【化学——选修5:有机化学基础】(15分)某抗结肠炎药物有效成分的合成路线如下(部分反应略去试剂和条件):
根据以上信息回答下列问题:
(1)烃A的结构简式是 。
(2)①的反应条件是 。②的反应类型是 。
(3)下列对抗结肠炎药物有效成分可能具有的性质推测正确的是: 。
A.水溶性比苯酚好,密度比苯酚的大 B.能发生消去反应
C.能发生聚合反应 D.既有酸性又有碱性
(4)E与足量NaOH溶液反应的化学方程式是 。
(5)写出符合下列条件的E的同分异构体的结构简式(任写三种): 。
a.与E具有相同的官能团
b.苯环上的一硝基取代产物有两种
(6)已知易被氧化,苯环上连有烷基时再引入一个取代基,常取代在烷基的邻对位,而当苯环上连有羧基时则取代在间位。据此写出以A为原料合成化合物
的合成路线 (仿照题中抗结肠炎药物有效成分的合成路线的表达方式答题)。
【化学——选修3:物质结构与性质】(15分)A、B、C、D、E、F为元素周期表前四周期的元素,原子序数依次增大。A元素的单质是空气的主要成分,B原子核外p轨道上有1对成对电子,D元素的价电子数是其余电子数的一半,C与B同主族,A与F同主族,D与E同族。回答下列问题:
(1)A、B、C第一电离能由大到小的顺序为: (用元素符号表示)。
(2)B与C形成的二元化合物中,属于非极性分子的是: (填化学式);该分子中心原子的杂化类型为: 。
(3)A、C元素形成的常见含氧酸中,分子的中心原子的价层电子对数为4的酸是 ;(填化学式,下同)酸根呈平面三角形的酸是 。
(4)E和F形成的一种化合物的晶体结构如图所示,则该化合物的化学式为 ;F的配位数为 。
(5)D的离子可以形成多种配合物,由Dn+、Br-、C的最高价含氧酸根和A的简单氢化物形成的1:1:1:5的某配合物,向该配合物的溶液中滴加AgNO3溶液产生淡黄色沉淀,滴加BaCl2溶液无现象,则该配合物的化学式为: ;n值为 ;Dn+的基态电子排布式为: 。
(9分)氮及氮的化合物在生产生活中有着重要的用途,NH3、HNO3等是重要化工产品。
(1)合成氨的原料气N2和H2通常是以焦炭、水和空气为原料来制取的。其主要反应是:
① 2C + O2 → 2CO
② C + H2O(g) → CO + H2
③ CO + H2O(g) → CO2 + H2
某次生产中将焦炭、H2O(g)和空气(设空气中N2和O2的体积比为4:1,下同)混合反应,所得气体产物经分析,组成如下表:则表中x= m3。
气体 | CO | N2 | CO2 | H2 | O2 |
体积(m3)(标准状况) | x | 20 | 12 | 60 | 1.0 |
(2)汽车尾气会排放氮的氧化物污染环境。已知气缸中生成NO的反应为:
N2(g)+O2(g) 2NO(g)
H>0
若1mol空气含有0.8molN2和0.2molO2,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8×10-4mol.计算该温度下的平衡常数K= ;汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是 。
(3)SO2和氮的氧化物都是空气中的有害气体,已知:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g) 2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ·mol-1
则反应NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)的ΔH=________kJ·mol-1。
(4)25℃时,电离平衡常数:
化学式 | H2CO3 | HClO | H2C4H4O6(酒石酸) |
电离平衡常数 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 | 3.0×10-8 | K1=9.1×10-4 K2=4.3×10-5 |
回答下列问题:
a.常温下,将0.1mol/L的次氯酸溶液与0.1mol/L的碳酸钠溶液等体积混合,所得溶液中各种离子浓度关系不正确的是
A.c(Na+) > c(ClO-) >c(HCO3-) >c(OH-)
B.c(Na+) > c(HCO3-) >c(ClO-) > c(H+)
C.c(Na+) == c(HClO) +c(ClO-)+ c(HCO3-) + c(H2CO3)+ c(CO32-)
D.c(Na+) + c(H+)== c(ClO-)+ c(HCO3-) + 2c(CO32-)
E.c(HClO) + c(H+)+ c(H2CO3)== c(OH-) + c(CO32-)
b.常温下,0.1mol/L的酒石酸溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合,所得溶液的pH为6,则c(HC4H4O6-)+2 c(C4H4O62-)= (列出计算式)。
(9分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2在电炉中高温(~1550℃)下通过下面三个反应共熔得到。
①4Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=12CaO(s)+2P4(s)+10CO2(g)ΔH1=+Q1kJ·mol-1
②CaO(s)+SiO2(s)=CaSiO3(s) ΔH2=-Q2 kJ·mol-1
③CO2 (g)+C(s)=2CO(g) ΔH3=+Q3kJ·mol-1
已知:CaSiO3的熔点(1546℃)比SiO2低。
写出由磷酸钙矿制取白磷总的反应方程式____________。
(2)白磷在热的浓氢氧化钾溶液中歧化得到一种次磷酸盐(KH2PO2)和一种气体 (写化学式)。
(3)磷的重要化合物NaH2PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得。工业上为了使反应的主要产物是NaH2PO4,通常将pH控制在 之间(已知磷酸的各级电离常数为:K1 = 7.1×10−3 K2 = 6.3×10−8 K3 =4.2×10−13 lg7.1≈0.9 lg6.3≈0.8 lg4.2≈0.6) 。Na2HPO4 溶液显碱性,若向其溶液中加入足量的CaCl2 溶液,溶液则显酸性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(4)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:
11P 4+60CuSO4+96H2O= 20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
60molCuSO4能氧化白磷的物质的量是 。
(10分)粉煤灰中含有SiO2、Al2O3、Fe2O3等,某实验室对其进行处理的流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)第①步得到的“熟料”中可溶性的成分主要是NH4Fe(SO4)2、NH4Al(SO4)2等,写出生成NH4Fe(SO4)2的化学方程式_____________。
(2)滤渣B的主要成分与NaOH溶液反应的离子方程式为________。
(3)步骤③中用NH4HCO3调节pH的实验原理为__________(用离子方程式表示)。
(4)实验室进行第④步操作时,所需的仪器是酒精灯、石棉网、三脚架、玻璃棒、_________,得到的晶体主要成份是_________(填化学式)。第⑥步生成Al(OH)3的离子方程式为_________。
(9分)某兴趣小组拟制备氯气并验证其一系列性质。
Ⅰ.【查阅资料】
①当溴水浓度较小时,溶液颜色与氯水相似也呈黄色。
②硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶液在工业上可作为脱氯剂 。
Ⅱ.【性质验证】实验装置如图所示(省略夹持装置)
实验步骤:
(1)检查装置气密性,按图示加入试剂。仪器a的名称是 ;装置CⅡ处加的试剂可以是 (选填下列字母编号)。
A.碱石灰 B.硅胶 C.浓硫酸 D.无水氯化钙
(2)装置B的作用有 。
(3)写出装置F中相应的离子反应方程式: 。
Ⅲ.【探究与反思】
上图中设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘的非金属性,有同学认为该设计不能达到实验目的。该组的同学思考后将上述D、E、F装置改为下图所示装置进行实验。实验操作步骤如下:
①打开弹簧夹,缓缓通入氯气
②当a和b中的溶液都变为黄色时,夹紧弹簧夹。
③当a中溶液由黄色变为棕色时,停止通氯气。
④ 。
(4)设计步骤③的实验目的是 。
(5)步骤④的操作是 。