【化学---选修5:有机化学基础】
聚芳酯(PAR)是分子主链上带有苯环和酯基的特种工程塑料,在航空航天等领域应用广泛。下图是利用乙酰丙酸()合成聚芳酯E的路线(省略部分产物):
已知:
(R、R′表示烃基)
(1)A中含有的官能团是 (填官能团名称)。
(2)B与D的反应类型为 ,B的结构简式为
(3)C生成D的反应化学方程式为 。
(4)C分子的核磁共振氢谱中有 个吸收峰;同时符合下列要求的C的同分异构体有
种。①能发生银镜反应 ②能与NaHCO3溶液反应 ③遇FeCl3溶液显紫色
F与C属于官能团异构的同分异构体,且只含一种官能团,则1mol F与足量NaOH溶液反应时消耗NaOH的物质的量为
(5)根据合成聚芳酯E的路线,请你以苯酚及2-丙醇为原料(无机试剂任选),设计合成G:的路线。
【化学---选修3:物质结构与性质】
X、Y、Z、M、N、Q、 P为元素周期表前四周期的7种元素。其中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量最高的元素,M的内层电子数是最外层电子数的9倍,N的原子序数比M小1, Q在元素周期表的各元素中电负性最大。P元素的第三电子层处于全充满状态,第四电子层只有一个电子。请回答下列问题:
(1)P元素的价电子排布式为 ,P元素属于 区元素。
(2)XZ2分子的空间构型是 ,相同条件下XZ2与YZ2相比,两者在水中溶解度较大的是
(写分子式),理由是 。
(3)含有元素N的盐的焰色反应为 色,许多金属盐都可以发生焰色反应,其原因是
(4)元素M与元素Q形成的晶胞结构如图1所示,设其晶胞边长为a pm,用NA表示阿伏伽德罗常数,试求该晶胞的密度为 g/cm3
(5)三聚氰胺是一种含氮化合物,其结构简式如图2所示。 三聚氰胺分子中氮原子轨道杂化类型是 , 1 mol三聚氰胺分子中 σ键的数目为 。
【化学---选修2:化学与技术】
MnO2和锌是制造干电池的主要原料。
电解法生产MnO2传统的工艺主要流程为:软锰矿加煤还原焙烧;用硫酸浸出焙烧料;浸出液(主要含Mn2+)经净化后再进行电解。
90年代后期发明了生产MnO2和锌的新工艺,主要是采用软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Al2O3和SiO2杂质)和闪锌矿(主要成分为ZnS,含少量FeS、CuS、CdS杂质)为主要原料,经过除杂后,得到含Zn2+、Mn2+离子的溶液,再通过电解同时获得MnO2和锌。简化流程框图如下(中间产物的固体部分已经略去):
软锰矿、闪锌矿滤液AZn2+、Mn2+、Fe2+、Al3+
ZnSO4、MnSO4溶液Zn+MnO2+产品D
已知各种金属离子完全沉淀的pH如下表:
| Zn2+ | Mn2+ | Fe2+ | Fe3+ | Al3+ |
pH | 8.0 | 10.1 | 9.0 | 3.2 | 4.7 |
回答下列问题:
(1)步骤①中,软锰矿、闪锌矿粉与硫酸溶液共热时析出硫的反应为氧化还原反应,例如:MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S↓+2H2O,请写出MnO2在酸性溶液中分别和CuS和FeS发生反应的化学方程式:__________________________、_____________________________。
(2)步骤②加入金属锌是为了回收金属,回收金属的主要成份为___________(用化学符号表示)
(3)步骤③物质C由多种物质组成,其中含有两种固体,其中一种为MnO2,其作用是___
____________________,另外一种固体物质可为___________。
(4)步骤④中电解过程中MnO2在______极析出,该电极上发生的反应方程式为________________。产品D的化学式为_________________,该物质对整个生产的意义是___________________________。
H2S、SO2在工农业生产、生活中具有重要应用。
(1)H2S具有还原性,在酸性条件下,能与KMnO4溶液反应生成S和Mn2+,试写出该反应的离子方程式______________________________________________________________。
(2)H2S气体溶于水形成的氢硫酸是一种二元弱酸,25℃时,在0.10 mol·L-1H2S溶液中,通人HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如图所示(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。
①pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)=__________mol·L-1;
②某溶液含0.010 mol·L-1Fe2+、未知浓度的Mn2+和0.10 mol·L-1H2S,当溶液pH=______时,Fe2+开始沉淀;当Mn2+开始沉淀时,溶液中=_________。【已知:KSP(FeS)=1.4×10-19,KSP(MnS)=2.8×10-13】
(3)已知:葡萄酒中有少量SO2可以做抗氧化剂[我国国家标准(GB2760-2014)规定葡萄酒中SO2的残留量≤0.25g/L]。
利用SO2的漂白性检测干白葡萄酒(液体为无色)中的SO2或H2SO3。设计如下实验:
实验结论:干白葡萄酒不能使品红溶液褪色,原因为:_________________________。
(4)用右图所示装置可将SO2转化为重要的化工原料,A、B是惰性电极。则电子流入的电极为_______(用A或B表示),A极的电极反应式为________________
化学反应原理在科研和生产中有广泛应用.
Ⅰ.氮元素在海洋中的循环,是整个海洋生态系统的基础和关键。海洋中无机氮的循环过程可用下图表示。
(1)海洋中的氮循环起始于氮的固定,其中属于固氮作用的一步是 (填图中数字序号)。
(2)有氧时,在硝化细菌作用下,NH4+可实现过程④的转化,将过程④的离子方程式补充完整:________NH4+ + 5O2 == 2NO2- + ________H+ +__________+__________
Ⅱ.工业合成氨原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料,分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如图。
(1)曲线a对应的温度是 。
(2)关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是 。
A.及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率
B.上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)>K(N)
C.M点比N点的反应速率快
D.由曲线a可知,当压强增加到100 MPa以上,NH3的物质的量分数可达到100%
(3)如果N点时c(NH3)=0.2mol·L-1,N点的化学平衡常数K= L2/mol2 (精确到小数点后两位)
Ⅲ.尿素[CO(NH2)2]是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为两步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g) H2NCOONH4(s) ΔH=-272kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+138kJ·mol-1
(1)写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式:_________________________
(2)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L的密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图所示:
①反应进行到10 min时测得CO2的物质的量如图所示,则用CO2表示的第一步反应的速率v(CO2)= mol/(L·min)。
②已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第_________步反应决定,总反应进行到_________min时到达平衡。
高锰酸钾是中学化学常用的强氧化剂,实验室中可通过以下反应制得:
MnO2熔融氧化:3MnO2+KClO3+6KOH3K2MnO4+KCl+3H2O
K2MnO4歧化:3K2MnO4+2CO2=2KMnO4+MnO2↓+2K2CO3
相关物质的溶解度数据见下表:
20℃ | K2CO3 | KHCO3 | K2SO4 | KMnO4 |
s(g/100g水) | 111 | 33.7 | 11.1 | 6.34 |
已知K2MnO4溶液显绿色,KMnO4溶液显紫红色。
实验流程如下:
请回答:
(1)步骤①应在 中熔化,并用铁棒用力搅拌,以防结块。
A.烧杯 B.蒸发皿 C.瓷坩埚 D.铁坩埚
(2)①综合相关物质的化学性质及溶解度,步骤③中可以替代CO2的试剂是 。
A.二氧化硫 B.稀醋酸 C.稀盐酸 D.稀硫酸
②当溶液pH值达10~11时,停止通CO2;若CO2过多,造成的后果是 。
③下列监控K2MnO4歧化完全的方法或操作可行的是 。
A.通过观察溶液颜色变化,若溶液颜色由绿色完全变成紫红色,表明反应已歧化完全
B.取上层清液少许于试管中,继续通入CO2,若无沉淀产生,表明反应已歧化完全
C.取上层清液少许于试管中,加入还原剂如亚硫酸钠溶液,若溶液紫红色褪去,表明反应已歧化完全
D.用pH试纸测定溶液的pH值,对照标准比色卡,若pH为10~11,表明反应已歧化完全
(3)烘干时,温度控制在80℃为宜,理由是 。
(4)通过用草酸滴定KMnO4溶液的方法可测定KMnO4粗品的纯度(质量分数)。
①实验时先将草酸晶体(H2C2O4·2H2O)配成标准溶液,实验室常用的容量瓶规格有100mL、250mL等多种,现配制90mL 1.5mol·L-1的草酸溶液,需要称取草酸晶体的质量为 g。
②量取KMnO4溶液应选用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管,若该滴定管用蒸馏水洗净后未润洗,则最终测定结果将 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)。