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.用于合成氨的工业煤气中含有H2S、C2H5SH(乙酸醇)、COS(羰基硫)、CS2等含硫化合物,工业上无机硫常用氧化锌法处理,有机硫可用钴钼催化加氢处理。
H2S+ZnO=ZnS+H2O;C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O
C2H5SH+H2=C2H6+H2S;COS+H2=CO+H2S;CS2+4H2=CH4+2H2S
(1)钴原子在基态时核外电子排布式为 。
(2)下列有关分子结构的说法正确的是 。
A.C2H4分子中有5个键处1个
键
B.COS分子(结构如右图)中键能C=O>C=S
C.H2S分子呈V形结构
D.CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3杂化
(3)下列有关说法不正确的是 。
A.H2O、CO、COS均是极性分子
B.相同压强下沸点:Cs2>COS>CO2
C.相同压强下沸点:C2H5SH>C2H5OH
D.相同压强下沸点:CO>N2
(4)-ZnS的晶胞结构如右图,晶胞中S2-数目为: 个。
(5)具有相似晶胞结构的ZnS和ZnO,ZnS熔点为1830℃,ZnO熔点为1975℃,后者较前者高是由于 。
(6)钼的一种配合物化学式为:Na3[Mo(CN)8]·8H2O,中心原子的配位数为 。
B.烃醛结合反应有机合成中颇为重要,绿色催化剂的固体铌酸酸倍受研究者关注。铌酸具有较高的催化活性及稳定性。反应原理如下:
实验方法是在25mL烧瓶中加入铌酸、10mL甲醇和 0.5mL苯甲醛,在回流状态下反应2h,反应的产率和转化率均非常高。
(1)采用回流反应2h的目的是 。
(2)在反应中甲醇需过量,其原因是 。 (3)不同铌酸用量对产率和转化率影响,如下表:
铌酸用量/mol |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.05 |
0.1 |
0.15 |
0.2 |
0.6 |
产率% |
87.3 |
88.2 |
90.3 |
94.2 |
92.9 |
93.1 |
91.8 |
92.3 |
转化率% |
89.7 |
92.1 |
93.9 |
98.9 |
94.9 |
95.7 |
93.9 |
94.3 |
在上述苯甲醛与甲醇缩合反应实验中催化剂铌酸的最佳用量为 。
(4)催化剂的回收利用性能是考察催化剂的一项极为重要的指标。铌酸催化剂循环使用次数对产率的影响如右下图,这说明铌酸催化剂的优点之一是 。
(5)用铌酸作催化剂时,不同的醛与甲醇的缩合反应的转化率和产率如下表:
序号 |
醛 |
醇 |
转化率% |
产率% |
1 |
邻羟基苯甲醛 |
甲醇 |
94.3 |
89.6 |
2 |
邻羟基苯甲醛 |
甲醇 |
93.6 |
88.7 |
3 |
邻氯苯甲醛 |
甲醇 |
93.1 |
87.3 |
4 |
间硝基苯甲醛 |
甲醇 |
54.2 |
34.1 |
5 |
邻硝基苯甲醛 |
甲醇 |
89.9 |
79.5 |
6 |
对硝基苯甲醛 |
甲醇 |
65.7 |
41.9 |
从表中得出的不同的醛与甲醇缩合反应影响转化率和产率的规律是 。
二氧化硫
1)二氧化硫与水的反应,水溶液的酸碱性,二氧化硫或亚硫酸的漂白性实验:
实验操作 |
现象 |
结论 |
(1)把盛有SO2的试管倒立于水中,打开胶塞 |
试管内液面。 |
SO2溶于水。 |
(2)用pH试纸测定溶液的酸碱度 |
_________溶液呈性。 |
|
(3)滴入2滴品红溶液,振荡;加热试管,再观察 |
; 。 |
【思考】分别从化合价的角度,作为酸性氧化物的角度,二氧化硫有什么化学性质:__________________________________________________________
(1)SO2与水的反应方程式为______________________。
(2)SO2与NaOH溶液的反应方程式为______________________。另举两例反应酸性氧化物这一通性的化学反应:_____ ____________ _____,_____________。
(3)SO2与O2的反应——二氧化硫表现____________性,反应方程式为_____________________。
【思考】二氧化碳与二氧化硫的鉴别
①利用二氧化硫的还原性,用高锰酸钾溶液或溴水褪色鉴别。
②利用二氧化硫的漂白性,用品红溶液鉴别。
【思考】硫酸酸雨如何形成?写出反应的方程式
__________________________________________________________________
(4)SO2或亚硫酸有漂白性:二氧化硫或亚硫酸有漂白作用,与有色物质发生化合反应,生成不稳定的无色物质,加热又恢复为原来的颜色。利用品红溶液可检验二氧化硫气体。】
SO2可与CaO等碱性氧化物反应:SO2 + CaO —— 。
2)SO2既有性,又有性,但相对较强。
SO2通入溴水中使溴水褪色,表现出SO2的性;SO2可以和氧气反应:SO2 + O2 —— 。体现出SO2的性。
在反应2H2S + SO2 =" 3S" + 2H2O 中表现了SO2的性。
3)SO2有性,能使褪色。
工业上常用SO2来漂白。
SO2的漂白作用与次氯酸的漂白作用相不相同?。SO2的漂白作用稳不稳定?。而次氯酸的漂白过程是发生了反应,其漂白作用是永久性的。【思考】常见具有漂白剂有那些?原理有何区别?
硫俗称,是一种粉末,在空气中燃烧生成,化学方程式为。硫可以与金属、非金属反应,例 Fe + S —— 。应用:汞洒落在地面,一般会用硫粉来处理,原理是。
某化学反应,设反应物总能量为E1,生成物总能量为E2。若E1>E2,则该反应为______热反应,该反应的能量转化是___________________________________。
如果反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量,反应物转化为生成物时热量,△H0;反之,如果反应物所具有的总能量生成物所具有的总能量,反应物转化为生成物时热量,△H0。
图是等质量的Na2CO3、NaHCO3粉末分别与足量的盐酸发生反应时的情景,产生CO2气体的体积较多的试管中加入的固体试剂是________,当反应结束时,A、B两试管中消耗的盐酸的质量之比为__________。实验过程中我们还能感受到Na2CO3与盐酸反应时是放热反应,而NaHCO3与盐酸反应时表现为吸热。在A、B两试管中的此反应过程中,反应体系的能量变化的总趋势分别对应于A-____,B-____。(填写a或b)
(a)(b)