短周期的五种元素A、B、C、D、E,原子序数依次增大。A、B、C三种元素电子层数之和是5。A、B两元素原子最外层电子数之和等于C元素原子最外层电子数;B元素原子最外电子层上的电子数是它的电子层数的2倍, A与D可以形成原子个数比分别为1:1和2:1的两种液态化合物;E单质用于净化水质。
请回答:
(1)写出D在元素周期表中的位置 ,E的原子结构示意图是_____ 。
下列可以验证C与D两元素原子得电子能力强弱的实验事实是__________(填写编号);
A.比较这两种元素的气态氢化物的沸点
B.比较只有这两种元素所形成的化合物中的化合价
C.比较这两种元素的气态氢化物的稳定性
D.比较这两种元素的单质与氢气化合的难易
(2)由A、B两种元素组成的最简单的化合物,写出其电子式 。
(3)均由A、B、C、D四种元素组成的甲、乙两种化合物,都既可以与盐酸反应又可以与NaOH溶液反应,甲为无机盐,其化学式为 ,乙为天然高分子化合物的水解产物,且是同类物质中相对分子质量最小的,其结构简式为 。
(4)胶态磁流体在医学上有重要的用途,而纳米级Fe3O4是磁流体中的重要粒子,其制备过程可简单表示如下:
①将化合物CA3通入等物质的量的FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液中,生成两种碱,写出该反应过程的总的离子方程式____ ____ ____ ____ ____ ____ 。
②上述反应生成的两种碱继续作用,得到Fe3O4
(5)已知下表数据:
物质 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
Ksp/25℃ |
2.0×10-16 |
4.0×10-36 |
若使混合液中FeSO4、Fe2(SO4)3的浓度均为2.0mol·L-1,则混合液中c(OH-)不得大于 mol·L-1。
以下合成路线是某化工厂生产流程的一部分:
已知:①
②
请回答下列问题:
(1)写出F中官能团的名称 。
(2)写出D的名称(系统命名) 。
(3)④的反应类型是 ;B的结构简式是 。
(4)写出反应⑥的化学方程式为 。
(5)H是D的同分异构体,核磁共振氢谱有3种峰且属于炔烃的结构简式为
、 。
(6)有关C的说法正确的是 。
A.能使溴的四氯化碳溶液褪色 | B.能和氢氧化钠溶液反应 |
C.能使酸性高锰酸钾褪色 | D.能与乙酸发生酯化反应 |
有原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种元素,A形成的单质是最轻的物质;B元素的一种核素常用于考古;D元素的价电子构型为nsnnpn+2; E是地壳中含量仅次于铝的金属元素。
(1)E元素在周期表中的位置 ;E元素价电子排布式为 。
(2)BD2分子的电子式为 ,CA3分子的空间立体构型为 。
(3)A分别与B、C、D能形成电子数为10的化合物,它们的沸点由高到低的顺序是 (写分子式)。
(4)3g B2A6在足量氧气中燃烧并恢复到室温,放出Q kJ热量,则表示B2A6燃烧热的热化学方程式为
______ _ _____________。
(5)由E形成的某种化合物X (Na2ED4) 是一种高效多功能水处理剂,工业上常采用NaClO氧化法生产,反应原理为:在碱性条件下,利用NaClO氧化E(DA)3制得,则反应方程式为: ____。
(6)X也可以采用电解法制备:方法是用E电极电解NaOH溶液,则其阳极电极方程式为:__________。
选做(12分)【有机化学基础】化合物F(匹伐他汀)用于高胆固醇血症的治疗,其合成路线如下:
(1)化合物D中官能团的名称为 、 和酯基。
(2)A→B的反应类型是 。
(3)写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式
I.分子中含有两个苯环;Ⅱ.分子中有3种不同化学环境的氢;Ⅲ.不含一O—O一。
(4)实现D→E的转化中,化合物X的分子式为C19H15NFBr,写出其结构简式: 。
(5)已知:化合物E在CF3COOH催化作用下先转化为,再转化为F。你认为合成路线中设计步骤②的目的是 。
(6)上述合成路线中,步骤③的产物除D外还生成,该反应原理在有机合成中具有广泛应用。试写出以
为主要原料制备
的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
CH3CH2OHCH2=CH2
CH3CH3
选做(12分)【化学一物质结构与性质】A-I为原子序数递增的前4周期的元素,已知A原子的最外层电子是次外层电子数的2倍,D为周期表中电负性最大的元素,F与C位于同一主族,E与G在周期表的位置是上下相连,两元素所在主族中所有元素都是金属,H为应用最广泛的金属;I处于周期表中的第二副族。请回答下列问题:(以下问题中的所有原子都必须在上述元素中寻找)
(1)B单质分子中 键数目比为____。B、C、D第一电离能由小到大的顺序为__________(填写元素符号)。
(2)H元素原子的价层电子排布式为____,H3+离子可以与上述元素中的三种形成的某阴离子生成血红色络合物;该阴离子又与A-I元素中的某些原子形成的分子互为等电子体,这种分子的化学式为____(写一种即可)。该阴离子空间构型为____。
(3)D与G可以形成下图的晶胞,则黑点表示的是元素____(填写元素符号),该元素原子在该晶胞中的配位数为____.
(4)若将上述晶胞圆圈对应的原子所在上下两层平面原子,按两条相互垂直的对角线上各去掉该原子2个(共去掉4个),并将小点和圆圈对应的原子更改为另外两种元素的原子,则这个晶胞化学式为____,若再将留下的所有原子换成另外一种新元素的原子,成为另外一种晶胞,该成键原子键角为 ;
(5)已知,F单质晶体的原子堆积为ABAB型,那么,该晶体的空间利用率为____。如果F单质的摩尔质量为M,晶胞棱长为a,晶胞高度为c则,该晶体密度表达式为____。(阿伏加德罗常数用表示,不化简)如果F的原子半径为R,用R表示的晶胞高度为____。
(15分)“C1化学”是指以碳单质或分子中含1个碳原子的物质(如CO、CO2、CH4、CH3OH、HCOOH等)为原料合成工业产品的化学工艺,对开发新能源和控制环境污染有重要意义。
(1)一定温度下,在两个容积均为2L的密闭容器中,分别发生反应:
CO2 (g)+3H2(g)CH3OH g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol。相关数据如下:
容器 |
甲 |
乙 |
起始量 |
1molCO2(g)、3molH2(g) |
1molCH3OH(g)、1molH2O(g) |
平衡时c(CH3OH) |
C |
0.3mol/L |
平衡时能量变化 |
放出akJ |
吸收bkJ |
请回答:
①写出a、b的关系式:_______。
②若甲中反应10s时达到平衡,则用CO2来表示甲中反应从开始到平衡过程中的平均反应速率是________。
(2)甲烷的一个重要用途是制取H2,其原理为:CO2 (g)+ CH4 (g) 2CO(g)+2H2(g)在密闭容器中通入等物质的量浓度的CH4与CO2在一定条件下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如下图所示,则该反应的焓变△H 0(填“大于”、“小于”或“等于”),压强P1______P2(填“大于”或“小于”);压强为P2时,在y点:
(正)_________
(逆)(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)一定条件下,治理汽车尾气的反应是 。在恒温恒压下的密闭容器中通入n(NO)/n(CO)=2:1的混合气体,发生上述反应。下列图像正确且能说明反应在进行到
时刻一定达到平衡状态的是__________(选填字母)。
(4)甲酸(HCOOH)是一种弱酸,现用0.1mol·L-1 NaOH溶液分别滴定体积均为20.00mL、浓度均为0.1mol·L-1叫的盐酸和甲酸溶液,滴定曲线如下:
上述图像中 为甲酸的滴定曲线,M点对应的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是_________。