甲苯是一种重要的化工原料．某化学实验小组从甲苯经一系列反应合成了化合物C．已知：请完成下列...

高三化学解答题中等难度题查看答案及解析

(12分)对溴甲苯是合成农药溴螨酯的重要原料。工业用液溴、甲苯与1-丙醇共热合成对溴甲苯和1-溴丙烷，其原子利用率很高。实验室模拟的合成流程和相关数据如下：已知：甲苯与溴在有水存在时能反应。

（1）液溴的颜色是__　　 __　 __，实验室存放液溴时应密闭保存，同时需要在试剂瓶中加__　　 ___，以减少挥发。

（2）25℃恒温搅拌至溴的颜色完全褪去时完成甲苯的溴代反应。搅拌的目的是__________。加入水的作用是：易于控制温度；____________________。

（3）加热搅拌操作中加入浓硫酸，搅拌，完成1-丙醇的取代反应，加入浓硫酸的作用是___　　 ___，加热微沸2小时的目的是_______　　 _____。

（4）操作Ⅰ的名称是___________，洗涤操作应在_________(填写仪器名称)中进行。

（5）经以上分离操作后，粗对溴甲苯中还含有的最主要杂质为________(填写名称)，使用操作Ⅱ分离出1-溴丙烷的原理是______________________________________。

（6）分离出的水溶液中含HBr、H2SO4和Fe3+离子，将水溶液稀释定容至1000mL，取20.00mL，加入几滴甲基橙作指示剂，用一定浓度的NaOH溶液滴定，测定出HBr的物质的量明显低于理论值，原因是_____________________；有同学认为无需加入指示剂，也能完成滴定，提出这一观点的理由是_______________________________。

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“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物（如：CO2、CO、CH4、CH3OH等）为初始反应物，合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下：

反应I：2NH3(g)+CO2(g)NH2COONH4(s)　　　　 △H1=-159.47kJ/mol　　　　 K1

反应II：NH2COONH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　 △H2=+72.49kJ/mol　　　　 K2

总反应：2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)　 △H3　　　　　　　　　　　　 K3

请回答下列问题：

（1）①总反应的△H3=_______kJ/mol。该热化学方程式的平衡常数K3=____________(用K1、K2表示)。

②反应I一般在_________（填“高温”或“低温”）情况下有利于该反应的进行。

③一定温度下，在体积为固定的密闭容器中按计量比进行反应I，下列不能说明反应达到了平衡状态的是__________（填序号）。

A．混合气体的平均相对分子质量不再变化　

B．容器内气体总压强不再变化

C．2V正(NH3)=V逆(CO2)　　　　　　　　　

D．容器内混合气体的密度不再变化

④环境为真空时，在一敞开容器（非密闭容器）中加入NH2COONH4固体，足够长时间后，反应是否建立平衡状态? ___________（填“是”或“否”）。

（2）在体积可变的恒压(p总)密闭容器中充入1 mol CO2 与足量的碳，让其发生反应：C(s)+ CO2(g)2CO(g) △H>0。平衡时，体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示。

①T℃时，在容器中若充入稀有气体，v(正)___v(逆)(填“>”“<”或“=”)；若充入等体积的CO2 和CO，平衡________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。

②650℃，CO2 的转化率为_____________。

③已知：气体分压(P分)=气体总压×体积分数。用平衡分压代替平衡浓度表示平衡常数，925℃时，Kp=_____________ (用含P总的代数式表示)。

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“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物（如:CO2、CO、CH4、CH3OH等）为初始反应物,合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。

（1）以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:

反应I:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s)△H1

反应II:NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)　　 △H2=+72.49kJ/mol

总反应:2NH3(g)+CO2(g)==CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3=-86.98kJ/mol

请回答下列问题:

①反应I的△H1=______ kJ/mol

②反应II一般在_________（填“高温”或“低温”）情况下有利于该反应的进行。

③一定温度下,在体积为固定的密闭容器中按计量比进行反应I,下列能说明反应达到了平衡状态的是__________（填序号）。

A．混合气体的平均相对分子质量不再变化　　　　 B．容器内气体总压强不再变化

C．2V正(NH3)=V逆(CO2)　　　　　　　　　　　　　　 D．容器内混合气体的密度不再变化

④环境为真空时,在一敞开容器（非密闭容器）中加入NH2COONH4固体,足够长时间后，反应是否建立平衡状态? ___________（填“是”或“否”）

（2）将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如下图。

①曲线I.II对应的平衡常数大小关系为KI_______KII（填“ >”、“<”或“=”）。

②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

若甲容器平衡后气体的压强为开始的0.8倍,则甲容器平衡混合气体中CH3OH(g)的体积分数为_______，要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,乙容器中c的取值范围为________。

（3）以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如下图,乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是________________。

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“一碳化学”是指以含一个碳原子的化合物（如:CO2、CO、CH4、CH3OH等）为初始反应物,合成一系列重要的化工原料和燃料的化学。

（1）以CO2和NH3为原料合成尿素是利用CO2的成功范例。在尿素合成塔中的主要反应可表示如下:

反应I:2NH3(g)+CO2(g)=NH2COONH4(s)△H1

反应II:NH2COONH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g)　　 △H2=+72.49kJ/mol

总反应:2NH3(g)+CO2(g)==CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H3=-86.98kJ/mol

请回答下列问题:

①反应I的△H1=______ kJ/mol

②反应II一般在_________（填“高温”或“低温”）情况下有利于该反应的进行。

③一定温度下,在体积为固定的密闭容器中按计量比进行反应I,下列能说明反应达到了平衡状态的是__________（填序号）。

A．混合气体的平均相对分子质量不再变化　　　　 B．容器内气体总压强不再变化

C．2V正(NH3)=V逆(CO2)　　　　　　　　　　　　　　 D．容器内混合气体的密度不再变化

④环境为真空时,在一敞开容器（非密闭容器）中加入NH2COONH4固体,足够长时间后，反应是否建立平衡状态? ___________（填“是”或“否”）

（2）将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。测得CH3OH的物质的量随时间的变化如下图。

①曲线I.II对应的平衡常数大小关系为KI_______KII（填“ >”、“<”或“=”）。

②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式加入反应物，一段时间后达到平衡。

若甲容器平衡后气体的压强为开始的0.8倍,则甲容器平衡混合气体中CH3OH(g)的体积分数为_______，要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,乙容器中c的取值范围为________。

（3）以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如下图,乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是________________。

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“一碳化学”是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。发展“一碳化学”，开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料，经“一碳化学”途径制取乙二醇的过程：

（1）在容积为2L的密闭容器中，由CO和H2合成乙醇的反应为

2CO（g）+ 4H2（g）  CH3CH2OH（g）+ H2O(g)，在其他条件不变的情况下，CO的转化率随温度的变化如图所示（注：T1、T2均大于280℃)：

①根据上图可推知该反应ΔH_________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②该反应的平衡常数表达式为____________，降低温度平衡常数将_____（填“变大”、“变小”或“不变”）。

③下列说法中能判断该反应达到化学平衡状态的是_________（选填编号）。

a．容器中的压强不变　　　　　　　 b．混合气体的密度不再变化

c．v正（CO）=2v逆（H2O）　　　　 d．混合气体的平均相对分子质量不再变化

（2）草酸二甲酯水解产物草酸（H2C2O4）为二元中强酸

①用离子方程式解释KHC2O4溶液显酸性的原因：_______________。

②向0.1mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性，此时溶液里各粒子浓度关系正确的是________（填序号）。

a.c（K+）=c（HC2O4-）+c（H2C2O4）+c（C2O42-）　

b.c（K+）+c（Na+）=c（HC2O4-）+c（C2O42-）

c.c（Na+）=c（H2C2O4）+c（C2O42-）　　　　　　　　

d.c（K+）＞c（Na+）

（3）CH3OH（l）气化时吸收的热量为27kJ/mol，CH3OH（g）的燃烧热为677kJ/mol，请写出CH3OH（l）完全燃烧的热化学方程式______________________________。以甲醇为原料，使用酸性电解质构成燃料电池，该燃料电池的负极反应式为_____________。

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“一碳化学”是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。发展“一碳化学”，开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料，经“一碳化学”途径制取乙二醇的过程：

（1）在容积为2L的密闭容器中，由CO和H2合成乙醇的反应为

2CO（g）+ 4H2（g）  CH3CH2OH（g）+ H2O(g)，在其他条件不变的情况下，CO的转化率随温度的变化如图所示（注：T1、T2均大于280℃)：

①根据上图可推知该反应ΔH_________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②该反应的平衡常数表达式为____________，降低温度平衡常数将_____（填“变大”、“变小”或“不变”）。

③下列说法中能判断该反应达到化学平衡状态的是_________（选填编号）。

a．容器中的压强不变　　　　　　　 b．混合气体的密度不再变化

c．v正（CO）=2v逆（H2O）　　　　 d．混合气体的平均相对分子质量不再变化

（2）草酸二甲酯水解产物草酸（H2C2O4）为二元中强酸

①用离子方程式解释KHC2O4溶液显酸性的原因：_______________。

②向0.1mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性，此时溶液里各粒子浓度关系正确的是________（填序号）。

a.c（K+）=c（HC2O4-）+c（H2C2O4）+c（C2O42-）　

b.c（K+）+c（Na+）=c（HC2O4-）+c（C2O42-）

c.c（Na+）=c（H2C2O4）+c（C2O42-）　　　　　　　　

d.c（K+）＞c（Na+）

（3）CH3OH（l）气化时吸收的热量为27kJ/mol，CH3OH（g）的燃烧热为677kJ/mol，请写出CH3OH（l）完全燃烧的热化学方程式______________________________。以甲醇为原料，使用酸性电解质构成燃料电池，该燃料电池的负极反应式为_____________。

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【化学—选修5有机化合物】甲苯是有机化工生产的基本原料之一。利用乙醇和甲苯为原料，可按下列路线合成分子式均为C9H10O2的有机化工产品E和J。

已知：
请回答：

(1)写出下列反应方程式

①B+D→E______________________________________。

②G→H________________________________________。

(2)①的反应类型为__________；②的反应类型为__________；F的结构简式为__________。

(3)E、J有多种同分异构体，写出符合下列条件的4种同分异构体的结构简式。要求：①与E、J属同类物质②苯环上有两个取代基且苯环上的一氯代物只有两种。

__________________________________________

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某研究小组以邻硝基甲苯为起始原料，按下列路线合成利尿药美托拉宗。

已知：

R-COOH+

请回答：

(1)下列说法正确的是________。

A 反应Ⅰ的试剂和条件是和光照　　 B 化合物C能发生水解反应

C 反应Ⅱ涉及到加成反应、取代反应　　 D 美托拉宗的分子式是

(2)写出化合物D的结构简式_________。

(3)写出的化学方程式____________。

(4)设计以A和乙烯为原料合成C的路线(用流程图表示，无机试剂任选)____。

(5)写出化合物A同时符合下列条件的同分异构体的结构简式_____。

谱和谱检测表明：①分子中共有4种氢原子，其中环上的有2种；②有碳氧双键，无氮氧键和。

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1，6—己二酸是合成高分子化合物尼龙的重要原料之一，可用六个碳原子的化合物氧化制备。下图是合成尼龙的反应流程：

已知：2CH3COOH

完成下列填空：

（1）写出反应类型：反应①_____反应②__________。

（2）A和B的结构简式为_______、_________。

（3）在上述反应流程的物质中，含氢原子位置不同最多的物质是___________（填名称），最少的物质是________（填结构简式）。

（4）由 合成尼龙的化学方程式为___________。

（5）由A通过两步制备1,3—环己二烯的合成线路为：_____。

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