② K=
c(CO2)?c(N2)(2分)K=0.56(2分)
c(NO)2③c、d(2分)④减小CO2浓度(1分) ⑤不变(2分)
【解析】(1)①+②+4×③可得CH4(g) + 2NO2(g) = N2(g)+CO2(g) + 2H2O(l) ;ΔH=-955KJ·mol1;由于反应后气体体积减少,因此熵减小,熵变小于0。
-
(2)①V(CO2)=
?c0.09mol/L??0.009mol?(L?min)?1 ?t10min ②反应C(s)+2NO(g)
N2(g)+CO2(g),根据平衡常数定义式可得,平衡常数K=
c(CO2)?c(N2)--
,由表中数据可知平衡时,c(CO2) =0.17 mol·L1 c(N2)=0.34 mol·L1 2c(NO)-
L1,代入表达式可得K=0.56 c(NO)=0.32 mol·
③反应是否平衡,要根据反应的特点和平衡的定义来判断。该反应前后气体的体积相同,因此,反应前后体积不变,在温度一定的条件下,容器内的压强不变,选项A不能作为平衡的标志;当2V(NO),所以V(N2)(正)= V(N2)(逆)时,由于V(NO)(正)=2V(N2)(正)(逆)不等于(N2)
(正)
,因此反应处于非平衡状态;当容器内CO2的体积分数不变 ,说明正逆反应速率相等,达到
平衡;由于碳是固体,随着反应进行,固体质量减少,气体的质量逐渐增大,因此,当混合气体的密度保持不变时,说明反应达到平衡。
④分析表中数据可知30min和40min时二氧化碳的浓度明显减少,因此改变的条件是减小CO2浓度。
⑤由于该反应是等体积反应,且反应物碳为固体,改变反应物NO的浓度,平衡时生成物的浓度也变化,转化率不变。
28. 【答案】:
(1)一定不;(1分)HCO3-与CO32-均可与盐酸反应生成CO2,造成阴离子种类有所变化。(2分)
(2)Cl,NO3,SO42;(3分) Fe2+、Mg2+ (3分)
-
-
-
(3)3Fe2+ + NO3 + 4H+ = 3Fe3+ + NO↑+ 2H2O (2分)
-
(4)120 (3分)
【解析】因为HCO3—与CO32—均可与盐酸反应生成CO2,造成阴离子种类变化。因为反应生成气体且反应前后阴离子种类没有发生变化,则二者不会存在。Fe2+和NO3在酸性条件下会
-
发生反应生成NO,反应离子方程式为3Fe2+ + NO3 + 4H+ = 3Fe3+ + NO↑+ 2H2O,由于各离子均
-
为1mol,因此硝酸根离子剩余,阴离子种类未变。有二价铁存在,就不会有OH-,因为二者会生
11
成Fe(OH)2沉淀。加入盐酸,阴离子种类没有改变,则原来应有Cl-。由于Fe2+ 、NO3
-、
Cl均为
-
-
1mol,电荷守恒,剩余的离子也必须满足电荷守恒,因此还有一种阴离子,只能是SO42,且其物质的量为1mol。另一种阳离子只能是Mg2+,因为K+、Al3+、 Fe3+不能满足电荷守恒,Ba2+与SO42会生成沉淀BaSO4。向原溶液里加入足量氢氧化钠,则生成1molMg(OH)2和1mol
-
Fe(OH)2,灼烧后转变为1molMgO和0.5molFe2O3,质量为1mol×40g/mol+0.5mol×160g/mol=120g
28. 【答案】:
(1)把导管放入盛有水的水槽中,微热烧瓶,如果导管口有气泡产生,停止加热后导管产生一段水柱(2分);
(2)
11a?3b×100%(2分); 11a(3)除去CO2中的SO2(2分);
(4)在装置E的后边再连接一个与E相同的装置。(2分)
(5)反应产生的CO2气体未能完全排到装置E中,导致b偏低。(2分) (6)常温下,Fe被浓H2SO4钝化,碳不与浓H2SO4反应(2分); (7)2Fe + 6 H2SO4(浓)
【解析】(1)检查装置的气密性,需要把导管放入盛有水的水槽中,微热烧瓶,如果导管口有气泡产生,停止加热后导管产生一段水柱,则说明装置气密性良好。
(2)E管增重bg,说明生成的二氧化碳的质量为bg,则原合金中含有碳为,
△Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O(2分);
12b3bg?g,4411ag-则铁的质量分数为
3bg11?100%?11a-3b?100% ag11b(3)由于铁合金与浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水蒸气,B装置用于检验是否生成SO2,C装置用于吸收并除去SO2,D装置用于吸收水分,干燥二氧化碳。
(4)装置E中的碱石灰会吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,因此后边再连接一个与E相同的装置即可解决。
(5)由于系统中有气体存在,反应生成的二氧化碳未被完全吸收,因此会导致结果偏高。 (6)常温下,浓硫酸会使铁发生钝化,而碳在常温下不与浓硫酸反应,因此没有明显的试验现象。
(7)由于在加热条件下反应,浓硫酸过量,因此铁被氧化为三价铁,反应方程式为2Fe + 6 H2SO4(浓)
△Fe2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O
注:两个28题任选其一
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36. 【答案】:
(1)CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+2akJ/mol (3分)
(2)增大氮气和氢气的浓度有利于增大反应速率(2分);减小氨气的浓度,增大氨气和氢气的浓度均有利于平衡向正反应方向移动(3分);
(3)1.12×108(3分); (4)① H—(C=O)—NH—NH2 ②NH4N=C=O (每空2分);
【解析】(1)甲烷与水蒸气反应的方程式为热化学方程式CH4+H2O=CO+3H2,因为0.5mol甲烷反应吸收a kJ热量,因此,反应的△H=+2akJ/mol,热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+2akJ/mol
(2)增大反应物的浓度可以提高反应速率,减少生成物的浓度,可以使平衡向正反应方向移动,因此增大氮气和氢气的浓度有利于增大反应速率;减小氨气的浓度,增大氨气和氢气的浓度均有利于平衡向正反应方向移动。
(3)甲烷转化为氨气的关系可以有反应方程式确定。因为CH4+H2O=CO+3H2 ,CO +H2O=CO2+H2,则CH4+2H2O= CO2+4H2,3H2+N2=2NH3,则转化关系为3CH4——12H2——8NH3因此生成氨气的体积为5.60×107 L×8÷3×75%=1.12×108 L
(4)保持碳氧双键不变,只改变氨基的结构,可得H—(C=O)—NH—NH2 NH4N=C=O
37. 【答案】:(1)①Z>Y>X (2分) ②1s22s22p63s2 (2分) Y元素原子最外层s轨道上电子为全充满状态 (2分) ③ A(1分)
(2) C=C、C≡C中的π键不牢固;而N=N、N≡N中的π键非常牢固(2分) (3)CO2 (1分) SCN 或N3(1分) (4)sp(1分) V型(1分)
--
(5)
(2分)
【解析】(1)从第一电离能数据可知,x的电负性最小,z的电负性最大。X最外层有一个电子,y最外层有2个电子,z最外层有3个电子,x至少有4个电子,因此他们应为第三周期的钠、镁、铝。镁原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2,由于最外层的3s2为全充满结构,因此,比较稳定,表现为第一电离能较大。金属钠晶体属于体心立方堆积,应为A。
(2)键能大小影响键的稳定性。含有C=C、C≡C物质中的π键不牢固;而N=N、N≡N中
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的π键非常牢固。
(3)N2O最外层电子总数为16,等电子有CO2 、CNO- SCN 或N3等。因为CO2分子中,碳原子采用sp杂化形成直线型分子,等电子体一般具有相似的结构,因此N2O中中心原子也是sp杂化,分子构型为直线型。而NO2中N以sp2杂化,形成v型分子。
(4)在水和铜离子中,铜离子是中心原子,有空轨道,水分子中的氧有孤电子对。配位键
--
如图所示
38. 【答案】: (1) 醛基 (1分)
。
(2)氧化反应 (1分)
CH2CHCOOH+CH3CH2CH2CH2CHCH2OHCH2CH3浓硫酸加热CH2CHCOOCH2CHCH2CH2CH2CH3+H2O(3)
CH2CH3 (2分)
Br(4)
OCH3 (2分)
CH2CH3
CH=CH—COOCH2CHCH2CH2CH2CH3
CH3O (2分)
(5)CH2=CHCH2COOH 、 CH2=C(CH3)COOH、 CH3CH=CHCOOH(6分) (6)蒸馏(1分)
【解析】(1)由于B能发生银镜反应,所以含氧官能团为醛基。结构为CH2=CH—CHO (2)由B、D的分子式可以看出,由B到D发生氧化反应,生成丙烯酸(
CH2CHCOOH)。
(3)因为C8H17OH分子中只有一个支链,且为乙基,其连续氧化的产物能与NaHCO3反应生成CO2,其消去产物的分子中只有一个碳原子上没有氢。所以结构为
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CH3CH2CH2CH2CHCH2OHCH2CH3二者发生酯化反应。方程式为
CH2CHCOOH+CH3CH2CH2CH2CHCH2OHCH2CH3浓硫酸加热CH2CHCOOCH2CHCH2CH2CH2CH3+H2OCH2CH3
(4)由于J分子中有3种不同的氢原子,又由于G的结构为
OCH3,则J的 结
Br构为
【答案】:
OCH3,根据交叉偶联反应规律,得K的结构为
CH2CH3
CH=CH—COOCH2CHCH2CH2CH2CH3
CH3O (1) 醛基 (1分) (2)氧化反应 (1分)
CH2CHCOOH+CH3CH2CH2CH2CHCH2OHCH2CH3浓硫酸加热CH2CHCOOCH2CHCH2CH2CH2CH3+H2O(3)
CH2CH3 (2分)
Br(4)
OCH3 (2分)
CH2CH3
CH=CH—COOCH2CHCH2CH2CH2CH3
CH3O (2分)
(5)CH2=CHCH2COOH 、 CH2=C(CH3)COOH、 CH3CH=CHCOOH(6分) (6)蒸馏(1分)
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(5)D的分子式为C3H4O2,相对分子质量为72,x的相对分子质量是86,二者为同系物,则相差一个CH2,因此可能的结构有,CH2=CHCH2COOH 、 CH2=C(CH3)COOH、 CH3CH=CHCOOH。
(6)由于E为酯类,不溶于水,但可以溶解醇类,因此最后用蒸馏方式除去C8H17OH,精制得E。
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