【題目】鋁及其化合物在生產(chǎn)生活中具有重要的作用。
(1)鋁屬于活潑金屬卻能在空氣中穩(wěn)定存在,原因是(用化學(xué)用語(yǔ)及相關(guān)文字說(shuō)明)___________
(2)鋁電池性能優(yōu)越,在現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中有廣泛的應(yīng)用。鋁-空氣電池以其環(huán)保、安全而受到越來(lái)越多的關(guān)注,其原理如下圖所示。
該電池的正極反應(yīng)方程式為 _____;電池中NaCl溶液的作用是 ______;以該電池為電源,用惰性電極電解Na2SO4溶液,當(dāng)Al電極質(zhì)量減少1.8g時(shí),電解池陰極生成的氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為_______L。
(3)AlCl3與NaN3在高溫下反應(yīng)可制得高溫結(jié)構(gòu)陶瓷氮化鋁(AlN),且生成N2。NaN3晶體中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為______,寫(xiě)出反應(yīng)化學(xué)方程式為___________
(4)同主族的元素應(yīng)用廣泛。2019年1月3日上午,嫦娥四號(hào)探測(cè)器翩然落月,首次實(shí)現(xiàn)人類飛行器在月球背面的軟著陸。所搭載的“玉兔二號(hào)”月球車,通過(guò)砷化鎵(GaAs)太陽(yáng)能電池提供能量進(jìn)行工作;卮鹣铝袉(wèn)題:
①基態(tài)Ga原子價(jià)電子排布式____,核外電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云形狀為____;基態(tài)As原子最高能層上有____個(gè)電子。
②鎵失去電子的逐級(jí)電離能(單位:kJ/mol)的數(shù)值依次為577、1985、2962、6192,-1由此可推知鎵的主要化合價(jià)為_____和+3,砷的第一電離能比鎵_____填“大”或“小”)。
③第四周期元素中,與基態(tài)As原子核外未成對(duì)電子數(shù)目相同的元素符號(hào)為____。
④砷化鎵可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃制得,(CH3)3Ga中C原子的雜化方式為 ______,AsH3分子的空間構(gòu)型為______。
⑤相同壓強(qiáng)下,AsH3的沸點(diǎn)_______NH3(填“大于”或“小于”),原因?yàn)?/span>________。
【答案】4Al+ 3O2 = 2Al2O3,表面能形成致密的氧化膜,能保護(hù)內(nèi)層金屬不被氧化 O2+4e-+2H2O=4OH- 增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力 2.24 1:1 AlCl3+3NaN33NaCl+4N2↑+AlN 4s24p1 啞鈴形(或紡錘形) 5 +1 大 V、Co sp3 三角錐形 小于 NH3分子間含氫鍵
【解析】
鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑,而鋁在空氣中穩(wěn)定存在是因?yàn)樯芍旅艿难趸ぃ辉撛姵刂,?fù)極上鋁失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),據(jù)此書(shū)寫(xiě)正極反應(yīng)方程式;溶液的導(dǎo)電性與溶液中自由離子濃度成正比;電解硫酸鈉溶液時(shí),陽(yáng)極上氫氧根離子放電生成氧氣,陰極上氫離子放電生成氫氣,根據(jù)Al電極質(zhì)量減少1.8g時(shí)結(jié)合轉(zhuǎn)移電子數(shù)相等進(jìn)行計(jì)算;NaN3晶體中陰離子為N3-、陽(yáng)離子為Na+,AlCl3與NaN3在高溫下反應(yīng)可制得高溫結(jié)構(gòu)陶瓷氮化鋁(AlN),且生成氮?dú),結(jié)合原子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式;根據(jù)Ga、As的原子序數(shù),結(jié)合原子構(gòu)造原理分析解答;根據(jù)電離能差值分析元素的化合價(jià),電離能差值過(guò)大說(shuō)明失去該電子較困難,同周期元素隨原子序數(shù)增大,電離能增大;利用價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷原子雜化方式和分子空間構(gòu)型;分子間能形成氫鍵熔沸點(diǎn)異常高。據(jù)此分析。
(1)鋁在空氣中穩(wěn)定存在,其原因是在常溫下Al與氧氣反應(yīng),鋁表面能形成致密的氧化膜能保護(hù)內(nèi)層金屬不被氧化,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:4Al+ 3O2 = 2Al2O3;答案為:4Al+ 3O2 = 2Al2O3,表面能形成致密的氧化膜,能保護(hù)內(nèi)層金屬不被氧化;
(2)該原電池中,負(fù)極上鋁失電子發(fā)生氧化反應(yīng),正極上氧氣得電子發(fā)生還原反應(yīng),所以正極反應(yīng)方程式為:O2+4e- +2H2O=4OH-,為了增大溶液的導(dǎo)電性且又不對(duì)其電池反應(yīng)式造成影響而選擇氯化鈉;當(dāng)Al電極質(zhì)量減少1.8g時(shí),此時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為,所以電解硫酸鈉溶液時(shí),陰極上氫離子放電生成氫氣的量為,則在標(biāo)況下生成氣體體積為,答案為:O2+4e-+2H2O=4OH-;增強(qiáng)溶液的導(dǎo)電能力;2.24;
(3) NaN3晶體中陰離子為N3-、陽(yáng)離子為Na+,晶體中陰、陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為1:1;AlCl3與NaN3在高溫下反應(yīng)可制得高溫結(jié)構(gòu)陶瓷氮化鋁(AlN),且生成氮?dú),結(jié)合原子守恒書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式為:AlCl3+3NaN33NaCl+4N2↑+AlN,答案為:1:1;AlCl3+3NaN33NaCl+4N2↑+AlN;
(4)①Ga是31號(hào)元素,位于第四周期第ⅢA族,核外電子排布式為[Ar]3d104s24p1,則價(jià)電子排布式為4s24p1,核外電子占據(jù)最高能級(jí)的電子云形狀為啞鈴形(或紡錘形);As是33號(hào)元素,位于第四周期第ⅤA族,核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3,則基態(tài)As原子最高能層上有5個(gè)電子,答案為:4s24p1;啞鈴形(或紡錘形);5;
②根據(jù)Ga失去電子的逐級(jí)電離能數(shù)值,第一電離能和第二電離能差值較大,且第三電離能和第四電離能數(shù)值差別較大,說(shuō)明失去第二個(gè)電子和失去第四個(gè)電子較困難,所以呈現(xiàn)的價(jià)態(tài)是+1和+3;Ga、As是同一周期元素,從左到右電離能逐漸增大,砷的第一電離能比鎵大,故答案為:+1;大;
③As的核外電子排布式為[Ar]3d104s24p3,核外未成對(duì)電子數(shù)目為3,第四周期元素中,與基態(tài)As原子核外未成對(duì)電子數(shù)目相同的元素符號(hào)為V、Co,故答案為:V、Co;
④(CH3)3Ga中C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,為sp3雜化;AsH3分子中中心原子As的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,有一對(duì)孤電子對(duì),其空間構(gòu)型為三角錐形,答案為:sp3;三角錐形;
⑤相同壓強(qiáng)下,AsH3的沸點(diǎn)小于NH3,因?yàn)?/span>NH3分子間能形成氫鍵,沸點(diǎn)異常高,答案為:小于;NH3分子間含氫鍵。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(8分)A、B、C、D四種物質(zhì)之間有下圖所示的轉(zhuǎn)化關(guān)系。已知:A是空氣中的主要成分,B、C、D均為化合物,且C為紅棕色氣體。
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)寫(xiě)出A和C的名稱或化學(xué)式: A ,C ;
(2)在上圖D→C的過(guò)程中,D表現(xiàn)出強(qiáng) (填“氧化性”或“還原性”);
(3)在D的稀溶液中滴入NaOH溶液,其反應(yīng)的離子方程式是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】利用下圖裝置測(cè)定中和熱的實(shí)驗(yàn)步驟如下:
①用量筒量取50 mL 0.25 mol/L硫酸倒入小燒杯中,測(cè)出硫酸溶液溫度;
②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液,并測(cè)出其溫度;
③將NaOH溶液倒入小燒杯中,設(shè)法使之混合均勻,測(cè)出混合液最高溫度。
回答下列問(wèn)題:
(1)倒入NaOH溶液的正確操作是_________
A.沿玻璃棒緩慢倒入 B.分三次少量倒入 C.一次迅速倒入
(2)使硫酸與NaOH溶液混合均勻的正確操作是__________
A.用溫度計(jì)小心攪拌 B.揭開(kāi)硬紙片用玻璃棒攪拌 C.輕輕地振蕩燒杯 D.用套在溫度計(jì)上的環(huán)形玻璃棒上下輕輕地抽動(dòng)
(3)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
溫度 實(shí)驗(yàn)次數(shù) | 起始溫度t1℃ | 終止溫度t2/℃ | 溫度差平均值 (t2-t1)/℃ | ||
H2SO4 | NaOH | 平均值 | |||
1 | 26.2 | 26.0 | 26.1 | 29.5 | |
2 | 27.0 | 27.4 | 27.2 | 32.3 | |
3 | 25.9 | 25.9 | 25.9 | 29.2 | |
4 | 26.4 | 26.2 | 26.3 | 29.8 |
①根據(jù)表中數(shù)據(jù)計(jì)算出來(lái)溫度差的平均值為______℃;
②近似認(rèn)為0.55 mol/L NaOH溶液和0.25 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3,中和后生成溶液的比熱容c=4.18 J/(g·℃)。則中和熱ΔH=_______( 取小數(shù)點(diǎn)后一位)。
③上述實(shí)驗(yàn)數(shù)值結(jié)果與中和熱為57.3 kJ/mol有偏差,產(chǎn)生偏差的原因可能是____。
a.實(shí)驗(yàn)裝置保溫、隔熱效果差 b.用溫度計(jì)測(cè)定NaOH溶液起始溫度后直接測(cè)定H2SO4溶液的溫度 c.量取NaOH溶液的體積時(shí)仰視讀數(shù) d.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小燒杯中
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】CO2經(jīng)催化加氫可合成乙烯:2CO2 (g) +6H2 (g) C2H4(g)+4H2O(g)。0.1 MPa時(shí),按n(CO2):n(H2)=l:3投料,測(cè)得不同溫度下平衡時(shí)體系中各物質(zhì)濃度的關(guān)系如圖。下列敘述不正確的是
A. 該反應(yīng)的△H<0
B. 曲線b代表H2O
C. N點(diǎn)和M點(diǎn)所處狀態(tài)的c(H2)不一樣
D. 其它條件不變,T1℃、0.2 MPa下反應(yīng)達(dá)平衡時(shí)c(H2)比M點(diǎn)大
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置及用途敘述完全正確的是
A. a裝置檢驗(yàn)消去反應(yīng)后有丙烯生成
B. b裝置檢驗(yàn)酸性:鹽酸>碳酸>苯酚
C. c裝置用于實(shí)驗(yàn)室制取并收集乙烯
D. d裝置用于實(shí)驗(yàn)室制硝基苯
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】1,3丙二醇是生產(chǎn)新型高分子材料PTT的主要原料,目前,1,3丙二醇的生產(chǎn)路線有:以石油裂解氣為原料的兩條石油化工合成路線和一條生物工程法合成路線。
(路線1)丙烯醛水合氫化法:CH2=CHCH3CH2=CHCHO―→HO-CH2CH2CH2-OH
(路線2)環(huán)氧乙烷甲酰化法:
HO-CH2CH2CH2-OH
(路線3)生物發(fā)酵法:淀粉甘油1,3丙二醇
(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_________________。
(2)從合成原料來(lái)源的角度看,你認(rèn)為最具有發(fā)展前景的路線是_____(填“1”、“2”或“3”),理由是___________。
(3)以1,3丙二醇與對(duì)苯二甲酸為原料可以合成聚酯PTT,寫(xiě)出其化學(xué)方程式________。
(4)已知丙二酸二乙酯能發(fā)生以下反應(yīng):
CH2(COOC2H5)2CH3CH(COOC2H5)2利用該反應(yīng)原理,以丙二酸二乙酯、1,3丙二醇、乙醇為原料合成,請(qǐng)你設(shè)計(jì)出合理的反應(yīng)流程圖。________
提示①合成過(guò)程中無(wú)機(jī)試劑任選,②合成反應(yīng)流程圖表示方法示例如下:
ABC……
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】對(duì)滴有酚酞試液的下列溶液,操作后顏色變深的是
A. 明礬溶液加熱 B. CH3COONa溶液加熱
C. 氨水中加入少量NH4Cl固體 D. 小蘇打溶液中加入少量NaCl固體
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率越大,導(dǎo)電能力越強(qiáng)。用0.100mol/L的NaOH溶液滴定0.100mol/L濃度均為0.100mol/L的鹽酸和CH3COOH溶液。利用傳感器測(cè)得滴定過(guò)程中溶液的電導(dǎo)率如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是( )
A. 曲線①代表滴定CH3COOH溶液的曲線
B. A、C兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液均呈中性
C. B點(diǎn)溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)
D. A點(diǎn)溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=0.050mol/L
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如下圖所示,它可能具有的性質(zhì)是( )
A. 能使溴水褪色,但不能使高錳酸鉀酸性溶液褪色
B. 1 mol 該有機(jī)物可以與4 mol Br2加成
C. 與AgNO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生淡黃色沉淀
D. 在NaOH水溶液中加熱可以發(fā)生水解反應(yīng)
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