(选修3-物质结构与性质)(★限选)
下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。
(1)T3+的核外电子排布式是: 。
(2)Q、R、M的第一电离能由大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
(3)下列有关上述元素的说法中,正确的是 (填序号)。
①B单质的熔点高于J单质,是因为B单质的金属键较强 ②J比X活泼,所以J可以在溶液中置换出X ③将J2M2溶于水,要破坏离子键和共价键 ④RA3沸点高于QA4,主要是因为前者相对分子质量较大 ⑤一个Q2A4分子中含有五个σ键和一个键
(4)加拿大天文台在太空发现了AQ9R,已知分子中所有原子均形成8电子或2电子稳定结构,是直线型分子,不存在配位键。写出其结构式: 。
(5)B与R单质直接化合生成一种离子化合物B3R。
该晶体具有类似石墨的层状结构。每层中,B原
子构成平面六边形,每个六边形的中心有一个R
原子。层与层之间还夹杂一定数量的原子。
请问这些夹杂的原子应该是 (填B或R的元素符号)。
(6)元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响,性质的递变规律与短周期元素略有不同。第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大,总趋势是逐渐增大的。但G的第一电离能却明显低于E,原因是 。
(16分)对二甲苯(英文名称p-xylene,缩写为PX)是一种低毒化合物,也是聚酯工业的重要原料,主要用于生产对苯二甲酸(PTA),对苯二甲酸再和乙二醇(EG)反应生成聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。国内对二甲苯产量增长步伐放缓,供应缺口加大,近一半的PX依靠进口。以PX为主要原料生产PET的一种路线如下:
(1)PX可以发生的反应类型有加成反应、、。(填反应类型)
(2)PX的核磁共振氢谱有组峰,峰面积之比为。
(3)反应②的化学方程式为。(不用注明条件)
(4)PX的来源之一是煤的干馏。已知煤干馏副产物煤焦油主要成分有苯、甲苯、混合二甲苯、酚类等,从煤焦油中分离提纯对二甲苯的方法是。
(5)“甲苯甲醇烷基化”制备对二甲苯是一条增产PX的新工艺路线:
写出该反应的化学方程式:。(不用注明条件)
(6)PTA的一种同分异构体X与其含有相同官能团,且其苯环上的一氯取代物有两种,写出化合物X与1,3-丙二醇形成最简单环酯的结构简式:。
海水资源的利用具有广阔前景。海水中主要离子的含量如下:
成分 |
含量/(mgL-1) |
成分 |
含量/(mgL-1) |
Cl- |
18980 |
Ca2+ |
400 |
Na+ |
10560 |
HCO3- |
142 |
SO42 |
2560 |
Br- |
64 |
Mg2+ |
1272 |
电渗析法淡化海水示意图如图所示,其中阴(阳)
离子交换膜仅允许阴(阳)离子通过。
①阳极主要电极反应式是。
②在阴极附近产生少量白色沉淀,其成分有和CaCO3,
生成CaCO3的离子方程式是。
③淡水的出口为(填“a”、“b”或“c”)。
(2)利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下:
①提取溴的过程中,经过2次Br-→Br2转化的目的是,吸收塔中发生反应的离子方程式是。解释通空气的目的是。
②从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶体的主要操作是、过滤、洗涤、干燥。
③依据上述流程,若将10 m3海水中的溴元素转化为工业溴,至少需要标准状况下Cl2的体积为
L(忽略Cl2溶解,溴的相对原子质量:80)。
碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,在提倡健康生活已成潮流的今天,“低碳生活”不再只是理想,更是一种值得期待的新的生活方式,请运用化学反应原理的相关知识研究碳及其化合物的性质。
(1)近年来,我国储氢纳米碳管研究取得重大进展,用电弧法合成的碳纳米管中常伴有大量碳纳米颗粒(杂质),这种碳纳米颗粒可用氧化气化法提纯,其反应化学方程式为:
____C+____K2Cr2O7 + ====___CO2↑+ ____K2SO4 + ____Cr2(SO4)3+ ____H2O
请完成并配平上述化学方程式。
其中氧化剂是________________,氧化产物是_________________
(2)甲醇是一种新型燃料,甲醇燃料电池即将从实验室走向工业化生产。工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:
CO(g)+ 2H2(g) CH3OH(g)△H1=-116 kJ·mol-1
①已知:△H2=-283 kJ·mol-1
△H3=-242 kJ·mol-1
则表示1mol气态甲醇完全燃烧生成CO 2和水蒸气时的热化学方程为;
②在容积为1L的恒容容器中,分别研究在230℃、250℃、270℃三种温度下合成甲醇的规律。下图是上述三种温度下不同的H2和CO的起始组成比(起始时CO的物质的量均为1mol)与CO平衡转化率的关系。请回答:
ⅰ)在上述三种温度中,曲线Z对应的温度是
ⅱ)利用图中a点对应的数据,计算出曲线Z在对应温度下CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K=。
③在某温度下,将一定量的CO和H2投入10L的密闭容器中,5min时达到平衡,各物质的物质的浓度(mol•L-1)变化如下表所示:
0min |
5min |
10min |
|
CO |
0.1 |
0.05 |
|
H2 |
0.2 |
0.2 |
|
CH3OH |
0 |
0.04 |
0.05 |
若5min~10min只改变了某一条件,所改变的条件是;且该条件所改变的量是。
邻羟基桂皮酸是合成香精的重要原料,下为合成邻羟基桂皮酸的路线之一:
试回答下列问题:
(1)化合物Ⅰ的名称是;化合物II→化合物III 的有机反应类型:;
(2)化合物III 在银氨溶液中发生反应化学方程式:;
(3)有机物 X 为化合物IV的同分异构体,且知有机物X 有如下特点:
①苯环上的氢有两种,②能与NaHCO3反应放出气体,③能发生银镜反应。
请写出两种化合物X的结构简式_____________________、___________________________
(4)下列说法正确的是;
A.化合物I遇氯化铁溶液呈紫色 |
B.化合物II能与NaHCO3溶液反应 |
C.1mol化合物IV完全燃烧消耗 9.5molO2 |
D.1mol化合物III最多能与3 molH2 反应 |
(5)有机物R(C9H9ClO3)经过反应也可制得化合物IV,则 R 在NaOH 醇溶液中反应的化学方程式为。
中药葛根是常用祛风解表药物,其有效成分为葛根大豆苷元,用于治疗高血压引起的头疼、头晕、突发性耳聋等症。其合成线路如下:
已知:;
请回答以下问题:
(1)物质C的结构简式为
(2)对于葛根大豆苷元,下列说法正确的是
A.1 mol葛根大豆苷元最多可以和2 molNaOH反应 | B.不发生硝化反应 |
C.可发生水解反应 | D.与溴水可发生加成或取代反应 |
(3)步骤①变化所需加的试剂是,步骤③的反应类型为
(4)物质B发生缩聚反应生成高分子化合物的反应方程式为
(5)写出同时符合下列条件的物质C同分异构体的结构简式(写一种)
i.不能与Fe3+发生显色反应 ii. 可以发生银镜反应
iii.苯环上有两种不同化学环境的氢原子
(6)有以下合成线路:
请结合所学知识和题给信息,分析上述合成线路的合理性上存在的问题