1 . 1,6-己二醇是精细化工领域的一种重要原料,广泛应用于UV涂料、聚氨酯、环氧树脂、增塑剂等领域。己二酸二甲酯(DMA)直接加氢制备1,6-己二醇工艺的副产物少、三废少,且产品纯度较高。其制备原理为:
(1)已知
计算上述反应的___________ 。
(2)欲提高己二酸二甲酯(DMA)的平衡转化率,可采取下列措施中的___________ (填标号)。
A.适当增压 B.增大DMA的浓度 C.减小产物浓度 D.改进催化剂
反应后气态混合物冷却至室温,可分离出氢气,冷却过程中最先液化的是1,6-己二醇,其沸点最高的原因是___________ 。
(3)在恒温为T℃、恒容为VL的密闭容器中,若投入1mol DMA和4mol ,起始时压强为mkPa,反应th达到平衡,DMA的转化率为90%,则0~th的平均反应速率v(DMA)=___________ ;T℃下该反应的平衡常数K=___________ (列出计算式即可)。
(4)用作催化剂,反应压强为3MPa,,反应物以一定的流速通过反应管,测得不同温度下DMA的转化率和1,6-己二醇的收率(收率=转化率×选择性)关系如图所示,图中X点的___________ (填“大于”“小于”或“等于”);Y点后,随温度升高1,6-己二醇的收率下降的原因是___________ 。(5)DMA可由己二腈[]合成。又可用丙烯腈()电有机合成,装置如图所示。阴极的电极反应式为___________ 。
(g)+4H2(g)(g)+2CH3OH(g) ∆H
回答下列问题:(1)已知
化学键 | C=O | C—O | C—H | C—C | O—H | H—H |
键能/ | 745 | a | 413 | b | 467 | 436 |
(2)欲提高己二酸二甲酯(DMA)的平衡转化率,可采取下列措施中的
A.适当增压 B.增大DMA的浓度 C.减小产物浓度 D.改进催化剂
反应后气态混合物冷却至室温,可分离出氢气,冷却过程中最先液化的是1,6-己二醇,其沸点最高的原因是
(3)在恒温为T℃、恒容为VL的密闭容器中,若投入1mol DMA和4mol ,起始时压强为mkPa,反应th达到平衡,DMA的转化率为90%,则0~th的平均反应速率v(DMA)=
(4)用作催化剂,反应压强为3MPa,,反应物以一定的流速通过反应管,测得不同温度下DMA的转化率和1,6-己二醇的收率(收率=转化率×选择性)关系如图所示,图中X点的
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2 . 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.3.2g 、混合气体所含质子的数目为 |
B.25℃,101kPa下,56L 所含中子的数目为 |
C.1L pH=1的溶液中所含数目为 |
D.0.1mol环己烷()中所含σ键数目为 |
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3 . 溶剂是影响化学反应的重要因素之一,当反应在无溶剂条件下进行时,具有操作简单、反应时间短、无溶剂浪费且遵循绿色化学的原理等独特优点。因此,无溶剂不对称催化已成为合成化学中的重要课题。化合物H是一种手性有机催化剂,可无溶剂催化如下迈克尔加成反应(Michael addition reaction):
(1)A的化学名称为___________ ;B为反式结构,其结构简式为___________ 。
(2)已知E的核磁共振氢谱只有一个吸收峰。写出D(用简化表示)与E反应的化学方程式___________ ,该反应类型为___________ 。
(3)G的同分异构体中,含有碳、氮环状骨架为的共有___________ 种(不含立体异构)。
(4)推测H催化A和B反应的部分机理可能为:A异构化为烯醇(),再和B与催化剂H结合(如图所示,表示链的延长)。反应物与催化剂H结合的作用力主要是下列中的___________ (填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.氢键反应过程中,由于受到右后侧A的空间阻碍,B的分子向左侧伸展并以Si-face接受A的进攻(连接),产物为具有手性的C。图中β-碳原子的VSEPR模型在反应前后的变化是___________ 。
(5)如果要合成H的类似物H′(),参照上述合成路线,写出相应的G′的结构简式___________ 。以甲苯为溶剂,H′可催化A与B的迈克尔加成反应,产物主要是___________ (填“C”“C的手性异构体”或“C及其手性异构体各占50%”),判断理由是___________ 。
化合物H的合成路线如下(、分别表示由纸面向内、向外伸展的共价键):
已知:硝基烯烃的平面结构中,、R(大)、R′(小)顺时针排列的面称为Re-face(下图左),逆时针排列的面称为Si-face(下图右),—R″进攻不同面β-碳的产物互为手性异构体回答下列问题:(1)A的化学名称为
(2)已知E的核磁共振氢谱只有一个吸收峰。写出D(用简化表示)与E反应的化学方程式
(3)G的同分异构体中,含有碳、氮环状骨架为的共有
(4)推测H催化A和B反应的部分机理可能为:A异构化为烯醇(),再和B与催化剂H结合(如图所示,表示链的延长)。反应物与催化剂H结合的作用力主要是下列中的
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.氢键反应过程中,由于受到右后侧A的空间阻碍,B的分子向左侧伸展并以Si-face接受A的进攻(连接),产物为具有手性的C。图中β-碳原子的VSEPR模型在反应前后的变化是
(5)如果要合成H的类似物H′(),参照上述合成路线,写出相应的G′的结构简式
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4 . 碲(Te)是一种重要的稀有分散元素,广泛应用于冶金、石油、化工、航空、电子等领域。以某冶炼厂的湿阳极泥(含水26%,主要含锑、砷、铅、铋、银和少量铜、碲等)为原料回收碲的流程如下:已知:氧化还原电位可用来反映水溶液中物质表现出来的氧化还原性,用E(氧化态/还原态)表示。E越高,氧化态的氧化性越强,E越低,还原态的还原性越强。若电解时控制电位高于E,则其氧化态不能被还原。相关物质的氧化还原电位(E)如下表所示:
请回答下列问题:
(1)的基态原子的电子排布式为___________ 。
(2)原料预处理可采用干燥箱中加热氧化或自然堆放氧化(四天以上)两种方式,两相比较,后者的主要优点是___________ ;氧化后的原料还需粉碎、过筛,目的是___________ 。
(3)浸出时,所得滤渣主要含铅、银的化合物,其化学式分别为___________ 、___________ ;添加可显著提高碲和铜的浸出率,说明预处理后的原料中仍存在低价态的碲和铜,写出转化为、而被浸出的离子方程式___________ 。
(4)电解时为防止除Te以外的单质生成,需控制电位的范围为___________ ;加入饱和溶液还原可减少电能消耗并防止阳极生成___________ (填化学式)。
(5)碲可用于制备半导体材料碲化锌,其立方晶胞结构如图所示。以晶胞参数为单位长度建立坐标系,可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。A点碲原子坐标为,C点锌原子坐标为,则B点锌原子坐标为___________ 。若Te的原子半径为rpm,碲化锌晶胞中面心与顶点的碲原子相切,晶体的密度为,则阿伏加德罗常数___________ (列出计算式)。
物质 | |||||
氧化还原电位(E)/V | 0.342 | 0.568 | 0.16 | 小于0.16 | 小于0.16 |
(1)的基态原子的电子排布式为
(2)原料预处理可采用干燥箱中加热氧化或自然堆放氧化(四天以上)两种方式,两相比较,后者的主要优点是
(3)浸出时,所得滤渣主要含铅、银的化合物,其化学式分别为
(4)电解时为防止除Te以外的单质生成,需控制电位的范围为
(5)碲可用于制备半导体材料碲化锌,其立方晶胞结构如图所示。以晶胞参数为单位长度建立坐标系,可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。A点碲原子坐标为,C点锌原子坐标为,则B点锌原子坐标为
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5 . 某小组利用如下装置(夹持装置略),探究浓、稀硝酸与铜反应的气体产物。回答下列问题:(1)仪器X的名称为___________ 。
(2)请写出稀硝酸与铜反应的离子方程式___________ 。
(3)为节约药品用量,有人建议用具支试管(下图)代替仪器X,用试管代替集气瓶。为方便控制铜与硝酸反应的发生和停止,改进措施是___________ ;用改进后的装置进行铜与浓硝酸反应的实验,具支试管中产生的气体和排水收集到的气体___________ (填“相同”“不相同”)。(4)完成实验后,有人提出疑问:在实验中浓硝酸与铜反应生成,仅得到一个,稀硝酸与铜反应生成NO,得到三个,但氧化性却是浓硝酸>稀硝酸。解释角度一:比较氧化剂的氧化性不是比较___________ ;角度二:同一种还原剂能被浓硝酸氧化,不能被稀硝酸氧化。根据角度二设计了如下装置,用以证明浓硝酸和稀硝酸的氧化性强弱关系。滴加浓硝酸之前,需先通入,目的是___________ ;滴加浓硝酸后,当③中为稀硝酸时,其液面上方气体仍为无色;当③中为浓硝酸时,其液面上方气体由无色变为红棕色,反应的化学方程式为___________ 。
(5)有人提出(4)中角度二的验证实验不够简约,可将之前排水集气收集满NO的两支试管用橡胶塞塞紧,为防止气体逸出产生污染,在不取下胶塞的情况下向试管中分别加入稀硝酸、浓硝酸,简述其加入稀硝酸、浓硝酸的方法___________ 。
(2)请写出稀硝酸与铜反应的离子方程式
(3)为节约药品用量,有人建议用具支试管(下图)代替仪器X,用试管代替集气瓶。为方便控制铜与硝酸反应的发生和停止,改进措施是
(5)有人提出(4)中角度二的验证实验不够简约,可将之前排水集气收集满NO的两支试管用橡胶塞塞紧,为防止气体逸出产生污染,在不取下胶塞的情况下向试管中分别加入稀硝酸、浓硝酸,简述其加入稀硝酸、浓硝酸的方法
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6 . 苯甲酸()及其钠盐是常用的食品防腐剂。25℃,苯甲酸的,下列叙述正确的是
A. 溶液稀释100倍,pH增加2 |
B. 溶液的 |
C.苯甲酸钠溶液中: |
D.用NaOH标准溶液滴定苯甲酸溶液,可用甲基橙作指示剂 |
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7 . 长周期元素M的一种配合物对某些有机反应具有优良的催化性能,其结构可用下图表示,其中W、X、Y、Z为原子序数依次增加的短周期元素,M和Z的简单离子的电子层结构相同,下列叙述错误的是
A.简单离子半径:Z>M |
B.电负性:Y>X>W>M |
C.W、X、Y、Z均为元素周期表中p区元素 |
D.该配合物中X原子的轨道杂化类型为、 |
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8 . 电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法:保持污水的pH在5.0~6.0之间,通过电解生成胶体使污水净化。模拟处理装置如图所示,下列说法正确的是
A.铁为阴极,失去电子生成 |
B.工作时熔融盐中的移向Y电极 |
C.X电极的电极反应式为 |
D.污水处理时存在反应(胶体) |
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9 . 下列实验不能达到目的的是
选项 | 目的 | 实验 |
A | 除去苏打中混有的少量小苏打 | 用酒精灯加热固体至恒重 |
B | 比较碳酸和亚硫酸两种电解质的强弱 | 分别测量碳酸、亚硫酸饱和溶液的pH |
C | 用95%酒精制备无水乙醇 | 向95%酒精中加入足量生石灰,蒸馏 |
D | 检验淀粉水解是否完全 | 向淀粉溶液中滴加稀硫酸,加热数分钟,冷却后滴加碘水 |
A.A | B.B | C.C | D.D |
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10 . 点击化学(click chemistry)指快速、高效、模块化、简便地拼接合成,其中最具代表性的反应之一是+1价铜催化叠氮与端炔的反应:
生物正交化学(Bioorthogonal chemistry)则是将化学反应放在活体细胞或组织中快速、无害进行且与生物自身生化反应相互不干扰。为避免铜(Ⅰ)对细胞的毒性,卡罗琳·贝尔托西(Carolyn R。 Bertozzi,2022年诺贝尔化学奖获得者之一)将端炔改为环辛炔,实现了无铜点击化学反应在生物正交化学上的应用,反应如下(其中R代表聚糖或蛋白质,代表荧光标记基团,可连接环辛炔环上的3或4或5号碳原子):
下列有关说法错误的是A.上述反应的类型为加成反应 |
B.三键碳与氢原子或烃基之间的相互影响差异较大,使端炔的化学性质较特殊 |
C.环辛炔中C≡C-C的键角小于180°,稳定性降低,反应活性大于端炔 |
D.碳原子更多的环炔都能替代环辛炔发生无催化的生物正交化学反应 |
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