题目内容

1．在光照条件下，将1molCH4 与Cl2 反应，得到等物质的量的4种取代物，则生成各种有机物的物质的量各为多少mol？消耗掉多少mol Cl2 ？生成多少mol HCl？（写出计算过程）．

分析 先根据碳原子守恒计算四种有机物的物质的量，然后根据取代反应特点：用1个氯原子取代1个氢原子，另一个氯原子则与氢原子结合生成氯化氢，依据碳、氢原子个数守恒计算消耗氯气的物质的量，以及生产的HCl．

解答 解：1mol CH4与Cl2光照下发生充分反应，生成相同物质的量的4种取代物，所以生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4的物质的量都是0.25mol，因为甲烷与氯气发生取代反是用1个氯原子取代1个氢原子，另一个氯原子则与氢原子结合生成氯化氢，所以CH4与Cl2发生取代反应中消耗的氢原子和氯气分子的个数比是1：1，
所以所需的氯气的物质的量为：0.25mol×1+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol，
该四种取代物中n（Cl）=0.25mol×（1+2+3+4）=2.5mol，可知被取代的H原子的物质的量为n（H）=2.5mol，即生成的HCl的物质的量为2.5mol．
答：生成各种有机物的物质的量各为0.25mol；消耗掉2.5mol Cl2 ；生成2.5mol HCl．

点评 本题考查的是甲烷和氯气的取代反应，明确取代反应中被取代的氢原子的物质的量与氯气分子的物质的量的关系是解本题的关键，注意原子个数守恒的应用，题目难度不大．

练习册系列答案
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11．恒容密闭容器中进行的可逆反应2NO2（g）?2NO（g）+O2（g），不能说明该反应达到平衡状态的是（　　）
A．单位时间内生成n mo1 O2的同时生成2n mol NO2
B．混合气体的颜色不再改变
C．混合气体的压强不再改变的状态
D．混合气体的密度不再改变的状态
12．四种短周期非金属元素A、B、C、D，原子序数依次增大．A是原子半径最小的元素，B原子的最外层电子数是次外层电子数的两倍，D在地壳中含量最大．请回答：
（1）B元素的原子结构示意图是．
（2）化合物A2D的电子式是，结构式为H-O-H．
（3）B、D两元素形成化合物属共价（“离子”或“共价”）化合物．
9．10mL 3种气态烃的混合物和足量氧气混合点燃爆炸后恢复到原来状态（常温常压），气体体积共缩小了20mL（不考虑CO2的溶解）．则这3种烃可能的组合是（　　）
A．CH4，C2H4，C3H6任意体积比
B．CH4，C3H6，C2H2保持C3H6：C2H2=1：2（物质的量之比）
C．C2H6，C4H6，C2H2同条件下体积比为2：1：2
D．C3H8，C4H8，C2H2质量比为11：14：26
16．物质的结构决定性质，性质反映其结构特点．
（1）金刚石和石墨是碳元素的两种常见单质，下列叙述中正确的有ac
a．金刚石中碳原子的杂化类型为sp3杂化，石墨中碳原子的杂化类型为sp2杂化
b．晶体中共价键的键长：金刚石中C-C＜石墨中C-C
c．晶体的熔点：金刚石＜石墨      
d．晶体中共价键的键角：金刚石＞石墨
（2）某石蕊的分子结构如图1所示．

①石蕊分子所含元素中，第一电离能由小到大的顺序是C＜H＜O＜N，基态原子2p轨道有两个成单电子的是C、O（填元素符号）； 由其中两种元素形成的三角锥构型的一价阳离子是H3O+（填化学式）；
②该石蕊易溶解于水，分析可能的原因是石蕊分子中含有-OH和-NH2，均能与H2O形成氢键；由结构知，该分子为极性分子，根据相似相溶原理，易溶于水；
（3）铜及其合金是人类最早使用的金属材料．
①NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3+3F2$\frac{\underline{\;Cu\;}}{\;}$NF3+3NH4F，上述化学方程式中的5种物质所属的晶体类型有abd（填序号）．
a．离子晶体 b．分子晶体 c．原子晶体  d．金属晶体，
②NF3与NH3均为三角锥形，但前者键角小于后者，原因是电负性：氟＞氮＞氢，NF3中共用电子对更偏向氟，排斥力小于NH3
③周期表中铜的相邻元素的晶体结构如图2甲，则其一个晶胞中含有6个该原子，金属铜采取如图2乙所示堆积方式，可称为面心立方最密堆积．
6．磷酸亚铁锂（LiFePO4）是一种重要的锂离子电池电极材料，利用钛铁矿制备，钛铁矿的主要成分为FeTiO3（可表示为FeO•TiO2），含有少量MgO、CaO、SiO2等杂质．工业上制取磷酸亚铁锂的流程如图所示：

已知：FeTiO3与盐酸反应的离子方程式为：FeTiO3+4H++4Cl-═Fe2++TiOCl42-+2H2O
请回答下列问题：
（1）写出①中杂质溶解的化学方程式MgO+2HCl=MgCl2+H2O，CaO+2HCl=CaCl2+H2O；
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（3）滤液B中TiOCl${\;}_{4}^{2-}$转化生成TiO2的离子方程式是TiOCl42-+H2O=TiO2↓+2H++4Cl-；
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4．某探究小组在实验室中用铝土矿（主要成分为Al2O3，还含有Fe2O3、SiO2）来制取铝，其常见的过程如图1：
（1）残渣A的化学式是SiO2，固体C的化学式是Al（OH）3．
（2）写出步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式AlO2-+CO2+2H2O=Al（OH）3↓+HCO3-．
（3）若要获得纯净固体C，需进行洗涤，简述洗涤沉淀的操作要点：向过滤器中加入蒸馏水，使水刚好没过沉淀物，等水自然流尽后，重复操作2～3次．
（4）步骤Ⅲ需用1mol•L-1的NaOH溶液480mL，已有下列仪器：托盘天平（砝码）、胶头滴管、药匙、玻璃棒，配制该溶液还缺少的仪器是500mL容量瓶、烧杯．在灼烧操作中用到图2仪器中的一种，其名称是坩埚．
（5）写出步骤Ⅴ中发生反应的化学方程式2Al2O3$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$4Al+3O2↑．
1．某小组通过实验研究Na2O2与水的反应．
操作现象
向盛有4g　Na2O2的烧杯中加入50mL蒸馏水得到溶液a剧列反应，产生能使带火星木条复燃的气体
取5mL溶液a于试管中，滴入两滴酚酞ⅰ．溶液变红
ⅱ．10分种后溶液颜色明显变浅，稍后，溶液变为无色
（1）Na2O2与水反应的化学方程式2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
（2）ⅱ中溶液褪色可能是溶液a中存在较多的H2O2与酚酞发生了反应．
Ⅰ．甲同学通过实验证实了H2O2的存在：取少量溶液a，加入试剂MnO2（填化学式），有气体产生．
Ⅱ．乙同学查阅资料获悉：用KMnO4可以测定H2O2的含量：取15.00mL溶液a，用稀H2SO4酸化，逐滴加入
0.003mol•L-1　KMnO4溶液，产生气体，溶液褪色速率开始较慢后变快，至终点时共消耗20.00mL　KMnO4溶液．
①请配平：2MnO4-+5H2O2+6H+═2Mn2++5O2↑+8H2O
②溶液a中c（H2O2）=0.01mol•L-1．
③溶液褪色速率开始较慢后变快的原因可能是反应生成的Mn2+作催化剂．
（3）为探究现象ⅱ产生的原因，同学们继续进行了如下实验：
Ⅲ．向H2O2溶液中滴入两滴酚酞，振荡，加入5滴0.1mol•L-1 NaOH溶液，溶液变红又迅速变无色且产生气体，10分钟后溶液变无色．
Ⅳ．向0.1mol•L-1 NaOH溶液中滴入两滴酚酞的，振荡，溶液变红，10分钟后溶液颜色无明显变化；向该溶液中通入O2，溶液颜色无明显变化．
①从实验Ⅲ和Ⅳ中，可得出的结论是碱性条件下，H2O2能与酚酞反应而O2不能．
②同学们进一步通过实验证实了溶液a中滴入酚酞后，H2O2与酚酞发生了化学反应．实验方案是：取少量溶液a于试管中，加入MnO2，充分反应后，向上层清液中滴入2滴酚酞后变红，10分钟后，溶液颜色无明显变化．
2．将纯锌片和纯铜片用导线连接后放入稀硫酸中发生原电池反应，下列叙述正确的是（　　）
A．正极有O2逸出B．负极附近的SO42-浓度逐渐增大
C．电子通过导线由铜片流向锌片D．铜片表面发生氧化反应

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