Aspernigerin对癌细胞具有较强的抑制作用,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)物质B中官能团的名称为________。
(2)反应③的无机产物为________。
(3)④的反应类型是________。
(4)写出同时满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式________
①能使溴水褪色 ②苯环上有两个取代基
③苯环上的一氯代物有两种 ④分子中有5种不同化学环境的氢
(5)以CH3CH2OH和为原料,写出制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图例如下:
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新的研究表明二甲醚(DME)是符合中国能源结构特点的优良车用替代燃料,二甲醚催化重整制氢的反应过程,主要包括以下几个反应(以下数据为25℃、1.01×105Pa测定):
①CH3OCH3(g) + H2O(l) 2 CH3OH(l) △H=+24.52kJ/mol
②CH3OH(l) + H2O(l) CO2(g) + 3H2(g) △H=+49.01kJ/mol
③CO(g) + H2O(l) CO2(g) + H2(g) △H=-41.17kJ/mol
④CH3OH(l) CO (g) + 2H2(g) △H=+90. 1kJ/mol
请回答下列问题:
(1)写出用二甲醚制H2同时全部转化为CO2时反应的热化学方程式 。
(2)200℃时反应③的平衡常数表达式K= 。
(3)在一常温恒容的密闭容器中,放入一定量的甲醇如④式建立平衡,以下可以作为该反应达到平衡状态的判断依据为_______。
A.容器内气体密度保持不变 B.气体的平均相对分子质量保持不变
C.CO的体积分数保持不变 D.CO与H2的物质的量之比保持1:2不变
(4)工业生产中测得不同温度下各组分体积分数及二甲醚转化率的关系如下图所示,
①你认为反应控制的最佳温度应为___________。
A.300~350℃ B.350~400℃
C.400~450℃ D.450~500℃
②在温度达到400℃以后,二甲醚与CO2以几乎相同的变化趋势明显降低,而CO、H2体积分数也以几乎相同的变化趋势升高,分析可能的原因是__________(用相应的化学方程式表示)。
(5)某一体积固定的密闭容器中进行反应②,200℃时达平衡。请在下图补充画出:t1时刻升温,在t1与t2之间某时刻达到平衡;t2时刻添加催化剂,CO2的百分含量随时间变化图像。
(6)一定条件下,如图示装置可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物),则阴极的电极反应式为 。
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【化学——选修3:物质结构与性质】
物质的结构决定物质的性质。请回答下列涉及物质结构和性质的问题:
(1)第二周期中,元素的第一电离能处于B与N之间的元素有_________种。
(2)某元素位于第四周期Ⅷ族,其基态原子的未成对电子数与基态碳原子的未成对电子数相同,则其基态原子的价层电子排布式为_________________。
(3)乙烯酮(CH2=C=O)是一种重要的有机中间体,可用CH3COOH在(C2H5O)3P=O存在下加热脱H2O得到。乙烯酮分子中碳原子杂化轨道类型是_____________,1mol(C2H5O)3P=O分子中含有的σ键的数目为__________________。
(4)已知固态NH3、H2O、HF的氢键键能和结构如下:
解释H2O、HF、NH3沸点依次降低的原因___________________。
(5)碳化硅的结构与金刚石类似,其硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能。碳化硅晶胞结构中每个碳原子周围与其距离最近的硅原子有___________个,与碳原子等距离最近的碳原子有__________个。已知碳化硅晶胞边长为apm,则晶胞图中1号硅原子和2号碳原子之间的距离为________pm,碳化硅的密度为__________g/cm3。
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(14分)一定温度下,在恒容密闭容器中充入2molNO2与1molO2发生反应如下:
4NO2(g)+O2(g) 2N2O5(g)
(1)已知平衡常数K350℃<K300℃,则该反应是_________反应(填“吸热”或“放热”);常温下,该反应能逆向自发进行,原因是_______________________________________。
(2)下列有关该反应的说法正确的是___________。
A.扩大容器体积,平衡向逆反应方向移动,混合气体颜色变深
B.恒温恒容下,再充入2molNO2和1molO2,再次达到平衡时NO2转化率增大
C.恒温恒容下,当容器内的密度不再改变,则反应达到平衡状态
D.若该反应的平衡常数增大,则一定是降低了温度
(3)氮的化合物种类较多,如NH3、NO、NO2、HNO3、硝酸盐等。
①亚硝酸是一种弱酸,能证明亚硝酸是弱电解质的是__________。
A.常温下,亚硝酸钠溶液的pH>7
B.亚硝酸能和NaOH发生中和反应
C.用亚硝 酸 溶液做导电性实验,灯泡很暗
D.常温下,将pH=3的亚硝酸溶液稀释10倍 ,pH<4
②根据酸碱质子理论,凡是能给出质子的分子或离子都是酸,凡是能结合质子的分子或离子都是碱。按照这个理论,下列微粒属于两性物质的是___________。
a.H2O
b.NO2-
c.H2NCH2COOH
d.H2PO4-
e.H2S
③氮同主族磷元素形成的Na2HPO4溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2溶液,溶液则显酸性,其原因是___________________________________________(用离子方程式表示)。
(4)X、Y、Z、W分别是HNO3、NH4NO3、NaOH、NaNO2四种强电解质中的一种。下表是常温下浓度均为0.01 mol·L-1的X、Y、Z、W溶液的pH。
将X、Y、Z各1mol·L-1同时溶于水中制得混合溶液,则混合溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为 ________________________________________________。
(5)N2O5是一种新型绿色硝化剂,其制备可以用硼氢化钠燃料电池作电源,采用电解法制备得到N2O5,工作原理如图。则硼氢化钠燃料电池的负极反应式为 。
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(16分)X、Y、Z、J、Q五种短周期主族元素,原子序数依次增大,元素Z在地壳中含量最高,J元素的焰色反应呈黄色,Q的最外层电子数与其电子总数比为3:8,X能与J形成离子化合物,且J+的半径大于X—的半径,Y的氧化物是形成酸雨的主要物质之一。请回答:
(1)Q元素在周期表中的位置_______________________;
(2)这五种元素原子半径从大到小的顺序为_________________________________(填元素符号)。
(3)元素的非金属性Z____Q(填“>”或“<”),下列各项中,不能说明这一结论的事实有____(填序号)
A.Q的氢化物的水溶液放置在空气中会变浑浊
B.Z与Q之间形成的化合物中元素的化合价
C.Z和Q的单质的状态
D.Z和Q在周期表中的位置
(4)Q的氢化物与Z的氢化物反应的化学方程式为____________________________________。
(5)X与Y可形成分子A,也可形成阳离子B,A、B在水溶液中酸、碱性恰好相反,写出A的电子式_______________;B的水溶液不呈中性的原因____________________________(用离子方程式表示)。
(6)液态A类似X2Z,也能微弱电离且产生电子数相同的两种离子,则液态A的电离方程式为_______;
(7)若使A按下列途径完全转化为F:
①F的化学式为_________;
②参加反应的A与整个过程中消耗D的物质的量之比为_________。
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醋酸由于成本较低,在生产中被广泛应用。
(1)写出醋酸在水溶液中的电离方程式 。若某温度下,CH3COOH(aq)与NaOH(aq)反应的△H= - 46.8kJ·mol-1,HCl(aq)与NaOH(aq)反应的△H= - 55.6 kJ·mol-1,则CH3COOH在水溶液中电离的△H= kJ·mol-1。
(2)某温度下,实验测得0.1mol·L-1醋酸电离度约为1.5%,则该温度下0.1mol·L-1CH3COOH的电离平衡常数K=________(列出计算式,已知电离度)
(3)近年来化学家研究开发出用乙烯和乙酸为原料、杂多酸作催化剂合成乙酸乙酯的新工艺,不必生产乙醇或乙醛做中间体,使产品成本降低,具有明显经济优势。其合成的基本反应如下:
下列描述能说明乙烯与乙酸合成乙酸乙酯的反应已达化学平衡的是 。
A.乙烯、乙酸、乙酸乙酯的浓度相同
B.酯化合成反应的速率与酯分解反应的速率相等
C.乙烯断开1mol碳碳双键的同时乙酸恰好消耗1mol
D.体系中乙烯的百分含量一定
(4)在n(乙烯)与n(乙酸)物料比为1的条件下,某研究小组在不同压强下进行了在相同时间点乙酸乙酯的产率随温度的变化的测定实验,实验结果如图所示。回答下列问题:
温度在60~80℃范围内,乙烯与乙酸酯化合成反应速率由大到小的顺序是 [用(P1)、(P2)、(P3)分别表示不同压强下的反应速率],分析其原因为 。
②压强为P1MPa、温度60℃时,若乙酸乙酯的产率为30℅,则此时乙烯的转化率为 。
③在压强为P1MPa、温度超过80℃时,乙酸乙酯产率下降的原因可能是_________。
④根据测定实验结果分析,较适宜的生产条件是 (填出合适的压强和温度)。为提高乙酸乙酯的合成速率和产率,可以采取的措施有 (任写出一条)。
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工业上用硫铁矿石(主要成分FeS2)在沸腾炉中焙烧,经过一系列反应,得到硫酸,焙烧后的矿渣用于炼铁。其转化过程如下图所示(部分条件、反应物和产物已略去):
请回答下列问题:
(1)在上面转化过程中,硫元素被氧化的反应是________(填反应编号)。
(2)写出反应②中炼铁的化学方程式_____________。若用1000t含杂质28%的矿渣炼铁,理论上可得到含铁96%的生铁质量为_____________ t.
(3)写出反应①的化学方程式 ,若有12.0g FeS2参加反应,则发生转移的电子数为 。
(4)烟气中SO2的排放会造成酸雨,工业上常用Na2SO3溶液来吸收SO2以减少对环境的危害。
①常温下,将SO2通入一定体积的1.0mol·L-1Na2SO3溶液中,溶液pH不断减小。当溶液pH约为6时,吸收SO2的能力显著下降,此时溶液中c(SO32-)的浓度是0.2mol·L-1,则溶液中c(HSO3-)是 mol·L-1。用化学平衡原理解释此时溶液显酸性的原因 。
②向①中pH约为6时的吸收液中通入足量O2充分反应。取反应后溶液10mL与10mLBaCl2溶液混合,欲使混合时能生成沉淀,所用BaCl2溶液的浓度不得低于 mol·L-1。[已知25℃时,Ksp(BaSO3)=5.48×10-7 , Ksp(BaSO4)= 1.08×10-10]
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(13分)废弃物的综合利用既有利于节约资源,又有利于保护环境。实验室利用废旧黄铜(Cu、Zn合金,含少量杂质Fe)制备胆矾晶体(CuSO4·5H2O)及副产物ZnO。制备流程图如下:
已知:Zn及化合物的性质与Al及化合物的性质相似,pH>11时Zn(OH)2能溶于NaOH溶液生成[Zn(OH)4]2-。下表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为1.0mol/L计算)。
Fe3+ | Fe2+ | Zn2+ | |
开始沉淀的pH | 1.1 | 5.8 | 5.9 |
沉淀完全的pH | 3.0 | 8.8 | 8.9 |
请回答下列问题:
(1)加入ZnO调节pH=a的目的是___________________,a的范围是 。
(2)由不溶物E生成溶液D的化学方程式为______________________________。
(3)滤液A中加入H2O2反应的离子方程式为 。
(4)由溶液D制胆矾晶体包含的主要操作步骤是 。
(5)下列试剂可作为Y试剂的是______。
A.ZnO B.NaOH C.Na2CO3 D.ZnSO4
若在滤液C中逐滴加入盐酸直到过量,则产生的现象是___________________。
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(15分)“霾”是当今世界环境热点话题。目前宁夏境内空气质量恶化原因之一是机动车尾气和燃煤产生的烟气。NO和CO气体均为汽车尾气的成分,这两种气体在催化转换器中发生如下反应:
2NO(g)+ 2CO(g) 2CO2(g)+ N2(g) △H=﹣a kJ•mol-1(a>0)
(1)在一定温度下,将2.0mol NO、2.4mol CO气体通入到固定容积为2L的密闭容器中,反应过程中部分物质的浓度变化如图所示:
①0~15min N2的平均速率v(N2)= ;NO的转化率为 。
②20min时,若改变反应条件,导致CO浓度减小,则改变的条件可能是 (选填序号)。
a.缩小容器体积
b.增加CO的量
c.降低温度
d.扩大容器体积
③若保持反应体系的温度不变,20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol,化学平衡将 移动(选填“向左”、“向右”或“不”),重新达到平衡后,该反应的化学平衡常数为 。
(2)已知:2NO(g)+ O2(g)=2NO2(g) △H=﹣b kJ•mol-1(b>0)
CO的燃烧热△H=﹣c kJ•mol-1 (c>0)
则在消除汽车尾气中NO2的污染时,NO2与CO发生反应
的热化学反应方程式为: 。
(3)工业废气中含有的NO2还可用电解法消除。制备方法之一是先将NO2转化为N2O4,然后采用电解法制备N2O5,装置如图所示。Pt乙为 极,电解池中生成N2O5的电极反应式是 。
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【选修2:化学与技术】
地球的海水问题约有1.4×1018t,是人类最大的资源库。
(1)如下图1利用海水得到淡水的方法是___________________________;
(2)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图2所示.a是电源的_________极;Ⅰ口排出的是__________(填“淡水”或“浓水”).
(3)海水淡化后的浓水中含大量盐分(主要含有Mg2+、Ca2+、Fe3+和SO42-),排入水中会改变水质,排到土壤中会导致土壤盐碱化,故不能直接排放,可以与氯碱工业联产.电解前需要把浓水精制,所需试剂主要包括:HCl、NaOH、BaCl2、Na2CO3等),其中HCl的作用主要是__________________________;
(4)铀是核反应最重要的燃料,其提炼技术直接关系着一个国家核工业或核武器的发展水平,海水中铀以UCl4形式存在(以离子形式存在),每吨海水只含3.3毫克铀,海水总量极大,铀总量相当巨大.不少国家正在探索海水提铀的方法.现在,已经研制成功一种螯合型离子交换树脂,它专门吸附海水中的铀,而不吸附其他元素.其反应原理为_______________________ (树脂用HR代替),发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液,其反应原理为_________________________;
(5)离子交换树脂法是制备纯水(去离子水)的主要方法.某阳离子交换树酯的局部结构可写成(如图).该阳离子交换树脂是由单体苯乙烯和交联剂对二乙烯基苯聚合后再经_____________反应得到的.自来水与该离子交换树脂交换作用后显____________(填“酸性”、“碱性”或“中性”).
(6)中国《生活用水卫生标准》中规定,水的总硬度不能过大.如果硬度过大,饮用后对人体健康与日常生活有一定影响.暂时硬水的硬度是由__________(填阴离子符号)引起的,经___________(填操作名称)后可被去掉.永久硬水的硬度可由离子交换法去掉。
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