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例5 甜蜜素(化学名称为环己基氨基磺酸钠,结构式为◇-
NHSO3 Na)是食品生产中常用的一种添加剂,虽然其甜度是蔗糖的30-40倍,但是无营养的,且过量时是有毒的(它在肠菌作用下,会分解产生环己胺而导致人慢性中毒)。它的制法较多,其中常用的三种方法分别是:①先由环己胺(◇-NH,)与氨基磺酸NH2SO3H反应,产物再与氢氧化钠作用;②环己胺与氨基磺酸钠直接作用;③苯基氨基磺酸钠与H2加成,条件是钌作催化剂,温度低于60℃。请回答下列问题:
(1)第一种方法,原料之一氨基磺酸有多种制法,常用的有两种:一是制取少量时,SO3 NH3 =NH2 SO3H,此时要求两种气体必须是高纯度且完全____ 。二是制取较多量时,用“发烟硫酸”与尿素在75-80℃条件下反应。①该反应的化学方程式为____ , ___。②粗产品经 ___(填操作名称)得纯产品;该产品不宜用水,而用10% - 12%的____酸作溶剂。③常用____ 漏斗,进行(填操作名称)过滤。④洗涤时,先用纯(写分子式),后用50%的硫酸,再用冷的甲醇。⑤“发烟硫酸”法,通常用SO3的质量百分含量来表示其组成。将0.118 5g”发烟硫酸”试样溶于水,用0.125 mol . L-1的NaOH标准液滴定,若用去该标准液20.00 mL恰好中和,则试样中SO3的质量百分含量是____ 。试样通常盛于___ 瓶中,移取时,常用到___(填序号)。
A.移液管B.量筒C.洗耳球D.容量瓶
(2)第二种方法,生成物中还有 ___ (气体)产生。
(3)第三种方法,由于___ 价格昂贵,而导致其生产成本较高。
参考答案:(1)无水 ①CO( NH2)2 SO3→NH2 CONHSO3 H NHZCONHSO3 H H2SO4→2NH2SO3 H CO2↑ ②重结晶硫③砂芯减压④H2SO4 ⑤15.00% 锥形AC (2)NH3 (3)催化剂钌
精准突破及关键点:一是环己基氨基磺酸钠、NH2CONHSO3H、NH2SO3 H等的转化、衍变。二是制法的有关要求、操作和所用仪器等,如两种气体必须是高纯度且完全无水、钌是昂贵的金属、减压过滤用砂芯漏斗,以及滴定操作移取试样时常用到移液管、洗耳球等。三是“发烟硫酸”及其SO3的质量百分含量的测定和计算,要抓住物质的量的关系进行运算。
例6 2019年诺贝尔化学奖颁给了三位科学家(其中一位已97岁高龄),以表彰他们在锂离子电池领域的突出贡献。锂离子电池的电解质有时用LiPF6溶于碳酸丙烯酯等,请回答下列问题:
(1)用LiPF6溶于碳酸丙烯脂时不能有水分,因为LiPF6与水会发生反应____。
(2)碳酸丙烯酯的键线式是 ___ ,它常用1,2一丙二醇与光气来合成,但光气剧毒且产生的HCl对设备有腐蚀作用。现常采用1,2一丙二醇与CO2或___(写名称)来合成。也可以用环氧丙烷(△/)与 ___ (写结构式)通过 ____(写反应类型)环合或酯交换等方法来合成。
精准突破及关键点:(1) LiPF6遇水会水解。(2)1,2一丙二醇与CO2或尿素是通过脱水、脱氨环合的,环氧丙烷与CO2是通过加成环合的。
例7 已知反应2AgCl 2F2 =2AgF2 C12,试回答下列问题:
(1)将稀氨水滴人硝酸银溶液中,先生成白色沉淀,马上转化为亮棕色沉淀A,A与HF作用生成B和水。
①将B的水溶液在低电流密度时电解,可制取与B具有相同元素组成的D,B电解生成D等的化学方程式是___。
②D晶体的结构示意图如图2所示,则其中含有的化学键是___(填序号)。
a.金属键
b.共價键
c.离子键
d.范德华力
③D在乙醇或B溶液中稳定,但遇水则生成黑色颗粒、HF和____ (写分子式)。
④D的另一种制法是用紫外光照射B,其化学方程式是 ___ 。
(2)若F中混有CI,则宜用 ____ (写名称)溶液除去CI。
精准突破及关键点:一是D( Ag2 F)的晶体结构,F个数为8×1/8=1,2个银在体心,化学式为Ag2F(与AgF的水溶液电解产物分析一致),其中AgAg为金属键,AgF中存在离子键(Ag2F的导电性介于Ag与AgF之间)。二是电解AgF的不同产物,Ag2O 2 HF =2AgF H2O,由于电解AgF时,阳极是水失电子产生O2 (2H2 O 4F- 4e-==O2↑ 4HF),则阴极Ag 必得电子,生成 1/2价的银即D(D的元素组成与B的相同),发生反应8Ag 4F 4e-==4Ag2F↓。进而推断出总反应。三是银元素的不同价态及银的不同氟化物。4Ag2 F 2H2O=8Ag 4HF O2↑,3AgF=紫外光=Ag2F AgF2。要用AgF除去F中混有的CI,而不能用AgN03,否则引入阴离子杂质。四是反应Ag NH3 - H2O==AgOH↓ NH4 ,2AgOH ==Ag2 O H2OAg2 O 4NH3 . H2O==2[Ag( NH3)2] 2OH 3H2O).
例8含4个碳原子的石油裂化产品之一为A,其涉及的有关转化如图3所示。已知:工,在高温时,氯气与丙酸反应,主要生成2一氯丙酸;Ⅱ.E为含氯有机物。试回答下列问题:
(1)④的阳极产物是CO2和___ (写结构简式),其中阴极产物是___(写名称)。
(2)对于E来说,若在KOH的水溶液中并加热条件下,则生成____(写名称),后者控制氧化可生成具有不成熟水果味的药物中间体 ___ (写结构简式);若在KOH的乙醇溶液中并加热条件下,则生成 ____(写名称),甚至乙炔,其键角是 ___ 。 (3)转化④中阳极气体产物与A进一步分解得到的某一气体产物,在一定条件下可绿色合成B,则常温、常压下其Kp=____;也可用CO与 ____ (写名称)在一定条件下绿色合成B,涉及的化学方程式有 __ ,___ 。的药物中间体)、乙二酸等。
例9 农副产品如玉米芯、稻糠、花生壳、大麦壳、高梁秆等用热盐酸处理后,先生成戊糖,然后失水环化得到糠醛,再在催化剂( ZnO、Cr2 O3)存在下加热至400℃,转化成呋喃,流程如图4所示,试回答下列问题:
(1)糠醛的官能团有碳碳双键、醛基、___(写名称)。
(2)糠醛转化成呋喃即脱去了 ___ (写分子式)。
(3)糠醛与苯酚在一定条件下发生缩聚反应,合成酚醛树脂,该反应的化学方程式为___.
(4)以A12 O3为催化剂,可使五元环重要有机化工原料或药物中间体——呋喃、吡咯(含N)和噻吩(含S)的环系互变,如图5所示。
①噻吩的分子式是____ 。
②呋喃转变为吡咯的化学方程式为 ____ ,吡咯中N原子是
精准突破及关键点:(l)糠醛环中还有氧原子,即醚键。(2)糠醛與呋喃的结构、组成(糠醛侧链 CHO中脱去了CO)。(3)模仿甲醛与苯酚的缩聚,可知糠醛侧链 CHO中的氧与苯酚中OH的邻位的两个H结合成H2O,其余部分结合成高聚物。(4)①C显 4价,S显 2价,分子式为C4H4S。②呋喃转变为吡咯时,其中的()与NH。中的两个H结合成H2O,因N常为 3价,N上连有一个H和两个C,有一个末成对电子与其他四个C形成大π键,即发生等性的SP2杂化,而非SP3杂化。③吡咯环上有三种不同化学环境的H,故甲基吡咯的同分异构体(保持吡咯环不变)有三种。(5)先运用已知a推导出1,5一己二烯与2 mol HCl作用生成2,5-二氯己烷,再水解生成2,5一己二醇,后催化氧化(脱H)生成2,5一己二酮。再根据已知b推导出在一定条件下(无水、酸性),2,5一己二酮脱水生成2,5-=甲基呋喃,后与氨反应生成2,5-二甲基吡咯。
例10 已知:I.X为二元化合物,其中常见金属元素(M)与常见非金属元素(R)的质量比约为16:l。Ⅱ.MCI2溶液常呈浅绿色,M为常见金属。Ⅲ.Z有多种制法:2NaRH2 R2O→Z NaOH Y, R2 H4 NaRO2 →Z 2H2 O, R2 H4 . HzO NaOH CH30RO→Z W 3H 2O等。有关X的制取流程如图6所示。
NHSO3 Na)是食品生产中常用的一种添加剂,虽然其甜度是蔗糖的30-40倍,但是无营养的,且过量时是有毒的(它在肠菌作用下,会分解产生环己胺而导致人慢性中毒)。它的制法较多,其中常用的三种方法分别是:①先由环己胺(◇-NH,)与氨基磺酸NH2SO3H反应,产物再与氢氧化钠作用;②环己胺与氨基磺酸钠直接作用;③苯基氨基磺酸钠与H2加成,条件是钌作催化剂,温度低于60℃。请回答下列问题:
(1)第一种方法,原料之一氨基磺酸有多种制法,常用的有两种:一是制取少量时,SO3 NH3 =NH2 SO3H,此时要求两种气体必须是高纯度且完全____ 。二是制取较多量时,用“发烟硫酸”与尿素在75-80℃条件下反应。①该反应的化学方程式为____ , ___。②粗产品经 ___(填操作名称)得纯产品;该产品不宜用水,而用10% - 12%的____酸作溶剂。③常用____ 漏斗,进行(填操作名称)过滤。④洗涤时,先用纯(写分子式),后用50%的硫酸,再用冷的甲醇。⑤“发烟硫酸”法,通常用SO3的质量百分含量来表示其组成。将0.118 5g”发烟硫酸”试样溶于水,用0.125 mol . L-1的NaOH标准液滴定,若用去该标准液20.00 mL恰好中和,则试样中SO3的质量百分含量是____ 。试样通常盛于___ 瓶中,移取时,常用到___(填序号)。
A.移液管B.量筒C.洗耳球D.容量瓶
(2)第二种方法,生成物中还有 ___ (气体)产生。
(3)第三种方法,由于___ 价格昂贵,而导致其生产成本较高。
参考答案:(1)无水 ①CO( NH2)2 SO3→NH2 CONHSO3 H NHZCONHSO3 H H2SO4→2NH2SO3 H CO2↑ ②重结晶硫③砂芯减压④H2SO4 ⑤15.00% 锥形AC (2)NH3 (3)催化剂钌
精准突破及关键点:一是环己基氨基磺酸钠、NH2CONHSO3H、NH2SO3 H等的转化、衍变。二是制法的有关要求、操作和所用仪器等,如两种气体必须是高纯度且完全无水、钌是昂贵的金属、减压过滤用砂芯漏斗,以及滴定操作移取试样时常用到移液管、洗耳球等。三是“发烟硫酸”及其SO3的质量百分含量的测定和计算,要抓住物质的量的关系进行运算。
例6 2019年诺贝尔化学奖颁给了三位科学家(其中一位已97岁高龄),以表彰他们在锂离子电池领域的突出贡献。锂离子电池的电解质有时用LiPF6溶于碳酸丙烯酯等,请回答下列问题:
(1)用LiPF6溶于碳酸丙烯脂时不能有水分,因为LiPF6与水会发生反应____。
(2)碳酸丙烯酯的键线式是 ___ ,它常用1,2一丙二醇与光气来合成,但光气剧毒且产生的HCl对设备有腐蚀作用。现常采用1,2一丙二醇与CO2或___(写名称)来合成。也可以用环氧丙烷(△/)与 ___ (写结构式)通过 ____(写反应类型)环合或酯交换等方法来合成。
精准突破及关键点:(1) LiPF6遇水会水解。(2)1,2一丙二醇与CO2或尿素是通过脱水、脱氨环合的,环氧丙烷与CO2是通过加成环合的。
例7 已知反应2AgCl 2F2 =2AgF2 C12,试回答下列问题:
(1)将稀氨水滴人硝酸银溶液中,先生成白色沉淀,马上转化为亮棕色沉淀A,A与HF作用生成B和水。
①将B的水溶液在低电流密度时电解,可制取与B具有相同元素组成的D,B电解生成D等的化学方程式是___。
②D晶体的结构示意图如图2所示,则其中含有的化学键是___(填序号)。
a.金属键
b.共價键
c.离子键
d.范德华力
③D在乙醇或B溶液中稳定,但遇水则生成黑色颗粒、HF和____ (写分子式)。
④D的另一种制法是用紫外光照射B,其化学方程式是 ___ 。
(2)若F中混有CI,则宜用 ____ (写名称)溶液除去CI。
精准突破及关键点:一是D( Ag2 F)的晶体结构,F个数为8×1/8=1,2个银在体心,化学式为Ag2F(与AgF的水溶液电解产物分析一致),其中AgAg为金属键,AgF中存在离子键(Ag2F的导电性介于Ag与AgF之间)。二是电解AgF的不同产物,Ag2O 2 HF =2AgF H2O,由于电解AgF时,阳极是水失电子产生O2 (2H2 O 4F- 4e-==O2↑ 4HF),则阴极Ag 必得电子,生成 1/2价的银即D(D的元素组成与B的相同),发生反应8Ag 4F 4e-==4Ag2F↓。进而推断出总反应。三是银元素的不同价态及银的不同氟化物。4Ag2 F 2H2O=8Ag 4HF O2↑,3AgF=紫外光=Ag2F AgF2。要用AgF除去F中混有的CI,而不能用AgN03,否则引入阴离子杂质。四是反应Ag NH3 - H2O==AgOH↓ NH4 ,2AgOH ==Ag2 O H2OAg2 O 4NH3 . H2O==2[Ag( NH3)2] 2OH 3H2O).
例8含4个碳原子的石油裂化产品之一为A,其涉及的有关转化如图3所示。已知:工,在高温时,氯气与丙酸反应,主要生成2一氯丙酸;Ⅱ.E为含氯有机物。试回答下列问题:
(1)④的阳极产物是CO2和___ (写结构简式),其中阴极产物是___(写名称)。
(2)对于E来说,若在KOH的水溶液中并加热条件下,则生成____(写名称),后者控制氧化可生成具有不成熟水果味的药物中间体 ___ (写结构简式);若在KOH的乙醇溶液中并加热条件下,则生成 ____(写名称),甚至乙炔,其键角是 ___ 。 (3)转化④中阳极气体产物与A进一步分解得到的某一气体产物,在一定条件下可绿色合成B,则常温、常压下其Kp=____;也可用CO与 ____ (写名称)在一定条件下绿色合成B,涉及的化学方程式有 __ ,___ 。的药物中间体)、乙二酸等。
例9 农副产品如玉米芯、稻糠、花生壳、大麦壳、高梁秆等用热盐酸处理后,先生成戊糖,然后失水环化得到糠醛,再在催化剂( ZnO、Cr2 O3)存在下加热至400℃,转化成呋喃,流程如图4所示,试回答下列问题:
(1)糠醛的官能团有碳碳双键、醛基、___(写名称)。
(2)糠醛转化成呋喃即脱去了 ___ (写分子式)。
(3)糠醛与苯酚在一定条件下发生缩聚反应,合成酚醛树脂,该反应的化学方程式为___.
(4)以A12 O3为催化剂,可使五元环重要有机化工原料或药物中间体——呋喃、吡咯(含N)和噻吩(含S)的环系互变,如图5所示。
①噻吩的分子式是____ 。
②呋喃转变为吡咯的化学方程式为 ____ ,吡咯中N原子是
精准突破及关键点:(l)糠醛环中还有氧原子,即醚键。(2)糠醛與呋喃的结构、组成(糠醛侧链 CHO中脱去了CO)。(3)模仿甲醛与苯酚的缩聚,可知糠醛侧链 CHO中的氧与苯酚中OH的邻位的两个H结合成H2O,其余部分结合成高聚物。(4)①C显 4价,S显 2价,分子式为C4H4S。②呋喃转变为吡咯时,其中的()与NH。中的两个H结合成H2O,因N常为 3价,N上连有一个H和两个C,有一个末成对电子与其他四个C形成大π键,即发生等性的SP2杂化,而非SP3杂化。③吡咯环上有三种不同化学环境的H,故甲基吡咯的同分异构体(保持吡咯环不变)有三种。(5)先运用已知a推导出1,5一己二烯与2 mol HCl作用生成2,5-二氯己烷,再水解生成2,5一己二醇,后催化氧化(脱H)生成2,5一己二酮。再根据已知b推导出在一定条件下(无水、酸性),2,5一己二酮脱水生成2,5-=甲基呋喃,后与氨反应生成2,5-二甲基吡咯。
例10 已知:I.X为二元化合物,其中常见金属元素(M)与常见非金属元素(R)的质量比约为16:l。Ⅱ.MCI2溶液常呈浅绿色,M为常见金属。Ⅲ.Z有多种制法:2NaRH2 R2O→Z NaOH Y, R2 H4 NaRO2 →Z 2H2 O, R2 H4 . HzO NaOH CH30RO→Z W 3H 2O等。有关X的制取流程如图6所示。