在下列自然资源的开发利用中,不涉及化学变化的是
A.用蒸馏法淡化海水 B.用铁矿石冶炼铁
C.用石油裂解生产乙烯 D.用煤生产水煤气
G是一种新型香料的主要成分之一,其结构中含有三个六元环。G的合成路线如下(部分产物和部分反应条件略去):
已知:①;
②B中核磁共振氢谱图显示分子中有6种不同环境的氢原子;
③D和F是同系物。
请回答下列问题:
(1)(CH3)2C=CH2的系统命名法名称为 。
(2)A→B反应过程中涉及的反应类型依次为 、 。
(3)D分子中含有的含氧官能团名称是 ,G的结构简式为 。
(4)生成E的化学方程式为 。
(5)同时满足下列条件:①与FeCl3溶液发生显色反应;②苯环上有两个取代基、含C=O的F的同分异构体有 种(不包括立体异构);其中核磁共振氢谱为4组峰、能水解的物质的结构简式为 。
(6)模仿由苯乙烯合成F的方法,写出由丙烯制取α-羟基丙酸()的合成线路: 。
铜、镓、硒、硅等元素的化合物是生产第三代太阳能电池的重要材料。请回答:
(1)基态铜原子的电子排布式为 ;已知高温下CuO→Cu2O+O2,从铜原子价层电子结构(3d和4s轨道上应填充的电子数)变化角度来看,能生成Cu2O的原因是 。
(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物,则它们形成的组成最简单的氢化物中,分子构型分别为 ,若“Si—H”中共用电子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性相对大小为Se Si(填“>”、“<”)。
(3)SeO2常温下白色晶体,熔点为340~350℃,315℃时升华,则SeO2固体的晶体类型为 ;若SeO2类似于SO2是V型分子,则Se原子外层轨道的杂化类型为 。
(4)与镓元素处于同一主族的硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,如BF3能与NH3反应生成BF3·NH3。BF3·NH3中B原子的杂化轨道类型为 ,B与N之间形成 键。
(5)金刚砂(SiC)的硬度为9.5,其晶胞结构如图所示;则金刚砂晶体类型为 ,在SiC中,每个C原子周围最近的C原子数目为 个;若晶胞的边长为a pm,则金刚砂的密度表达式为 g/cm3。
CO2 加氢合成甲醇可有效利用CO2。由CO2制备甲醇过程涉及反应如下:
反应Ⅰ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H 1=-49.58kJ•mol-1
反应Ⅱ:CO2(g)+ H2(g)CO (g)+H2O(g) △H 2
反应Ⅲ:CO(g)+2 H2(g)CH3OH(g) △H 3=-90.77 kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)△H 2= kJ/mol;升高温度会使反应Ⅱ向 (填“正”、“逆”)方向移动。
(2)一定条件下在3L恒容密闭容器中充入一定量的H2和CO2仅发生反应Ⅰ,实验测得反应物在不同起始投入量下,反应体系中CO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图1所示:
①H2和CO2的起始的投入量以A和B两种方式投入:A:n(H2)=3mol,n(CO2)=1.5mol、B:n(H2)=3mol,n(CO2)=2mol,曲线Ⅱ代表 (填“A”或“B”)投入方式。
② 在温度为500K的条件下,按照A方式充入3mol H2和1.5mol CO2,该反应10min时达到平衡:
a.此温度下的平衡常数为 ;500K时,若在此容器中开始充入0.3molH2和0.9molCO2、0.6molCH3OH、xmolH2O,若使反应在开始时能正向进行,则x应满足的条件是 。
b.在此条件下,系统中CH3OH的浓度随时间的变化如图2所示,当反应时间达到3min时,迅速升温至600K,请在图2中画出3~10min内容器中CH3OH浓度变化曲线。
(3)新型固体燃料电池的电解质是固体氧化锆和氧化钇,高温下允许氧离子(O 2-)在其间通过。如图所示,其中多孔电极不参与电极反应。
①该电池的负极反应式为 。
②如果用该电池作为电解装置,当有16g甲醇发生反应时,则理论上提供的电量表达式为 C(1个电子的电量为1.6×10-19C)。
草酸钴用途广泛,可用于指示剂和催化剂制备。一种利用水钴矿[主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4·2H2O工艺流程如下:
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表:
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
完全沉淀的pH | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
(1)浸出过程中加入Na2SO3的目的是将_____________还原(填离子符号)以便固体溶解。该步反应的离子方程式为 (写一个)。
(2)NaClO3的作用是将浸出液中的Fe2+氧化成Fe3+,氯元素被还原为最低价。该反应的离子方程式为 。
(3)利用平衡移动原理分析:加Na2CO3能使浸出液中Fe3+、Al3+转化成氢氧化物沉淀的原因是 。
(4)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图所示。滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是 ;使用萃取剂适宜的pH=____(填序号)左右:
A.2.0 B.3.0 C. 4.0
(5)滤液Ⅰ“除钙、镁”是将溶液中Ca2+与Mg2+转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10。当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/c(Ca2+)= 。
亚氯酸钠(NaClO2)是重要漂白剂,探究小组开展如下实验,请回答:
[实验Ⅰ] NaClO2晶体按如下图装置进行制取。
已知:NaClO2饱和溶液在低于38℃时析出NaClO2•3H2O,高于38℃时析出NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
(1)装置C起的是 的作用。
(2)已知装置B中的产物有ClO2气体,则B中产生气体的化学方程式为 ;装置D中生成NaClO2和一种助燃气体,其反应的化学方程式为 ;装置B中反应后的溶液中阴离子除了ClO2﹣、ClO3﹣、Cl﹣、ClO﹣、OH﹣外还一定含有的一种阴离子是 ;检验该离子的方法是:取少量反应后的溶液于试管中, 。
(3)从装置D反应后的溶液中获得NaClO2晶体的操作步骤为:①减压在55℃蒸发结晶;② ;③用38℃~60℃热水洗涤;④低于 ℃干燥;得到成品。
(4)反应结束后,打开K1,装置A起的作用是 ;如果撤去D中的冷水浴,可能导致产品中混有的杂质是 。
[实验Ⅱ]样品杂质分析与纯度测定
(5)测定样品中NaClO2的纯度:准确称一定质量的样品,加入适量蒸馏水和过量的KI晶体,在酸性条件下发生如下反应:ClO2﹣+4I﹣+4H+=2H2O+2I2+Cl﹣,将所得混合液稀释成100mL待测溶液。取25.00mL待测溶液,加入淀粉溶液做指示剂,用c mol•L﹣1 Na2S2O3标准液滴定至终点,测得消耗标准溶液体积的平均值为V mL(已知:I2+2S2O32﹣=2I﹣+S4O62﹣),则所称取的样品中NaClO2的物质的量为 。