下列说法中正确的是( )
A. 处于最低能量的原子叫做基态原子
B. 3p2表示3p能级有两个轨道
C. 同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D. 同一原子中,2p、3p、4p能级的轨道数依次增多
某小组同学探究物质的溶解度大小与沉淀转化方向之间的关系。已知:
| 物质 | BaSO4 | BaCO3 | AgI | AgCl |
| 溶解度/g(20℃) | 2.4×10-4 | 1.4×10-3 | 3.0×10-7 | 1.5×10-4 |
(1)探究BaCO3和BaSO4之间的转化
实验操作:
| 试剂A | 试剂B | 试剂C | 加入盐酸后的现象 |
实验Ⅰ | BaCl2 | Na2CO3 | Na2SO4 | …… |
实验Ⅱ | Na2SO4 | Na2CO3 | 有少量气泡产生,沉淀部分溶解 |
① 实验Ⅰ说明BaCO3全部转化为BaSO4,依据的现象是加入盐酸后,______。
② 实验Ⅱ中加入稀盐酸后发生反应的离子方程式是______。
③ 实验Ⅱ说明沉淀发生了部分转化,结合BaSO4的沉淀溶解平衡解释原因:______。
(2)探究AgCl和AgI之间的转化
实验Ⅲ:
实验Ⅳ:在试管中进行溶液间反应时,同学们无法观察到AgI转化为AgCl,于是又设计了如下实验(电压表读数:a>c>b>0)。
| 装置 | 步骤 | 电压表读数 |
ⅰ.如图连接装置并加入试剂,闭合K | a | ||
ⅱ.向B中滴入AgNO3(aq),至沉淀完全 | b | ||
ⅲ.再向B中投入一定量NaCl (s) | c | ||
ⅳ.重复ⅰ,再向B中加入与ⅲ等量NaCl(s) | a |
注:其他条件不变时,参与原电池反应的氧化剂(或还原剂)的氧化性(或还原性)越强,原电池的电压越大;离子的氧化性(或还原性)强弱与其浓度有关。
① 实验Ⅲ证明了AgCl转化为AgI,甲溶液可以是______(填序号)。
a. AgNO3溶液 b. NaCl溶液 c. KI溶液
② 实验Ⅳ的步骤ⅰ中,B中石墨上的电极反应式是______。
③ 结合信息,解释实验Ⅳ中b<a的原因:______。
④ 实验Ⅳ的现象能说明AgI转化为AgCl,理由是______。
(3)综合实验Ⅰ~Ⅳ,可得出结论: ______。
某天然氨基酸M是人体必需的氨基酸之一,其合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A→B的反应条件和试剂是___________,反应类型是_______________。
(2)化合物M的名称为_________________,其含有_______________个手性碳原子。
(3)写出D→E反应的化学方程式:___________________。
(4)I与乙二醇反应可生成能降解的高分子化合物N,写出该反应的化学方程式:___________________。
(5)符合下列条件的化合物M的同分异构体共有____________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1∶2∶2∶2∶3的分子的结构简式:______________(任写一种)。
①含有苯甲酸结构 ②含有一个甲基 ③苯环上只有两个取代基
(6)L与NaOH反应的化学方程式为______________________。
(7)请结合以上合成路线,写出以丙酸和上述流程中出现的物质为原料经三步合成丙氨酸()的路线_______。
CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,充分利用碳资源。
(1)CaO可在较高温度下捕集CO2,在更高温度下将捕集的CO2释放利用。CaC2O4·H2O热分解可制备CaO,CaC2O4·H2O加热升温过程中固体的质量变化见下图。
①写出400~600 ℃范围内分解反应的化学方程式:________。
②与CaCO3热分解制备的CaO相比,CaC2O4·H2O热分解制备的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是________。
(2)电解法转化CO2可实现CO2资源化利用。电解CO2制HCOOH的原理示意图如下。
①写出阴极CO2还原为HCOO−的电极反应式:________。
②电解一段时间后,阳极区的KHCO3溶液浓度降低,其原因是________。
(3)CO2催化加氢合成二甲醚是一种CO2转化方法,其过程中主要发生下列反应:
反应Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH =41.2 kJ·mol−1
反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol−1
在恒压、CO2和H2的起始量一定的条件下,CO2平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图。其中:
CH3OCH3的选择性=×100%
①温度高于300 ℃,CO2平衡转化率随温度升高而上升的原因是________。
②220 ℃时,在催化剂作用下CO2与H2反应一段时间后,测得CH3OCH3的选择性为48%(图中A点)。不改变反应时间和温度,一定能提高CH3OCH3选择性的措施有________。
当氨分子中的三个氢原子依次被其它原子或基团取代时,所形成的化合物叫做氨的衍生物。主要有N2H4(肼)、HN3(叠氮化氢,溶于水称为叠氮酸)、NH2OH(羟胺)。水合肼(N2H4·H2O)是制备叠氮化钠(NaN3)的原料,而叠氮化钠又是汽车安全气囊最理想的气体发生剂的原料。下面是工业水合肼法制备叠氮化钠的工艺流程。
资料:①水合肼有毒且不稳定,具有强还原性和强碱性;
②有关物质的物理性质如下表:
物质 | 甲醇 | 水合肼 | 亚硝酸甲酯 | 叠氮化钠 |
熔点(℃) | -97 | -40 | -17 | 275(410℃:易分解) |
沸点(℃) | 64.7 | 118.5 | -12 | — |
回答下列问题:
I.合成水合肼。实验室合成水合肼装置如下图所示,NaClO碱性溶液与尿素CO(NH2)2水溶液在400C以下反应一段时间后,再迅速升温至1100℃继续反应可以制得水合肼。
(1)实验中通过滴液漏斗向三颈瓶中缓慢滴加NaClO碱性溶液,不能反向滴加的原因是______________;制取N2H4•H2O的离子方程式为_______________________。
II.制备叠氮化钠。实验室可利用下图中所示的装置及药品制备叠氮化钠。
(2)①根据实验发现温度在20℃左右反应的转化率最高,因此可釆取的措施是_______________;流程中蒸馏A溶液时,装置中旋塞K1、K2、K3的开关情况是_______________________。
②写出该方法制备叠氮化钠的化学方程式:________________________。
(3)流程中由B溶液获得叠氮化钠产品的实验步骤为____________________,减压过滤,晶体用乙醇洗涤2〜3次后,干燥。
(4)化工生产中,多余的叠氮化钠常使用次氯酸钠溶液处理,在酸性条件下,二者反应可生成无毒的气体。若处理6.5gNaN3,理论上需加入0.5mol•L的NaClO溶液_____________mL。
III.羟胺(NH2OH)是一种还原剂,可以通过下列过程得到:乙烯和N2O4气体混合后,光照,发生加成反应,得到化合物A。A结构对称,所有相同元素的原子化学环境相同。A在某浓度的硫酸溶液中回馏,可得到化合物B,同时得到CO和CO2组成的混合气体(相对氢气密度为18)。经分析,B为不含碳元素的硫酸盐,其硫和氧元素的质量分数分别为19.51%和58.54%。若将A换成CH3CH2NO2进行类似的反应,也能得到B,但没有气体放出。B在液氨中即得到NH2OH。
(5)NH2OH具有弱碱性,可与酸反应生成盐,该盐阳离子的电子式为_______________。
(6)写出A→B的化学方程式________________________。
硅及其化合物是重要的材料,应用范围很广。请回答下列问题:
(1)制备硅半导体材料必须先得到高纯硅,三氯甲硅烷(SiHCl3)还原法是当前制备高纯硅的主要方法,生产过程示意图如下:
①用石英砂和焦炭高温加热时有碳化硅生成,该反应的化学方程式为______________。
②写出由纯SiHCl3制备高纯硅的化学反应方程式:________________。
③SiHCl3遇水剧烈反应生成H2SiO3、HCl和另一种物质,写出并配平该化学反应方程式:________________。
(2)水泥属于硅酸盐工业产品,是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝和镁等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:
回答下列问题:
①在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是_______________,还可使用_________代替硝酸。
②沉淀A的主要成分是__________,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为________。
③加氨水过程中加热的目的是_______。沉淀B的主要成分为________、_______(写化学式)。