1、1(化学与技术)随着能源问题的进一步突出，利用热化学循环制氢的研究受到许多发达国家的青睐。最近的研究发现，复合氧化物铁酸锰(MnFe2O4)也可以用于热化学循环分解水制氢，MnFe2O4的制备流程如下：(1)原料Fe(NO3)n中n_，投入原料Fe(NO3)n和Mn(NO3)2的物质的量之比应为_。(2)步骤二中“连续搅拌”的目的是_；步骤三中洗涤干净的标准是_。(3)利用MnFe2O4热化学循环制氢的反应可表示为MnFe2O4MnFe2O4xO2；MnFe2O4xxH2OMnFe2O4xH2。请认真分析上述两个反应并回答下列问题：若MnFe2O4x中x0.8，则MnFe2O4x中Fe2占全部
2、铁元素的百分率为_。该热化学循环新氢法的优点有_(答两点即可)。该热化学循环法制氢尚有不足之处，进一步改进的研究方向是_。2(有机化学基础)有机物A是一种医药中间体，质谱图显示其相对分子质量为130。已知0.5 mol A完全燃烧只生成3 mol CO2和2.5 mol H2O。A可发生如下所示的转化关系，其中D的分子式为C4H6O2，两分子F反应可生成六元环状酯类化合物。已知： (R、R表示烃基或官能团)请回答下列问题：(1)1 mol B与足量的金属钠作用产生22.4 L(标准状况)H2。B中所含官能团的名称是_。B与C的相对分子质量之差为4，BC的化学方程式是_。(2)D的同分异构体G所
3、含官能团与D相同，则G的结构简式可能是_、_。(3)F可发生多种类型的反应。两分子F反应生成的六元环状酯类化合物的结构简式是_；由F可制得使Br2的CCl4溶液褪色的有机物H。FH的化学方程式是_；F在一定条件下发生缩聚反应的化学方程式是_。(4)A的结构简式是_。3(物质结构与性质)W、X、Y、Z四种元素原子序数依次减小。已知W的原子序数为29；X原子p轨道共有11个电子；Y是第三周期主族元素，其部分电离能数据如下表；Z原子价电子排布式为nsnnpn。请回答下列问题：电离能/(kJmol1)I1I2I3I4I5Y5841 8232 75111 58414 837(1)W基态原子的电子排布式为
4、_。(2)电负性：X_Y(填“”、“”或“”)。(3)R是与X同主族的短周期元素。R的氢化物沸点比X的氢化物高，原因是_。(4)Z2X4中，Z原子采用_杂化，每个分子中含有_个键，_个键。(5)已知W2能与氨分子形成配离子W(NH3)42，该配离子中存在的化学键有_。(填标号)A金属键 B离子键C共价键 D配位键答案1解析(1)分析MnFe2O4中各元素的化合价，Mn为2价，Fe为3价，则Fe(NO3)n和Mn(NO3)2的反应不是氧化还原反应，因此Fe(NO3)n中n3。根据原子守恒，原料Fe(NO3)n和Mn(NO3)2的物质的量之比应为21。(2)步骤二中“连续搅拌”可使Fe(NO3)3
5、和Mn(NO3)2的混合溶液在碱性条件下充分反应，沉淀完全。步骤三中沉淀是否洗涤干净可通过检验洗涤液的酸碱性，当洗涤液呈中性时，说明沉淀已经洗涤干净。(3)MnFe2O4x中x0.8，则化学式为MnFe2O3.2，Fe的平均化合价为2.2。设在该化合物中含有1 mol Fe时，其中Fe2的物质的量为a mol，则Fe3的物质的量为(1a) mol。因此2.2，解得a0.8。Fe2占全部铁元素的百分率为100%80%。分析该热化学循环过程MnFe2O4的分解温度较高，在加热过程中需消耗较多能量，因此可寻找合适的催化剂，使MnFe2O4分解温度降低或找分解温度更低的氧化物进行研究。答案(1)321
6、(2)充分反应、沉淀完全洗涤至洗涤液呈中性(3)80%具有过程简单、无污染、物料廉价并可循环使用及氧气和氢气在不同步骤生成，因此不存在高温气体分离等优点(任选两点)寻找合适的催化剂，使MnFe2O4分解温度降低或找分解温度更低的氧化物2解析根据质谱图显示A的相对分子质量为130。已知0.5 mol A完全燃烧只生成3 mol CO2和2.5 mol H2O，不难确定A的分子式为C6H10O3，根据D的分子式为C4H6O2，则B的分子式为C2H6O2。根据题中转化关系可判断A分子中含有酯基，B分子中含有醇羟基，D分子中含有羧基。根据两分子F反应生成六元环状酯，可推知F分子中含有3个碳原子，并且含
7、有OH和COOH两种官能团，从而推出F为，采用逆推法可知E为，由题中已知信息得D的结构简式为；B与C的相对分子质量之差为4，可知B为HOCH2CH2OH，C为OHCCHO，A为。答案(1)羟基HOCH2CH2OHO2OHCCHO2H2O(2)CH2=CHCH2COOHCH3CH=CHCOOH3解析(1)W为Cu元素，注意其3d亚层为全充满状态。(2)容易判断X为Cl元素，Y的第三电离能与第四电离能有一个突跃，因而Y为Al元素。(3)R为F元素，其氢化物分子间存在氢键。(4)Z为C元素，C2Cl4为平面结构，C原子采用sp2杂化；分子中含有一个碳碳双键，所以含有1个键，其余为键。(5)W2为Cu2，其配离子中含有共价键、配位键。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或Ar3d104s1)(2)(3)HF分子间形成氢键，而HCl分子间只有范德华力(4)sp251(5)CD
