光催化制氢是化学研究的热点之一。科学家利用含有呲啶环(呲啶的结构式为
,其性质类似于苯)的化合物II作为中间体,实现了循环法制氢,示意图如下(仅列出部分反应条件):
(1)化合物II的分子式为。
(2)化合物I合成方法如下(反应条件略,除化合物III的结构未标明外,反应式已配平);
化合物III的名称是。
(3)用化合物V(结构式见右图)代替III作原料,也能进行类似的上述反应,所得有机产物的结构式为。
(4)下列说法正确的是(填字母)
A. |
化合物V的名称是间羟基苯甲醛,或2-羟基苯甲醛
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B. |
化合物I具有还原性;II具有氧化性,但能被酸性高锰酸钾溶液氧化
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C. |
化合物I、II、IV都可发生水解反应
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D. | 化合物V遇三氯化铁显色,还可发生氧化反应,但不能发生还原反应 |
(5)呲啶甲酸酯可作为金属离子的萃取剂。2-呲啶甲酸正丁酯(VI)的结构式见右图,其合成原料2-呲啶甲酸的结构式为;VI的同分异构体中,呲啶环上只有一个氢原子被取代的呲啶甲酸酯类同分异构体有种。
有一瓶澄清溶液,其中可能含有NH4+、K+、Ba2+、Al3+、Fe3+、Mg2+、I-、NO3-、CO32-、SO42-、AlO2-。取该溶液进行以下实验:
①用PH试纸检验,溶液呈强酸性;
②取溶液适量,加入少量CCl4和数滴新制氯水,振荡,CCl4层呈紫红色;
③另取溶液适量,逐滴加入NaOH溶液:
a.溶液从酸性变为中性;b.溶液逐渐产生沉淀;
c.沉淀完全溶解;d.最后加热溶液,有气体放出,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。其中产生沉淀的物质的量(n)与加入氢氧化钠溶液的体积(V)的关系如下图所示。
④取适量③得到的碱性溶液,加入Na2CO3溶液,有白色沉淀生成。
根据上述实验现象,回答下列问题。
(1)由①可以排除的存在。
(2)由②可以证明的存在;同时排除的存在;
(3)由①③可以推知该溶液中一定含有的阳离子是,
它们的物质的量浓度比为。
(4)由④可以证明的存在,同时排除的存在。
在温度T ℃下,某Ba(OH)2稀溶液中c(H+)=10-amol/L,c(OH-)=10-bmol/L,已知a+b=12,向该溶液中逐滴加入NaHSO4溶液,测得混合溶液的部分pH如下表所示:
序号 |
氢氧化钡的体积/mL |
硫酸氢钠的体积/mL |
溶液的PH |
① |
33.00 |
0.00 |
8 |
② |
33.00 |
X |
7 |
③ |
33.00 |
33.00 |
6 |
(1)依据题意判断,T ℃________25 ℃(填“大于”、“小于”或“等于”);
(2)b=,X=;
(3)反应③的离子方程式为:;
(4)将此温度下的Ba(OH)2溶液取出1 mL,加水稀释至1L,则稀释后溶液中c(Ba2+):c(OH-)。
已知:A为常见的短周期轻金属,含A的合金材料常用于火箭、飞机、轮船等制造业;B是一种盐,在工农业生产中用途较广;C、F、H为常见非金属单质;常温下C、F、I、E、J和K为气体;E对空气的相对密度为0.586;G为液体。有关物质间的转化关系如下(图中部分反应物或产物已省略):
请填空
(1)B的电子式,B物质的水溶液呈,原因是(用离子方程式表示)
(2)反应①的离子反应方程式为
(3)操作a必须在HCl气流中加热得无水物,其原因是;操作b为
(4)K+G+F→L写出该反应的化学方程式,
(5)已知C的燃烧热为286KJ/mol,请写出表示1g C在F中完全燃烧生成液体G的热化学反应方程式。
NH3是工业生产中的重要化工原料,也是高中化学非常重要的化合物,高考的热点内容。
(1)请写出实验室制取NH3的化学方程式;
(2)为了快速得到大量的NH3,可通过浓氨水和固体氧化钙作用获得,分析其中的原因
(用离子方程式和简要的文字说明);
(3)用排空气法收集到的氨气是相同条件下氢气密度的10.5倍,用此氨气做喷泉实验,液体上升到容器容积的_________,若外界条件为标准状况,所得氨水的物质的量浓度为________;
(4)科学家利用氨气在纯氧中燃烧,可生成N2和水的原理。设计成NH3—O2燃料电池,碱性条件下该电池负极电极反应为:。
随着能源与环境问题越来越被人们关注,碳一化学成为研究的热点。“碳一化学”即以单质碳及CO、CO2、CH4、CH3OH等含一个碳原子的物质为原料合成工业产品的化学与工艺。
Ⅰ、热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol,在温度和容积相同的A、B、C三个容器中(容器的体积为2L),按不同方式投入反应物,保持恒温恒容,经10秒钟后达到平衡,达到平衡时的有关数据如下表:
容器 |
A |
B |
C |
反应物投入量 |
1molCO2(g)和 3molH2(g) |
1molCH3OH(g)和 1molH2O(g) |
2molCO2(g)和 6mol H2(g) |
CH3OH(g)浓度(mol/L) |
c1 |
c2 |
c3 |
反应能量变化 |
放出29.4 kJ |
吸收a kJ |
放出b kJ |
①从反应开始到达平衡时,A中用CO2来表示的平均反应速率为mol/(L· s)(用具体数值表示);
②a=。c1c2 1/2c3(填“>”“<”或“=”)。
Ⅱ、CO可用于合成甲醇。在压强0.1MPa条件下,向体积为bL的密闭容器中充入amolCO和2amolH2,在催化剂作用下合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g).平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示:
(1)该反应属于反应(填“吸热”或“放热”);P20.1MPa(填“>”“<”或“=”);
(2)100℃时,该反应的平衡常数K=(用含a、b的代数式表示)。
Ⅲ、碳一化合物在治理汽车尾气方面也大有可为,如CO、CH4等在一定条件下均可以与氮氧化物生成无污染的物质。CO与NO在催化剂的条件下反应如下:2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g) △H<0,在绝热、恒容的密闭容器中加入一定量的NO和CO发生上述反应,下列示意图不能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是(填字母序号)。