(8分)已知A的分子式为C3H4O2,下图是A~H间相互转化的关系图,其中F中含有一个七元环;H是一种高分子化合物。(提示;羟基与双键碳原子相连的醇不稳定;同一个碳原子上连有2个或多个羟基的多元醇不稳定)。请回答下列问题:
(1)A中含有的官能团名称: ;
(2)请写出下列有机物的结构简式:
C ;
H [
(3)请指出下列反应的反应类型:BD ;G丙二酸
(4)请写出D和E生成F的化学方程式:
(8分)碳元素是构成有机物的基础元素。
(1)写出碳元素核外电子排布式 。
(2)甲烷与水分子相对分子质量差距不大但溶沸点却有很大差距,原因是 。
(3)分析甲烷、乙烯、乙炔中碳原子杂化方式 。
(4)已知CO2晶胞结构如下,已知其晶胞边长为a cm,NA表示阿伏加德罗常数,其密度为 g/cm3。
(8分)海水的综合利用,对于人类的生产生活有重要的意义。
(1)海水淡化沿海缺水地区获取淡水的方法之一,列举出海水淡化的两种方法 、 。
(2)氯碱工业离子交换膜法生产中,透过离子交换膜的离子为 ,氢氧化钠产生于 (填‘“阳极”或“阴极”)。
(3)氯化钠为工业制纯碱的主要原料,制碱反应过程中法中析出NaHCO3的原因是 ;侯氏制碱法与索尔维制碱法相比除提高食盐利用率、无氯化钙生成的优势外还有 、 从而综合利用原料、降低成本、减少环境污染。
(l6分)某校化学研究性学习小组的同学在学习了氨的性质时讨论:既然氨气具有还原性,能否像H2那样还原CuO呢?他们设计实验制取氨气并探究上述问题。请你参与该小组的活动并完成下列研究:
(1)制取氨气
①写出实验制取氨气的化学方程式 ;
②在实验室中,还可以用浓氨水与 (填写一种试剂)快速制取少量氨气;
③有同学模仿排饱和食盐水收集氯气的方法,想用排饱和氯化铰溶液的方法收集氨气。你认为他能否达到目的? (填“能”或“否”),理由是 。
(2)该小组中某同学设计了下图所示的实验装置(夹持及尾气处理装置未画出),探究氨气的还原性:
该装置在设计上有一定缺陷,为保证实验结果的准确性,对该装置的改进措施是
;
②利用改进后的装置进行实验,观察到CuO变为红色物质,无水CuSO4变蓝色,同时生成一种无污染的气体写出氨气与CuO反应的化学方程式 。
(3)问题讨论
有同学认为:NH3与CuO反应生成的红色物质中可能含有Cu2O。已知:Cu2O是一种碱性氧化物;在酸性溶液中,Cu+ 的稳定性比Cu2+ 差(2Cu+ Cu+ Cu2+ )。请你设计一个简单的实验检验该红色物质中是否含有Cu2O 。
(14分)合成气是以H2、CO等为主要组成的供化学合成的原料气,回答有关问题:
(1)甲烷在一定条件下与水反应可得合成气,该反应中每转移1.2mol电子,所得合成气在表况下的体积为 L。
(2)合成气在合成氨气时需除去CO,可利用以下反应: CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H=-41.16kJ/mol,对于该反应有关表述正确的是 。
a.其他条件不变,缩小体系体积增大压强时反应速率不变,所以平衡不移动
b.绝热条件下,若测得该体系温度不再改变,则反应处于平衡状态
c.温度升高,该反应平衡常数增大
d.为提高CO转化率,可适当增加水蒸气用量
某温度下,H2O和CO按体积比5:l充入某恒容反应器,平衡时测得CO与CO2体积比l:9,则该条件下的平衡常数为 (保留两位有效数字)
(3)为除去(2)中生成的CO2,可用碳酸钾溶液吸收,常温下pH=10的碳酸钾溶液中水电离的OH- 的物质的量浓度为 ,碳酸氢钾溶液中离子浓度大小顺序为
(4)CO2和NH3在一定条件下反应生成尿素[CO(NH2)2]:CO2(g)+2NH3(1)=H2O(1)+CO(NH2)2(1),CO2的转化率随温度变化曲线如下,则该反应H 0(填“>”或“<”),从合成塔内出来的气体中仍含有一定量的CO2、NH3,应如何处理 。
( 12分)钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料,主要用于航天工业和航海工业,下列是有关钛的冶炼及应用的问题。
(1)金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化:TiO2(金红石)+2C+2Cl2 TiCl4+2CO
已知:C(S)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=-566 kJ·mol-1
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) H=+141 kJ·mol-1
则TiO2(g)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的H= ,
(2)钠热还原法是冶炼金属钛的方法之一,主要反应原理为:4Na+TiCl4 4NaCl+Ti,该反应不能在水溶液中进行,一是因为TiCl4会强烈水解生成TiO2,另一原因 (用适当化学方程式辅以必要的文字说明)。
(3)镁还原法也是冶炼金属钛的常用方法,其主要反应原理如下:
MgCl2 Mg+Cl2 TiCl4+2Mg 2MgCl2+Ti
从海水中提取MgCl2时,先在海水中加入熟石灰,沉淀出Mg(OH)2,写出Mg(OH)2溶度积表达式:
可加入适当过量的熟石灰,从Mg(OH)2溶解平衡角度解释其原因
(4)TiCl4与LiOH在水溶液中一定条件下可反应生成Li4Ti5O12(钛酸锂),Li4Ti5O12可与LiMn2O4(锰酸锂)等正极材料组成理离子二次电池,工作时Li+ 在电池内定向移动,其电池反应为:,使用时先充电,写出其充电式的阳极反应 ,放电时Li+的移动方向 。