已知有机物A分子由C、H、O三种元素组成,其蒸汽密度是相同条件下氢气密度的60倍,0.1molA在足量的氧气中充分燃烧后生成0.8molCO和7.2gH2O,A可以发生银镜反应,其苯环上的一氯代物有3种。
现有如下转化关系:其中D能使溴的四氯化碳溶液褪色,F将继续氧化生成G,G的相对分子质量为90。
(1)A中含氧官能团的名称是 ,A的结构简式为 。
(2)C可能具有的化学性质有 (填序号)。
①能与H2发生加成反应
②能在碱性溶液中发生水解反应
③能与甲酸发生酯化反应
④能与Ag(NH3) 2OH溶液发生银镜反应
⑤能与NaOH溶液反应
A.①②③ B.①③⑤ C.①②③⑤ D.②③④⑤
(3) ① 写出C→D的化学反应方程式_______ ;反应类型为_____________________。
② 催化剂条件下,D生成高聚物的化学方程式 ;
③ G与足量NaHCO3溶液反应的化学方程式 。
(4)C的同分异构体有多种,其中符合下列要求的有机物有两种:
①属于酯类化合物 ②遇三氯化铁溶液显紫色
③与新制氢氧化铜悬浊液共热可生成红色沉淀 ④苯环上的一卤代物只有一种
写出其中一种有机物的结构简式 。
(5)聚乳酸()可以生物降解,请写出以2-丁烯为原料制备聚乳酸的合成路线流程图(无机试剂任选)。
合成路线示例:
(选做题二)邻羟基桂皮酸(IV)是合成香精的重要原料,下列为合成邻羟基桂皮酸(IV)的路线之一。
试回答:
(1)I中含氧官能团的名称。
(2)II→III的反应类型。
(3)① IV与乙醇和浓硫酸混合加热的化学方程式:。
② IV与过量NaOH溶液反应的化学方程式:。
(4)下列说法正确的是()
A.I的化学式为C7H8O2 |
B.I遇氯化铁溶液呈紫色 |
C.II能与NaHCO3溶液反应 |
D.1mol有机物IV最多能与4mol H2加成 |
(5)有机物X与IV互为同分异构体,且X有如下特点:
①是苯的对位取代物,②能与NaHCO3反应放出气体,③能发生银镜反应。
请写出符合上述条件的X的所有结构简式。
(选考题)锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)锰元素位于第四周期第ⅦB族。基态Mn2+的核外电子排布式为。NO3-的空间构型为________。
(2)HCHO中含有的σ键和π键数目之比为________。
(3)火山喷出的岩浆中含有多种硫化物,冷却时ZnS比HgS先析出,原因是
(4)Cu3N形成的晶体结构如图所示。
则与同一个N3-相连的Cu+有________个,Cu+的半径为a pm,N3-的半径为b pm,
则Cu3N的密度为g·cm-3。(只列式,不用计算出结果)(阿伏加德罗常数用NA表示,1 pm=10-10 cm)
(共15分)甲醇合成反应及其能量变化如图所示:
(1)写出合成甲醇的热化学方程式 。
(2)实验室在1 L的密闭容器中进行模拟合成实验。将1 mol CO和2 mol H2通入容器中,分别恒温在300 ℃和500 ℃反应,每隔一段时间测得容器内CH3OH的浓度如下表所示:
时间浓度(mol/L)温度 |
10 min |
20 min |
30 min |
40 min |
50 min |
60 min |
300 ℃ |
0.40 |
0.60 |
0.75 |
0.84 |
0.90 |
0.90 |
500 ℃ |
0.60 |
0.75 |
0.78 |
0.80 |
0.80 |
0.80 |
(2)在300 ℃反应开始10 min内,H2的平均反应速率为v(H2)。
(3)在500 ℃达到平衡时,平衡常数K=________。
(4)在另一体积不变的密闭容器中,充入1.2 mol CO和2.0 mol H2,一定条件下达到平衡,测得容器中压强为起始压强的一半。计算该条件下H2的转化率为________。
(5)铜基催化剂具有活性高、选择性好和条件温和的特点,已广泛地使用于CO/CO2的加氢合成甲醇。使用铜基催化剂后,该反应中a的大小变化对反应热ΔH有无影响?(填有或无)_____________。
(6)2009年,长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术上获得新突破,原理如图所示。
请写出从C口通入O2发生的电极反应式。
(7)用上述电池做电源,用下图装置电解饱和食盐水(C1、C2均为石墨电极)。
①该反应的离子方程。
②电解开始后在电极___________的周围(填“C1”或“C2”)先出现红色。
A、B、D、E、W是元素周期表前四周期中常见的元素,其相关信息如下表:
元素 |
相关信息 |
A |
A原子L层电子数是K层电子数的2倍 |
B |
B是地壳中含量最多的元素 |
D |
在第3周期元素中,它的简单离子半径最小 |
E |
E存在质量数为23,中子数为12的核素 |
W |
W有多种化合价,其白色氢氧化合物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色 |
(1)W位于元素周期表的位置是。
(2)A 和B的气态氢化物中,较稳定的是_________(写化学式);E2B2的电子式表示为。
(3)写出W的白色氢氧化合物在空气中会迅速变成灰绿色,最后变成红褐色这个过程的化学方程式:。
(4)写出D和B组成的二元化合物与E的最高价氧化物的水化物反应的离子方程式:
。
(5)将一定质量的Mg和D的混合物投入500 mL稀硫酸中,固体全部溶解并产生气体。待反应完全后,向所得溶液中加入NaOH溶液,生成沉淀的物质的量与加入NaOH溶液的体积关系如图所示。则固体混合物中D的质量为;原稀硫酸溶液的物质的量浓度为。
新型锂离子电池在新能源的开发中占有重要地位。可用作节能环保电动汽车的动力电池。磷酸亚铁锂(LiFePO4)是新型锂离子电池的首选电极材料,它的制备方法如下:
方法一:将碳酸锂、乙酸亚铁[(CH3COO)
Fe]、磷酸二氢铵按一定比例混合、充分研磨后,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂,同时生成的乙酸及其它产物均以气体逸出。
方法二:将一定浓度的磷酸二氢铵、氯化锂混合溶液作为电解液,以铁棒为阳极,石墨为阴极,电解析出磷酸亚铁锂沉淀。沉淀经过滤、洗涤、干燥,在800℃左右、惰性气体氛围中煅烧制得晶态磷酸亚铁锂。
在锂离子电池中,需要一种有机聚合物作为正负极之间锂离子迁移的介质,该有机聚合物的单体之一(用M表示)的结构简式如下:
请回答下列问题:
(1)上述两种方法制备磷酸亚铁锂的过程都必须在惰性气体氛围中进行。其原因是
。
(2)在方法一所发生的反应中, 除生成磷酸亚铁锂、乙酸外,还有、
、(填化学式)生成。
(3)在方法二中,阳极生成磷酸亚铁锂的电极反应式为
。
(4)写出M与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式:
。
(5)已知该锂离子电池在充电过程中,阳极的磷酸亚铁锂生成磷酸铁,则该电池放电时正极的电极反应式为
。