2022學年第二學期浙南名校 浙江七彩陽光聯(lián)盟T19(2)和四省聯(lián)考理綜有機化學推斷題詳解
[強烈建議關注微信公眾號:NemoCui的化學空間,每周會自動推送內(nèi)容!]
今天,我們將對2022學年第二學期浙南名校 浙江七彩陽光聯(lián)盟返校聯(lián)考高三試題中的T19(2)和四省聯(lián)考理綜有機化學推斷題進行詳細的解析。
T19(2):化學反應原理題——動力學和熱力學。

做題技巧:
(2)①沒有特別需要注意的,就是簡單地代入a的值和假設反應達到平衡、令凈速率為0;(2)②圖像問題既要注意熱力學問題(平衡轉化率,這里就是縱坐標:氨氣的產(chǎn)率),也要注意動力學問題(速率,這里就是橫坐標:時間)。
答案詳解:
(2)①這種題目對于現(xiàn)在的浙江省同學來說應該是非常簡單了。求平衡常數(shù),那肯定需要假設平衡狀態(tài),平衡狀態(tài)就意味著正反應速率等于逆反應速率,即凈速率為0。根據(jù)題給的凈速率表達式,并代入a = 0.5,很容易化簡得到Kp?= k1/k2。[1]其實實在不會做,大家應該也能猜出這個答案(肯定是k1和k2的乘除),個人認為大家鍛煉一些在題給條件下猜得答案的能力是很重要也很有用的,會在本文后半段四省聯(lián)考化學有機流程的分析中演繹。
(2)②合成氨是一個課內(nèi)反應,應該掌握這是一個放熱反應。如果忘記了,可以現(xiàn)場推測一下:一種思路是根據(jù)(2)①的題干“在低溫時主要由速率控制NH3的產(chǎn)率”,言外之意就是低溫時反應的平衡常數(shù)很大,可以進一步推測升溫平衡逆移,那么反應就是放熱的(當然這種推斷總歸也是不能保證完全正確的,建議大家在競賽題下放高考的時代,一定要至少保證完全掌握課內(nèi)的所有知識)。在0~t1的時間范圍內(nèi),在絕熱條件下,反應體系溫度升高,平衡逆向移動,氨氣的產(chǎn)率下降,但是反應的速率上升,因此第一段曲線應該是原點到橫縱坐標都比題圖給的點小的一個點(左下方)。在0~t2的時間范圍內(nèi),反應體系的溫度調回相同溫度,那么產(chǎn)率會達到相同的值,因此第二段曲線終點的縱坐標應該和題圖給的點相同,橫坐標更小。答案見下圖:

?(2)②*在杭州二中的閱卷過程中,要求第二階段(t1~t2)的圖線為題圖的“平移線”,這對考生的要求更高。原因是第二階段和題圖的狀態(tài)完全相同了,應體現(xiàn)出這個信息(橫過去對應相同的產(chǎn)率,然后進行平移)。更好的答案見下圖:

?知識拓展:
[1]:應該有同學會聯(lián)想到一個二級結論:Kp?= k1/k2,但這個結論并不是在所有條件下都成立的,通常只在這個反應是基元反應的時候成立(大家可以根據(jù)基元反應的定義,去寫一下凈速率表達式,并假設達到平衡狀態(tài),很容易推得這個結論)。而這個題目中的這個反應并不是基元反應,只是恰巧在題給條件“a = 0.5”下成立。
四省聯(lián)考理綜有機化學推斷題——重點分析D的結構的推斷。

?做題技巧&答案詳解:
分析B→E的變化:-OH變-Cl,雙鍵變?nèi)h(huán)并加了CCl2三個原子,我們可以猜測這應該是兩步反應分別完成的,即B→D、D→E分別完成了其中的一個變化。然后你會發(fā)現(xiàn)就無法繼續(xù)推斷下去了,因為B→D、D→E的條件中都有CHCl3、CCl4這類含有兩個Cl及以上的原料。
這個時候可以進行題給信息的分析,在題(3)中要求寫出D→E的反應類型,這種題型我們一般可以填寫的答案有取代、加成、消除、加成聚合、縮合聚合等。分析①-OH變-Cl;②雙鍵變?nèi)h(huán)并加了CCl2三個原子。①是很自然、顯然的取代反應,但是②我們說不出是哪一種典型的反應。在這個角度上,D→E實現(xiàn)的是羥基到氯原子的轉化是更加合理的。
另一種思路是雙鍵變?nèi)h(huán)還加了CCl2三個原子,B→D的反應條件是CHCl3、NaOH,請不要忽略題目給的任何一個反應物,我們可以猜測CHCl3?+ NaOH → CCl2?+ NaCl + H2O。在這個角度上,B→D實現(xiàn)的是雙鍵變?nèi)h(huán)還加了CCl2三個原子的轉化是更加合理的。
知識拓展:
[1]:A到B的轉化是Luche reduction,實現(xiàn)了在Ce3+誘導下的1,2加成還原。


?[2]:B到D的轉化是類似Reimer–Tiemann reaction的一個過程,生成的二氯甲基卡賓與雙鍵形成了一個三元環(huán)。?

[3]?:C是四級銨鹽,作用是充當相轉移催化劑(可以幫助反應物從一相轉移到能夠發(fā)生反應的另一相當中,從而加快異相系統(tǒng)反應速率的一類催化劑。一般存在相轉移催化的反應,都存在水溶液和有機溶劑兩相,離子型反應物往往可溶于水相,不溶于有機相,而有機底物則可溶于有機溶劑之中。不存在相轉移催化劑時,兩相相互隔離,幾個反應物無法接觸,反應進行得很慢。相轉移催化劑的存在,可以與水相中的離子所結合(通常情況),并利用自身對有機溶劑的親和性,將水相中的反應物轉移到有機相中,促使反應發(fā)生)。個人覺得這個點還是有可能通過給一定信息然后再來出題考察的。
[4]:D到E的轉化是Appel reaction,實現(xiàn)了羥基變?yōu)槁仍拥墓倌軋F轉化,并實現(xiàn)了立體化學手性的構形反轉。


撰稿:NemoCui
致謝:朱倩宜