【化学—选修5:有机化学基础】
盐酸普鲁卡因()是一种局部麻醉剂,麻醉作用较快、较强,毒性较低,其合成路线如下:
已知:①
②
③
请回答以下问题:
(1)A的核磁共振氢谱只有一个峰,则A的结构简式为 。
(2)C的结构简式为 ,C中含有的含氧官能团的名称为 。
(3)合成路线中属于氧化反应的有 (填序号),反应③的反应类型为 。
(4)反应⑤的化学反应方程式为 。
(5)B的某种同系物E,相对分子质量比B大14,其中—NO2与苯环直接相连,分子的核磁共振氢谱有3个峰,则E的结构简式为 (写一种)。
(6)符合下列条件的E的同分异构体的数目有 种。
① 结构中含有一个“—NH2”与一个“—COOH”
② 苯环上有三个各不相同的取代基
(7)苯丙氨酸()是人体必需的氨基酸之一,写出其发生缩聚反应的化学方程式 。
【化学—选修3: 物质结构与性质】
钛、铬、铁、镍、铜等金属及其化合物在工业上有重要用途。
(1)钛铁合金是钛系储氢合金的代表,该合金具有放氢温度低、价格适中等优点。
① Ti的基态原子价电子排布式为 。
② Fe的基态原子共有 种不同能级的电子。
(2)制备CrO2Cl2的反应为K2Cr2O7+3 CCl4===2 KCl+2 CrO2Cl2+3 COCl2↑。
① 上述化学方程式中非金属元素电负性由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
② COCl2分子中所有原子均满足8电子构型,COCl2分子中σ键和π键的个数比为 ,中心原子的杂化方式为 。
(3)NiO、FeO的晶体结构均与氯化钠的晶体结构相同,其中Ni2+和Fe2+的离子半径分别为6.9×10-2 nm和7.8×10-2 nm。则熔点:NiO (填“>”、“<”或“=”)FeO。
(4)Ni和La的合金是目前使用广泛的储氢材料,具有大容量、高寿命、耐低温等特点,在日本和中国已实现了产业化。该合金的晶胞结构如图所示。
①该晶体的化学式为 。
②已知该晶胞的摩尔质量为M g·mol-1,密度为d g·cm-3。设NA为阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积是 cm3(用含M、d、NA的代数式表示)。
③该晶体的内部具有空隙,且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知:a=511 pm,c=397 pm;标准状况下氢气的密度为8.98×10-5 g·cm-3;储氢能力=。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化,则该储氢材料的储氢能力为 。
汽车尾气中的主要污染物是NO和CO。为减轻大气污染,人们提出通过以下反应来处理汽车尾气:
(1)2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)△H=﹣746.5kJ•mol-1(条件为使用催化剂)
已知:2C(s)+O2(g)2CO(g)△H=﹣221.0kJ•mol-1
C(s)+O2(g)CO2(g)△H=﹣393.5kJ•mol-1
则N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H = kJ•mol-1。
(2)T ℃下,在一容积不变的密闭容器中,通入一定量的NO和CO,用气体传感器测得不同时间NO和CO的浓度如下表
时间/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/10-4 mol/L | 10.0 | 4.50 | c1 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c(CO)/10-3 mol/L | 3.60 | 3.05 | c2 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
则c2合理的数值为 (填字母标号)。
A.4.20 B.4.00 C.2.95 D.2.80
(3)将不同物质的量的H2O(g)和CO(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应:H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min | ||
H2O | CO | CO | H2 | |||
i | 650 | 2 | 4 | 2.4 | 1.6 | 5 |
ii | 900 | 1 | 2 | 1.6 | 0.4 | 3 |
iii | 900 | a | b | c | d | t |
若a=2,b=1,则c= ,达平衡时实验组ii中H2O(g)和实验组iii中CO的转化率的关系为αii(H2O) αiii(CO)(填“<”、“>”或“=”)。
(4)二甲醚是清洁能源,用CO在催化剂存在下制备二甲醚的反应原理为:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),已知一定条件下,该反应中CO的平衡转化率随温度、投料比的变化曲线如图1所示。
① a、b、c按从大到小的顺序排序为 。
② 根据图象可以判断该反应为 反应(填吸热或放热)。
(5)CO分析仪的传感器可测定汽车尾气是否符合排放标准,该分析仪的工作原理类似于燃料电池,其中电解质是氧化钇(Y2O3)和氧化锆(ZrO2)晶体,能传导O2-。
① 负极的电极反应式为 。
② 以上述电池为电源,通过导线连接成图2。若X、Y为石墨,a为2 L 0.1 mol/L KCl溶液电解一段时间后,取25 mL 上述电解后的溶液,滴加0.4 mol/L醋酸得到图3曲线(不考虑能量损失和气体溶于水,溶液体积变化忽略不计)。根据图2计算,上述电解过程中消耗一氧化碳的质量为 g。
工业上利用电镀污泥(主要含有Fe2O3、CuO、Cr2O3及部分难溶杂质)回收铜和铬等金属,回收流程如下:
已知部分物质沉淀的pH及CaSO4的溶解度曲线如下:
(1)在浸出过程中除了生成Fe2(SO4)3、Cr2(SO4)3外,主要还有 。
(2)在除铁操作中,需要除去Fe3+和CaSO4,请完成相关操作:
①加入石灰乳调节pH范围 ,检验Fe3+已经除尽的操作是 ;
②将浊液加热到80℃, 。
(3)写出还原步骤中加入NaHSO3生成Cu2O固体反应的离子方程式: ,此步骤中加入NaHSO3得到Cu2O的产率为95%,若NaHSO3过量,除了浪费试剂外,还会出现的问题是 。
(4)当离子浓度小于或等于1×10-5 mol·L-1时可认为沉淀完全,若要使Cr3+完全沉淀则要保持c(OH-)≥ 。[已知:Ksp[Cr(OH)3] = 6.3×10-31,≈4.0]。
某化学兴趣小组同学展开对漂白剂亚氯酸钠(NaClO2)的研究。
实验I.制取NaClO2晶体
已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38 ℃时析出的晶体是NaClO2·3H2O,高于38 ℃时析出的晶体是NaClO2,高于60 ℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。现利用下图所示装置进行实验。
(1) 装置③的作用是 。
(2) 装置②中产生ClO2的化学方程式为 ;装置④中制备NaClO2的化学方程式为 。
(3) 从装置④反应后的溶液获得NaClO2晶体的操作步骤如下:
① 减压,55 ℃蒸发结晶;② 趁热过滤;③ ;④ 低于60 ℃干燥,得到成品。
实验II.测定某亚氯酸钠样品的纯度
设计如下实验方案,并进行实验:
① 确称取所得亚氯酸钠样品m g于烧杯中,加入适量蒸馏水和过量的碘化钾晶体,再滴入适量的稀硫酸,充分反应(已知:ClO2- + 4 I- + 4 H+ = 2 H2O + 2 I2 + Cl-);将所得混合液配成250 mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加几滴淀粉溶液,用cmol·L-1Na2S2O3标准液滴定,至滴定终点。重复2次,测得平均值为VmL(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。
(4) 达到滴定终点时的现象为 。
(5) 该样品中NaClO2的质量分数为 (用含m、c、V的代数式表示)。
(6) 在滴定操作正确无误的情况下,此实验测得结果偏高,原因用离子方程式表示为 。
用H2O2溶液处理含NaCN的废水的反应原理为:NaCN + H2O2 + H2O = NaHCO3 + NH3,已知:HCN的酸性比H2CO3弱。下列有关说法正确的是( )
A.该反应中氮元素被氧化
B.该反应中H2O2作还原剂
C.0.1 mol·L-1 NaCN溶液中含有HCN和CN-的总数为0.1×6.02×1023
D.实验室配制NaCN溶液时,需加入适量的NaOH溶液