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比为2:1,其d轨道处于全充满状态。
(1)U原子的电子排布式为______________。
(2)Y和W电负性,较小的是______ (填元素符号);Y和Z的第一电离能,较大的是______(填元素符号)。
(3)X与Z形成最简单化合物Q时,Z原子采取的杂化轨道类型为_______,Q分子空间构型为_________;请写出U2+与Q形成配离子的离子反应方程式:_______________。
(4)U+与Z3+形成的晶胞结构如图所示,阴、阳离子间核间距为a cm与同―个Z3+相连的U+有_____个,该晶体的密度为______g • cm-3(NA 表示阿伏加德罗常数)。
工业上用某矿渣(含有Cu2O、Al2O3、Fe2O3、SiO2)提取铜的操作流程如下:
已知:Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O。
(1)操作Ⅰ的名称为________;灼烧操作中常用的实验仪器有酒精灯、三角架,还有________(夹持仪器不写)。
(2)固体混合物B的主要成分为______(写化学式);滤液A中铁元素的存在形式只能为 Fe2+,理由是________。检验滤液A中Fe2+的试剂为_______(填试剂名称)。
(3)滤液中C铝元素的主要存在形式为______(填离子符号),写出对应的离子方程式______。
(4)某同学认为滤液NaAIO2的水解程度是微弱的,AIO2-的水解不超过总量的10%,请设计实验验证该同学的观点是否正确_________。
(5)从浓硫酸、浓硝酸、蒸馏水中选用合适的试剂,测定粗铜样品中金属铜的质量分数,主要步骤:称取一定质量的样品→________________(填缺少的操作步骤,不必描述操作过程的细节)→过滤、洗涤、干燥→称量剩余固体铜的质量。
研究CO2转化成有机物实现碳循环对实现社会的可持续发展具有重要的意义。将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(1)。
(1)已知一定压强下,该反应在温度升高时,CH3OCH3(g)的浓度减小,则反应的焓变△H_____0,熵变△S_______0(分别填“>”、“<”、或“=”)。
(2)相同条件下,在体积为2L的密闭容器内选用不同的催化剂,生成物二甲醚CH3OCH3的量随时间变化如图所示。
①图中0-4min内A的反应速率v(CO2)=________。该温度下平衡常数的表达式为________。
②下列有关说法正确的是______(填字母序号)。
A.反应的活化能大小顺序是:Ea(A)<Ea(B)< Ea(C)
B.升高温度能使反应速率加快,是因为活化分子百分数增大
C.单位时间内消耗CO2与生成H2的数目为3:1时,说明反应已经达到平衡
D.增大压强,平衡正向移动,平衡常数K值增大
(3)某温度下,在体积可变的密闭容器中,改变起始时各物质的起始投料量,在不同的压强下,平衡时生成物二甲醚CH3OCH3(g)的物质的量如下表所示:
序号 | 起始投料量不同的压强下, 平衡CH3OCH3(g)的量不同的压强 | P1 | P2 |
P3 |
I | 2.0 molCO2 6.0molH2 | 0.10mol | 0.04 mol | 0.02mol |
II | 1.0molCO2 3.0molH2 | X1 | Y1 | Z1 |
III | 1.0mol CH3OCH3 3.0mol H2O | X2 | Y2 | Z2 |
①P1___P2(填“ >”、“<”或“=”);判断理由为____________。
②X1=______________。
③P2下,III中CH3OCH3的平衡转化率为_____________。
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)目前,应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术是NH3催化还原法,化学反应可表示为:
2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)== 2N2(g)+3H2O(g) △H<0
①该反应中,反应物总能量_____(填“>”、“<”或“=”)生成物总能量。
②当该反应有2mol N2(g)生成时,转移电子的物质的量为__mol。
③该反应中,还原剂为______(填化学式),氧化产物与还原产物的质量比为______________。
(2)也可以利用甲烷催化还原氮氧化物.已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867kJ/mol
则CH4(g)将NO(g)还原为N2(g)的热化学方程式是_________________。
(3)还可利用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,且其中一种强酸为硝酸,且硝酸与NO3物质的量相等,则化学反应方程式为______,反应中若生成22.4L N2(标准状况),则消耗ClO2______g。
(4)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。下图为电池示意图,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________,工作时电流方向为________(用a、b和箭头表示)。
②负极的电极反应式为__________________。
③电极表面镀铂粉的原因为____________________。
加碘食盐中含有碘酸钾(KIO3),现以电解法制备碘酸钾,实验装置如图所示。先将一定量
的碘溶于过量氢氧化钾溶液,发生反应:3I2 +6KOH=5KI + KIO3+3H2O,将该溶液加入阳极区,另将氢氧化钾溶液加入阴极区,开始电解。下列说法正确的是
A. b电极是负极
B. 装置中的离子交换膜是阳离子交换膜
C. 阳极电极反应:4OH--4e-═2H2O+O2↑
D. a极区的KI最终转变为KIO3