(12分)【化学——有机化学基础】
克伦特罗是一种肾上腺类神经兴奋剂,其路线合成如图所示。
(1)克伦特罗的分子式为 。
(2)反应④、⑤的反应类型分别是 、 。
(3)反应③的化学反应方程式为 。
(4)Y的结构简式是 。
(5)含有苯环、NH一且能发生银镜反应的X的同分异构体有 种。
(12分)【化学——物质结构与性质】
氮族元素包括N、P、As、Sb和Bi五种元素。
(1)下列关于氮族元素的说法正确的是 。
A.N2可用于填充霓虹灯。其发光原理是电子从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,以光的形式释放能量
B.P、Na、S三种元素的第一电离能由大到小的顺序是:P>S>Na
C.基态As原子中,电子占据的最高能级为4d
D.Bi原子中最外层有5个能量相同的电子
(2)NH3在水中的溶解度比PH3大得多,其原因是 。向硫酸铜溶液中加入过量氨水,然后加入适量乙醇,溶液中析出深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4晶体。该晶体中含有的化学键除普通的共价键外,还有 和 。
(3)PCl3分子中,Cl-P-Cl键的键角____ 109o28’(填“>”“<”或“=”)。
(4)白磷(P4)是磷的一种单质,它属于分子晶体,其晶胞结构如图。己知该晶体的密度为g·cm-3,晶胞的边长为acm,则阿伏加德罗常数为__ mol-l(用含ρ、a的式子表示)。
(12分)【化学—化学与技术】
硫酸是工业生产中最为重要的产品之一,在化学工业的很多领域都要用到浓硫酸。
(1)在硫酸工业生产中,我国采用黄铁矿为原料生产SO2,反应的化学方程式为 ,该反应在 中进行(填设备名称)。
(2)为了有利于SO2转化为SO3,且能充分利用热能,采用了多层催化剂且有热交换器的 (填设备名称)中进行反应。在如图所示的装置中,C处流出的气体有 ;SO3进入 (填设备名称)用____ 吸收,得到浓硫酸或发烟硫酸。
(3)实验测得SO2反应生成SO3的转化率与温度、压强有关,请根据下表信息,结合工业生产实际,选择最合适的生产条件是 。
(4)吸收塔排出的尾气中SO2的含量如果超过500L/L,就要加以处理后才能排出,处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫,用方程式表示氨水洗涤吸收塔排除的尾气的化学方程式
。
(18分)氨、氯气和溴是中学化学实验中的常见试剂:
(1)实验室利用反应:2NH3+3CuON2+3Cu+3H2O中反应物CuO和生成物H2O的质量可以测定铜的近似相对原子质量,实验装置(加热及夹持装置未画出)如下。实验开始时,应先点燃 (填‘‘A”‘‘B”)处酒精灯;c中碱石灰的作用为 。
上述装置设计尚存在缺陷,应在 (填上述仪器字母序号)之间再加一个装置,请画出该装置(注明所需试剂)。
(2)实验室用Cl2从盐湖苦卤(富含K+、Ca2+、Mg2+、Br-、SO、Cl-等)中提取较纯净的氯化钾晶体及液溴,流程如下:
①步骤I中液体静置分层后,从分液漏斗中分离出无色溶液A的具体操作过程为 。
②加入试剂x的目的是 ;步骤Ⅳ中试剂y的化学式为 ;
③步骤v中蒸发溶液D时需要的仪器除酒精灯、三脚架外还需 。
(3)Br2和FeCl3的稀溶液均呈黄色。将少量稀溴水滴入稀FeCl2溶液得黄色溶液,某同学设计实验验证二者混合能否发生反应:取少量混合溶液,加入淀粉碘化钾溶液,振荡溶液变蓝色,则二者未发生化学反应。该实验设计不正确,错误在于____ 。设计合理实验检验溴水和FeCl2溶液是否发生化学反应(简要说明实验步骤、现象和结论) 。
(17分)降低太气中CO2含量及有效开发利用CO2,是科学家研究的重要课题。
(1)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=-122.4kJ·mol-1
①某温度下,将2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入体积可变的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化如下表所示。
则Pl P3(填“>”“<”或“=”,下同)。若T1、Pl,T3、P3时平衡常数分别为K1、K3,
则K1 K3。T1、Pl时H2的平衡转化率为 。
②一定条件下,t上述反应在密闭容器中达平衡。当仅改变影响反应的一个条件,引起的下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是____ 。
A.反应物的浓度降低 B.容器内压强增大
C.正反应速率大于逆反应速率 D.化学平衡常数K增大
(2)碳酸氢钾溶液加水稀释, (填“增大”“不变”或“减小”)。用碳酸钾溶液吸收空气中CO2,当溶渡呈中性时,下列关系或说法正确的是 。
A.c(K+)=2c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
b.c(HCO)c(CO)
c.降低温度,c(H+)·c(OH-)不变
(3)向盛有FeCl3溶液的试管中滴加少量碳酸钾溶液,立即产生气体,溶液颜色加深,用激光笔照射能产生丁达尔效应,反应的离子方程式为 。
(18分)钒(V)及其化合物广泛应用于工业催化、新材料和新能源等领域。
(1)V2O5是接触法制硫酸的催化剂。 ’
①已知25℃.10lkPa时:
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(1)=2H2SO4(1) △H = -457kJ·mol-l
SO3(g)+H2O(1)=H2SO4(1) △H= -130kJ·mol-l
则反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)的△H= kJ·mol-l。使用V2O5作催化剂后该反应逆反应的活化能 (填“增大”、“不变”或“减小”)。
②SO2水溶液可与SeO2反应得到硫酸,当有79gSe生成时,转移电子的物质的量为 mol,此反应的化学方程式是 。
(2)全钒液流电池的结构如图所示,其电解液中含有钒的不同价态的离子、H+和SO42-。电池放电时,负极的电极反应为:
V2+-e一=V3+。
①电池放电时的总反应方程式为 。
充电时,电极M应接电源的 极。
②若电池初始时左、右两槽内均以VOSO4和H2SO4的混合液为电解液,使用前需先充电激活,充电过程阴极区的反应分两步完成:第一步VO2+转化为V3+;第二步V3+转化为V2+。则第一步反应过程中阴极区溶液n(H+) (填“增大”、“不变”或“减小”),阳极的电极反应式为: 。