【题目】分析下图有机分子的球棍模型,回答下列问题:
(1)互为同分异构体的是__________,E和H互为 ,E的分子空间构型是 。 (2)F与氯气发生一元取代反应的化学方程式 。
(3)有机物种类繁多的原因有 、 (答两种原因)。
【答案】(1)F、G;同系物;平面正六边形(2)C(CH3)4+Cl2(CH3)3CCH2Cl+HCl
(3)碳原子链接方式多样 同分异构体(其他答案合理即可)
【解析】
试题分析:根据有机物的球棍模型可知A是甲烷,B是乙烯,C是乙炔,D是丙烷,E是苯,F是新戊烷,G是异戊烷,H是甲苯。
(1)正戊烷和异戊烷的分子式相同,均是C5H10,结构不同,互为同分异构体;苯和甲苯的结构相似,分子组成相差1个CH2,互为同系物;苯是平面正六边形结构;
(2)新戊烷发生一元取代反应的方程式为C(CH3)4+Cl2(CH3)3CCH2Cl+HCl;
(3)由于碳原子链接方式多样,且有机物大部分均存在同分异构体,从而导致有机物种类繁多。
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【题目】甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1=—99kJ.mol-1,
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2=—58kJ.mol-1
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
(1)写出CO2的结构式__________。
(2)由上述数据计算出△H3=kJ.mol-1
(3)在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,温度T1、T2对反应的影响,下列正确的是__________(填序号)
①温度为T1时,从反应到平衡,生成甲醇的平均速率为:v(CH3OH)=nA/tAmol/(L·min)
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③当生成1mol甲醇的同时,生成1molCO2,说明反应达到平衡
④处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时n(H2)与n(CH3OH)比值增大
(4)在T1温度时,将2molCO2和6molH2充入一密闭恒容器中,充分反应达到平衡后,若CO2转化率为50%,,则容器内的压强与起始压强之比为__________;该温度条件下,反应平衡常数为__________(计算出结果)
(5)在直接以甲醇为燃料电池中,电解质溶液为硫酸性,负极的电极反应式为__________。
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【题目】LiPF6是锂离子电池中广泛应用的电解质。某工厂用LiF、PCl5为原料,低温反应制备LiPF6,其流程如下:
已知:HCl的沸点是-85.0 ℃,HF的沸点是19.5 ℃。
(1)第①步反应中无水HF的作用是________________、________________。反应设备不能用玻璃材质的原因是______________________________________________(用化学方程式表示)。无水HF有腐蚀性和毒性,工厂安全手册提示:如果不小心将HF沾到皮肤上,可立即用2%的________溶液冲洗。
(2)该流程需在无水条件下进行,第③步反应中PF5极易水解,其产物为两种酸,写出PF5水解的化学方程式:____________________________________。
(3)第④步分离采用的方法是________;第⑤步分离尾气中HF、HCl采用的方法是________。
(4)LiPF6产品中通常混有少量LiF。取样品w g,测得Li的物质的量为n mol,则该样品中LiPF6的物质的量为________mol(用含w、n的代数式表示)。
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【题目】I.锌与稀硫酸的反应既是氧化还原反应,又是 反应(填“放热”或“吸热”,实验室可将该反应设计成原电池,应采用 作为负极材料,正极的电极反应式为 ,若有1mol电子流过导线,理论上正极产生的气体在标准状况下的体积是 L。
II.某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题:
(1)硫酸铜溶液可以加快氢气生成速率的原因是 ;
(2)实验室中现有Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与实验中CuSO4溶液起相似作用的是 ;
(3)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有 (答两种);
(4)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集产生的气体,记录获得相同体积的气体所需时间。
①请完成此实验设计,其中:V1= ,V6= ,V9= ;
②该同学最后得出的结论为:当加入少量CuSO4溶液时,生成氢气的速率会大大提高。但当加入的CuSO4溶液超过一定量时,生成氢气的速率反而会下降。请分析氢气生成速率下降的主要原因 。
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【题目】已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸气状态时,含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体,其中S4、S6和S8具有相似的结构特点,其结构如下图所示:
回答下列问题:
(1)下列有关说法正确的是 。
A.S2、S4、S6、S8互为同系物 B.S8转化为S6、S4、S2属于物理变化
C.不论哪种硫分子,完全燃烧时都生成SO2 D.常温条件下单质硫为原子晶体
E.32gS8单质含有的S—S键个数为NA
(2)在一定温度下,测得硫蒸气的平均摩尔质量为80g/mol,则该蒸气中S2分子的体积分数不小于 。
(3)在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的ΔH表示生成1mol产物的数据)。
①写出表示S8燃烧的热化学方程式_____________。
②写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式_________________。
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【题目】按要求完成下列填空。
(1)同温同压下烷烃A蒸气的密度是H2的15倍,烷烃A的分子式:______________;结构简式 。
(2)烷烃B的分子中含有200个氢原子,烷烃B的分子式:________。
(3)含有5个碳原子的烷烃D,烷烃D的分子式: ___________。
(4)分子中含有22个共价键的烷烃,烷烃的分子式:__________。
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【题目】【选修2:化学与技术】
地球的海水问题约有1.4×1018t,是人类最大的资源库。
(1)如下图1利用海水得到淡水的方法是___________________________;
(2)电渗析法是近年发展起来的一种较好的海水淡化技术,其原理如图2所示.a是电源的_________极;Ⅰ口排出的是__________(填“淡水”或“浓水”).
(3)海水淡化后的浓水中含大量盐分(主要含有Mg2+、Ca2+、Fe3+和SO42-),排入水中会改变水质,排到土壤中会导致土壤盐碱化,故不能直接排放,可以与氯碱工业联产.电解前需要把浓水精制,所需试剂主要包括:HCl、NaOH、BaCl2、Na2CO3等),其中HCl的作用主要是__________________________;
(4)铀是核反应最重要的燃料,其提炼技术直接关系着一个国家核工业或核武器的发展水平,海水中铀以UCl4形式存在(以离子形式存在),每吨海水只含3.3毫克铀,海水总量极大,铀总量相当巨大.不少国家正在探索海水提铀的方法.现在,已经研制成功一种螯合型离子交换树脂,它专门吸附海水中的铀,而不吸附其他元素.其反应原理为_______________________ (树脂用HR代替),发生离子交换后的离子交换膜用酸处理还可再生并得到含铀的溶液,其反应原理为_________________________;
(5)离子交换树脂法是制备纯水(去离子水)的主要方法.某阳离子交换树酯的局部结构可写成(如图).该阳离子交换树脂是由单体苯乙烯和交联剂对二乙烯基苯聚合后再经_____________反应得到的.自来水与该离子交换树脂交换作用后显____________(填“酸性”、“碱性”或“中性”).
(6)中国《生活用水卫生标准》中规定,水的总硬度不能过大.如果硬度过大,饮用后对人体健康与日常生活有一定影响.暂时硬水的硬度是由__________(填阴离子符号)引起的,经___________(填操作名称)后可被去掉.永久硬水的硬度可由离子交换法去掉。
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【题目】综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。
(1) Li4SiO4可用于富集得到高浓度CO2。原理是:在500℃,低浓度CO2与Li4SiO4接触后生成两种锂盐;平衡后加热至700℃,反应逆向进行,放出高浓度CO2,Li4SiO4再生。700℃时反应的化学方程式为_________________________________。
(2) 固体氧化物电解池(SOEC)用于高温电解CO2和H2O,既可高效制备合成气(CO+H2),又可实现CO2的减排,其工作原理如右图。
① b为电源的________(填“正极”或“负极”)。
② 写出电极c发生的电极反应式: __________ ______、 __________________ ______。
(3)电解生成的合成气在催化剂作用下发生如下反应:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。对此反应进行如下研究:
某温度下在一恒压容器中分别充入1.2 mol CO和1 mol H2,达到平衡时容器体积为2 L,且含有0.4 mol CH3OH(g),则该反应平衡常数值为________,此时向容器中再通入0.35 mol CO气体,则此平衡将________(填“向正反应方向”“不”或“向逆反应方向”)移动。
(4) 已知:
若甲醇的燃烧热为ΔH3,试用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示CO(g)+2H2(g) CH3OH(l)的ΔH,
则ΔH=______ ____。
(5)利用太阳能和缺铁氧化物[如Fe0.9O]可将廉价CO2热解为碳和氧气,实现CO2再资源化,转化 过程如下图所示,若用1 mol缺铁氧化物[Fe0.9O]与足量CO2完全反应可生成________mol C(碳)。
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【题目】已知可溶性硫化物在溶液中能与硫单质反应,生成可溶性的多硫化物(如Na2Sn)。回答下列问题:
Ⅰ.在浓Na2S溶液中滴入少量氯水,经振荡,未发现沉淀物生成,其原因是(用离子方程式表示)___________________________________________________。
Ⅱ.浓硫酸具有氧化性,不同浓度的硫酸氧化性不同。为了探究浓度对硫酸氧化性的影响,某学习小组进行了如下探究:称取一定量无锈铁钉(碳素钢)放入一定体积浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。为了测定气体Y中SO2的含量,设计如下三种方案:
方案①:取V mL(标准状况)气体Y通入足量氯水中,然后加入足量BaCl2溶液,经“适当操作”后得干燥固体m g。
方案②:向200.0 mL 0.200 mol/L酸性高锰酸钾溶液中缓慢通入2.24 L(标准状况)气体Y,之后取出20.00 ml溶液转入锥形瓶中加适量水稀释,用浓度为0.100 mol/L的KHC2O4标准液进行滴定,最终消耗标准液10.00ml。
(1)方案①中“适当操作”是指 (填操作名称);检验所得固体是否洗涤干净的操作为 ;
(2)已知室温下,0.1mol/L 的KHC2O4溶液中,c(C2O42- )>c(H2C2O4)。在方案②中,滴定操作过程中标准液应装在 (填仪器名称);滴定至终点的现象为 ;
(3)根据方案②计算气体Y中SO2的物质的量分数为 ;
Ⅲ.分析上述实验中SO2体积分数的结果,某同学认为气体Y中还可能含有少量的H2和CO2。为此设计了下列探究实验装置检验其中的杂质气体(夹持装置已略去)。
(1)仪器D的名称是 ;B中试剂的作用是 ;
(2)简述确认气体Y中含有CO2的实验现象:________________________________。
(3)根据“F干燥管中无水硫酸铜是否变蓝色”确认气体Y中是否有氢气,你认为是否合理?______(填“合理”或“不合理”),简述理由:___________________________________。
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