4月22日是世界地球日WWW.K**S*858$$U.COM,我国今年的地球日主题为 ——“珍惜地球资源,转变发展方式,倡导低碳生活”。下列有关做法与此不相符的是
A.大量进口石油,减少煤炭使用量 |
B.回收废弃饮料包装纸,制作成公园内的休闲长椅 |
C.在西部和沿海地区兴建风力发电站,解决能源问题 |
D.鼓励购买小排量汽车,推广与发展电动、混合动力汽车 |
(12分)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.(12分)2010年上海世博会场馆,大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED品片,材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、lnGaN(氮化铟镓)为主。砷化镓的品胞结构如右图。试回答:
(1)镓的基态原子的电子排布式是 。
(2)砷化镓品胞中所包含的砷原子(白色球)个数为 ,与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为 。
(3)下列说法正确的是 (填字母)。
A.砷化镓品胞结构与NaCl相同
B.第一电离能:As>Ga
C.电负性:As>Ga
D.砷化镓晶体中含有配位键
E.GaP与GaAs互为等电子体
(4)N、P、As处于同一主族,其氢化物沸点由高到低的顺序是 。
(5)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为 。
B.(12分)乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应:
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
已知:①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH;
②部分有机物的沸点:
试剂 |
乙醚 |
乙醇 |
乙酸 |
乙酸乙酯 |
沸点(℃) |
34.5 |
78.5 |
117.9 |
77 |
请回答下列问题:
(1)浓硫酸的作用是 ,球形干燥管的作用是 。
(2)用如图所示装置来制备少量的乙酸乙酯,产率往往偏低,其原因可能为 、
等。
(3)实验所得到的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,应先加入无水氯化钙,除去 ;再进行蒸馏,收集77℃左右的馏分,以得到较纯净的乙酸乙酯。
(4)目前对该反应的催化剂进行了新的探索,初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂,且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)。
同一反应时间 |
同一反应应温度 |
||||
反应温度/℃ |
转化率(%) |
选择性(%)* |
反应时间/h |
转化率(%) |
选择性(%)* |
40 |
77.8 |
100 |
2 |
80.2 |
100 |
60 |
92.3 |
100 |
3 |
87.8 |
100 |
80 |
92.6 |
100 |
4 |
92.3 |
100 |
120 |
94.5 |
98.7 |
6 |
93.0 |
100 |
*选择性100%表示反应生成的产物全部是乙酸乙酯和水 |
①根据表中数据,下列 (填字母)为该反应的最佳条件。
a.120℃,4h b.80℃,2h c.60℃,4h d.40℃,3h
②当反应温度达到120℃时,反应选抒性降低的原因可能为 。
(10分)硝酸是一种重要的化工原料,工业上生产硝酸的主要过程如下:
(1)以N2和H2为原料合成氨气。一定温度下,在密闭容器中充入ImolN2和3molH2发生反应。若容器容积恒定,达到平衡状态时,气体的总物质的量是原来的,则N2的转化率 ;若容器压强恒定,达到平衡状态时,N=的转化率为,则 (‘填“>”、“<”或“=”)。
(2)用氨催化氧化法可生产硝酸,其生产过程可表示为:
4NH3+5O24NO+6H2O 4NO+3O2+2H2O=4HNO3
现以3.4吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸,理论上需要加水的质量为
吨。(假设生产过程中反应物和生成物均无损耗)
(3)硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收,有关的化学反应为:
2NO2+Na2CO3=NaNO2+NaNO3+CO2,NO+NO2+Na2CO3=2NaNO2+CO2。若在标准状况下有NO、NO2的混合气体(不考虑N2O4)恰好与50mL 1. 0 mol·L-1的Na2CO3溶液反应完全,且生成NaNO2和NaNO3的物质的量的比为4:1,则在混合气体中NO气体的体积分数为多少?(请写出计算过程)
(14分)巨豆三烯酮(F)是一种重要的香料,其合成路线如下:
(1)化合物C含有的官能团的名称为 。
(2)化合物F的结构简式是 。
(3)在上述转化过程中,步骤②的目的是 ,写出步骤②的化学方程式 。
(4)写出符合下列条件的D的一种同分异构体的结构简式 。
a.属于芳香族化合物;
b.核磁共振氢谱显示,分子中有4种化学环境不同的氢原子;
c.1mol该物质最多可消耗2molNaOH
d.能发生银镜反应。
(5)兔耳草醛()也是一种重要的香料,主要用于食品、化妆品等工业中。请设计合理方案,以对异丙基苯甲醛()和丙醛为原料合成兔耳草醛(用合成路线流程图表示,并注明反应条件)。
提示:①2CH3CHOCH3CH(OH)CH2CHOCH3CH=CHCHO
②合成过程中无机试剂任选;
③合成路线流程图示例如下:
。
(12分)硫酸铜是一种重要的化工原料,工业上常用硫酸为原料来制备硫酸铜。
(1)工业上生产硫酸过程中,焙烧硫铁矿时产生的废渣是一种二次资源。
①为了从废渣中磁选获得品位合格的铁精矿,高温下利用CO使弱磁性Fe2O3转化为强磁性Fe3O4。写出该反应的化学方程式 ;实验发现:CO太多或太少都会导致磁铁矿产率降低,原因是 。
②氯化焙烧工艺是将废渣用氯化钙水溶液调和、成球、高温焙烧,废渣中SiO2与CaCl2等在高温下反应放出HCl,HCl与金属氧化物等反应生成氯化物。反应生成的各金属氯化物以气态形式逸出,进而回收有色金属和回返氯化钙溶液。写出氯化焙烧工艺中生成HCl的化学方程式 。
(2)测定硫酸铜品体中结品水含量的实验步骤为:
步骤1:准确称量一个洁净、干燥的坩埚;
步骤2:将一定量的硫酸铜晶体试样研细后,放入坩埚中称重
步骤3:将盛有试样的坩埚加热,待晶体变成白色粉末时,停止加热;
步骤4:将步骤3中的坩埚放入干燥器,冷却至室温后,称重:
步骤5: ;
步骤6:根据实验数据计算硫酸铜晶体试样中结晶水的质量分数。
请完成实验步骤5。
(3)已知硫酸铜品体受热可以逐步失去结品水,温度升高还町以分解生成铜的氧化物。观取25.0g CuSO4·5H2O品体均匀受热,缓慢升温至1200℃并恒温1小时,实验测得固体残留率(剩余固体的质量/原始固体质量)与温度的关系如下图所示:
在110℃时所得固体的成分为 ;在1200℃并恒温1小时,反应所得气态产物除去水后,物质的量为 。(填字母)
A.0 mol B.0.1mol C.0.125mol D.大于0.125mol
(8分)
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g); △H=+180.5 kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g);△H=-905 kJ·mol-1
2H2(g)十O2(g)=2HO(g):△H=--483.6 kJ·mol-1
则N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H= 。
(2)在一定条件下,将2mol N2与5mol H2混合于一个10 L的密闭容器中,反应情况如图1所示:
①求5min内的平均反应速率v(NH3) ;
②达到平衡时NH3的体积分数为 。
(3)近年来科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多品薄膜做电极,实现了高转化率的电解法合成氨(装置如图2)。钯电极A上发生的电极反应式是 。