化合物H是重要的有机物,可由E和F在一定条件下合成:(部分反应物或产物省略,另请注意箭头的指向方向)
已知以下信息:
i.A属于芳香烃,H属于酯类化合物。
ii.I的核磁共振氢谱为二组峰,且峰的面积比为6:1。
回答下列问题:
(1)D的含氧官能团名称 ,B的结构简式 。
(2)B → C和G → J两步的反应类型 , 。
(3)① E + F → H的化学方程式 。
② I → G 的化学方程式 。
(4)H的同系物K比H相对分子质量小28,K有多种同分异构体。
①K的一种同分异构体能发生银镜反应,也能使FeCl3溶液显紫色,苯环上有两个支链,苯环上的氢的核磁共振氢谱为二组峰,且峰面积比为1:1,写出K的这种同分异构体的结构简式 。
②若K的同分异构体既属于芳香族化合物,又能和饱和NaHCO3溶液反应放出CO2。则满足该条件的同分异构体共有__________种(不考虑立体异构)。
X、Y、Z、W、U五种元素,均位于周期表的前四周期,它们的核电荷数依次增加,且核电荷数之和为57。Y原子的L层p轨道中有2个电子,Z的原子核外有三个未成对电子,W与Y原子的价电子数相同,U原子的K层电子数与最外层电子数之比为2:1,其d轨道处于全充满状态。
(1)U2+的外围电子排布式为 。
(2)X、Y、Z 可以形成化学式为XYZ的分子。该分子中各原子均达到稀有气体稳定结构,则该分子中Y采取的杂化轨道类型为
(3)比较Y和W的第一电离能,较大的是 (填元素符号),
(4)X与Z形成的最简单化合物Q的分子构型为 ;U2+与Q形成的配离子的离子反应方程式为 。
(5)U+与Z3-形成的晶胞结构如图所示,阴、阳离子间的核间距为a cm。与同一个Z3-相连的U+有 个,该晶体的密度为 g·cm-3。(设NA表示阿伏加德罗常数)
火山喷发所产生的硫磺可用于生产重要的化工原料硫酸。某企业用下图所示的工艺流程生产硫酸:
请回答下列问题:
(1)为充分利用反应放出的热量,接触室中应安装 (填设备名称);吸收塔中填充有许多瓷管,其作用是 ;吸收塔不用水而用98.3%浓硫酸吸收SO3的原因是 。
(2)硫酸的用途非常广泛,可应用于下列哪些方面 。
A.橡胶的硫化 B.表面活性剂“烷基苯磺酸钠”的合成
C.铅蓄电池的生产 D.制备大量硫磺
(3)硫酸的各个生产环节中都有一些废渣、废液、废气产生,需要进行治理。由吸收塔排出的尾气中SO2的含量若超过500 μL·L-1,就要加以处理处理才能排出。处理方法之一是用氨水洗涤烟气脱硫,所得产物可作为肥料。请写出此脱硫过程中可能发生的化学方程式:__________。
(4) 用含硫量为a%硫矿制硫酸,若燃烧时损失b%的硫元素,由SO2制SO3的转化率为c%。则制取1吨98%的硫酸需这种硫矿 吨(用代数式表达)
2015年CES消费电子展开幕前夕,丰田汽车公司宣布将会开放氢燃料电池技术专利的使用权,并正式发布量产型氢燃料电池轿车Mirai。氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。右图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。
(1)氢氧燃料电池的能量转化主要形式是 ,在导线中电子流动方向为 (用a、b 和箭头表示)。
(2)负极反应式为 。
(3)电极表面镀铂粉的原因为 。
(4)氢气的制备和存储是氢氧燃料电池能否有效推广的关键技术。有人提出利用光伏发电装置电解尿素的碱性溶液来制备氢气。光伏发电是当今世界利用太阳能最主要方式之一。图1为光伏并网发电装置,图2为电解尿素[CO(NH2)2](C为+4价)的碱性溶液制氢的装置示意图(电解池中隔膜仅阻止气体通过,阴、阳极均为惰性电极)。
① 图1中N型半导体为 (填“正极”或“负极”)
② 该系统工作时,A极的电极反应式为
③ 若A极产生7.00g N2,则此时B极产生 L H2(标况下)。
据统计,2015年入冬以来,华北黄淮地区已经出现4次严重雾霾过程,持续时间达3~7天。氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一,消除氮氧化物有多种方法。
(1)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。发生的化学反应是:2NH3 (g) + NO(g) + NO2(g) 2N2(g) + 3H2O(g) ΔH < 0。
① 当该反应有1mol N2(g)生成时,电子转移总数是
② 该反应的平衡表达式K=
③ 为了加快反应反应速率,并且提高NOx的转化率,采取的措施是_______(填字母)。
a.增大NH3的浓度 b.增大N2的浓度 c.增大压强 d.选择合适的催化剂
(2)可利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
CH4 (g) + 4NO2(g)=4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g) ΔH = - 574 kJ·mo-1
CH4 (g) + 2NO2(g)=N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) ΔH = - 867 kJ·mo-1
则CH4(g)将NO(g)还原为N2(g)的热化学方程式是 。
(3)利用ClO2 消除氮氧化物的污染,反应过程如下:(部分反应物或生成物略去)
反应Ⅰ的产物中还有两种强酸生成,且其中一种强酸硝酸与NO2的物质的量相等,则化学方程式是 ,若有11.2 L N2生成(标准状况),共消耗ClO2 g 。
溴乙烷是一种重要的有机化工原料,制备溴乙烷的原料有95%乙醇、80%硫酸(用蒸馏水稀释浓硫酸)、研细的溴化钠粉末和几粒碎瓷片,该反应的原理如下:
NaBr + H2SO4=NaHSO4 + HBr
CH3CH2OH + HBr CH3CH2Br + H2O
某课外小组欲在实验室制备溴乙烷的装置如右图。
数据如下表。
物质 数据 | 乙醇 | 溴乙烷 | 1, 2-二溴乙烷 | 乙醚 | 浓硫酸 |
密度/g·cm-3 | 0.79 | 1.46 | 2.2 | 0.71 | 1.84 |
熔点(℃) | -130[ | -119 | 9 | -116 | 10 |
沸点(℃) | 78.5 | 38.4 | 132 | 34.6 | 338 |
在水中的溶解度(g) | 互溶 | 0.914 | 1 | 7.5 | 互溶 |
请回答下列问题。
(1)加入药品之前须做的操作是 。
(2)仪器B的作用是除了使溴乙烷馏出,还有一个目的是 。温度计的温度应控制在 ;冷却水的流向应为 (填“D进E出”或“E进D出”)
(3)反应时有可能生成SO2和一种红棕色气体,可选择NaOH溶液分别除去这些气体,有关的离子方程式是______________、____________。
(4)实验中采用80%硫酸,而不能用98%浓硫酸,一方面是为了减少副反应(如避免HBr被氧化),另一方面是为了____________________。