本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。
A.乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用与水反应生成乙炔。
(1)中与互为等电子体,的电子式可表示为____;1mol 中含有的键数目为_____。
(2)将乙炔通入溶液生成,红棕色沉淀。基态核外电子排布式为_____。
(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是_____;分子中处于同一直线上的原子数目最多为_____。
(4)晶体的晶胞结构与晶体的相似(如右图所示),
但晶体中含有的中哑铃形的存在,使晶胞沿一个
方向拉长。晶体中1个周围距离最近的数
目为_____。
B.对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体,它常以浓硝酸为硝化剂,浓硫酸为催化剂,通过甲苯的硝化反应制备。
一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是:以发烟硝酸为硝化剂,固体NaHSO4为催化剂(可循环使用),在溶剂中,加入乙酸酐(有脱水作用),45℃反应1h 。反应结束后,过滤,滤液分别用5% NaHCO3,溶液、水洗至中性,再经分离提纯得到对硝基甲苯。
(l)上述实验中过滤的目的是 ___。
(2)滤液在分液漏斗中洗涤静置后,有机层处于___ 层(填“上”或'下”);放液时,若发现液体流不下来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还有 ___。
(3)下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。
催化剂 |
n(催化剂) |
硝化产物中各种异构体质量分数(%) |
总产率(%) |
||
n(甲苯) |
对硝基甲苯 |
邻硝基甲苯 |
间硝基甲苯 |
||
浓H2SO4 |
1.0 |
35.6 |
60.2 |
4.2 |
98.0 |
1.2 |
36.5 |
59.5 |
4.0 |
99.8 |
|
NaHSO4 |
0.15 |
44.6 |
55.1 |
0.3 |
98.9 |
0.25 |
46.3 |
52.8 |
0.9 |
99.9 |
|
0.32 |
47.9 |
51.8 |
0.3 |
99.9 |
|
0.36 |
45.2 |
54.2 |
0.6 |
99.9 |
①NaHSO4催化制备对硝基甲苯时,催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为______
②由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知,甲苯硝化反应的特点是______。
③与浓硫酸催化甲苯硝化相比,NaHSO4催化甲苯硝化的优点有_______、______。
以水氯镁石(主要成分为)为原料生产碱式碳酸镁的主要流程如下:
(l)预氨化过程中有Mg(OH)2沉淀生成,已知常温下Mg(OH)2的KSP=1.8×10-11,若溶液中c(OH-)=3.0×10-6mol·mol·L-1,则溶液中_____。
(2)上述流程中的滤液浓缩结晶,所得主要固体物质的化学式为_____。
(3)高温煅烧碱式碳酸镁得到。取碱式碳酸镁4.66g,高温煅烧至恒重,得到固体2.00g和标准状况下0.896L,通过计算确定碱式碳酸镁的化学式。
(4)若热水解不完全,所得碱式碳酸镁中将混有,则产品中镁的质量分数_____(填 “升高”、“降低”或“不变”)。
阿立哌唑(A)是一种新的抗精神分裂症药物,可由化合物B、C、D在有机溶剂中通过以下两条路线合成得到。
线路一:
线路二:
(1)E的结构简式为______。
(2)由C、D生成化合物F的反应类型是____。
(3)合成F时还可能生成一种相对分子质量为285的副产物G,G的结构简式为______。
(4)H属于氨基酸,与B的水解产物互为同分异构体。H能与溶液发生显色反应,且苯环上的一氯代物只有2种。写出两种满足上述条件的H的结构简式:______。
(5)已知:,写出由C制备化合物的合成路线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:
正极材料为的锂离子电池被广泛用作便携式电源。但钴的资源匮乏限制了其进一步发展。
(1)橄榄石型是一种潜在的锂离子电池正极材料,它可以通过、与溶液发生共沉淀反应,所得沉淀经80℃真空干燥、高温成型而值得。
①共沉淀反应投料时,不将和溶液直接混合的原因是 _。
②共沉淀反应的化学方程式为 _。
③高温成型前,常向中加入少量活性炭黑,其作用除了可以改善成型后的的导电性能外,还能 _。
(2)废旧锂离子电池的之极材料试样(主要含有及少量AI、Fe等)可通过下列实验方法回收钴、锂。
在上述溶解过程中,,在溶解过程中反应的化学方程式为 _。在空气中加热时,固体残留率随温度的变化如下图所示。已知钴的氢氧化物加热至290℃时已完全脱水,则1000℃时,剩余故土成分为 _。(填化学式);在350~400℃范围内,剩余故土成分为 _。(填化学式)。
下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。
方法Ⅰ |
用氨水将SO2转化为NH4HSO3,再氧化成(NH4)2SO4 |
方法Ⅱ |
用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫 |
方法Ⅲ |
用Na2SO3溶液吸收SO2,再经电解转化为H2SO4 |
方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中的化学反应为
能提高燃煤烟气中去除率的措施有_ _(填字母)。
A.增大氨水浓度 B.升高反应温度
C.使燃煤烟气与氨水充分接触 D.通入空气使转化为
采用方法Ⅰ脱硫,并不需要先出去燃煤烟气中大量的,原因是 (用离子方程式表示)。
方法Ⅱ重要发生了下列反应:
与反应生成的热化学方程式为 _。
方法Ⅲ中用惰性电极电解溶液的装置如右图所示。阳极区放出的气体的成分为 。(填化学式)
钡盐行业生产中排出大量的钡泥[主要含有、、、等]。某主要生产、、的化工厂利用钡泥制取,其部分工艺流程如下:
(1)酸溶后溶液中,与的反应化学方程式为__________________。
(2)酸溶时通常控制反应温度不超过,且不使用浓硝酸,原因是_______________________________、____________________________。
(3)该厂结合本厂实际,选用的X为_____________(填化学式);中和Ⅰ使溶液中______(填离子符号)的浓度减少(中和Ⅰ引起的溶液体积变化可忽略)。
(4)上述流程中洗涤的目的是____________________________。