(12分)【化学——有机化学基础】
某研究小组以甲苯为主要原料,合成医药中间体F和Z。
②苯胺中氨基易被氧化。
请回答下列问题:
(1)有机物A的结构简式为 。
(2)下列有关F的说法正确的是 。
a.分子式是C7H7NO2Br b.能形成内盐
c.能发生酯化反应和缩聚反应 d.1 mol的F最多可以和2 mol NaOH反应
(3)B→C的化学方程式是 。在合成F的过程中,B→C步骤不能省略,理由是 。
(4)写出同时符合下列条件的Z的同分异构体(不含Z,不考虑立体异构)。
①含有苯环结构 ②与Z含有相同官能团
(12分)【化学——物质结构与性质】
物质的结构决定性质,性质反映其结构特点。
(1)金刚石和石墨是碳元素的两种常见单质,下列叙述中正确的有
a.金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化,石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化;
b.晶体中共价键的键长:金刚石中C—C<石墨中C—C;
c.晶体的熔点:金刚石< 石墨
d.晶体中共价键的键角:金刚石>石墨
(2)某石蕊的分子结构如图所示。
①石蕊分子所含元素中,基态原子2p轨道有两个成单电子的是 (填元素符号); 由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子是 (填化学式);
②该石蕊易溶解于水,分析可能的原因是 ;
(3)铜及其合金是人类最早使用的金属材料。
①NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到:4NH3+3F2 Cu NF3+3NH4F
上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有_______(填序号)。
a.离子晶体 b.分子晶体 c.原子晶体 d.金属晶体
②金属铜采取如图所示堆积方式,可称为_____堆积,则Cu晶体中
Cu原子的配位数为
(12分)【化学——化学与技术】
重铬酸钾是工业生产和实验室的重要氧化剂,工业上常用铬铁矿(主要成分为FeO·Cr2O3,杂质为SiO2、Al2O3)为原料生产,实验室模拟工业法用铬铁矿制K2Cr2O7的主要工艺如下图。涉及的主要反应是: 6FeO·Cr2O3+24NaOH+7KClO3=12Na2CrO4+3Fe2O3+7KCl+12H2O
(1)碱浸前将铬铁矿粉碎的目的是 。
(2)步骤③调节pH后过滤得到的滤渣是 。
(3)操作④中,酸化时,CrO42-转化为Cr2O72-,写出平衡转化的离子方程式 。
(4)用简要的文字说明操作⑤加入KC1的原因
(5)目前处理酸性Cr2O72-废水多采用铁氧磁体法。该法是向废水中加入FeSO4 ·7H2O将Cr2O72-还原成Cr3+,调节pH,Fe、Cr转化成相当于(铁氧磁体,罗马数字表示元素价态)的沉淀。处理1mol Cr2O72-,需加入a mol FeSO4 • 7H2O,下列结论正确的是_______。
A.x =0.5 ,a =8 B.x =0.5 ,a = 10 C.x = 1.5 ,a =8 D.x = 1.5 ,a = 10
(19分)钒有金属“维生素”之称,研究发现钒的某些化合物对治疗糖尿病有很好的疗效。
工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2、CuO杂质除去并回收得到V2O5的流程如下:
请回答下列问题:
(1)步骤②、③的变化过程可表示为(HM为有机萃取剂):
VOSO4 (水层)+ 2HM(有机层) VOM2(有机层) + H2SO4 (水层)
步骤②中萃取时必须加入适量碱,其原因是 。
步骤③中X试剂为 。
(2)步骤④的离子方程式为
(3)该工艺流程中,可以循环利用的物质有 和 。
(4)操作Ⅰ得到的废渣,用 溶解,充分反应后, ,(填写系列操作名称)称量得到mg氧化铜。
(5)为了制得氨水,甲、乙两小组选择了不同方法制取氨气,请将实验装置的字母编号和制备原理填写在下表空格中。
| 实验装置 | 实验药品 | 制备原理 |
甲小组 | A | 氢氧化钙、氯化铵 | 反应的化学方程式为① |
乙小组 | ② | 浓氨水、氢氧化钠固体 | 分析产生氨气的原因③ |
(16分)复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留,其主要成分H2O2。
(1)H2O2不稳定、易分解,Fe3+、Cu2+等对其分解起催化作用,为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组同学分别设计了甲、乙两种实验装置。
若利用甲实验,可通过观察________现象,从而定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为Fe2(SO4)3更为合理,其理由是________;若利用乙实验可进行定量分析,实验时均以生成40mL气体为准,其他可能影响实验的因素均已忽略,实验中还需要测量的数据是________。
(2)在含有表面活性剂的酸性水溶液中,以碳为电极,通直流电进行电解可制取氢气和过氧化氢,过氧化氢在 (填“阴极”、“阳极”)产生。
以H2O2和硼氢化合物NaBH4(B的化合价为+3价)作原料的燃料电池,可用作通信卫星电源。其工作原理如图所示,写出a极上的电极反应式: ,正极材料采用MnO2,MnO2除了作电极材料之外还可能具有的作用为
(3)锗(Ge)与碳是同主族元素,最新研究表明有机锗具有明显的抗肿瘤活性,锗不与NaOH 溶液反应,但在有H2O2存在时可与NaOH 溶液反应生成锗酸盐,其化学方程式为 。
(18分)碳、氮、硫是中学化学重要的非金属元素,在工农业生产中有广泛的应用。
(1)用于发射“天宫一号”的长征二号F火箭的燃料是液态偏二甲肼(CH3-NH-NH-CH3),氧化剂是液态四氧化二氮。二者在反应过程中放出大量能量,同时生成无毒、无污染的气体。已知室温下,1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ,请写出该反应的热化学方程式________________________________________。
(2)298 K时,在2L的密闭容器中,发生可逆反应:2NO2(g) N2O4(g) ΔH=-a kJ·mol-1 (a>0) 。N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时, N2O4的浓度为NO2的2倍,回答下列问题。
①298k时,该反应的平衡常数为________ L ·mol-1。
②下列事实能判断该反应处于平衡状态的是
a.混合气体的密度保持不变
b.混合气体的颜色不再变化
c. V(N2O4)正=2V(NO2)逆
③若反应在398K进行,某时刻测得n(NO2)=0.6 mol n(N2O4)=1.2mol,则此时
V(正) V(逆)(填“>”“<”或“=”)。
(3)NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。
试分析图中a、b、c、d、e五个点,
①水的电离程度最大的是__________;
②其溶液中c(OH-)的数值最接近NH3·H2O的电离常
数K数值的是 ;
③在c点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序
是__________。