【化学选修5:有机化学基础】A(C3H6)是基本有机化工原料,由A制备聚合物C和的合成路线(部分反应条件略去)如图所示:
已知:
回答下列问题:
(1)A的名称是______________,B含有的官能团的名称是(写名称)
(2)C的结构简式为______________,D→E的反应类型为______________;
(3)E→F的化学方程式为______________;
(4)中最多有_______个原子共平面,发生缩聚反应生成有机物的结构简式为______________;
(5)B的同分异构体中,与B具有相同的官能团且能发生银镜反应的共有_________种;其中核磁共振氢谱为3组峰,且峰面积之比为6:1:1的是_____________(写结构简式).
(6)结合题给信息,以乙烯、HBr为起始原料制备丙酸,设计合成路线(其他试剂任选).合成路线流程图示例:
【化学选修3:物质结构与性质】Ⅰ.80%左右的非金属元素在现代技术包括能源、功能材料等领域占有极为重要的地位。
(1)氮及其化合物与人类生产、生活息息相关,基态N原子中电子在2p轨道上的排布遵循的原则是__________,N2F2分子中N原子的杂化方式是_____________,1mol N2F2含有___________个σ键.
(2)高温陶瓷材料Si3N4晶体中键角N-Si-N___Si-N-Si(填“>”“<”或“=”),原因是__________;
II.金属元素在现代工业中也占据极其重要的地位,钛也被称为“未来的钢铁”,具有质轻,抗腐蚀,硬度大,是宇航、航海、化工设备等的理想材料。
(4)基态钛原子核外共有________种运动状态不相同的电子.金属钛晶胞如下图1所示,为_______堆积(填堆积方式).
(5)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,其催化的一个实例如下图2.化合物乙的沸点明显高于化合物甲,主要原因是_____________;化合物乙中采取sp3杂化的原子的电负性由大到小的顺序为_____________;
(6)钙钛矿晶体的结构如图3所示.假设把氧离子看做硬球接触模型,钙离子和钛离子填充氧离子的空隙,氧离子形成正八面体,钛离子位于正八面体中心,则一个钛离子被________个氧离子包围。
【化学选修2:化学与技术】硝酸铵可用作化肥、军用炸药、杀虫剂、冷冻剂等。工业制取硝酸铵的工艺流程如下:
(1)合成氨气的工业设备名称_______________,设备中设置热交换器的目的是____________,合成氨的原料气必须先脱硫,目的是_______________;
(2)吸收塔中反应的化学方程式为_________________________,从生产流程看,吸收塔中需要补充空气,其原因是_______________;
(3)生产硝酸的过程中常会产生氮的氧化物,可用如下三种方法处理:
方法一:碱性溶液吸收法
NO+NO2+2NaOH═2NaNO2+H2O;2NO2+Na2CO3═NaNO2+NaNO3+CO2
方法二:NH3还原法
8NH3(g)+6NO2(g)═7N2(g)+12H2O(g)△H=-2635kJ/mol(NO也有类似的反应)
方法三:甲烷吸收法
CH4(g)+2NO2═CO2(g)+N2+2H2O(g)△H=+867kJ/mol(NO也有类似的反应)
上述三种方法中,方法一的主要缺点是_______________;
方法三和方法二相比,方法三的缺点是_______________;
(4)工业上也可以通过电解NO制备NH4NO3,其工作原理如图所示.
①图中通入NH3的目的是_______________;
②若维持电流强度为3A,电解2小时,理论上可制得NH4NO3的最大质量为_____g;(已知F=96500C•mol-l)(保留2位有效数字).
(5)某化肥厂用NH3制备NH4NO3.己知:NH3制NO的产率是94%,NO制HNO3的产率是89%,则制HNO3所用NH3的质量占总耗NH3质量(不考虑其他损耗)的百分比为______________。
二氯化砜(SO2Cl2)是一种重要的有机合成试剂,实验室可利用SO2与Cl2反应制取少量的SO2Cl2,装置如图(有些支持装置省略了)所示。
已知:SO2Cl2的熔点为-54.1℃,沸点为69.1℃,遇水能发生剧烈的水解反应,产物之一为氯化氢气体。
(1)E中的试剂是饱和食盐水,戊是贮气装置,则F瓶中气体的实验室制法是_______(用方程式表示);
(2)B处反应管冷却水应从___________(填“a”或“b”)接口通入;
(3)装置乙和丁的作用是___________;
(4)恒压漏斗具有特殊的结构,主要目的是___________;
(5)写出二氯化砜(SO2Cl2)水解反应的方程式___________;
(6)SO2溶于水生成亚硫酸,亚硫酸的酸性强于次氯酸,选用下面的装置和药品探究亚硫酸与次氯酸的酸性性强弱
装置连接顺序为A、_____、_____、_____、D、F,其中装置C的作用是_____,通过__________________________现象即可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。
甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料。工业上利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2=-58kJ•mol-1
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3=+41kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:
则x=____________;
(2)若T℃时将6molCO2和8molH2充入2L密闭容器中发生反应②,测得H2的物质的量随时间变化关系如图中状态I(图中实线)所示。图中数据A(1,6)代表在1min时H2的物质的量是6mol。
①T℃时状态I条件下,0~3min内CH3OH的平均反应速率v=_______mol/(L·min),平衡常数K=_____;
②其他条件不变时,仅改变某一条件后测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅱ所示,则改变的条件可能是_____;
③其他条件不变,仅改变温度时,测得H2的物质的量随时间变化如图中状态Ⅲ所示,则状态Ⅲ对应的温度_______(填“>”、“<”或“=”)T℃;
④若状态Ⅱ的平衡常数为K2,状态Ⅲ的平衡常数为K3,则K2_______(填“>”、“<”或“=”)K3;
⑤一定温度下同,此反应在恒容容器中进行,能判断该反应达到化学平衡依据的是_______。
a.容器中压强不变
b.甲醇和水蒸汽的体积比保持不变
c.v正(H2)=3v逆CH3OH)
d.2个C=O断裂的同时有6个H—H断裂
铁及其化合物有重要用途,如聚合硫酸铁[Fe2(OH)n(SO4)3n/2]m是一种新型高效的水处理混凝剂,而高铁酸钾(其中铁的化合价为+6)是一种重要的杀菌消毒剂,某课题小组设计如下方案制备上述两种产品:
请回答下列问题:
(1)若A为H2O(g),写出反应方程式:_______________________________;
(2)若B为NaClO3与稀硫酸,写出其氧化Fe2+的离子方程式(还原产物为Cl-)___________________;
(3)若C为KNO3和KOH的混合物,写出其与Fe2O3加热共融制得高铁酸钾(K2FeO4)的化学方程式,并配平:
□Fe2O3+□KNO3+□KOH□_________+□KNO2+□__________
(4)为测定溶液Ⅰ中铁元素的总含量,实验操作如下:准确量取20.00mL溶液Ⅰ于带塞锥形瓶中,加入足量H2O2,调节pH<3,加热除去过量H2O2;加入过量KI充分反应后,再用0.1000mol・L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液20.00mL.
已知:
2Fe3++2I-═2Fe2++I2
I2+2S2O32-═2I-+S4O42-
①滴定选用的指示剂及滴定终点观察到的现象_______________________________;
②溶液Ⅰ中铁元素的总含量为____________g・L-1.若滴定前溶液中H2O2没有除尽,所测定的铁元素的含量将_________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。