夯實拓展巧應變 積累活用善探究（三）

例11石英晶體是正四面體空間網狀態結構（如圖8所示），其中最小的六元環上有____個Si、____個O。它作為光導纖維的主要原因有：（1）全反射;（2） 很高;（3）儲量豐富，成本價格較為___ 。除從自然界中的礦物提取外，也可以利用某些反應的副產物，如用C02與硅烷在催化劑存在下反應生成甲醇和副產物，試寫出該反應的化學方程式：。

參考答案：（1）6 6 （2）透明度 低廉

（ 3） 4CO2+3SiH4+2H2O=催化劑=4CH3 0H+3SiO2

精準突破及關鍵點：所謂光導纖維就是依靠光在線纜中進行全反射，從而達到用光進行載體傳輸信息的介質。既然用光來傳輸，就要求介質要盡可能透明，石英的主要成分是二氧化硅，透明度很高且造價低，因此它是很好的光導材料。

例12亞硝酸鈉是一種食品添加劑，常作為食品發色劑和防腐劑，但使用時必須嚴格控制其用量，它的制取方法及其用途較多。已知：亞硝酸鈉易潮解，易溶于水，微溶于乙醇、甲醇等有機溶劑。試回答下列問題：

L（i）生產硝酸或硝酸鹽時排出的尾氣中含有少量NO2（NO和N02），可以用燒堿或純堿溶液吸收尾氣中的NO2，試寫出用純堿吸收NO和N02的化學方程式：____ ，____。

①尾氣中NO、NO2的比例要調節至使中和液中NaN02與NaN03的質量之比小于8：1，在吸收過程中中和液應避免出現酸性，以免____。當中和液的相對密度為1.24-1.25，純堿含量為3-5 g· L^-1時，先進行蒸發，在132℃時吸收液___（填操作名稱）。然后利用亞硝酸鈉與硝酸鈉在水中的溶解度不同，冷卻至75℃，析出亞硝酸鈉晶體。最后經分離、____（填操作名稱）即得產品。

②當NO2被Na2 C03溶液完全吸收時，x的取值范圍是。

③將1 mol NO2通人Na2 C03溶液中，被完全吸收時，溶液中生成的N03、N02的物質的量隨x值變化的關系如圖9所示，圖中線A表示___ （填離子）隨x值變化的關系。

（2）先用鉛還原硝酸鈉。加熱熔化硝酸鈉，加少量金屬鉛，攪拌并繼續加熱至鉛全部氧化，生成的塊狀物邊冷卻邊分成小塊，用熱水萃取生成的氧化鉛數次。再通人二氧化碳氣體使其生成 ___（寫化學式）沉淀，經過濾，用稀硝酸準確中和濾液后，蒸發、濃縮，析出亞硝酸鈉結晶。最后經____（填操作名稱），常用____（填物質名稱）洗滌后干燥、重結晶精制而得。

（3）在氫氧化鈉乙醇溶液中加入亞硝酸乙酯（C2 H5 ONO），放置兩天，發生反應，易揮發物質則揮發。將剩余物濾出（亞硝酸鈉含量高達91%-96%）后在水中進行 ___（填操作名稱），可得亞硝酸鈉的含量為95.5% - 99.8%。整個過程中發生反應的化學方程式是___ 。

（4）利用過氧化鈉吸收NO來制取亞硝酸鈉，裝置圖簡略示意圖如圖10所示。

①其中B設計較為巧妙，裝置B的目的有：a.將NO2轉化為NO;b___ 。

②為保證制得的亞硝酸鈉的純度，將其通過C裝置，C裝置的名稱是 ____，其中盛放的試劑可能是 ____（填序號）。

A.堿石灰

B.P2 05

C.無水CaCI2

D.生石灰

Ⅱ.（1）亞硝酸鈉易吸水，又易被氧化，應儲存于陰涼、干燥、通風良好的專用庫房內，遠離火種與____ ，庫溫不超過30℃，相對濕度不超過75%。包裝要求密封，不可與空氣接觸，應與還原劑、活性金屬粉末及____ （填序號）等分開存放，切忌混儲。

A.食鹽B.酸類C.堿類D.食用化學品

（2）致癌物質亞硝胺產生于食物中，天然含有的胺類與加工肉制品中亞硝酸鹽的化學反應為RZNH+NaN02→亞硝胺。在酸性環境（如胃液）中或加熱條件（如烹飪過程）下，亞硝胺可以形成重氮鹽，即亞硝胺+（酸性環境或加熱條件）→R- N2（重氮鹽）……一旦發生在一個生物大分子上的關鍵部位，就可能破壞細胞的正常功能，導致細胞癌變或細胞凋亡。則上述亞硝胺的結構簡式為____ 。

Ⅲ，亞硝酸鈉的用途之一是鑒別火柴頭中的氯元素，其離子方程式是。用途之二是制取純凈的Na2O，發生反應的化學方程式是____ ，理由是____ 。

參考答案：I.（1） Na2C03 +NO+N02=2NaNO2+C02↑ Na2 C03+2N02=NaN02+NaN03+C02↑ ①腐蝕設備 蒸發濃縮 干燥 ②1.5≤x<2 ③N02（2）PbC03 抽濾 乙醇 （3）重結晶NaOH+ C2 HsONO →NaN02+C2 HsOH （4）①b.銅與稀硝酸反應生成NO②U型管ADⅡ.（1）熱源BD（2）R2 NN-O Ⅲ.3NO2 +C103 +Ag+-3N03+AgCI ↓6Na+2NaN02=△=4Na2 O+N2↑ 產生的N2起到保護作用，可防止Na2O被氧化精準突破及關鍵點：I.（1）②由方程式可知，NO單獨不能被吸收，NO和N02的混合氣體可以被Na2 C03溶液完全吸收，滿足n（N02）：n（NO）≥l。當n（N02）：n（NO） =1時x值最小，x的最小值為2+1/2=1.5。因為混有N（），所以x的最大值小于2。故x的取值范圍為1.5≤x<2。③用極限法。若x=1.5，氣體應為NO和NO2的混合物，物質的量之比為1：1，按Na2 C03 +NO+N02 -2NaN02+C02↑進行反應，沒有N03-，所以線A表示N02隨x值變化的關系。（2）先用鉛還原硝酸鈉，相當于硝酸鈉分解生成亞硝酸鈉和02。再將鉛氧化生成氧化鉛，后者與二氧化碳氣體作用生成難溶物PbC03，經抽濾，常用乙醇洗滌，以減少損失，再經重結晶精制而得。若用甲醇，則可能影響視力等。（3）發生反應NaOH+C2H50NO→NaN02+C2H50H后，乙醇揮發，在水中進行重結晶即可。（4）①A中發生反應C+4HN03（濃）△=CO2↑+4NO2↑+2H2O。將NO2通人B中，發生反應3N02+H2O=2 HN03+NO，即NO2轉化為NO，同時銅與稀硝酸反應也生成NO。②將其通過堿石灰（氫氧化鈉和生石灰）或生石灰，則可除去可能由NO氧化得到的N02，而酸性或中性物質不適宜，故選AD，盛于U型管中。

Ⅱ.（l）亞硝酸鈉儲存時應遠離火種與熱源，應與還原劑、活性金屬粉末、酸類及食用化學品等分開存放，而堿類、食鹽無需注意這些，但切不能將亞硝酸鈉當成食鹽。（2）亞硝酸的結構式是H- 0- N=O，所以亞硝胺的結構簡式為R2 NN=O。Ⅲ，火柴頭中氯化物的主要成分是C103，常用亞硝酸鈉、硝酸銀來鑒別，發生反應3N02 +C103 +Ag+-3N03 +AgCI↓，有白色沉淀生成。將NaNOz與鈉共熱，發生反應6Na+2NaN02=△=4Na2O+N2↑，產生的N2起到保護作用，可防止Na2O被氧化，得到更純的Na2O。

例13 法匹拉韋（又名法維拉韋）是一種新型的RNA聚合酶抑制劑，常用于治療新型和復發型流感，經試驗科研人員發現該藥物對“新冠肺炎”也有一定的療效，其中一種合成方法如圖11所示。試回答下列問題：

（1）下列說法不正確的是（ ）。

A.它的分子式是Cs H4N3 02F

B.它的含N官能團有三種

C.最后一步中雙氧水作還原劑

D.第六步是取代反應

（2）第二步的兩種產物分別是____ 和____ 。

（3）寫出第三步成環反應的化學方程式：____ .

（4）二環己胺的結構簡式是____ ，寫出其符合下列條件的同分異構體：____ 。

①含有兩個六元環且一個仍為單純的環己基;②N上無H也不連其他烴基。

突破口與關鍵點：一是認識法匹拉韋，分子式是Cs H4 N3 02F，含氨基（連羰基）、亞氨基及C=N等三種含N官能團。合成的第6步是兩個氯原子被兩個氟原子所取代，而最后一步生成法匹拉韋是增加了氧原子（ -CN變 -CONH2，被氧化），所以雙氧水作氧化劑。二是理順合成的第二步，其中兩個CH3 CH2O- 被- NH2 取代變為兩個酰胺基，產物叫氨基丙二酰胺，另一個為乙醇。三是合成的第三步，成環反應是乙二醛中兩個氧原子與氨基丙二酰胺中氨基上的兩個氫、 -NH2連著的CH2中的一個H、一個酰胺基中氨基上的一個H共四個H生成兩分子水的同時成環為（ ） . 四是二環己胺的結構簡式是（ ），符合所給條件的同分異構體由（ ）組成，注意 CH3的三種不同接法。五是注意二嗪的三種同分異構體分別是噠嗪、嘧啶、吡嗪，后者加4 mol氫氣生成哌嗪。吡嗪的合成先由溴乙烷經消去、加成、水解等三步制得乙二醇，生成的乙二醇再分別轉化為乙二醛、乙二胺，最后兩者在一定條件下脫水成環生成呲嗪。

（三）模擬真練

1.（筆試題）（I）六氟化硫分子具有正八面體構型（分子結構如圖12所示），它難溶于水，在高溫下仍有良好的絕緣性，在電器工業方面具有廣泛的用途。下列說法正確的是（ ）。

A.SF6易燃燒生成S02

B.SF6分子是含有極性鍵的極性分子

C.如果氟元素有兩種同位素，則SF6的不同分子種數為10種

D.SF6是原子晶體

（Ⅱ）觀察圖13，回答下列問題：

（1）氯化鋁（a）的分子式是____ ，含有普通____ 鍵和____ 鍵。

（2）b是____ （寫名稱），是從____ 材料中剝離出來、由原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，該原子以____ 雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的____ 薄膜，它的性能獨特，是目前世上最薄卻也是最____ 的納米材料，幾乎是完全____ 的（只吸收約2.3%的光），是已知____ 性能最好的材料等，其應用非常廣泛。

2.（筆試題）四氧化三鐵的制備方法之一如圖14所示，試回答下列問題：

（1）該反應充分利用了（寫出X的名稱）的分解產物的作用。

（2）其中□-H的作用是____ ，CO的作用是____ 。

（3）Fe304的鹽的化學式通常寫為____ 。

參考答案：（1）a-吡咯烷酮 （2）它能接受H+，促使Fe3+水解生成更多的Fe（）（（）H） 作為還原劑使Fe（）（（）H）還原為Fe。04（3）Fe（Fe204）

3.（筆試題）廈門大學生命科學學院林圣彩教授課題組的一項研究曾破解了“二甲雙胍”降血糖的作用機理，該研究為Ⅱ型糖尿病、脂肪肝、心血管疾病、癌癥等疾病的藥物研制提供了新的靶點和方向。“二甲雙胍”的鍵線式為（ ） ，其中C、N之間形成了____ 鍵，它具有____ （填“酸”“堿”或“中”）性，故常制成二甲雙胍鹽酸鹽的緩釋藥片。該藥物的分子式（組成）是____ ，其水溶性____ ，不易在體內____ ，致乳酸（ ）（寫結構簡式）中毒發生率低，是廣泛使用的雙胍類降糖藥。若把“二甲雙胍”表示為（鍵線式）（ ），可否？

參考答案：單、雙堿C4H11N5· HCI好蓄積 CH3CH（OH）COOH 可以

4.（筆試題）兇案現場，除了指紋，血液痕跡同樣是非常重要的證據。于是，有些狡猾的犯罪分子作案后會將血跡擦拭掉，企圖毀滅證據。但是，這又豈能逃過化學的追蹤？

（1）魯米諾又名發光氨（化學名稱為3一氨基一苯二甲酰肼（ ），官能團有亞氨基（“NH”）、____、____（寫名稱），分子式為____ 。它在常溫下為黃色晶體或蒼黃色粉末。由于人體血液的血紅蛋白中含有鐵，而鐵能催化過氧化氫的分解，使其變成水和氧氣，氧氣再氧化魯米諾，就會發生熒光反應，呈現出藍綠色的熒光。因此，無論時隔多久，或是經過擦洗，甚至哪怕只有百萬分之一含量的血，魯米諾也能檢測出來，成為犯罪分子難掩蹤跡的“克星”。

（2）與指紋和血液的檢測比起來，還有一種檢測顯得似乎更為“高大上”，那就是DNA檢測。DNA又名脫氧核糖核酸，其本質上是一種由碳（C）、氫（H）、氧（0）、____ 、____等元素構成的細長的化合物。它是染色體的主要組成成分，同時也是主要的 物質。

參考答案：（l）氨基羰基GH7 N3 02（2）氮（N） 磷（P） 高分子遺傳

5.（筆試題）聯苯雙酯為我國獨立研制的治療肝炎的降酶新藥。先由單寧水解得到（ ），剩余的合成路線之一如圖15所示，試回答下列問題：

（1）第四步產率僅有64%的主要原因是____ 。

6.（筆試題）雷酸汞[Hg（ONC）2]曾是雷管裝藥的重要組分，現改用Pb（N3）2。試回答下列問題：

（1）ONC或CNO與OCN屬于____ 。

（2）雷酸的結構式為（雙分子結構）H-O-N=C=C=N-O-H。

①它屬于____ 元酸。

②它能使溴水褪色，發生____ （填反應類型）反應，生成 ____ （寫結構式）。

③它分解的方程式是____ 。

（3）①雷酸汞引爆的方程式是____ 。

②雷酸汞的制取較為困難，價格昂貴，故它不宜作為炸藥，主要用作

劑，制取方法之一的方程式如下，請配平該方程式：Hg（N03）2+ ____ C2 Hs OH→____ Hg（ONC）2+ ____ H2O+ ____ 口↑（方框內填寫分子式，下同）。

（4）Pb（N3）2常用Pb（N03）2與NaN3反應來制取，而NaN3的制法較多。

①法一，液氨法。液氨與金屬鈉反應生成NaNH2，再與笑氣在210～220℃時反應：2NaNHz+N2O=NaN3+NaOH+口↑。笑氣可用硝酸銨在240-245℃時分解得到，另一產物的驗證常用的試劑是 ____ （寫化學式，非試紙，有色物）溶液。

②法二，水合肼法。發生的反應為N2 H4 - H2 0+NaOH+CH3 0NO→NaN3+口+3H2O，CH3 0NO即亞硝酸甲酯，可用____ （鈉鹽）、硫酸與甲醇來制取。從分子構成來看，亞硝酸甲酯可用另一種有機物代替，其結構簡式是____ 。

③法三，尿素法。尿素[CO（NH2）2]先與硝酸反應;再經過與濃硫酸反應、鋅電解還原、與NaN02反應等一系列操作后生成N H2 CON HN-N-OH;然后 ____ 生成NH2 CON3;最后NH2 CON3與NaOH發生反應NH2 CON3 +3NaOH→NaN3+NH3↑+口+H2O，生成NaN3。

（5） N3與C02、N20等互為 ____ 體，屬于____ 型結構。

（6）有一種消毒凈水丸，藥丸的外層是優氯凈，其化學式是C12 Na（ NC0）3（化學名稱為二氯異氰尿酸鈉，其中氯為+1價），優氯凈水解生成HCIO等，化學方程式為____ ;藥丸的內層是亞硫酸鈉，可用生成的HCIO除去，其離子方程式為____ 。

（7）從安全角度考慮，用剩的NaN3需要銷毀，常用NaCIO溶液，該反應過程中產生的氣體只有一種，且是無色、穩定的常見氣

7.（筆試題）油脂等與我們的生活息息相關，有關轉化及其產物各有重要用途。

（1）最簡單的醛糖（單糖）是丙糖（有甜味的無色晶體）。

①它是糖類代謝的中間產物，由山梨糖或常見的單糖____ （寫名稱）氧化斷裂即可得到。

②它又名甘油醛，通過甘油的溫和氧化制備，氧化劑可以是過氧化氫，用二價鐵鹽催化，該化學方程式為____ 。

③甘油醛結構中的三個碳原子，其中一個較為特別，稱為“手性碳”，即該碳原子連接的是____ 的基團。

④甘油醛容易發生烯醇化轉化，生成____ （寫產物名稱）。

（2）環氧丙醛（結構式為（ ），也稱2，3-環氧丙醛），它是一種無色、不穩定液體，有刺鼻氣味。常用在棉織品處理、皮革、鞣革和蛋白凝固中雙官能團的化學中間體和交聯劑。

①寫出環氧丙醛的環狀同分異構體：____ （寫鍵線式，至少三種）。

②環氧丙醛可用烯丙醇、3一羥基丙醛等來制取，都涉及脫氫，其中由3一羥基丙醛來制備亦有多種方法，試分別完成a、b兩個轉化及方程式。

a.先由乙烯催化氧化得到環氧乙烷，再

8.（面試題）2019年4月1日，公安部、國家衛生健康委、國家藥監局聯合發布公告，宣布從2019年5月1日起將芬太尼類物質列入《非藥用類麻醉藥品和精神藥品管制品種增補目錄》。芬太尼（ Fentanyl）.適用于各種疼痛及外科、婦科等手術過程中和手術后的鎮痛;也用于防止或減輕手術后出現的“譫妄”;還可與麻醉藥合用，作為麻醉輔助用藥;與氟哌利多配制成“安定鎮痛劑”，用于大面積換藥及進行小手術的鎮痛。但已被不法分子利用，成為“裂變”的第三代毒品。

（1）對此，你有什么看法？

（2）有人把芬太尼制成枸櫞酸（檸檬酸）鹽，檸檬酸是一種三羧酸類化合物，其結構式如圖16所示。將檸檬酸加熱至175℃時，會分解產生等物質的量的二氧化碳、水和氫氣，還有一些白色晶體，后者是六元環的化合物，該化學方程式是____ （白色晶體寫鍵線式）;檸檬酸在一定條件下可發生____ （填“加聚”或“縮聚”）等反應。

參考答案：（1）堅決支持國家有關部門的規定;自己不制毒、不販毒、不吸毒;制止、檢舉揭發他人吸毒……遵紀守法，健康生活，社會安定，和諧發展……（2）

9.（面試題）各種爆炸事件時常發生。①工廠，如2019年4月24日，內蒙東興化工，氯乙烯氣柜泄漏擴散至電石冷卻車間，遇火源發生燃爆;2019年3月21日，江蘇響水生態化工園區天嘉宜化工有限公司的化學儲罐發生爆炸。②家庭，如2019年3月31日，河北廊坊霸州康仙莊鎮栲栳圈村一戶村民辦喪事時家中發生煤氣罐燃爆。③大學實驗室，如北京交通大學實驗室、復旦大學實驗室等于2019年期間均有爆炸發生。

（1）對此你有什么想法？

（2）黑火藥爆炸與硝化甘油爆炸的主要產物有什么區別？

參考答案：（1）①增強社會責任感，警鐘長鳴，安全在心中，預防為主，嚴查細管。②消除不安全因素，破除僥幸心理，做到嚴、勤、細、實。③規范操作，規范擺放（保管），規范從嚴管理。④不傷害他人，不傷害自己，不被別人傷害;提高自身安全意識，多觀察自身周圍的環境。⑤一旦發生爆炸，要立即報警，科學自救……提高自身的安全技能、自我保護能力和協助救護水平。（2）黑火藥爆炸生成N2、C02等氣體與固體K2S;而硝化甘油爆炸生成N：、C02、02等氣體與水蒸氣，無固體生成。

10.（面試題）（l）成語“甘之如飴”比喻什么？就“飴”你想到了化學中的什么物質及其產生與重要用途？

（2）成語“青出于藍”比喻學生超過老師或后人勝過前人。“取藍”的化學含義是什么？吲哚酚、靛藍的鍵線式怎么寫？

參考答案：（1）比喻心甘情愿地從事某種辛苦工作或雖處危難困境時也能安然忍受。“飴”，就是麥芽糖，是一種使用較早的糖類化合物，它可以通過風干的麥芽或谷物發酵釀造得到。人體維持生命活動的主要能源來自糖類化合物氧化產生的熱量，糖類也是生活中不可缺少的調味品。民間有扯白糖、高梁飴等。（2）“取藍”是世界上最早的印染化工，“取藍”的原材料——藍草，是一種木蘭屬一年生草本植物。葉子在酶的作用下水解為無

（3）有人提出抗病毒藥物瑞德西偉對“新冠肺炎”病毒有一定的抑制作用，它的結構如圖17所示，其中含氮的官能團有 ____ （寫結構簡式）及三價N。

參考答案：（1）丁烷在一定條件下氧化生成乙酸，乙酸與NaOH中和生成乙酸鈉，乙酸鈉在高溫下與氯氣發生取代反應生成CICH2 OONa，CICH2 00Na經過電解生成1，2一-氯乙烷，最后1，2一二氯乙烷與足量鈉發生“武茲反應”得到環丁烷。 （2）雙酚-A水楊酸6 丙烯腈類（CH2-CH-CN）、苯酮類、三嗪類、苯并三唑類等 （3） - NH2、C=N、 - NH、N-N、 -C≡N