化学计算常用方法和技巧+高中化学推断题

化学计算常用方法和技巧

【专题目标】

1. 掌握化学计算中的常用方法和技巧。

2. 强化基本计算技能,提高速算巧解能力和数学计算方法的运用能力。 【经典题型】

题型一:差量法的应用

【例1】10毫升某气态烃在80毫升氧气中完全燃烧后,恢复到原来状况(1.01×105Pa , 270C )时,测得气体体积为70毫升,求此烃的分子式。

【点拨】原混和气体总体积为90毫升,反应后为70毫升,体积减少了20毫升。剩余气体应该是生成的二氧化碳和过量的氧气,下面可以利用差量法进行有关计算。 C x H y + (x+

y 4

)O 2 xCO 2 +

y 2

H 2O 体积减少

y 4

1 1+

10 20

计算可得y=4 ,烃的分子式为C 3H 4或C 2H 4或CH 4 【规律总结】

差量法是根据物质变化前后某种量发生变化的化学方程式或关系式,找出所谓“理论差量”,这个差量可以是质量差、气态物质的体积差、压强差,也可以是物质的量之差、反应过程中的热量差等。该法适用于解答混合物间的反应,且反应前后存在上述差量的反应体系。 【巩固】

1、现有KCl 、KBr 的混合物3.87g ,将混合物全部溶解于水,并加入过量的AgNO 3溶液,充分反应后产生6.63g 沉淀物,则原混合物中钾元素的质量分数为

A.0.241 B.0.259 C.0.403 D.0.487 题型二:守恒法的应用

【例2】Cu 、Cu 2O 和CuO 组成的混合物,加入100Ml0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到224mLNO 气体(标准状况)。求:

(1) 写出Cu 2O 跟稀硝酸反应的离子方程式。 (2) 产物中硝酸铜的物质的量。

(3) 如混合物中含0.01moLCu ,则其中Cu 2O 、CuO 的物质的量分别为多少?

(4) 如混合物中Cu 的物质的量为X ,求其中Cu 2O 、CuO 的物质的量及X 的取值范围。

【点拨】本题为混合物的计算,若建立方程组求解,则解题过程较为繁琐。若抓住反应的始态和终态利用守恒关系进行求解,则可达到化繁为简的目的。

(1) 利用电子守恒进行配平。3Cu 2O+14HNO3==6Cu(NO3) 2 + 2NO↑+7H2O (2) 利用N 原子守恒。n (HNO 3)== 0.06mol,n (NO )== 0.01mol,

则n (Cu(NO3) 2)==(0.06-0.01)/2=0.025mol

(3) 本题混合物中虽含有Cu 、Cu 2O 和CuO 三种物质,但参加氧化还原反应的只有 Cu 、Cu 2O ,所以利用电子守恒可直接求解。

转移电子总数:n (e -)= n(NO )×3==0.03mol Cu 提供电子数:0.01×2=0.02mol

Cu 2O 提供电子数:0.03-0.02=0.01mol n (Cu 2O )=0.01/2=0.005mol n (CuO )=0.0025-0.01-0.005×2=0.005mol

(4) 根据(3)解法可得n (Cu 2O )=0.015-Xmol n (CuO )=X-0.005mol。根据电子守恒进行极端假设:若电子全由Cu 提供则n (Cu )=0.015mol;若电子全由Cu 2O 提供则n (Cu 2O )=0.015mol,则n (Cu 2+)==0.03mol大于了0.025mol ,说明n (Cu )不等于0,另根据n (CuO )=X-0.005mol要大于0可得n (Cu )>0.005mol。所以0.005mol

化学反应的实质是原子间重新组合,依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变。元素守恒即反应前后各元素种类不变,各元素原子个数不变,其物质的量、质量也不变。电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液等,电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等。电子得失守恒是指在发生氧化—还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化—还原反应还是原电池或电解池中均如此。

【巩固】

2、碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸,转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解28.4g 上述混合物,消耗1mol/L盐酸500mL 。燃烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的质量是

A.35g B.30 g C.20 g D.15 g 题型三:关系式法的应用

【例3】为了预防碘缺乏病,国家规定每千克食盐中应含有40~50毫克的碘酸钾。为检验某种食盐是否为加碘的合格食盐,某同学取食盐样品428克,设法溶解出其中全部的碘酸钾。将溶液酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液,溶液呈蓝色,再用0.030mol/L的硫代硫酸钠溶液滴定,用去18.00mL 时蓝色刚好褪去。试通过计算说明该加碘食盐是否为合格产品。有关反应如下:

--+

IO 3+5I +6 H→3I 2+3H 2O ---

I 2+2S 2O 32→2I +S 4O 62

--

【点拨】本题为多步反应的计算,可根据反应方程式直接建立IO 3和S 2O 32的关系式进行求解。

--

解: 6S 2O 32 ------- IO 3

6mol 1mol

0.030mol/L×18.00mL ×10-3 n

n (I 2)==0.09×10-3mol

每千克食盐中含KIO 3:

∴该加碘食盐是合格的 【规律总结】

实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时,往往涉及到多步反应:从原料到产品可能要经过若干步反应;测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程。对于多步反应体系,依据若干化学反应方程式,找出起始物质与最终物质的量的关系,并据此列比例式进行计算求解方法,称为“关系式”法。利用关系式法可以节省不必要的中间运算步骤,避免计算错误,并能迅速准确地获得结果。用关系式解题的关键是建立关系式,建立关系式的方法主要有:1、利用微粒守恒关系建立关系式,2、利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式,3、利用方程式的加合建立关系式。

【巩固】

3、已知脊椎动物的骨骼中含有磷。以下是测定动物骨灰中磷元素含量的实验方法。称取某动物骨灰样品0.103 g,用硝酸处理,使磷转化成磷酸根。再加入某试剂,使磷酸根又转化成沉淀。沉淀经灼烧后得到组成为P 2Mo 24O 77的固体(其式量以3.60 ×103计)0.504 g。试由上述数据计算该骨灰样品中磷的质量分数。(磷的相对原子质量以31.0 计。) 题型四:平均值法的应用

【例4】由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物10克,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2升,则混和物中一定含有的金属是 A. 锌 B. 铁 C. 铝 D. 镁 【点拨】本题利用平均摩尔电子质量求解,据10克金属与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2升可得金属平均摩尔电子质量为10g/mol。四种金属的摩尔电子质量分别为:Zn :32.5g/mol、Fe :28g/mol、Al :9g/mol、Mg :12g/mol,其中只有Al 的摩尔电子质量小于10g/mol,故答案为C 。 【规律总结】

所谓平均值法是一种将数学平均原理应用于化学计算的解题方法。它所依据的数学原理是:两个数Mr 1和Mr 2(Mr 1大于Mr 2)的算术平均值Mr ,一定介于两者之间。所以,只要求出平均值Mr ,就可以判断出Mr 1和Mr 2的取值范围,再结合题给条件即可迅速求出正确答案。常见方法有:求平均原子量、平均式量、平均摩尔电子质量、平均组成等。 【巩固】

4、由10g 含有杂质的CaCO 3和足量的盐酸反应,产生CO 20.1mol ,则此样品中可能含有的杂质是 A.KHCO 3和MgCO 3 B.MgCO 3和SiO 2 C.K 2CO 3和SiO 2 D. 无法计算 题型五:极端假设法的应用

【例5】将一定质量的Mg 、Zn 、Al 混合物与足量稀H 2SO 4反应,生成H 2 2.8 L(标准状况),原混合物的质量可能是

A.2 g B.4 g C.8 g D.10 g

【点拨】本题给出的数据不足,故不能求出每一种金属的质量只能确定取值范围。三种金属中产生等量的氢气质量最大的为锌,质量最小的为铝。故假设金属全部为锌可求的金属质量为8.125g ,假设金属全部为铝可求的金属质量为2.25g ,金属实际质量应在2.25g ~~8.125g之间。故答案为B 、C 。 【规律总结】

“极端假设法”是用数学方法解决化学问题的常用方法,一般解答有关混合物计算时采用,可分别假设原混合物是某一纯净物,进行计算,确定最大值、最小值,再进行分析、讨论、得出结论。 【巩固】

5、0.03mol 铜完全溶于硝酸,产生氮的氧化物NO 、NO 2、N 2O 4混合气体共0.05mol 。该混合气体的平均

相对分子质量可能是

A .30 B .46 C .50 D .66

题型六:讨论法的应用

【例6】向300mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO 2气体,充分反应后,在减压低温下蒸发溶液,得到白色固体。请回答下列问题:

(1)由于CO 2通入量不同,所得到的白色固体的组成也不同,试推断有几种可能的组成,并分别列出。 (2)若通入CO 2气体为2.24L (标准状况下),得到11.9g 的白色团体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的,其质量各为多少?所用的KOH 溶液的物质的量浓度为多少 【点拨】(1)由于CO 2和KOH 反应时物质的量之比不同则产物不同,故可根据CO 2和KOH 反应时物质的量之比对产

/n=1/2时产物为K 2CO 3,物进行讨论。由:①CO 2+2KOH =K 2CO 3+H 2O ②CO 2+KOH =KHCO 3可知n (CO 2)(KOH )

n (CO 2)/n(KOH )=1时产物为K HCO 3,所以n (CO 2)/n(KOH )1时,二氧化碳过量,则固体产物为KHCO 3。答案为:①K 2CO 3+KOH ②K 2CO 3 ③K 2CO 3+KHCO 3 ④KHCO 3

(2)由:①CO 2+2KOH =K 2CO 3+H 2O ②CO 2+KOH =KHCO 3

22.4L(标态) 138g 22.4L(标态) 100g 2.24L(标态) 13.8g 2.24L(标态) 10.0g ∵ 13.8g >11.9g >10.0g

∴ 得到的白色固体是 K 2CO 3和KHCO 3的混合物。 设白色固体中 K 2CO 3 x mol,KHCO 3 y mol,即

①CO 2+2KOH =K 2CO 3+H 2O ②CO 2+KOH =KHCO 3 x mol 2x mol x mol y mol y mol y mol

x mol+y mol=2.24L/22.4mol•L—1=0.100 mol (CO 2) 138g•mol—1 × x mol 100 g•mol—1 × y mol=11.9g (白色固体) 解此方程组,得

x =0.0500mol (K 2CO 3) y =0.0500mol (KHCO 3)

—1

0.0500mol=6.90g ∴ 白色固体中 ,K 2CO 3 质量为 138g•mol×

KHCO 3质量为 100 g•mol—1 ×0.0500mol =5.00g 消耗 KOH 物质的量为 2x mol+y mol=2×0.0500mol +0.0500mol =0.150mol ∴所用 KOH 溶液物质的量浓度为

0.150mol/0.300L = 0.500 mol•L—1 【规律总结】

有一类化学计算题,由于某一条件的不确定,结果可能是两个或两个以上,也可能在某个范围内取值,这类题需要用讨论的方法求解。常见的类型:1、讨论反应发生的程度;2、讨论反应物是否过量;3、讨论反应物或生成物的组成范围;4、讨论不定方程的解。 【巩固】

6、常温下盛有10ml NO2和10 ml NO 组成的混合气体的大试管倒立于水中,当向其中缓缓通入O 2一段时间后,试管内残留有2mL 气体,则通入O 2的体积可能为多少升?

【随堂作业】

一、选择题(每题有1~2个答案)

1.密度为1.45g/cm3的硫酸溶液中, 逐滴加入BaCl 2溶液, 直到沉淀完全为止, 已知沉淀的质量与原硫酸溶液相等, 则原硫

酸溶液的浓度为

A.29.6% B.42.1% C.14.8mol/L D.6.22mol/L

2.在MgCl 2、KCl 、K 2SO 4三种盐的混合溶液中,若K +、Cl -各为1.5mol ,Mg 2+为0.5mol ,则SO 42-的物质的量为

A.0.1mol B.0.5mol C.0.15mol D.0.25mol

3.将3.20gCu 跟30.0mL10.0mol/L的硝酸反应,产物只有NO 和NO 2。若反应后溶液中有a mol H+,则此时溶液中含有NO 3-离子的物质的量为

A.a/2 mol B.2a mol C.0.1a mol D.(a+0.1) mol

4.在一定条件下,合成氨反应达到平衡后,混合气体中氨气的体积分数为0.25。若反应前后条件不变,则反应后缩小的气体体积与原反应物的体积比值是

A.1/5 B.1/4 C.1/3 D.1/2

5.3g 镁、铝合金与100mL 稀硫酸恰好完全反应,将反应后所得溶液蒸干,得到无水硫酸盐17.4g ,则原硫酸溶液的物质的量浓度为

A.1 mol/L B.1.5 mol/L C.2mol/L D.2.5mol/L

6.在碳酸钾中含有纯碱、硝酸钾、硝酸钡中的杂质一种或两种。将7.8g 试样溶于水、得到澄清溶液,再加入过量的CaCl 2溶液得到沉淀5.0g ,对原样品中的杂质的判断正确的是

A. 一定没有Na 2CO 3和Ba(NO3) 2 B. 一定有Na 2CO 3而没有Ba(NO3) 2 C. 没有Ba(NO3) 2但有KNO 3,可能还有Na 2CO 3 D. 没有Na 2CO 3 但有Ba(NO3) 2和KNO 3 7.1摩CO 与2摩H 2O(气) 在一定条件下发生可逆反应:CO+H2O(气) CO 2+H2, 反应达到平衡时生成0.6摩CO 2。若

在相同条件下将H 2O(气) 由2摩改为4摩, 反应达到平衡时生成的CO 2的物质的量为

A.0.3mol B.0.6mol C.0.9mol D.1.2mol

8.质量为25.6g 的KOH 和KHCO 3混合物在250o C 的密闭容器中充分煅烧后排出气体,冷却,残留固体20.7g ,原混合物中KOH 和KHCO 3的物质的量关系正确的是

A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 任意比

9.有一氧化铁样品,用5mol/L的盐酸140mL 恰好完全溶解,所得溶液还能吸收标准状况下0.56L 氯气,亚铁离子全部转变为铁离子,则该氧化物可能的化学式为

A.Fe 2O 3 B. Fe3O 4 C.Fe 4 O5 D.Fe 5O 7 10.合成氨过程中将N 2和H 2按1:3体积比混合后通过合成塔。若合成塔排出的混合气体中NH 3占12%,则N 2所占的体积分数应为(气体在同温同压条件测得)

A.12% B.6% C.22% D.44% 二、计算题

11、氢气和氧气的混合气体为120℃和一定压强下物质的量为amol ,点燃后发生反应,待气体恢复到原来的温度和压强时,测得气体的物质的量为bmol ,求原昆合气体中氢气和氧气的物质的量各是多少?

12、工业上利用氨催化氧化法可制取硝酸,加入脱水剂后制得较高浓度的硝酸。现以17吨氨作为原料,假设NH 3全部转化为HNO 3。

(1)写出NH 3完全转化为HNO 3的总化学反应方程式

(2)生产过程中需加水吸收,如果加入脱水剂后脱去水的量相等,则所得硝酸溶液的质量分数为多少?

(3)如果生产中同时制得50%的硝酸m 1吨和90%的硝酸m 2吨(脱去的水可循环使用,制得教低浓度的稀硝酸),若

共加入27吨水,则m 1与m 2的质量比为多少?

13、现有等物质的量的NaHCO 3、KHCO 3的混合物a g与100mL 盐酸反应。题中涉及的气体体积均以标准状况计,填空时可以用带字母的公式表示。

(1)该混合物中NaHCO 3与KHCO 3的质量比为 。

-1

(2)如碳酸氢盐与盐酸恰好完全反应,则盐酸的物质的量浓度为 mol·L 。 (3)如果盐酸过量,生成CO 2的体积为 L。

(4)如果反应后碳酸氢盐有剩余,盐酸不足量,要计算生成CO 2的体积,还需要知道

(5)若NaHCO 3和KHCO 3不是以等物质的量混合,则a g固体混合物与足量的盐酸完全反应时生成CO 2的体积范围是 。 14、标准状况下1.68L 无色可燃气体在足量氧气完全燃烧。若产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀质量为15.0g ,若用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3g 。

(1)计算燃烧产物中水的质量。

(2)若原气体是单一气体,通过计算推断它的分子式。

(3)若原气体是两种等物质的量的气体的混合物,其中一种是烃,请写出它们的分子式。(只要求写出一组) 15、接触法制硫酸排放的尾气中含少量的SO 2,为防止污染大气,在排放前设法进行综合利用。

(1)某硫酸厂每天排放的10000m3尾气0.2%(体积分数)的SO 2,问用NaOH 溶液、石灰及O 2处理后,假设硫元素不损失,理论上可得到多少千克石膏(CaSO 4•2H 2O )?

-1

(2)如果将一定体积的尾气通入100mL2mol •L 的NaOH 溶液中使其完全反应,经测定所得溶液含16.7g 溶质。试分析该溶液的成分,并计算确定各成分的物质的量。

(3)工厂在尾气处理制石膏的过程中,中间产物是NaHSO 3。调节尾气排放的流量,以取得SO 2与NaOH 间物质的量的最佳比值,从而提高亚硫酸氢钠的产量。现设nSO 2、nNaOH 、nNaHSO 3分别表示SO 2、NaOH 和NaHSO 3的物质的量,且

nSO

2

nNaOH

=x,试写出x 在不同的取值范围时,n (NaHSO 3)的值或NaHSO 3与nSO 2、nNaOH 间的关系式。

参考答案

巩固:1、C 2、C 3、8.42% 4、B 5、BC 6、8.5ml,12ml

随堂作业: 1、BD 2、B 3、D 4、A 5、B 6、C 7、C 8、B 9、D 10、C 11、 (1)当完全反应时,nH 2为2(a-b )mol ,nO 2为(a-b )mol ;

(2)当H 2有剩余时,nH 2为bmol ,nO 2为 (a-b )mol ; (3)当O 2有剩余时,nH 2为2(a-b )mol ,nO 2为(2b-a )mol 。]

12、(1)NH 3+2O2=HNO3+H2O

(2)NH 3 + 2O2 == HNO3 + H2O

(3) 0.5m 1+(1-0.9)m2=27+18

17吨 63吨 18吨 1+0.9m2=63 63吨/(63吨+18吨) ×100%=77.8% m 1/m2=19/5 13、(1)84︰100 (2)5a/46 (3)22.4a/92或5.6a/23 (4)盐酸的物质的量浓度

(5)(22.4/100)a -- (22.4/84)a 14、(1)2.7g (2)C 2H 4 (3)C 4H 6和H 2或C 3H 8和CO ,C 3H 6和CH 2O 等 15、解(1)153.6kg (2)NaHSO 3 0.1mol Na2SO 3 0.05mol (3)

有机物的推断和合成

【专题目标】掌握各类有机物分子结构的官能团的特点,理解其官能团的特征反应,根据物质性质推断分析其结构和类别。理解有机物分子中各基团间的相互影响。关注外界条件对有机反应的影响。掌握重要有机物间的相互转变关系。

【经典题型】

题型1:根据反应物官能团的进行推导

【例1】为扩大现有资源的使用效率,在一些油品中加入降凝剂J ,以降低其凝固点,扩大燃料油品的使用范围。J 是一种高分子聚合物,它的合成路线可以设计如下,其中A 的氧化产物不发生银镜反应:

试写出:

(l )反应类型;a 、b 、P

(2)结构简式;F 、H (3)化学方程式:D →E

E +K →J

【解析】根据产物J 的结构特点,采用逆推的方法得到K 、H 、G 、F 中含有碳碳双键,所以F 为1,4加成产物。 【规律总结】

(1)合成原则:原料价廉,原理正确,途径简便,便于操作,条件适宜,易于分离。 (2)思路:将原料与产物的结构进行对比,一比碳干的变化,二比官能团的差异。

①根据合成过程的反应类型,所带官能团性质及题干中所给的有关知识和信息,审题分析,理顺基本途径。 ②根据所给原料,反应规律,官能团引入、转换等特点找出突破点。③综合分析,寻找并设计最佳方案。 (3)方法指导:找解题的“突破口”的一般方法是:

a. 找已知条件最多的地方,信息量最大的;b. 寻找最特殊的——特殊物质、特殊的反应条件、特殊颜色等等;c. 特殊的分子式,这种分子式只能有一种结构;d. 如果不能直接推断某物质,可以假设几种可能,认真小心去论证,看是否完全符合题意。

(4)应具备的基本知识: ①官能团的引入:

引入卤原子(烯、炔的加成,烷、苯及其同系物,醇的取代等);引入双键(醇、卤代烃的消去,炔的不完全加成等);引入羟基(烯加水,醛、酮加H 2,醛的氧化,酯水解,卤代烃水解,糖分解为乙醇和CO 2等);生成醛、酮(烯的催化氧化,醇的催化氧化等) ②碳链的改变:

增长碳链(酯化、炔、烯加HCN ,聚合,肽键的生成等);

减少碳链(酯水解、裂化、裂解、脱羧,烯催化氧化,肽键水解等)

③成环反应(不饱和烃小分子加成——三分子乙炔生成苯;酯化、分子间脱水,缩合、聚合等)

题型2:有机合成

【例2】在有机反应中, 反应物相同而条件不同, 可得到不同的主产物. 下式中R 代表烃基, 副产物均已略去.

请写出实现下列转变的各步反应的化学方程式, 特别注意要写明反应条件. (1)由CH 3CH 2CH 2CH 2Br 分两步转变为CH 3CH 2CHBrCH 3

(2)由(CH3) 2CHCH=CH2分两步转变为(CH3) 2CHCH 2CH 2OH

【解析】

(1)比较反应物和最终产物,官能团的位置发生了变化,充分利用题给信息,先消去,后加成。 (1)比较反应物和最终产物,官能团的位置发生了变化,充分利用题给信息,先加成,后水解。

题型3:根据题目提供信息,进行推断。 【例3】请认真阅读下列3个反应:

利用这些反应,按以下步骤可以从某烃

A

合成一种染料中间体

DSD

请写出A 、B 、C 、D 的结构简式。

A____________________B_________________C_______________D______________

【解析】采用逆推法,充分使用题给信息,推得A 为甲苯,先硝化得到B, 磺化得到C 。由于氨基容易被氧化,所以C 应该发生3反应,然后还原。 【规律总结】

【巩固练习】

1、松油醇是一种调香香精,它是α、β、γ三种同分异构体组成的混合物,可由松节油分馏产品A (下式中O 是为

区分两个羟基而人为加上的)经下列反应制得:

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试回答:

(1)α—松油醇的分子式

(2)α—松油醇所属的有机物类别是 (多选扣分)

(a )醇 (b )酚 (c )饱和一元醇 (3)α—松油醇能发生的反应类型是 (多选扣分) (a )加成 (b )水解 (c )氧化

(4)在许多香料中松油醇还有少量的以酯的形式出现,写出RCOOH 和α—松油醇反应的化学方程式 。

(5)写结简式:β—松油醇 ,γ—松油醇

2、化合物A 最早发现于酸牛奶中,它是人体内糖代谢的中间体,可由马铃薯、玉米淀粉等发酵制得,A 的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A 在某种催化剂的存在下进行氧化,其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸存在下,A 可发生如下所示的反应。

C 2H 5OH CH 3COOH

加热 加热

试写出:

⑴化合物的结构简式:A ,B ,D 。 ⑵化学方程式:A →E ,

A →F 。

⑶反应类型:A →E ,A →F 。

【随堂作业】

1.工业上可用乙基蒽醌(A )制备H 2O 2,其工艺流程可简单表示如下:

(1)A 的分子式为______,B 的分子式为_______。

(2)涉及氧化反应的反应式可写成:_______________。涉及还原反应的反应式可写成:____________。 (3)“绿色化学”是当今社会人们提出的一个新概念。在绿色化学中,一个重要的衡量指标是原子的利用率,其计算公式为:原子利用率=期望产品的摩尔质量/化学方程式按计量所得产物的摩尔质量

,则制备

学工艺”中,理想状态原子利用就为100%,试问该法生产H 2O 2可否称为理想状态的“绿色工艺”?简述理由 。

2、已知乙烯在催化剂作用下,可被氧化生成乙醛,试以C H 2=C H 2、

O O ||||1818

C H 3-C -O -C H 2-C H 2-O -C -C H 3。写出有关的化学方程式。

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O 2、

17

O 2、H 2O 为主要原料合成

18

_______________________________________________。

3、写出以C H 2C lC H 2C H 2C H 2O H 为原料制备

O

C H

2C H 2

C H 2C O

的各步反应方程式。(必要的无机试剂自选)

_______________________________________________________。

4、提示:通常,溴代烃既可以水解生成醇,也可以消去溴化氢生成不饱和烃。如:

请观察下列化合物A ~H 的转换反应的关系图(图中副产物均未写出),并填写空白:

(1)写出图中化合物C 、G 、H 的结构简式:C________、G________、H_______。

(2)属于取代反应的有(填数字代号,错答要倒扣分)________。

5、通常情况下, 多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的, 容易自动失水, 生成碳氧双键的结构:

下面是9个化合物的转变关系:

(1)化合物①是___________,它跟氯气发生反应的条件A 是_________

(2)化合物⑤跟⑦可在酸的催化下去水生成化合物⑨, ⑨的结构简式是:_______名称是______________________ (3)化合物⑨是重要的定香剂, 香料工业上常用化合物⑧和②直接合成它。此反应的化学方程式是___________________________________________。

6、由乙烯和其它无机原料合成环状化合物E ,其合成过程如下: Br H 2C C H 2A

⑴写出A 、B 、C 、D 的结构简式A ,B , C ,D 。 ⑵写出A 和E 的水解反应的化学方程式:

A 水解: ;

E 水解: 。

7、下图中①-⑧都是含有苯环的化合物. 在化合物③中, 由于氯原子在硝基的邻位上, 因而反应性增强, 容易和反应试

剂中跟氧原子相连的氢原子相结合, 从而消去HCl. 请写出图中由化合物③变成化合物④、由化合物③变成化合物⑥、由化合物⑧变成化合物⑦的化学方程式(不必注明反应条件, 但是要配平).

③→④ ③→⑥

⑧→⑦

8、某高校曾以下列路线合成药物心舒宁(又名冠心宁),它是一种有机酸盐。

(1)心舒宁的分子式为 。 (2)中间体(I )的结构简式是 。 (3)反应①~⑤中属于加成反应的是 (填反应代号)。

(4)如果将⑤、⑥两步颠倒,则最后得到的是(写结构简式) 。

9、在金属锂和碘化亚铜存在的条件下,卤代烃间发生反应生成一种新的烃,C L i

C uI

C 2H 5

C l

4H 9C l −−→C 4H 9L i −−−→(C 4H 9)2C uL i −−−−→C 4H 9—C 2H 5,

把下列各步变化中的有机产物的结构简式填入方框中:

如:

化学计算常用方法和技巧

【专题目标】

1. 掌握化学计算中的常用方法和技巧。

2. 强化基本计算技能,提高速算巧解能力和数学计算方法的运用能力。 【经典题型】

题型一:差量法的应用

【例1】10毫升某气态烃在80毫升氧气中完全燃烧后,恢复到原来状况(1.01×105Pa , 270C )时,测得气体体积为70毫升,求此烃的分子式。

【点拨】原混和气体总体积为90毫升,反应后为70毫升,体积减少了20毫升。剩余气体应该是生成的二氧化碳和过量的氧气,下面可以利用差量法进行有关计算。 C x H y + (x+

y 4

)O 2 xCO 2 +

y 2

H 2O 体积减少

y 4

1 1+

10 20

计算可得y=4 ,烃的分子式为C 3H 4或C 2H 4或CH 4 【规律总结】

差量法是根据物质变化前后某种量发生变化的化学方程式或关系式,找出所谓“理论差量”,这个差量可以是质量差、气态物质的体积差、压强差,也可以是物质的量之差、反应过程中的热量差等。该法适用于解答混合物间的反应,且反应前后存在上述差量的反应体系。 【巩固】

1、现有KCl 、KBr 的混合物3.87g ,将混合物全部溶解于水,并加入过量的AgNO 3溶液,充分反应后产生6.63g 沉淀物,则原混合物中钾元素的质量分数为

A.0.241 B.0.259 C.0.403 D.0.487 题型二:守恒法的应用

【例2】Cu 、Cu 2O 和CuO 组成的混合物,加入100Ml0.6mol/LHNO3溶液恰好使混合物溶解,同时收集到224mLNO 气体(标准状况)。求:

(1) 写出Cu 2O 跟稀硝酸反应的离子方程式。 (2) 产物中硝酸铜的物质的量。

(3) 如混合物中含0.01moLCu ,则其中Cu 2O 、CuO 的物质的量分别为多少?

(4) 如混合物中Cu 的物质的量为X ,求其中Cu 2O 、CuO 的物质的量及X 的取值范围。

【点拨】本题为混合物的计算,若建立方程组求解,则解题过程较为繁琐。若抓住反应的始态和终态利用守恒关系进行求解,则可达到化繁为简的目的。

(1) 利用电子守恒进行配平。3Cu 2O+14HNO3==6Cu(NO3) 2 + 2NO↑+7H2O (2) 利用N 原子守恒。n (HNO 3)== 0.06mol,n (NO )== 0.01mol,

则n (Cu(NO3) 2)==(0.06-0.01)/2=0.025mol

(3) 本题混合物中虽含有Cu 、Cu 2O 和CuO 三种物质,但参加氧化还原反应的只有 Cu 、Cu 2O ,所以利用电子守恒可直接求解。

转移电子总数:n (e -)= n(NO )×3==0.03mol Cu 提供电子数:0.01×2=0.02mol

Cu 2O 提供电子数:0.03-0.02=0.01mol n (Cu 2O )=0.01/2=0.005mol n (CuO )=0.0025-0.01-0.005×2=0.005mol

(4) 根据(3)解法可得n (Cu 2O )=0.015-Xmol n (CuO )=X-0.005mol。根据电子守恒进行极端假设:若电子全由Cu 提供则n (Cu )=0.015mol;若电子全由Cu 2O 提供则n (Cu 2O )=0.015mol,则n (Cu 2+)==0.03mol大于了0.025mol ,说明n (Cu )不等于0,另根据n (CuO )=X-0.005mol要大于0可得n (Cu )>0.005mol。所以0.005mol

化学反应的实质是原子间重新组合,依据质量守恒定律在化学反应中存在一系列守恒现象,如:质量守恒、元素守恒、电荷守恒、电子得失守恒等,利用这些守恒关系解题的方法叫做守恒法。质量守恒就是化学反应前后各物质的质量总和不变,在配制或稀释溶液的过程中,溶质的质量不变。元素守恒即反应前后各元素种类不变,各元素原子个数不变,其物质的量、质量也不变。电荷守恒即对任一电中性的体系,如化合物、混和物、溶液等,电荷的代数和为零,即正电荷总数和负电荷总数相等。电子得失守恒是指在发生氧化—还原反应时,氧化剂得到的电子数一定等于还原剂失去的电子数,无论是自发进行的氧化—还原反应还是原电池或电解池中均如此。

【巩固】

2、碳酸铜和碱式碳酸铜均可溶于盐酸,转化为氯化铜。在高温下这两种化合物均能分解成氧化铜。溶解28.4g 上述混合物,消耗1mol/L盐酸500mL 。燃烧等质量的上述混合物,得到氧化铜的质量是

A.35g B.30 g C.20 g D.15 g 题型三:关系式法的应用

【例3】为了预防碘缺乏病,国家规定每千克食盐中应含有40~50毫克的碘酸钾。为检验某种食盐是否为加碘的合格食盐,某同学取食盐样品428克,设法溶解出其中全部的碘酸钾。将溶液酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液,溶液呈蓝色,再用0.030mol/L的硫代硫酸钠溶液滴定,用去18.00mL 时蓝色刚好褪去。试通过计算说明该加碘食盐是否为合格产品。有关反应如下:

--+

IO 3+5I +6 H→3I 2+3H 2O ---

I 2+2S 2O 32→2I +S 4O 62

--

【点拨】本题为多步反应的计算,可根据反应方程式直接建立IO 3和S 2O 32的关系式进行求解。

--

解: 6S 2O 32 ------- IO 3

6mol 1mol

0.030mol/L×18.00mL ×10-3 n

n (I 2)==0.09×10-3mol

每千克食盐中含KIO 3:

∴该加碘食盐是合格的 【规律总结】

实际化工生产中以及化学工作者进行科学研究时,往往涉及到多步反应:从原料到产品可能要经过若干步反应;测定某一物质的含量可能要经过若干步中间过程。对于多步反应体系,依据若干化学反应方程式,找出起始物质与最终物质的量的关系,并据此列比例式进行计算求解方法,称为“关系式”法。利用关系式法可以节省不必要的中间运算步骤,避免计算错误,并能迅速准确地获得结果。用关系式解题的关键是建立关系式,建立关系式的方法主要有:1、利用微粒守恒关系建立关系式,2、利用方程式中的化学计量数间的关系建立关系式,3、利用方程式的加合建立关系式。

【巩固】

3、已知脊椎动物的骨骼中含有磷。以下是测定动物骨灰中磷元素含量的实验方法。称取某动物骨灰样品0.103 g,用硝酸处理,使磷转化成磷酸根。再加入某试剂,使磷酸根又转化成沉淀。沉淀经灼烧后得到组成为P 2Mo 24O 77的固体(其式量以3.60 ×103计)0.504 g。试由上述数据计算该骨灰样品中磷的质量分数。(磷的相对原子质量以31.0 计。) 题型四:平均值法的应用

【例4】由锌、铁、铝、镁四种金属中的两种组成的混和物10克,与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2升,则混和物中一定含有的金属是 A. 锌 B. 铁 C. 铝 D. 镁 【点拨】本题利用平均摩尔电子质量求解,据10克金属与足量的盐酸反应产生的氢气在标准状况下为11.2升可得金属平均摩尔电子质量为10g/mol。四种金属的摩尔电子质量分别为:Zn :32.5g/mol、Fe :28g/mol、Al :9g/mol、Mg :12g/mol,其中只有Al 的摩尔电子质量小于10g/mol,故答案为C 。 【规律总结】

所谓平均值法是一种将数学平均原理应用于化学计算的解题方法。它所依据的数学原理是:两个数Mr 1和Mr 2(Mr 1大于Mr 2)的算术平均值Mr ,一定介于两者之间。所以,只要求出平均值Mr ,就可以判断出Mr 1和Mr 2的取值范围,再结合题给条件即可迅速求出正确答案。常见方法有:求平均原子量、平均式量、平均摩尔电子质量、平均组成等。 【巩固】

4、由10g 含有杂质的CaCO 3和足量的盐酸反应,产生CO 20.1mol ,则此样品中可能含有的杂质是 A.KHCO 3和MgCO 3 B.MgCO 3和SiO 2 C.K 2CO 3和SiO 2 D. 无法计算 题型五:极端假设法的应用

【例5】将一定质量的Mg 、Zn 、Al 混合物与足量稀H 2SO 4反应,生成H 2 2.8 L(标准状况),原混合物的质量可能是

A.2 g B.4 g C.8 g D.10 g

【点拨】本题给出的数据不足,故不能求出每一种金属的质量只能确定取值范围。三种金属中产生等量的氢气质量最大的为锌,质量最小的为铝。故假设金属全部为锌可求的金属质量为8.125g ,假设金属全部为铝可求的金属质量为2.25g ,金属实际质量应在2.25g ~~8.125g之间。故答案为B 、C 。 【规律总结】

“极端假设法”是用数学方法解决化学问题的常用方法,一般解答有关混合物计算时采用,可分别假设原混合物是某一纯净物,进行计算,确定最大值、最小值,再进行分析、讨论、得出结论。 【巩固】

5、0.03mol 铜完全溶于硝酸,产生氮的氧化物NO 、NO 2、N 2O 4混合气体共0.05mol 。该混合气体的平均

相对分子质量可能是

A .30 B .46 C .50 D .66

题型六:讨论法的应用

【例6】向300mL KOH溶液中缓慢通入一定量的CO 2气体,充分反应后,在减压低温下蒸发溶液,得到白色固体。请回答下列问题:

(1)由于CO 2通入量不同,所得到的白色固体的组成也不同,试推断有几种可能的组成,并分别列出。 (2)若通入CO 2气体为2.24L (标准状况下),得到11.9g 的白色团体。请通过计算确定此白色固体是由哪些物质组成的,其质量各为多少?所用的KOH 溶液的物质的量浓度为多少 【点拨】(1)由于CO 2和KOH 反应时物质的量之比不同则产物不同,故可根据CO 2和KOH 反应时物质的量之比对产

/n=1/2时产物为K 2CO 3,物进行讨论。由:①CO 2+2KOH =K 2CO 3+H 2O ②CO 2+KOH =KHCO 3可知n (CO 2)(KOH )

n (CO 2)/n(KOH )=1时产物为K HCO 3,所以n (CO 2)/n(KOH )1时,二氧化碳过量,则固体产物为KHCO 3。答案为:①K 2CO 3+KOH ②K 2CO 3 ③K 2CO 3+KHCO 3 ④KHCO 3

(2)由:①CO 2+2KOH =K 2CO 3+H 2O ②CO 2+KOH =KHCO 3

22.4L(标态) 138g 22.4L(标态) 100g 2.24L(标态) 13.8g 2.24L(标态) 10.0g ∵ 13.8g >11.9g >10.0g

∴ 得到的白色固体是 K 2CO 3和KHCO 3的混合物。 设白色固体中 K 2CO 3 x mol,KHCO 3 y mol,即

①CO 2+2KOH =K 2CO 3+H 2O ②CO 2+KOH =KHCO 3 x mol 2x mol x mol y mol y mol y mol

x mol+y mol=2.24L/22.4mol•L—1=0.100 mol (CO 2) 138g•mol—1 × x mol 100 g•mol—1 × y mol=11.9g (白色固体) 解此方程组,得

x =0.0500mol (K 2CO 3) y =0.0500mol (KHCO 3)

—1

0.0500mol=6.90g ∴ 白色固体中 ,K 2CO 3 质量为 138g•mol×

KHCO 3质量为 100 g•mol—1 ×0.0500mol =5.00g 消耗 KOH 物质的量为 2x mol+y mol=2×0.0500mol +0.0500mol =0.150mol ∴所用 KOH 溶液物质的量浓度为

0.150mol/0.300L = 0.500 mol•L—1 【规律总结】

有一类化学计算题,由于某一条件的不确定,结果可能是两个或两个以上,也可能在某个范围内取值,这类题需要用讨论的方法求解。常见的类型:1、讨论反应发生的程度;2、讨论反应物是否过量;3、讨论反应物或生成物的组成范围;4、讨论不定方程的解。 【巩固】

6、常温下盛有10ml NO2和10 ml NO 组成的混合气体的大试管倒立于水中,当向其中缓缓通入O 2一段时间后,试管内残留有2mL 气体,则通入O 2的体积可能为多少升?

【随堂作业】

一、选择题(每题有1~2个答案)

1.密度为1.45g/cm3的硫酸溶液中, 逐滴加入BaCl 2溶液, 直到沉淀完全为止, 已知沉淀的质量与原硫酸溶液相等, 则原硫

酸溶液的浓度为

A.29.6% B.42.1% C.14.8mol/L D.6.22mol/L

2.在MgCl 2、KCl 、K 2SO 4三种盐的混合溶液中,若K +、Cl -各为1.5mol ,Mg 2+为0.5mol ,则SO 42-的物质的量为

A.0.1mol B.0.5mol C.0.15mol D.0.25mol

3.将3.20gCu 跟30.0mL10.0mol/L的硝酸反应,产物只有NO 和NO 2。若反应后溶液中有a mol H+,则此时溶液中含有NO 3-离子的物质的量为

A.a/2 mol B.2a mol C.0.1a mol D.(a+0.1) mol

4.在一定条件下,合成氨反应达到平衡后,混合气体中氨气的体积分数为0.25。若反应前后条件不变,则反应后缩小的气体体积与原反应物的体积比值是

A.1/5 B.1/4 C.1/3 D.1/2

5.3g 镁、铝合金与100mL 稀硫酸恰好完全反应,将反应后所得溶液蒸干,得到无水硫酸盐17.4g ,则原硫酸溶液的物质的量浓度为

A.1 mol/L B.1.5 mol/L C.2mol/L D.2.5mol/L

6.在碳酸钾中含有纯碱、硝酸钾、硝酸钡中的杂质一种或两种。将7.8g 试样溶于水、得到澄清溶液,再加入过量的CaCl 2溶液得到沉淀5.0g ,对原样品中的杂质的判断正确的是

A. 一定没有Na 2CO 3和Ba(NO3) 2 B. 一定有Na 2CO 3而没有Ba(NO3) 2 C. 没有Ba(NO3) 2但有KNO 3,可能还有Na 2CO 3 D. 没有Na 2CO 3 但有Ba(NO3) 2和KNO 3 7.1摩CO 与2摩H 2O(气) 在一定条件下发生可逆反应:CO+H2O(气) CO 2+H2, 反应达到平衡时生成0.6摩CO 2。若

在相同条件下将H 2O(气) 由2摩改为4摩, 反应达到平衡时生成的CO 2的物质的量为

A.0.3mol B.0.6mol C.0.9mol D.1.2mol

8.质量为25.6g 的KOH 和KHCO 3混合物在250o C 的密闭容器中充分煅烧后排出气体,冷却,残留固体20.7g ,原混合物中KOH 和KHCO 3的物质的量关系正确的是

A. 大于 B. 小于 C. 等于 D. 任意比

9.有一氧化铁样品,用5mol/L的盐酸140mL 恰好完全溶解,所得溶液还能吸收标准状况下0.56L 氯气,亚铁离子全部转变为铁离子,则该氧化物可能的化学式为

A.Fe 2O 3 B. Fe3O 4 C.Fe 4 O5 D.Fe 5O 7 10.合成氨过程中将N 2和H 2按1:3体积比混合后通过合成塔。若合成塔排出的混合气体中NH 3占12%,则N 2所占的体积分数应为(气体在同温同压条件测得)

A.12% B.6% C.22% D.44% 二、计算题

11、氢气和氧气的混合气体为120℃和一定压强下物质的量为amol ,点燃后发生反应,待气体恢复到原来的温度和压强时,测得气体的物质的量为bmol ,求原昆合气体中氢气和氧气的物质的量各是多少?

12、工业上利用氨催化氧化法可制取硝酸,加入脱水剂后制得较高浓度的硝酸。现以17吨氨作为原料,假设NH 3全部转化为HNO 3。

(1)写出NH 3完全转化为HNO 3的总化学反应方程式

(2)生产过程中需加水吸收,如果加入脱水剂后脱去水的量相等,则所得硝酸溶液的质量分数为多少?

(3)如果生产中同时制得50%的硝酸m 1吨和90%的硝酸m 2吨(脱去的水可循环使用,制得教低浓度的稀硝酸),若

共加入27吨水,则m 1与m 2的质量比为多少?

13、现有等物质的量的NaHCO 3、KHCO 3的混合物a g与100mL 盐酸反应。题中涉及的气体体积均以标准状况计,填空时可以用带字母的公式表示。

(1)该混合物中NaHCO 3与KHCO 3的质量比为 。

-1

(2)如碳酸氢盐与盐酸恰好完全反应,则盐酸的物质的量浓度为 mol·L 。 (3)如果盐酸过量,生成CO 2的体积为 L。

(4)如果反应后碳酸氢盐有剩余,盐酸不足量,要计算生成CO 2的体积,还需要知道

(5)若NaHCO 3和KHCO 3不是以等物质的量混合,则a g固体混合物与足量的盐酸完全反应时生成CO 2的体积范围是 。 14、标准状况下1.68L 无色可燃气体在足量氧气完全燃烧。若产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀质量为15.0g ,若用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3g 。

(1)计算燃烧产物中水的质量。

(2)若原气体是单一气体,通过计算推断它的分子式。

(3)若原气体是两种等物质的量的气体的混合物,其中一种是烃,请写出它们的分子式。(只要求写出一组) 15、接触法制硫酸排放的尾气中含少量的SO 2,为防止污染大气,在排放前设法进行综合利用。

(1)某硫酸厂每天排放的10000m3尾气0.2%(体积分数)的SO 2,问用NaOH 溶液、石灰及O 2处理后,假设硫元素不损失,理论上可得到多少千克石膏(CaSO 4•2H 2O )?

-1

(2)如果将一定体积的尾气通入100mL2mol •L 的NaOH 溶液中使其完全反应,经测定所得溶液含16.7g 溶质。试分析该溶液的成分,并计算确定各成分的物质的量。

(3)工厂在尾气处理制石膏的过程中,中间产物是NaHSO 3。调节尾气排放的流量,以取得SO 2与NaOH 间物质的量的最佳比值,从而提高亚硫酸氢钠的产量。现设nSO 2、nNaOH 、nNaHSO 3分别表示SO 2、NaOH 和NaHSO 3的物质的量,且

nSO

2

nNaOH

=x,试写出x 在不同的取值范围时,n (NaHSO 3)的值或NaHSO 3与nSO 2、nNaOH 间的关系式。

参考答案

巩固:1、C 2、C 3、8.42% 4、B 5、BC 6、8.5ml,12ml

随堂作业: 1、BD 2、B 3、D 4、A 5、B 6、C 7、C 8、B 9、D 10、C 11、 (1)当完全反应时,nH 2为2(a-b )mol ,nO 2为(a-b )mol ;

(2)当H 2有剩余时,nH 2为bmol ,nO 2为 (a-b )mol ; (3)当O 2有剩余时,nH 2为2(a-b )mol ,nO 2为(2b-a )mol 。]

12、(1)NH 3+2O2=HNO3+H2O

(2)NH 3 + 2O2 == HNO3 + H2O

(3) 0.5m 1+(1-0.9)m2=27+18

17吨 63吨 18吨 1+0.9m2=63 63吨/(63吨+18吨) ×100%=77.8% m 1/m2=19/5 13、(1)84︰100 (2)5a/46 (3)22.4a/92或5.6a/23 (4)盐酸的物质的量浓度

(5)(22.4/100)a -- (22.4/84)a 14、(1)2.7g (2)C 2H 4 (3)C 4H 6和H 2或C 3H 8和CO ,C 3H 6和CH 2O 等 15、解(1)153.6kg (2)NaHSO 3 0.1mol Na2SO 3 0.05mol (3)

有机物的推断和合成

【专题目标】掌握各类有机物分子结构的官能团的特点,理解其官能团的特征反应,根据物质性质推断分析其结构和类别。理解有机物分子中各基团间的相互影响。关注外界条件对有机反应的影响。掌握重要有机物间的相互转变关系。

【经典题型】

题型1:根据反应物官能团的进行推导

【例1】为扩大现有资源的使用效率,在一些油品中加入降凝剂J ,以降低其凝固点,扩大燃料油品的使用范围。J 是一种高分子聚合物,它的合成路线可以设计如下,其中A 的氧化产物不发生银镜反应:

试写出:

(l )反应类型;a 、b 、P

(2)结构简式;F 、H (3)化学方程式:D →E

E +K →J

【解析】根据产物J 的结构特点,采用逆推的方法得到K 、H 、G 、F 中含有碳碳双键,所以F 为1,4加成产物。 【规律总结】

(1)合成原则:原料价廉,原理正确,途径简便,便于操作,条件适宜,易于分离。 (2)思路:将原料与产物的结构进行对比,一比碳干的变化,二比官能团的差异。

①根据合成过程的反应类型,所带官能团性质及题干中所给的有关知识和信息,审题分析,理顺基本途径。 ②根据所给原料,反应规律,官能团引入、转换等特点找出突破点。③综合分析,寻找并设计最佳方案。 (3)方法指导:找解题的“突破口”的一般方法是:

a. 找已知条件最多的地方,信息量最大的;b. 寻找最特殊的——特殊物质、特殊的反应条件、特殊颜色等等;c. 特殊的分子式,这种分子式只能有一种结构;d. 如果不能直接推断某物质,可以假设几种可能,认真小心去论证,看是否完全符合题意。

(4)应具备的基本知识: ①官能团的引入:

引入卤原子(烯、炔的加成,烷、苯及其同系物,醇的取代等);引入双键(醇、卤代烃的消去,炔的不完全加成等);引入羟基(烯加水,醛、酮加H 2,醛的氧化,酯水解,卤代烃水解,糖分解为乙醇和CO 2等);生成醛、酮(烯的催化氧化,醇的催化氧化等) ②碳链的改变:

增长碳链(酯化、炔、烯加HCN ,聚合,肽键的生成等);

减少碳链(酯水解、裂化、裂解、脱羧,烯催化氧化,肽键水解等)

③成环反应(不饱和烃小分子加成——三分子乙炔生成苯;酯化、分子间脱水,缩合、聚合等)

题型2:有机合成

【例2】在有机反应中, 反应物相同而条件不同, 可得到不同的主产物. 下式中R 代表烃基, 副产物均已略去.

请写出实现下列转变的各步反应的化学方程式, 特别注意要写明反应条件. (1)由CH 3CH 2CH 2CH 2Br 分两步转变为CH 3CH 2CHBrCH 3

(2)由(CH3) 2CHCH=CH2分两步转变为(CH3) 2CHCH 2CH 2OH

【解析】

(1)比较反应物和最终产物,官能团的位置发生了变化,充分利用题给信息,先消去,后加成。 (1)比较反应物和最终产物,官能团的位置发生了变化,充分利用题给信息,先加成,后水解。

题型3:根据题目提供信息,进行推断。 【例3】请认真阅读下列3个反应:

利用这些反应,按以下步骤可以从某烃

A

合成一种染料中间体

DSD

请写出A 、B 、C 、D 的结构简式。

A____________________B_________________C_______________D______________

【解析】采用逆推法,充分使用题给信息,推得A 为甲苯,先硝化得到B, 磺化得到C 。由于氨基容易被氧化,所以C 应该发生3反应,然后还原。 【规律总结】

【巩固练习】

1、松油醇是一种调香香精,它是α、β、γ三种同分异构体组成的混合物,可由松节油分馏产品A (下式中O 是为

区分两个羟基而人为加上的)经下列反应制得:

18

试回答:

(1)α—松油醇的分子式

(2)α—松油醇所属的有机物类别是 (多选扣分)

(a )醇 (b )酚 (c )饱和一元醇 (3)α—松油醇能发生的反应类型是 (多选扣分) (a )加成 (b )水解 (c )氧化

(4)在许多香料中松油醇还有少量的以酯的形式出现,写出RCOOH 和α—松油醇反应的化学方程式 。

(5)写结简式:β—松油醇 ,γ—松油醇

2、化合物A 最早发现于酸牛奶中,它是人体内糖代谢的中间体,可由马铃薯、玉米淀粉等发酵制得,A 的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一。A 在某种催化剂的存在下进行氧化,其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸存在下,A 可发生如下所示的反应。

C 2H 5OH CH 3COOH

加热 加热

试写出:

⑴化合物的结构简式:A ,B ,D 。 ⑵化学方程式:A →E ,

A →F 。

⑶反应类型:A →E ,A →F 。

【随堂作业】

1.工业上可用乙基蒽醌(A )制备H 2O 2,其工艺流程可简单表示如下:

(1)A 的分子式为______,B 的分子式为_______。

(2)涉及氧化反应的反应式可写成:_______________。涉及还原反应的反应式可写成:____________。 (3)“绿色化学”是当今社会人们提出的一个新概念。在绿色化学中,一个重要的衡量指标是原子的利用率,其计算公式为:原子利用率=期望产品的摩尔质量/化学方程式按计量所得产物的摩尔质量

,则制备

学工艺”中,理想状态原子利用就为100%,试问该法生产H 2O 2可否称为理想状态的“绿色工艺”?简述理由 。

2、已知乙烯在催化剂作用下,可被氧化生成乙醛,试以C H 2=C H 2、

O O ||||1818

C H 3-C -O -C H 2-C H 2-O -C -C H 3。写出有关的化学方程式。

16

O 2、

17

O 2、H 2O 为主要原料合成

18

_______________________________________________。

3、写出以C H 2C lC H 2C H 2C H 2O H 为原料制备

O

C H

2C H 2

C H 2C O

的各步反应方程式。(必要的无机试剂自选)

_______________________________________________________。

4、提示:通常,溴代烃既可以水解生成醇,也可以消去溴化氢生成不饱和烃。如:

请观察下列化合物A ~H 的转换反应的关系图(图中副产物均未写出),并填写空白:

(1)写出图中化合物C 、G 、H 的结构简式:C________、G________、H_______。

(2)属于取代反应的有(填数字代号,错答要倒扣分)________。

5、通常情况下, 多个羟基连在同一个碳原子上的分子结构是不稳定的, 容易自动失水, 生成碳氧双键的结构:

下面是9个化合物的转变关系:

(1)化合物①是___________,它跟氯气发生反应的条件A 是_________

(2)化合物⑤跟⑦可在酸的催化下去水生成化合物⑨, ⑨的结构简式是:_______名称是______________________ (3)化合物⑨是重要的定香剂, 香料工业上常用化合物⑧和②直接合成它。此反应的化学方程式是___________________________________________。

6、由乙烯和其它无机原料合成环状化合物E ,其合成过程如下: Br H 2C C H 2A

⑴写出A 、B 、C 、D 的结构简式A ,B , C ,D 。 ⑵写出A 和E 的水解反应的化学方程式:

A 水解: ;

E 水解: 。

7、下图中①-⑧都是含有苯环的化合物. 在化合物③中, 由于氯原子在硝基的邻位上, 因而反应性增强, 容易和反应试

剂中跟氧原子相连的氢原子相结合, 从而消去HCl. 请写出图中由化合物③变成化合物④、由化合物③变成化合物⑥、由化合物⑧变成化合物⑦的化学方程式(不必注明反应条件, 但是要配平).

③→④ ③→⑥

⑧→⑦

8、某高校曾以下列路线合成药物心舒宁(又名冠心宁),它是一种有机酸盐。

(1)心舒宁的分子式为 。 (2)中间体(I )的结构简式是 。 (3)反应①~⑤中属于加成反应的是 (填反应代号)。

(4)如果将⑤、⑥两步颠倒,则最后得到的是(写结构简式) 。

9、在金属锂和碘化亚铜存在的条件下,卤代烃间发生反应生成一种新的烃,C L i

C uI

C 2H 5

C l

4H 9C l −−→C 4H 9L i −−−→(C 4H 9)2C uL i −−−−→C 4H 9—C 2H 5,

把下列各步变化中的有机产物的结构简式填入方框中:

如:


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