“绿色化学”又称环境无公害化学。下列叙述符合“绿色化学”原则的是( )
A. 绿色化学的核心是利用化学原理对工业生产造成的环境污染进行治理
B. 用聚苯乙烯等塑料代替木材生产包装盒、快餐盒等,以减少木材使用
C. 研制新型杀虫剂,使它只对目标昆虫有毒杀作用而对其他昆虫无害
D. 现代石油化工采用银作催化剂,将乙烯直接氧化生产环氧乙烷符合“原子经济”
(12分)
雷尼镍(Raney-Ni)是一种历史悠久、应用广泛的催化剂,由镍-铝合金为原料制得。
(1)元素第一电离能:Al ▲ Mg(选填:“>”、“<”、“=”)
(2)雷尼镍催化的一实例为:
化合物b中进行sp3杂化的原子有: ▲ 。
(3)一种铝镍合金的结构如下图,与其结构相似的化合物是: ▲ (选填序号)。
a.氯化钠 b.氯化铯 c.石英 d.金刚石
(4)实验室检验Ni2+可用丁二酮肟与之作用生成腥红色配合物沉淀。
①Ni2+在基态时,核外电子排布式为: ▲ 。
②在配合物中用化学键和氢键标出未画出的作用力(镍的配位数为4)。
(10分)分子筛可用于物质的分离提纯。某种型号的分子筛的工业生产流程可简单表示如下:
(1)在加NH3·H2O调节pH的过程中,若pH控制不当会有Al(OH)3生成。已知常温下,Al(OH)3浊液的pH=3,其Ksp=1×10-36,则其中c(Al3+)= ▲ 。
(2)生产流程中所得滤液的主要成分为 ▲ (写化学式)。
(3)假设生产流程中铝元素和硅元素均没有损耗,钠原子的利用率为10%,试通过计算确定该分子筛的化学式(写出计算过程)。
(4)分子筛的孔道直径为4Å称为4A型分子筛;当Na+被Ca2+取代时就制得5A型分子筛,当Na+被K+取代时就制得3A型分子筛。要高效分离正丁烷(分子直径为4.65Å)和异丁烷(分子直径为5.6Å)应该选用 ▲ 型的分子筛。
(14分)β-拉帕醌(β-lapachone)是一种抗癌新药,合成路线如下:
(1)已知X的分子式为C5H9Cl,则X的结构简式为: ▲ 。
(2)反应类型A→B ▲ 。
(3)上述反应中,原子利用率达100%的是 ▲ (选填:“A→B”、“B→C”、“D→E”、“E→F”)。
(4)D→E发生的是取代反应,还有一种副产物与E互为同分异构体,且属于醚类,该物质的结构简式为: ▲ 。
(5)化合物B的同分异构体很多,满足下列条件的同分异构体数目有 ▲ 种(不包括立体异构)。
①属于苯的衍生物 ②苯环上有两个取代基
③分子中含有一个手性碳原子 ④分子中有一个醛基和一个羧基
(6)已知:双烯合成反应:,试由2-甲基-1,3-丁二烯和乙烯为原料(无机试剂及催化剂任用)合成高分子
。
[提示]合成路线流程图示例如下:
(12分)已知Cr(OH)3在碱性较强的溶液中将生成[Cr(OH)4] ―,铬的化合物有毒,由于+6价铬的强氧化性,其毒性是+3价铬毒性的100倍。因此,必须对含铬的废水进行处理,可采用以下两种方法。
[方法一]还原法 在酸性介质中用FeSO4等将+6价铬还原成+3价铬。
具体流程如下:
有关离子完全沉淀的pH如下表:
有关离子 |
Fe2+ |
Fe3+ |
Cr3+ |
完全沉淀为对应氢氧化物的pH |
9.0[ |
3.2 |
5.6 |
(1)写出Cr2O72―与FeSO4溶液在酸性条件下反应的离子方程式 ▲ 。
(2)还原+6价铬还可选用以下的 ▲ 试剂(填序号)。
A.明矾 B.铁屑 C.生石灰 D.亚硫酸氢钠
(3)在含铬废水中加入FeSO4,再调节pH,使Fe3+和Cr3+产生氢氧化物沉淀。则在操作②中可用于调节溶液pH的试剂为: ▲ (填序号);
A.Na2O2 B.Ba(OH)2 C.Ca(OH)2 D.NaOH
此时调节溶液的pH范围在 ▲ (填序号)最佳。
A.3~4 B.6~8 C.10~11 D.12~14
[方法二]电解法 将含+6价铬的废水放入电解槽内,用铁作阳极,加入适量的氯化钠进行电解。阳极区生成的Fe2+和Cr2O72一发生反应,生成的Fe3+和Cr3+在阴极区与OH一结合生成Fe(OH)3和Cr(OH)3沉淀除去。
(4)写出阴极的电极反应式 ▲ 。
(5)电解法中加入氯化钠的作用是: ▲ 。
(8分)尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高氮化肥,工业上合成尿素的反应如下:
2NH3(l)+CO2(g)H2O(l)+H2NCONH2 (l) △H=-103.7 kJ·mol-1
试回答下列问题:
(1)下列措施中有利于提高尿素的产率的是 ▲ 。
A.采用高温 B.采用高压 C.寻找更高效的催化剂
⑵合成尿素的反应在进行时分为如下两步:
第一步:2NH3(l)+CO2(g) H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l) △H1
第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l) △H2
某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,
图Ⅰ 图Ⅱ
实验测得反应中各组分随时间的变化如下图Ⅰ所示:
①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第 ▲ 步反应决定,总反应进行到 ▲ min时到达平衡。
②反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)= ▲ 。
③第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图Ⅱ所示,则△H2 ▲ 0(填“>”“<”或“=”)