《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》選做題

醇氧化成醛的反應(yīng)是藥物、香料合成中的重要反應(yīng)之一。

（1）苯甲醇可由C₆H₅CH₂Cl在NaOH水溶液中發(fā)生取代反應(yīng)而得，反應(yīng)方程式______________________________________________________________。

（2）醇在催化劑作用下氧化成醛的反應(yīng)是綠色化學(xué)的研究內(nèi)容之一。某科研小組研究了鈀催化劑在氧氣氣氛中對(duì)一系列醇氧化成醛反應(yīng)的催化效果，反應(yīng)條件為：K₂CO₃、363 K、甲苯（溶劑）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

醇
反應(yīng)時(shí)間/h	2.5	2.5	2.5
醛的產(chǎn)率%	95	96	94
醇
反應(yīng)時(shí)間h	3.0	3.0	15.0
醛的產(chǎn)率%	95	92	40

分析表中數(shù)據(jù)，得到鈀催化劑催化效果的主要結(jié)論是___________________________________

_________________________________________________(寫出2條)。

（3）用空氣代替氧氣氣氛進(jìn)行苯甲醇氧化生成苯甲醛的反應(yīng)，其他條件相同，產(chǎn)率達(dá)到95%時(shí)的反應(yīng)時(shí)間為7.0小時(shí)。請(qǐng)寫出用空氣代替氧氣氣氛進(jìn)行反應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)：_____________。

（4）苯甲醛易被氧化。寫出苯甲醛被銀氨溶液氧化的反應(yīng)方程式___________________（標(biāo)出具體反應(yīng)條件）。

（5）在藥物、香料合成中常利用醛和醇反應(yīng)生成縮醛來保護(hù)醛基，此類反應(yīng)在酸催化下進(jìn)行。例如：

①在以上醛基保護(hù)反應(yīng)中要保證反應(yīng)的順利進(jìn)行，可采取的措施有______________________

___________________________________________（寫出2條）。

②已知具有五元環(huán)和六元環(huán)結(jié)構(gòu)的縮醛比較穩(wěn)定。寫出用乙二醇（HOCH₂CH₂OH）保護(hù)苯甲醛中醛基的反應(yīng)方程式________________________。

某些高分子催化劑可用于有機(jī)合成。下面是一種高分子催化劑（Ⅶ）合成路線的一部分（Ⅲ和Ⅵ都是Ⅶ的單體；反應(yīng)均在一定條件下進(jìn)行；化合物Ⅰ～Ⅲ和Ⅶ中含N雜環(huán)的性質(zhì)類似于苯環(huán)）：

回答下列問題：

（1）寫出由化合物Ⅰ合成化合物Ⅱ的反應(yīng)方程式____________________（不要求標(biāo)出反應(yīng)條件）。

（2）下列關(guān)于化合物Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的說法中，正確的是____________________（填字母）。

A.化合物Ⅰ可以發(fā)生氧化反應(yīng)

B.化合物Ⅰ與金屬鈉反應(yīng)不生成氫氣

C.化合物Ⅱ可以發(fā)生水解反應(yīng)

D.化合物Ⅲ不可以使溴的四氯化碳溶液褪色

E.化合物Ⅲ屬于烯烴類化合物

（3）化合物Ⅵ是_______________（填字母）類化合物。

A.醇      B.烷烴       C.烯烴       D.酸     E.酯

（4）寫出2種可鑒別Ⅴ和Ⅵ的化學(xué)試劑_____________。

（5）在上述合成路線中，化合物Ⅳ和Ⅴ在催化劑的作用下與氧氣反應(yīng)生成Ⅵ和水，寫出反應(yīng)方程式________________________（不要求標(biāo)出反應(yīng)條件）。

科學(xué)家一直致力于研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實(shí)驗(yàn)報(bào)道：在常溫、常壓、光照條件下，N₂在催化劑（摻有少量Fe₂O₃的TiO₂）表面與水發(fā)生反應(yīng)，生成的主要產(chǎn)物為NH₃。進(jìn)一步研究NH₃生成量與溫度的關(guān)系，部分實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表（光照、N₂壓力1.0×10⁵ Pa、反應(yīng)時(shí)間3 h）：

T/K	303	313	323	353
NH3生成量/(10-6 mol)	4.8	5.9	6.0	2.0

相應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下：

N₂(g)+3H₂O(l)2NH₃(g)+O₂(g)  ΔH=+765.2 kJ·mol^-1

回答下列問題：

（1）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的坐標(biāo)圖中，畫出上述反應(yīng)在有催化劑與無催化劑兩種情況下反應(yīng)過程中體系能量變化示意圖，并進(jìn)行必要標(biāo)注。

（2）與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比，該方法中固氮反應(yīng)速率慢。請(qǐng)?zhí)岢隹商岣咂浞磻?yīng)速率且增大NH₃生成量的建議：_______________________________。

（3）工業(yè)合成氨的反應(yīng)為N₂（g）+3H₂（g）2NH₃（g）。設(shè)在容積為2.0 L的密閉容器中充入0.60 mol N₂（g）和1.60 mol H₂（g），反應(yīng)在一定條件下達(dá)到平衡時(shí)，NH₃的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)（NH₃的物質(zhì)的量與反應(yīng)體系中總的物質(zhì)的量之比）為。計(jì)算

①該條件下N₂的平衡轉(zhuǎn)化率；

②該條件下反應(yīng)2NH₃（g）N₂（g）+3H₂（g）的平衡常數(shù)。

硅單質(zhì)及其化合物應(yīng)用范圍很廣。請(qǐng)回答下列問題：

（1）制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅。三氯甲硅烷（SiHCl₃）還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法，生產(chǎn)過程示意圖如下：

①寫出由純SiHCl₃制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式____________________________。

②整個(gè)制備過程必須嚴(yán)格控制無水無氧。SiHCl₃遇水劇烈反應(yīng)生成H₂SiO₃、HCl和另一種物質(zhì)，寫出配平的化學(xué)反應(yīng)方程式_________________；H₂還原SiHCl₃過程中若混入O₂，可能引起的后果是_________________________。

（2）下列有關(guān)硅材料的說法正確的是__________________（填字母）。

A.碳化硅化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，可用于生產(chǎn)耐高溫水泥

B.氮化硅硬度大、熔點(diǎn)高，可用于制作高溫陶瓷和軸承

C.高純度的二氧化硅可用于制造高性能通訊材料——光導(dǎo)纖維

D.普通玻璃是由純堿、石灰石和石英砂制成的，其熔點(diǎn)很高

E.鹽酸可以與硅反應(yīng)，故采用鹽酸為拋光液拋光單晶硅

（3）硅酸鈉水溶液俗稱水玻璃。取少量硅酸鈉溶液于試管中，逐滴加入飽和氯化銨溶液，振蕩。寫出實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并給予解釋_______________________________。

銅在自然界存在于多種礦石中，如:

礦石名稱	黃銅礦	斑銅礦	輝銅礦	孔雀石
主要成分	CuFeS2	Cu5FeS4	Cu2S	CuCO3·Cu(OH)2

請(qǐng)回答下列問題：

（1）上表所列銅化合物中，銅的質(zhì)量百分含量最高的是______________。

（2）工業(yè)上以黃銅礦為原料，采用火法熔煉工藝生產(chǎn)銅。該工藝的中間過程會(huì)發(fā)生反應(yīng)：2Cu₂O+Cu₂S6Cu+SO₂↑，反應(yīng)的氧化劑是________________。

（3）SO₂尾氣直接排放到大氣中造成環(huán)境污染的后果是_______________；處理該尾氣可得到有價(jià)值的化學(xué)品，寫出其中1種酸和1種鹽的名稱_________________。

（4）黃銅礦熔煉后得到的粗銅含少量Fe、Ag、Au等金屬雜質(zhì)，需進(jìn)一步采用電解法精制。請(qǐng)簡述粗銅電解得到精銅的原理：___________________________________。

（5）下表中，對(duì)陳述Ⅰ、Ⅱ的正確性及其有無因果關(guān)系的判斷都正確的是________（填字母）。

選項(xiàng)	陳述Ⅰ	陳述Ⅱ	判斷
A	銅綠的主要成分是堿式碳酸銅	可用稀鹽酸除銅器表面的銅綠	Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)�；�?/p>
B	銅表面易形成致密的氧化膜	銅容器可以盛放濃硫酸	Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)�；�?/p>
C	鐵比銅活潑	鉚在銅板上的鐵釘在潮濕空氣中不易生銹	Ⅰ對(duì)；Ⅱ?qū)�；�?/p>
D.	藍(lán)色硫酸銅晶體受熱轉(zhuǎn)化為白色硫酸銅粉末是物理變化	硫酸銅溶液可用作游泳池的消毒劑	Ⅰ錯(cuò)；Ⅱ?qū)�；無

某種催化劑為鐵的氧化物�；瘜W(xué)興趣小組在實(shí)驗(yàn)室對(duì)該催化劑中鐵元素的價(jià)態(tài)進(jìn)行探究：將適量稀硝酸加入少許樣品中，加熱溶解；取少許溶液，滴加KSCN溶液后出現(xiàn)紅色。一位同學(xué)由此得出該催化劑中鐵元素價(jià)態(tài)為+3的結(jié)論。

（1）請(qǐng)指出該結(jié)論是否合理并說明理由_______________________________________。

（2）請(qǐng)完成對(duì)鐵元素價(jià)態(tài)的探究：

限選實(shí)驗(yàn)儀器與試劑：燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、滴管、酒精燈、試管夾；3 mol·L^-1 H₂SO₄、3% H₂O₂、6 mol·L^-1 HNO₃、0.01 mol·L^-1 KMnO₄、NaOH稀溶液、0.1 mol·L^-1 KI、20% KSCN、蒸餾水。

①提出合理假設(shè)

假設(shè)1：______________________________________________________________；

假設(shè)2：______________________________________________________________；

假設(shè)3：______________________________________________________________。

②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)（不要在答題卡上作答）

③實(shí)驗(yàn)過程

根據(jù)②的實(shí)驗(yàn)方案，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上按下表格式寫出實(shí)驗(yàn)操作步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。

實(shí)驗(yàn)操作	預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1：
步驟2：
步驟3：
……

某探究小組用HNO₃與大理石反應(yīng)過程中質(zhì)量減小的方法，研究影響反應(yīng)速率的因素。所用HNO₃濃度為1.00 mol·L^-1、2.00 mol·L^-1，大理石有細(xì)顆粒與粗顆粒兩種規(guī)格，實(shí)驗(yàn)溫度為298 K、308 K，每次實(shí)驗(yàn)HNO₃的用量為25.0 mL、大理石用量為10.00 g。

（1）請(qǐng)完成以下實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)表，并在實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊粰谥刑畛鰧?duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)編號(hào):

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	T/K	大理石規(guī)格	HNO3濃度/mol·L-1	實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>
①	298	粗顆粒	2.00	(Ⅰ)實(shí)驗(yàn)①和②探究HNO3濃度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； （Ⅱ）實(shí)驗(yàn)①和_____________探究溫度對(duì)該反應(yīng)速率的影響； （Ⅲ）實(shí)驗(yàn)①和________________探究大理石規(guī)格（粗、細(xì)）對(duì)該反應(yīng)速率的影響
②
③
④

（2）實(shí)驗(yàn)①中CO₂質(zhì)量隨時(shí)間變化的關(guān)系見下圖：

依據(jù)反應(yīng)方程式CaCO₃+HNO₃Ca(NO₃)₂+CO₂↑+H₂O，計(jì)算實(shí)驗(yàn)①在70—90 s范圍內(nèi)HNO₃的平均反應(yīng)速率（忽略溶液體積變化，寫出計(jì)算過程）。

（3）請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的框圖中，畫出實(shí)驗(yàn)②、③和④中CO₂質(zhì)量隨時(shí)間變化關(guān)系的預(yù)期結(jié)果示意圖。

碳酸鈉是造紙、玻璃、紡織、制革等行業(yè)的重要原料。工業(yè)碳酸鈉（純度約98%）中含有Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、Cl^-和等雜質(zhì)，提純工藝路線如下：

已知碳酸鈉的溶解度（S）隨溫度變化的曲線如下圖所示：

回答下列問題：

（1）濾渣的主要成分為________________。

（2）“趁熱過濾”的原因是________________________________________。

（3）若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“趁熱過濾”，可采取的措施是_______________________（寫出1種）。

（4）若“母液”循環(huán)使用，可能出現(xiàn)的問題及其原因是_____________________________。

（5）已知：Na₂CO₃·10H₂O（s）Na₂CO₃(s)+10H₂O(g)  ΔH₁=+532.36 kJ·mol^-1

Na₂CO₃·10H₂O（s）Na₂CO₃·H₂O（s）+9H₂O(g)  ΔH₂=+473.63 kJ·mol^-1

寫出Na₂CO₃·H₂O脫水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式______________________________。

電導(dǎo)率是衡量電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力大小的物理量，根據(jù)溶液電導(dǎo)率變化可以確定滴定反應(yīng)的終點(diǎn)。下圖是用KOH溶液分別滴定HCl溶液和CH₃COOH溶液的滴定曲線示意圖。下列示意圖中，能正確表示用NH₃·H₂O溶液滴定HCl和CH₃COOH混合溶液的滴定曲線的是（    ）

鹽酸、醋酸和碳酸氫鈉是生活中常見的物質(zhì)。下列表述正確的是（    ）

A.在NaHCO₃溶液中加入與其等物質(zhì)的量的NaOH，溶液中的陰離子只有和OH^-

B.NaHCO₃溶液中：c(H⁺)+c(H₂CO₃)=c(OH^-)

C.10 mL 0.10 mol·L^-1 CH₃COOH溶液加入等物質(zhì)的量的NaOH后，溶液中離子的濃度由大到小的順序是：c(Na⁺)＞c(CH₃COO^-)＞c(OH^-)＞c(H⁺)

D.中和體積與pH都相同的HCl溶液和CH₃COOH溶液所消耗的NaOH物質(zhì)的量相同