(15分)香豆素是一种天然香料,存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得:
以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去)
已知以下信息:
①A中有五种不同化学环境的氢;
②B可与FeCl3溶液发生显色反应;
③同一个碳原子上连有2个羟基通常不稳定,易脱水形成醛基。
请回答下列问题:
(1)香豆素的分子式为 ;
(2)由甲苯生成A的反应类型为 ;A的化学名称为 。
(3)由B生成C的化学反应方程式为 ;
(4)B的同分异构体中含有苯环的还有 种,其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有 种;
(5)D的同分异构体中含有苯环的还有 种,其中:
①既能发生银境反应,又能发生水解反应的是 (写结构简式)。
②能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是 (写结构简式)。
选做(10分)
(1)写出有机物的系统命名: 。
(2)键线式表示的分子式为 ;名称是 。
中含有的官能团的名称为 。
(3)丁基的4个结构简式为_______________________。
(15分)
(1)可正确表示原子轨道的是: 。
A.2s B.2d C.3p D.3f
(2)镓(Ga)原子序数为 ,写出其基态原子的电子排布式: 。
(3)S单质的常见形式为S8,其环状结构如下图所示,S原子采用的轨道杂化方式是 。
(4)用“>” “< ” “=” 填空:
第一电离能的大小:Mg Al;熔点的高低:KCl MgO。
(5)NO3-的空间构型为 (用文字描述)。
(6)Ni是元素周期表中第28号元素,第二周期基态原子未成对电子数与Ni相同且电负性最小的元素是 。CO与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为 。
选做(10分)
(1)下图中A~D是中学化学教科书上常见的几种晶体结构模型,请填写相应物质的名称:
A________;B__________;C________;D__________。
(2)单质硼有无定形和晶体两种,参考下表数据,回答问题。
| 金刚石 | 晶体硅 | 晶体硼 |
熔点/K | >3 823 | 1 683 | 2 573 |
沸点/K | 5 100 | 2 628 | 2 823 |
硬度/Moh | 10 | 7.0 | 9.5 |
①晶体硼的晶体类型是____________,理由是 。
②已知晶体的基本结构单元都是由硼原子组成的正二十面体,其中含20个等边三角形和一定数目的顶角,每个顶角上各有一个原子,试观察下图,回答:这个基本结构单元由 个硼原子组成,其中B—B键的键角是_______,共含有 个B—B键。
(10分)某化学兴趣小组为了测定铁碳合金(铁和碳两种单质的混合物)中铁的质量分数,设计了下图所示的实验装置(夹持仪器已省略)和实验方案进行实验探究。
(1)检查上述装置气密性的一种方法是:关闭分液漏斗的活塞,在E装置后面连上一根导管,然后______________________,则证明装置的气密性良好。
(2)称量E的质量,并将a g铁碳合金样品放入装置A中,再加入足量的浓硫酸,加热,待A中不再逸出气体时,停止加热,拆下E并称重,E增重b g。铁碳合金中铁的质量分数为_________________(写表达式)。
(3)装置C的作用______________________。
(4)甲同学认为,依据此实验测得的数据,计算合金中铁的质量分数可能会偏低,原因是空气中CO2、水蒸气进入E管使b增大。你认为改进的方法是 。
(5)乙同学认为,即使甲同学认为的偏差得到改进,依据此实验测得合金中铁的质量分数也可能会偏高。你认为其中的原因是 。
(15分)实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项重要课题就是如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),下图1表示该反应过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是_________(填字母)。
A.ΔH<0,ΔS<0 B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH>0,ΔS>0 D.ΔH<0,ΔS>0
(2)为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为l L的密闭容器中,充入l mol CO2和4 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如上图2所示。
①从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)= ;CO2的转化率w(CO2)= 。
②该反应的平衡常数K= 。(只列表达式和计算式,不必计算出结果)
③下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是 (填字母)。
A.将CH3OH(g)及时液化抽出 B.升高温度
C.选择高效催化剂 D.再充入l molCO2和4 molH2
(3)25℃,1.01×105Pa时,16 g 液态甲醇完全燃烧,当恢复到原状态时,放出350.8kJ的热量,写出该反应的热化学方程式: 。
(4)选用合适的合金为电极,以氢氧化钠、甲醇、水、氧气为原料,可以制成一种以甲醇为原料的燃料电池,其负极的电极反应式是: 。