【化学-选修化学与技术】(15分)美国科学家理查德-海克和日本科学家根岸英一、铃木彰因在研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得2010年度诺贝尔化学奖。有机
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【化学-选修化学与技术】(15分) 美国科学家理查德-海克和日本科学家根岸英一、铃木彰因在研发“有机合成中的钯催化的交叉偶联”而获得2010年度诺贝尔化学奖。有机合成常用的钯/活性炭催化剂,长期使用催化剂会被杂质(如:铁、有机物等)污染而失去活性,成为废催化剂,需对其再生回收。一种由废催化剂制取氯化钯的工艺流程如下:
(1)废钯催化剂经烘干后,再在700℃的高温下焙烧,焙烧过程中需通入足量空气的原因是________;甲酸还原氧化钯的化学方程式为________。 (2)钯在王水(浓硝酸与浓盐酸按体积比1∶3)中转化为H2PdCl4,硝酸还原为NO,该反应的化学方程式为:____________。 (3)钯精渣中钯的回收率高低主要取决于王水溶解的操作条件,已知反应温度、反应时间和王水用量对钯回收率的影响如下图1~图3所示,则王水溶解钯精渣的适宜条件(温度、时间和王水用量)为________、________、________。
(4)加浓氨水时,钯转变为可溶性[Pd(NH3)4]2+,此时铁的存在形式是________(写化学式)。 (5)700℃焙烧1的目的是:________;550℃焙烧2的目的是:________。 |
答案
(1)使活性炭充分燃烧而除去(2分)PdO+HCOOH=Pd+CO2+H2O(2分) (2)3Pd+12HCl+2HNO3=3H2PdCl4+2NO+4H2O(2分) (3)80~90OC(或90oC左右)、反应时间约为8h、钯精渣与王水的质量比为1:8(3分) (4)Fe(OH)3(2分) (5)除去活性炭及有机物(2分);脱氨(将Pd(NH3)2Cl2转变为PdCl2)(2分) |
解析
(1)由于废钯催化剂中含有活性炭,在高温下需要通过氧气将其氧化生成CO2而除去。甲酸还原氧化钯的氧化产物水是CO2,所以化学方程式为 PdO+HCOOH=Pd+CO2+H2O。 (2)根据所给的反应物和生成物可写出该反应的方程式,即 3Pd+12HCl+2HNO3=3H2PdCl4+2NO+4H2O。 (3)根据图中信息可知,最适宜的体积应该是80~90OC(或90oC左右)、反应时间约为8h、钯精渣与王水的质量比为1:8。 (4)在碱性溶液中,铁离子生成氢氧化碳沉淀而析出。 (5)700℃焙烧1的目的是除去活性炭及有机物。由于沉淀中含有氨气,所以灼烧的目的是将Pd(NH3)2Cl2转变为PdCl2。 |
举一反三
【化学—选修5:有机化学基础】(15分) 卤代烃在醚类溶剂中与Mg反应可制得格氏试剂,格氏试剂在有机合成方面用途广泛。设R为烃基,已知:
某有机物A有如下转化关系: 试回答下列问题: (1)反应①的反应试剂和实验条件是 (2)C→D的化学反应方程式为 ;反应类型是 ; (3) G的结构简式是___ ,G的最简单的同系物的名称是 (4)I中所含官能团的名称是 (5)分子式与I、J相同,但能发生银镜反应的异构体有 种。写出其中含—CH3个数最多的异构体的结构简式 |
制取下列物质,不能直接用乙烯作原料的是A.CH3CH2Cl | B.CH2=CHCl | C.CH3CH2OH | D.CH2Br-CH2Br |
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(14分)已知: A是石油裂解气的主要成份且A的产量通常用来衡量一个国家的石油化工水平;请回答下列问题:
(1)写出A的结构简式 。 (2)写出下列反应的反应类型: ① ,④ 。 (3)写出下列反应的化学方程式: ① ;② ; ③ ;⑤ 。 |
(16分)聚合物的合成路线如下:
(1)在合成的反应路线中: ①生成A的反应类型是 。 ②由B生成的化学方程式是 。 ③聚合物的结构简式是 。 (2)的结构简式是 。 (3)①D的名称是 。 ②写出生成的化学方程式 。 (4)在合成的反应路线中: ①H的分子式是,写出的化学方程式 。 ②下列说法正确的是 。 a. 乙烯与H互为同系物 b. H的同分异构体中存在芳香烃 c. N分子中可能存在碳碳双键 d. H→N的反应原子利用率是100% |
(10分)乙烯是来自石油的重要有机化工原料,其产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平。结合以下路线回答:
已知: (1)上述过程中属于物理变化的是__________(填序号)。 ①分馏②裂解 (2)A的官能团是__________。 (3)反应II的化学方程式是__________。 (4)D为高分子化合物,可以用来制造多种包装材料,其结构简式是__________。 (5)E是有香味的物质,在实验室可用下图装置制取。
①反应IV的化学方程式是__________。 ②出于对安全的考虑,实验中应该采取的措施是__________。(写出一种即可) (6)下列关于CH2=CH-COOH的说法正确的是__________。 ①与CH3CH=CHCOOH互为同系物 ②可以与NaHCO3溶液反应放出CO2气体 ③在一定条件下可以发生取代、加成、氧化反应 |
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