(3)使溶液酸化并加热,有利于H2S逸出,从而除去H2S (4)硫单质 除去多余的硫酸 (5)33.2
1
3.解析:(1)根据盖斯定律,由(①+②+③×4)可得,CH4与NO2反应生成N2、CO2和
2H2O(l)的热化学方程式为CH4 (g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955.0 kJ/mol。
(2)当化学反应2NO(g)+O2 (g)
2NO2(g)达到平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率
k1逆·c(N2O2)即v1正=v1逆、v2正=v2逆。由v1正=k1正·c2(NO)、v1逆=k1逆·c(N2O2)得c2(NO)=;k1正c2(NO2)k2正·c(N2O2)
由v2正=k2正·c(N2O2)·c(O2)、v2逆=k2逆·c(NO2)得=,故该反应
c(O2)k2逆
2
c2(NO2)k2正·c(N2O2)k1正k1正·k2正
的平衡常数表达式为K=2=×=。
c(NO)·c(O2)k2逆k1逆·c(N2O2)k1逆·k2逆活化能指化学反应中反应物分子变为活化分子所需要的最低能量,活化能越低,越容易变为活化分子,发生有效碰撞的概率就越大,反应速率就越快,由题干可知,反应①速率快,故其活化能E1小,即E1 (3)①由表格数据比较可知,T ℃时第一次平衡在20 min时,此时NO、N2、CO2的平衡浓度分别为0.040 mol/L、0.030 mol/L、0.030 mol/L,故该反应的平衡常数为K=c(N2)·c(CO2)0.030×0.0309 ==≈0.56。 2c(NO)(0.040)216 ②由30 min、40 min和50 min各物质浓度对比可知,改变条件后,NO的浓度减少,N2 的浓度增大,故平衡正向移动,但是CO2的浓度减少了,说明改变的条件是减小CO2的浓度。 ③整个过程,由于温度不变,则该反应的平衡常数K不变仍为0.56。由题意知,在51 min时,NO、N2、CO2的浓度为0.064 mol/L、0.068 mol/L、0.017 mol/L,此时浓度商Qc=c(N2)·c(CO2)0.068×0.017 =≈0.28<0.56,故化学平衡正向移动。 c2(NO)(0.064)2(4)N2O4的消耗速率可表示正反应速率,NO2的消耗速率可表示逆反应速率,由图像可知M点v(NO2)是N点v(N2O4)的2倍,根据化学方程式N2O4(g) 2NO2(g)可以判断出该反应 的正反应速率等于逆反应速率,由此说明M、N点能表示该反应达到平衡状态。升高温度,化学反应速率要加快,故v(NO2)由M点变为B点,v(N2O4)由N点变为F点。 答案:(1)CH4(g)+2NO2(g)===N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-955.0 kJ/mol k1正·k2正(2) < k1逆·k2逆 (3)①0.56 ②减小CO2浓度(其他合理答案也可) ③正向移动 (4)M点v(NO2)是N点v(N2O4)的2倍,根据化学方程式N2O4(g)该反应的正反应速率等于逆反应速率(其他合理答案也可给分) B、F 2NO2(g)可以判断出 4.解析:(1)Ni是28号元素,价电子排布式为3d84s2。砷原子中电子占据的能量最高的能级是4p,电子云为哑铃形或纺锤形。(2)砷的第一电离能大于硒的第一电离能,原因是砷的4p轨道上有3个电子,处于能量较低、比较稳定的半充满状态,此种情况下失去电子需要消耗较多的能量。(3)①AlH4中铝形成了4个σ键,故为sp3杂化,其立体构型为正四面体形。 - 其等电子体有CH4、SiH4等。②AsH3中砷为sp3杂化,因砷存在一对孤电子对,故键角小于109.5°。AsH3、NH3均为分子晶体,NH3分子间能形成氢键而AsH3分子间不能形成氢键,只有范德华力,故NH3的沸点较高。(4)观察有机砷的结构简式知,氧、钠间形成的是离子键,砷、氧间形成σ键、π键,苯环上不存在碳碳双键,含有π键,故答案为abc。(5)根据均摊原理易求出一个晶胞中含有2个Ni、2个As,晶胞质量为×10 -30 2×59+2×75 g,晶胞体积为ab2sin 60° NA cm3,由此可求出晶胞的密度。 答案:(1)3d84s2 哑铃(纺锤) (2)> As元素原子的4p轨道上的电子呈半充满状态,比较稳定 (3)①sp3 正四面体形 SiH4(或CH4) ②< 液态NH3分子间能形成氢键,AsH3分子间只有范德华力 (4)abc (5) 26832-abNA×10302 2(或2×59+2×75 32-30abNA×102 或 268 -) absin 60°NA×10305.解析:由已知①,采用逆推法可得出A为苯,与一氯甲烷和氯化铝反应生成H,则H 为对二甲苯,最终被高锰酸钾氧化为对二苯甲酸;B为氯苯,再结合已知②推知C为, 根据合成路线可知E为,结合高聚物的结构简式可知,G为。 (1)A为苯,其结构简式为;H的化学名称为对二甲苯或1,4-二甲苯。 (2)B为氯苯,其分子式为C6H5Cl;C为,所含官能团为醚键。 (3)由D生成E为苯酚中苯环的硝化反应,即取代反应;由F生成G为羟基被氨基取代的过程,也为取代反应。 (4)由G和I生成M发生的是缩聚反应,其化学方程式为 (5)I的分子式为C8H6O4,1 mol Q最多消耗4 mol NaOH,则分子内含4个酚羟基或2个甲酸酚酯结构;核磁共振氢谱有4组吸收峰,则分子内有4种不同化学环境的氢原子,据此 可确定取代基的位置,其结构简式可能为、。 (6)根据题述合成路线和已知信息,以甲苯为原料,先与氯气在氯化铁作用下发生取代反 应生成,再根据已知信息①在氯化铝的条件下与甲苯合成 ,最终被酸性高锰酸钾氧化为 。