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【化学——选修5:有机化学基础】 聚碳酸酯(D)可制作车、船、飞机的挡风玻璃。由...

【化学——选修5:有机化学基础】

聚碳酸酯(D)可制作车、船、飞机的挡风玻璃。由A可合成聚碳酸酯(D)及食用香精(H)合成路线如下图所示(部分反应条件略去)。已知A、B中都只有一种化学环境的氢原子。请回答下列问题:

(1)A中的官能团名称为_____________

(2)FG的反应类型为________________

(3)1molH最多能与_____________molH2发生反应。

(4)C的结构简式为______________

(5)由B生成碳酸二甲酯的化学方程式为___________

(6)G的同分异构体中,符合以下条件的有____种:①能与FeCl3溶液发生显色反应;②苯环上只有2个取代基且互为对位。其中核磁共振氢谱只有5组峰的是_______(写结构简式)。

(7)请根据题中信息设计简要合成路线以CH3C=CLi、乙醇和上述路线图中的个别物质合成1,3-戊二烯。合成路线流程图示例如下:________

 

醚键 取代反应 3 8 【解析】本题考查有机物的合成与推断,(1)根据A的分子式,以及A中只含一种氢,即A的结构简式为:,A中含有的官能团是醚键;(2)对比F和G的结构简式,F→G时,去掉了一个HI,发生取代反应;(3)1molH含有2mol碳碳双键和1mol羰基,因此1molH最多消耗3mol氢气;(4)碳酸二甲酯生成D,发生缩聚反应,因此C的结构简式为;(5)对比A和B分子式,B比A多了一个CO2,因此A→B发生加成反应,即B的结构简式为,因此B生成碳酸二甲酯的反应方程式为:;(6)①能与FeCl3发生显色反应,则含有酚羟基,②苯环上只有两个取代基且处于对位, 同分异构体中含有“”,对位上是-C5H11,存在“C-C-C-C-C、、”,因此共有8种;只有5组峰,说明有5种氢,符合情况的是;(7)根据A生成H的路线,合成1,3-戊二烯的路线是:。 点睛:本题考查有机物的合成和推断,突破口在A上,根据A的分子式以及只有一种氢,不要只想链状的,有可能是环状的结构,从而突出A为,进行推断过程中把握反应前后结构简式对比,找出不同和相同,不同的地方就是断键处,如F→G,F中有I,而G中不存在I,说明反应中去掉I,即取代反应,从而作出合理的推断。  
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考点分析:
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abcde是原子序数依次递增的五种短周期元素,其中a元素组成的一种粒子不含电子;b元素的最高价氧化物的水化物甲能与其氢化物生成一种盐乙;d的单质能与酸、碱反应均生成氢气;a,b,d三种元素能与c元素形成常见的化合物;d,e两种元素组成de3型化合物.

(1)写出由以上某些元素构成的既含极性共价键,又含非极性共价键的化合物的电子式_________(写出一种即可)

(2)b的常见氢化物的空间构型是_________:bc的最简单氢化物中稳定性最强的是_____(填化学式)。

(3)写出三种由以上元素组成的具有漂白性的物质_________(写化学式)。

(4)be3和含有ec2离子的溶液反应可生成ec2气体和一种碱性气体,写出其离子方程式________.

(5)常温下,甲、乙的水溶液的 pH 均为 5。则两溶液中由水电离出的 H+浓度之比是_________.

(6)由上述元素所形成的常见物质 XYZWMN 有如下转化关系:

X 溶液与 Y 溶液反应的离子方程式为___________

②将一小块N的金属箔在酒精灯上加热至熔化后的现象为__________

 

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高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型、高效、多功能水处理剂。

(1)工业上的湿法制备方法是用KClO与Fe(OH)3在KOH存在下制得K2FeO4,该反应氧化剂与还原剂物质的量之比为________________

(2)实验室用食盐、废铁屑、硫酸、KOH等为原料,通过以下过程制备K2FeO4

①操作(Ⅰ)的方法为_________________,隔绝空气减压干燥。

②检验产生X气体的方法是________________

③最终在溶液中得到K2FeO4晶体利用的原理是____________________

(3)测定某K2FeO4样品的质量分数,实验步骤如下:

步骤1:准确称量1.0g样品,配制100mL溶液,

步骤2:准确量取25.00mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中

步骤3:在强碱性溶液中,用过量CrO2与FeO42-反应生成Fe(OH)3和CrO42-

步骤4:加稀硫酸,使CrO42-转化为Cr2O72-,CrO2转化为Cr3+,Fe(OH)3转化为Fe3+

步骤5:加入二苯胺磺酸钠作指示剂,用0.1000mol·L-1 (NH42Fe(SO42标准溶液滴定至终点(溶液显紫红色),记下消耗(NH42Fe(SO42溶液的体积,做3次平行实验,平均消耗(NH42Fe(SO42溶液的体积30.00 mL。

已知:滴定时发生的反应为:6Fe2++Cr2O72-+14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O。

①步骤2中准确量取25.00mL K2FeO4溶液加入到锥形瓶中所用的仪器是______________

②写出步骤3中发生反应的离子方程式__________________________

③步骤5中能否不加指示剂_________,原因是________________

④根据上述实验数据,测定该样品中K2FeO4的质量分数为__________

(4)配制0.1mol·L-1的K2FeO4,调节溶液pH,含铁离子在水溶液中的存在形态如图所示。下列说法正确的是__________ (填字母)。 

A.pH=2时,c(H3FeO4+)+c(H2FeO4)+c(HFeO4)=0.1mol·L-1

B.向pH=10的这种溶液中加硫酸铵,则HFeO4的分布分数逐渐增大

C.向pH=1的溶液中加HI溶液,发生反应的离子方程式为:H2FeO4+H+=H3FeO4

D.将K2FeO4晶体溶于水,水溶液呈弱碱性

 

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二甲醚又称甲醚,简称DME,熔点-141.5 ℃,沸点-24.9 ℃,与石油液化气(LPG)相似,被誉为“21世纪的清洁燃料”。制备原理如下:

Ⅰ.由天然气催化制备二甲醚:

2CH4g+O2gCH3OCH3g+H2Og   ∆H1

Ⅱ.由合成气制备二甲醚:

COg+2H2gCH3OHg            ∆H2=-90.7 kJ·mol-1

2CH3OHgCH3OCH3g+H2Og     ∆H3

回答下列问题:

(1)若甲烷和二甲醚的燃烧热分别是890.3 kJ·mol-11453.0 kJ·mol-11mol液态水变为气态水要吸收44.0 kJ的热量。反应③中的相关的化学键键能数据如下:

化学键

H-H

C-O

H-O(水)

H-O(醇)

C-H

E/kJ.mol-1

436

343

465

453

413

 

则∆H1__________kJ·mol-1、∆H3__________kJ·mol-1

(2)反应①的化学平衡常数表达式为_____________

制备原理Ⅰ中,在恒温、恒容的密闭容器中合成,将气体按nCH4:nO2)=2:1混合,能正确反映反应①中CH4的体积分数随温度变化的曲线是_______________

下列能表明反应①达到化学平衡状态的是________

a.混合气体的密度不变

b.反应容器中二甲醚的百分含量不变

c.反应物的反应速率与生成物的反应速率之比等于化学计量数之比

d.混合气体的压强不变

(3)有人模拟制备原理Ⅱ,在500K时的2L的密闭容器中充入2molCO6molH28min达到平衡,平衡使CO的转化率为80%,cCH3OCH3=0.3mol·L-1,用H2表示反应②的速率是___________;可逆反应③的平衡常数K3=_____________。若在500K时,测得容器中nCH3OH=nCH3OCH3),此时反应③v(正)_________v(逆),说明原因___________

 

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镍电池广泛应用于混合动力汽车系统,电极材料由NiO2、Fe和碳粉涂在铝箔上制成。放电过程中产生Ni(OH)2和Fe(OH)2,Fe(OH)2最终氧化、脱水生成氧化铁。由于电池使用后电极材料对环境有危害,某兴趣小组对该电池电极材料进行回收研究。

已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+

②某温度下一些金属氢氧化物的Ksp及开始沉淀和完全沉淀时的理论pH如表所示:

M(OH)n

Ksp

pH

开始沉淀

沉淀完全

Al(OH)3

2.0×10-32

3.8

——

Fe(OH)3

4.0×10-38

1.9

3.2

Fe(OH)2

8.0×10-16

6.95

9.95

Ni(OH)2

6.5×10-18

5.9

8.9

 

 

回答下列问题:

(1)该电池的负极材料是___________________,正极反应式为_________________

(2)若电池输出电压为3V,给2W灯泡供电,当电池消耗0.02gFe,理论上电池工作__________min(小数点后保留2位)。(已知F=96500C/mol)

(3)将电池电极材料用盐酸溶解后加入适量双氧水,其目的是_____________。过滤,在滤液中慢慢加入NiO固体,则开始析出沉淀时的离子方程式是__________________________________。若将两种杂质阳离子都沉淀析出,pH应控制在___________(离子浓度小于或等于1×10-5mol/L为完全沉淀,lg2=0.3、lg3=0.5);设计将析出的沉淀混合物中的两种物质分离开来的实验方案_____________

(4)将加入NiO过滤后的溶液加入Na2C2O4,得到NiC2O4·2H2O和滤液A,A的主要成分是_____________;电解滤液A,在阴极产生气体B______(填分子式);在阳极产生气体C______(填分子式)。将NiC2O4·2H2O加入到电解后的溶液,再通入电解时某电解产生的气体,即可得到回收产品Ni(OH)3,所通入气体为______(填“B”、“C”)极气体,判断依据是_________

 

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利用下图装置收集气体并验证其某些化学性质,正确的是

选项

气体

试剂

现象

结论

A

NH3

酚酞试液

溶液变红色

NH3的水溶液显碱性

B

Cl2

紫色石蕊试液

溶液立即褪色

Cl2有氧化性

C

SO2

溴水

溶液褪色

SO2有漂白性

D

X(能形成酸雨)

KI淀粉溶液

溶液变蓝

XNO2

 

 

A. A    B. B    C. C    D. D

 

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