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.用于合成氨的工业煤气中含有H2S、C2H5SH(乙酸醇)、COS(羰基硫)、CS2等含硫化合物,工业上无机硫常用氧化锌法处理,有机硫可用钴钼催化加氢处理。
H2S+ZnO=ZnS+H2O;C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O
C2H5SH+H2=C2H6+H2S;COS+H2=CO+H2S;CS2+4H2=CH4+2H2S
(1)钴原子在基态时核外电子排布式为 。
(2)下列有关分子结构的说法正确的是 。
A.C2H4分子中有5个键处1个键
B.COS分子(结构如右图)中键能C=O>C=S
C.H2S分子呈V形结构
D.CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3杂化
(3)下列有关说法不正确的是 。
A.H2O、CO、COS均是极性分子
B.相同压强下沸点:Cs2>COS>CO2
C.相同压强下沸点:C2H5SH>C2H5OH
D.相同压强下沸点:CO>N2
(4)-ZnS的晶胞结构如右图,晶胞中S2-数目为: 个。
(5)具有相似晶胞结构的ZnS和ZnO,ZnS熔点为1830℃,ZnO熔点为1975℃,后者较前者高是由于 。
(6)钼的一种配合物化学式为:Na3[Mo(CN)8]·8H2O,中心原子的配位数为 。
B.烃醛结合反应有机合成中颇为重要,绿色催化剂的固体铌酸酸倍受研究者关注。铌酸具有较高的催化活性及稳定性。反应原理如下:
实验方法是在25mL烧瓶中加入铌酸、10mL甲醇和 0.5mL苯甲醛,在回流状态下反应2h,反应的产率和转化率均非常高。
(1)采用回流反应2h的目的是 。
(2)在反应中甲醇需过量,其原因是 。
(3)不同铌酸用量对产率和转化率影响,如下表:
铌酸用量/mol |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.05 |
0.1 |
0.15 |
0.2 |
0.6 |
产率% |
87.3 |
88.2 |
90.3 |
94.2 |
92.9 |
93.1 |
91.8 |
92.3 |
转化率% |
89.7 |
92.1 |
93.9 |
98.9 |
94.9 |
95.7 |
93.9 |
94.3 |
在上述苯甲醛与甲醇缩合反应实验中催化剂铌酸的最佳用量为 。
(4)催化剂的回收利用性能是考察催化剂的一项极为重要的指标。铌酸催化剂循环使用次数对产率的影响如右下图,这说明铌酸催化剂的优点之一是 。
(5)用铌酸作催化剂时,不同的醛与甲醇的缩合反应的转化率和产率如下表:
序号 |
醛 |
醇 |
转化率% |
产率% |
1 |
邻羟基苯甲醛 |
甲醇 |
94.3 |
89.6 |
2 |
邻羟基苯甲醛 |
甲醇 |
93.6 |
88.7 |
3 |
邻氯苯甲醛 |
甲醇 |
93.1 |
87.3 |
4 |
间硝基苯甲醛 |
甲醇 |
54.2 |
34.1 |
5 |
邻硝基苯甲醛 |
甲醇 |
89.9 |
79.5 |
6 |
对硝基苯甲醛 |
甲醇 |
65.7 |
41.9 |
从表中得出的不同的醛与甲醇缩合反应影响转化率和产率的规律是 。