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本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。
A.乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用
与水反应生成乙炔。
(1)
中
与
互为等电子体,
的电子式可表示为____;1mol
中含有的
键数目为_____。
(2)将乙炔通入
溶液生成
,红棕色沉淀。
基态核外电子排布式为_____。
(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是_____;分子中处于同一直线上的原子数目最多为_____。
(4)
晶体的晶胞结构与
晶体的相似(如右图所示),
但
晶体中含有的中哑铃形
的存在,使晶胞沿一个
方向拉长。
晶体中1个
周围距离最近的
数
目为_____。
B.对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体,它常以浓硝酸为硝化剂,浓硫酸为催化剂,通过甲苯的硝化反应制备。
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一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是:以发烟硝酸为硝化剂,固体NaHSO4为催化剂(可循环使用),在溶剂中,加入乙酸酐(有脱水作用),45℃反应1h 。反应结束后,过滤,滤液分别用5% NaHCO3,溶液、水洗至中性,再经分离提纯得到对硝基甲苯。
(l)上述实验中过滤的目的是 ___。
(2)滤液在分液漏斗中洗涤静置后,有机层处于___ 层(填“上”或'下”);放液时,若发现液体流不下来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还有 ___。
(3)下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。
| 催化剂 | n(催化剂) | 硝化产物中各种异构体质量分数(%) | 总产率(%) | ||
| n(甲苯) | 对硝基甲苯 | 邻硝基甲苯 | 间硝基甲苯 | ||
| 浓H2SO4 | 1.0 | 35.6 | 60.2 | 4.2 | 98.0 |
| 1.2 | 36.5 | 59.5 | 4.0 | 99.8 | |
| NaHSO4 | 0.15 | 44.6 | 55.1 | 0.3 | 98.9 |
| 0.25 | 46.3 | 52.8 | 0.9 | 99.9 | |
| 0.32 | 47.9 | 51.8 | 0.3 | 99.9 | |
| 0.36 | 45.2 | 54.2 | 0.6 | 99.9 |
①NaHSO4催化制备对硝基甲苯时,催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为______
②由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知,甲苯硝化反应的特点是______。
③与浓硫酸催化甲苯硝化相比,NaHSO4催化甲苯硝化的优点有_______、______。
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本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。
A.乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用
与水反应生成乙炔。
(1)
中
与
互为等电子体,
的电子式可表示为____;1mol
中含有的
键数目为_____。
(2)将乙炔通入
溶液生成
,红棕色沉淀。
基态核外电子排布式为_____。
(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2C=CH-C≡N)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是_____;分子中处于同一直线上的原子数目最多为_____。
(4)
晶体的晶胞结构与
晶体的相似(如右图所示),
但
晶体中含有的中哑铃形
的存在,使晶胞沿一个
方向拉长。
晶体中1个
周围距离最近的
数
目为_____。
B.对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体,它常以浓硝酸为硝化剂,浓硫酸为催化剂,通过甲苯的硝化反应制备。
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一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是:以发烟硝酸为硝化剂,固体NaHSO4为催化剂(可循环使用),在溶剂中,加入乙酸酐(有脱水作用),45℃反应1h 。反应结束后,过滤,滤液分别用5% NaHCO3,溶液、水洗至中性,再经分离提纯得到对硝基甲苯。
(l)上述实验中过滤的目的是 ___。
(2)滤液在分液漏斗中洗涤静置后,有机层处于___ 层(填“上”或'下”);放液时,若发现液体流不下来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还有 ___。
(3)下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。
|
催化剂 |
n(催化剂) |
硝化产物中各种异构体质量分数(%) |
总产率(%) |
||
|
n(甲苯) |
对硝基甲苯 |
邻硝基甲苯 |
间硝基甲苯 |
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|
浓H2SO4 |
1.0 |
35.6 |
60.2 |
4.2 |
98.0 |
|
1.2 |
36.5 |
59.5 |
4.0 |
99.8 |
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|
NaHSO4 |
0.15 |
44.6 |
55.1 |
0.3 |
98.9 |
|
0.25 |
46.3 |
52.8 |
0.9 |
99.9 |
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0.32 |
47.9 |
51.8 |
0.3 |
99.9 |
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0.36 |
45.2 |
54.2 |
0.6 |
99.9 |
①NaHSO4催化制备对硝基甲苯时,催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为______
②由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知,甲苯硝化反应的特点是______。
③与浓硫酸催化甲苯硝化相比,NaHSO4催化甲苯硝化的优点有_______、______。
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(1)有机物A能够发生的反应有:
a.取代反应 b.加成反应 c.消去反应 d.还原反应 e.加聚反应 f.酯化反应
(2)有机物A在Cu做催化剂和加热条件下,与氧气反应生成有机物B.B中含有的官能团除-Cl以外,还含有的官能团是:
或者取新制的Cu(OH)2于试管中,再加入有机物B,加热,试管壁上出现砖红色,证明B中含有-CHO
或者取新制的Cu(OH)2于试管中,再加入有机物B,加热,试管壁上出现砖红色,证明B中含有-CHO
(3)有机物B经氧化后生成有机物C,C的结构简式是:
(4)C可有如下图所示的转化关系:写出E的结构简式:
(5)D在高温、高压和催化剂作用发生加聚反应生成HPMA,写出HPMA的结构简式:
(6)F是E的一种同分异构.0.1mol F与足量金属Na反应放出3.36L H2(标准状况下);0.1mol E与足量NaHCO3反应放出2.24L CO2(标准状况下);F能与Ag(NH3)2OH溶液反应.F的结构简式是:
| 元素代号 | 相关信息 |
| A | A与C可形成A2C和A2C2两种化合物 |
| B | B的最高价氧化物对应的水化物甲与其气态氢化物乙反应可生成盐丙 |
| C | C的原子最外层电子数是其内层电子数的三倍 |
| D | D的单质能与冷水剧烈反应,得到强碱溶液 |
| E | 在第3周期元素中,E的简单离子半径最小 |
(2)常温下,若甲、丙两溶液的pH均等于5,则由水电离出的c(H+)甲:c(H+)丙=
(3)盐丙中含有的化学键是
(4)0.1mol D单质和0.2mol E单质组成的混合物投入到足量的A2C中,产生气体的体积(标准状况)是
(5)反应:乙+C2→B2+A2C(未配平)可设计为燃料电池,则通入乙的电极是
(6)已知xC和yC是C元素的两种核素,NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是
A.xC2与yC2互为同分异构体
B.xC与yC核外电子排布方式不同
C.通过化学变化可以实现xC与yC间的相互转化
D.标准状况下,1.12L xC2和1.12L yC2均含有0.1NA个C原子.
回答下列问题:
(1)设备A中含有电加热器,触媒和热交换器,其中发生的化学反应方程式为
| 催化剂 |
| 高温高压 |
| 催化剂 |
| 高温高压 |
(2)设备B中m和n是两个通水口,入水口是
(3)工业合成氨的原料是氮气和氢气.氮气是从空气中分离出来的,通常使用的两种分离方法是
(4)天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气.下表是某合成氨厂采用不同原料的相对投资和能量消耗.
| 原料 | 天然气 | 重油 | 煤 |
| 相对投资费用 | 1.0 | 1.5 | 2.0 |
| 能量消耗/J?t-1 | 28109 | 38109 | 48109 |
②请写出甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式:
| ||
| 催化剂 |
| ||
| 催化剂 |
③已知C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-394kJ/mol;
2CO2(g)+O2(g)═CO2(g)△H=-566kJ/mol;
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ/mol;
试写出由C与水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式
| ||
| ||
(5)在合成氨生产中,将生成的氨及时从反应后的气体中分离出来.运用化学平衡的知识分析这样做的理由: