10、:使干燥純凈的SO2與Na2O2反應(yīng),用堿石灰吸收沒反應(yīng)的SO2后,通過測量生成氣體(O2)的體積,并稱量裝置C中固體的質(zhì)量變化來判斷SO2被氧化的程度。若SO2完全被氧化,則發(fā)生反應(yīng)SO2+Na2O2===Na2SO4,無O2生成;若SO2未被氧化,則發(fā)生反應(yīng):
2SO2+2Na2O2===2Na2SO3+O2 Δm(固體質(zhì)量差)
1 mol 96 g
m1 g
故V==;若SO2部分被氧化,則裝置C中固體增加的質(zhì)量增大,生成O2的體積減小,即V<。
3.為有效控制霧霾,各地積極采取措施改善大氣質(zhì)量。有效控制空氣中氮氧化物
11、、碳氧化物和硫氧化物顯得尤為重要。
(1)在汽車排氣管內(nèi)安裝催化轉(zhuǎn)化器,可將汽車尾氣中的主要污染物轉(zhuǎn)化為無毒的大氣循環(huán)物質(zhì)。
已知:①N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH1=+180.5 kJ·mol-1
②表示C和CO燃燒熱的熱化學(xué)方程式中的ΔH分別為-393.5 kJ·mol-1和-283 kJ·mol-1。則2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g)的ΔH=________kJ·mol-1。
(2)將0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一個容積為1 L的密閉容器中,反應(yīng)過程中物質(zhì)的濃度變化如圖所示。
①CO在0~9 min內(nèi)的反應(yīng)速率
12、v(CO)=________mol·L-1·min-1(保留兩位有效數(shù)字);第12 min時改變的反應(yīng)條件可能為________。
A.升高溫度 B.加入NO
C.加入催化劑 D.降低溫度
②該反應(yīng)在第24 min時達(dá)到平衡狀態(tài),CO2的體積分?jǐn)?shù)為________(保留三位有效數(shù)字),化學(xué)平衡常數(shù)的值為________(保留兩位有效數(shù)字)。
(3)煙氣中的SO2可用某濃度NaOH溶液吸收,若將一定量的SO2氣體通入到300 mL NaOH溶液中,再在所得溶液中逐滴加入稀鹽酸至過量,產(chǎn)生的氣體與消耗的HCl兩者物質(zhì)的量的關(guān)系如圖所示(氣體的溶解和HCl的揮發(fā)忽略,NaHSO
13、3水溶液為酸性):
①O點溶液中所含溶質(zhì)的化學(xué)式為________。
②a(對應(yīng)0.3 mol)點溶液中各離子濃度大小關(guān)系為______________。
答案 (1)-746.5
(2)①4.4×10-3 D?、?2.2% 3.4
(3)①NaOH、Na2SO3?、赾(Na+)>c(Cl-)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)
解析 (1)根據(jù)題意,有①N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=+180.5 kJ·mol-1,②C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1,③CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-2
14、83 kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,由③×2-①得:2NO(g)+2CO(g)===N2(g)+2CO2(g) ΔH=(-283×2-180.5) kJ·mol-1=-746.5 kJ·mol-1。
(2)①v(CO)=≈4.4×10-3 mol·L-1·min-1。由題圖知,12 min后,NO、CO的物質(zhì)的量濃度降低,N2的物質(zhì)的量濃度增大,說明平衡正向移動。該反應(yīng)是放熱反應(yīng),根據(jù)勒夏特列原理,升高溫度,平衡逆向移動,A項錯誤;加入NO,NO的濃度應(yīng)增大,但題圖中NO的濃度卻減小,B項錯誤;加入催化劑,平衡不移動,C項錯誤;降低溫度,平衡正向移動,D項正確。②24 min達(dá)到平衡時,C
15、O的物質(zhì)的量減少0.10 mol-0.04 mol=0.06 mol,則生成n(CO2)=0.06 mol,此時n(NO)=0.14 mol,n(CO)=0.04 mol,n(N2)=0.03 mol,故CO2的體積分?jǐn)?shù)為×100%≈22.2%?;瘜W(xué)平衡常數(shù)K==≈3.4。
(3)①SO2和NaOH溶液反應(yīng),溶質(zhì)可能是NaOH、Na2SO3或Na2SO3或Na2SO3、NaHSO3或NaHSO3,根據(jù)題圖,Oa段消耗的鹽酸的物質(zhì)的量大于ab段消耗的鹽酸的物質(zhì)的量,且Oa段無氣體產(chǎn)生,可知O點溶液中的溶質(zhì)為NaOH、Na2SO3。②a點溶液中的溶質(zhì)為NaCl、NaHSO3,HSO的電離程度大于
16、水解程度,因此溶液顯酸性,結(jié)合題圖中消耗的HCl的物質(zhì)的量,知a點含有0.3 mol NaCl和0.2 mol NaHSO3,則溶液中各離子濃度大小關(guān)系為c(Na+)>c(Cl-)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)。
4.[化學(xué)——選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
鋁、鋅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。請回答下列問題:
(1)基態(tài)Zn2+的價電子排布圖為________________,其核外電子占據(jù)的能量最高的能層符號是________。
(2)原子簇是由幾個到幾百個原子形成的聚集體,如鋁原子簇Al13、Al14。其中Al13的性質(zhì)與鹵素的性質(zhì)相似,鋁原子簇Al13屬于_
17、_______晶體,鋁原子間的作用力為________。
(3)三乙基鋁和三氯化鈦可用作丙烯定向聚合的催化劑,如:
該反應(yīng)中涉及的物質(zhì)中碳原子的雜化軌道類型有________,CH的空間構(gòu)型為________,反應(yīng)涉及的元素中電負(fù)性最大的是________。
(4)已知Zn2+等過渡元素離子形成的水合離子的顏色如下表所示:
離子
Sc3+
Cr3+
Fe2+
Zn2+
水合離子的顏色
無色
綠色
淺綠色
無色
請根據(jù)原子結(jié)構(gòu)推測Sc3+、Zn2+的水合離子為無色的原因:_________。
(5)金屬鋅是人體必需的微量元素之一,其堆積方式如圖甲所示,晶胞結(jié)
18、構(gòu)如圖乙所示。若鋅原子的半徑為a pm,阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示,則該鋅晶體的密度為________ g·cm-3(用含a的代數(shù)式表示)。
答案 (1) M
(2)分子 共價鍵
(3)sp2、sp3 三角錐形 Cl
(4)3d軌道上沒有未成對電子(或3d軌道為全空或全滿狀態(tài))
(5)
解析 (1)Zn的核外電子數(shù)為30,根據(jù)構(gòu)造原理,基態(tài)原子的價電子排布式為3d104s2,故基態(tài)Zn2+的價電子排布圖為,核外電子占據(jù)的能量最高的能層符號為M。
(2)Al13的性質(zhì)與鹵素的性質(zhì)相似,故Al13晶體應(yīng)為分子晶體,Al13中鋁原子間的作用力為共價鍵。
(3)—CH3、—CH2
19、—中碳原子都形成了4個單鍵,采取sp3雜化,而雙鍵碳原子形成1個雙鍵和2個單鍵,采取sp2雜化、CH的中心原子碳的價層電子對數(shù)為3+=4,含1對孤對電子,空間構(gòu)型為三角錐形。反應(yīng)涉及的元素有C、H、Cl、Al、Ti,電負(fù)性最大的是非金屬元素Cl。
(4)基態(tài)Sc3+、Zn2+的核外電子排布式分別為1s22s22p63s23p6、1s22s22p63s23p63d10,3d軌道上未成對電子數(shù)都為0,故可推測水合離子的顏色與3d軌道上未成對電子數(shù)有關(guān),當(dāng)3d軌道上沒有未成對電子時,水合離子為無色。
(5)在六方最密堆積中,晶胞的底面積為2a2 pm2,晶胞的高為a pm。晶胞的體積V= pm3
20、=8a3×10-30 cm3。1個晶胞中所含Zn原子個數(shù)為4×+4×+1=2,鋅晶胞密度ρ= g·cm-3= g·cm-3。
5.[化學(xué)——選修5:有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)]
2017年治療膀胱癌的有機(jī)小分子藥物M被批準(zhǔn)使用,其合成路線如圖:
已知:
請回答:
(1)A的名稱為________,G中含氧官能團(tuán)的名稱為________。
(2)⑤的反應(yīng)類型為________________。H的分子式為________________。
(3)①的化學(xué)方程式為______________________________________。
(4)④的化學(xué)方程式為______________
21、__________________。
(5)D的同分異構(gòu)體中,同時滿足下列條件的共有________種(不含立體異構(gòu));
a.能與Na反應(yīng)產(chǎn)生氣體
b.既能發(fā)生銀鏡反應(yīng),又能發(fā)生水解反應(yīng)
其中核磁共振氫譜有4組峰的物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式為_____________________
______________________________________________________(任寫一種)。
(6)參照上述合成路線,設(shè)計由2-甲基丙酸和甲醇為起始原料制備2-甲基丙烯酸甲酯的合成路線(無機(jī)試劑任選):______________________。
答案 (1)1,4-戊二
22、醇 羰基、酯基
(2)消去反應(yīng) C6H7O4N
(3)
4)
(5)12 或
(6)
解析 (1)根據(jù)G的結(jié)構(gòu)簡式,可推知F為,結(jié)合已知信息及合成路線圖知,E為,C為,B為
CH3COCH2CH2CHO,B為A的催化氧化產(chǎn)物,
A為,其名稱為1,4-戊二醇。G中含氧官能團(tuán)的名稱為羰基、酯基。
(2)反應(yīng)⑤為轉(zhuǎn)化為,為消去反應(yīng)。根據(jù)H的結(jié)構(gòu)簡式,可知其分子式為C6H7O4N。
(3)反應(yīng)①為的催化氧化反應(yīng)。
(4)C為,其還原所得產(chǎn)物D為,反應(yīng)④為D發(fā)生縮聚反應(yīng)得到高分子化合物
。
(5)D為,根據(jù)能與Na反應(yīng)產(chǎn)生氣體及既能發(fā)生銀鏡反應(yīng),又能發(fā)生水解反應(yīng),則該同分異構(gòu)體含有甲酸酯基和羥基,可看成由HCOO—和—C4H8OH形成的化合物,由于—C4H9有—CH2CH2CH2CH3、、、四種,用—OH取代四者中的1個H后所得產(chǎn)物分別有4、4、3、1種,即—C4H8OH有12種,故HCOO—和—C4H8OH形成的化合物共有12種。核磁共振氫譜中有4種氫原子的同分異構(gòu)體為
或。
(6)運用逆合成分析法,倒推中間產(chǎn)物,確定合成路線。