[化学选修5有机化学基础]有机物F是一种重要的医药中间体,以化合物A(相对分子质量为126.5)为原料合成F的工艺流程如下:
已知:
(1)A的结构简式为 ,D分子中含氧官能团的名称为_______,反应B→C的反应类型为 。
(2)1molC在一定条件下最多能与_________mol NaOH反应。
(3)已知D与SOCl2反应除生成E外还有两种易溶于水的气体生成,反应的化学方程式为 。
(4)满足下列条件的有机物D的同分异构体有_________种。
①属于1,3,5—三取代苯; ②能发生银镜反应; ③能与氯化铁溶液显紫色
(5)B在生成D反应过程还可得到另一种副产物G(),下列有关G的叙述正确的是 。(填选项)
A.能与乙二醇通过加聚反应得到高分子材料
B.能发生取代反应和加成反应
C.该分子中最多有8个碳原子共平面
D.该分子中最多有1个手性碳原子
(6)根据已有知识并结合相关信息,写出以化合物CH2(COOC2H5)2为有机反应原料制备CH3OCOCH2CH2CH2CH2COOCH3的合成路线流程图(注明反应条件,无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:
[化学选修3物质结构与性质]
自然界中存在大量的金属元素,其中钠、镁、铝、铁、铜等在工农业生产中有着广泛的应用。
(1)请写出Fe的基态原子核外电子排布式 。
(2)金属A的原子只有3个电子层,其第一至第四电离能如下:
电离能(KJ/mol) | I1 | I2 | I3 | I4 |
A | 932 | 1821 | 15390 | 21771 |
则A原子的价电子排布式为 。
(3)合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(I)溶液来吸收原料气体中的CO(Ac-代表CH3COO-),其反应是:[Cu(NH3)2]Ac+CO+NH3[Cu(NH3)3CO]Ac[醋酸羰基三安合铜(I)] △H<0
①C、N、O三种元素的第一电离能由小到大的顺序为
②配合物[Cu(NH3)3CO]Ac中心原子的配位数为
③在一定条件下NH3与CO2能合成尿素[CO(NH2)2],尿素中C原子和N原子轨道的杂化类型分别为 ;1mol尿素分子中,σ键的数目为 NA。
(4)NaCl和MgO都属于离子化合物,NaCl的熔点为801.3℃,MgO的熔点高达2800℃。造成两种晶体熔点差距的主要原因是 。
(5)(NH4)2SO4、NH4NO3等颗粒物及扬尘等易引起雾霾。其中NH4+的空间构型是 (用文字描述),与NO3-互为等电子体的分子是 。(填化学式)
(6)铜的化合物种类很多,右图是氯化亚铜的晶胞结构,已知晶胞的棱长为a cm,则氢化亚铜密度的计算式为ρ= g/cm3.(用NA表示阿佛加德罗常数)
[化学选修2化学与技术]某化工厂将钛、氯碱工业和甲醇联合生产,大大提高了原料的利用率,并减少环境污染。流程如图1所示:
图1 图2
回答下列问题:
(1)写出以石墨为电极电解饱和食盐水的离子方程式
图2所示是典型氯碱工业的关键设备——离子交换膜电解槽,该电解槽的特点是用离子交换膜将槽分隔为左右两室,它能够阻止一些物质通过,也能允许一些物质通过。下列有关说法正确的是 (填字母代号).
A.离子交换膜的特点是允许气体分子通过,而不允许阴离子通过
B.图2中X是指氧气
C.电解槽右室的电极反应式为2H++2e一=H2 ↑
D.电解槽左室也称为阴极室
(2)写出钛铁矿在高温下与焦炭经氯化得四氯化钛的化学反应方程式 ;
生成2 mol四氯化钛时转移的电子的物质的量为 mol。
(3)利用生成的甲醉和NaOH溶液可以生产甲醇燃料电池,负极电极反应式为 。
(4)钛广泛应用于航天领域。氩气在冶炼钛的流程中所起的作用是 。
(5)利用CO和H2制备甲醇
①已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(1)的燃料热分别为-285.8kJ•mol-1、-283.0kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1.写出CO和H2制备液态甲醇的热化学方程 。
②假设联合生产中各原料利用率为100%,若得到6mol甲醇,则需再补充标准状况下的H2 L。
目前人们对环境保护、新能源开发很重视。
(1)汽车尾气中含有CO、NO2等有毒气体,对汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体转化为无毒气体。
4CO(g)+2NO2(g)4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200 kJ·mol-1
对于该反应,温度不同(T2>T1)、其他条件相同时,下列图像正确的是 (填代号)。
(2)用活性炭还原法也可以处理氮氧化物,某研究小组向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO,发生反应C(s) + 2NO(g) N2(g) + CO2(g) ΔH在T1℃时,反应进行到不同时间测得各物质的量浓度如下:
时间/min 浓度/(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.0 | 0.58 | 0.40 | 0.40 | 0.48 | 0.48 |
N2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
CO2 | 0 | 0.21 | 0.30 | 0.30 | 0.36 | 0.36 |
①根据图表数据分析T1℃时,该反应在0-20min的平均反应速率v(CO2)= ;计算该反应的平衡常数K= 。
②30min后,只改变某一条件,根据上表的数据判断改变的条件可能是 (填字母代号)。
A.加入一定量的活性炭 B.通入一定量的NO
C.适当缩小容器的体积 D.加入合适的催化剂
③若30min后升高温度至T2℃,达到平衡时,容器中NO、N2、CO2的浓度之比为5:3:3,则达到新平衡时NO的转化率 (填“升高”或“降低”),ΔH 0(填“>”或“<”).
(3)以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[化学式为CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s) ΔH= -l59.5kJ/mol
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH= +116.5kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0kJ/mol
写出CO2与NH3合成尿素和液态水的热化学反应方程式 。
(4)一种氨燃料电池,使用的电解质溶液是2mol/L的KOH溶液。
电池反应为:4NH3+3O2=2N2+6H2O;
请写出通入a气体一极的电极反应式为 ;每消耗3.4g NH3转移电子的物质的量为 。
利用酸性含锰废水(主要含Mn2+、Cl-、H+、Fe2+、Cu2+)可制备高性能磁性材料(MnCO3)及纯净的氯化铜晶体(CuCl2•2H2O)。工业流程如下:
已知:几种金属离子沉淀的pH如表
金属离子 | Fe2+ | Fe3+ | Cu2+ | Mn2+ |
开始沉淀的pH | 7.5 | 3.2 | 5.2 | 8.8 |
完全沉淀的pH | 9.7 | 3.7 | 6.4 | 10.4 |
回答下列问题:
(1)过程①中,MnO2在酸性条件下可将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为
(2)过程②中,所得滤渣W的成分是 。
(3)过程③中,调pH=6.4目的是 。
(4)过程④中,若生成的气体J可使澄清的石灰水变浑浊,则生成MnCO3反应的离子方程式是 。
(5)将滤渣Q溶解在过量的盐酸中,经过 ,过滤、洗涤、低温烘干,即可获得纯净的氯化铜晶体(CuCl2•2H2O)。
(6)过程④中,298K、c(Mn2+)为1.05mol/L时,实验测得MnCO3的产率与溶液pH、反应时间关系如右图。
据图中信息,你选择的最佳pH是 ;理由是 。
(7)从滤液C可得到的副产品是 (填化学式)。
亚硝酸钠是一种工业盐,外观与食盐非常相似,毒性较强。某化学兴趣小组对食盐与亚硝酸钠进行多角度探究:
(一)鉴别NaCl和NaNO2
甲同学用沉淀分析法
经查:常温下Ksp(AgNO2)=2×10-8, Ksp(AgCl)=1.8×10-10.分别向盛有5mL 0.0001 mol/L两种盐溶液的试合中同时逐滴滴加0.0001mol/L硝酸银溶液,先生成沉淀的是装有 溶液的试管。
乙同学侧定溶液pH
用pH试纸分别测定0.1 mol/L两种盐溶液的pH,测得NaNO2溶液呈碱性。该溶液呈碱性的原因是 (用离子方程式解释)。
(二)该小组用如下装置(略去夹持仪器)制备亚硝酸钠
已知:①2NO+ Na2O2 = 2NaNO2;
②酸性条件下,NO和NO2都能与MnO4一反应生成NO3一和Mn2+·
(1)使用铜丝的优点是 。
(2)装置A中反应方程式为 。
装置C 中盛放的药品是 ;(填字母代号)
A.浓硫酸 B.NaOH 溶液 C.水 D.四氯化碳
仪器F的作用 。
(3)该小组称取5.000g制取的样品溶于水配成250.0 mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.1000mol/L酸性KMnO4溶液进行滴定,实验所得数据如下表所示:
滴定次数 | 1 | 2 | 3 | 4 |
消耗KMnO4溶液体积/mL | 20.70 | 20.12 | 20.00 | 19.88 |
①第一次实验数据出现异常,造成这种异常的原因可能是 (填字母代号)。
A.锥形瓶洗净后未干燥
B.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
C.滴定终点时仰视读数
②酸性KMnO4溶液滴定亚硝酸钠溶液的离子方程式为 。
③该样品中亚硝酸钠的质量分数为 。