内容正文:
威远中学校2027届高三上第二次学情检测
化学试题
可能用到的原子量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题(本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题意。)
1.化学与生活、环境、材料密切相关。下列说法正确的是
A.石墨烯属于新型有机材料
B.护肤品中的甘油具有吸水保湿作用
C.味精是一种常见防腐剂,其化学名称为谷氨酸钠
D.利用高烟囱将含硫废气和含氮废气排入高空,可减少污染
2.在酸性条件下可发生反应:,硫单质常有、、等。下列说法正确的是
A.中含有非极性键 B.的电子排布式为
C.、、互为同位素 D.的电子式为
3.用代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法中,正确的是
A.碳酸钠和碳酸氢钠的混合物含有的氧原子数为
B.标准状况下,乙烯中键数为、键数为
C.醋酸溶液中含有的氢离子数为
D.羟基()所含电子数为
4.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.含0.1 mol·L-1 NaHCO3的溶液中:Mg2+、Al3+、、
B.能使甲基橙显红色的溶液中:Zn2+、Fe2+、ClO-、Cl-
C.明矾溶液中:、K+、I-、Br-
D.=1.0×10-12的溶液中:Cu2+、Na+、S2-、
5.已知可由次磷酸()与过量的溶液反应生成。类推是常用的思维方法,下列类推正确的是
A.与水反应生成碱,与水反应也生成碱
B.属于酸式盐,也属于酸式盐
C.与之间形成离子键,与之间也形成离子键
D.中滴入几滴水伴随放热现象,中滴入几滴水也伴随放热现象
6.盘尼西林是一种抗生素,结构简式如图所示。下列有关盘尼西林的说法正确的是
A.碳的杂化方式有三种
B.分子中含有4个手性碳原子
C.分子中所有碳原子一定共平面
D.酸性条件下水解产物之一为苯乙酸
7.下列关于离子方程式的书写正确的是
A.将少量二氧化硫气体通入次氯酸钠溶液中:
B.草酸使酸性高锰酸钾溶液褪色:
C.向苯酚钠溶液中通入少量CO2,溶液变浑浊:
D.向硫酸四氨合铜溶液中加入乙醇,析出晶体:
8.下列装置或操作能达到相应实验目的的是
A
B
C
D
制备NH3并测量其体积
验证浓硫酸具有吸水性,SO2具有漂白性
探究Fe3+与I-的反应是否为可逆反应
探究NH3和HCl的反应产物
9.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.
B.
C.
D.
10.随原子序数的递增,八种短周期元素的原子半径、最高正价或最低负价的变化如图所示。
下列叙述正确的是
A.简单离子半径的大小顺序:
B.与两种元素只能形成一种化合物
C.、、的最高价氧化物对应的水化物两两之间能发生反应
D.、、组成的化合物可能是酸,但不可能是盐
11.由有机物M制备某液晶聚芳酯N的反应如下。下列说法正确的是
A.1 mol M最多可与3 mol NaOH反应
B.,化合物X为乙酸
C.该反应为加聚反应,产物N为高聚物
D.M中含有2种官能团,最多有26个原子共平面
12.某小组探究用盐酸浸取废旧电池的正极材料(含、、),实验装置如图所示(加热和夹持装置省略)。已知:乙装置加热温度为70℃,正极材料中三种氧化物都能与盐酸反应,湿润的有色布条褪色。下列说法正确的是
A.装置甲过程体现浓硫酸脱水性
B.使用单向阀的目的是净化HCl
C.丙中布条褪色说明乙中产生的有漂白性
D.丁中可装NaOH溶液,用于吸收尾气中HCl和
13.合成气的一种制备原理为 ,在合金催化下,甲烷脱氢阶段的反应历程如图所示(*表示吸附在催化剂表面)。下列说法正确的是
A.合成气制备过程中既存在非极性键断裂又存在极性键生成
B.低温有利于反应的自发进行
C.反应的活化能大于活化分子变成生成物分子放出的能量
D.在合金催化下,该历程中决速步骤的
14.以富钒炉渣(主要成分为,还含有杂质、)为原料制备的工艺流程如下:
已知:“氧化”时,转变成;“沉钒”时,生成沉淀,且需控制溶液的。
下列说法正确的是
A.“焙烧”时,被氧化的金属元素为V和Fe
B.“酸浸”时,试剂X可选用盐酸
C.“氧化”时,离子反应为
D.“调pH”时,可加入过量,提升除杂效率
15.苹果酸是二元弱酸,以H2A表示,常用于制造药物、糖果等。25℃时,溶液中H2A、HA-和A2-的分布系数随溶液pH变化如图。
例如:A2-的分布系数
该温度下,下列说法错误的是
A.曲线①是H2A的分布系数曲线
B.H2A的
C.反应的平衡常数
D.pH=6时,溶液中粒子浓度的大小关系为
二、解答题
16.(14分)苯氧乙酸是制备除草剂(2,4-二氯苯氧乙酸)的原料。
Ⅰ.制备苯氧乙酸()的反应原理:
(1)写出过程Ⅱ的反应方程式________________。
Ⅱ.制备苯氧乙酸的实验过程:
步骤1:如图1装置所示,在三颈烧瓶中加入7.6 g氯乙酸()和10 mL水,开动搅拌,慢慢滴加稍过量的饱和溶液(约需16 mL),至溶液pH为7~8,然后加入5.0 g苯酚(),再慢慢滴加35%的NaOH溶液至反应混合液pH为12。
步骤2:将反应物在沸水浴中加热约0.5 h。反应过程中pH会下降,应补加NaOH溶液,保持pH为11~12,在沸水浴上再继续加热30 min,使反应完全。
步骤3:反应完毕后,将三颈烧瓶移出水浴,趁热转入锥形瓶中,在搅拌下用浓盐酸酸化至pH为2~3。
步骤4:在冰水浴中冷却,析出固体,待结晶完全后,抽滤(如图2装置所示),将粗产物用冰水洗涤2-3次,在60~65℃干燥,产量约6.0g。
图2为减压过滤装置
1-水泵 2-抽滤瓶
3-布氏漏斗 4-安全瓶
回答下列问题:
(2)仪器A的名称为________,仪器B中冷凝水从________口进(填a或b)。
(3)相对酒精灯直接加热,步骤2用沸水浴加热的优点是________________。
(4)在步骤1中,不能用NaOH溶液替代溶液理由是_________________________。
(5)步骤4中抽滤的优点是___________(任写一点即可);洗涤粗产物时用冰水的主要原因是________________。
(6)本实验产率最接近________(填标号)。
A.46% B.58% C.75% D.81%
17.(14分)钴广泛应用于机械制造、电子电器、航空航天、电池制造等行业,是国家重要的战略资源。用含钴废料(主要成分为,含少量等)制备草酸钴晶体()的工艺流程如图所示,试回答下列问题。
已知:①具有强氧化性。②。
(1)为提高含钴废料的浸出效率,可采取的措施是______________________________(任写一条)。
(2)浸出过程中加入的作用是___________________;浸出渣主要成分为_______。(填化学式)
(3)向“浸出液”中加入适量的时,发生反应的离子方程式为_______________________________。
(4)①“除钙镁”后,滤液中当除尽时,_______。
②若“调”时溶液的偏低,将会导致、沉淀不完全,原因是______________________________
________________________________________。
(5)甲同学为测定草酸钴晶体(,)的纯度,设计了如下实验步骤。
①称取制得的草酸钴晶体,先用适当试剂将其转化,得到草酸铵溶液作为待测液。
②取待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀酸化。
③用浓度为标准溶液进行滴定:重复滴定3次,达到终点时消耗标准溶液平均为。则达到滴定终点的实验现象是______________________________________________,草酸钴晶体的纯度为_______。
18.(13分)氢气是清洁的二次能源,氢能产业链包含制氢、储氢等环节。回答下列问题:
Ⅰ.制氢
工业上常用甲烷—水蒸气催化重整制备氢气,反应如下:
i.
ii.
(1)已知:、101kPa时,部分化学键的键能数据如下表:
化学键
(CO)
键能()
463
415
436
1072
计算_________。
(2)恒温、恒容,向催化重整反应体系中加入少量CaO,氢气的平衡产率_________(填“增大”“减小”或“不变”),理由是_______________________________________________________________________。
(3)在,条件下,甲烷—水蒸气重整反应达到平衡时体系中各组分物质的量分数与投料水碳比[]的计算结果如图所示。
①曲线a、b、c中,代表和的分别是_________、_________。
②水碳比为4时,的平衡转化率为_________;反应的平衡常数
______________________(用分压代替浓度,分压总压物质的量分数,列出计算式即可)。
Ⅱ.储氢
钛锰系储氢合金常温下能快速吸放氢气,其储氢反应为。不同温度下向体积相同的刚性密闭容器中分别加入一定量的氢气及足量的,起始压强均为。
(4)上述储氢反应自发进行的条件是_____________(填“高温”“低温”或“任意温度”)。某温度下,储氢反应5分钟时测得的转化率为2.5%,用的压强变化表示该温度下前5分钟的平均反应速率为_____。
19.(14分)生物碱喹诺里西啶G的一种合成路线如下:
回答下列问题
(1)A中含氧官能团名称_____________________。
(2)A→B过程中生成的有机小分子的名称为___________________。
(3)F→G转化总过程的反应类型为______________。
(4)写出A与银氨溶液反应的化学方程式__________________________________________________________。
(5)写出D的结构简式____________________________。
(6)与盐酸反应的产物为________________。
(7)C有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体为________。
①含有吡啶环()结构
②含有,不含
③核磁共振氢谱显示有五组峰(峰面积之比为6∶4∶3∶2∶2)
(8)喹诺里西啶G的某种逆合成分析如下:
已知H与F具有类似的环状结构,相对分子质量相差2,写出H的结构简式________________。
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化学试题参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
B
A
A
C
A
D
D
D
A
C
题号
11
12
13
14
15
答案
A
D
C
A
C
1.B
【详解】A.石墨烯是由碳元素形成的单质,属于无机非金属材料,不属于有机材料,A错误;B.甘油具有吸湿性,能吸收并保持水分,可在护肤品中起吸水保湿作用,B正确;C.味精的主要成分是谷氨酸钠,主要用作增味剂,不是常见防腐剂,C错误;D.高烟囱只能使含硫、含氮废气扩散到更大范围,不能减少污染物的排放总量,D错误;故选B。
2.A
【详解】A.由和构成,内存在非极性共价键,A正确;B.原子的电子排布式为,形成时失去最外层2个电子,故的电子排布式为,B错误;C.同位素的研究对象是质子数相同、中子数不同的原子,、、是硫元素形成的不同单质,互为同素异形体,C错误;D.是共价化合物,原子最外层6个电子,与2个原子各共用1对电子,剩余2对孤对电子,正确的电子式为,D错误;故选A。
3.A
【详解】A.碳酸钠(Na2CO3)和碳酸氢钠(NaHCO3)均含3个氧原子,0.1mol混合物中氧原子总数为0.1mol×3=0.3mol,即0.3NA,A正确;B.乙烯(C2H4)分子中每个双键含1个σ键和1个π键,单键均为σ键。每个乙烯分子共有5个σ键(4个C-H、1个C-C)和1个π键。1mol乙烯含5NA个σ键和1NA个π键,B错误;C.醋酸为弱酸,部分电离,100mL 1mol/L醋酸溶液中H+浓度远小于0.1mol/L,氢离子数小于0.1NA,C错误;D.羟基(-OH)中O原子含8个电子,H原子含1个电子,总电子数为9,0.1mol羟基含电子数为0.9NA,D错误;故选A。
4.C
【详解】A.溶液中,与发生双水解反应:,不能大量共存,A错误;B.甲基橙显红色的溶液呈酸性,酸性条件下具有强氧化性,可氧化,且与在酸性条件下发生归中反应生成,不能大量共存,B错误;C.明矾溶液中含有,与、、、均不发生反应,离子间无沉淀、气体、氧化还原、双水解等反应,能大量共存,C正确;
D.的溶液中,,溶液呈强碱性,可与反应生成沉淀,且与反应生成沉淀,不能大量共存,D错误;故选A。
5. A
【详解】A.与水反应生成碱,作为碱性氧化物,与水反应生成碱,符合反应规律,A正确;B.是三元酸的酸式盐,而是一元酸,与过量反应生成的无法电离出氢离子,属于正盐,B错误; C.与形成的是离子化合物,含离子键,但与形成的是共价化合物,仅含共价键,C错误;D.滴入少量水时因形成结晶水合物放热,而滴入少量水的过程为吸热过程,D错误;故选A。
6.D
【详解】A.该分子中碳原子的杂化方式只有(苯环碳、羰基碳)和(饱和烷烃碳)两种,不存在杂化,A错误;B.手性碳原子是连有4个不同基团的饱和碳原子,该分子共含有3个手性碳原子,B错误;C.分子中存在多个杂化的饱和碳原子,具有四面体空间结构,且单键可旋转,所有碳原子不可能共平面,C错误;D.分子中含有酰胺键,酸性条件下水解时酰胺键断裂,产物之一为(苯乙酸),D正确;故选D。
7.D
【详解】A.具有强氧化性,可将氧化为,正确产物为、和,正确离子方程式: ,A错误;B.草酸是二元弱酸,属于弱电解质,书写离子方程式时不能拆为,应写化学式,正确离子方程式:,B错误;C.酸性:,苯酚钠与反应,量多少均生成,不能生成,正确化学方程式: ,C错误;D.乙醇可降低硫酸四氨合铜晶体的溶解度,促使其析出,离子方程式书写正确,D正确;故选D。
8.D
【详解】A.极易溶于水,会被量气管中的水吸收,无法测量其体积,A错误;B.浓硫酸使蔗糖脱水炭化体现脱水性,与炭反应生成体现强氧化性,不体现吸水性,B错误;C.实验中过量,即使反应不是可逆反应也会有剩余,无法证明反应可逆,C错误;D.浓氨水挥发的和浓盐酸挥发的反应生成白色固体,产生白烟,可探究二者反应产物,D正确;故选D。
9.A
【详解】A.与二氧化碳反应生成和,光照分解成和,故A符合题意;B.电解溶液生成NaOH、H2和Cl2,电解熔融氯化钠才能生成钠单质,故B不符合题意;C.浓盐酸与二氧化锰在加热条件下反应生成氯气,而不是常温,故C不符合题意;D.氯气的氧化性很强,铁与氯气反应生成的是,故D不符合题意;故选A。
10.C
【分析】首先推断元素:由化合价和原子半径变化可知,为、为、为、为、为、为、为、为。【详解】A.、、电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,离子半径顺序为,A错误;B.与可形成、两种化合物,B错误;C.、、的最高价氧化物对应的水化物分别为、、,为两性氢氧化物,三者两两之间均可发生反应,D正确;D.、、可组成酸,也可组成盐,C错误;故选C。
11.A
【详解】A.M中含有1个酚酯基和1个羧基,1mol酚酯基水解后生成的乙酸和酚羟基共消耗2mol ,1mol羧基消耗1mol ,故1mol M最多可与3mol 反应,A正确;B.该反应为缩聚反应,m个M反应脱去个小分子X,X为乙酸,B错误;C.该反应过程中有小分子乙酸生成,属于缩聚反应,不属于加聚反应,C错误;D.M中含有酯基和羧基2种官能团,单键可旋转,甲基最多有1个氢原子与整体共平面,最多有25个原子共平面,D错误;故选A。
12.D
【分析】甲装置中,浓硫酸遇浓盐酸吸水放热,促进HCl的挥发。HCl气体进入乙装置,与正极材料反应,反应产物为氯气。丙为检验装置,湿润的有色布条褪色,说明乙中确实反应产生了氯气。丁为尾气吸收装置,防止反应产生的氯气和未反应的氯化氢泄漏到空气中,同时避免液体倒吸。【详解】A.装置甲中浓硫酸吸水且溶解放热,促进浓盐酸挥发出,体现浓硫酸的吸水性而非脱水性,A错误;B.单向阀的作用是防止乙中液体倒流入甲装置,并非净化,B错误;C.本身无漂白性,丙中布条褪色是与水反应生成的具有漂白性导致的,C错误;D.溶液可与发生中和反应,也可与反应生成盐和水,能吸收尾气中的和,D正确;故本题选D。
13.C
【详解】A.反应物CH4和CO2中只含极性键(C-H、C=O),断裂的均为极性键;生成物CO含极性键(C≡O)、H2含非极性键(H-H),只存在极性键断裂和极性键、非极性键生成,A错误;B.该反应ΔH>0(吸热)、ΔS>0(气体分子数增多),根据ΔG=ΔH-TΔS,需高温下TΔS>ΔH使ΔG<0才自发,低温不利于自发,高温利于自发进行,B错误;C.正反应活化能(Ea正(正))是反应物到过渡态的能量差,活化分子(过渡态)变成生成物放出的能量为过渡态到生成物的能量差(即逆反应活化能Ea(逆))。因ΔH=Ea(正)-Ea(逆)>0,故Ea(正)> Ea(逆),即活化能大于活化分子变成生成物放出的能量,C正确;D.决速步骤是活化能最大的步骤。由历程图,反应ii(CH3*+H*→过渡态2→CH2*+2H*)活化能最大(5.496-1.687=3.809 eV),该步骤ΔH=4.035-1.687=2.348 eV,单位错误,D错误;故选C。
14.A
【分析】富钒炉渣(主要成分为,含、杂质)通入作为氧化剂,氧化原料中低价态的金属元素;加入酸(试剂X)溶解金属氧化物,使V、Fe、Al转化为离子进入溶液,不溶性的可被过滤除去,此时V以存在;加入将氧化为;加入调节pH,使、转化为氢氧化物沉淀除去,得到滤渣;加入沉钒试剂得到沉淀,煅烧后得到最终产物。
【详解】A.原料中V的化合价为+3价,低于产物中钒的最高价+5,焙烧时通入作氧化剂,、的化合价均升高,都被氧化,A正确;B.若酸浸试剂选用盐酸,后续加入的氧化剂会氧化生成有毒的,因此不能选盐酸,B错误;C.“氧化”在酸浸之后,溶液为酸性环境,反应物不能写,正确的离子方程式为:,C错误;D.已知“沉钒”需要控制,加入过量会使溶液过高,不符合沉钒要求,还会造成钒提前沉淀损失,因此不能加过量,D错误;故选A。
15.C
【分析】存在电离平衡:,,随升高,的分布系数减小,为曲线①,的分布系数先增大后减小,为曲线②,的分布系数增大,为曲线③;根据图示,时,时,,同理:。【详解】A.由分析可知,随着pH升高,的分布系数逐渐减小,故①为的分布系数曲线,A正确;B.由分析可知,时,,即,,B正确;C.反应的平衡常数,C错误;D.pH=6时,由图像可知,分布系数大于,分布系数极小,故,D正确;故选C。
16.(1)
(2) 恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗)(1分) a (1分)
(3)受热均匀,便于控制温度
(4)溶液碱性强,容易导致氯乙酸发生水解
(5)过滤速度快(或得到的固体较干燥) 降低苯氧乙酸的溶解度,减少洗涤过程中的产物损失
(6)C
【分析】首先在三颈烧瓶中加入氯乙酸和水,滴加碳酸钠溶液将氯乙酸转化为氯乙酸钠,防止其在后续强碱性条件下发生水解;然后加入苯酚和氢氧化钠溶液,在沸水浴加热条件下,氯乙酸钠与苯酚钠发生取代反应生成苯氧乙酸钠;反应结束后,利用强酸制弱酸的原理,加入浓盐酸酸化,将苯氧乙酸钠转化为苯氧乙酸沉淀;最后通过冰水浴冷却结晶、抽滤、冰水洗涤、干燥得到粗产物。据此分析解答各小题。
【详解】(1)过程Ⅱ中,加入的苯酚先与反应生成苯酚钠和水,苯酚钠再与氯乙酸钠发生取代反应生成苯氧乙酸钠和氯化钠,总反应方程式为:。
(2)根据图1实验装置可知,仪器A带有侧管,可以平衡漏斗内外气压使液体顺利滴下,其名称为恒压滴液漏斗(或恒压分液漏斗);仪器B为球形冷凝管,为了达到良好的冷凝回流效果,冷凝水应遵循“下进上出”的原则,故从a口进水。
(3)相比于使用酒精灯直接加热,采用沸水浴加热的优点是受热均匀,且便于控制加热温度在左右,防止局部温度过高导致副反应发生或有机物过度挥发。
(4)氯乙酸中含有碳氯键,在强碱性条件下极易发生水解反应生成羟基乙酸钠,而溶液碱性较弱,可避免氯乙酸大量水解,因此不能用溶液替代溶液。
(5)抽滤(减压过滤)相比于常压过滤,其优点是过滤速度快,且得到的固体产物较干燥;苯氧乙酸在冷水中的溶解度较小,用冰水洗涤可以有效降低产物的溶解度,减少洗涤过程中的溶解损失,同时洗去表面附着的杂质。
(6)实验中加入氯乙酸的物质的量为 ,苯酚的物质的量为 。氯乙酸过量,理论产量应以苯酚的量进行计算。根据反应方程式,理论上生成苯氧乙酸(摩尔质量为 )的质量为 。本实验的实际产量为 ,则产率为 ,最接近,故选C。
17.(1)将含钴废料粉碎 (1分)
(2) 将还原为(1分) 、
(3)
(4) 偏低,浓度过大,和结合成分子,降低了浓度,导致、溶解平衡向溶解方向移动;
(5) 当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且不变色
【分析】含钴废料中加入盐酸和亚硫酸钠,与盐酸和亚硫酸钠发生反应,转化为Co2+,与盐酸和亚硫酸钠发生反应,转化为Fe2+,浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Al3+、Mg2+、Ca2+等,浸出渣为硫酸钙和二氧化硅,工艺流程最终得到草酸钴,加入NaClO3将Fe2+氧化为Fe3+,加入Na2CO3调pH,可得到Fe(OH) 3、A(OH) 3沉淀,过滤后所得滤液主要含有CoCl2、MgCl2、CaCl2,用NaF除去钙离子、镁离子,过滤后向滤液中加入萃取剂,萃取后的水层中主要含有CoCl2,加入草酸铵溶液得到草酸钴晶体。
【详解】(1)为提高含钴废料的浸出效率,可采取的措施是将含钴废料粉碎、适当加热、适当增大盐酸浓度等(或其他合理答案);
(2)已知具有强氧化性,浸出过程中加入的作用是将还原为;根据分析知,浸出渣的主要成分为、;
(3)根据流程图可知,加入的作用是将氧化为,该反应的离子方程式为;
(4)①滤液中时,;
②pH偏低,浓度过大,和结合成HF分子,降低了浓度,、溶解平衡向溶解方向移动,将会导致、沉淀不完全;
(5)酸性KMnO4溶液为紫红色,滴定终点时无色变为紫红色,则滴定终点的现象是当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且不变色;
根据反应的离子方程式5C2O+2MnO+16H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O可知,n(C2O)=2.5n(MnO)=2.5×0.1000 mol·L-1 ×10.00×10-3L =2.5×10-3mol,故样品中含有的的质量为:2.5×10-3mol×183 g·mol-1×=1.83g,故样品的纯度为×100%=75%
18.(1)+206(1分)
(2) 增大(1分) CaO吸收CO2,直接影响反应ii使其平衡正移(合理即可)
(3)b(1分) a (1分) 66.7%
(4) 低温(1分) 0.025
【详解】(1)根据反应热 ,可得 ;
(2)向体系中加入少量,会与体系中的反应生成,导致生成物的浓度降低,促使反应ii的平衡正向移动,生成更多的;同时反应ii正向移动消耗了,使浓度降低,促使反应i的平衡也正向移动,进一步生成。因此,氢气的平衡产率增大;
(3)① 随着投料水碳比 的增加,体系中的物质的量分数逐渐增大,而的物质的量分数逐渐减小。结合图像可知,曲线呈上升趋势且数值较大,代表;曲线呈下降趋势,代表;② 设初始 ,,反应i转化了 ,反应ii转化了 ,平衡时各物质的量为:,,,,,总物质的量为 ;由图可知,水碳比为4时,(曲线)的物质的量分数为 ,即 ,解得 ,故的转化率为 ;此时的物质的量分数为 ,即 ,代入 解得 。平衡时 ,与 相等,故的物质的量分数也为 ;总反应 的平衡常数 ;
(4)储氢反应 的 (放热)且 (气体分子数减少),根据吉布斯自由能判据 时反应自发,可知该反应在低温下自发进行;恒温恒容条件下,气体的压强变化与物质的量变化成正比;前5分钟消耗的压强 ,故用压强变化表示的平均反应速率 。
18.(1)醛基(1分) (2)乙酸 (1分) (3)还原反应
(4) (5)
(6) (7)或 (8)
【分析】A→B:A的仲氨基()被乙酸酐乙酰化,氮上的活泼被乙酰基取代,得到B。B→C:B的醛基在作用下,与膦酸酯试剂发生烯烃化反应,将醛基转化为反式碳碳双键,得到含α,β-不饱和酯结构的产物C。C→D:C的碳碳双键在催化下发生完全加氢还原,双键变为饱和单键,得到分子式为的饱和中间体D。D→E:在的酸性条件下,D的原子上的乙酰基发生水解脱除,恢复仲氨基(),得到侧链含甲酯结构的E。E→F:E在三乙胺的碱性条件下发生分子内的酯的胺解反应脱去一分子甲醇,关环形成并环内酰胺F。F→G:F的内酰胺羰基被强还原剂彻底还原,羰基转化为亚甲基,最终得到G。
【详解】(1)A的结构中含有的官能团为亚氨基()和醛基(),共2种;
(2)A的亚氨基与乙酸酐发生酰化反应,乙酸酐的酰基连接到上,剩余部分生成乙酸;
(3)F的五元环上的羰基被还原为亚甲基,最终得到饱和的含氮杂环G,总过程为还原反应;
(4)A和银氨溶液水浴加热,醛基被氧化为羧酸铵,同时生成银单质、氨气和水,化学方程式为:;
(5)C的碳碳双键在条件下被还原(酯基不被该条件还原),得到D;
(6)三乙胺的氮原子有孤对电子,属于有机碱,和盐酸发生酸碱中和反应生成三乙胺盐酸盐();
(7)C的不饱和度为4,吡啶环的不饱和度恰好为4,说明其余基团均为饱和;峰面积6:4:3:2:2对应2个等价的(来自两个的甲基,共6)、2个等价的(来自两个的亚甲基,共4)、1个独立甲基(3)等对称排布,满足要求的同分异构体为或;
(8) H和F相对分子质量差2,且为类似的环状结构,逆合成可得到H是F的环上多一个双键的不饱和内酰胺:即五元环内存在碳碳双键,比F少2个H,相对分子质量小2,则H的结构简式为。
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