【化学——选修5:有机化学基础】(15分)醋硝香豆素是一种治疗心脑血管疾病的药物,能阻碍血栓扩展,其结构简式为:。醋硝香豆素可以通过以下方法合成(部分反应条件省略)。
已知: + H2O
回答以下问题:
(1)反应①的反应类型是 ;从A到B引入的官能团名称是 。
(2)反应②的条件是 。
(3)反应③的化学方程式为 。
(4)关于E物质,下列说法正确的是 (填字母序号)。
a.在核磁共振氢谱中有四组吸收峰
b.可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别D和E
c.可以发生加成反应、聚合反应、氧化反应和还原反应
d.存在顺反异构
(5)写出G的结构简式 。
(6)分子结构中只含有一个环,且同时符合下列条件的G的同分异构体共有 种。
①可与氯化铁溶液发生显色反应; ②可与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体。
其中,苯环上的一氯代物只有两种的同分异构体的结构简式为 。
【化学——选修3:物质结构与性质】
物质的结构决定物质的性质。请回答下列涉及物质结构和性质的问题:
(1)第二周期中,元素的第一电离能处于B与N之间的元素有_________种。
(2)某元素位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同,则其基态原子的价层电子排布式为_________________。
(3)乙烯酮(CH2=C=O)是一种重要的有机中间体,可用CH3COOH在(C2H5O)3P=O存在下加热脱H2O得到。乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型是_____________,1mol(C2H5O)3P=O分子中含有的σ键的数目为__________________。
(4)已知固态NH3、H2O、HF的氢键键能和结构如下:
解释H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因___________________。
(5)碳化硅的结构与金刚石类似,其硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能。碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有___________个,与碳原子等距离最近的碳原子有__________个。已知碳化硅晶胞边长为apm,则晶胞图中1号硅原子和2号碳原子之间的距离为________pm,碳化硅的密度为__________g/cm3。
【化学—-选修2:化学与技术】
甘氨酸亚铁络合物[化学式为(NH2CH2COO)2Fe]是常用的补铁剂,其合成方法如下:
(1)通入N2的作用是 。
(2)已知甘氨酸显弱酸性,其结构简式为NH2CH2COOH,甘氨酸亚铁络合物易溶于水且在水中难电离,写出“水浴加热”过程中生成甘氨酸亚铁络合物的反应的离子方程式 。
(3)抽滤的好处是 ,从“母液”中回收有机溶剂的方法是 。
(4)“粗品纯化”的操作为蒸馏水洗涤、 洗涤、干燥,其中干燥过程使用的设备最好选用 (填“常压干燥机”或“真空干燥机”)。
(5)有文献指出,若在“水浴加热”过程中投入适量的石灰石,则能同时提高产品的产率和纯度,请解释原因: 。
(6)若甘氨酸的投料量为300 kg,产出纯品346.8 kg,则产率为 。(甘氨酸的相对分子质量为75)
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)烘干时,温度控制在80℃为宜,理由是 。
(4)工业上采用电解K2MnO4水溶液的方法来生产KMnO4,其中隋性电极作阳极,铁作阴极。请写出阳极的电极反应式 ,与原方法相比,电解法的优势为 。
(5)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量取KMnO4溶液应选用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管;若量取KMnO4溶液的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”)。
②滴定过程中反应的离子方程式为______。(已知:常温下0.01 mol/L的H2C2O4溶液的pH为2.1)。
氮和硫的化合物在工农业生产、生活中具有重要应用。请回答下列问题:
(1)航天领域中常用N2H4作为火箭发射的助燃剂。N2H4与氨气相似,是一种碱性气体,易溶于水,生成弱碱N2H4·H2O。用电离方程式表示N2H4·H2O显碱性的原因 。
(2)在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生反应:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
①A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A) Kc(B)(填“<”或“>”或“=”)。
②A、B、C三点中NO2的转化率最高的是 (填“A”或“B”或“C”)点。
③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp= (列出表达式并计算结果。Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
(3)亚硝酸的电离平衡常数Ka=5.1×10-4(298K)。它的性质和硝酸很类似。
①已知298K 时,H2CO₃的Ka1=4.2×10-7 ;Ka2=5.61×10-11。向含有2mol碳酸钠的溶液中加入1mol的HNO2后,则溶液中CO32-、HCO3-和NO2-的离子浓度由大到小是 。
②将10mL0.1mol/L的亚硝酸溶液加入到10mL0.1mol/L氨水(已知在25℃时,一水合氨的Ki= 1.8×10-5)中,最后所得溶液为________(填“酸性”、“碱性”或者“中性”)。
(4)一种煤炭脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形成固定下来,但产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,相关的热化学方程式如下:
①CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H = +210.5kJ•mol-1
②CaSO4(s)+ 4CO(g)CaS(s)+ 4CO2(g) △H = -189.2kJ•mol-1
反应CaO(s)+3CO(g)+SO2(g) CaS(s)+3CO2(g) △H= kJ•mol-1;
(5)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+和0.10 mol·L-1H2S,当溶液pH=______时,Fe2+开始沉淀。【已知:KSP(FeS)=1.4×10-19】
硝基苯是重要的化工原料,用途广泛。制备反应如下:
组装如右上图反应装置。 制备、提纯硝基苯流程如下:
可能用到的有关数据列表如下:
物 质 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度(20 ℃)/g · cm-3 | 溶解性 |
苯 | 5.5 | 80 | 0.88 | 微溶于水 |
硝基苯 | 5.7 | 210.9 | 1.205 | 难溶于水 |
浓硝酸 | — | 83 | 1.4 | 易溶于水 |
浓硫酸 | — | 338 | 1.84 | 易溶于水 |
请回答下列问题:
(1)配制混酸应在烧杯中先加入 ;实验装置中长玻璃管最好用________代替(填仪器名称);恒压滴液漏斗的优点是 。
(2)反应温度控制在50~60 ℃的原因是 ;反应结束后产物在 层(填“上”或者“下”),步骤②分离混酸和产品的操作名称是 。
(3)用Na2CO3溶液洗涤之后再用蒸馏水洗涤时,怎样验证液体已洗净? 。
(4)固体D的名称为 。
(5)用铁粉、稀盐酸与硝基苯(用Ph-NO2表示 )反应可生成染料中间体苯胺(Ph-NH2),其反应的化学方程式为 。