(8分)填写下列空白:
(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的原子符号:________。
(2)周期表中位于第8纵行的铁元素属于第________族。
(3)周期表中最活泼的非金属元素位于第________纵行。
(4)所含元素超过18种的周期是第______________周期。
选考【化学-有机化学基础】以下是某化学兴趣小组为合成某药物设计的部分路线图(部分反应条件略去):
已知:
请根据要求回答下列问题:
(1)A分子中含有的官能团名称是_________(填名称)。
(2)下列关于C的说法正确的是 (填序号)。
a.分子式为C13H11O3
b.属于芳香族化合物
c.能发生取代、加成反应,但不能发生消去反应
d.C可能存在含有两个苯环的同分异构体
(3)X的结构简式为 ;
(4)D发生聚合反应生成的高聚物的结构简式为 ;
(5)合成药物时,中间产物E的结构如图。E在一定条件下催化氧化,生成物能发生银镜反应。该反应的化学方程式为 。
(6)满足下列条件的X的同分异构体有____种。
①遇氯化铁溶液显紫色;②能发生银镜反应
选考【化学-物质结构与性质】尿素是目前含氮量最高的氮肥,作为一种中性肥料,尿素适用于各种土壤和植物。它易保存,使用方便,对土壤的破坏作用小,是目前使用量较大的一种化学氮肥。已知尿素的结构式为。另外尿素可用于制有机铁肥,主要代表物有三硝酸六尿素合铁(Ⅲ),化学式为[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3。请回答下列问题:
(1)基态Fe3+的核外电子排布式为 ;C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序是 。
(2)尿素分子中N原子的杂化方式是 。三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)中的NO3—空间构型是________。
(3)配合物Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x晶体属于________(填晶体类型)。Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=____。Fe(CO)在一定条件下发生反应:Fe(CO)x(s)Fe(s)+xCO(g),已知反应过程中只断裂配位键,则该反应生成物含有的化学键类型有_____。
(4)铁的金属密堆积方式为体心立方结构,结构如图所示。
则晶胞中铁原子的配位数为__________。如果铁原子的半径为r pm,则该堆积方式的空间利用率的计算式为_______________。(不必计算结果)
下面是利用工业冶炼硫酸铜(含有Fe2+、AsO2-、Ca2+等杂质)提纯制备电镀硫酸铜的生产流程。
已知:①Fe3+ 、Cu2+开始沉淀的pH分别2.7、5.4,完全沉淀的pH分别为3.7、6.4;
②KSP[(Cu(OH)2]=2×10-20
(1)溶解操作中需要的主要玻璃仪器有______________。
(2)氧化步骤中发生的离子反应方程式有____________________________________
和H3AsO4+Fe3+=FeAsO4↓+3H+。
(3)若要检验调节pH后溶液的Fe3+是否除尽,方法是 ;氧化后需要将溶液进行稀释,稀释后的溶液中铜离子浓度最大不能超过 mol/L。
(4)固体I的主要成分除 FeAsO4外还有 ,操作I的程序依次为 、 、过滤、干燥。
(5)利用以上电镀级硫酸铜作为电解质溶液,电解粗铜(含铁、银杂质)制备纯铜,写出阳极发生的电极反应方程式 。
甲烷水蒸气重整制合成气是利用甲烷资源的途径之一,该过程的主要反应是
反应①:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH>0
(1)已知:
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-802 kJ·mol-1
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH2=-283 kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH3=-242 kJ·mol-1
则反应①的ΔH=________。
(2)其他条件相同,反应①在不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反应相同时间后,CH4的转化率随反应温度的变化如图所示。
①在相同条件下,三种催化剂Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的催化效率由高到低的顺序是________。
②a点所代表的状态________(填“是”或“不是”)平衡状态。
③c点CH4的转化率高于b点,原因是________。
(3)CO和氢气在一定条件下可以合成甲醇,在一恒容的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH
①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是_______(填序号)。
A.每消耗1 mol CO的同时生成2molH2
B.混合气体总物质的量不变
C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
②某温度下,将2.0 mol CO和6.0 molH2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.25mol/L,则CO的转化率= ,此温度下的平衡常数K= (保留二位有效数字)。
③在某温度和压强下,将一定量 CO与H2充入密闭容器发生上述反应,平衡后压缩容器体积至原来的l/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是 (填序号):
A.c(H2)减少; B.平衡常数K增大; C.CH3OH 的物质的量增加;
D.正反应速率加快,逆反应速率减慢; E.重新平衡c(H2)/c(CH3OH)减小
甲醇又称“木醇”,是无色有酒精气味易挥发的有毒液体。甲醇是重要的化学工业基础原料和液体燃料,可用于制造甲醛和农药,并常用作有机物的萃取剂和酒精的变性剂等。
(1)工业上可利用CO2和H2生产甲醇,方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O (g)△H=Q1kJ·mol-1
又查资料得知:①CH3OH(l)+1/2 O2(g)CO2(g)+2H2(g)△H=Q2kJ·mol-1
②H2O(g)=H2O(l)△H= Q3kJ·mol-1,则表示甲醇的燃烧热的热化学方程式为。
(2)工业上可用CO和H2O (g) 来合成CO2和H2,再利用⑴中反应原理合成甲醇。某温度下,将1molCO和1.5molH2O充入10L固定密闭容器中进行化学反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H>0,当反应进行到10min时达到平衡,此时测得H2为0.6 mol。回答下列问题:
①0~10min内H2O(g)的平均反应速率为。
②若想加快正反应速率的同时提高CO的转化率,可以采用的方法是。
a.升高温度b.缩小容器的体积
c.增大H2O (g)的浓度 d.加入适当的催化剂
③若保持温度容积不变再向其中充入1molCO和0.5molH2O(g),重新达到化学平衡状态时,此时平衡混合气体中H2的体积分数为。
(3)甲醇燃料电池是符合绿色化学理念的新型燃料电池,下图是以甲醇燃料电池(甲池)为电源的电解装置。已知:A、B、C、D、E、F都是惰性电极,丙中为0.1 mol/L CuSO4溶液 (假设反应前后溶液体积不变) ,当向甲池通入气体a和b时,D极附近呈红色。回答下列问题:
①a物质是,A电极的电极反应式为。
②乙装置中的总化学反应方程式为。
③当乙装置中C电极收集到224mL(标况下)气体时, 丙中溶液的pH=。