(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.用于合成氨的工业煤气中含有H2S、C2H5SH(乙酸醇)、COS(羰基硫)、CS2等含硫化合物,工业上无机硫常用氧化锌法处理,有机硫可用钴钼催化加氢处理。
H2S+ZnO=ZnS+H2O;C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O
C2H5SH+H2=C2H6+H2S;COS+H2=CO+H2S;CS2+4H2=CH4+2H2S
(1)钴原子在基态时核外电子排布式为 。
(2)下列有关分子结构的说法正确的是 。
A.C2H4分子中有5个键处1个键
B.COS分子(结构如右图)中键能C=O>C=S
C.H2S分子呈V形结构
D.CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3杂化
(3)下列有关说法不正确的是 。
A.H2O、CO、COS均是极性分子
B.相同压强下沸点:Cs2>COS>CO2
C.相同压强下沸点:C2H5SH>C2H5OH
D.相同压强下沸点:CO>N2
(4)-ZnS的晶胞结构如右图,晶胞中S2-数目为: 个。
(5)具有相似晶胞结构的ZnS和ZnO,ZnS熔点为1830℃,ZnO熔点为1975℃,后者较前者高是由于 。
(6)钼的一种配合物化学式为:Na3
94.9
95.7
93.9
94.3
在上述苯甲醛与甲醇缩合反应实验中催化剂铌酸的最佳用量为 。
(4)催化剂的回收利用性能是考察催化剂的一项极为重要的指标。铌酸催化剂循环使用次数对产率的影响如右下图,这说明铌酸催化剂的优点之一是 。
(5)用铌酸作催化剂时,不同的醛与甲醇的缩合反应的转化率和产率如下表:
序号 |
醛 |
醇 |
转化率% |
产率% |
1 |
邻羟基苯甲醛 |
甲醇 |
94.3 |
89.6 |
2 |
邻羟基苯甲醛 |
甲醇 |
93.6 |
88.7 |
3 |
邻氯苯甲醛 |
甲醇 |
93.1 |
87.3 |
4 |
间硝基苯甲醛 |
甲醇 |
54.2 |
34.1 |
5 |
邻硝基苯甲醛 |
甲醇 |
89.9 |
79.5 |
6 |
对硝基苯甲醛 |
甲醇 |
65.7 |
41.9 |
从表中得出的不同的醛与甲醇缩合反应影响转化率和产率的规律是 。
(10分)五羧基全铁[Fe(CO)5]是一种浅黄色液体,熔点-20.5℃,沸点103℃,易溶于苯等有机溶剂,不溶于水,密度1.46—1.52g/cm3,有毒,光照时生成Fe2(CO)9,60℃发生自燃,可用着汽油抗爆剂,催化剂等。五羰基合铁的制备原理如下:
(1)五碳基合铁中铁的化合价为 。
(2)下列说法正确的是 。
A.利用上述反应原理可制备高纯铁
B.制备Fe(CO)5应在隔绝空气的条件下进行
C.反应Fe(s)+5CO(g)Fe(CO)5(g)的平衡常数表达式为
D.Fe(CO)5应密封、阴凉、避光并加少量蒸馏水液封贮存。
(3)五碳基合铁能与氢氧化钠溶液反应生成Na2Fe(CO)4和另两种常见无机物,该反应的化学方程式为 。
(4)今将一定量的Fe(CO)5的苯溶液,用紫外线照射片颏。取照射后的溶液11.72g完全燃烧,得到30.536gCO2、5.4gH2O及1.6g红棕色粉末。
①红棕色粉末的化学式为 。
②照射后的溶液中Fe(CO)5与Fe2(CO)9的物质的量之比为 。
(14分)苏罗同(Serotone)是一种镇吐药, 其合成路线如下:
(1)化合物I的核磁工段振氢谱有 个峰。
(2)化合物Ⅱ中含氧官能团有 (任意写出两个)。
(3)Ⅲ+ⅣⅤ中NaHCO3gm VⅥ中K2CO3的主要作用是 。
(4)写出下列反应的
①ⅡⅢ ,②ⅦSerotone .
(5)已知:①当苯环上有-OH、-NH2、烃基时,苯环上再引入基团时进入其邻、对位;当苯环上有COOH、-NO2-SO3H时,苯环上再引入基团时进入其间位。
②苯胺具有弱碱性,易被强氧化剂氧化。
③
试画出以甲苯和乙醇为原料合成苯唑卡因()的合成路线流程图(必要条件需注明,无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:
(12分)过氧化氢是一种重要的化学产品,在工农业生产和日常生活中有着广泛应用,工业采用烷基薏醌法生产
根据生产过氧化氢原理和工艺,回答下列问题:
(1)该生产过氧化氢的原理中,原子利用率为 。
(2)该工艺中有机溶剂为液态烷烃和酯类,能否用乙醇代替?
(3)为了提高经济效益,该工艺氢化反应,除了加催化剂外,还可采取的措施是 。
A.适当加热 B.加压 C.增大工作液中有机溶剂的量
(4)该工艺中“后处理”的目的是 。
(5)该工艺中由35%的H2O2得到70%的H2O2可采取操作方法是 。
(6)硫酸酸化的过氧化氢溶液可溶解金属铜,试写出该反应的离子方程式为 。
(8分)天然气中伴随有H2S等合硫化合物,脱硫方法有多种:
(1)一种湿法脱硫是用碳酸钾溶液吸收其中的H2S,同时生成两种酸式盐,该反应的化学方程为 。
(2)一种于法脱硫,其涉及反应:H2(g)+CO(g)+SO2(g)H2O(g)+CO2(g)+S(s) ,高脱硫率可采取的措施是 。
a.高压 b.加入催化剂 c.减少CO2的浓度
d.增加CO的浓度 e.分离出硫
(3)用脱硫剂ZDE—01的海绵铁法脱硫,可实现常温脱硫
①脱硫:Fe2O3·H2O(s)+3H2S(g)=Fe2S3·H2O(s)+3H2O(g)
②再生:2Fe2S3·H2O(s)+3O2(g)=2Fe2O3·H2O(s) +6S(s)
则2H2S(g)+O2(g)=2H2O(g)+2S(s) = (用a、b表示)
(4)一种改进的克劳斯法脱硫的工艺,化学反应如下:
H3S+1.5O2=H2O+SO2 SO2+0.5O2SO3
SO3(g)+H2O(g)=H2SO4(g) H2SO4(g)+0.17H2O(g)H2SO4(aq)
该法最终得到的硫酸溶液的质量分数为 。
(10分)某工厂对制革工业污泥中 Cr(Ⅲ)回收与再利用工艺如下(硝酸浸取液中金属离子主要是 Cr3+,其次是Fe3+、Ca2+、Mg2+)
氢氧化物 |
Fe(OH)3 |
Mg(OH)2 |
Al(OH)3 |
Cr(OH)3 |
pH |
3.7 |
11.1 |
8 |
9(>9溶液) |
部分阳离子常温下以氢氧化物形式完全沉淀时溶液的pH见上表。
(1)酸浸时,为了提高浸取率可采取的措施 (至少写一条)。
(2)调pH=8是为了除去 离子(选填:Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+)。
(3)钠离子交换树脂的原理为:Ma++nNaRMRa+nNa+,被交换的杂质离子是 (选填:Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+)。
(4)试配平还原反应方程式: Na2Cr2O7+ SO2+ H2O= Cr(OH)(H2O)5SO4+
Na2SO4;每生成1mol Cr(OH)(H2O)5SO4消耗SO2的物质的量为 。