【化学——选修有机化学基础】(15分)
聚酯纤维在服装、室内装饰和工业领域中有广泛应用。下图是合成某种聚酯纤维H的流程图。
已知:A、D为烃,质谱图表明G的相对分子质量为166,其中含碳57.8%,含氢3.6%,其余为氧;G能与NaHCO3溶液反应且含有苯环;核磁共振氢谱表明E、G分子中均有两种类型的氢原子,且E分子中两种类型的氢原子的个数比为1:1。
(1)①、③ 的反应类型依次为 、 ;
(2)B的名称为: ;E的结构简式为: ;
(3)写出下列化学方程式:
② ;
⑥ ;
(4)F有多种同分异构体,写出同时符合下列条件的所有同分异构体的结构简式 ;
a.含有苯环且苯环上只有2个取代基
b.能与NaOH溶液反应
c.在Cu催化下与O2反应的产物能发生银镜反应
【化学—选修5:物质结构与性质】(15分)
现有A、B、C、D、E原子序数依次增大的五种元素,它们位于元素周期表的前四周期。A元素原子的价层电子总数是内层电子总数的2倍;C元素原子的L电子层中只有两对成对电子;D元素与E元素在同周期相邻的族,它们的原子序数相差3,且D元素的基态原子有4个未成对电子。请回答下列问题:
⑴A、B、C三种元素的名称分别为 、 、 。
⑵用元素符号表示A、B、C三种元素的第一电离能由低到高的排序为 。
⑶E元素基态原子的核外电子排布式为 。
⑷A元素与氢元素能形成种类繁多的化合物,其中只含sp3杂化且相对分子质量最小的分子的VSEPR空间构型为 ;其中只含sp2杂化且相对分子质量最小的化合物的结构式为 ;其中同时含sp杂化、SP2杂化、sp3杂化且相对分子质量最小的化合物的化学式为 。
⑸A元素的一种单质的晶体结构如图甲所示,D元素的一种单质的晶体结构如图乙所示。
图甲中A原子的配位数与图乙中D原子的配位数之比为 。
【化学—选修2:化学与技术】(15分)
工业上采用电解饱和食盐水的方法生产烧碱和氯气。
Ⅰ.电解饱和食盐水之前,需精制食盐水。为了除去粗盐中的Ca2+、Mg2+、SO42-、及泥沙,可将粗盐溶于水,然后进行下列五项操作:①过滤;②加过量NaOH溶液;③加适量盐酸;④加过量Na2CO3溶液;⑤加过量BaCl2溶液。正确的操作顺序是 。
A.④②①⑤③ B.④①②⑤③ C.②⑤④①③
D.②④⑤①③ E.⑤②④①③ F.⑤④②①③
Ⅱ.氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节(电)能30%以上。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如图所示,其中的电极未标出,所用的离子膜都只允许阳离子通过。
⑴图中X、Y分别是_____、______(填化学式)
⑵分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应
正极:___________ __; 负极:___________ ____;
⑶为什么必须将空气中的二氧化碳除去才能通入燃料电池? 。
⑷分析比较图示中氢氧化钠质量分数a%、b%和c%的大小 。
(14分)某化学课外活动小组通过实验研究NO2的性质。
已知:2NO2 + 2NaOH=== NaNO3 + NaNO2 + H2O
任务1:利用下图所示装置探究NO2能否被NH3还原(K1、K2为止水夹,夹持固定装置略去)。
(1)E装置中制取NO2反应的化学方程式是 。
(2)若NO2能够被NH3还原,预期观察到C装置中的现象是 。
(3)实验过程中,未能观察到C装置中的预期现象。该小组同学从反应原理的角度分析了原因,认为可能是:
①NH3还原性较弱,不能将NO2还原;②在此条件下,NO2的转化率极低;
③ 。
(4)此实验装置存在一个明显的缺陷是 。
任务2:探究NO2能否与Na2O2发生氧化还原反应。
(5)实验前,该小组同学提出三种假设。
假设1:二者不反应;
假设2:NO2能被Na2O2氧化;
假设3: 。
(6)为了验证假设2,该小组同学选用任务1中的B、D、E装置,将B中的药品更换为Na2O2,另选F装置(如右图所示),重新组装,进行实验。
①装置的合理连接顺序是(某些装置可以重复使用) 。
②实验过程中,B装置中淡黄色粉末逐渐变成白色。经检验,该白色物质为纯净物,且无其他物质生成。推测B装置中反应的化学方程式为 。
(14分)工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-41 kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应。相关数据如下:
容器编号 |
起始时各物质物质的量/mol |
达到平衡的时间/min |
达平衡时体系能量的变化/kJ |
||||
CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
||||
① |
1 |
4 |
0 |
0 |
t1 |
放出热量:32.8 kJ |
|
② |
2 |
8 |
0 |
0 |
t2 |
放出热量:Q |
|
(1)该反应过程中,反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量 (填“大于”、
“小于”或“等于”)生成物分子化学键形成时所释放的总能量。
(2)容器①中反应达平衡时,CO的转化率为 %。
(3)计算容器②中反应的平衡常数K= 。
(4)下列叙述正确的是 (填字母序号)。
a.平衡时,两容器中H2的体积分数相等
b.容器②中反应达平衡状态时,Q > 65.6 kJ
c.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等
d.容器①中,化学反应速率为:
(5)已知:2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) ΔH=-484 kJ/mol,写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式: 。
(6)容器①中反应进行到t min时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示) 。
(15分)对于甲、乙、丙、丁、戊五种溶液有如下信息:
①分别NH4+、Na+、Al3+、Ba2+、Ag+和NO3-、Cl-、SO42-、Br-、CO32-离子中的各一种组成(不重复)。
②其中甲、丙、戊三种溶液呈酸性,乙溶液呈碱性,
③甲、乙反应生成白色沉淀和气体,丁可分别与甲、乙、丙反应生成白色沉淀。
请回答下列问题:
⑴用化学式表示出各物质:乙 、丁 。
⑵请用离子方程式表示戊溶液呈酸性的原因: 。
⑶请用离子方程式表示甲与乙的反应: 。
⑷检验甲溶液中甲的阴离子的方法是先加 试剂,再加 试剂,观察到 现象,证明该阴离子存在。
⑸若丙、丁形成的白色沉淀的溶度积常数Ksp=1.8×10-20,则将1 L 1mol/L的丙溶液与1 L 1 mol/L的丁溶液混合充分反应后,不考虑溶液混合时的微小体积变化,形成沉淀的阳离子的浓度约为 mol/L。