【化学——选修5:有机化学基础】
有机物G(分子式为C13H18O2)是一种香料,如图是该香料的一种合成路线。
已知:
①E能发生银镜反应,在一定条件下,1 mol E能与2 mol H2反应生成F;
②R—CH===CH2R—CH2CH2OH;
③有机物D的摩尔质量为88 g·mol-1,其核磁共振氢谱有3组峰;
④有机物F是苯甲醇的同系物,苯环上只有一个无支链的侧链。
回答下列问题:
(1)用系统命名法命名有机物B________________;
(2)E的结构简式为__________________________;
(3)C与新制Cu(OH)2反应的化学方程式为____________________;
(4)已知有机物甲符合下列条件:①为芳香族化合物;②与F互为同分异构体;③能被催化氧化成醛。符合上述条件的有机物甲有______________种,写出一种满足苯环上有3个侧链,且核磁共振氢谱有5组峰,峰面积比为6∶2∶2∶1∶1的有机物的结构简式____________________;
(5)以丙烯等为原料合成D的路线如下:
X的结构简式为_____________,步骤Ⅱ的反应条件为___________,步骤Ⅳ的反应类型为____________。
【化学——选修3:物质结构与性质】(15分)金属钛(Ti)被誉为21世纪金属,具有良好的生物相容性,它兼具铁的高强度和铝的低密度。其单质和化合物具有广泛的应用价值。氮化钛(Ti3N4)为金黄色晶体,由于具有令人满意的仿金效果,越来越多地成为黄金的代替品。以TiCl4为原料,经过一系列反应可以制得Ti3N4和纳米TiO2(如图1)。
上图中的M是短周期金属元素,M的部分电离能如下表:
| I1 | I2 | I3 | I4 | I5 |
电离能/kJ·mol-1 | 738 | 1451 | 7733 | 10540 | 13630 |
请回答下列问题:
(1)Ti的基态原子外围电子排布式为________________;
(2)M是_________(填元素符号),该金属晶体的堆积模型为六方最密堆积,配位数为___________;
(3)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图2所示。化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子有__________个,化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为________________;
(4)有一种氮化钛晶体的晶胞与NaCl晶胞相似,如图3所示,该晶胞中N、Ti之间的最近距离为a pm,则该氮化钛的密度为_____________g·cm-3(NA为阿伏加德罗常数的值,只列计算式)。该晶体中与N原子距离相等且最近的N原子有___________个;
(5)科学家通过X-射线探明KCl、MgO、CaO、TiN的晶体与NaCl的晶体结构相似。且知三种离子晶体的晶格能数据如下:
离子晶体 | NaCl | KCl | CaO |
晶格能/kJ·mol-1 | 786 | 715 | 3401 |
KCl、CaO、TiN三种离子晶体熔点由高到低的顺序为________________。
【化学——选修2:化学与技术】粗铜精炼后的阳极泥中含有Cu、Au(金)和PbSO4等杂质,湿法处理阳极泥进行综合利用的流程如图所示:
(1)电解精炼含铜、金、铅的粗铜时,电解液应该用__________溶液作电解液,电解时阳极的电极反应式为_______________和Cu-2e-===Cu2+;
(2)焙烧阳极泥时,为了提高焙烧效率,采取的合理措施是________________,焙烧后的阳极泥中除含金、PbSO4外,还有__________(填化学式);
(3)完成操作Ⅰ的主要步骤__________________,过滤,洗涤,干燥;
(4)写出用SO2还原AuCl的离子反应方程式_____________________;
(5)为了减少废液排放、充分利用有用资源,工业上将滤液1并入硫酸铜溶液进行循环操作,请指出流程图中另一处类似的做法__________________;
(6)用离子方程式表示加入碳酸钠溶液的作用________________________。
[已知298 K时,Ksp(PbCO3)=1.46×10-13,Ksp(PbSO4)=1.82×10-8]。
已知A为常见金属,X、Y为常见非金属,X、E、F、G常温下为气体,Y为黑色固体,常温下C为无色液体,B是一种盐,受热极易分解,在工农业生产中用途较广。现用A与石墨作电极,B的浓溶液作电解质,构成原电池。有关物质之间的转化关系如图(其中有些反应的条件及部分生成物被略去):
请填写下列空白:
(1)原电池反应①中正极的电极反应式为 ;
(2)反应②的化学方程式为 ;
(3)反应④为A在某种气体中燃烧,生成单质Y和A的氧化物,其反应方程式为 ;
(4)“操作b”为 ;
(5)反应⑤的化学方程式为 ;
(6)检验气体E的试剂及现象是 ;
(7)已知E可与次氯酸钠溶液反应生成K,K和E的组成元素相同,且一分子K中有18个电子,则K中所含的化学键类型为 、 。
“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
(1)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为 2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下两组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达平衡所需时间/min | ||
CO | H2O | H2 | CO | |||
1 | 650 | 4 | 2 | 1.6 | 2.4 | 6 |
2 | 900 | 2 | 1 | 0.4 | 1.6 | 3 |
①实验1条件下平衡常数K1= (保留2位小数,下同);
②实验2中以v(CO)表示的反应速率为_________,该反应的逆反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,实验2条件下化学平衡常数K2___________K1(填“>”、“<”或“=”);
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=-1275.6 kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ/mol
③H2O(g)= H2O(l) △H=-44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式 ;
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如右图所示的电池装置。
①该电池负极的电极反应为 ;
②该电池工作时,溶液中的OH-向________极移动。
亚硝酸钠(NaNO2)被称为工业盐,在漂白、电镀等方面应用广泛。以木炭、浓硝酸、水和铜为原料制备亚硝酸钠的装置如图所示。
已知:室温下,①2NO+Na2O2===2NaNO2;②3NaNO2+3HCl===3NaCl+HNO3+2NO↑+H2O;③酸性条件下,NO或NO2-都能与MnO4-反应生成NO3-和Mn2+。
请按要求回答下列问题:
(1)检查完该装置的气密性,装入药品后,实验开始前通入一段时间气体X,然后关闭弹簧夹,再滴加浓硝酸,加热A控制B中导管均匀地产生气泡。则X为________,上述操作的作用是__________;
(2)B装置中反应的化学方程式为________________________;
(3)D装置中反应的离子方程式为________________________;
(4)预测C中反应开始阶段,固体产物除NaNO2外,还含有的副产物有Na2CO3和__________,为避免产生这些副产物,应在B、C装置间增加装置E,则E中盛放的试剂名称为__________;
(5)利用改进后的装置,将4.68 g Na2O2完全转化成为NaNO2,理论上至少需要木炭__________g,为提高NaNO2的产量,在不改变实验装置的条件下,可在B中加入__________物质。