化合物M()是一种能有效抑制新型冠状病毒复制的药物中间体。实验室以芳香化合物A为原料制备M的一种合成路线如图所示:
已知:①R1NR2(R1、R2表示氢原子或烃基)
②NR1R2
请回答:
(1)A的化学名称为______________;B的结构简式为______________;D中含氧官能团的名称为______________。
(2)F→G的化学方程式为______________。
(3)由E和G生成H的反应类型为______________;吡啶是一种有机碱,该反应中加入吡啶的作用为______________。
(4)碳原子上连有4个不同的原子或基团时,该碳原子称为手性碳原子。M中含有手性碳原子的数目为______________。
(5)C的同分异构体中,属于芳香族化合物且核磁共振氢谱中有4组峰的结构简式为______________(任写2种即可)。
(6)写出用乙醇和乙胺(CH3CH2NH2)为原料制备化合物NH的合成路线______________(其他无机试剂任选)。
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铜是人类知道最早的金属之一,也是广泛使用的第一种金属。回答下列问题:
(1)镍白铜(铜镍合金)可用于制作仿银饰品。第二电离能I2(Cu)______________Ⅰ2(Ni)(填“>"或 “<”),其原因为______________。
(2)向[Cu(NH3)2]Cl溶液中通入乙炔(C2H2)气体,可生成红棕色沉淀Cu2C2。
①C2H2分子中键与键的数目之比为______________;碳原子的杂化方式为______________。
②写出与Cu2C2中阴离子C22-互为等电子体的一种分子和一种离子______________。
(3)乙二胺(H2N-CH2CH2-NH2)易与Cu2+形成络合物用于Cu2+的定量测定。
①形成的络合物中提供孤对电子的原子为______________(填元素符号)。
②乙二胺中所含元素的电负性由大到小的顺序为______________;乙二胺在水中溶解度较大的原因为______________。
(4)铜与氧构成的某种化合物的立方晶胞如图a所示,图b是沿晶胞对角面取得的截图,晶胞中所有原子均在对角面上。氧原子的配位数为______________,若Cu原子之间最短距离为dpm,阿伏加德罗常数的值为NA,该晶体的密度为______________g·cm-3(列出计算式即可)。
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羰基硫(COS)广泛存在于煤、石油和天然气为原料的化工生产中,不经处理直接排放会引起大气污染,石油化工中产生的羰基硫可通过以下方法脱除。
Ⅰ.干法脱除:在催化剂存在下,COS和H2可发生两个平行反应:
i. COS(g)+H2(g)H2S(g)+CO(g)△H1=-17kJ/mol
ii. COS(g)+4H2(g)H2S(g)+CH4(g)+H2O(g) △H2
(1)已知:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)△H=+206kJ/mol,则△H2=______________。
(2)T1℃时,向10L恒容密闭容器中充人1molCOS和4molH2,发生反应i和ii。5min时达到平衡,测得体系压强减少了20%,CO的体积分数为10%且其平衡分压为P1。
①0-5min内,v(COS)=______________。
②反应i的平衡常数K=______________。
③若在起始温度为T1℃的绝热容器中重复上述实验,H2的平衡分压P2______________P1(填“>”“=”或“<”),理由为______________。
Ⅱ.湿法脱除:原理为COS+4OH-=S2-+CO32-+2H2O。温度为293K时,将COS以固定流速匀速通入一定浓度的NaOH溶液中,测得体系内c(S2-)随时间(t)的变化如图所示:
(3)由图可知,增大NaOH溶液的初始浓度,COS的吸收速率______________(填“增大”“减小”或“不变”),判断依据为______________。
(4)在上述反应体系中同时加入少量溴水,也能吸收COS并得到澄清溶液,发生反应的化学方程式为______________。
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废旧印刷电路板中铜元素含量较高,为充分利用资源,变废为宝实验小组探究利用废旧印刷电路板来制备胆矾,具体流程如图所示:
请回答:
(1)“溶解”过程中,为选择合适的溶解试剂,查阅资料后,小组同学设计如下实验。
实验编号 | 铜片质量/g | 试剂及用量 | 现象 |
1号 | 0.5 | 30%H2O250mL、蒸馏水8mL | 10h后,溶液变为浅蓝色,铜片表面附着蓝色沉淀 |
2号 | 0.5 | 30%H2O250mL、5mol·L-1H2SO48mL | 开始铜片表面有气泡生成(先慢后快,40min后,溶液蓝色明显铜片表面光亮 |
3号 | 0.5 | 30%H2O250mL、5mol·L-1氨水8mL | 立即产生大量气泡溶液为深蓝色,铜片表面附着少量蓝色沉淀 |
注:深蓝色溶液为铜氨溶液。
①1号实验中发生反应的化学方程式为______________。
②实验室检验2号实验中产生气体的操作和现象为______________。
③与2号实验相比,3号实验的优点是生成了铜氨配合物,加快了反应速率;其不足之处为______________。
④为弥补3号实验的不足,该小组继续进行改进,设计了4号实验(见下表,并得到了预期的实验现象。
实验编号 | 铜片质量/g | 试剂及用量 | 现象 |
4号 | 0.5 | 30%H2O250mL5mol·L-1氨水8mL和适量试剂X | 立即产生大量气泡,溶液为深蓝色,铜片表面仍光亮 |
则4号实验中,试剂x应为______________。
(2)“转化”时铜氨溶液中的Cu(NH3)42+与有机物RH发生反应的离子方程式为______________。“反萃取”过程中,所加试剂Y的化学式为______________。
(3)“系列操作”具体指______________(填选项字母)。
A.蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥
B.蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜后停止加热,冷却、过滤、洗涤、干燥
C.蒸发浓缩至大量晶体析出后停止加热,冷却、过滤、洗涤、干燥
(4)为测定铜氨溶液中铜元素的含量,可采用如下方法:
i.移取500mL铜氨溶液于锥形瓶中,滴加稀H2SO4,调节溶液的pH为3-4
ⅱ.加入适当过量的KI溶液,并加入3mL0.5%淀粉溶液();
ⅲ.用0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准液体积为5.80mL(I2+2S2O32-=2I-+S4O262-)。
①iii中滴定至终点时,溶液的颜色变化为______________。
②该铜氨溶液中铜元素的含量为______________g·mL-1(保留两位有效数字)。
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原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W、M可形成a、b两种化合物(如图),a为磁共振氢谱中常用的参照物,b为有机合成中的一种还原剂。下列说法错误的是
A.原子半径:W>M>Z
B.元素非金属性:Z>M
C.W的最高价氧化物的水化物具有两性
D.常温常压下X与Z形成的化合物为气态
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25℃时,向10.00mL0.1000mol·L-1H2SO4溶液中滴加相同物质的量浓度的氨水,测得混合溶液中-lgc(OH-)随滴加氨水体积的变化如图所示,下列说法错误的是
A.水的电离程度:b>c>a
B.Kh(NH4+)的数量级为10-10
C.c点满足c(SO42-)>c(NH4+)>c(H+)=c(OH-)
D.d点满足c(NH4+)+2c(H+)=c(NH3H2O)+2c(OH-)
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有机物F为重要的有机原料中间体,合成F的路线如图:
已知:I.烃A的相对分子量为42;
II.R-CH=CH2R-CHO+HCHO:
III.R-Cl+2Na+Cl-R'→R-R'+2NaCl
IV.已知C=C-OH不稳定,原子会发生重排,例:
回答下列问题:
(1)有机物B的名称是___。
(2)E的结构简式是___。
(3)反应①的反应类型为___;反应③所需的试剂和条件为___。
(4)反应②的化学方程式为___。
(5)与NaOH反应的化学方程式为___。
(6)有机物的同分异构体有多种,其中属于二元羧酸的同分异构体有___种(不含立体异构)写出其中核磁共振氢谱显示只有3组峰的同分异构体的结构简式:___。
(7)请写出用溴苯为原料制备己二酸(HOOCCH2CH2CH2CH2COOH)的合成路线___(无机试剂任选)。
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铜是人类最早使用的金属之一。也是中学中常见的过镀金属元素。铜是与人类关系非常密切的有色金属。被广泛地作力导线应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域在中国有色金属材料的消费中仅次于铝。回答下列问题:
(1)基态Cu+原子核外电子排式为___。
(2)CuCl晶体的晶格能可通过如图的Born-Haber循环计算得到:
铜原子的第一电离能为___kJ•mol-1;Cl-Cl键键能为___kJ•mol-1;CuCl的晶格能为___kJ•mol-1。
(3)铜盐属于重金属盐,铜盐中毒可用青霉胺解毒,解毒原理如下:Cu2+能与青霉胺成环状络合物,该环状络合物无毒、易溶于水,可经尿液排出。
①青霉胺分子中S原子的轨道杂化类型为___;
②硫化氢与氨气键角的大小:H2S___NH3(填“>”或“<”)。
③第二周期元素中,第一电离能大于N的元素有___(用元素符号表示)。
④该环状络合物无毒、易溶于水,可经尿液排出,请解释该化合物易溶于水的主要原因:___。
(4)某含铜的离子化合物M由Cs、Cu、Cl三种元素构成,M属于立方体晶系的离子晶体,其结构如图所示。试回答下列问题:
①离子化合物M的化学式为___;
②已知Cs和Cl两元素离子的半径大小相近,该晶体中两种离子联合组成何种形式的密堆积___;
③若晶胞参数为anm,则这种晶体密度为___g•cm-3(用含a、和NA的式子表示)。
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汽车尾气污染是由汽车排放的废气造成的环境污染。主要污染物为一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物等,对人类和动、植物危害甚大。解决汽车尾气问题的主要方法是研究高效催化剂促使尾气中的一氧化碳和氮氧化物反应,转化成无污染的氮气和二氧化碳。
回答下列问题:
(1)在Co+的催化作用下,CO(g)还原N2O(g)的反应历程和能量变化如图所示(逸出后物质认为状态下发生变化,在图中略去)。已知总反应的化学方程式为:CO(g)+N2O(g)CO2(g)+N2(g)。
该反应分两步进行:
第一步:Co+(s)+N2O(g)CoO+(s)+N2(g) △H1=+15.9kJ•mol-1;
笫二步:___;△H2=___;
①填写第二步反应的热化学方程式,并根据反应历程图计算△H2的数值。
②该反应的最高能垒(活化能)为___。
(2)500℃条件下,在容积均为2L的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,发生上述反应,测得相关数据如下表:
容器 | 反应物投入的量 | 平衡时 n(N2/mol) | 达到平衡所需时间/min | 平衡时能量变化/kJ |
甲 | 1molCO和1molN2O | n1 | t1 | 放热Q1 |
乙 | 2molCO和2molN2O | n2 | t2 | 放热Q2 |
丙 | 2molCO2和2molN2 | n3 | t3 | 吸热Q3 |
①Q1+___358.6(填“>”“=”或“<”下同,t1___t2;
②500℃条件下,乙和丙两容器,气体混合物中N2O的物质的量分数x(N2O)与反应时间t的关系如下表:
t/s | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 120 | |
乙 | x(N2O) | 0.5 | 0.32 | 0.20 | 0.12 | 0.088 | 0.07 |
丙 | x(N2O) | 0 | 0.030 | 0.048 | 0.059 | 0.065 | 0.07 |
根据上述实验结果,计算出乙容器中0~20s时间内的化学反应速率v(CO)=___;该反应的平衡常数K数值为:___;(保留3位有效数字)
③请推测并在图中画出甲容器中x(N2O)随时间变化的关系图象,标出恰好达到平衡时刻点的位置___。
(3)若将CO(g)还原N2O(g)的反应设计成如图的原电池装置,则该电池正极的电极反应式为___。
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从镍钼矿渣(主要含有MoO3、NiO、MgO和Fe2O3)中提取元素,其主要工业流程如图:
已知:①MoO3难溶于水,可溶于强碱溶液。
②Fe2O3、MgO不溶于NH4Cl—氨水混合液,NiO可溶于NH4Cl—氨水混合液生成[Ni(NH3)6]2+。
③已知部分金属离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表:
pH(开始沉淀) | pH(完全沉淀) | |
Fe3+ | 1.52 | 3.18 |
Mg2+ | 8.10 | 9.43 |
请回答下列问题:
(1)“碱浸”时应先将镍钼矿渣粉碎,再与NaOH在80℃下反应2小时,该操作的目的为___。
(2)“碱浸”时,MoO3发生反应的离子方程式为___。
(3)“氨溶解”的目的为___,“氨溶解”过程中反应条件的选择性实验数据如图所示,“氨溶解”过程中需要控制温度在50~70℃之间,温度过高或过低都会导致产品的产量降低,请解释原因___。
(4)简述利用“滤渣I”制备纯净的铁红的方法:___。
(5)“一次沉镍”时加入H2S的目的是将镍元素转化为NiS沉淀,对应的离子方程式为___。
(6)“氧化”时发生反应的氧化剂与还原剂的物质的量之比为___。
(7)“二次沉镍”时,发生反应的离子方程式为___。
(8)已知:某温度时,Ksp(NiC2O4)=4.0×10-10,Ksp(NiCO3)=1.60×10-8。此温度下,将碳酸镍固体投入到1L一定浓度的Na2C2O4溶液中,若要一次性恰好将1molNiCO3完全转化成NiC2O4,则所需Na2C2O4溶液的浓度c(Na2C2O4)=___(忽略溶液体积的变化)。
高三化学工业流程困难题查看答案及解析