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003年全国高中学生化学竞赛决赛(冬令营)理论试题
1990年代初发现了碳纳米管,它们是管径仅几纳米的微管,其结构相当于石墨结构层卷曲连接而成。近年,人们合成了化合物E的纳米管,其结构与碳纳米管十分相似。
气体A与气体B相遇立即生成一种白色的晶体C。已知在同温同压下,气体A的密度约为气体B的密度的4倍;气体B易溶于水,向其浓水溶液通入CO2可生成白色晶体D;晶体D的热稳定性不高,在室温下缓慢分解,放出CO2、水蒸气和B;晶体C在高温下分解生成具有润滑性的白色晶体E1;E1在高温高压下可转变为一种硬度很高的晶体E2。E1和E2是化合物E的两种不同结晶形态,分别与碳的两种常见同素异形体的晶体结构相似,都是新型固体材料;E可与单质氟反应,主要产物之一是A。
(1)写出A、B、C、D、E的化学式。
(2)写出A与B反应的化学反应方程式,按酸碱理论的观点,这是一种什么类型的反应?A、B、C各属于哪一类物质?
(3)分别说明E1和E2的晶体结构特征、化学键特征和它们的可能用途。
(4)化合物A与C6H5NH2在苯中回流,可生成它们的1︰1加合物;将这种加合物加热到280℃,生成一种环状化合物(其中每摩尔加合物失去2摩尔HF);这种环状化合物是一种非极性物质。写出它的分子式和结构式。
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