本题包括A、B两小题,分别对应于"物质结构与性质"和"实验化学"两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。
A.乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用与水反应生成乙炔。
(1) 中与互为等电子体,的电子式可表示为;1 中含有的键数目为。
(2)将乙炔通入溶液生成红棕色沉淀。基态核外电子排布式为。
(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是;分子中处于同一直线上的原子数目最多为。
(4) 晶体的晶胞结构与晶体相似(如图所示),但晶体中含有的中哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。晶体中1个周围距离最近的数目为。
B.对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体,它常以浓硝酸为硝化剂,浓硫酸为催化剂,通过甲苯的硝化反应制备。
一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是:以发烟硝酸为硝化剂,固体为催化剂(可循环使用),在溶液中,加入乙酸酐(有脱水作用),45反应1h 。反应结束后,过滤,滤液分别用5% ,溶液、水洗至中性,再经分离提纯得到对硝基甲苯。
(l)上述实验中过滤的目的是。
(2) 滤液在分液漏斗中洗涤静置后,有机层处于层(填"上"或'下");放液时,若发现液体流不下来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还有。
(3) 下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。
催化剂 |
n(催化剂) |
硝化产物中各种异构体质量分数(%) |
总产率(%) |
||
n(甲苯) |
对硝基甲苯 |
邻硝基甲苯 |
间硝基甲苯 |
||
浓 |
1.0 |
35.6 |
60.2 |
4.2 |
98.0 |
1.2 |
36.5 |
59.5 |
4.0 |
99.8 |
|
0.15 |
44.6 |
55.1 |
0.3 |
98.9 |
|
0.25 |
46.3 |
52.8 |
0.9 |
99.9 |
|
0.32 |
47.9 |
51.8 |
0.3 |
99.9 |
|
0.36 |
45.2 |
54.2 |
0.6 |
99.9 |
①催化制备对硝基甲苯时,催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为。
②由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知,甲苯硝化反应的特点是。
③与浓硫酸催化甲苯硝化相比,催化甲苯硝化的优点有、。
芳香烃A是一种重要的存机化工原料,相对分子质量为92。A在一定条件下可发生如下转化(部分产物及反应条件略去)。
已知:
请回答:
(1)A的化学名称为_______G的结构简式为______。
(2)B的核磁共振氢谱有______个吸收峰,③的反应类型为______。
(3)⑤的化学方程式为,
阿司匹林与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式为。
(4)符合下列条件的E的同分异构体共有种,任写出其中一种的结构简式。
i.能发生银镜反应但不能水解
ii.1 mol同分异构体最多消粍2 mol NaOH
砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩。
(1)砷的基态原子的电子排布式为。
(2)目前市售的发光二极管,其材质以砷化镓(GaAs)为主。Ga和As相比,电负性较大的是,GaAs中Ga的化合价为。
(3)AsH3是无色稍有大蒜气味的气体,在AsH3中As原子的杂化轨道类型为;
AsH3的沸点高于PH3,其主要原因为。
(4)Na3AsO4可作杀虫剂。AsO43-的立体构型为,与其互为等电子体的分子的化学式为(任写一种)。
(5)H3AsO4和H3AsO3是砷的两种含氧酸,请根据结构与性质的关系,解释H3AsO4比H3AsO3酸性强的原因。
(6)磷与砷同主族,磷的一种单质白磷(P4)属于分子晶体,其晶胞如图。已知最近的两个白磷分子间距离为 a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度为______g/cm3(只要求列算式,不必计算)。
硫酸铅(PbSO4)广泛应用于制造蓄电池、白色颜料等。利用锌冶炼过程中的铅浮渣生产PbSO4的流程如下:
已知铅浮渣的主要成分是PbO、Pb,还含有少量Ag、Zn、CaO和其他不溶于硝酸的杂质。25℃时,Ksp(CaSO4)=4.9x10-5,Ksp(PbSO4)=1.6xl0-8。
(1)已知步骤I有NO气体产生,浸出液中含量最多的阳离子是Pb2+。分别写出PbO、Pb参加反应的化学方程式。
(2)步骤I需控制硝酸的用量并使Pb稍有剩佘,目的是。
(3)母液可循环利用于步骤I,其溶质主要是(填一种物质化学式),若母液中残留的SO42-过多,循环利用时可能出现的问题是。
(4)产品PbSO4还需用Pb(NO3)2溶液多次洗涤,目的是除去。
(5)铅蓄电池的电解液是硫酸,充电后两个电极上沉积的PbSO4分别转化为PbO2和Pb,充电时阴极的电极反应式为。
许多硫的含氧酸盐在医药、化工等方面有着重要的用途。
(1))重晶石(BaS04)常作胃肠道造影剂。
已知:常温下,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,向BaSO4悬浊液中加入硫酸,当溶液的pH=2时, 溶液中 c(Ba2+)=。
(2)硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H20]常作分析剂。
①检验晶体中含有NH4+的方法为_______。
②等物质的量浓度的四种稀溶液:
a.(NH4)2Fe(SO4)2b.NH4HSO4c.(NH4)2SO4d.(NH4)2SO3
其中C(NH4+)由大到小的顺序为(填选项字母)。
(3)过二硫酸钾(K2S2O8)常作强氧化剂,Na2S2O3常作还原剂。
①K2S2O8溶液与酸性MnSO4溶液混合,在催化剂作用下,可以观察到溶液变为紫色, 该反应的离子方程式为
②用铂作电极,电解H2SO4和K2SO4的混合溶液可以制备K2S2O8,其阳极的电极反应式为_______电解过程中阴极附近溶液的pH将______ (填“增大”、“减小”或“不变”)
③产品中K2S2O8的含量可用碘量法测定。操作步骤为:称取0.3g产品于碘量瓶中,加50 mL水溶解;加入4.000 g KI固体(稍过量),振荡使其充分反应;加入适量醋酸溶液酸化,以______为指示剂,用0.1000 mol·L-1 Na2S2O3标准液滴定至终点(已知:I2+2S2O32-=2I-+S4O62-)。重复2次,测得平均消耗标准液21.00mL。该产品中K2S2O8的质量分数为(杂质不参加反应)(列式并计算)。
最近几年我国已加大对氮氧化物排放的控制力度。消除氮氧化物污染有多种方法。
(l)用CH4还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO (g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-1
③H2O(g)= H2O(l)△H=-44.0kJ·mol-1
CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式为。
(2)用活性炭还原法也可处理氮氧化物。有关反应为:2C(s)+2NO2(g)=N2(g)+2CO2(g) △H<0,起始时向密闭容器中充入一定量的C(s)和NO2(g),在不同条件下,测得各物质的浓度变化状况如下图所示。
①0〜10min内,以CO2表示的平均反应速率v(CO2)=。
②0~10min,10〜20 min,30〜40 min三个阶段NO2的转化率分别为α1、α2、α3,其中最小的为,其值是。
③计算反应达到第一次平衡时的平衡常数K=。
④第10min时,若只改变了影响反应的一个条件,则改变的条件为(填选项字母)。
A.增加C(s)的量 B.减小容器体积 C.加入催化剂
⑤20~30min、40〜50 min时体系的温度分别为T1和T2,则T1_____T2(填“> “<”或“=”), 判断的理由是。