【化学-选修5:有机化学基础】
以化合物A为原料合成某种重要的医药中间体(化合物F)工艺流程如下:
已知:。
(1)A的化学名称为__________,C中含氧能团的名称为_________反应E→F的反应类型为___________。
(2)E→F的转化中,会产生一种与F互为同分异构体的副产物.其结构简式为_____________。
(3)B中加入足量的氢氧化钠溶液,在高温高压、合适的催化剂的条件下(所有卤素原子参与水解)发生反应的化学方程式为______________。
(4))B的芳香族同分异构体有___________种,其中核磁共振氢谱峰面积之比为1 : 1 : 1的同分异构体结构简式为______________。
(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以F和CH2 (COOC2H5)2为有机反应原料制备的合成路线流程图(注明反应条件):合成路线流程图示例如下:
________。
碳、氮及其化合物在工农业生产生活中有着重要作用,请回答下列问题:
(1)用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574 kJ • mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2
若2 molCH4还原NO2至N2,整个过程中放出的热量为1734 kJ,则△H2=_________;
(2)据报道,科学家在一定条件下利用Fe2O3与甲烷反应可制取“纳米级”的金属铁,其反应如下:Fe2O3(s)+3CH4(g)===2Fe(s)+3CO(g)+6H2(g) △H>0
① 若反应在5 L的密闭容器中进行,1 min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量减少3.2g。则该段时间内CO的平均反应速率为__________mol/(L·s)
② 若该反应在恒温恒压容器中进行,能表明该反应达到平衡状态的是__________(选填序号)
A.CH4的转化率等于CO的产率
B.混合气体的平均相对分子质量不变
c.v(CO)与v(H2)的比值不变
D.固体的总质量不变
③该反应达到平衡时某物理量随温度变化如图所示,当温度由T1升高到T2时,平衡常数KA________KB(填“>”、“<”或“=”),纵坐标表示的物理量可能是__________(填字母)。
A.H2的逆反应速率
B.CH4的的体枳分数
C.混合气体的平均相对分子质量
D.CO的体积分数
(3)而一些科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)实现氨的电化学合成,从而大大提高了氮气和氢气的转化率。电化学合成氨过程的总反应式为N2+3H22NH3,该过程中还原反应的方程式为________________。
(4)若往20 mL0.01mol/L的弱酸HNO2溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液,测得混合溶液的温度变化如下图所示,下列有关说法正确的是_____________(填标号)
①该烧碱溶液的浓度为0.02mol/L
②该烧碱溶液的浓度为0.01mol/L
③HNO2的电离平衡常数:b点>a点
④从b点到c点,混合溶液中一直存在:c(Na+)> c(NO2-) >c(OH-)> c(H+)
镍电池开始应用于新能源汽车,但电池使用后电极材料对环境还是有一定的危害, 某型号镍电池的电极材料由Ni(OH)2、碳粉、氧化铁等涂覆在铝箔上制成。研究小组设计如下工艺流程,对该电池的电极材料进行资源回收:
已知:①NiCl2易溶于水,Fe3+不能氧化Ni2+。
②实验温度时的溶解度:NiC2O4> NiC2O4•H2O> NiC2O4•2H2O
③某温度下:Ksp[Ni(OH)2] = 5.0×10-16、Ksp[NiC2O4]=4.0×10-10、Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38、Ksp[Al(OH)3]=3.0×10-34
回答下列问题:
(1)用NiO调节溶液的pH,首先析出的沉淀是__________,控制这两种沉淀能够依次析出可利用________(仪器名称)。
(2)过滤①得到的沉淀为___________,洗涤Ni(OH)3沉淀的方法是__________。
(3)写出加入NaOH溶液发生反应的离子方程式_________,该反应的化学平衡常数K=_________。
(4)电解过程中阴极反应式为___________,沉淀Ⅲ可被电解所得产物之一氧化,写出“氧化”的离子方程式____________。
(5)铁镍蓄电池的电池总反应为Fe+Ni2O3+3H2O=Fe(OH)2+2Ni(OH)2,该电池的电解液为___________(填“酸性”或“碱性”)溶液,充电时正极的电极反应式为_________。
实验室里用下图所示仪器和药品制取纯净的无水氯化铁。图中A、B、C、D、E、F表示玻璃管接口,接口的弯曲和伸长部分未画出,其中⑤、⑥所用为双孔塞,
根据要求回答下列问题:
(1)如果规定气体从左向右流动,上述各仪器装置的正确连接顺序是(填装置的序号):
③→______→______→_______→_______→_______。
(2)装置④的作用是_______________。
(3)实验开始时,应首先______________;实验结束时,应先熄灭装置__________处的酒精灯。该实验条件下生成的氯化铁呈烟状,且易水解,为便于收集,需要在__________和__________(填装置序号)之间增加装置⑦,该装置中烧杯里的液体可以是___________。
(4)在装置⑤的烧瓶中,发生反应的化学方程式为__________________。
(5)可用离子交换和滴定的方法测定FeCl3的纯度:称取0.68g的FeCl3样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH―的阴离子交换柱,使Cl―和OH―发生交换。交换完成后,流出溶液中的OH―用0.4000 mol/L的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸30.00 mL。则该样品中FeCl3的质量分数为___________%。
(6)设计一个简单实验,证明装置①的硬质玻璃管中有少量的铁未能与Cl2发生反应(写出实验操作及相关实验现象)_________________。
W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期元素,已知四种元素的电子层数和最外层电子数之和均为10,且它们分别属于连续的四个主族。下列说法正确的 ( )
A. W、X、Y元素的简单离子对水的电离平衡的影响是相同的
B. Y的离子是其所在周期中半径最小的简单离子
C. X、Y、Z的最高价氧化物对应的水化物两两之间能反应
D. 工业上获得X、Y单质的方法主要是电解其熔融的氯化物
下图所示的锌溴液流电池是一种新型电化学储能装置,以溴化锌水溶液为电解液,电解液在电解质储罐和电池间不断循环.下列说法不正确的是( )
A.放电时,负极的电极反应式为Zn =Zn2++2e-
B.阳离子交换膜可阻止Br2与Zn直接发生反应
C.充电时,Zn2+往离子交换膜左侧区域迁移
D.放电时左侧电解质储罐中的离子总浓度增大