题目内容
【题目】下图中反应①是制备SiH4的一种方法,其副产物MgCl2·6NH3是优质的镁资源。回答下列问题:
(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子半径由小到大的顺序(H-除外):_________________________,Mg在元素周期表中的位置:_____________________,Mg(OH)2的电子式:____________________。
(2)A2B的化学式为_______________。反应②的必备条件是_______________。上图中可以循环使用的物质有_______________。
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料_______________(写化学式)。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,写出该反应的化学方程式:_______________。
(5)用Mg制成的格氏试剂(RMgBr)常用于有机合成,例如制备醇类化合物的合成路线如下:
依据上述信息,写出制备所需醛的可能结构简式:_______________。
【答案】 r(H+)<r(Mg2+)<r(N3–)<r(Cl–) 第三周期ⅡA族 Mg2Si 熔融,电解 NH3,NH4Cl SiC 2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O CH3CH2CHO,CH3CHO
【解析】分析:根据反应的流程过程,先判断出A2B的化学式,带入框图,结合学习过的相关知识进行分析即可。
详解:(1)MgCl2·6NH3所含元素的简单离子为Mg2+、Cl、N3-、H+,比较离子半径应该先看电子层,电子层多半径大,电子层相同时看核电荷数,核电荷数越大离子半径越小,所以这几种离子半径由小到大的顺序为:r(H+)<r(Mg2+)<r(N3–)<r(Cl–)。Mg在周期表的第三周期ⅡA族。氢氧化镁是离子化合物,其中含有1个Mg2+和2个OH-,所以电子式为:。
(2)根据元素守恒,A2B中就一定有Mg和Si,考虑到各自化合价Mg为+2,Si为-4,所以化学式为Mg2Si。反应②是MgCl2熔融电解得到单质Mg,所以必备条件为:熔融、电解。反应①需要的是Mg2Si、NH3和NH4Cl,而后续过程又得到了NH3和NH4Cl,所以可以循环的是NH3和NH4Cl。
(3)在一定条件下,由SiH4和CH4反应生成H2和一种固体耐磨材料,该耐磨材料一定有Si和C,考虑到课本中介绍了碳化硅的高硬度,所以该物质为SiC。
(4)为实现燃煤脱硫,向煤中加入浆状Mg(OH)2,使燃烧产生的SO2转化为稳定的Mg化合物,二氧化硫是酸性氧化物与氢氧化镁这样的碱应该反应得到盐(亚硫酸镁),考虑到题目要求写出得到稳定化合物的方程式,所以产物应该为硫酸镁(亚硫酸镁被空气中的氧气氧化得到),所以反应为:2Mg(OH)2+2SO2+O2=2MgSO4+2H2O。
(5)利用格氏试剂可以制备,现在要求制备
,所以可以选择R为CH3CH2,R’为CH3;或者选择R为CH3,R’为CH3CH2,所以对应的醛R’CHO可以是CH3CH2CHO或CH3CHO。
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【题目】能源、环境与生产生活和社会发展密切相关。
(1)一定温度下,在两个容积均为2L的密闭容器中,分别发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ·mol-1。相关数据如下:
容器 | 甲 | 乙 |
反应物投入量 | 1molCO2(g)和3molH2(g) | 1molCH3OH(g)和1molH2O(g) |
平衡时c(CH3OH) | c1 | c2 |
平衡时能量变化 | 放出29.4kJ | 吸收akJ |
①下列情况能说明该反应一定达到平衡状态的是_________(填字母)。
a.v(CO2)消耗=v(CH3OH)生成 b.气体的密度不再随时间改变
c.CO2和CH3OH的浓度之比不再随时间改变 d.气体的平均相对分子质量不再随时间改变
②其他条件不变,达到平衡后,下列不能提高H2转化率的操作是_________(填字母)。
a.降低温度 b.充入更多的H2 c.移除甲醇 d.增大容器体积
③cl_________c2(填“>”、“<”或“=”),a=_________。
④该温度下反应的平衡常数K=_________;若甲中反应10s时达到平衡,则0~10s内甲中的平均反应速率v(H2)=_________。
(2)已知反应:2NO2(红棕色)N2O4(无色)△H<0。将一定量的NO2充入注射器中后封口,如图是在拉伸和压缩注射器的过程中气体透光率随时间的变化(气体颜色越深,透光率越小)。下列说法正确的是__________(填字母)。
A.b点的操作是压缩注射器
B.d点:v正>v逆
C.c点与a点相比,c(NO2)增大,c(N2O4)减小
D.若不忽略体系温度变化,且没有能量损失,则Tb>Tc
【题目】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为______(写离子符号);若所得溶液c(HCO3)∶c(CO32)=2∶1,溶液pH=___________。(室温下,H2CO3的K1=4×107;K2=5×1011)
(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:
CH4(g)+ CO2(g) 2CO (g)+ 2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | C—H | C=O | H—H | C |
键能/kJ·mol1 | 413 | 745 | 436 | 1075 |
则该反应的ΔH=_________。分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______(填“A” 或“B ”)。
②按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900℃的原因是________。
(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式:________。
电池的正极反应式:6O2+6e6O2
6CO2+6O23C2O42
反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式:________。