Question

5．（1）寫出下列化合物的結(jié)構(gòu)簡式2，2，3，3，-四甲基戊烷：（CH₃）₃C-C（CH₃）₂-CH₂-CH₃．
（2）①寫出Na₂CO₃溶液與AlCl₃溶液反應(yīng)的離子方程3CO₃^2-+2Al³⁺+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
②寫出由甲苯制備TNT的化學(xué)方程式：．
③Na₂CO₃溶液顯堿性，用離子方程式表示原因CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，其溶液中離子濃度大小順序?yàn)閏（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．
（3）除去括號(hào)中的雜質(zhì)，填上適宜的試劑和提純方法乙醇（水）：CaO、蒸餾．
甲烷燃料電池（在KOH環(huán)境中）的負(fù)極的電極反應(yīng)式：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．
（4）將煤轉(zhuǎn)化為煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）
C（s）、CO（g）和H₂（g）完全燃燒的熱化學(xué)方程式為：
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-242.0kJ/mol
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol
根據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫出C（s）與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.5kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）是主鏈有5個(gè)碳原子的烷烴，2號(hào)、3號(hào)碳上各有2個(gè)甲基；
（2））①Na₂CO₃溶液與AlCl₃溶液反應(yīng)發(fā)生雙水解；
②甲苯在濃硫酸作用下可與濃硝酸反應(yīng)生成TNT；
③Na₂CO₃溶液顯堿性是由于CO₃^2-能水解，根據(jù)碳酸鈉在溶液中的行為來分析；
（3）除去乙醇中的水的方法是加生石灰然后蒸餾即可；
KOH溶液做電解質(zhì)，甲烷在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)在堿溶液中生成碳酸鹽；
（4）根據(jù)蓋斯定律，將所給的反應(yīng)通過加減乘除等變形得所要求的目標(biāo)反應(yīng)，反應(yīng)熱做相應(yīng)的變化即可．

解答 解：（1）2，2，3，3-四甲基戊烷，主鏈有5個(gè)碳原子，2號(hào)、3號(hào)碳上各有2個(gè)甲基，結(jié)構(gòu)簡式為：（CH₃）₃C-C（CH₃）₂-CH₂-CH₃，
故答案為：（CH₃）₃C-C（CH₃）₂-CH₂-CH₃；
（2）①Na₂CO₃溶液與AlCl₃溶液反應(yīng)發(fā)生雙水解：3CO₃^2-+2Al³⁺+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑，故答案為：3CO₃^2-+2Al³⁺+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
②甲苯在濃硫酸作用下可與濃硝酸反應(yīng)生成TNT，反應(yīng)的化學(xué)方程式為，
故答案為：；

③Na₂CO₃溶液顯堿性是由于CO₃^2-能水解：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；在Na₂CO₃溶液中Na₂CO₃═2Na⁺+CO₃^2-，CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，CO₃^2-水解使溶液呈堿性，有c（OH^-）＞c（H⁺）；由于CO₃^-少部分水解，有c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-），H CO₃^-又發(fā)生第二步水解，有c（OH^-）＞c（HCO₃^-），第二步水解較第一步水解弱的多，那么c（OH^-）、c（H CO₃^-）相差不大，但c（H⁺）比c（OH^-）小的多，因此c（OH^-）＞c（HCO₃^-），溶液中離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）；
（3）除去乙醇中的水的方法是加生石灰CaO，將水反應(yīng)為Ca（OH）₂，然后蒸餾即可得無水乙醇．
KOH溶液做電解質(zhì)，氧氣在正極得到電子生成氫氧根離子，則正極為2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，甲烷失電子在堿溶液中反應(yīng)，甲烷在負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)在堿溶液中生成碳酸鹽，此時(shí)不會(huì)有CO₂放出；負(fù)極為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；故答案為：CaO，蒸餾；CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
（4）①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-242.0kJ/mol
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，將①-②-③可得：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.5 kJ/mol，
故答案為：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.5 kJ/mol；

點(diǎn)評 本題綜合考查了原電池的電極反應(yīng)、離子方程式的書寫和鹽類的水解等以及蓋斯定律，明確在離子反應(yīng)中哪些物質(zhì)應(yīng)保留化學(xué)式及反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是解答本題的關(guān)鍵，難度不大．