李兰娟院士团队公布最新研究成果,阿比朵尔是抗击新型冠状病毒的潜在用药。其合成路线如图:
(1)C中含氧官能团的名称为___,G的分子式为___。
(2)A→B的反应类型为___,两分子A生成B和另一种产物,该产物的结构简式为___。
(3)由D生成E的化学方程式为___。
(4)H的结构简式为___。
(5)写出同时符合下列条件的B的所有同分异构体的结构简式:___(不考虑立体异构)。
①能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生使澄清石灰水变浑浊的气体
②六元环状结构
(6)结合上述合成路线,设计出以乙醇和为原料(其他无机试剂任选),合成的路线(不超过4步):___。
人类对物质结构的探索永无止境。回答下列问题:
(1)碳硼烷酸[化学式为H(CHB11Cl11)是目前世界上已知的最强酸,但腐蚀性很小,可以作为无污染的酸催化剂。现代化学中常利用的___特征谱线来鉴定元素。组成碳硼烷酸的4种元素中,基态原子中未成对电子数最多的是___(填电子排布式)。
(2)石墨炔是我国科学家在2010年首次制得一种新的碳的同素异形体,其中一种结构如图所示,石墨炔中碳原子的杂化类型为___。
(3)硼元素具有缺电子性。自然界中含硼元素的钠盐是—种天然矿藏,其化学式写作Na2B4O7•10H2O,实际上它的结构单元是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]-缩合而成的双六元环,应该写成Na2[B4O5(OH)4]•8H2O。其结构如图所示,它的阴离子可形成链状结构,则该晶体中不存在的作用力是___(填字母)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.范德华力 E.氢键
(4)镓与硼元素处于同一主族,GaN是制造5G芯片的材料,可发出紫外光。
①科学家合成了一种阳离子为“N5n+”其结构是对称的,5个N排成“V”形,每个N原子的最外层都达到8电子稳定结构、且含有2个氮氮三键;此后又合成了一种含有“N5n+”化学式为“N8”的离子晶体,N8中阴离子的空间构型为___,写出一种与其互为等电子体的分子___(填化学式)。
②Ga和As两种元素电负性相差不大,能形成化合物GaAs。GaAs的熔点为1238℃,其晶胞结构如图所示。
已知GaAs与GaN具有相同的晶胞结构,则二者晶体的类型均为___,GaAs的熔点___(填“高于”或“低于”)GaN,其理由是___。若Ga和As的原子半径分别为rGa和rAs,则GaAs晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为___(列出计算式即可)。
CO2是地球上取之不尽用之不竭的碳源,将CO2应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。
(1)CO2加氢制备甲酸(HCOOH,熔点8.4℃沸点100.8℃)是利用化学载体进行H2储存的关键步骤。
已知:H2(g)+CO2(g)HCOOH(l) △H1=-30.0kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H2=-571.6kJ•mol-1
则表示HCOOH燃烧热的热化学方程式为___。
(2)在催化作用下由CO2和CH4转化为CH3COOH的反应历程示意图如图。
①在合成CH3COOH的反应历程中,下列有关说法正确的是___。填(字母)
a.该催化剂使反应的平衡常数增大
b.CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂
c.由X→Y过程中放出能量并形成了C—C键
②该条件下由CO2和CH4合成CH3COOH的化学方程式为___。
(3)CO2与H2在一定条件下反应可生成甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0。改变温度时,该反应中的所有物质都为气态,起始温度、容积均相同(T1℃、2L密闭容器)。实验过程中的部分数据见下表:
| 反应时间 | n(CO2)/mol | n(H2)/mol | n(CH3OH)/mol | n(H2O)/mol |
实验I恒温恒容 | 0min | 2 | 6 | 0 | 0 |
10min |
| 4.5 |
|
| |
20min | 1 |
|
|
| |
30min |
|
| 1 |
| |
实验II绝热恒容 | 0min | 0 | 0 | 2 | 2 |
①实验I,前10min内的平均反应速率υ(CH3OH)=___。
②平衡时CH3OH的浓度:c(实验I)___c(实验II)(填“>”、“<”或“=”,下同)。实验I中当其他条件不变时,若30min后只改变温度为T2℃,再次平衡时n(H2)=3.2mol,则T1___T2。
③已知某温度下该反应的平衡常数K=160,开始时在密闭容器中只加入CO2和H2,反应10min时测得各组分的浓度如下表,则此时υ正___υ逆。
物质 | H2 | CO2 | CH3OH | H2O |
浓度/(mol·L-1) | 0.2 | 0.2 | 0.4 | 0.4 |
V2O5(五氧化二钒)可作化学工业中的催化剂,广泛用于冶金、化工等行业。工业上利用冶炼铝生成的固体废料一一赤泥(主要成分为Fe2O3、Al2O3、V2O5及少量稀土金属氧化物)提取V2O5其工艺流程图如图:
已知:①NH4VO3是白色粉末,微溶于冷水,可溶于热水。
②NH4VO3V2O5+2NH3↑+H2O
③V2O5是一种橙黄色片状晶体,微溶于水,不溶于乙醇,具有强氧化性。
④部分稀土金属氯化物在乙醇中溶解度较小。
(1)“碱浸”时对赤泥进行粉碎的目的是___。写出滤液1中通入足量CO2时所发生主要反应的离子方程式:___。
(2)将磁性产品加入稀硝酸溶解,取上层清液再加入KSCN溶液后未见红色,写出该磁性产品与稀硝酸反应的离子方程式:___。
(3)“洗涤”操作时可选用的洗涤剂有___。(填字母)
A.冷水 B.热水C.1%NH4Cl溶液 D.乙醇
(4)需在流动空气中灼烧的原因可能是___。
(5)将0.253g产品溶于强碱溶液中,加热煮沸,调节pH为8~8.5,向反应后的溶液中加入硫酸酸化的KI溶液(过量),溶液中的还原产物为V3+离子,滴加指示剂,用0.250mol•L-1Na2S2O3溶液滴定,达到终点时消耗Na2S2O3标准溶液20.00mL,则该产品的纯度为___。
(已知:I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI,结果保留三位有效数字)
(6)水系锌离子电池是一种新型二次电池,以Zn(CF3SO3)2(三氟甲磺酸锌)为电解质,工作原理如图。放电时V2O5电极上的电极反应式为___。
目前很多工厂实现了烟气的脱硫脱硝和氨氮废水的无害化处理,回答下列问题:
(1)某小组同学在实验室里尝试模拟工厂处理氨氮废水(主要含NH)的不同方法,过程如下:①甲同学采用Ca(ClO)2作为氧化剂。将废水中的NH转化为无毒气体。他在实验中发现其他条件相同时,Ca(ClO)2的浓度越大碱性越强,处理后的废水中亚硝酸盐(NO)的浓度也随之变大,写出该反应的离子方程式:___。
②乙同学在实验室模拟工业上的“吹脱法”测定废水的含氮量,设计了以下实验:精确称取wg废水样品,注入如所图示的仪器中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气。将样品液中的氨全部蒸出,用V1mLc1mol·L-1盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2mol•L-1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2mLNaOH溶液。
NH4Cl的电子式为___。盛放样品液的仪器是___(填名称);圆底烧瓶中长玻璃导管的作用是___;冰盐水的作用是___。
(2)某工厂利用NaClO2/(NH4)2CO3溶液脱除烟气中的SO2和NO。①保持溶液中NaClO2的浓度不变,研究(NH4)2CO3的浓度对NO和SO2脱除效率的影响[已知:(NH4)2CO3溶液显碱性;NaClO2的氧化性随pH增加而下降,酸性条件下会生成ClO2]。实验结果如图所示,随着(NH4)2CO3溶液浓度的增大造成NO脱除效率下降的主要原因是___。
②NO脱除效率总是小于SO2脱除效率的主要原因是___。(写出一点)
(3)某工厂采用微生物硝化法处理氨氮废水,过程如图:
下列有关说法正确的是___(填标号)。
①微生物硝化法处理废水后会导致水体的pH升高
②若微生物保持活性的pH范围为7~9,则适宜用来调节水体pH的是CO2
③不能采用电解法在阴极将NH直接转化为NO
室温下,用0.1000mol•L-1NaOH溶液滴定20mL0.1000mol•L-1H3PO4溶液,溶液的pH与所加NaOH溶液的体积关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.H3PO4的电离平衡常数Ka1约为10-2
B.当V(NaOH溶液)=40mL时,c(PO)+c(OH-)=c(H+)+c(H2PO)+2c(H3PO4)
C.当pH=7时,c(Na+)=c(H2PO)+2c(HPO)+3c(PO)
D.当V(NaOH溶液)=20mL时,c(Na+)>c(H2PO)>c(H3PO4)>c(HPO)