(14分)A、B、C、D是原子序数依次增大的短周期主族元素,A、C在元素周期表中的相位置如图,A元素最外层与次外层上的电子数之差为3,B为地壳中含最最多的金属元素。
(1)D的离子结构示意图为_____________。
(2)B、C、D形成的简单离子半径由大到小的顺序: > > (写离子符号)
(3)A的最高价氧化物对应的水化物是乙,现将过量Cu加入到60 mL 10.0 mol/L乙的浓溶液中,充分反应,共收集到4.48L(标准状况)气体,则该气体的成分是_________,反应中电子转移数为____________。若使上述中反应后剩余的铜片继续溶解,可向其中加入稀硫酸,写出反应的离子方程式: 。
(4)将两份足量的B单质分别加入到等体积等浓度的硫酸和NaOH溶液中,充分反应生成气体的体积比为__________,若将反应后所得的溶液混合,会生成白色沉淀,发生反应的离子方程式为_____________________________________。
氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一。
(1)上图是1 mol NO2气体和1 mol CO气体反应生成CO2气体和NO气体过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:;
已知:N2 (g)+2NO2 (g) 4NO(g)△H=+292.3kJ·mol—1,
则反应: 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 的△H=;
(2)一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中充入20 mol NO2和5 mol O2发生反应: 4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g);已知体系中n(NO2)随时间变化如下表:
t(s) |
0 |
500 |
1000 |
1500 |
n(NO2)(mol) |
20 |
13.96 |
10.08 |
10.08 |
①写出该反应的平衡常数表达式:K=,已知:K3000C>K3500C,则该反应是反应(填“放热”或“吸热”);
②反应达到平衡后,NO2的转化率为,若要增大NO2的转化率,可采取的措施有
A.降低温度
B.充入氦气,使体系压强增大
C.再充入NO2
D.再充入4 mol NO2和1 mol O2
③图中表示N2O5的浓度的变化曲线是,用O2表示从0~500s内该反应的平均速率v=。
慢心律是一种治疗心律失常的药物,它的合成路线如下:
(1)由B→C的反应类型为。
(2)C分子中有2个含氧官能团,分别为和(填官能团名称)。
(3)写出A与浓溴水反应的化学方程式。
(4)由A制备B的过程中有少量副产物E,它与B互为同分异构体,E的结构简式为。
(5)写出同时满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式。
①属于α-氨基酸;
②是苯的衍生物,且苯环上的一氯代物只有两种;
③分子中含有两个手性碳原子。
(6)已知乙烯在催化剂作用下与氧气反应可以生成环氧乙烷()。写出以邻甲基苯酚(
)和乙醇为原料制备
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:
为减小和消除过量CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。
(1)最近有科学家提出“绿色自由”构想:先把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出,并使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下:
写出分解池中反应的化学方程式 。在合成塔中,当有4.4 kg CO2与足量H2
完全反应,可放出热量4947 kJ,写出合成塔中反应的热化学方程式 。
(2)以CO2为碳还可以制备乙醇,反应如下:
2CO2(g) + 6H2(g)= CH3CH2OH(g) + 3H2O(g)△H=-173.6kJ/mol
写出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的反应的热化学方程式。
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应为。
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为。当电子转移mol时,参加反应的氧气的体积是6.72L(标准状况下)。
(4)以甲醇为燃料还可制作新型燃料电池,电池的正极通入O2,负极通入甲醇,用熔融金属氧化物MO作电解质(可传导O2-)。该电池负极发生的电极反应是;放电时,O2-移向电池的(填“正”或“负”)极。
由丙烯经下列反应可制得F、G两种高分子化合物,它们都是常用的塑料。
(1)聚合物F的结构简式。A→B的反应条件为。E→G的反应类型为。
(2)D的结构简式。B转化为C的化学反应方程式是。
(3)在一定条件下,两分子E能脱去两分子水形成一种六元环状化合物,该化合物的结构简式是。
(4)E有多种同分异构体,其中一种能发生银镜反应,1mol该种同分异构体与足量的金属钠反应产生1mol H2,则该种同分异构体的结构简式为。
碳、氢、氧3种元素组成的有机物A,相对分子质量为102,含氢的质量分数为9.8%,分子中氢原子个数为氧的5倍。一定条件下,A与氢气反应生成B,B分子的结构可视为1个碳原子上连接2个甲基和另外2个结构相同的基团。且B的核磁共振氢谱显示有3组不同的峰。
(1)A的分子式是。
(2)下列物质与A以任意比例混合,若总物质的量一定,充分燃烧消耗氧气的量相等且生成水的量也相等的是(填序号)。
A.C5H12O3 B.C4H10 C.C6H10O4D.C5H10O
(3)①B的结构简式是。
②A不能发生的反应是(填序号)。
A.取代反应 B.消去反应 C.酯化反应 D.还原反应
(4)A还有另一类酯类同分异构体,该异构体在酸性条件下水解,生成两种相对分子质量相同的化合物,其中一种的分子中有2个甲基,该异构体的结构简式是:。