题目内容

(14分)无机物A是一种固体,熔点178℃,30℃以下为浅黄色。经测定A(相对分子质量为184)含两种元素,原子个数比为1:1。隔绝空气迅速加热A将发生爆炸,爆炸后残留物B呈淡黄色。该淡黄色物质在空气中加热会燃烧并产生刺激性气味。在一定条件下,6.18g液体SCl2和2.72g气体C恰好完全反应生成A和单质B及6.42克化合物D。加热D发现无任何物质存在,把D溶于水测得溶液的pH小于7。已知气体C在标准状况下的密度为0.76g·L-1。

(1)A的化学式为 ,C的电子式 。

(2)写出SCl2和气体C反应的化学方程式 。

(3)1molSCl2能与2mol乙烯发生加成反应生成一种化学毒气芥子气,写出发生反应的化学方程式 。

(4)亚硝酸钠和D固体在加热条件下 (填“可能”或“不能”)发生反应,判断理由是  。

(5)请设计检验物质D的实验方案 。

 

(1)N4S4, ;(2)6SCl2+16NH3= N4S4+2S+12NH4Cl;

(3)SCl2+2CH2=CH2→Cl—CH2—CH2—S—CH2—CH2—Cl ;

(4) 可能; NaNO2中的氮的化合价为+3价,NH4Cl中的氮的化合价为-3价,因而有可能发生氧化还原反应生成氮气 ;

(5)取少量D固体加水溶解,分成两份。其中一份与NaOH溶液混合加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体则证明有NH4+;另一份溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若出现白色沉淀,则证明有Cl-离子。

【解析】

试题分析:(1)隔绝空气迅速加热A将发生爆炸,爆炸后残留物单质B呈淡黄色。该淡黄色物质在空气中加热会燃烧并产生刺激性气味气体,则B是S单质。在标准状况下C的的密度为0.76g·L-1,则C的摩尔质量是0.76g/L×22.4L/mol=17g/mol。则C为NH3.其电子式为。n(SCl2)= 6.18g÷103g/mol=0.06ml;n(NH3)= 2.72g÷17g/mol=0.16mol。加热化合物D发现无任何物质存在,把D溶于水测得溶液的pH小于7。根据元素守恒可得D为NH4Cl。n(NH4Cl)= 6.42g÷53.5g/mol=0.12mol。所以在物质A中含有N:0.04mol,含有H:0.16×3-0.12×4=0mol。A含两种元素,原子个数比为1:1,因此另一种元素是S,设其化学式是(SN)n。因为相对分子质量为184,所以46n=184,因此n=4.A的化学式为N4S4。(2)因为n(NH3)= 0.16mol;n(NH4Cl)= 0.12mol。则A物质含有N原子0.04mol,所以A的物质的量为0.01mol.,产生的S单质的物质的量为0.06ml=0.04mol=0.02mol。根据生成的物质结合元素守恒可得SCl2和氨气反应的方程式为6SCl2+16NH3= N4S4+2S+12NH4Cl;(3)根据题意及物质间的物质的量关系可得方程式为SCl2+2CH2=CH2→Cl—CH2—CH2—S—CH2—CH2—Cl ;(4)由于在亚硝酸钠中N的化合价为+3价,在NH4Cl中N的化合价为-3价,所以根据氧化还原反应的规律,二者在加热条件下能够发生反应。产生中间价态的物质氮气。(5)离子的检验方法是取少量D固体加水溶解,分成两份。其中一份与NaOH溶液混合加热,若产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体则证明有NH4+;另一份溶液中加入硝酸酸化的AgNO3溶液,若出现白色沉淀,则证明有Cl-离子。

考点:考查物质的分子式、电子式和反应的方程式的书写、离子的检验、化学式的推断的知识。

 

练习册系列答案
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(15分)二甲醚(DME)和甲醇是21世纪应用最广泛的两种清洁燃料,目前工业上均可由合成气在特定催化剂作用下制得。

(1)由合成气制备二甲醚的主要原理如下:

已知:①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1=-90.7 kJ·mol-1

②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-23.5 kJ·mol-1

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H3=-41.2 kJ·mol-1

则反应3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H= kJ·mol-1。

(2)将合成气以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反应器中,一定条件下发生反应:

4H2(g)+2CO(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),其中CO的平衡转化率随温度、压强变化关系如图所示:

①该反应的平衡常数表达式为 ;P1、P2、P3由大到小的顺序为 。

②若反应在P3和316℃时,起始时n(H2)/n(CO)=3,则达到平衡时,CO的转化率 50%(填“大于”、“小于”或“等于”)。

(3)由合成气合成甲醇的反应的温度与平衡常数(K)的关系如表数据,

250℃时,将2 molCO和6 molH2充入2L的密闭容器中发生反应,反应时间与物质浓度的关系如图所示,则前10分钟内,氢气的平均反应速率为 ;若15分钟时,只改变温度一个条件,假设在20分钟时达到新平衡,氢气的转化率为33.3%,此时温度为 (从上表中选),请在图中画出15—25分钟c (CH3OH)的变化曲线。

(4)利用甲醇液相脱水也可制备二甲醚,原理是:CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O,CH3HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。与合成气制备二甲醚比较,该工艺的优点是反应温度低,转化率高,其缺点是 。

 

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