化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列有关说法不正确的是
A.开发高效氢能、太阳能等新型电动汽车,以解决城市机动车尾气排放问题
B.高空臭氧层吸收太阳紫外线,保护地球生物;低空过量臭氧是污染气体,对人体有危害
C.PM2.5表示每立方米空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物的含量,PM2.5值越高,大气污染越严重
D.棉、麻、羊毛及合成纤维完全燃烧都只生成CO2和H2O,故对环境不造成污染
[化学——选修5:有机化学基础](15分)PET是世界上产量最大的合成纤维,其结构简式为:
现以煤的干馏产品A与F为原料制备PET,生产的工艺流程如图所示。其中A为烃,含碳元素的质量分数为90.6%,其蒸气密度是空气密度的3.66倍,且能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但不能使溴水褪色。M分子里所有原子共平面。
请回答下列问题:
(1)A的名称为________,M→N反应类型为: ________。
(2)反应①的反应条件为:________;
(3)写出有机物A所有一氯代物的结构简式:___________________。
(4)写出下列反应的化学方程式:
Ⅰ.反应②:___________________;
Ⅱ.反应③:____________________;
Ⅲ.D与足量的氢氧化铜悬浊液煮沸:_________________;
Ⅳ.反应⑤:_____________ 。
(5)P的一种同系物X的分子式为C3H8O2,在核磁共振氢谱图中出现三种信号峰,其峰的强度之比为2∶1∶1。则X的结构简式为______。
[化学——选修3物质结构与性质](15分)现有aA、bB、cC、dD、eE、gG六种短周期非金属元素,a+b=c,a+c=d,a+d=e,d+e=g,C、E、G的单质均有在中学常见的两种或多种同素异形体,请回答下列问题:
Ⅰ.(1)C、D、E元素的第一电离能由大到小的关系为__________。(用元素符号表示)
(2)请比较C2A4、D2A4、G2A4三种化合物的沸点由高到低的顺序为______________。(用化学式表示)
(3)有某种分子式为C4D4E8的物质(该物质中同种原子的化学环境完全相同,不含碳碳双键)是一种威力极强的炸药,则可推知其结构简式为____________。
Ⅱ.BG是一种耐磨材料,其结构与金刚石相似,下图为其晶体结构单元,它可由B的三溴化物和G的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。
(1)指出B的三溴化物中B的杂化方式为________G的三溴化物分子的结构为_______型。
(2)写出合成BG的化学反应方程式为____________________。
(3)已知晶体中B与G原子的最近距离为a pm,则该晶体的密度的表达式为____g/cm3。(不需化简)
[化学——选修2化学与技术](15分)氯化亚铜(CuCl)常用作有机合成工业中的催化剂,是一种白色粉末;微溶于水、不溶于乙醇及稀硫酸;在空气中迅速被氧化成绿色;见光则分解,变成褐色;下图是工业上以制作印刷电路的废液(含Fe3+、Cu2+、Fe2+、Cl-)生产CuCl的流程如下:
根据以上信息回答下列问题:
(1)该生产过程还可以与氯碱工业、硫酸工业生产相结合,工业生产硫酸的方法名称是_____,现代氯碱工业的装置名称是_____________________。
(2)写出生产过程中X__________Y__________(填化学式)。
(3)写出产生CuCl的化学方程式________________________________。
(4)生产中为了提高CuCl产品的质量,采用______________法快速过滤,析出的CuCl晶体不用水而用无水乙醇洗涤的目的是_______________;生产过程中调节溶液的pH不能过大的原因是_____________。
(5)在CuCl的生成过程中理论上不需要补充SO2气体,其理由是______。
(6)在CuCl的生成过程中除环境问题、安全问题外,还应该注意的关键问题是_______。
(7)工业氯化亚铜的定量分析:
①称取样品0.25g(称准至0.0002g)置于预先放入玻璃珠50粒和10ml过量的FeCl3溶液250ml锥形瓶中,不断摇动;玻璃珠的作用是____________________________。
②待样品溶解后,加水50ml,邻菲罗啉指示剂2滴;
③立即用0.10 mol·L-1硫酸铈标准溶液滴至绿色出现为终点;同时做空白试验一次。已知:CuCl + FeCl3 =CuCl2 + FeCl2 Fe2+ + Ce4+ =Fe3+ + Ce3+ 如此再重复二次测得:
| 1 | 2 | 3 |
空白实验消耗硫酸铈标准溶液的体积(ml) | 0.75 | 0.50 | 0.80 |
0.25克样品消耗硫酸铈标准溶液的体积(ml) | 24.65 | 24.75 | 24.70 |
④数据处理:计算得该工业CuCl的纯度为_________(平行实验结果相差不能超过0.3%)
(16分)工业上以锂辉石(Li2O·Al2O3·4SiO2,含少量Ca,Mg元素)为原料生产碳酸锂。其部分工业流程如下:
已知:①Li2O·Al2O3·4SiO2 + H2SO4(浓)Li2SO4 + Al2O3·4SiO2·H2O
②某些物质的溶解度(S)如下表所示。
T/℃ | 20 | 40 | 60 | 80 |
S(Li2CO3)/g | 1.33 | 1.17 | 1.01 | 0.85 |
S(Li2SO4)/g | 34.2 | 32.8 | 31.9 | 30.7 |
(1)从滤渣1中分离出Al2O3部分的流程如下图所示,括号表示加入的试剂,方框表示所得的物质。则步骤Ⅱ中反应的离子方程式是______________________________。
(2)已知滤渣2的主要成分有Mg(OH)2和CaCO3。向滤液1中加入石灰乳的作用是(运用化学平衡原理简述)_____________________________。
(3)最后一个步骤中,用“热水洗涤”的目的是______________________________。
(4)工业上,将Li2CO3粗品制备成高纯Li2CO3的部分工艺如下:
a.将Li2CO3溶于盐酸作电解槽的阳极液,LiOH溶液做阴极液,两者用离子选择透过膜隔开,用惰性电极电解。
b.电解后向LiOH溶液中加入少量NH4HCO3溶液并共热,过滤、烘干得高纯Li2CO3。
①a中,阳极的电极反应式是_________________________。
②电解后,LiOH溶液浓度增大的原因_____,b中,生成Li2CO3反应的化学方程式是_______。
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为:FePO4+LiLiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+试写出该电池放电时的正极反应:__________________。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时,该电池消耗锂的质量为__________________。
(12分)甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料。工业上可利用CO或CO2来生产燃料甲醇。已知甲醇制备的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:
化学反应 | 平衡常数 | 温度(℃) | |
500 | 800 | ||
①2H2(g)+CO(g) | K1 | 2.5 | 0.15 |
②H2(g)+CO2(g) | K2 | 1.0 | 2.50 |
③3H2(g)+ CO2(g) | K3 |
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(1)反应②是 (填“吸热”或“放热”)反应。
(2)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示。则平衡状态由A变到B时,平衡常数K(A) K(B)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3= (用K1、K2表示)。在500℃、2L的密闭容器中,进行反应③,测得某时刻H2、CO2、 CH3OH、H2O的物质的量分别为6mol、2 mol、10 mol、10 mol,此时v(正) v(逆) (填“>”“=”或“<”)
(4)一定温度下,在3 L容积可变的密闭容器中发生反应②,
已知c(CO)与反应时间t变化曲线Ⅰ如图所示,若在t0时刻分别改变一个条件,曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ和曲线Ⅲ。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅱ时,改变的条件是 。
当曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,改变的条件是 。