29.(10分)
氮、磷、砷是同族元素,该族元素单质及其化合物在农药、化肥等方面有重要应用。请回答下列问题。
(1)砷原子核外电子排布式为________________________________________。
(2)K3[Fe(CN)6]晶体中Fe3+与CN-之间的键型为_________________,该化学键能够形成的原因是________________________________________________________________。
(4)已知:
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|
CH4 |
SiH4 |
NH3 |
PH3 |
|
沸点(K) |
101.7 |
161.2 |
239.7 |
185.4 |
|
分解温度(K) |
873 |
773 |
1073 |
713.2 |
分析上表中四种物质的相关数据,请回答:
① CH4和SiH4比较,NH3和PH3比较,沸点高低的原因是_______________________
_______________________________________________________________________
______________________________________________________________________。
② CH4和SiH4比较,NH3和PH3比较,分解温度高低的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
结合上述数据和规律判断,一定压强下HF和HCl的混合气体降温时__________先液化。
28.(10分)
一氯乙酸(ClCH2COOH)是无色晶体,可溶于水,其水溶液显酸性,是重要的有机反应中间体,可进行多种反应。
(1)一定条件下,一氯乙酸与苯可直接合成苯乙酸,其反应方程式是______________________ (不要求标出反应条件)。
(2)工业上将一氯乙酸、2–丙醇与浓硫酸混合加热制备一氯乙酸异丙酯,一氯乙酸异丙酯的结构简式为____________________________________ ;反应过程中,可能产生的有机副产物有异丙醚[(CH3)2CHOCH(CH3)2]和________________________(填结构简式)。
(3)pKa常用于表示物质的酸性强弱,pKa的数值越小,该物质的酸性越强。已知卤素原子对饱和脂肪酸的酸性影响具有相似性。25℃时一些卤代饱和脂肪酸的pKa数值如下:
|
卤代酸 |
F3CCOOH |
Cl3CCOOH |
F2CHCOOH |
FCH2COOH |
|
|
pKa |
0.23 |
0.65 |
1.24 |
2.66 |
2.85 |
|
卤代酸 |
ClCH2COOH |
BrCH2COOH |
ICH2COOH |
|
CH2CH2CH2COOH |
|
pKa |
2.86 |
2.90 |
3.18 |
4.06 |
4.52 |
可见,25℃时卤素原子对卤代饱和脂肪酸的酸性影响有(写出2条即可):
①____________________________________________________________________;
②____________________________________________________________________;
根据上述数据和规律判断, Cl2CHCOOH的pKa的数值范围为_________________。
26.(11分)
甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,合成甲醇的主要反应为:
CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH
< 0。
Ⅰ.在一定条件下,上述反应在一密闭容器中达到平衡。
(1)体积不变的条件下,下列措施中有利于提高CO的转化率的是 _______(填字母)。
A.升高温度 B.增大压强 C.通入CO D.通入H2
(2)在保证H2浓度不变的情况下,增大容器的体积,平衡____________(填字母)。
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动 C.不移动
作出此判断的理由是_______________________________________________
__________________________________________________________________
_____________________________________________________________。
Ⅱ.原料气的加工过程中常常混有一定量CO2,为了研究不同温度下CO2对该反应的影响,以CO2、CO和H2的混合气体为原料在一定条件下进行实验,结果表明,原料气各组分含量不同时,反应生成甲醇和副产物甲烷的碳转化率是不相同的。实验数据见下表:
|
CO2%-CO%-H2% (体积分数) |
0–30–70 |
2–28–70 |
4–26–70 |
8–22–70 |
20–10–70 |
|||||||||||
|
反应温度/℃ |
225 |
235 |
250 |
225 |
235 |
250 |
225 |
235 |
250 |
225 |
235 |
250 |
225 |
235 |
250 |
|
|
碳转 化率 (%) |
CH3OH |
4.9 |
8.8 |
11.0 |
36.5 |
50.7 |
68.3 |
19.0 |
33.1 |
56.5 |
17.7 |
33.4 |
54.4 |
8.0 |
12.0 |
22.6 |
|
CH4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
2.8 |
2.8 |
2.8 |
(3)由上表数据可得出多个结论。
结论一:在一定条件下,反应温度越高,碳转化率__________。
结论二:___________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(4)为了验证结论二,有科学家又用以下五组不同组成的原料气再次进行实验。
|
组别 |
体积分数(%) |
|||
|
CO |
CO2 |
H2 |
N2 |
|
|
第1组 |
19.7 |
0.0 |
59.1 |
21.2 |
|
第2组 |
20.7 |
0.3 |
62.1 |
16.9 |
|
第3组 |
16.9 |
1.3 |
50.7 |
31.1 |
|
第4组 |
19.8 |
5.5 |
59.4 |
15.3 |
|
第5组 |
20.3 |
10.9 |
60.9 |
7.9 |
进行该验证实验时,控制不变的因素有________________、_________________、____________________________________________等。
24.(10分)
以下是25℃时几种难溶电解质的溶解度:
|
难溶电解质 |
Mg(OH)2 |
Cu(OH)2 |
Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 |
|
溶解度/g |
9×10-4 |
1.7×10-6 |
1.5×10-4 |
3.0×10-9 |
在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些离子。例如:
① 为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,再加入一定量的试剂反应,过滤结晶即可;
② 为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶即可;
③ 为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH=4,过滤结晶即可。
请回答下列问题:
(1)上述三个除杂方案都能够达到很好效果,Fe2+、Fe3+都被转化为_______________(填化学式)而除去。
(2)①中加入的试剂应该选择_________为宜,其原因是________________________。
(3)②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为_____________________________。
(4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是__________________(填字母)。
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质、不产生污染
B.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中
E.在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在