人类利用二氧化碳合成淀粉对社会的发展起着重要作用,合成过程首先是利用二氧化碳制备甲醇,合成甲醇的反应为 。回答下列问题:
(1)已知:
① ;
② ;
③a、b均为大于零的数,且a>b。
___________ (用含a、b的式子表示)。某研究小组设计合成的路线及的部分应用如图所示,图中熔融碳酸盐燃料电池的正极电极反应式为___________ 。(2)研究合成甲醇的催化剂时,在其他条件不变仅改变催化剂种类的情况下,对反应器出口产品进行成分分析,结果如图所示。在以上催化剂中,该反应应选择的最佳催化剂为___________ 。(3)在研究该反应历程时发现:反应气中水蒸气含量会影响的产率。为了研究水分子对该反应机制的内在影响,我国学者利用计算机模拟,研究添加适量水蒸气前后对能垒较大的反应历程能量变化的影响(如图所示,吸附在催化剂表面的物种用*标注)。①依反应历程图所示,写出有水参与时反应的化学方程式:___________ 。
②结合图3及学过的知识推测,有水参与的历程,反应速率加快的原因是___________ 。
(4)在T℃时,将6mol (g)和12mol (g)充入容积为10L的恒容容器中,只发生 ,初始压强为 kPa,测得体系中剩余(g)的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ所示。①T℃时,0~1min内甲醇的反应速率v(CH3OH)=_______ mol/(L·min),该反应的平衡常数Kp=_______ kPa-2。(用平衡分压代替平衡浓度计算,列出计算式)
②保持投料量不变,仅改变某一个条件后,测得随时间变化如图中状态Ⅲ所示,与状态Ⅰ相比,状态Ⅲ改变的条件可能是___________ 。
(5)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为,部分晶体结构如图所示,其中为平面结构。下列说法错误的是__________。
(1)已知:
① ;
② ;
③a、b均为大于零的数,且a>b。
②结合图3及学过的知识推测,有水参与的历程,反应速率加快的原因是
(4)在T℃时,将6mol (g)和12mol (g)充入容积为10L的恒容容器中,只发生 ,初始压强为 kPa,测得体系中剩余(g)的物质的量随时间变化如图中状态Ⅰ所示。①T℃时,0~1min内甲醇的反应速率v(CH3OH)=
②保持投料量不变,仅改变某一个条件后,测得随时间变化如图中状态Ⅲ所示,与状态Ⅰ相比,状态Ⅲ改变的条件可能是
(5)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为,部分晶体结构如图所示,其中为平面结构。下列说法错误的是__________。
A.该晶体中存在氢键 |
B.中C原子为杂化 |
C.基态原子的未成对电子数: |
D.基态原子的第一电离能: |
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更新时间:2024-05-29 19:42:40
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【推荐1】随着人们的物质生活水平的不断提高和工业化快速发展,环境污染也日益加重,空气中有毒气体主要包括SO2、CO、NOx、烃类等等。
(1)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2和水。已知CH4和S的燃烧热ΔH分别为-890 kJ /mol 和-297 kJ /mol,则CH4和SO2反应的热化学方程式为_______________ 。
(2)在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。测得CO的转化率随温度及不同压强的变化如图所示,P2和195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如表所示。
①P2及195℃下,在B点时,v(正)_____ v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。
②该反应的ΔH_________ 0(填“>”、“<”或“=”),原因是______________________________ 。
③在0~2 min,平均反应速率v(H2)=______________________ 。(数值用小数形式表示)
④在P2及195 ℃时,该反应的平衡常数Kp=__________ (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数,结果用含P2的分式表示)。
(3)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时,该电池工作原理见图所示。
①气体A中除了O2外,一定还含有的气体是________ 。
②该电池的负极反应式为__________________________ 。
(1)在复合组分催化剂作用下,CH4可使SO2转化为S,同时生成CO2和水。已知CH4和S的燃烧热ΔH分别为-890 kJ /mol 和-297 kJ /mol,则CH4和SO2反应的热化学方程式为
(2)在20 L的密闭容器中按物质的量之比1∶2充入CO和H2,发生反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH。测得CO的转化率随温度及不同压强的变化如图所示,P2和195 ℃时n(H2)随时间的变化结果如表所示。
P2及195时n(H2)随时间变化 | |||||
t/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
n(H2)mol | 8 | 6 | 5 | 4 | 4 |
②该反应的ΔH
③在0~2 min,平均反应速率v(H2)=
④在P2及195 ℃时,该反应的平衡常数Kp=
(3)某种熔融碳酸盐燃料电池以Li2CO3、K2CO3为电解质、以CH4为燃料时,该电池工作原理见图所示。
①气体A中除了O2外,一定还含有的气体是
②该电池的负极反应式为
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【推荐2】甲烷重整制氢工艺与太阳能资源相结合可有效降低碳排放。一种利用太阳能催化甲烷蒸气重整制氢的反应a原理如下。
反应a分步反应示意图 反应a第Ⅰ、Ⅱ步反应图象
第Ⅰ步: 。
第Ⅱ步:
回答下列问题:
(1)反应a的热化学方程式为_______ 。
(2)对于第Ⅰ步反应:增大压强,平衡_______ 移动(填“向左”“向右”或“不”);温度升高,平衡转化率_______ (填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)在1000℃时,反应a的压强平衡常数_______ 。
反应a分步反应示意图 反应a第Ⅰ、Ⅱ步反应图象
第Ⅰ步: 。
第Ⅱ步:
回答下列问题:
(1)反应a的热化学方程式为
(2)对于第Ⅰ步反应:增大压强,平衡
(3)在1000℃时,反应a的压强平衡常数
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【推荐3】2018年春节,京津冀及周边区域遭遇“跨年”雾霾,二氧化硫、氮氧化物以及可吸入颗粒物这三项是雾霾主要组成,消除氮氧化物污染是研究方向之一。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
① H2O(g)=H2O(l) ΔH=-A kJ·mol-1
② 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)=CH4(g)+4NO(g) ΔH=+B kJ·mol-1
③ CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-C kJ·mol-1
请写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式________ 。
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T0C)条件下反应。下列说法能作为判断该反应达到化学平衡状态标志的是_____________。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
① H2O(g)=H2O(l) ΔH=-A kJ·mol-1
② 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)=CH4(g)+4NO(g) ΔH=+B kJ·mol-1
③ CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-C kJ·mol-1
请写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T0C)条件下反应。下列说法能作为判断该反应达到化学平衡状态标志的是_____________。
A.活性炭的质量 | B.v正(N2)=2v逆(NO) |
C.容器内压强保持不变 | D.容器内混合气体的密度保持不变 |
E.容器内混合气体的平均相对分子质量保持不变 | F.容器内CO2的浓度保持不变 |
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【推荐1】Ⅰ.甲烷及其衍生物在国民经济中有着重要的作用。
(1)工业上甲烷可用于制造合成气。的燃烧热为。写出甲烷燃烧热的热化学方程式___________ 。
Ⅱ.工业上还可以用催化还原可以消除氮氧化物的污染。
(2),在恒容的密闭容器中不同温度下发生该反应,的浓度变化如图所示,下列说法正确的是___________(填序号)。
Ⅲ.也是一种重要的化工原料,用煤化工生产中产生的和制取的反应为:
。
已知相关物质的化学键键能数据如下表所示(视与中键的键能相等):
(3)___________ 。(用含字母的代数式表示)
(4)将和按物质的量之比为通入某刚性密闭容器中,只发生反应,平衡状态时的体积分数与温度、气体总压强的关系如图所示。
从大到小的顺序是___________ 。温度为、气体总压强为的条件下,反应达到平衡时的转化率为___________ ,b点的平衡常数___________ 。(结果保留2位有效数字;已知:混合气体中某组分的分压=总压×该组分的物质的量分数,)。
(1)工业上甲烷可用于制造合成气。的燃烧热为。写出甲烷燃烧热的热化学方程式
Ⅱ.工业上还可以用催化还原可以消除氮氧化物的污染。
(2),在恒容的密闭容器中不同温度下发生该反应,的浓度变化如图所示,下列说法正确的是___________(填序号)。
A.大于 |
B.c点时二氧化碳的浓度为 |
C.a点正反应速率大于b点的逆反应速率 |
D.a点的反应速率一定比c点的反应速率小 |
Ⅲ.也是一种重要的化工原料,用煤化工生产中产生的和制取的反应为:
。
已知相关物质的化学键键能数据如下表所示(视与中键的键能相等):
化学键 | |||||
a | b | c | d | e |
(3)
(4)将和按物质的量之比为通入某刚性密闭容器中,只发生反应,平衡状态时的体积分数与温度、气体总压强的关系如图所示。
从大到小的顺序是
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【推荐2】氨为重要化工原料,有广泛用途。
(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取:
a.CH4(g) +H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H= +216.4 kJ /mol
b.CO(g) +H2O(g) ⇌CO2(g)+H2(g) △H =-41.2 kJ/mol
则反应CH4(g) +2H2O(g)⇌ CO2(g)+4H2(g) △H=_________ 。
(2)起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol,在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度关系如下图。
①恒压时,反应一定达到平衡状态的标志是______ (填序号);
A.N2和H2的转化率相等 B.反应体系密度保持不变
C.c(H2)/c(NH3) 比值保持不变 D.c(NH3)/c(N2) 等于2
②P1_____ P2 (填“ > ”、“< ”、“=”,下同);反应平衡常数:B点____ D点;
③在A、B两点条件下,该反应从开始到平衡时生成氨气平均速率:υ(A)______ υ(B)。
(3)N2H4可作火箭推进剂,NH3和NaClO在一定条件下反应可生成N2H4。
①写出NH3和NaClO 反应生成N2H4的化学方程式__________ ;
②已知25℃时N2H4水溶液呈弱碱性:
N2H4+H2O⇌N2H5++OH- K1= 1×10-a;
N2H5++H2O⇌N2H62++OH- K2=1×10-b。
25℃时,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使c(N2H5+)>c(N2H4),同时c(N2H5+)>c(N2H62+),应控制溶液pH范围_________ (用含a、b式子表示)。
(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取:
a.CH4(g) +H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H= +216.4 kJ /mol
b.CO(g) +H2O(g) ⇌CO2(g)+H2(g) △H =-41.2 kJ/mol
则反应CH4(g) +2H2O(g)⇌ CO2(g)+4H2(g) △H=
(2)起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol,在不同温度和压强下合成氨。平衡时混合物中氨的体积分数与温度关系如下图。
①恒压时,反应一定达到平衡状态的标志是
A.N2和H2的转化率相等 B.反应体系密度保持不变
C.c(H2)/c(NH3) 比值保持不变 D.c(NH3)/c(N2) 等于2
②P1
③在A、B两点条件下,该反应从开始到平衡时生成氨气平均速率:υ(A)
(3)N2H4可作火箭推进剂,NH3和NaClO在一定条件下反应可生成N2H4。
①写出NH3和NaClO 反应生成N2H4的化学方程式
②已知25℃时N2H4水溶液呈弱碱性:
N2H4+H2O⇌N2H5++OH- K1= 1×10-a;
N2H5++H2O⇌N2H62++OH- K2=1×10-b。
25℃时,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使c(N2H5+)>c(N2H4),同时c(N2H5+)>c(N2H62+),应控制溶液pH范围
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【推荐3】CO2是一种常见的温室气体,过量排放己对地球环境产生了巨大的影响,如何将CO2转化为可被人们利用的物质从而改善人们的生存环境成为化学研究的热点。
(1)在催化剂的作用下,CO2能发生反应:2CO2(g)+6H2(g) = C2H4(g)+ 4H2O(g)。若该反应体系的能量随反应过程变化的关系如图所示,则该反应的△H=___ kJ.mol-1(用含a、b的式子表示)。
(2)在某密闭容器中,充入2 mol CO2(g)和3 mol H2(g),发生反应,部分物质的物质的量n(X)与时间t的关系如下图所示,已知0~15 min保持温度T℃、容积为2L恒定不变。
①用H2表示前10 min该反应的平均速率为____ ,反应到10 min时,CO2的转化率为_____ ;
②下列能说明该反应达到平衡状态的是____ (填正确答案标号);
A. CO2和H2O的质量比不变
B.混合气体的密度保持不变
C.H2的体积分数不再变化
D.C2H4和H2的分子总数保持不变
③若用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算,得到的平衡常数为压强平衡常数,即Kp。设起始压强为Po,则该反应10 min达到平衡时,Kp=_______ (用含Po的代数式表示);
④15 min时,是改变某一条件,各物质的物质的量变化情况。改变的条件可能是下列的____ 填正确答案标号);
A.升高体系温度
B.分离出CO2(g)
C.压缩容器的体积
D.加入高效催化剂
E.加入了H2(g)
F.加入了H2O(g)
⑤曲线a表示____ (填化学式)的物质的量随时间的变化情况;如果保持温度T℃、容积为2 L不变,起始时向容器中充入CO2、H2、C2H4、H2O依次为1 mol、4 mol、1 mol、2mol,反应将____ (填“正向”或“逆向”)进行达到平衡。
(1)在催化剂的作用下,CO2能发生反应:2CO2(g)+6H2(g) = C2H4(g)+ 4H2O(g)。若该反应体系的能量随反应过程变化的关系如图所示,则该反应的△H=
(2)在某密闭容器中,充入2 mol CO2(g)和3 mol H2(g),发生反应,部分物质的物质的量n(X)与时间t的关系如下图所示,已知0~15 min保持温度T℃、容积为2L恒定不变。
①用H2表示前10 min该反应的平均速率为
②下列能说明该反应达到平衡状态的是
A. CO2和H2O的质量比不变
B.混合气体的密度保持不变
C.H2的体积分数不再变化
D.C2H4和H2的分子总数保持不变
③若用平衡分压(分压=总压×物质的量分数)代替平衡浓度计算,得到的平衡常数为压强平衡常数,即Kp。设起始压强为Po,则该反应10 min达到平衡时,Kp=
④15 min时,是改变某一条件,各物质的物质的量变化情况。改变的条件可能是下列的
A.升高体系温度
B.分离出CO2(g)
C.压缩容器的体积
D.加入高效催化剂
E.加入了H2(g)
F.加入了H2O(g)
⑤曲线a表示
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解答题-结构与性质
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解题方法
【推荐1】硒元素(Se)是第4周期ⅥA族元素,单质有红硒、黑硒和灰硒,灰硒是良好的半导体材料,硒最特殊的性质是在光照射下导电性可提高近千倍,可用于制造光电管。请回答下列问题:
(1)基态Se原子价电子的轨道表示式为__ 。
(2)As和Se是同一周期元素,As的第一电离能比Se大,原因是___ 。
(3)硒在空气中燃烧能生成SeO2,常温下,SeO2是易挥发的白色固体,熔点为340~350℃,315℃时升华,则SeO2固体是___ 晶体;写出一种与SeO2互为等电子体的阴离子的化学式__ 。
(4)H2SeO4和H2SO4相似,是一种不易挥发的强酸。SeO42-的空间构型为___ ,中心原子的杂化方式为___ 。
(5)硒化锌是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图所示,Zn原子的配位数为___ ,若该晶胞密度为ρg·cm-3,硒化锌的摩尔质量为Mg·mol-1,用NA代表阿伏加 德罗常数,则晶胞参数a(即晶胞的边长)为___ nm。
(1)基态Se原子价电子的轨道表示式为
(2)As和Se是同一周期元素,As的第一电离能比Se大,原因是
(3)硒在空气中燃烧能生成SeO2,常温下,SeO2是易挥发的白色固体,熔点为340~350℃,315℃时升华,则SeO2固体是
(4)H2SeO4和H2SO4相似,是一种不易挥发的强酸。SeO42-的空间构型为
(5)硒化锌是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图所示,Zn原子的配位数为
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解答题-结构与性质
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适中
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解题方法
【推荐2】短周期元素D、E、X、Y、Z原子序数逐渐增大。它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、角形(V形)、直线形。回答下列问题:
(1)Y的最高价氧化物的化学式为__________ ;Z的核外电子排布式是__________ 。
(2)D的最高价氧化物与E的一种氧化物为等电子体,写出E的氧化物的化学式________ 。
(3)D和Y形成的化合物,其分子的空间构型为__________ ;D原子的轨道杂化方式是______ 。X与Z构成的分子是____________ 分子(填“极性”或“非极性”)
(4)写出一个验证Y与Z的非金属性强弱的离子反应方程式________________________ 。
(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物与水反应生成两种碱性物质,该反应的化学方程式是__________________________________________ 。
(1)Y的最高价氧化物的化学式为
(2)D的最高价氧化物与E的一种氧化物为等电子体,写出E的氧化物的化学式
(3)D和Y形成的化合物,其分子的空间构型为
(4)写出一个验证Y与Z的非金属性强弱的离子反应方程式
(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物与水反应生成两种碱性物质,该反应的化学方程式是
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解答题-无机推断题
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解题方法
【推荐3】A,B,C,D,E是前四周期元素。A,B,C同周期,C、D同主族且原子半径C>D,A的原子结构示意图为 ,B是同周期第一电离能最小的元素,C的最外层有三个未成对电子,E对应的单质是目前用量最大的金属。回答下列问题:
(1)写出下列元素的符号:A__________ ,B__________ ,C________ ,D________ 。
(2)用化学式表示上述五种元素中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是________ ,碱性最强的是__________ 。
(3)用元素符号表示D所在周期第一电离能最大的元素是________ ,电负性最大的元素是__________ 。
(4)E原子价电子排布式是__________ ,E元素在周期表的位置是 ________________ ,已知元素周期表可按电子排布分为s区、p区等,则E元素在________ 区。
(5)写出D元素原子构成单质的电子式__________ ,该分子中有________ 个σ键,________ 个π键。
(1)写出下列元素的符号:A
(2)用化学式表示上述五种元素中最高价氧化物对应水化物酸性最强的是
(3)用元素符号表示D所在周期第一电离能最大的元素是
(4)E原子价电子排布式是
(5)写出D元素原子构成单质的电子式
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解答题-结构与性质
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适中
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解题方法
【推荐1】钢是铁碳合金的统称,在实际生产中应用广泛.请结合铁、碳两种元素的相关知识,回答下列问题:
(1)基态C原子的电子占据最高能级的电子云轮廓图为_______ ,C、N、O的电负性由大到小顺序为_______ 。
(2)基态原子的核外电子排布式为_______ ;与氨气形成的中提供电子对形成配位键的原子是_______ ,中心离子的配位数是_______ 。
(3)、、的沸点由高到低顺序是_______ ,原因是_______ 。
(4)利用CO可以合成化工原料,中心C原子的杂化方式为_______ ,该分子的空间构型为_______ 。
(5)晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为,和S原子半径分别是和,则原子的空间占有率为_______ %。
(1)基态C原子的电子占据最高能级的电子云轮廓图为
(2)基态原子的核外电子排布式为
(3)、、的沸点由高到低顺序是
(4)利用CO可以合成化工原料,中心C原子的杂化方式为
(5)晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为,和S原子半径分别是和,则原子的空间占有率为
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解答题-结构与性质
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适中
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解题方法
【推荐2】过渡金属元素锰(Mn)是钢的一种重要添加剂,在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题:
(1)下列叙述正确的是_______(填标号)。
(2)能形成配离子为八面体的配合物,位于八面体的中心。已知含1mol该配合物的溶液与足量,溶液作用可生成1mol AgCl沉淀,该配离子中提供电子对形成配位键的原子是_______ ,中心离子的配位数为_______
(3)水杨醛缩邻氨基苯酚又被称为“锰试剂”,可与形成黄色的配合物,其结构如图所示。
在锰试剂分子中,电负性最大的原子是_______ ,采取杂化的原子是_______ ,1 mol分子中π键数目是_______ 。
(4)已知金属锰有多种晶型,a锰(体心立方)晶胞俯视图符合下列_______ (选填编号),每个Mn原子周围紧邻的原子数为_______ 。
A. B.
C. D.
(5)硫化锰是一种重要的半导体材料,其中具有稳定的岩盐矿结构,晶胞结构如图所示。若晶胞参数为a pm,为阿伏加德罗常数的值,晶胞的密度是_______ 。
(1)下列叙述正确的是_______(填标号)。
A.基态Mn原子电子排布式为 |
B.Mn元素位于元素周期表的ds区 |
C.基态价层电子的自旋状态相反 |
D.第三电离能: |
(3)水杨醛缩邻氨基苯酚又被称为“锰试剂”,可与形成黄色的配合物,其结构如图所示。
在锰试剂分子中,电负性最大的原子是
(4)已知金属锰有多种晶型,a锰(体心立方)晶胞俯视图符合下列
A. B.
C. D.
(5)硫化锰是一种重要的半导体材料,其中具有稳定的岩盐矿结构,晶胞结构如图所示。若晶胞参数为a pm,为阿伏加德罗常数的值,晶胞的密度是
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解答题-有机推断题
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【推荐3】药物J适合治疗伴有焦虑症的抑郁症患者,其合成路线之一如图所示。
已知:i.
ii.
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________ 。
(2)B中无氧官能团的名称为_____________________ 。
(3)C与D反应生成E的化学方程式为______________________________ 。
(4)E中碳原子轨道杂化类型有____________ 种。
(5)F生成G的反应类型为_____________ 。
(6)I的结构简式为___________ 。
(7)在B的同分异构体中,除B外同时满足下列条件的结构有______ 种(不考虑立体异构)。
①与B含有相同的官能团 ②苯环上有2个取代基
已知:i.
ii.
回答下列问题:
(1)A的化学名称是
(2)B中无氧官能团的名称为
(3)C与D反应生成E的化学方程式为
(4)E中碳原子轨道杂化类型有
(5)F生成G的反应类型为
(6)I的结构简式为
(7)在B的同分异构体中,除B外同时满足下列条件的结构有
①与B含有相同的官能团 ②苯环上有2个取代基
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