【化学——选修5:有机化学基础】(15分)
有机化合物G是合成维生素类药物的中间体,其结构简式如图所示
G的合成路线如下图所示:
其中A~F分别代表一种有机化合物,合成路线中部分产物及反应条件已略去
已知:
请回答下列问题:
(1)G的分子式是 ,G中官能团的名称是 ;
(2)第②步反应的化学方程式是 ;
(3)B的名称(系统命名)是 ;
(4)第②~⑥步反应中属于取代反应的有 (填步骤编号);
(5)第④步反应的化学方程式是 ;
(6)写出同时满足下列条件的E的所有同分异构体的结构简式 。
①只含一种官能团;②链状结构且无-O-O-;③核磁共振氢谱只有2种峰。
【化学——选修3:物质结构与性质】(15分)
(1)含碳物质不完全燃烧会产生CO。血红蛋白中含有Fe2+,CO易与血红蛋白结合成稳定的配合物而使人中毒,写出铁离子(Fe3+)的核外电子排布式为 ,CO有多种等电子体,其中常见的一种分子是 。利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等,已知一个COCl2分子中每个原子最外层都形成8电子的稳定结构,则一个COCl2分子内含有 个δ键,C原子的杂化方式为 。Fe(CO)5等在一定条件下分解生成CO和铁,反应过程中断裂的化学键是 ,形成的化学键是 。
(2)A、B均为短周期金属元素。依据下表数据,回答问题:
电离能/kJ·mol-1 | I1 | I2 | I3 | I4 |
A | 932 | 1 821 | 15 390 | 21 771 |
B | 738 | 1 451 | 7 733 | 10 540 |
写出A原子的电子排布图 ,Al原子的第一电离能 (填:“大于”、“小于”或“等于”)738 kJ·mol-1,原因是 。
(3)下图是一种镍(Ni)镧(La)合金储氢后的晶胞结构图。该合金储氢后,含0.5mol Ni的合金可吸附氢气的体积(标况)为 。
【化学——选修2:化学与技术】(15分)
技术的发展与创新永无止境,我国化学家侯德榜改革国外的纯碱生产工艺,生产流程可简要表示如图
(1)向沉淀池中要通入CO2和氨气,应选通入______(填化学式)。原因是______________。
(2)沉淀池中发生反应的化学方程式是__________________________________。
(3)母液中的溶质主要是________。向母液中通氨气加入细小食盐颗粒,冷却析出副产品,通入氨气的作用是_____________________________________________。
(4)使原料氯化钠的利用率从70%提高到90%以上,主要是设计了________(填上述流程中的编号)的循环,物质X是__________,从沉淀池中提取沉淀的操作是__________。
(5)写出煅烧炉中发生反应的化学方程式_____________________________。
(6)这样制得的产品碳酸钠中可能含有的杂质是____________(填化学式),为检验该杂 质的存在,具体操作是__________________________________________。
(18分)
Ⅰ.无水氯化铝是有机化工常用催化剂,其外观为白色固体,178℃时升华,极易潮解,遇水后会发热并产生白雾。实验室用如下装置制备少量无水氯化铝,其反应原理为:2Al + 6HCl(g) = 2AlCl3 + 3H2
完成下列填空:
A为浓硫酸,B为NaCl固体
(1)进行实验时应先点燃 (选填“B”或“D”)处酒精灯。
(2)用粗短导管连接D、E的目的是________(选填序号)。
a.防堵塞 b.防倒吸 c.平衡气压 d.冷凝回流
(3)F中盛有碱石灰,其目的是 (选填序号)。
a.吸收多余HCl b.吸收Cl2
c.吸收CO2 d.防止空气中H2O进入E瓶
(4)将D中固体改为氯化铝晶体(AlCl3·6H2O)也能进行无水氯化铝的制备,此时通入HCl气体的目的是 。若实验条件控制不当,最终得到的物质是碱式氯化铝[化学式为Al2(OH)nCl(6-n)],且质量是原氯化铝晶体(AlCl3·6H2O)的40%,则可推算n的值为 。
Ⅱ.焦亚硫酸钠(Na2S2O5)是常用的食品抗氧化剂之一。Na2S2O5溶于水即生成NaHSO3。
(1)证明NaHSO3溶液中HSO3—的电离程度大于水解程度,可采用的实验方法是 (填序号)。
a.测定溶液的pH
b.加入Ba(OH)2溶液
c.加入盐酸
d.加入品红溶液
e.用蓝色石蕊试纸检测
(2)检验Na2S2O5晶体在空气中已被氧化的实验方案是________ ______。
(3)葡萄酒常用Na2S2O5作抗氧化剂。测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量的方案如下:
(已知:滴定时反应的化学方程式为SO2 + I2 + 2 H2O = H2SO4 + 2 HI)
按上述方案实验,消耗标准I2溶液25.00 mL,该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离SO2计算)为 g/L。在上述实验过程中,若有部分HI被空气氧化,则测得结果 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(11分)应用化学学科知识,回答下列问题
(1)最近有科学家提出构想:把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。已知在常温常压下:
2CH3OH(l)+3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(g) △H = -1275.6 kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = -566.0 kJ/mol
H2O(g)=H2O(1) △H = -44.0 kJ/mol
则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为 ________。
(2)水煤气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H2(g) + CO(g) CH3OH(g) △H= + 181.6KJ/mol。此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 | H2 | CO | CH3OH |
浓度/(mol·L-1) | 0.2 | 0.1 | 0.4 |
比较此时正、逆反应速率的大小:v正 v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
(3)已知A和B在一定条件下可建立如下平衡:2A(g)+B(g)2C(g)。在500℃时,分别将2 molA和1molB置于恒压容器Ⅰ和恒容容器Ⅱ中(两容器起始容积都为10L),充分反应。
①达到平衡所需时间是Ⅰ Ⅱ(填“>”、“<”或“=”,下同)。达到平衡后,两容器中C的体积分数关系是Ⅰ Ⅱ。
②平衡时,测得容器Ⅱ中的压强减小了30%,则该容器中A的转化率为 。
(14分)A、B、C、D是短周期元素形成的四种气体单质。E、F均为气体,且F为红棕色。有关的转化关系如下图所示(反应条件均已略去)。
请回答下列问题:
(1)D的化学式为 。
(2)写出实验室制Y的化学方程式 。
(3)反应③的离子方程式为 。
(4)写出反应①的化学方程式 。
(5)Y和E在一定条件下可反应生成B和Z,这是一个具有实际意义的反应,可消除E对环境的污染,该反应的化学方程式为 。
(6)常温下0.1 mol·L-1的Y溶液中c(H+)/c(OH-)=1×10-8,下列叙述正确的是
A.该溶液的pH=11
B.该溶液中的溶质电离出的阳离子浓度0.1 mol·L-1
C.该溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)乘积为1×10-22
D.pH=3的盐酸溶液V1 L与该0.1 mol·L-1的Y溶液V2 L混合,若混合溶液pH=7,则:V1>V2
E.将以上溶液加水稀释100倍后,pH为9