【化学―选修5:有机化学基础】有机物F(C4H6)是一种合成橡胶和树脂的重要原料,D的相对分子质量是134,E的分子式是C8H14O4,其核磁共振氢谱显示有3个峰,峰面积之比为2:2:3,有关物质的转化关系如图所示。
已知(其中R是烃基)
请回答以下问题:
(1)D中官能团的名称是________;E的结构简式是_______。
(2)④的反应类型是__________,有机物X的名称是__________。
(3)反应⑤的化学方程式是___________________。F在一定条件下生成高分子化合物的化学方程式是________________________。
(4)有机物Y与D互为同分异构体,且官能团种类和数目都相同,写出所有符合条件的Y的结构简式______________________。
(5)参照题干中F的合成路线,写出由F合成较为纯净的C(无机试剂任选)的合成路线。
提示:①合成路线中不必标出各步反应的序号;②烯烃和水直接加成可能使羟基连在不同的碳原子上.造成产品不纯净。________________________________。
【化学-选修3:物质结构与性质】
A、B、C、D、E是周期表中的前四周期的元素,原子序数逐渐增大。A 元素是宇宙中含量最丰富的元素,其原子的原子核内可能没有中子;B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且每种轨道中的电子总数相等;C元素原子p能级比s能级多l个电子;D 基态原子最外层电子排布图为 ;E的M层电子全充满,用化学式或化学符号回答下列问题:
(1)某权威刊物报道.科学家在宁宙中发现A3分子,甲、乙、丙、丁四位学生对比报道的认识正确的是________(填字号).
A.甲认为上述发现绝对不可能,因为A3分子违背了共价键理论
B.乙认为A3分子实质上是A2分子与A+以特殊共价键结合的产物,应写成A3+
c.丙认为如果上述的发现存在,则证明传统的价键理论有一定的局限性有待继续发展
d .丁认为宁宙中还存在另一种A单质,因为A有三种同位素,必有三种同素异形体
(2)A与B、A与C形成的最简单化合物中沸点较高的是______(填化学式),原因是_________。
(3)B与C形成的最简单非极性分子的电子式是_________;B元素最高价氧化物对应的水化物分子中的酸根离子的VSEPR模型为___________型,键角是___________。
(4)DC3熔点为1040℃,且在1272℃时升华.该晶体的类型属于________晶体,该晶体加热条件下能够和水蒸气反应生成一种能够腐蚀玻璃的气体和一种耐火材料,比反应方程式是____________。
(5)E的氧化物E2O晶体的晶胞结构如右图所示,其中“△”代表的离子符号为___________。
(6)向ESO4溶液中加入过量氨水,可生成一种配合物X,该配合物中,E2+的配位数是__________,形成的配位键中NH3提供_______。
【化学―选修2:化学与技术】以硫铁矿(主要成分为FeS2)为原料制取硫酸,其矿渣可用来炼铁。生产工艺示意图如下:
(1)配平煅烧硫铁矿的反应方程式:______FeS2+________O2→_____Fe2O3+______SO2。实际生产中向沸腾炉通入的空气量要大于锻烧硫铁矿所需空气量.其目的是____________________。
接触室和热风炉中都装有热交换器,可用反应的余热将通入的气体加热,这样做的好处是_____________________。
(2)生产硫酸时,吸收塔中用98.3%的硫酸吸收而不用水吸收SO3的原因是________。
用含FeS280%的硫铁矿生产硫酸,如果煅烧时有5%的硫损失,SO2转变成SO3的转化率为80%,那么生产98%的浓硫酸3吨,则需要这种硫铁矿___________吨。
(3)CO还原Fe2O3的冶铁过程中,反应物、生成物和温度之间的关系如图所示.
(图中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四条曲线是四个化学反应平衡时的气相组成对温度作图得到的;A、B、C、D四个区域分别是Fe2O3、Fe3O4、FeO、Fe稳定存在的区域)
①冶炼高炉产生的高炉煤气的主要成分有__________和剩余的CO。
②据图分析,下列说法正确的是________(填字母)。
a.温度低于570 ℃时,Fe2O3还原焙烧的产物中不含FeO
b.温度越高,Fe2O3还原焙烧得到的固体物质组成中Fe元素的质量分数越高
c.Fe2O3还原焙烧过程中及时除去CO2有利于提高Fe的产率
③800℃时,混合气体中CO2体积分数为40%时,Fe2O3用CO还原焙烧反应的化学方程式为____________。
氮是地球上含量丰富的一种元素,“固氮”在工农业生产中有着重要作用,是几百年来科学家一直研究的课题。下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值。
反应 | 大气固氮 N2(g)+O2(g) 2NO(g) | 工业固氮 N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) | |||
温度/℃ | 27 | 2000 | 25 | 400 | 450 |
K | 3.84×10-31 | 0.1 | 5×10-8 | 2×104 | 7×103 |
(1)①分析数据可知:大气固氮反应属于_______(填“吸热”或“放热”)反应。
②在一定温度下,将一定足的N2和O2通入到体积为1L的密闭容器中,当“大气固氮”反应达到平衡后,改变下列条件,能使平衡向正反应方向移动且平衡常数不变的是_______。
a.增大压强 b.增大反应物的浓度 c.使用催化剂 d.升高温度
③ 从分子结构角度解释“大气固氮”和“工业固氮”反应的活化能都很高的原因:__________________。
(2)分析表格数据可知“大气固氮”的反应正向进行的程度小,不适合大规模生产,故世界各国均采用合成氨的方法进行工业固氮。
①从平衡移动角度考虑,工业固氮应该选择常温条件,但实际工业生产却选择500℃左右的高温,解释其原因_______________________。
②将0.1molN2和0.1molH2通入一容积可变的容器中进行工业固氮反应,则下图所示N2的平衡转化率在不同压强(P1,P2)下随温度变化的曲线正确的是_(填“A” 或“B”);比较P1、P2的大小关系__________;若300℃、压强P2时达到平衡,容器容积恰为100L,则此状态下反应的平衡常数K=__________(计算结果保留2位有效数字)。
③合成氨反应达到平衡后,t1时刻氮气浓度欲发生图C变化可采取的措施是__________。
(3)近年近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,
反应原理为:2N2(g)+6H2O(l)⇌4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=____________。
(已知:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H1=-92.4kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)⇌2H2O(l) △H2=-571.6kJ•mol-1 )
己知木炭在一定条件下与浓硝酸反应生成两种+4价的氧化物。为了探究一氧化氮(NO)能否与过氧化钠反应,以及反应后的产物中是否有亚硝酸钠(NaNO2),某小组同学设计了如图所示装置(夹持仪器和连接用的乳胶管已经省略)。
(1)写出浓硝酸与木炭反应的化学方程式_________________________。
(2)为了完成该实验,请按气流方向顺序连接以上装置:A →()→()→ ( ) →()→尾气处理装置(略)。检查气密性并装入药品后,要进行:a.点燃酒精灯,B.滴加浓硝酸,C.通入一段时间的氮气。以上三项操作的正确顺序是_________(填字母编号),反应开始时先通入氮气的主要目的是_____________。
(3)实验中装置C的作用是 ;装置E中观察到的主要实验现象有 。
(4)某同学经查阅资料后发现亚硝酸是弱酸,性质不稳定,室温下易分解生成一氧化氮。装置D中充分反应后,设计实验证明D中是否有亚硝酸钠生成: 。(写出检验步骤及现象)。
(5)若将7.8g过氧化钠完全转化成为亚硝酸钠,理论上至少需要木炭______g。
利用硫酸渣(主要含凡Fe2O3、FeO,杂质为MgO和SiO2等)生产铁基颜料铁黄(FeOOH)的制备流程如下:
(1)FeS2的结构类似于Na2O2,是一种过硫化物,FeS2的电子式为__________,过滤II后对滤渣进行“洗涤”的具体操作是___________________。
(2)滤渣Ⅰ的主要成分是FeS2、S和 (填化学式);Fe3+被FeS2还原的离子方程式为 。
(3)“氧化”中,生成FeOOH的离子方程式为 。
(4)铁黄(FeOOH)可认为是Fe(OH)3的脱水产物。常温下欲使Fe3+沉淀完全(即c(Fe3+)≤1×10-6mol/L),则滤液II的pH至少为______;从沉淀溶解平衡角度考虑,溶液中存在的NH4+对Fe(OH)3沉淀的影响是___________。(己知:Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38)