研究荣获了2015年诺...

【化学——选修5:有机化学基础】中国科学家屠呦呦因青蒿素的研究荣获了2015年诺贝尔化学奖。青蒿素是继乙氨嘧啶、氯喹、伯喹之后最有效的抗疟特效药,具有速效和低毒的特点,曾被世界卫生组织称做是“世界上唯一有效的疟疾治疗药物”。由青蒿素合成系列衍生物(它们的名称和代号如图所示)的路线如图:

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已知:

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回答下列问题:

(1)青蒿素的分子式为_____________________。

(2)反应中,有机反应类型为___________;NaBH4的作用是________。(A.氧化剂  B.还原剂  C.催化剂  D.溶剂)

(3)有机物D是分子式为C4H4O3的五元环状化合物,请写出D的结构简式        

(4)青蒿唬酯能够发生的反应类型有                    

A.酯化反应      B.水解反应       C.还原反应      D.加聚反应

(5)以H2Q表示双氢青蒿素,写出反应(双氢青蒿素和甲醇反应)的化学方程式_________。

(6)从双氢青蒿素(H2Q)出发,可通过多步反应合成出有机物E。合成过程中,有机原料除H2Q、满分5 manfen5.com外,还需含苯环的二羟基化合物F,写出有机物F与NaOH溶液反应的离子反应方程式___________________________,有机物G是F的同分异构体,有机物G遇FeCl3溶液显紫色,且有4种不同类型的氢,其个数比为3:2:2:1,则符合条件的有机物G的同分异构体有_____种。写出其中一种的结构简式                 

 

(1)C15H22O5(1分) (2)还原反应(1分) B(1分) (3) (4)ABC (5)H2Q+CH3OHHQ-CH3+H2O (6):; 3 或或 【解析】 试题分析:(1)由结构简式可知青蒿素的分子式是C15H22O5,含有的官能团为醚键、酯基,故答案为C15H22O5; (2)反应①中,C=O键生成C-OH,为加成反应(或还原反应),反应中起到还原剂的作用;(3)D是分子式为C4H4O3的五元环状化合物,对比氢化青蒿素和青蒿琥酯的结构简式可知应为; (4)青蒿唬酯含有酯基、羧基和过氧键,具有氧化性,可发生水解反应,具有酸性,可发生酯化反应,可被还原,发生还原反应,故答案为ABC; (5)双氢青蒿素含有羟基,可与甲醇发生分子间脱水,反应的化学方程式为H2Q+CH3OHHQ-CH3+H2O; (6)从双氢青蒿素(H2Q)出发,可通过多步反应合成出有机物E,合成过程中,有机原料除H2Q、外,还需含苯环的二羟基化合物F,其结构简式为,反应第二离子方程式为,化合物G是F的同分异构体,其分子结构含有苯环,有4种不同类型的氢,且个数比为3:2:2:1,G中含有醚键和酚羟基,且二者位于对位或含有甲基和两个酚羟基,且三个取代基位于间位,据此确定G的一种结构简式为、,或,共3种。 【考点定位】考查有机合成 【名师点晴】明确反应前后有机物结构简式变化方式是解本题关键,注意有机物断键和成键方式;附:官能团的引入和转换:(1)C=C的形成:①一元卤代烃在强碱的醇溶液中消去HX;②醇在浓硫酸存在的条件下消去H2O;③炔烃加氢;④烷烃的热裂解和催化裂化;(2)C≡C的形成:①二元卤代烃在强碱的醇溶液中消去两分子的HX;②一元卤代烯烃在强碱的醇溶液中消去HX;③实验室制备乙炔原理的应用;(3)卤素原子的引入方法:①烷烃的卤代;②α-H的卤代;③烯烃、炔烃的加成(HX、X2);④芳香烃与X2的加成;⑤芳香烃苯环上的卤代;⑥芳香烃侧链上的卤代;⑦醇与HX的取代;⑧烯烃与HO-Cl的加成;(4)羟基的引入方法:①烯烃与水加成;②卤代烃的碱性水解;③醛的加氢还原;④酮的加氢还原;⑤酯的酸性或碱性水解;⑥苯氧离子与酸反应;⑦烯烃与HO-Cl的加成;(5)醛基或羰基的引入方法:①烯烃的催化氧化;②烯烃的臭氧氧化分解;③炔烃与水的加成;④醇的催化氧化;(6)羧基的引入方法:①羧酸盐酸化;②苯的同系物被酸性高锰酸钾溶液氧化;③醛的催化氧化;④酯的水解;⑤-CN的酸性水解;⑥多肽、蛋白质的水解;⑦酰氨的水解;(7)酯基的引入方法:①酯化反应的发生;②酯交换反应的发生;(8)硝基的引入方法:硝化反应的发生。  
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考点分析:
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【化学——选修3:物质结构与性质】硼和氮元素在化学中有很重要的地位,回答下列问题:

(1)基态硼原子核外电子有________种不同的运动状态,基态氮原子的价层电子排布图为_________。预计于2017年发射的“嫦娥五号”探测器采用的长征5号运载火箭燃料为偏二甲肼[(CH3)2NNH2]。(CH3)2NNH2中N原子的杂化方式为_________。

(2)化合物H3BNH3是一种潜在的储氢材料,可利用化合物B3N3H6通过如下反应制得:3CH4+2B3N3H6+6H2O=3CO2+6H3BNH3

H3BNH3分子中是否存在配位键_______________(填“是”或“否”),B、C、N、O的第一电离能由小到大的顺序为___________________。

与B3N3H6互为等电子体的分子是_____________(填一个即可),B3N3H6为非极性分子,根据等电子原理写出B3N3H6的结构式____________________________。

(3)“嫦娥五号”探测器采用太阳能电池板提供能量,在太阳能电池板材料中除单晶硅外,还有铜,铟,镓,硒等化学物质,回答下列问题:

SeO3分子的立体构型为_____________。

金属铜投入氨水或H2O2溶液中均无明显现象,但投入氨水与H2O2的混合溶液中,则铜片溶解,溶液呈深蓝色,写出该反应的离子反应方程式为                  

某种铜合金的晶胞结构如图所示,该晶胞中距离最近的铜原子和氮原子间的距离为满分5 manfen5.com pm,则该晶体的密度为_________________(用含a的代数式表示,设NA为阿伏伽德罗常数的值)

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【化学——化学与技术】过氧化钙可以用于改善地表水质、处理含重金属粒子废水和治理赤潮,也可用于应急供氧等。实验室可用工业碳酸钙(含MgCO3、FeCO3等杂质)制取纯净的碳酸钙,然后再用纯的碳酸钙制取过氧化钙,其主要流程如下:

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已知:CaO2·8H2O呈白色微溶于水,加热至350左右开始分解放出氧气,425分解完全。

(1)写出反应中氧化还原反应的离子方程式:___________________________。

(2)向反应后的溶液中加浓氨水的目的是:___________,________(用方程式表示)

(3)反应常用冰水控制温度在0左右,其可能原因是(写出两种):

__________________________;__________________________。

(4)测定产品中CaO2的含量的实验步骤是

第一步:准确称取a g产品于有塞锥形瓶中,加入适量蒸馏水和过量的b g KI晶体,再滴入少量2 mol/L的H2SO4溶液,充分反应。

第二步:向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液。

第三步:逐滴加入浓度为c mol·L-1的Na2S2O3溶液至反应完全,消耗Na2S2O3溶液V mL。已知:I2+2S2O===2I+S4O

某同学第一步和第二步的操作都很规范,第三步滴速太慢,这样测得的CaO2的质量分数可能________(填“不受影响”“偏低”或“偏高”),原因是____________________.

 

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某实验室小组偶然发现将镁条插入饱和NaHCO3溶液中,镁条表面出现大量气泡。为了探究产生此现象的原因,该小组设计实验探究如下:

(1)用固体NaHCO3配置饱和NaHCO3溶液的操作过程                            

饱和NaH满分5 manfen5.comCO3溶液pH=8.4,用离子方程式表示                                 满分5 manfen5.com

(2)请完成以下实验设计(镁条已擦去氧化膜且表面积大致相同。表中不要留空格)

 

序号

实验操作

实验现象

实验结论

1

将镁条投入5ml蒸馏水

微量气泡

 

2

将镁条投入5ml饱和NaHCO3溶液中

 

Mg与NaHCO3溶液剧烈反应

3

将镁条投入5ml pH=   NaOH溶液中

现象不明显

Mg与NaOH溶液较难反应

(3)对于反应中产生的气体(不考虑水蒸气),请你完成假设二和假设三:

假设一:只有CO2;假设二:只有                               假设三:

                                 (各1分)

为检验其中是否含有CO2,写出实验步骤和结论。

 

实验步骤

想象和结论

大试管中加入擦去氧化膜的镁条

 

 

 

 

                                   

 

 

 

 

 

 

 

 

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中国环境监测数据显示,颗粒物(PM2.5等)为雾霾过程中影响空气质量最显著的污染物,其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此,对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题:

.改变煤的利用方式可减少环境污染,通常可将水蒸气通过红热的碳得到水煤气。

(1)煤气化过程中产生的有害气体H2S可用足量的Na2CO3溶液吸收,该反应的离子方程式为                                  

(已知:H2S:Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15;H2CO3:Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11)

(2)现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通人到体积为2L的恒容密闭容器中发生如下反应:CO(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comCO2(g)+H2(g)  ΔH,得到两组数据

实验组

温度

起始量/mol

平衡量/mol

达到平衡

所需时间/min

CO

H2O

H2

CO

1

650

4

2

1.6

2.4

6

2

900

2

1

0.4

1.6

3

该反应的满分5 manfen5.comH         0(填“<”或“>”);若在7500C时,另做一组实验,在2L的恒容密闭容器中加入lmol CO,3mo1 H2O,2mo1 CO2,5mol H2,则此时ʋ       ʋ(填“<”,“>”,“=”)

(3)一定条件下,某密闭容器中已建立A(g)+B(g) 满分5 manfen5.comC(g)+D(g) H>0的化学平衡,其时间速率图像如图,下列选项中对于t1时刻采取的可能操作及其平衡移动情况判断正确的是       

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A.减小压强,同时升高温度,平衡正向移动

B.增加A(g)浓度,同时降低温度,平衡不移动

C.保持容器温度压强不变通入稀有气体,平衡不移动

压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术将NOx转变成无毒的CO2和N2

CH4(g)+4NO(g)满分5 manfen5.com2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)        H1<0

CH4(g) +2NO2(g)满分5 manfen5.comN2(g) +CO2(g) +2H2O(g)     H2<0

(4)收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数),若用甲烷将其完全转化为无害气体,处理1×104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g,则尾气中V (NO)︰V (NO2)=        

(5)在不同条件下,NO的分解产物不同。在高压下,NO(即X)在40下分解生成两种化合物(即Y、Z),体系中各组分物质的量随时间变化曲线如图所示。写出Y和Z的化学式:                        

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(6) 某研究性学习小组,为研究光化学烟雾消长规律,在一烟雾实验箱中,测得烟雾的主要成分为RH(烃)、NO、NO2、O3、PAN(CH3COOONO2),各种物质的相对浓度随时间的消失,记录于右图,根据图中数据,下列推论,最不合理的是   

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A.NO的消失的速率比RH快    

B.NO生成NO2

C.RH及NO2可以生成PAN及O3

D.O3生成PAN

 

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难溶性杂卤石(K2SO4·MgSO4·2CaSO4·2H2O)属于“呆矿”,在水中存在如下平衡

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为能充分利用钾资源,用饱和Ca(OH)2溶液溶浸杂卤石制备硫酸钾,工艺流程如下:

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(1)滤渣主要成分有_______和_______以及未溶杂卤石。

(2)用化学平衡移动原理解释Ca(OH)2溶液能溶解杂卤石浸出K+的原因:

____                                            

(3)“除杂”环节中,先加入_______溶液,经搅拌等操作后,过滤,再加入_______溶液调滤液PH至中性。

(4)不同温度下,K+的浸出浓度与溶浸时间的关系如下图,由图可得,随着温度升高,

    _______________________________________

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(5)有人以可溶性碳酸盐为溶浸剂,则溶浸过程中会发生:

满分5 manfen5.com已知298K时,Ksp(CaCO3)

=2.80×10-9,Ksp(CaSO4)=4.90×10-5,则此温度下该反应的平衡常数K为             

(计算结果保留三位有效数字)。

 

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