10、(3)實驗原理為:使干燥純凈的SO2與Na2O2反應,用堿石灰吸收沒反應的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SO2+Na2O2===Na2SO4,無O2生成;若SO2未被氧化,則發(fā)生反應:
2SO2+2Na2O2===2Na2SO3+O2 Δm(固體質量差)
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量。有效控
11、制空氣中氮氧化物、碳氧化物和硫氧化物顯得尤為重要。
(1)在汽車排氣管內安裝催化轉化器,可將汽車尾氣中的主要污染物轉化為無毒的大氣循環(huán)物質。
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,反應過程中物質的濃度變化如圖所示。
①CO在0~9 m
12、in內的反應速率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該反應在第24 min時達到平衡狀態(tài),CO2的體積分數(shù)為________(保留三位有效數(shù)字),化學平衡常數(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兩者物質的量的關系如圖所示(氣體的溶解和HCl的揮發(fā)
13、忽略,NaHSO3水溶液為酸性):
①O點溶液中所含溶質的化學式為________。
②a(對應0.3 mol)點溶液中各離子濃度大小關系為______________。
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(
14、g) ΔH=-283 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的物質的量濃度降低,N2的物質的量濃度增大,說明平衡正向移動。該反應是放熱反應,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 mi
15、n達到平衡時,CO的物質的量減少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的體積分數(shù)為×100%≈22.2%?;瘜W平衡常數(shù)K==≈3.4。
(3)①SO2和NaOH溶液反應,溶質可能是NaOH、Na2SO3或Na2SO3或Na2SO3、NaHSO3或NaHSO3,根據(jù)題圖,Oa段消耗的鹽酸的物質的量大于ab段消耗的鹽酸的物質的量,且Oa段無氣體產(chǎn)生,可知O點溶液中的溶質為NaOH、Na2SO3。②a點溶液中的溶質為NaCl、NaHSO3,HS
16、O的電離程度大于水解程度,因此溶液顯酸性,結合題圖中消耗的HCl的物質的量,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系為c(Na+)>c(Cl-)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)。
4.[化學——選修3:物質結構與性質]
鋁、鋅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。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的性質與鹵素的性質相似,鋁原子
17、簇Al13屬于________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:
該反應中涉及的物質中碳原子的雜化軌道類型有________,CH的空間構型為________,反應涉及的元素中電負性最大的是________。
(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)原子結構推測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
18、圖甲所示,晶胞結構如圖乙所示。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的性質與鹵素的性質相似,故Al13晶體應為分子晶體,Al13中鋁原子間的作用力為共價鍵。
(3)—
19、CH3、—CH2—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,空間構型為三角錐形。反應涉及的元素有C、H、Cl、Al、Ti,電負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,當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
20、體積V= pm3=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——選修5:有機化學基礎]
2017年治療膀胱癌的有機小分子藥物M被批準使用,其合成路線如圖:
已知:
請回答:
(1)A的名稱為________,G中含氧官能團的名稱為________。
(2)⑤的反應類型為________________。H的分子式為________________。
(3)①的化學方程式為______________________________________。
(4)④的化學方程式為______
21、__________________________。
(5)D的同分異構體中,同時滿足下列條件的共有________種(不含立體異構);
a.能與Na反應產(chǎn)生氣體
b.既能發(fā)生銀鏡反應,又能發(fā)生水解反應
其中核磁共振氫譜有4組峰的物質的結構簡式為_____________________
______________________________________________________(任寫一種)。
(6)參照上述合成路線,設計由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(無機試劑任選):______________________。
答案 (
22、1)1,4-戊二醇 羰基、酯基
(2)消去反應 C6H7O4N
(3)
4)
(5)12 或
(6)
解析 (1)根據(jù)G的結構簡式,可推知F為,結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中含氧官能團的名稱為羰基、酯基。
(2)反應⑤為轉化為,為消去反應。根據(jù)H的結構簡式,可知其分子式為C6H7O4N。
(3)反應①為的催化氧化反應。
(4)C為,其還原所得產(chǎn)物D為,反應④為D發(fā)生縮聚反應得到高分子化合物
。
(5)D為,根據(jù)能與Na反應產(chǎn)生氣體及既能發(fā)生銀鏡反應,又能發(fā)生水解反應,則該同分異構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。