四种短周期元素在周期表中的位置如图,其中只有M为金属元素。下列说法正确的是
A.原子半径Z>Y
B.X的最简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
C.M与Z形成的化合物中只存在离子键
D.M的最高价氧化物对应水化物不能与NaOH溶液反应
化学与能源开发、环境保护、生产生活等密切相关。下列叙述错误的是
A.光催化水制氢比电解水制氢更节能环保
B.用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染
C.开发利用可再生能源,可减少化石燃料的使用
D.改进汽车尾气净化技术,可减少大气污染物的排放
【化学——选修5:有机化学基础】(15分)
芳香化合物A是一种基本化工原料,可以从煤和石油中得到。OPA是一种重要的有机化工中间体。A、B、C、D、E、F和OPA的转化关系如下所示:
已知:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 ;
(2)由A生成B 的反应类型是 。在该反应的副产物中,与B互为同分异构体的化合物的结构简式为 ;
(3)写出C所有可能的结构简式 ;
(4)D(邻苯二甲酸二乙酯)是一种增塑剂。请用A和不超过两个碳的有机物及合适的无机试剂为原料,经两步反应合成D。用结构简式表示合成路线
合成路线流程图示例如下:
(5)E→F的化学方程式为 ;
(6)芳香化合物G是E的同分异构体,G分子中含有醛基、酯基和醚基三种含氧官能团,G可能的同分异构体有 种,写出核磁共振氢谱中峰面积比3∶2∶2∶1的化合物的结构简式_________________
【化学——选修3:物质结构与性质】(15分)
目前半导体生产展开了一场“铜芯片”革命——在硅芯片上用铜代替铝布线,古老的金属铜在现代科技应用上取得了突破,用黄铜矿(主要成分为CuFeS2)生产粗铜,其反应原理如下:
(1)基态铜原子的外围电子层排布为__________________,硫、氧元素相比,第一电离能较大的元素是________(填元素符号)。
(2)反应①、②中均生成有相同的气体分子,该分子的中心原子杂化类型是________,其立体结构是______________。
(3)某学生用硫酸铜溶液与氨水做了一组实验:CuSO4溶液蓝色沉淀沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液。写出蓝色沉淀溶于氨水的离子方程式_______________________;深蓝色透明溶液中的阳离子内存在的化学键类型有 。
(4)铜是第四周期最重要的过渡元素之一,其单质及化合物具有广泛用途,铜晶体中铜原子堆积模型为_____________;铜的某种氧化物晶胞结构如图所示,若该晶体的密度为d g/cm3,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞中铜原子与氧原子之间的距离为________cm。((用含d和NA的式子表示)。
【化学——选修2:化学与技术】(15分)
某矿石中除含SiO2外,还有9.24% CoO、2.78% Fe2O3、0.96% MgO、0.084 % CaO,从该矿石中提取钴的主要工艺流程如下:
(1)在一定浓度的H2SO4溶液中,钴的浸出率随时间、温度的变化如图所示。考虑生产成本和效率,最佳的浸出时间为 小时,最佳的浸出温度为 ℃。
(2)请配平下列除铁的化学方程式:
Fe2(SO4)3+ H2O+ Na2CO3= Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+ Na2SO4+ CO2↑
(3)“除钙、镁”的原理反应如下:MgSO4+2NaF=MgF2↓+Na2SO4;
CaSO4+2NaF=CaF2↓+Na2SO4。已知KSP(CaF2)=1.11×10-10、KSP(MgF2)=7.40×10-11,加入过量NaF溶液反应完全后过滤,则滤液中的c(Ca2+)/c(Mg2+)= 。
(4)“沉淀”中含杂质离子主要有 ;“操作X”名称为 。
(5)某锂离子电池正极是LiCoO2,含Li+导电固体为电解质。充电时,Li+还原为Li,并以原子形式嵌入电池负极材料碳-6(C6)中,电池反应为LiCoO2 + C6 CoO2 + LiC6。LiC6中Li的化合价为 价。若放电时有1mole-转移,正极质量增加 g。
(14分)CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,工业上利用天
然气(主要成分为CH4)与水进行高温重整制备合成气。
(1)已知:CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为-890.3kJ/mol、-285.8kJ/mol和-283.0kJ/mol,且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。用1 m3(标准状况)的甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气所需的热量为 (保留整数)。
(2)在一定温度下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示:
①计算该反应第一次达平衡时的平衡常数K 。
②3min时改变的反应条件是 (只填一种条件的改变即可)。
(3)已知温度、压强、投料比X[n(CH4)/n(H2O)]对该反应的影响如图所示。
①图1中的两条曲线所示投料比的关系X1 X2(填“=”、“>”或“<”下同)。
②图2中两条曲线所示的压强比的关系:P1 P2。
(4)以天然气(设杂质不参与反应)、KOH溶液为原料可设计成燃料电池:
①放电时,负极的电极反应式为 。
②设装置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液,放电时参与反应的氧气在标准状况下的体积为8.96L,放电过程中没有气体逸出,则放电完毕后,所得溶液中各离子浓度由大到小的关系为 。