【化学—选修有机化学基础】(15分)现有分子式为CnH8O2X2的物质M,可发生如下所示转化:
已知:①物质B在质谱分析中,在质谱图显示存在多种质荷比不相同的粒子,其中质荷比最大的为32,物质B在核磁共振氢谱分析中,有两个吸收峰,吸收峰面积之比为3∶1。
②两个—OH同时连在一个C原子上,结构不稳定,会自动失水,如:
请回答下列问题:
(1)n值为 ,X为 (填元素符号)。
(2)①、③的反应类型:① ,③ 。
(3)写出M、E、G的结构简式;
M: ;
E: ;
G: 。
(4)写出下列反应的化学方程式:
A→D: ;
B→F: 。
(5)写出符合下列条件的E的同分异构体的结构简式
①属于酯
②属于酚
③不能发生银镜反应
④苯环上的一溴代物只有两种 , 。
[化学—选修3:物质结构与性质](15分)
Ⅰ.德国和美国科学家首先制出由20个碳原子组成的空心笼状分子C20,该笼状结构是由许多正五边形构成如图。
①C20分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;
②多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2,
请回答:C20分子共有 个正五边形,共有 条棱边。
Ⅱ.A、B、C是短周期非金属元素,核电荷数依次增大。A原子外围电子排布为ns2np2,C是地壳中含量最多的元素。D元素的核电荷数为29。请用对应的元素符号或化学式填空:
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为 。
(2)分子(AB)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,每个原子最外层电子数均满足八电子,其结构式为 ,1mol该分子中含有π键的数目为 。该分子中碳原子的杂化轨道类型是 ,该分子属于 分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)基态D原子的电子排布式为 。
【化学—选修2:化学与技术】(15分)由熔盐电解法获得的粗铝含有一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝,工艺流程如下:
(已知:NaCl熔点为801℃;AlCl3在181℃升华;固体直接变为气体叫做升华)
(1)把NaCl和AlCl3的固体混合物置于下图所示的装置的一端,加热到 (最低温度)℃,即可分离NaCl和AlCl3。
(2)将Cl2连续通入坩埚中的粗铝熔体里,杂质随气泡上浮除去。气泡的主要成分除Cl2外还含有 ;固态杂质黏附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在的物质是 。
(3)用废碱液处理气体A的过程中,所发生反应的离子方程式有:
①H++OHH2O,
② 。
(4)镀铝电镀池中,金属铝为 极,熔融盐电镀池中存在Na+、K+、AlCl4-、Al2Cl7-等离子。钢材表面(电极)的电极反应式为AlCl4-+3e- Al+4Cl-或 。
(5)钢材镀铝后,在表面氧化成致密的 ,避免钢材接触空气而防止钢材被腐蚀。
(15分)无机化合物A主要用于药物制造。在一定条件下,2.30g固体A与5.35gNH4Cl固体恰好完全反应,生成固体B和4.48L气体C(标准状况)。气体C极易溶于水得到碱性溶液,电解无水B可生成一种短周期元素的金属单质D和氯气。由文献资料知道:工业上物质A可用金属D与液态的C在硝酸铁催化下反应来制备,纯净的A物质为白色固体,但制得的粗品往往是灰色的;物质A的熔点390℃,沸点430℃,密度大于苯或甲苯,遇水反应剧烈,也要避免接触酸、酒精。在空气中A缓慢分解,对其加强热则猛烈分解,在750~800℃分解为化合物E和气体C。
回答下列问题:
(1)A的化学式 。
(2)A与盐酸反应的化学方程式为 。
(3)A在750~800℃分解的方程式为 ,制得的粗品往往是灰色的,其可能的原因是 。
(4)久置的A可能大部分变质而不能使用,需要将其销毁。遇到这种情况,可用苯或甲苯将其覆盖,然后缓慢加入用苯或甲苯稀释过的无水乙醇,试解释其化学原理: 。
(5)工业制备单质D的流程图如下:
①步骤①中操作名称是 。
②试用平衡移动原理解释步骤②中减压的目的是 。
(6)写出D的重氢化合物与水反应的化学方程式为 。
(16分)物质的类别和核心元素的化合价是研究物质性质的两个基本视角。
(1)图中X的电子式为 ;其水溶液长期在空气中放置容易变浑浊,该变化体现出:S非金属性比O (填“强”或“弱”)。用原子结构解释原因:同主族元素最外层电子数相同,从上到下, ,得电子能力逐渐减弱。
(2)Na2S2O3是一种用途广泛的钠盐。
①下列物质用于Na2S2O3的从氧化还原反应的角度制备, ,理论上有可能的是 (填字母序号)。
a.Na2S+S b.Z+S c.Na2SO3+Y d.NaHS+NaHSO3
②已知反应:Na2S2O3+H2SO4Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。研究其反应速率时,下列说法正确的是 (填写字母序号)。
a.可通过测定一段时间内生成SO2的体积,得出该反应的速率
b.可通过比较出现浑浊的时间,研究浓度、温度等因素对该反应速率的影响
c.可通过Na2S2O3固体与稀硫酸和浓硫酸的反应,研究浓度对该反应速率的影响
(3)治理含CO、SO2的烟道气,可以将其在催化剂作用下转化为单质S和无毒的气体。
①已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-283kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) △H=-296kJ·mol-1
则治理烟道气反应的热化学方程式为 。
②一定条件下,将CO与SO2以体积比为4∶1置于恒容密闭容器中发生上述反应,下列选项能说明反应达到平衡状态的是 (填写字母序号)。
a.v(CO)∶v(SO2)=2∶1
b.平衡常数不变
c.气体密度不变
d.CO2和SO2的体积比保持不变
测得上述反应达平衡时,混合气体中CO的体积分数为,则SO2的转化率为 。
(4)最近科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料电池。写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式 。
(5)某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量,经查得一些物质在20℃的数据如下表。
吸收CO2最合适的试剂是 (填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”)溶液。
(12分)氢溴酸在医药和石化工业上有广泛用途.图1是模拟工业制备氢溴酸的流程:
回答下列问题:
(1)混合①中发生反应的离子方程式为 .
(2)混合②中加入试剂a是 .
(3)加入Na2SO3的目的是除去过量的Br2,但要防止过量,原因是 (请用离子方程式表示).
(4)工业氢溴酸常带有淡淡的黄色,可能的原因是:①含Fe3+②含Br2③含Fe3+和Br2,只用下列一种试剂就能分析产生淡黄色的原因.该试剂是 (填写字母).
a.KMnO4溶液
b.NaOH溶液
c.KSCN溶液
d.淀粉KI溶液
e.CCl4
(5)实验室制取Br2的反应为:2NaBr+3H2SO4+MnO22NaHSO4+MnSO4+Br2↑+2H2O制取Br2最好选用图2装置中的 (填写字母,固定和加热装置均已省略).简述检验已选定的图2装置气密性的方法 .