【題目】鋁氫化鈉(NaAlH4)是有機合成的一種重要還原劑。一般的制備方法是將AlC13溶于有機溶劑,再把所得溶液滴加到NaH粉末上,可制得鋁氫化鈉。實驗要求和裝置如下,回答下列問題:
(1)制取鋁氫化鈉要在非水溶液中進行,主要原因是_______(用化學方程式表示)。用下列裝置制取少量鋁氫化鈉(含副產(chǎn)物處理)較為合理的是__________。
(2)對于原料A1C13的制取,某興趣小組設計了如下裝置:
①連接好裝置后,應進行的第一步操作是_________;為保證產(chǎn)物的純凈,應待D中__________(填現(xiàn)象)再加熱酒精燈。
②B裝置中盛裝飽和NaCl溶液,實驗開始后B中產(chǎn)生的現(xiàn)象是_________,選擇飽和NaCl溶液的理由是_____。
③C裝置的作用是_________;若無C裝置,試預測實驗后D中生成物除A1C13外可能還含有_________。(填化學式)
④上述裝置存在的明顯缺陷是_________。
【答案】NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑(或?qū)憺?/span>NaH+H2O=NaOH+ H2↑) D 檢查裝置的氣密性 充滿黃綠色氣體時 白色晶體析出 既能除去HCl,又能降低Cl2的溶解度 干燥 Al2O3 沒有尾氣處理裝置,會造成大氣污染
【解析】
(1)鋁氫化鈉和氫化鈉中-1價的H均易與水反應,據(jù)此分析;根據(jù)反應物的狀態(tài)及反應條件選擇合適的裝置;
(2)用濃鹽酸與MnO2混合加熱制取制取Cl2,制得的Cl2中含有雜質(zhì)HCl、H2O,先通過飽和食鹽水除去氯化氫雜質(zhì),然后通過濃硫酸進行干燥,然后使干燥的氯氣與金屬鋁在加熱時反應制取AlCl3,據(jù)此分析解答。
(1)鋁氫化鈉和氫化鈉中-1價的H均易與水反應,反應方程式為:NaAlH4+2H2O=NaAlO2+4H2↑(或?qū)憺?/span>NaH+H2O=NaOH+ H2↑),為防止變質(zhì),制取鋁氫化鈉必須在非水溶液中進行;AlC13的有機溶劑形成的溶液與NaH固體在室溫下發(fā)生反應AlCl3+4NaH=NaAlH4+3NaCl,裝置A、B都是固體物質(zhì)加熱制取,物質(zhì)的狀態(tài)、反應條件不符合,C、D從物質(zhì)狀態(tài)可用于制取NaAlH4,但若AlCl3中含有少量結(jié)晶水或濕存水,用該氯化鋁制取NaAlH4時,就會同時產(chǎn)生密度比空氣小的氫氣,氫氣只能用向下排空氣的方法收集,裝置C中用的是向上排空氣方法,不適用于氫氣的收集,裝置D合適,故合理選項是D;
(2)①有氣體參加的化學反應,在連接裝置后,應進行的第一步操作是檢查裝置的氣密性;為保證產(chǎn)物的純凈,應待D中充滿黃綠色氣體時再加熱酒精燈,以趕走裝置中空氣,防止Al與裝置內(nèi)空氣中的O2反應;
②飽和食鹽水中存在溶解平衡,氯氣在水中存在化學平衡。當HCl極易溶于水,溶于水后c(Cl-)增大,NaCl的溶解平衡和Cl2與水發(fā)生的可逆化學反應的平衡均向逆向移動,從而看到的現(xiàn)象是有白色晶體析出,該操作同時又降低了氯氣的溶解度;
③C裝置盛有濃硫酸,其作用是干燥氯氣;若無C裝置,潮濕的氯氣與Al在反應時,產(chǎn)生的AlCl3有少量與水反應,部分變?yōu)?/span>Al(OH)3和HCl,隨著水分的蒸發(fā),HCl揮發(fā),固體變?yōu)?/span>Al(OH)3,加熱Al(OH)3發(fā)生分解反應產(chǎn)生Al2O3,因此預測實驗后D中生成物除A1C13外可能還含有Al2O3;
(3)Cl2是有毒氣體,不能隨意排入大氣,否則會造成大氣污染,因此該裝置存在的明顯缺陷是沒有尾氣處理裝置,會造成大氣污染。
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【題目】下列比較中,正確的是( )
A. 同溫度同物質(zhì)的量濃度時,HF比HCN易電離,則NaF溶液的pH比NaCN溶液大
B. 0.2 mol·L-1NH4Cl和0.1 mol·L-1NaOH溶液等體積混合后:c()>c(Cl-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
C. 物質(zhì)的量濃度相等的H2S和NaHS混合溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
D. 同濃度的下列溶液中,①(NH4)2SO4、②NH4Cl、③CH3COONH4、④NH3·H2O;c()由大到小的順序是:①>②>③>④
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【題目】燃煤煙氣脫除SO2及NOx對解決霧霾污染很重要,脫硫脫硝的方法很多,一種ClO2氣相氧化法反應機理和速率常數(shù)(K)如下:
脫硝:①NO(g)+ ClO2(g)= NO2(g)+ ClO(g) △H1 k1=l.7×1011mL·(mol·s)-1
②NO(g)+ ClO(g)= NO2(g)+Cl(g) △H2 k2=8.8×1012 mL·(mol·s)-1
脫硫:③SO2(g)+ClO2(g)=SO3(g)+ClO(g) △H3 k3=2.1×10-4 mL·(mol·s)-1
④SO2(g)+ClO(g)=SO3(g)+ Cl(g) △H 4 k4=6.9×1011 mL·(mol·s)-1
兩過程中產(chǎn)生的Cl可與ClO2進一步反應,如:
⑤C1(g)+ClO2(g)=2ClO(g) △H5
(1)同時脫硫脫硝反應NO(g)+SO2(g)+2ClO2(g)=NO2(g)+SO3(g)+ 2ClO(g)的反應熱最簡表達式△H=____________。
(2)己知反應③④的速率方程分別為v正=k3·c (SO2) · c (ClO2)、v正=k4·c (SO2) · c (ClO),試判斷兩反應的活化能大小,E3____________E4(填“>”“<”或“=”)?刂泼摿蛩俣鹊年P(guān)鍵步驟是____________反應(填③或④)
(3)SO2、NO單獨氧化及同時氧化對兩氣體氧化率變化如圖,同時氧化對____________氣體的氧化率影響明顯,結(jié)合①③④反應及其速率常數(shù)分析原因____________。
(4)氣相中水蒸氣含量提高,SO2單獨氧化率會迅速提升,并生成兩種常見的酸,請寫出該過程化學反應方程式__________________________________。
(5)“濕式吸收法”利用吸收劑與SO2發(fā)生反應從而達脫硫目的。
①下列適合作該法吸收劑的是____________(填序號)。
A.氨水 B. Na2SO4溶液 C. Na2CO3 溶液D. NaHSO4溶液
②用石灰水也可吸收SO2,生成亞硫酸鈣濁液。
計算 CaSO3(s)+H+(aq)Ca2+(aq)+HSO3-(aq)的平衡常數(shù)K=____________。25℃時,H2SO3電離常數(shù)為:K1=1.41×10-2,K2=6.30×10-8 Ksp=6.76×10-3
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【題目】金屬及其化合物在科學研究和工業(yè)生產(chǎn)中具有重要的用途。
(1)三氯化鐵溶液用于檢驗食用香精乙酰乙酸乙酯時,會生成紫色配合物,其配離子結(jié)構(gòu)如圖所示:
①此配合物中,鐵離子價電子排布圖為_____;
②此配離子中碳原子的雜化軌道類型為_____;
③此配離子中含有的化學鍵為_____。
A.離子鍵 B.金屬鍵 C.極性鍵 D.非極性鍵 E.配位鍵 F.氫鍵 G.σ鍵 H.π鍵
(2)NO2-與鈷鹽形成的配離子[Co(NO2)6]3-可用于檢驗K+的存在。NO2-離子的VSEPR模型名稱為_____,K3[Co(NO2)6]是黃色沉淀,該物質(zhì)中四種元素的電負性由大到小的順序是_____。
(3)研究物質(zhì)磁性表明:金屬陽離子含未成對電子越多,則磁性越大,磁記錄性能越好。離子型氧化物V2O5和CrO2,其中適合作錄音帶磁粉原料的是_____。
(4)錳的一種配合物的化學式為Mn(BH4)2(THF)3,寫出兩種與BH4-互為等電子體的微粒_____(請寫一個分子和一個離子)。
(5)ZnS在熒光體、光導體材料、涂料、顏料等行業(yè)中應用廣泛,立方ZnS晶體的結(jié)構(gòu)如圖所示,a的配位數(shù)為_____,已知晶胞密度為ρ g/cm3,則相鄰2個b微粒之間的距離為_____nm(列計算式)。
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【題目】正四面體烷是一種可能存在的柏較圖輕,IUPAC名稱為三環(huán)[1. 1. 0. 0]丁烷。其球棍模型如圖所示。下列關(guān)于該化合物的說法正確的是
A. 與環(huán)丁二烯互為同分異構(gòu)體
B. 二氯代物超過兩種
C. 碳碳鍵鍵角為109°28'
D. 三環(huán)[1.1. 0.0] 丁烷生成1 mol 丁烷至少需要2mol H2
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【題目】汽車發(fā)動機工作時會產(chǎn)生包括CO、NOx等多種污染氣體,涉及到如下反應:
①N2(g)+O2(g)2NO(g)
②2NO(g)+O2(g)2NO2(g)
③NO2(g)+CO(g)CO2(g)+NO(g)
弄清上述反應的相關(guān)機理,對保護大氣環(huán)境意義重大,回答下列問題:
(1)請根據(jù)下表數(shù)據(jù)填空:N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H=________。
物質(zhì) | N2 | O2 | NO |
能量(kJ) | 946 | 497 | 811.25 |
(斷開1mol物質(zhì)中化學鍵所需要的能量)
(2)實驗測得反應2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H<0的即時反應速率滿足以下關(guān)系式:
v正=k正·c2(NO)·c(O2);v逆=k逆·c2(NO2),k正、k逆為速率常數(shù),受溫度影響
①溫度為T1時,在1L的恒容密閉容器中,投入0.6 molNO和0.3 molO2達到平衡時O2為0.2 mol;溫度為T2時,該反應存在k正=k逆,則T1_______ T2 (填“大于”、“小于”或“等于”)。
②研究發(fā)現(xiàn)該反應按如下步驟進行:
第一步:NO+NON2O2 快速平衡 第二步:N2O2 +O22NO2 慢反應
其中可近似認為第二步反應不影響第一步的平衡,第一步反應中:v1正=k1正×c2(NO);v1逆=k1逆×c(N2O2)
下列敘述正確的是______
A.同一溫度下,平衡時第一步反應的越大反應正向程度越大
B.第二步反應速率低,因而轉(zhuǎn)化率也低
C.第二步的活化能比第一步的活化能低
D.整個反應的速率由第二步反應速率決定
(3)科學家研究出了一種高效催化劑,可以將CO和NO2兩者轉(zhuǎn)化為無污染氣體,反應方程式為:2NO2(g)+4CO(g) =4CO2(g)+N2(g) △H<0
某溫度下,向10L密閉容器中分別充入0.1molNO2和0.2 molCO,發(fā)生上述反應,隨著反應的進行,容器內(nèi)的壓強變化如下表所示:
時間/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
壓強/kPa | 75 | 73.4 | 71.95 | 70.7 | 69.7 | 68.75 | 68.75 |
回答下列問題:
①在此溫度下,反應的平衡常數(shù)Kp=_________kPa-1(Kp為以分壓表示的平衡常數(shù),計算結(jié)果精確到小數(shù)點后2位);若保持溫度不變,再將CO、CO2氣體濃度分別增加一倍,則平衡_____(填“右移”或“左移”或“不移動”);
②若將溫度降低,再次平衡后,與原平衡相比體系壓強(p總)如何變化?_______(填“增大”、“減小”或“不變”),原因是__________。
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【題目】已知A(g)+B(g)C(g)+D(g)反應的平衡常數(shù)和溫度的關(guān)系如下:
溫度/℃ | 700 | 800 | 830 | 1 000 | 1 200 |
平衡常數(shù) | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
回答下列問題:
(1)該反應的平衡常數(shù)表達式K=________,ΔH=________(填“<”、“>”或“=”)0。
(2)830 ℃時,向一個5 L的密閉容器中充入0.20 mol A和0.80 mol B,如反應初始6 s內(nèi)A的平均反應速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1。則6 s時c(A)=________mol·L-1,C的物質(zhì)的量為________mol;若反應經(jīng)一段時間后,達到平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________,如果這時向該密閉容器中再充入1 mol 氬氣,平衡時A的轉(zhuǎn)化率為________。
(3)判斷該反應是否達到平衡的依據(jù)為________。
a.壓強不隨時間改變
b.氣體的密度不隨時間改變
c.c(A)不隨時間改變
d.單位時間里生成C和D的物質(zhì)的量相等
(4)1200 ℃時,反應C(g)+D(g)A(g)+B(g)的平衡常數(shù)的值為________。
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【題目】設NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。下列有關(guān)說法正確的是
A. 235g核素發(fā)生裂變反應:+ ++10凈產(chǎn)生的中子()數(shù)為10NA
B. 常溫下,0.5L pH=14的Ba(OH)2溶液中OH-數(shù)目為NA
C. 一定條件下,32gSO2與足量O2反應,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA
D. 標準狀況下,5.6L乙烷中含有的極性鍵數(shù)目為1.5NA
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【題目】Ⅰ、常溫下,將0.1 mo1/L CH3COONa和0.05 mo1/L HCl等體積混合溶液呈酸性(忽略混合過程中體積變化)。
(1)該溶液中存在著三個平衡體系,用電離方程式或離子方程式表達_______________________、_______________________、______________________。
(2)該溶液中,濃度為0.05 mol/L的粒子是_____(填離子符號)。c(Cl-)、c(CH3COO-)、c(CH3COOH)三種離子濃度由大到小的關(guān)系是__________________。
Ⅱ、現(xiàn)有濃度為0.1 mol/L的四種電解質(zhì)溶液①Na2CO3;②NaHCO3;③NaAlO2;④CH3COONa。已知:CO2 + 3H2O + 2A1O2- = 2Al(OH)3↓ + CO32-
(1)這四種溶液的pH由小到大的順序是:______________(填編號);
(2)在上述四種溶液中分別加入AlCl3溶液,能產(chǎn)生大量無色無味氣體的是:________(填編號);
(3)將上述①、②、③、④四種溶液兩兩混合時,有一對溶液相互間能發(fā)生反應,寫出該反應的離子方程式:________________________________。
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