本题共有2小题,共15分,①命名下列有机物②有人曾提出苯除了有平面正六边形结构外,还可能有空间立体结构,例如下面的Ⅰ式和Ⅱ式:Ⅰ式: Ⅱ式:(1)若以Ⅰ式为主体,其一元取代物分子中2,4,6位上的氢原子性质相同,3,5位上的氢原子性质相同。则2,4,6-三氯硝基苯的结构简式为_____________。(2)若Ⅱ式分子生成二氯苯,其可能有的同分异构体有6种,则其四氯苯的同分异构体有_______种。
(12分)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.钛及其化合物被广泛应用于飞机、火箭、卫星、舰艇、医疗以及石油化工等领域。下面是用金红石(主要成分为TiO2)制备金属钛和钛酸钡的流程。 (1)Ti基态的电子排布式为。 (2)TiCl4熔点为-24℃,沸点为136.4℃,室温下为无色液体,可溶于甲苯和氯代烃。固态TiCl4属于晶体。 (3)BaCO3为离子化合物。CO32-中C原子的杂化类型为,写出一种与CO32-互为等电子体的阴离子:(填化学式)。 (4)钛酸钡的晶胞如图所示,其化学式为。 (5)用锌还原TiCl4的盐酸溶液,经后续处理可制得绿色的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。1mol该配合物中含有δ键的数目为。
(14分)质子交换膜燃料电池广受关注。 (1)质子交换膜燃料电池中作为燃料的H2通常来自水煤气。 已知:C(s)+O2(g)CO(g) ΔH1=-110.35kJ·mol-1 2H2O(l)2H2(g)+O2(g) ΔH2=+571.6kJ·mol-1 H2O(l)H2O(g) ΔH3=+44.0kJ·mol-1 则C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH4=。 (2)燃料气(流速为1800mL·h-1;体积分数为50% H2,0.98% CO,1.64% O2,47.38% N2)中的CO会使电极催化剂中毒,使用CuO/CeO2催化剂可使CO优先氧化而脱除。 ①160 ℃、CuO/CeO2作催化剂时,CO优先氧化反应的化学方程式为。 ②灼烧草酸铈[ Ce2(C2O4)3]制得CeO2的化学方程式为。 ③在CuO/CeO2催化剂中加入不同的酸(HIO3或H3PO4),测得燃料气中CO优先氧化的转化率随温度变化如图1所示。 加入(填酸的化学式)的CuO/CeO2催化剂催化性能最好。催化剂为CuO/CeO2—HIO3,120℃时,反应1h后CO的体积为mL。 (3)图2为甲酸质子交换膜燃料电池的结构示意图。该装置中(填“a”或“b”)为电池的负极,负极的电极反应式为。
铜在工农业生产中有着广泛的用途。 (1)配制CuSO4溶液时需加入少量稀H2SO4,其原因是(只写离子方程式)。 (2)某同学利用制得的CuSO4溶液,进行以下实验探究。 ①图甲是根据反应Fe+CuSO4=Cu+FeSO4设计成铁铜原电池,请图甲中的横线上完成标注。 ②图乙中,I是甲烷燃料电池的示意图,该同学想在II中实现铁上镀铜,则应在a处通入(填“CH4”或“O2”),b处电极上发生的电极反应式为==4OH-; 若把II中电极均换为惰性电极,电解液换为含有0.1molNaCl溶液400mL,当阳极产生的气体为448mL(标准状况下)时,溶液的pH= (假设溶液体积变化忽略不计)。 (3)电池生产工业废水中常含有毒的Cu2+等重金属离子,常用FeS等难溶物质作为沉淀剂除去[室温下Ksp(FeS)=6.3×10-18mol2·L-2,Ksp(CuS)=1.3×10-36mol2·L-2]。请结合离子方程式说明上述除杂的原理:当把FeS加入工业废水中后,直至FeS全部转化为CuS沉淀,从而除去溶液中Cu2+。
氮元素的化合物应用十分广泛。请回答: (1)火箭燃料液态偏二甲肼(C2H8N2)是用液态N2O4作氧化剂,二者反应放出大量的热,生成无毒、无污染的气体和水。已知室温下,1 g燃料完全燃烧释放出的能量为42.5kJ,则该反应的热化学方程式为。 (2)298 K时,在2L固定体积的密闭容器中,发生可逆反应:2NO2(g)N2O4(g)ΔH=-a kJ·mol-1 (a>0) N2O4的物质的量浓度随时间变化如图。达平衡时, N2O4的浓度为NO2的2倍,回答下列问题: ①298k时,该反应的平衡常数为L ·mol-1(精确到0.01)。 ②下列情况不是处于平衡状态的是: a.混合气体的密度保持不变; b.混合气体的颜色不再变化; c.气压恒定时。 ③若反应在398K进行,某时刻测得n(NO2)="0.6" mol n(N2O4)=1.2mol,则此时V(正)V(逆)(填“>”、“<”或“=”)。 (3)NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。现向100 mL 0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1NaOH溶液,得到的溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。 试分析图中a、b、c、d、e五个点, ①b点时,溶液中发生水解反应的离子是______; ②在c点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是。
(1)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。 I:CH4(g)+H2O(g)=CO(g) + 3H2(g)△H=+206.0 kJ·mol-1 II:CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g)△H=-129.0 kJ·mol-1 CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的△H=。 (2)将1.0 mol CH4和2.0 mol H2O ( g )通入容积为10 L的反应器,在一定条件下发生反应I,测得在一定压强下CH4的转化率与温度的关系如图。假设100 ℃时达到平衡所需的时间为5 min,则用H2表示该反应的平均反应速率为mol·L-1·min-1。 (3)在某温度和压强下,将一定量 CO与H2充入密闭容器发生反应II生成甲醇,平衡后压缩容器体积至原来的l/2,其他条件不变,对平衡体系产生的影响是(填序号): a.c ( H2 )减少; b.平衡常数K增大; c.CH3OH 的物质的量增加; d.正反应速率加快,逆反应速率减慢; e.重新平衡c ( H2 )/ c (CH3OH )减小。 (4)电解法可消除甲醇对水质造成的污染,原理是:通电将Co2+氧化成Co3+,然后Co3+将甲醇氧化成CO2和H+(用石墨烯吸附除去Co2+)。现用下图装置模拟上述过程, 则: Co2+在阳极的电极反应式为:; 除去甲醇的离子方程式为。