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【题目】药物M(Rolumilast)能用于慢性阻塞性肺病的治疗,其一种合成路线如图:
注:箭头下的百分数为每步反应的产率。
(1)化合物A中含氧官能团的名称是__;B→C的反应类型为__。
(2)由E→F的化学方程式为__。
(3)在G→M的过程中,若使用代替,则M的产率会由78%降至48%,其原因除了氯原子的反应活性比溴原子低外,还可能是__。
(4)按上述合成路线,若投入0.01mol化合物D参与反应,最终获得化合物F(摩尔质量:239g·mol-1)的质量为___g。
(5)化合物M的另一种合成路线如图:
回答下列问题:
①化合物X的分子式为__。
②写出化合物Q的结构简式__。
③写出同时符合下列条件的化合物W的同分异构体的__(写出一种即可)。
Ⅰ.能与FeCl3溶液发生显色反应
Ⅱ.苯环上的一氯代物只有一种
Ⅲ.核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为1:1:2:2:6
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【题目】科学家对一碳化学进行了广泛深入的研究并取得了一些重要成果。
(1)已知:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol;
3CH3OH(g)CH3CH=CH2(g)+3H2O(g) △H2=-31.0kJ/mol
CO与H2合成CH3CH=CH2的热化学方程式为________。
(2)现向三个体积均为2L的恒容密闭容器I、II、Ⅲ中,均分别充入1molCO 和2mo1H2发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.1kJ/mol。三个容器的反应温度分别为Tl、T2、T3且恒定不变。当反应均进行到5min时H2的体积分数如图1所示,其中只有一个容器中的反应已经达到平衡状态。
①5min时三个容器中的反应达到化学平衡状态的是容器_______(填序号)。
②0-5 min内容器I中用CH3OH表示的化学反应速率v(CH3OH)=_______。(保留两位有效数字)
(3)CO常用于工业冶炼金属,在不同温度下用CO 还原四种金属氧化物,达到平衡后气体中lgc(CO)/c(CO2)与温度(T)的关系如图2所示。下列说法正确的是_____(填字母)。
A.工业上可以通过增高反应装置来延长矿石和CO接触面积,减少尾气中CO的含量
B.CO用于工业冶炼金属铬(Cr)时,还原效率不高
C.工业冶炼金属铜(Cu) 时,600℃下CO的利用率比1000℃下CO的利用率更大
D.CO还原PbO2的反应△H>0
(4)一种甲醇燃料电池,使用的电解质溶液是2mol·L-1的KOH溶液。
请写出加入(通入)a物质一极的电极反应式___________;每消耗6.4g甲醇转移的电子数为__________。
(5)一定条件下,用甲醇与一氧化碳反应合成乙酸可以消除一氧化碳污染。常温下,将a mol/L的醋酸与b mol/LBa(OH)2溶液等体积混合后,若溶液呈中性,用含a和b的代数式表示该混合溶液中醋酸的电离常数Ka为_________。
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【题目】元素铬(Cr)在自然界主要以+3价和+6价存在。请回答下列问题:
(1)利用铬铁矿(FeOCr2O3)冶炼制取金属铬的工艺流程如图所示:
①为加快焙烧速率和提高原料的利用率,可采取的措施之一是__________________ 。
②“水浸”要获得浸出液的操作是_________。浸出液的主要成分为Na2CrO4,向“滤液”中加入酸化的氯化钡溶液有白色沉淀生成,则 “还原”操作中发生反应的离子方程式为___________________________________________________。
(2)已知 Cr3+完全沉淀时溶液pH为5,(Cr3+浓度降至10-5molL-1可认为完全沉淀)则Cr(OH)3的溶度积常数 Ksp=_______________。
(3)用石墨电极电解铬酸钠(Na2CrO4)溶液,可制重铬酸钠(Na2Cr2O7),实验装置如图所示(已知:2CrO42-+2H+Cr2O72-+ H2O)。
①电极b连接电源的______极(填“正”或“负”) , b 极发生的电极反应:______________。
②电解一段时间后,测得阳极区溶液中Na+物质的量由a mol变为b mol,则理论上生成重铬酸钠的物质的量是_______________mol 。
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【题目】在4L密闭容器中充入6mol A气体和5mol B气体,在一定条件下发生反应:3A(g)+B(g)2C(g)+xD(g),达到平衡时,生成了2mol C,经测定,D的浓度为0.5mol·L-1,下列判断正确的是( )
A.x=1
B.B的转化率为20%
C.平衡时A的浓度为1.50mol·L-1
D.达到平衡时,在相同温度下容器内混合气体的压强是反应前的85%
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【题目】补铁剂常用于防治缺铁性贫血,其有效成分般为硫酸亚铁、琥珀酸亚铁、富马酸亚铁和乳酸亚铁等。回答下列问题:
(1)能表示能量最低的亚铁离子的电子排布式是__(填标号)。
a.[Ar]3d54s2 b.[Ar]3d54s1 c.[Ar]3d64s2 d.[Ar]3d6
(2)琥珀酸即丁二酸(HOOCCH2CH2COOH),在琥珀酸分子中电负性最大的原子是__,碳原子的杂化方式是__;琥珀酸亚铁中存在配位键,在该配位键中配位原子是__,中心原子是__。
(3)富马酸和马来酸互为顺反异构体,其电离常数如下表:
物质名称 | Ka1 | Ka2 |
富马酸() | 7.94×10-4 | 2.51×10-5 |
马来酸() | 1.23×10-2 | 4.68×10-7 |
请从氢键的角度解释富马酸两级电离常数差别较小,而马来酸两级电离常数差别较大的原因:__。
(4)β-硫酸亚铁的晶胞结构如图所示,其晶胞参数为a=870pm、b=680pm、c=479pm,α=β=γ=90°,Fe2+占据晶胞顶点、棱心、面心和体心。在该晶胞中,硫酸根离子在空间上有__种空间取向,晶胞体内硫酸根离子的个数是__,铁原子周围最近的氧原子的个数为__;设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶体的密度是__g·cm-3(列出计算表达式)。
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【题目】在密闭容器中进行反应:X2(g)+3Y2(g)2Z(g),其中 X2、Y2、Z 的起始浓度分别为0.1 mol·L-1、0.4 mol·L-1、0.2 mol·L-1,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )
A.c(Z)=0.4 mol·L-1B.c(Y2)=0 mol·L-1
C.c(X2)=0.2 mol·L-1D.c(X2)=0.05 mol·L-1 且 c(Z)=0.3 mol·L-1
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【题目】现代工业的发展导致CO2的大量排放,对环境造成的影响日益严重,通过各国科技工作者的努力,已经开发出许多将CO2回收利用的技术,其中催化转化法最具应用价值。回答下列问题:
(1)在催化转化法回收利用CO2的过程中,可能涉及以下化学反应:
①CO2(g)+2H2O(l)CH3OH(l)+O2(g) ΔH=+727kJ·mol-1 ΔG=+818kJ·mol-1
②CO2(g)+3H2O(l)CH4(g)+O2(g) ΔH=+890kJ·mol-1 ΔG=+818kJ·mol-1
③CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) ΔH=-131kJ·mol-1 ΔG=-9.35kJ·mol-1
④CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(l) ΔH=-253kJ·mol-1 ΔG=-130kJ·mol-1
从化学平衡的角度来看,上述化学反应中反应进行程度最小的是__,反应进行程度最大的是__。
(2)反应CO2+4H2CH4+2H2O称为Sabatier反应,可用于载人航空航天工业。我国化学工作者对该反应的催化剂及催化效率进行了深入的研究。
①在载人航天器中利用Sabatier反应实现回收CO2,再生O2,其反应过程如图所示,这种方法再生O2的最大缺点是需要不断补充__(填化学式)。
②在1.5MPa,气体流速为20mL·min-1时研究温度对催化剂催化性能的影响,得到CO2的转化率(%)如下:
催化剂 | 180℃ | 200℃ | 220℃ | 280℃ | 300℃ | 320℃ | 340℃ | 360℃ |
Co4N/Al2O3 | 8.0 | 20.3 | 37.3 | 74.8 | 84.4 | 85.3 | 868 | 90.1 |
Co/Al2O3 | 0.2 | 0.7 | 2.0 | 22.4 | 37.6 | 48.8 | 54.9 | 59.8 |
分析上表数据可知:__(填化学式)的催化性能更好。
③调整气体流速,研究其对某催化剂催化效率的影响,得到CO2的转化率(%)如下:
气体流速/mL·min-1 | 180℃ | 200℃ | 220℃ | 280℃ | 300℃ | 320℃ | 340℃ | 360℃ |
10 | 11.0 | 25.1 | 49.5 | 90.2 | 93.6 | 97.2 | 98.0 | 98.0 |
30 | 4.9 | 11.2 | 28.9 | 68.7 | 72.7 | 79.8 | 82.1 | 84.2 |
40 | 0.2 | 5.2 | 15.3 | 61.2 | 66.2 | 71.2 | 76.6 | 79.0 |
50 | 0.2 | 5.0 | 10.0 | 50.0 | 59.5 | 61.2 | 64.1 | 69.1 |
分析上表数据可知:相同温度时,随着气体流速增加,CO2的转化率__(填“增大”或“减小”),其可能的原因是__。
④在上述实验条件中,Sabatier反应最可能达到化学平衡状态的温度是__,在1L恒容密闭容器中发生该反应,已知初始反应气体中V(H2):V(CO2)=4:1,估算该温度下的平衡常数为__(列出计算表达式)。
(3)通过改变催化剂可以改变CO2与H2反应催化转化的产物,如利用Co/C作为催化剂,反应后可以得到含有少量甲酸的甲醇。为了研究催化剂的稳定性,将Co/C催化剂循环使用,相同条件下,随着循环使用次数的增加,甲醇的产量如图所示,试推测甲醇产量变化的原因__。(已知Co的性质与Fe相似)
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【题目】镍(Ni)及其化合物广泛应用于生产电池、电镀和催化剂等领域。
(1)某蓄电池反应为2NiO(OH)+Cd+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2。该蓄电池充电时,被氧化的物质是__(填化学式),放电时若生成73gCd(OH)2,则外电路中转移的电子数是___。
(2)镍的羰化反应为:Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) ΔH。
①一定温度下,将一定量的粗镍和CO加入到1L的恒容密闭容器中反应,5s后测得Ni(CO)4的物质的量为1.5mol,则0~5s内平均反应速率v(CO)=__mol·L·s-1。
②该反应的平衡常数K随温度升高而减小,则该反应的ΔH__0(填“>”或“<")。
(3)NiSO4·6H2O晶体是一种绿色易溶于水的晶体,广泛应用于化学镀镍、生产电池等,可由电镀废渣(除含镍外,还含有Cu、Zn、Fe等元素)为原料制取。制取步骤如下:
①在实验室中,欲用98%的浓硫酸(密度1.84g·mL-1)配制40%的稀硫酸,需要的玻璃仪器除玻璃棒外,还有__。
②向滤液Ⅰ中加入Na2S的目的是_。(已知:Ksp[FeS]=6.3×10-18,Ksp[CuS]=1.3×10-36,Ksp[ZnS]=1.3×10-24,Ksp[NiS]=1.1×10-21)
③滤液Ⅲ中所含的阳离子主要有__。
④NiSO4在强碱溶液中用NaClO氧化,可制得碱性镍镉电池电极材料NiOOH。该反应的离子方程式为__。
⑤在制备NiSO4·6H2O晶体时,常用无水乙醇代替蒸馏水做洗涤剂,原因是__(写出一条即可)。
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【题目】在体积不变的密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g),下列叙述表示该反应处于化学平衡状态的是( )
A.N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2
B.混合气体的密度不随时间变化
C.当有1molN≡N键断裂时,有6molN—H键断裂
D.单位时间内生成2amolNH3,同时消耗amolN2
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【题目】纳米TiO2具有十分宝贵的光学性质,在汽车工业及诸多领域都显示出美好的发展前景。如图是以硫酸氧钛为原料制备纳米二氧化钛的工艺流程图:
回答下列问题:
(1)反应1中发生两个反应,其一是尿素[CO(NH2)2]与H2O反应生成CO2和NH3·H2O,则另一反应的离子方程式为__。
(2)判断TiO(OH)2沉淀是否洗净的实验操作和现象是:__。
(3)为了减少制备过程中的“三废”排放,将上述流程中的“滤液”经过__、__、__(填基本操作)即可回收__(填化学式)。
(4)为研究反应温度、反应时间、反应物物质的量配比等因素对制备纳米二氧化钛产率的影响,设计如下实验。
实验编号 | 反应温度/℃ | 反应时间/h | 反应物物质的量配比n[CO(NH2)2]:n[TiO(OH)2] |
① | 90 | 1 | 2:1 |
② | 90 | 2 | 3:1 |
③ | 90 | 1 | |
④ | 110 | 2 | 3:1 |
实验②和④的实验目的是__,实验③中反应物物质的量配比为__。
(5)反应Ⅰ中TiO2+浓度对TiO2的产率和粒径的影响如图。结合图中信息,你认为为达到工艺目的,最合适的TiO2+浓度为__。
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