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中国化学会第22届全国高中学生化学竞赛(决赛) - 图文

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8-1 香紫苏醇分子中有几个手性碳原子?指出侧链上和环内带有羟基的手性碳原子的构型(用只、S表示)。

8-2 香紫苏醇经高锰酸钾氧化得到香苏内酯和另一副产物E的的混合物,该混合物经水解、酸化和成环后,得到同一产物香紫苏内酯。E的相对分子质量为310,43,其组成为C 69.64%, H 9.74%,O 20.62%。请写出E的立体结构式。

8-3 写出中间产物a和降龙涎醚的立体结构式(用楔形线表示)。 8-4 写出由中间产物a到降龙涎醚的最可能反应机理(用反应式表示)。

8-5 上述合成路线中有2个步骤用到相转移催化剂,请推荐一种合适的相转移催化剂(写出具体化合物,用名称或结构式表示)。 8-6 使用氢化铝锂的缺点除价格昂贵外,还有其他什么不利之处?简述理由。

10-5~10-6;同理,K=105时配位体过理10-3倍,表明反应已经很完全了,因此可认为K》1和K≈1的界限为105~106。 3 上述结果在其他反应中的体现

(1)把上述分界值代入 G =RT1nK,式中R力气体常数,1n为自然对数,T为绝对温度。当T=298 K,把=105、10-5代入得△G? =

?28.5kJ/mol,而K=10、10代入得△G?= ?34.2 kJ/mol。由此

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-6

可知:298 K时,△G?为-30kJ/mol~30kJ/mol的反应,可藉改变某些物质的浓度(压强)使平衡朝着人们期待的方向进行,而改变某物浓度(压强)对于298 K时△G?显著小于-30kJ/mol,或显著大于30KJ/mol

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的反应不可能产生明显的效果。

(2)化学工业上的几个化学平衡中,(一定温度下)平衡常数和反应物过量倍数间的关系见表5。

表5 化学平衡常数和反应物过量倍数间的关系:

从表5中数据可知:(一定温度下)反应平衡常数较大(较小),对始态某反应物过量倍数要求低(高),和前面结论相问。工业生产要考虑物料、能量的充分利用,以CO+H2O?CO2+H2(工业上叫做变换)反应为例,若使始态H2O过量10倍,虽然有利于CO转化为CO2,但要对H2O加热…消耗很多能量,所以只取2~4倍过量的H2O。再者,这个反应左右两边气态物的数目相同,按说改变压强无助于平衡移动,但实际生产是在(6~8)×105Pa下进行的。原因是:在(6~8)×105Pa下设备中进行反应的量和在105Pa下6~8个同样大小设备中

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反应的量相同。

4 运用以上结论时请关注以下2点

(1)Ag2CrO4溶于约3 mol/L HNO3的反应式及平衡常数为:

2? 若[Cr2O7]=10-2mol/L(溶解物浓度的下限),[Ag+]=4 ×10-2mol/L,

则上式分子为(4×10-2)4×(10-2)=10-8,那么算式分母为10就能达 到平衡态(≈3mol/L的平方≈10)。

此例表明,用K、△G?作判据时,应和方程式匹配:反应式左、右两边物质数多(少)时则“分界限”的K、△G?将增大(减小)。由于在多数情况下,反应式左、右两边各是二三种物质,因此K的界限为106~107和10-6~10-7,298 K时△G?的“界限”约为-40 kJ/mol和40 kJ/mol。

(2)BaSO4和H+的反应式和平衡常数为:

-8 BaSO4+H+=Ba2++HSO? K≈10 4 由,K值知,BaSO4不可能显著溶解于酸。

实验:把BaSO4放入浓H2SO4中搅拌30 s,沉降后,把上层清液转移到盛有蒸馏水的烧杯中,得混浊液,表明BaSO4能溶于浓H2SO4。文献报道:室温,1 L浓H2SO4能溶解18 gBaSO4(另一报道为16 g)。通常水溶液中的常数——电离、溶度积、电极电势、稳定常数—只适用于稀溶液中的化学反应,而不适于用来判断浓溶液中化学反应的方向。而对于各反应“浓”‘稀”的标准又不可能相同,如把KJ氧化成

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I2的浓H2SO4的浓度低于把KBr氧化成Br2的H2SO4浓度,即没有一个统一的区分标准。但从众多实验事实看,在反应物浓度低于1或 2 m01/L的情况下,用平衡常数计算的结果大体上和实验事实相等。

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