M5纤维是美国开发的一种超高性能纤维,下面是M5纤维的合成路线(有些反应未注明条件):
请回答:
(1)写出合成M5的单体F的结构简式:____________________________。
(2)反应类型:A→B________________________,B→C___________________________。
(3)某些芳香族有机物是C的同分异构体,则这些芳香族有机物(不包含C)结构中可能有________________(填序号)。a.两个羟基 b.一个醛基 c.两个醛基 d.一个羧基
(4)写出化学方程式:
B→C______________________________________________________,
D→E______________________________________________________。
(5)如果要一个设计实验,证明A分子中含有氯原子,按实验操作顺序,需要的试剂依次是_______________、_______________、________________。
氧化还原反应中实际上包含氧化和还原两个过程。下面是一个还原过程的反应式:
NO3-+4H++3e—→NO+2H2O KMnO4、Na2CO3、Cu2O、Fe2(SO4)3四种物质中的一种物质(甲)能使上述还原过程发生。
(1)写出并配平该氧化还原反应的方程式:
(2)反应中硝酸体现了、性质。
(3)反应中若产生0.2mol气体,则转移电子的物质的量是mol。
(4)若1mol甲与某浓度硝酸反应时,被还原硝酸的物质的量增加,原因是:
下表中列出五种短周期元素A、B、C、D、E的信息,请推断后作答:
元素 |
有关信息 |
A |
元素主要化合价为—2,原子半径![]() |
B |
所在主族序![]() |
C |
原子半径为0.102 n m,其单质在A的单质中燃烧,发出明亮的蓝紫色火焰 |
D |
最高价氧化物的水化物,能按1∶1电离出电子数相等的阴、阳离子 |
E |
原子半径为0.075 n m,最高价氧化物的水化物![]() |
(1)画出B的离子结构示意图;写出D元素最高价氧化物的水化物电子式
(2)盐X水溶液显(填“酸”“碱”“中”)性,用离子方程式解释其原因
(3)D2CA3的溶液与B的单质能发生反应,其反应的离子方程式为
(4)已知E元素的某种氢化物Y与A2的摩尔质量相同。Y与空气组成的燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20~30%的KOH溶液。该燃料电池放电时,正极的电极反应式是
(5)如右图是一个电解过程示意图。
假设使用Y-空气燃料电池作为本过程的电源,铜片质量变化128g,则Y一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气(设空气中
氧气的体积含量为20%)L
(16分)三氟化氮(NF3)是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体,在半导体加工、太阳能电池制造和液晶显示器制造中得到广泛应用。它可在铜的催化作用下由F2和过量的NH3反应得到,该反应另一种产物为盐。
(1)该反应的化学方程式为▲ ,每生成1molNF3,转移的电子数为▲ ,生成物NF3中氮原子的杂化方式为 ▲ ,NF3分子空间构型为▲;
(2)N、F两种元素的氢化物稳定性比较,NH3 ▲HF(
选填“>”或“<”);
(3)N3-被称为类卤离子,写出1种与N3-互为等电子体的分子的化学式 ▲;
(4) 氯化铜溶液中加入过量氨水,可以生成四氨合铜络离子, 写出该反应的化学方程式▲ ;
(5)元素A基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,A跟氟可形成离子化合物,其晶胞结构如左图,该离子化合物的化学式为 ▲。
(12分)某兴趣小组对如何延长硫酸亚铁溶液的保质期展开了研究。
⑴制备硫酸亚铁溶液,最合适的试剂组为▲ (填编号);
a.过量铁屑和稀硫酸b.过量稀硫酸和铁屑c.过量硫酸铁溶液和铁屑
⑵实验室保存硫酸亚铁溶液的一般方法是__________▲ ___________________;
该兴趣小组取等体积的硫酸亚铁溶液分别加入三个烧杯中,各滴入3 滴KSCN试剂,然后进行如下实验:
烧杯编号 |
① |
② |
③ |
加入试剂 |
铁粉0.1g |
铁粉0.1g,0.1mol/LH2SO43mL |
0.1mol/LH2SO43mL |
红色出现时间(天) |
1天 |
4天左右 |
8天以上 |
⑶在烧杯②中加入2种试剂后,即可观察到的现象为▲ ;
⑷通过比较上述3组实验,可以得出的结论为▲ ;
⑸硫酸亚铁溶液在空气中易氧化,氧化产物易水解生成Fe(OH)3,导致溶液酸性增大。
①试用一个离子方程式表示上述反应过程中的变化▲ ;
②硫酸亚铁溶液在空气中变质的反应为可逆反应,试用化学平衡理论解释烧杯③出现红色最晚的原因▲ 。
燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等气体,常用下列方法处理,以实现节能减排、废物利用等。
(1)对燃煤废气进行脱硝处理时,常利用甲烷催化还原氮氧化物,如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJ·mol-1
则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为 ▲。
(2)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:
投料比[n(H2) / n(CO2)] |
500 K |
600 K |
700 K |
800 ![]() |
1.5 |
45% |
33% |
20% |
12% |
2.0 |
60% |
43% |
28% |
15%![]() |
3.0 |
83% |
62% |
37%[ |
22% |
①若温度升高,则反应的平衡常数K将 ▲(填“增大”、“减小”或“不变”。下同);若温度不变,提高投料比[n(H2) / n(CO2)],则K将 ▲。
②若用甲醚作为燃料电池的原料,请写出在碱性介质中电池负极的电极反应式 ▲ 。
③在②所确定的电池中,若通入甲醚(沸点为-24.9 ℃)的速率为1.12 L·min-1(标准状况),并以该电池作为电源电解2 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL,则通电30 s后理论上在阴极可析出金属铜 ▲g。