合金是建筑航空母舰的主体材料。
(1)航母升降机可由铝合金制造。
①铝元素在周期表中的位置是________________,工业炼铝的原料由铝土矿提取而得,提取过程中通入的气体为______________。
②Al—Mg合金焊接前用NaOH溶液处理Al2O3膜,其化学方程式为____________________。焊接过程中使用的保护气为__________________(填化学式)。
(2)航母舰体材料为合金钢。
①舰体在海水中发生的电化学腐蚀主要为_______________腐蚀。
②航母用钢可由低硅生铁冶炼而成,则在炼铁过程中为降低硅含量需加入的物质为 。
(3)航母螺旋桨主要用铜合金制造。
①80.0 g Cu—Al合金用酸完全溶解后,加入过量氨水,过滤得到白色沉淀39.0 g,则合金中Cu的质量分数为___________________。
②为分析某铜合金的成分,用酸将其完全溶解后,用NaOH溶液调节pH,当pH=3.4时开始出现沉淀,分别在pH为7.0、8.0时过滤沉淀。结合下图信息推断该合金中除铜外一定含有______________。
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如图是以C7H8为原料合成某聚酰胺类物质(C7H5NO)n的流程图。
已知:Ⅰ.当苯环上已经有了一个取代基时,新引进的取代基因受原取代基的影响而取代其邻、对或间位的氢原子。使新取代基进入它的邻、对位的取代基有—CH3、—NH2等;使新取代基进入它的间位的取代基有—COOH、—NO2等;
Ⅱ.RCHCHR′ RCHO+R′—CHO;
Ⅲ.氨基(—NH2)易被氧化;硝基(—NO2)可被Fe和盐酸还原成氨基(—NH2)。
回答下列问题:
(1)X、Y各是下列选项中的某一项,其中X为________(填序号)。
A.Fe和盐酸 B.酸性KMnO4溶液
C.NaOH溶液
(2)已知B和F互为同分异构体,写出物质F的结构简式__________________。
(3)分别写出D、E中的含氧官能团的名称________、________。
(4)对物质C的下列说法中,正确的是________(填序号)。
A.能发生酯化反应 B.能与溴水发生加成反应
C.只能和碱反应,不能和酸反应
(5)写出反应⑦的化学方程式,并注明反应类型。
________________________________________________。
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已知:当羟基与双键碳原子相连接时,易发生如下转化:化学式为C11H10O4的有机物A有如下的转化关系
其中F为苯的二元对位取代物,分子中含有羟基、羧基及碳碳双键,存在顺反异构现象,J分子中有三十六元环状结构,其中一个六元环含有两个酯基。试回答:
(1)写出有机物结构简式:I:____________,J:________
(2)指出F→G的反应类型:
(3)写出A→E+D 的化学反应方程式:________
(4)写出G与NaOH溶液共热的化学反应方程式:________
(5)F的同分异构体F1也为苯的二元对位取代物,且与F具有相同的官能团,但其不存在顺反异构现象,则F1的结构简式为。
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【选修2:化学与技术】(13分)氯碱工业是最基本的化学工业之一,离子膜电解法为目前普遍使用的生产方法,其生产流程如下图所示:
(1)该流程中可以循环的物质是 。
(2)电解法制碱的主要原料是饱和食盐水,由于粗盐水中含有Ca2+、Mg2+、SO42-等无机杂质,所以在进入电解槽前需要进行两次精制,写出一次精制中发生的离子方程式 ,若食盐水不经过二次精制就直接进入离子膜电解槽会产生什么后果 。
(3)上图是工业上电解饱和食盐水的离子交换膜电解槽示意图(阳极用金属钛网制成,阴极由碳钢网制成)。则B处产生的气体是 ,E电极的名称是 。
(4)从阳极槽出来的淡盐水中,往往含有少量的溶解氯,需要加入8%~9%的亚硫酸钠溶液将其彻底除去,该反应的离子方程式为 。
(5)已知在电解槽中,每小时通过1安培的直流电可以产生1.492g的烧碱,某工厂用300个电解槽串联生产8小时,制得30%的烧碱溶液(密度为1.342吨/m3)113m3,电解槽的电流强度1.45 ×104A,该电解槽的电解效率为 。
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(15分)运用化学反应原理研究氮、硫等单质及其化合物的反应有重要意义。
(1)硫酸生产过程中2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),平衡混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图所示,根据下图回答下列问题:
①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的△H______0(填“>”或“<”)。
②一定条件下,将SO2与O2以体积比2:1置于一体积不变的密闭容器中发生以上反应,能说明该反应已达到平衡的是___________(填字母编号)。
a.体系的密度不发生变化
b.SO2与SO3的体积比保持不变
c.体系中硫元素的质量百分含量不再变化
d.单位时间内转移4 mol 电子,同时消耗2 mol SO3
e.容器内的气体分子总数不再变化
(2)一定的条件下,合成氨反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。图1表示在此反应过程中的能量的变化,图2表示在2L的密闭容器中反应时N2的物质的量随时间的变化曲线。图3表示在其他条件不变的情况下,改变起始物氢气的物质的量对此反应平衡的影响。
①该反应的平衡常数表达式为 ,升高温度,平衡常数 (填“增大”或“减小”或“不变”)。
②由图2信息,计算0~10min内该反应的平均速率v(H2)= ,从11min起其它条件不变,压缩容器的体积为1L,则n(N2)的变化曲线为 (填“a”或“b”或“c”或“d”)。
③图3 a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物N2的转化率最高的是 点,温度T1 T2(填“>”或“=”或“<”)
(3)若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应,所得溶液呈 性,所得溶液中c(H+)- c(OH-)= (填写表达式)(已知:H2SO3:Ka1=1.7×10-2,Ka2=6.0×10-8,NH3·H2O:Kb=1.8×10-5)。
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[化学-选修5:有机化学基础](14分)
有机物A为烃类化合物,质谱图表明其相对分子质量为70,其相关反应如下图所示,其中B、D、E的结构中均含有2个—CH3,且它们的核磁共振氢谱中均出现4个峰。
请回答:
(1)B中所含官能团的名称为 ; D的分子式为 ;
(2)Ⅲ的反应类型为 (填字母序号);
a.还原反应 b.加成反应 c.氧化反应 d.消去反应
(3)写出下列反应的化学方程式:
a.反应Ⅰ: ;
b.A在催化剂条件下,反应生成高聚物: ;
(4)A分子中最多有 个原子共平面,A的同分异构体中有一对互为顺反异构的链状有机物,且结构中含有2个—CH3,它们的结构简式为 和 ;
(5)E的一种同分异构体能发生银镜反应,能与足量金属钠生成氢气,不能发生消去反应,其结构简式为 。
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化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。请回答下列问题:
(1)已知C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),则该反应的平衡常数表达式为。
(2)已知在一定温度下,
C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H1
CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) △H2
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) △H3
则△H1、△H2、△H3之间的关系是:________。
(3)通过研究不同温度下平衡常数可以解决某些实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应时,会发生如下反应: CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如表所示。
温度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常数K | 9.94 | 9 | 1 |
则该反应的正反应方向是________反应(填“吸热”或“放热”),在500℃时,若设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,则CO的平衡转化率为________。
(4)从氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。对反应N2O4(g) 2NO2(g) △H>0在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是________:
A.A、C两点的反应速率:A>C
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C
D.由状态A到状态B,可以用加热的方法
E.A、C两点的化学平衡常数:A=C
(5)工业上用Na2SO3吸收尾气中的SO2,再用下图装置电解(惰性电极)NaHSO3制取H2SO4(阴离子交换膜只永许阴离子通过),阳极电极反应式为:________,阳极区逸出气体的成分为________(填化学式)。
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有机物F是合成一种新型降压药替米沙坦的中间体,可由下图所示的路线合成:
⑴B的结构简式为:__________。
(2)反应①~⑤中,属于取代反应的是_________; A→B的反应类型_________。
(3)C→D的化学方程式为 。
浓H2SO4的作用是_________;使用过量CH3OH的作用是________。
(4)E的同分异构体苯丙氨酸经聚合反应形成的高聚物是_________(写结构简式)。
(5)满足下列条件的B的所有同分异构体有________种,写出其中苯环上只有一个取代基的结构简式:________。
①含苯环;②含酯基;③能与新制氢氧化铜悬浊液反应生成红色沉淀。
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(1)CH3+ 、-CH3(甲基)、CH3-都是重要的有机反应中间体,有关它们的说法正确的是
A.它们均由甲烷去掉一个氢原子所得
B.它们互为等电子体,碳原子均采取sp2杂化
C.CH3-与NH3、H2O+互为等电子体,几何构型均为三角锥形
D.CH3+中的碳原子采取sp2杂化,所有原子均共面
E.两个-CH3(甲基)或一个CH3+和一个CH3-结合均可得到CH3CH3
(2)锌是一种重要的金属,锌及其化合物有着广泛的应用。
①锌在元素周期表中的位置是:_________。
②葡萄糖酸锌[CH2OH(CHOH)4COO]2Zn是目前市场上流行的补锌剂。写出Zn2+基态电子排布式 ,葡萄糖分子[CH2OH(CHOH)4CHO]中碳原子杂化方式有________。
③Zn2+能与NH3形成配离子[Zn(NH3)4]2+。配位体NH3分子属于________(填“极性分子”或“非极性分子”);在〔Zn(NH3)4]2+中,Zn2+位于正四面体中心,N位于正四面体的顶点,试在左下图中表示出[Zn(NH3)4]2+中Zn2+与N之间的化学键。
④右上图示锌与某非金属元素X形成的化合物晶胞,其中Zn和X通过共价键结合,该化合物的Zn与X的原子个数之比为________。
⑤在④的晶胞(右上图)中,如果只考查X的排列方式,则X的堆积方式属于金属晶体堆积方式中的___ 堆积;设该晶胞中Zn的半径为r1 cm,其相对原子质量为M1,X的半径为r2cm,其相对原子质量为M2,则该晶体的密度为_________g/cm3 (写出含有字母的表达式)。
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甲醇是一种很好的燃料,工业上用CH4和H2O 为原料,通过反应I和Ⅱ来制备甲醇。
⑴将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O(g)通人反应室(容积为100L),在一定条件下发生反应:
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)……I。CH4的转化率与温度、压强的关系如右图所示。
①已知100℃时达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为________。
②图中的P1_________P2(填“<”、“>”或“=”),100℃时平衡常数为________。
③该反应的△H________0(填“<”、“>”或“=”)。
(2)在一定条件下,将a mol CO与3a mol H2的混合气体在催化剂作用下能自发反应生成甲醇: CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0 ……Ⅱ
④若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
A.升高温度 B.将CH3OH(g)从体系中分离
C.充人He,使体系总压强增大 D.再充人lmol CO和3 mol H2
⑤为了寻找合成甲醇的温度和压强的适宜条件,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
A.下表中剩余的实验条件数据: a=_________;b=_。
实验编号 | T(℃) | n(CO)/n(H2) | P(Mpa) |
1 | 150 | 1/3 | 0.1 |
2 | a | 1/3 | 5 |
3 | 350 | b | 5 |
B.根据反应Ⅱ的特点,右下图是在压强分别为0.1 MPa和5MPa下CO的转化率随温度变化的曲线图,请指明图中的压强Px = ________Mpa。
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