【題目】聚合氯化鋁晶體([Al2(OH)nCl(6-n)XH2O]m)是一種高效無機水處理劑。它的制備原理是調節(jié)AlCl3溶液的pH,通過促進其水解而結晶析出。
回答下列問題:
(1)鋁原子核外能量最高的電子有_____個。分析AlCl3熔點較低的原因(熔點:AlCl3—194℃,Al2O3—2054℃,NaCl—801℃)。____________________________________________________
(2)比較聚合氯化鋁晶體中同周期兩種元素的原子半徑,并用原子結構知識說明理由。___________
(3)鋁灰(主要成分為Al、Al2O3,另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3雜質)可制備AlCl3,如果先除去鋁灰中的金屬氧化物雜質可選用__________(選填:“強堿”或“強酸”)。寫出其中Al發(fā)生反應的離子方程式_______________________________。
(4)制備聚合氯化鋁晶體,需嚴格控制溶液的pH在4.0~4.5才能使產率達到最大。結合AlCl3水解的離子方程式,用化學平衡移動原理解釋控制pH在4.0~4.5之間的原因_______________________________
【答案】1 AlCl3是分子晶體,分子間以較弱的分子間作用力結合 Al>Cl;Al和Cl原子核外電子層數(shù)相同,Al比Cl的核電荷數(shù)小,核對外層電子的吸引力也小,所以半徑也小 強堿 2OH-+2Al+2H2O→2AlO2-+3H2↑ Al3++3H2OAl(OH)3+3H+;pH太小,氯化鋁的水解平衡向左移動,產率減;pH太大則水解平衡向右移動,生成氫氧化鋁沉淀,產率也會下降
【解析】
(1)根據(jù)Al原子的核外電子排布1s22s22p63s23p1可得;AlCl3是分子晶體,熔沸點低;
(2)聚合氯化鋁晶體中同周期兩種元素的原子為Al和Cl,電子層數(shù)均為3,核外電子數(shù)不同,原子核對核外電子的吸引力不同;
(3)鋁灰(主要成分為Al、Al2O3,另有少量CuO、SiO2、FeO和Fe2O3雜質)可制備AlCl3,只有Al、Al2O3溶于強堿生成偏鋁酸鹽,與金屬氧化物雜質分離,再將偏鋁酸鹽用鹽酸酸化得AlCl3;
(4)AlCl3水解的離子方程式為Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,根據(jù)酸堿性對平衡的影響分析。
(1)Al核電荷數(shù)為13,具有3個電子層,最外層電子數(shù)為3,核外電子排布式為:1s22s22p63s23p1,3p為能量最高的軌道,只有一個電子;AlCl3是分子晶體,分子間作用力較弱,故AlCl3熔點較低;
(2)聚合氯化鋁晶體中同周期兩種元素的原子為Al和Cl,Al和Cl原子核外電子層數(shù)相同,Al比Cl的核電荷數(shù)小,核對外層電子的吸引力也小,所以半徑也小,故Al>Cl;
(3)鋁灰中只有Al、Al2O3溶于強堿生成偏鋁酸鹽,與金屬氧化物雜質分離,發(fā)生的反應為:2OH-+2Al+2H2O→2AlO2-+3H2↑;
(4)AlCl3水解的離子方程式為:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,pH太小,氯化鋁的水解平衡向左移動,產率減小,pH太大則水解平衡向右移動,生成氫氧化鋁沉淀,產率也會下降,故需需嚴格控制溶液的pH;
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【題目】下列氧化還原反應中,水作為氧化劑的是( )
A. CO+H2OCO2+H2B. CuO+H2Cu+H2O
C. 2F2+2H2O═4HF+O2D. 3NO2+H2O═2HNO3+NO
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【題目】A、B、C、D、E五種短周期元素,它們的原子序數(shù)依次增大。B原子的最外層電子數(shù)是其次外層電子數(shù)的2倍。A的一種原子中,質量數(shù)與質子數(shù)之差為零。D元素原子的最外層電子數(shù)為m,次外層電子數(shù)為n。E元素原子的L層上電子數(shù)為(m+n),M層上電子數(shù)為。請回答下列問題:
(1)B元素是________,D元素在周期表中的位置是________。
(2)C與E形成的化合物E3C屬于________(填“原子”“離子”或“分子”)晶體。
(3)由A、D、E元素組成的化合物中存在的化學鍵類型是________。
(4)寫出一個E和D形成的化合物與水反應的離子方程式:_________________________。
(5)已知:甲+H2O→丙+丁,該反應不是氧化還原反應。若甲是由N和Cl元素組成的化合物,其分子結構模型如下圖所示,丙具有漂白性。丁與H2O有相同的電子總數(shù),則丁的電子式為_________________。
(6)與D同主族且上下相鄰的元素M、N,原子電子層數(shù)M>N>D,三種元素的氫化物的穩(wěn)定性由大到小的順序是________________________(填化學式)。
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【題目】有機物N()是一種常見的有機合成中間體,在生產中用途廣泛。
有機物A為原料合成M和N的路線如下所示:
已知:I.R-CH=CH2+HBr R-CH2CH2Br
II.R-CH2-CN R-CH2-COOH
請回答下列問題:
(1)A分子中共面的原子數(shù)最多為___________個,-CN的電子式為___________。
(2)②的反應類型為___________,E分子中所含官能團的名稱為___________,G的結構簡式為______________________。
(3)寫出反應⑤的化學方程式__________________________。
(4)寫出M在酸性條件下水解的化學方程式______________________。
(5)D的同分異構體中,能發(fā)生銀鏡反應,且能與鈉反應放出H2的共有___________種,寫出核磁共振氫譜有4組峰,且峰面積比為1:1:2:6的一種同分異構體的結構簡式:___________。
(6)結合信息,寫出用E和乙醇為原料制備化合物N的合成路線:(其他試劑任選)___________。
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【題目】分析圖,甲、乙具有的共性是
A. 反應物能量均高于生成物能量
B. 電極反應均有Fe-2e→Fe2+
C. 碳棒上均發(fā)生氧化反應
D. 溶液pH均增大
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【題目】聚乳酸E在服裝、衛(wèi)生醫(yī)療制品等行業(yè)具有廣泛的應用。某有機化合物A在一定條件下通過一系列反應可合成E;同時還可得到C和D等重要有機化合物。轉化關系如下圖:
完成下列填空:
(1)B→E反應類型:_____________, D→G實驗室中反應條件:________________。
(2)A的分子式:___________________。
(3)與F同類別的同分異構體還有HCOOCH(CH3)2 、HCOOCH2CH2CH3和______________(用結構簡式表示)。
(4)寫出實驗室中判斷D中有G生成的方法___________________________________________________ (5)石油產品丙烯及必要的無機試劑可合成丙烯酸,設計合成路線如下:CH3CH=CH2ClCH2CH=CH2→甲→乙→丙丙烯酸
已知:
i.
請完成合成路線中的:ClCH2CH=CH2→甲→乙→丙____________。
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【題目】用化學用語表示Na2CO3+2Cl2===2NaCl+Cl2O+CO2中的相關微粒,其中正確的是( )
A. Na+的結構示意圖:
B. Cl2O的結構式:Cl—O—Cl
C. 中子數(shù)比質子數(shù)多3的氯原子:3517Cl
D. CO2的電子式:
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【題目】煙氣(主要污染物SO2、NOX)經O3預處理后用CaSO3水懸浮液吸收,可減少煙氣中的SO2、NOx 的含量。
(1) O3氧化煙氣中SO2、NOx 的主要反應的熱化學方程式為: NO(g)+O3(g)NO2(g)+ O2(g) ΔH=-200.9 kJ·mol-13NO(g)+O3(g)3NO2(g) ΔH=-317.3kJ·mol-1。則2NO2(g)2NO(g)+O2(g)的ΔH=_____________kJ·mol-1
(2)T℃時,利用測壓法在剛性反應器中,投入一定量的NO2發(fā)生反應3NO2(g)3NO(g)+O3(g),體系的總壓強 p隨時間 t的變化如下表所示:
反應時間/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 |
壓強/MPa | 20.00 | 21.38 | 22.30 | 23.00 | 23.58 | 24.00 | 24.00 |
①若降低反應溫度,則平衡后體系壓強 p______24.00 MPa(填“>”、“<”或“=”),原因是____________。
②15min 時,反應物的轉化率 α=______。
③T℃時反應3NO2(g) 3NO(g)+O3(g)的平衡常數(shù)Kp=____________(Kp 為以分壓表示的平衡常數(shù),分壓等于總壓乘以該氣體的物質的量分數(shù))
(3)T℃時,在體積為2L的密閉剛性容器中,投入2 mol NO2發(fā)生反應2NO2(g)2NO(g)+O2(g),實驗測得:v正=k正 c2(NO2),v逆=k逆 c2(NO)·c(O2),k正、k逆為速率常數(shù),受溫度影響。在溫度為T℃時NO2的轉化率隨時間變化的結果如圖所示(反應在5.5min時達到平衡):
①在體積不變的剛性容器中,投入固定量的NO2發(fā)生反應,要提高NO2轉化率,可采取的措施是______________、___________。
②由圖中數(shù)據(jù),求出該反應的平衡常數(shù)為_________。
③計算A 點處v正/v逆=_________________________(保留1位小數(shù))。
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【題目】利用某分子篩作催化劑,NH3可脫除廢氣中的NO和NO2,生成兩種無毒物質,其反應歷程如下圖所示,下列說法正確的是
A. X是N2
B. 上述歷程的總反應為:2NH3+NO +NO22N2+3H2O
C. NH4+中含有非極性共價鍵
D. NH3、NH4+、H2O中的質子數(shù)、電子數(shù)均相同
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