对羟基苯甲酸丁酯(俗称尼泊金丁酯)可用作防腐剂,对酵母菌和霉菌有很强的抑制作用,工业上常用对羟基苯甲酸与丁醇在浓硫酸催化下进行酯化反应而制得。以下是某课题组开发的从廉价、易得的化工原料出发制备对羟基苯甲酸丁酯的合成路线:
已知以下信息:
①通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基;
②D可与银氨溶液反应生成银镜;
③F的核磁共振氢谱表明其有两种不同化学环境的氢,且峰面积比为1∶1。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________;
(2)由B生成C的化学反应方程式为________,该反应的类型为________;
(3)D的结构简式为________;
(4)F的分子式为________;
(5)G的结构简式为________;
(6)E的同分异构体中含有苯环且能发生银镜反应的共有________种,其中核磁共振氢谱有三种不同化学环境的氢,且峰面积比为2∶2∶1的是________(写结构简式)。
(1)甲醇是一种可再生能源,用途广泛,一种由甲醇、氧气以及强碱溶液制成的新型手机电池,容量达氢镍电池或锂电池的10倍。回答下列有关问题:
如图所示:
①甲池通入CH3OH的电极反应式为 ;乙池石墨一极的电极反应式为 ;
②反应一段时间后,向乙池中加入一定量 能使CuSO4溶液恢复到原浓度;
③甲池中消耗280 mL(标准状况下)O2,此时丙池中理论上最多产生 g沉淀。
(2)工业上有一种生产甲醇的反应:
CO2(g) + 3H2(g)
CH3OH(g) + H2O(g) △H=-49.0kJ·mol-1
在某温度下,容积均为2L的A、B两个容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,经10秒钟后达到平衡,达到平衡时的有关数据如下表:
| 容器 |
A |
B |
| 反应物投入量 |
1mol CO2(g)和3mol H2(g) |
1mol CH3OH(g)和1mol H2O(g) |
| CH3OH(g)浓度(mol•L-1) |
c1 |
c2 |
| 反应能量变化 |
放出29.4kJ |
吸收akJ |
①从反应开始至达到平衡时,A中用CO2来表示的平均反应速率为 ;
②该温度下,反应CO2(
) + 3H2(
)
CH3OH(
) + H2O(
) 的化学平衡常数的值为 ;
③a= 。
④下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。
A.升高温度B.充入氢气
C.将水蒸气从体系中分离 D.用更有效的催化剂
根据下图填空:
已知:1 mol A与2 mol H2反应生成1 mol E
(1)化合物A含有的官能团名称是 。
(2)B在酸性条件下与Br2反应得到D,写出D与足量NaOH溶液反应的化学方程式是 。
(3)与A具有相同官能团的A的同分异构体的结构简式是 。
(4)写出E的结构简式 。
(5)写出A→B的化学方程式 。
利用周期表中同族元素的相似性,可预测元素的性质。
(1)P元素的基态原子有_______个未成对电子,白磷的分子式为P4,其结构如下图所示。
科学家目前合成了N4分子,N原子的杂化轨道类型是________,N -N键的键角为________;N4分解后能产生N2并释放出大量能量,推测其用途为________。
(2) N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为________。
(3)立方氮化硼晶体的结构如下图所示:
该晶体中,B原子填充在N原子的________空隙,且占据此类空隙的比例为________ (填百分数)。
(4) N与As是同族元素,B与Ga是同族元素,立方砷化镓晶体与立方氮化硼晶体结构类似,两种晶体中熔点较高的是________;立方砷化镓晶体的晶胞边长为a pm,则其密度为________g·cm-3 (用含a的式子表示,设NA为阿伏加德罗常数的值)。
过氧化碳酰胺(CO(NN2)2·H2O2)是一种白色晶体,易溶于水和有机溶剂,稍高温度时(>45℃)即分解,可作为高效、安全、方便的固体消毒剂。工业上常用湿法合成,工艺流程如下:
(1)反应器中发生的反应为:CO(NH2)2+H2O2
CO(NN2)2·H2O2 △H <0,应采取_______方式加热,从母液中循环利用的物质为________。
(2)操作①采用减压蒸发的原因是________,操作④、⑤名称为________、________。
(3)过氧化碳酞胺也可用干法流程制取:
与湿法工艺对比,干法工艺的优点是________,缺点是________。
(4)为测定产品的纯度,称取3.0 g产品于锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,再加入几滴H2SO4,用0.2500 mol/L KMnO4标准溶液滴定,终点时消耗标准溶液40.00 mL〔己知:尿素与KMnO4溶液不反应)。
①完成并配平方程式:______MnO4-+______H2O2+ ______H+=_______Mn2 ++_____H2O+______
②产品纯度为________(结果保留到小数点后一位)。
科学家利用“组合转化”等技术对CO2进行综合利用。如用H2和CO2在一定条件下可以合成乙烯:6H2 (g) +2 CO2 (g)
CH2=CH2 (g) +4H2O (g) △H="a" kJ/mol
(1)己知:①H2和CH2=CH2的燃烧热分别为285.8kJ/mol和1411kJ/mol
②H2O (g)=H2O(1) △H="=-" 44 kJ/mol,则a="________" kJ/mol
(2)不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示,下列有关说法不正确的是________ (填序号)。
①M点的速率最大
②温度低于250℃时,随温度升高乙烯的产率增大
③M点时平衡常数比N点时平衡常数大
④为提高CO2的转化率应在尽可能低的温度下进行反应
(3)若在密闭容器中充入体积比为3:1的H2和CO2,则图中M点时,产物CH2=CH2的体积分数为________;若要进一步提高乙烯的体积分数,可采取的措施有________。
(4)科学家开发了一种新型陶瓷(主要成分为Li4SiO4 ),在500℃时可高效吸收CO2,同时生成Li2CO3;该材料在700℃时可再生循环。请写出表示该过程的化学方程式________。
(5)利用高温电解技术可将CO2转化为高热值的燃料CO:
①电极a发生________ (填“氧化”或“还原”)反应。
②高温电解的总反应的化学方程式为________。