则利用盖斯定律将①-②+③可得2H2(g)+2NO(g)=2H2O(g)+N2(g) △H=-180.5 kJ mol-1-571.6kJ mol-1+
2 = -664.1 kJmol-1,故答案为:2H2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-664.1kJ/mol; (+44 kJmol-1)×
(2)根据图示,A极SO2失电子发生氧化反应生成SO42-,则A为阳极,电极反应式是2H2O+SO2-2e-=SO42-+4H+;根据总反应
2H2O+SO2-2e-=SO42-+4H+;H2SO4;
(3)a.反应前后气体的化学计量数之和不等,混合气体的总物质的量随反应的进行不断变化,则容器内压强不随时间改变,说明是平衡状态,a项正确;
b. 混合气体的质量始终是定值,但混合气体的总体积恒定,则当混合气体的密度保持不变,不能说明是平衡状态,b项错误;
c. N2H4 和NH3的系数不等,当物质的量之比保持不变时,此反应为平衡状态,c项正确;d. 单位时间内生成amol N2的同时相当于生成4molNH3,同时消耗4 mol NH3,则说明正反应速率等于逆反应速率,反应达到平衡状态,d项正确;
图中曲线b的体积分数减小说明是反应物,a和c曲线对应的体积分数增大,说明是生成物,其中a的体积分数大于c,则a为NH3的体积分数;由图1可知,温度越高,肼的体积分数含量越低,故要促进肼的分解,应提高反应温度,另外减小生成物的浓度,平衡也向正向移动,符合题意,故答案为:b;NH3;升温或减小生成物浓度; (4)2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(g) ΔH<0。某温度下,向容积为10 L的密闭容器中通入4 mol NH3和2
=0.16mol,
,X溶液中的溶质是
,故答案为:阳;
mol CO2,该反应进行到40 s时达到平衡,此时CO2的转化率为80%,则转化的CO2的浓度为80%×
列出三段式如下:,则根据平衡常数表达式可知 625;
曲线Ⅰ表示该反应在前25 s内NH3的浓度随时间的变化,则氨气的浓度变化(NH3)=0.32mol/L-0.08mol/L=0.24mol/L,则v(NH3)=
=0.0096mol/(L?s),故v(CO2)= v(NH3)=
0.0048mol/(L?s);该反应体系是气体体积分数减小的放热反应,通过图示信息可以看出,曲线Ⅱ与曲线I相比,反应达到平衡的时间提前了,说明反应速率增大,且氨气达到平衡时转化的浓度增大,说明平衡向正反应反应移动,可能改变的条件为:增大压强,故答案为:625;0.0048mol/(L?s);增大压强。
【点睛】最后一问判断可能改变的条件时,要先判断反应体系是吸热还是放热,气体的变化情况,再根据实际情况讨论如温度、压强、催化剂等对反应速率与反应平衡带来的综合影响是否符合图示氨气的变化规律。
11.BaTiO3、KH2PO4和NaNO2都属于铁电体,它们具有许多特异的性能如当它受压力而改变形状时产生电流,通电时
会改变形状等。
(1)基态Ti原子的价电子排布式为___________,属于___________区元素。 (2)KH2PO4晶体中存在作用力有___________(选填字母)。 A.离子键 B.共价键 C.氢键
(3) NaNO2中N原子的杂化类型为___,键角(填“>、<或=”)____120°,其原因是___________。N、O、Na三种元素的第二电离能(I2)由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。 (4)BaTiO3的晶胞如下图所示:
Ti原子的配位数为_____,晶体的密度为ρg/cm,最近的Ba原子和O原子之间的距离为___(填计算式)nm。( BaTiO3的摩尔质量为233g/mol,NA为阿伏加德罗常数的值)
2
2
【答案】 (1). 3d4s (2). d (3). ABC (4). sp (5). < (6). N原子上有一对孤对电子,孤电子
2
7
的
3
对与成键电子对间的斥力大于成键电子对之间的斥力 (7). Na>O>N (8). 6 (9).
×10
【解析】 【分析】
(1) Ti是22号元素,根据原子构造原理可得其核外电子排布式,得到基态Ti原子的价电子排布式,并根据元素原子结构与元素在周期表的位置关系判断其所属区域;
(2)KH2PO4是盐,属于离子晶体,含离子键,在阴离子H2PO4-中含有P-O键、O-H键,-OH与其它的-OH间可形成氢键;
(3)根据N、O原子间形成的电子对分析原子杂化,并结合孤电子对与成键电子对之间的作用力情况判断键角大小; (4)从元素的+1价离子的稳定性大小分析I2大小;
(5)根据晶胞在各种微粒的空间构型及相对位置判断Ti的配位体数目;用均摊法计算一个晶胞中含有的各种元素的原子个数,计算晶胞的质量,利用m=ρ?V、及边长V= L3计算晶胞边长,最后根据Ba与O原子的位置在面对角线的一半就可计算出两个微粒间的距离。
【详解】(1)Ti的原子序数为22,则基态原子的价电子排布式为3d24s2,位于第四周期IVB族,属于d区,故答案为:3d24s2;d;
(2) KH2PO4是盐,O-H键,-OH中的O原子与其它KH2PO4属于离子晶体,含离子键,在阴离子H2PO4-中含有P-O键、之间-OH的H原子间可形成氢键,故合理选项是ABC;
(3)在NO2-中存在N=O和N-O,所有NO2-中的N原子采用sp2杂化,N原子最外层有5个电子,其中一对为孤电子对,有3个成键电子,孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对之间的斥力,所以键角小于120°,故答案为:sp2;<;N原子上有一对孤对电子,孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对之间的斥力;
(4) 由于Na+是最外层8个电子的稳定结构,气态基态Na+从8电子稳定结构再失去一个电子最难,气态基态O+从2p3半充满较稳定结构再失去一个电子较难。所以Na+ 的第二电离能I2最大,N+最小,因此三种元素的第二电离能(I2)由大到小的顺序为Na>O>N;
(5)根据晶胞结构示意图可知:Ti位于晶胞中心,O原子位于晶胞六个面心上,Ba位于晶体的8个顶点上,所以Ti1=1;Ba:×8=1,O:×6=3,即一个晶胞中含的配位体数目是6;在一个晶胞中含有的各种元素的原子个数Ti:1×
有1个BaTiO3,其质量m=g,由于晶胞的密度是ρg/cm3,所以晶胞的体积V=
=cm3,则晶胞的
边长L=cm=
×10-7nm,最近的Ba原子和O原子位于面对角线的一半位置,所以最近的Ba原子和O原
子之间的距离为a=
L=nm,故答案为:6;×107。
12.α-溴代羰基化合物合成大位阻醚的有效方法可用于药物化学和化学生物学领域。用此法合成化合物J的路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)F中含有的含氧官能团的名称是_______ ,用系统命名法命名A的名称是___________。 .....
(2)B→ C所需试剂和反应条件为________________________________。 (3)由C生成D的化学反应方程式是_____________________________________。
(4)写出H的结构简式___________ ,写出检验溶液中存在G的一种化学方法___________。
(5)F+H→J的反应类型是__________。F与C在CuBr和磷配体催化作用下1:1反应合成大位阻醚,写出其中一种有机产物的结构简式:____________________。
(6)化合物X是E的同分异构体,分子中不含羧基,既能发生水解反应,又能与金属钠反应。符合上述条件的X的同分异构体有多种,其中能发生银镜反应,核磁共振氢谱有3组峰,峰面积之比为1: 6:1的结构简式为______________________。
【答案】 (1). 羧基 (2). 2-甲基丙烯 (3). NaOH水溶液,加热 (4).
+O2+2H2O (5). 若溶 (6). 向溶液中滴加FeCl3溶液,
液显紫色,证明有苯酚存在 (7). 取代反应 (8). 或 (9).
【解析】 【分析】
由合成流程可知,A、C的碳链骨架相同,A发生加成反应生成B,B水解生成C,则A为CH2=C(CH3)2,A与溴加成生成B为CH2BrCBr(CH3)2,C氧化生成D为OHCC(OH)(CH3)2,D氧化生成E为(CH3)2C(OH)COOH,E中—OH
发生取代反应生成F,结合J的结构可知H为,G为苯酚,据此解答。
【详解】根据上述分析可知,
(1)结合流程图中F的结构简式可以看出,其含氧官能团的名称为羧基;A的结构简式为CH2=C(CH3)2,命名为:2-甲基丙烯;
(2)由B生成C属于溴原子的水解反应,所需条件为 NaOH水溶液,加热;
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