(15分)双安妥明是一种降血脂药物,主要用于降低血液中胆固醇浓度,安全,副作用小,其结构简式为:
已知: I.
II.
双安妥明的合成路线如下:
已知:C的分子式为C4H8,且有支链;
I能发生银镜反应且1molI能与2mol氢气发生加反应;
K的结构具有对称性.
试回答下列问题:
(1)写出C与氯气在催化剂条件下反应后产物的名称: ;J的结构简式:
(2)反应②的条件是 反应③的类型是
(3)写出反应④的化学方程式为:
(4)与F互为同分异构体,且属于酯类的有机物有 种,并写出其中能发生银镜反应的有机物的结构简式: 、 。
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(15分)碳及其化合物有广泛的用途。
(1)在电化学中,常用碳作电极。在碱性锌锰干电池中,碳棒作 极。
(2)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.反应为:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g);△H=+131.3kJ•mol-1,则要制备标准状况下22.4升水煤气,转移的电子的物质的量为 ,需要吸收的热量为 kJ。
(3)工业上把水煤气中的混合气体经过处理后,获得的较纯H2用于合成氨:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.4kJ•mol-1。下图1是在两种不同实验条件下模拟化工生产进行实验所测得N2随时间变化示意图。
①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为: 。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高,其它条件相同,请在上图2中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
(4)Na2CO3可在降低温室气体排放中用作CO2的捕捉剂。1L0.2mol/L Na2CO3溶液吸收标准状况下2.24LCO2后,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
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硫元素可以形成多种物质如、SO2、SO32-、SO42-等。
(1)中S原子的轨道杂化类型是________,的空间构型是________。
(2)向[Cu(NH3)4]SO4溶液中通入SO2至微酸性,有白色沉淀生成。分析表明该沉淀中Cu、S、N的物质的量之比为1:1:1,经测定该沉淀的晶体里有一种三角锥型的阴离子和一种正四面体型的阳离子。
①[Cu(NH3)4]SO4中Cu2+的电子排布式为________。
②[Cu(NH3)4]SO4中存在的化学键类型有________(填序号)。
A.共价键 B.氢键 C.离子键 D.配位键 E.分子间作用力
③写出与SO42-互为等电子体的一种分子________。上述白色沉淀的化学式为________。
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从明矾[KAl(SO4)2·12H2O]制备Al、K2SO4和H2SO4的流程如下:
已知:明矾焙烧的化学方程式为:4[KAl(SO4)2·12H2O] + 3S=2K2SO4 + 2Al2O3 + 9SO2↑+ 48H2O
请回答下列问题:
(1)在焙烧明矾的反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为: 。
(2)步骤②中,为提高浸出率,可采取的措施有_____________。
A.粉碎固体混合物 B.降低温度 C.不断搅拌 D.缩短浸泡时间
(3)明矾焙烧完全后,从步骤②的滤液中得到K2SO4晶体的方法是 。
(4)步骤③电解的化学方程式是 ,电解池的电极是用碳素材料做成,电解过程中,阳极材料需要定期更换,原因是: 。
(5)以Al和NiO(OH)为电极,NaOH溶液为电解液组成一种新型电池,放电时NiO(OH)
转化为Ni(OH)2,则该电池的正极电极反应式是 。
(6)焙烧a吨明矾(摩尔质量为b g/mol),若SO2 的转化率为96%,可生产质量分数为98%的H2SO4质量为 吨(列出计算表达式)。
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(1)已知H-H 键能为436 kJ·mol-1,H-N键键能为391 kJ·mol-1,根据化学方程式: N2(g)+3 H2(g)=2NH3(g) ΔH=-92.4kJ·mol-1。则N≡N键的键能是
(2)事实证明,能设计成原电池的反应通常是放热反应,下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是__________________。
A.C(s) + H2O(g) = CO(g) + H2(g) △H > 0
B.2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H < 0
C.NaOH(aq) + HC1(aq) = NaC1(aq) + H2O(1) △H < 0
(3)以KOH溶液为电解质溶液,依据所选反应设计一个原电池,其正极的电极反应式__________。
(4)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。现将你设计的原电池通过导线与图中电解池相连,其中为 a电解液,X和Y均为惰性电极,则
① 若a为CuSO4溶液,则电解时的化学反应方程式为 。
②若电解含有0.04molCuSO4和0.04molNaCl的混合溶液400ml,当阳极产生的气体672 mL(标准状况下)时,溶液的pH=_______________(假设电解后溶液体积不变)。
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有a、b、c、d、f五种前四周期元素,原子序数依次增大,a、b、c三种元素的基态原子具有相同的能层和能级,第一电离能I1(a)<I1(c)<I1(b)且其中基态b原子的2p轨道处半充满状态,已知bc2+与ac2互为等电子体,d为周期表前四周期中电负性最小的元素,f的原子序数为29。请回答下列问题。(如需表示具体元素请用相应的元素符号)
(1)写出bc2+的电子式__________,基态f原子的核外电子排布式为___________。
(2)b的简单氢化物极易溶于c的简单氢化物,其主要原因是 。
(3)化合物甲由c、d两种元素组成,其晶胞如甲图,甲的化学式___________。
(4)化合物乙的部分结构如乙图,乙由a、b两元素组成,硬度超过金刚石。①乙的晶体类型为________________________,其硬度超过金刚石的原因是_________________________。
②乙的晶体中a、b两种元素原子的杂化方式均为___________________。
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最近,我国利用生产磷铵排放的废渣磷石膏制取硫酸并联产水泥的技术研究获得成功。具体生产流程如图:
回答下列问题:
(1)操作a的名称是___________,实验室中进行此操作的非玻璃仪器或用品有________________;在实验室中操作b的名称是______________________。
(2)装置a中生成两种酸式盐,它们的化学式分别是_______________。
(3)依题意猜测固体A中一定含有的物质的化学式是____________________(结晶水部分不写)。
(4)热交换器是实现冷热交换的装置。化学实验中也经常利用热交换来实现某种实验目的,气、液热交换时通常使用的仪器是________________________。
(5)制硫酸所产生的尾气除了含有N2、O2外,还含有SO2,微量的SO3和酸雾。能用于测定硫酸尾气中SO2含量的是___________________。
A.NaOH溶液、酚酞试液 B.KMnO4溶液、稀硫酸
C.碘水、淀粉溶液 D.氨水、酚酞试液
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(16分)某科研小组以难溶性钾长石(K2O·Al2O3·6SiO2)为原料,提取Al2O3、K2CO3等物质,工艺流程如下:
(1)煅烧过程中有如下反应发生:
①钾长石中的硅元素在CaCO3作用下转化为CaSiO3,写出SiO2转化为CaSiO3的化学方程式: 。
②钾长石中的钾元素和铝元素在Na2CO3作用下转化为可溶性的NaAlO2和KAlO2,写出Al2O3转化为NaAlO2的化学方程式: 。
(2)已知NaAlO2和KAlO2易发生如下水解反应:AlO2-+ 2H2OAl(OH)3+ OH-。“浸取”时应保持溶液呈________性(填“酸”或“碱”),“浸取”时不断搅拌的目的是_____ ____。
(3)“转化”时加入NaOH的主要作用是(用离子方程式表示)_____ ____。
(4)上述工艺中可以循环利用的主要物质是____ ____、_____ ___和水。
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(16分)香兰素()是食品添加剂的增香原料,其合成路线如下:
(1)写出A的结构简式 ,反应③的反应类型是______________。
(2)写出反应④的化学方程式_______________________________(不用注明条件)。
(3)1 mol香兰素在一定条件下与H2发生反应,最多消耗H2_________mol。
(4)D与香兰素互为同分异构体,能与NaHCO3溶液反应放出气体,遇FeCl3溶液显紫色,且苯环上的一氯取代物只有2种,请写出D的结构简式____ __ ___。
(5)香兰素的另一种同分异构体结构简式为,在一定条件下可以合成聚酯高分子,写出该聚酯高分子的结构简式_____ _____。
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(16分)随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%,CO2的排放量也要大幅减少。
Ⅰ.处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。
①CH4(g) + 4NO2(g) = 4NO(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H1=-574kJ·mol-1
②CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H2
③CH4(g) + 2NO2 (g) = N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H3=-867kJ·mol-1
则△H2 = 。
Ⅱ.化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO2是大气中SO2的主要来源。
(1)将煤转化为水煤气是将煤转化为洁净燃料的方法之一,反应为C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)
①该反应的化学平衡常数表达式为:K= 。
②800℃时,将1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容积为1L的容器中,发生反应: CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),一定时间后达到平衡时,测得容器中CO2浓度为0.5mol·L-1,则CO的转化率为_________,800℃时该反应的平衡常数为_________。
(2)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
①用离子方程式表示反应器中发生的反应_______________________________________。
②用化学平衡移动的原理分析,在 HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是: ___________。
Ⅲ.以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4通过反应CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g)直接转化成乙酸。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率
如图所示。由下图可以得出的结论是(写两条):_____________________、___________________。
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