化学在生产生活中有着广泛的应用,下列两项内容说法正确且存在因果关系的是( )
| 物质性质 | 实际应用 |
A | 硅为半导体材料 | SiO2用于光纤通讯 |
B | Cl2具有氧化性 | 氯水可以漂白有色布条 |
C | Al表面易形成致密的氧化物薄膜 | 可以用铝槽车运送热的浓硫酸 |
D | 乙醇可以使蛋白质变性 | 乙醇用于制作医用酒精 |
A.A B.B C.C D.D
有机物 H 是优良的溶剂,在工业上可用作洗涤剂、润滑剂,其合成线路:
已知:①;
②
③
请回答下列问题:
(1)H 的名称为_______________。A 的结构简式为 ______________________________ 。
(2)C→D 所需试剂及反应条件分别为_______、________。
(3)D→E 的化学方程式为____________________________________________________。
(4)F 中含有官能团的名称为_________________ 。G→H 的反应类型为______________________。
(5)符合下列条件的 F 的同分异构体的结构简式为 _______________________________________ 。
①能与 NaHCO3 溶液反应放出 CO2 ② 能发生银镜反应 ③ 核磁共振氢谱有 4 组峰且峰面积之比为 9:1:1:1;
(6)请设计由和乙烯(CH2=CH2)为起始原料,制备的合成路线_______________________________________ (无机试剂任选)。
氧化石墨烯基水凝胶是一类新型复合材料,常用 Hummers 法制备氧化石墨烯,具体方法为:将石墨粉和无水 NaNO3 混合后置于浓硫酸中并用冰浴冷却,再用 KMnO4 溶液进行氧化处理,最后用 H2O2 处理即可得到氧化石墨烯。请回 答下列问题。
(1)锗(Ge)元素与碳元素同族,基态 Ge 原子的外围电子排布式是_____。与锗同周期且基态原子未成对 电子数与 Ge 原子相同的元素有_____(用元素符号表示)。
(2)对氧化石墨烯进行还原可得到还原氧化石墨烯,二者的结构如图所示:
①还原石墨烯中碳原子的杂化形式是___________________ 。
②二者当中在水溶液中溶解度更大的是____________ (填物质名称),原因为__________________。
(3)NaNO3 中 NO3- 的空间构型为_____,写出两种与 NO3- 的互为等电子体的分子的分子式_____。
(4)金属钾晶体和金属锰晶体的三维空间堆积方式均为体心立方堆积。
①上述两种晶体原子在二维平面放置方式均为_____(填“密置层”或“非密置层”)。
②金属钾和金属锰的熔点分别为 63℃和 1244℃,金属锰的熔点高于金属钾熔点的原因为___________。
(5)中国科学家首次证明了二维冰的存在,二维冰是由两层六角冰无旋转堆垛而成,两层之间靠氢键连接,每个水分子与面内水分子形成三个氢键,与面外水分子形成一个氢键,二维冰结构的模型示意图的侧视图 如图 1 所示,厚度为 a pm,俯视图如图 2 所示,距离最近的两个水分子间的距离为 b pm,设阿伏加德罗常 数的值为 N,二维冰的密度是________________ g·cm−3。
乙烷是一种重要的化工原料,可用作制冷剂、燃料、制备乙烯的原料。请回答下列问题:
(1)已知:①C2H6 (g)C2H4 (g)+H2(g)ΔH1 =+136.8kJ/mol
②H2 (g)+ O2(g)H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ/mol
③ C2H4(g)+3O2(g)2CO2(g)+2H2O(l); ΔH3= -1411.0 kJ/mol
则表征 C2H6 (g)燃烧热的热化学方程式为_____。
(2)1000℃时,在某刚性容器内充入一定量的 C2H6 ,只发生反应①,已知平衡时容器中总压为2.1×105Pa,乙 烷的平衡转化率为 40%。
①乙烷分解前容器压强为_____Pa ,1000℃时,反应①的平衡常数 Kp=_____Pa[气体分压(P 分)=气体 总压(Pa)×物质的量分数]。
②若其他条件不变,刚性容器改为体积可变的密闭容器,则达到平衡时乙烷的转化率_____40%(填“>”、“<” 或“=”)。
(3)乙烷催化氧化裂解法是一种新型的制备乙烯的方法:C2H6 (g)+O2(g)C2H4 (g)+H2O(g)ΔH =-149 kJ/mol,
① 反应 C2H6 (g)+O2(g)C2H4 (g)+H2O(g)ΔH =-149 kJ/mol的正活化能和逆活化能中较大的是________。
② 800℃时,控制原料气的总物质的量一定,当 C2H6 和 O2 的物质的量之比为 2:1 时,乙烯的平衡产率最大,而当较小时,乙烯的平衡产率较低,可能的原因为_____。
(4)利用电解法可将 C2H6 转化为多种燃料,原理如图所示。铜电极为_____极,该电极上生成 HCOOH 的电极反 应式为_____。
金属钨广泛用于冶金、机械、建筑、电子等领域。以黑钨精矿为原料冶炼钨的流程如图所示:
请回答下列问题。
(1)“酸浸液”中含有 Fe3+、Fe2+等金属离子,检验其中的 Fe2+常使用铁氰化钾溶液,反应的离子方程式 为_____。
(2)“氨溶”时需加热,但应控制温度不超过 70℃的原因为_____。
(3)“中和结晶”时(NH4)2WO4 与盐酸反应生成 WO3 的化学方程式为_____,所得“中和 液”的主要溶质的电子式为_____。
(4)流程图中设计将“氨溶渣”返回“酸浸”过程的目的为__________。
(5)钨钛合金在工业中应用广泛, NH4Fe(SO4)2 滴定法可测定合金中钛的含量:称取 w g 钨钛合金,用 HNO3-HF混合液溶解,用 NaOH 溶液沉淀并分离钛元素后加盐酸溶解,用金属铝将 Ti4+还原为 Ti3+,向溶液中加几滴 KSCN 作指示剂,用 c mol/L 的 NH4Fe(SO4)2 标准溶液滴定至溶液显红色,消耗标准溶液的体积为 V mL。
①滴定时发生反应的离子方程式是_____;
②样品中钛的含量为_____%(用含 w、c、V 的式子表示)。
对甲基苯乙酮是重要的化工原料,某实验小组利用如图装置制备对甲基苯乙酮。
制备原理:(放热反应)。 反应物和产物的相关数据列表:
试剂名称 | 分子式 | 分子量 | 熔点/℃ | 沸点/℃ | 密度/g·mL-1 |
甲苯 | C7H8 | 92 | -93 | 110.6 | 0.8669 |
乙酸酐 | (CH3CO)2 | 102 | -73.1 | 138.6 | 1.08 |
对甲基苯乙酮 | C9H10O | 134 | 28 | 94(0.93kPa) | 1.0051 |
实验步骤:
步骤 1:如图所示,在 100mL 三颈烧瓶上安装搅拌器、仪器 x 和上口装有无水氯化钙的冷凝管,干燥管与一气体 吸收装置相连。
步骤 2:三颈烧瓶中快速加入研碎的催化剂和 20mL 无水甲苯,在搅拌的条件下通过仪器 x 缓慢地滴加 3.4mL 醋酸酐与 5mL 甲苯的混合液,约需 15min 滴完。
步骤 3:反应结束后,将三颈烧瓶在 95℃时加热 25~30min。
步骤 4:反应混合液冷却后转移到盛有 30mL 浓盐酸与 30mL 冰水的烧杯中(目的是将对甲基苯乙酮从其与铝的化 合物中分离出来),用分液漏斗分出有机层、水层。每次用 5mL 甲苯萃取两次,并将所有甲苯层合并,然后依次 用水、10%氢氧化钠溶液、水各 10mL 洗涤有机层,最后用无水硫酸镁处理。
步骤 5:将干燥后的溶液滤入蒸馏瓶,减压蒸馏(整套装置必须是干燥的),收集 94℃(0.93kPa)馏分,得到对甲 基苯乙酮 4.1g。
请回答下列问题:
(1)仪器 x 的名称为________。与普通的分液漏斗相比,本实验采用仪器 x 的优点为_______。
(2)本实验中的氯化铝若水解则会影响催化效率,除了使用干燥管的措施外,还应该采取哪些措施防止水解_____(答两点)。
(3)步骤③中最适宜的加热方式为 _____。
(4)步骤④中加入 10%的氢氧化钠溶液的目的为 _____,加入无水硫酸镁的目的为__________。
(5)步骤④中水层每次用 5mL 甲苯萃取两次并将所有甲苯层合并的目的为________。
(6)步骤⑤中减压蒸馏时所需的冷凝装置能否选用题给装置图中的球形冷能管_____(答“能”或“不能”)。 本实验中,对甲基苯乙酮的产率为_____(结果保留 2 位有效数字)。