治疗帕金森病的新药沙芬酰胺的合成方法如下:
已知:
①CH3CN 在酸性条件下可水解生成 CH3COOH。
②CH2=CH-OH 和 CH3OOH 均不稳定。
(1)C 生成 D 的反应类型为_______________。G中含氧官能团的名称为_____。B 的名称为_____。
(2)沙芬酰胺的结构简式为_____。
(3)写出反应(1)的方程式_____。分析反应(2)的特点,写出用福尔马林浸制生物标本的反应原理的方程式_____(蛋白质的结构用表示)。
(4)H 是 F 相邻的同系物,H 的苯环上有两个处于对位的取代基,符合下列条件的 H 的稳定的同分异构体共有_____种。
①苯环上仍然有两个处于对位的取代基;
②能与 NaOH 溶液反应;
(5)下图是根据题中信息设计的由丙烯为起始原料制备 B 的合成路线,在方框中补全必要的试剂和中间产物的结构简式(无机试剂任选,氧化剂用[O]表示,还原剂用[H]表示,连 续氧化或连续还原的只写一步)。________________________
(1). 取代反应 (2). 醛基和醚键 (3). 丙氨酸 (4). (5). CH3CHO+NH3+HCN→CH3CH(NH2)CN+H2O (6). +HCHO→+H2O (7). 5 (8).
【解析】
CH3CHO、NH3、HCN和水在一定条件下合成A,反应为:CH3CHO+NH3+HCN→CH3CH(NH2)CN+H2O,结合信息①CH3CN 在酸性条件下可水解生成 CH3COOH,得A为,水解后生成,中和后得到B,B为,与SOCl2和CH3OH发生取代反应生成C,C为,C与NH3反应生成D,D为,E和F生成G,G为,G和D反应生成,最加氢生成。
【详解】(1)C为,C与NH3反应生成D,D为,C 生成 D 的反应类型为取代反应,G为,G中含氧官能团的名称为醛基和醚键。B为,B 的名称为丙氨酸。
故答案为:取代反应;醛基和醚键;丙氨酸;
(2)由分析:沙芬酰胺的结构简式为。
故答案为:;
(3)反应(1)的方程式CH3CHO+NH3+HCN→CH3CH(NH2)CN+H2O。分析反应(2)的特点,醛基和氨基反应生成碳氮双键和水,使蛋白质变性,用福尔马林浸制生物标本的反应原理的方程式+HCHO→+H2O。
故答案为:CH3CHO+NH3+HCN→CH3CH(NH2)CN+H2O;+HCHO→+H2O;
(4)H 是 F 相邻的同系物,H比F多一个碳原子,H 的苯环上有两个处于对位的取代基,①苯环上仍然有两个处于对位的取代基,②能与 NaOH 溶液反应,可能为酚三种;酸一种、和酯一种,共5种;
故答案为:5;
(5)根据题中信息设计的由丙烯为起始原料先与溴发生加成反应,得1,2-二溴丙烷,水解后生成1,2-丙二醇,氧化后生成,羰基可与NH3反应,最后与氢气加成可得产品,。
故答案为:。
我国科学家在铁基超导研究方面取得了一系列的重大突破,标志着我国在凝聚态物理领域已经成为一个强国。LiZnAs 是研究铁基超导材料的重要前体。
(1)LiZnAs 中三种元素的电负性从小到大的顺序为_____。
(2)AsF3 分子的空间构型为_____,As 原子的杂化轨道类型为_____。
(3)CO 分子内因配位键的存在,使 C 原子上的电子云密度较高而易与血红蛋白结合, 导致 CO 有剧毒。1mol[Zn(CN)4]2-离子内含有的共价键的数目为_____,配原子为_____。
(4)镍的氧化物常用作电极材料的基质。纯粹的 NiO 晶体的结构与 NaCl 的晶体结构相同,为获得更好的导电能力,将纯粹的 NiO 晶体在空气中加热,使部分 Ni2+被氧化成 Ni3+后, 每个晶胞内 O2-的数目和位置均未发生变化,镍离子的位置虽然没变,但其数目减少,造成晶体内产生阳离子空位(如图所示)。化学式为 NiO 的某镍氧化物晶体,阳离子的平均配位数为__________,阴离子的平均配位数与纯粹的 NiO 晶体相比____________(填“增大”“减小”或“不变””,写出能体现镍元素化合价的该晶体的化学式________示例:Fe3O4 写作 Fe2+Fe23+O4)。
(5)所有的晶体均可看作由某些微粒按一定的方式堆积,另外的某些微粒填充在上述堆 积所形成的空隙中。在面心立方紧密堆积的晶胞中存在两种类型的空隙:八面体空隙和四面体空隙(如下左图所示)。在 LiZnAs 立方晶胞中,Zn 以面心立方形式堆积,Li 和 As 分别填充在 Zn 原子围成的八面体空隙和四面体空隙中,在 a=0,0.5 和 1 三个截面上 Zn 和 Li 按下图所示分布:请在下图 As 原子所在的截面上用“Δ”补画出 As 原子的位置,______________并说明 a=__________。
(1). Li<Zn<As (2). 三角锥 (3). sp3 (4). 16NA (5). C (6). 6 (7). 减小 (8). Ni2+3Ni3+4O9 (9). 或 (10). 025( 或 0.75)
【解析】(1)锂是活泼金属、锌是较活泼的金属,砷是非金属,失电子能力减弱,得电子能力增强,电负性增强,LiZnAs 中三种元素的电负性从小到大的顺序为Li<Zn<As。
故答案为:Li<Zn<As
(2)AsF3 分子,价层电子对=3+ =4,有一对孤电子对,空间构型为三角锥,As 原子的杂化轨道类型为sp3。
故答案为:三角锥;sp3;
(3)CO 分子内因配位键的存在,使 C 原子上的电子云密度较高而易与血红蛋白结合, 导致 CO 有剧毒。1mol[Zn(CN)4]2-离子内共价键:C与N之间是叁键、Zn与C之间是配位键,含有的共价键的数目为(3×4+4)NA= 16NA, C 原子上的电子云密度较高,配原子为C。
故答案为: 16NA;C;
(4)纯粹的 NiO 晶体的结构与 NaCl 的晶体结构相同,阳离子的上下、前后、左右有6个阴离子,阳离子的平均配位数为6;部分 Ni2+被氧化成 Ni3+后,阳离子减少,阴离子的平均配位数与纯粹的 NiO 晶体相比减小;
根据化合价代数和等于0,结合晶胞结构,能体现镍元素化合价的该晶体的化学式Ni2+3Ni3+4O9;。
故答案为:6;减小;Ni2+3Ni3+4O9;
(5)结合在 a=0,0.5 和 1 三个截面上 Zn 和 Li 按下图所示分布:,在 LiZnAs 立方晶胞中,Zn 以面心立方形式堆积,Li 填充在 Zn 原子围成的八面体空隙,而 As 填充在 Zn 原子围成的四面体空隙中, As 原子所在的截面即 a=0.25( 或 0.75)的截面上用“Δ”画出 As 原子的位置,如图:或。
故答案为:或 ;0.25( 或 0.75)。
苯甲酸在水中的溶解度为:0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、6.8g(95℃)。某苯甲酸晶体 中含少量可溶性杂质X和难溶性杂质Y。现拟用下列装置和操作进行提纯:装置:
操作:①常温过滤②趁热过滤③加热溶解④结晶⑤洗涤、干燥下列有关说法正确的是_________
A. 用甲装置溶解样品,X 在第①步被分离
B. 用乙装置趁热过滤,Y 在第②步被分离
C. 用丙装置所示的方法结晶
D. 正确的操作顺序为:③→④→②→①→⑤
A
【解析】A. 苯甲酸在水中的溶解度为0.18g(4℃),、0.34g(25℃)、6.8g(95℃)用甲装置溶解样品,Y末溶,X溶解形成不饱和溶液,苯甲酸形成热饱和溶液,X在第①步被分离到溶液中,故A正确;
B. 乙普通漏斗,不能用乙装置趁热过滤,且过滤装置错误,故B错误;
C. 根据苯甲酸的溶解度受温度影响,应用冷却热饱和溶液的方法结晶,故C错误;
D. 正确的操作顺序为:③加热溶解:X和苯甲酸溶解②趁热过滤:分离出难溶物质Y④结晶:苯甲酸析出 ①常温过滤:得到苯甲酸,X留在母液中⑤洗涤、干燥,得较纯的苯甲酸,正确的顺序为③→②→④→①→⑤,故D错误;
故选A。
某分子的结构如图所示(-R 为烃基),其中 A、B、D 三种元素位于元素周期表中同一族的三个相邻的周期,A 的非金属性大于 B。D 与 G 形成的 DG3 在工业上可用于漂白和杀菌消毒。A 与 G 形成的 AG3 可完全水解,其水解的产物之一 H3AO3 常用作塑料件镀金属的还原剂。
(1)具有未成对电子的原子或分子具有磁性。D 的某种氧化物 D2O4 的磁性大小与温度呈正相关关系,即磁性是温度的增函数。则 D2O4 2DO2,ΔH______0(填“>”“<”或“=”)。
(2)DG3 用于杀菌消毒与 HGO 相比,DG3 可大大延长杀菌消毒的时间,试从反应速率理论和平衡移动理论两者中选择一个,解释其原因____________________________。
(3)无机含氧酸中的非羟基氢不能发生电离。H3AO3 分子中 A 原子最外层的电子都参与了共价键的形成,试用方程式表示 H3AO3 的正盐溶液呈碱性的原因_____。
(4)液氨中因存在2NH3(1) NH4++NH2-可导电,液态 D2O4 中也存在 D2O4DO++DO3-,上述两个过程的本质区别为___________。
(5)T℃时,在一体积为 VL 的密闭容器中放入一定量的 ACl5 固体,按下式发生反应:ACl5(s)ACl3(g)+Cl2(g),ΔH>0。测得容器内气体的压强变化如下表:
时间 t/s | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | ∞ |
总压 P/kPa | 0 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 5.0 | 5.0 |
上述条件下,以分压表示的平衡常数 Kp=_____(kPa)2(计算结果保留两位小数); 若保持温度不变,30s 时给容器加压,达新平衡后,容器内的总压将_____(填“升高”、“降低”或“不变”);若将容器换成绝热容器,加压后容器内的总压将_____(填“升高”、“降低”或“不变”)。
(1). > (2). NCl3与水反应的速率太小(或 NCl3与水反应的平衡常数太小) (3). HPO32-+ H2OH2PO3-+OH- (4). 前者未发生电子转移,后者发生了电子转移 (5). 6.25 (6). 不变 (7). 升高
【解析】
A、B、D 三种元素位于元素周期表中同一族的三个相邻的周期,A 的非金属性大于 B。D 与 G 形成的 DG3 在工业上可用于漂白和杀菌消毒,则D为N,G为Cl。A为P,PCl3 可完全水解,其水解的产物之一 H3PO3 常用作塑料件镀金属的还原剂,则:A为P,B为As,D为N,G为Cl。
【详解】(1)D为N元素,D 的某种氧化物 N2O4 的磁性大小与温度呈正相关关系,即磁性是温度的增函数。NO2中有未成对电子,具有未成对电子的原子或分子具有磁性,能量高,N2O4 2NO2要吸收能量,则 N2O4 2NO2,ΔH > 0。
故答案为: > ;
(2)NCl3 用于杀菌消毒与 HClO 相比,NCl3 可大大延长杀菌消毒的时间,从反应速率理论分析:NCl3与水反应的速率太小;从平衡移动理论解释其原因:NCl3与水反应的平衡常数太小。
故答案为:NCl3与水反应的速率太小(或 NCl3与水反应的平衡常数太小);
(3)无机含氧酸中的非羟基氢不能发生电离。H3PO3 分子中 P 原子最外层的电子都参与了共价键的形成,H3PO3的结构式为:是二元酸,是弱酸,正盐水解,溶液呈碱性,用方程式表示 H3AO3 的正盐HPO32-溶液呈碱性的原因:HPO32-+ H2OH2PO3-+OH-。
故答案为:HPO32-+ H2OH2PO3-+OH-;
(4)液氨中因存在2NH3(1) NH4++NH2-可导电,N的化合价不变,液态 N2O4 中也存在 N2O4NO++NO3-,N2O4中N为+4价,NO+中N为+3价,NO3-中N为+5价,上述两个过程的本质区别为:前者未发生电子转移,后者发生了电子转移。
故答案为:前者未发生电子转移,后者发生了电子转移;
(5)T℃时,在一体积为 VL 的密闭容器中放入一定量的 PCl5 固体,按下式发生反应:PCl5(s)PCl3(g)+Cl2(g),ΔH>0。测得容器内气体的压强变化,平衡时总压强为5.0kPa,PCl3(g)和Cl2(g)的分压均为2.5kPa,上述条件下,以分压表示的平衡常数 Kp=p(PCl3)p(Cl2)==6.25 (kPa)2(计算结果保留两位小数);
若保持温度不变,平衡常数不变,30s 时给容器加压,平衡逆向移动,达新平衡后,容器内的总压将不变;
若将容器换成绝热容器,加压后,平衡逆向移动,逆向放热,达新平衡后,容器内温度升高,容器内总压将升高。
故答案为:6.25;不变 ;升高。
废钯催化剂中含钯 5-6%,碳 93-94%,铁 1-2%,铜 0.1-0.2%以及锌等杂质。在实验室中探究采用废钯催化剂制备无水氯化钯,具体流程如下:
已知:Pd2+、Cu2+、Zn2+等离子均可与氨水生成[M(NH3)n]x+离子,其中[Pd(NH3)2]2+在盐酸中能以[Pd(NH3)2]Cl2 黄色晶体的形式析出。
(1)灼烧钯碳时使用的主要仪器有:酒精灯、玻璃棒、_____(支持仪器省略)。王水溶解过程中会生成 NOCl,NOCl 的结构式为________。
(2)是否进行虚线方框内的操作,对提高钯的回收率至关重要,其主要原因是_____。
(3)最后焙烧之前若不烘干,所得产品中会混有_____杂质。
(4)可用“化学放大”法测定样品中的微量 Fe3+:在酸性介质中加入过量的 KI 后用CCl4萃取,分去水相后,用肼(N2H4)的水溶液进行还原并反萃取,还原过程中有无污染的气体生成。再用过量的 Br- 将反萃取出的 I- 氧化成 IO3- ,煮沸除 Br2后,加入过量的 KI,酸化后用Na2S2O3 标准液进行滴定。经上述步骤后,样品含量的测定值放大了_____倍,写出还原过程中发生反应的离子方程式___________,假定萃取达到平衡时,样品在水和萃取剂中的总浓度比为 1∶80,50mL 的水溶液样品,用 10mL 萃取剂萃取,萃取后溶液中残留的样品浓度为原溶液的_______________倍(用分数表示)。完成萃取和反萃取操作,必须选用的仪器有____________(填标号)。
(1). 坩埚 (2). O=N-Cl (3). Fe(OH)3 为胶状沉淀,对[Pd(NH3)2]2+具有很强的吸附作用,若不进行此操作, [Pd(NH3)2]2+的吸附损失大 (4). PdO (5). 6 (6). N2H4+2I2=4I-+N2↑+4H+ (7). 1/17 (8). B
【解析】
废钯催化剂经烘干后,在700℃的高温下焙烧,C、Fe、Pd、有机物被氧气氧化生成氧化物,向氧化物中加入王水,滤渣中含有Pd、SiO2,二氧化硅不溶于王水,但Pd能溶于王水生成溶液,同时生成气体,加入浓氨水调节溶液pH,钯转变为可溶性[Pd(NH3)2]2+,使铁全部沉淀,溶液中加入盐酸酸析得到沉淀,经过脱氨等一系列操作得当氯化钯。
【详解】(1)灼烧固体要在坩埚中进行,灼烧钯碳时使用的主要仪器有:酒精灯、玻璃棒、坩埚。由于NOCl中所有原子都达到了8电子稳定结构,即N形成3对共价键,O形成2对共价键,Cl形成1对共价键,即电子式为:,其结构式为O=N-Cl,
故答案为:坩埚;O=N-Cl;
(2)虚线方框内的操作主要是除去Fe(OH)3,[Pd(NH3)2]2+在盐酸中能以[Pd(NH3)2]Cl2 黄色晶体的形式析出,是否进行虚线方框内的操作,对提高钯的回收率至关重要,其主要原因是Fe(OH)3 为胶状沉淀,对[Pd(NH3)2]2+具有很强的吸附作用,若不进行此操作, [Pd(NH3)2]2+的吸附损失大。
故答案为:Fe(OH)3 为胶状沉淀,对[Pd(NH3)2]2+具有很强的吸附作用,若不进行此操作, [Pd(NH3)2]2+的吸附损失大;
(3)脱氨将Pd(NH3)2Cl2变化为PdCl2,发生反应的化学方程式为Pd(NH3)2Cl2═PdCl2+2NH3↑,最后焙烧之前若不烘干,PdCl2水解生成Pd(OH)2,受热分解,所得产品中会混有 PdO杂质。
故答案为: PdO;
(4)可用“化学放大”法测定样品中的微量 Fe3+:在酸性介质中加入过量的 KI 发生的反应为:2Fe3++2I-=2Fe2++I2,后用CCl4萃取,分去水相后,用肼(N2H4)的水溶液进行还原并反萃取,还原过程中有无污染的气体生成,反应为N2H4+2I2=4I-+N2+4H+。再用过量的 Br2 将反萃取出的 I- 氧化成 IO3- ,煮沸除 Br2后,加入过量的 KI,发生反应:5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O;酸化后用Na2S2O3 标准液进行滴定,发生反应:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI。经上述步骤后,有以下关系式:2Fe3+~I2~2I-~2IO3-~6I2,样品含量的测定值放大了6倍,还原过程中发生反应的离子方程式 N2H4+2I2=4I-+N2↑+4H+ ,假定萃取达到平衡时,样品在水和萃取剂中的总浓度比为 1∶80,50mL 的水溶液样品,设浓度为c,用 10mL 萃取剂萃取,萃取后溶液中残留的样品浓度为b,萃取剂中的浓度为 ,则有 , 萃取后溶液中残留的样品浓度为原溶液的倍(用分数表示)。完成萃取和反萃取操作,在分液漏斗中进行,必须选用的仪器有B(填标号)。
故答案为: 6 ; N2H4+2I2=4I-+N2↑+4H+ ;; B。
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