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诺贝尔化学奖获得者Gerhard Ertl在表面化学研究领域取得了开拓性成就。某...

诺贝尔化学奖获得者Gerhard Ertl在表面化学研究领域取得了开拓性成就。某反应在Pt/Al2O3/Ba催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示(图中HC表示碳氢化合物,nitrate指硝酸盐),该机理研究是指(     )

说明: 6ec8aac122bd4f6e    

A. 汽车尾气催化转化机理    

B. 钢铁生锈机理

C. 合成氨工业催化机理

D. 氢氧燃烧电池电极反应机理

 

A 【解析】略
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考点分析:
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(14分)高分子材料M在光聚合物和金属涂料方面有重要用途,M的结构简式为:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

工业上合成M的过程可表示如下:

 说明: 6ec8aac122bd4f6e

      已知:A完全燃烧只生成CO2和H2O,其蒸气密度是相同状况下氢气密度的43倍,分子中H、O原子个数比为3:1。它与Na或Na2CO3都能反应产生无色气体。

(1)A中含有的官能团的名称是                     

(2)下列说法正确的是             (填序号字母)。

a.工业上,B主要通过石油分馏获得

b.C的同分异构体有2种(不包括C)

c.D在水中的溶解性很大,遇新制Cu(OH)2悬浊液, 溶液呈绛蓝色

d.E→M的反应是缩聚反应

(3)写出A+D+H3PO4→E反应的化学方程式:                      ,该反应类型是     反应。

(4)F是A 的一种同分异构体,F的核磁共振氢谱显示分子中有两种不同的氢原子。存在下列转化关系:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

写出F、N的结构简式F:                         N:                     

写出反应①的化学方程式                              

 

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(15分)实验室用铜制取硫酸铜,将适量硝酸分多次加入到铜粉与稀硫酸的混合物中,加热使之反应完全,通过蒸发、结晶得到硫酸铜晶体。

(1)为了节约原料,硫酸和硝酸的物质的量之比最佳为:    

     为了吸收该反应中产生的尾气,请选择下列中合适的装置       

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(2)为符合绿色化学的要求,某研究性学习小组进行如下设计:

第一组:以空气为氧化剂法

方案1:以空气为氧化剂。将铜粉在仪器B中反复灼烧,使铜与空气充分反应生成氧化铜,再将氧化铜与稀硫酸反应。

方案2:将空气或氧气直接通入到铜粉与稀硫酸的混合物中,发现在常温下几乎不反应。向反应液中加少量FeSO4,即发生反应,生成硫酸铜。反应完全后,加物质甲调节pH ,铁元素全部沉淀(一般认为铁离子的浓度下降到10-5 mol·L-1,就认为沉淀完全),然后过滤、浓缩、结晶。

已知:Ksp[Cu((OH)2]≈10-22, Ksp[Fe((OH)2]≈10-16,  Ksp[Fe((OH)3]≈10-38

请回答下列问题:

如开始加入的铜粉为3.2 g,最后所得溶液为500 mL,溶液中含有铁元素0.005 mol。①方案1中的B仪器名称是       

②为了使铁元素全部沉淀,应调节pH至少为_________。

③方案2中甲物质可选用的是             

A、CaO    B、NaOH   C、CuCO3   D、Cu2(OH)2CO3   E、Fe2(SO4)3 

④反应中加入少量FeSO4可加速铜的氧化,用离子方程式解释其原因        

第二组:过氧化氢为氧化剂法

将3.2g铜丝放到45 mL 1.5mol·L-1的稀硫酸中,控温在50℃。加入18mL 10%的H2O2,反应0.5h,升温到60℃,持续反应1 h后,过滤、蒸发浓缩、减压抽滤等,用少量95%的酒精淋洗后晾干,得CuSO4·5H2O 10.5g。

请回答下列问题:

⑤反应时温度控制在50℃~60℃不宜过高的原因是         

⑥本实验CuSO4·5H2O的产率为         

 

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(15分)生物质资源是一种污染小的可再生能源。生物质的主要转化途径及主要产物如下图。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)下列有关说法正确的是                                                 

a.生物质能,本质上能量来源于太阳能

b.由纤维素水解获得的乙醇作燃料是利用了生物质能

c.生物质裂解获得的汽油、柴油等属于纯净物

d.由植物秸杆等厌氧发酵获得的沼气,主要成分是甲烷

(2)由生物质能获得的CO和H2,可以合成甲醇和二甲醚(CH3OCH3)及许多烃类物质。当两者1∶1催化反应,其原子利用率达100%,合成的物质可能是                                       

a.汽油          b.甲醇              c.甲醛              d.乙酸

(3)甲醇是一种重要的化工原料,工业上合成甲醇的反应:

CO(g)+2H2(g)说明: 6ec8aac122bd4f6eCH3OH(g) △H= -90.8kJ·mol-1

若在温度、容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:

容器

反应物投入量

1molCO 、2molH2

1mol CH3OH

2molCO、4molH2

CH3OH的浓度(mol/L)

c1

c2

c3

反应的能量变化

放出Q1 kJ

吸收Q2 kJ

放出Q3 kJ

平衡常数

K1

K2

K3

反应物转化率

α 1

α 2

α 3

下列说法正确的是               

a. c1 = c2      b. 2Q1 = Q3         c. K1=K3      d. α2+ α3  100%

(4)在一定温度和压强下,CO和H2催化合成二甲醚的反应为:

3H2(g)+3CO(g)说明: 6ec8aac122bd4f6e CH3OCH3(g)+CO2(g)

①若一体积可变的密闭容器中充入3 mol H2、3 mol CO、1 mol CH3OCH3、1 mol CO2,经一定时间达到平衡,并测得平衡时混合气体密度是同温同压下起始时的1.6倍。则:①反应开始时正、逆反应速率的大小:v(正)____v(逆)(填“ >”、“ < ”或“=”),理由是                                                 

                           。平衡时n(CH3OCH3)=          mol。

②下图为绿色电源“直接二甲醚燃料电池”的工作原理示意图。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

   b电极是     极;a电极的反应式为                      

 

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(14分)

I有A、B、C、D四种短周期元素,其中A、D同主族;又已知B和A可形成组成为BA的化合物,其中A的化合价为-1,B和C可形成组成为B2C2的化合物,A、B、C形成的单核离子的核外电子总数相同。

(1)元素A在周期表中的位置是            

(2)B、C、D可形成组成为BDC的化合物,该化合物水溶液中通入过量CO2发生反应的离子方程式为             

(3)B2C2在酸性条件下可形成具有二元弱酸性质的物质,该弱酸性物质和B的最高价氧化物对应水化物反应时可生成一种酸式盐,该酸式盐的电子式为            

II.长期以来一直认为氟的含氧酸不存在。但是自1971年斯图杰尔和阿佩里曼(美)成功地合成了次氟酸后,这种论点被剧烈地动摇了。他们是在0℃以下将氟化物从细冰末的上面通过,得到毫克量的次氟酸。已知次氟酸的分子构成与次氯酸相仿。

⑴次氟酸中氧元素的化合价为        

⑵下面给出了几个分子和基团化学键的键能(E):

 

H2

O2

F2

O-H

O-F

H-F

E/(kJ/mol)

432

494

155

424

220

566

请计算反应:2HFO=2HF+O2的反应热(△H)的近似值为          kJ/mol。

⑶次氟酸刹那间能被热水所分解,生成一种常见的物质H2O2,写出次氟酸与热水反应的化学方程式:                             

(4)1986年,化学家Karl Christe首次用2K2MnF6 + 4SbF5 === 4KSbF6 + 2MnF3 + F2↑化学方法制得了F2。该反应中被还原的元素化合价从    价变为   价,若反应中生成标准状况下11.2 L的F2,则有       mol电子发生转移。

 

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常温熔融盐又称常温离子液体(ionic liquid),1914年报道的第一种离子液体硝酸乙基铵〔(C2H5NH3)NO3〕,其熔点为12℃。已知C2H5NH2结合质子的能力比NH3略强,下列有关硝酸乙基铵的说法正确的是

A.该离子液体中含的氨分子

B.硝酸乙基铵水溶液呈碱性

C.硝酸乙基铵水解的离子方程式可表示为:C2H5NH3+2H2O说明: 6ec8aac122bd4f6eC2H5NH2·H2O+H3O

D.同温度下相同物质的量浓度的硝酸乙基铵溶液和硝酸铵溶液前者的pH小

 

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