魯科版必修2高考題同步練習:3.2
石油和煤、重要的烴(02)
一.選擇題(共14小題)
1.下列物質不能使溴水褪色的是()
A.乙烯
B.二氧化硫
C.KI溶液
D.CH4
2.下列試劑中,能鑒別乙醇、乙醛和乙酸的是()
A.氫氧化鈉溶液
B.石蕊試液
C.新制氫氧化銅
D.碳酸鈉溶液
3.關于實驗室制備乙烯的實驗,下列說法正確的是()
A.反應物是乙醇和過量的3摩/升硫酸的混和液
B.溫度計插入反應溶液液面以下,以便控制溫度在140℃
C.反應容器(燒瓶)中應加入少許瓷片
D.反應完畢先滅火再從水中取出導管
4.下列變化屬于加成反應的是()
A.乙烯通入酸性高錳酸鉀溶液中
B.乙烯通入溴水中
C.苯與液溴在FeBr3催化下反應
D.乙烯與氯化氫在一定條件下反應
5.二甲醚和乙醇是同分異構體,其鑒別可采用化學方法及物理方法,下列鑒別方法中不能對二者進行鑒別的是()
A.利用金屬鈉或金屬鉀
B.利用燃燒法
C.利用紅外光譜法
D.利用核磁共振氫譜
6.下列說法正確的是()
A.可食用植物油含有的高級脂肪酸甘油酯是人體的營養物質
B.分餾、干餾都是物理變化,裂化、裂解都是化學變化
C.淀粉、蛋白質、葡萄糖都是高分子化合物
D.汽油、生物柴油、酒精都是碳氫化合物,都可作燃料
7.下列關于有機物的說法正確的是()
A.乙烯使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色的本質是不同的B.淀粉、蛋白質、油脂都屬于天然高分子化合物
C.聚氯乙烯塑料最適合用來做蔬菜、水果及熟食等的保鮮膜
D.等物質的量的CH4與Cl2恰好反應時,生成CH3Cl與HCl
8.過量的下列溶液與水楊酸()反應能得到化學式為C7H5O3Na的是()
A.NaHCO3溶液
B.Na2CO3溶液
C.NaOH溶液
D.NaCl溶液
9.甲苯和甘油組成的混合物中,若碳元素的質量分數為60%,那么可推斷氫元素的質量分數是()
A.0.05
B.0.087
C.0.174
D.無法計算
10.某化合物6.4g在氧氣中完全燃燒,只生成8.8g
CO2和7.2g
H2O.下列說法正確的是()
A.該化合物僅含碳、氫兩種元素
B.該化合物中碳、氫原子個數比為1:4
C.無法確定該化合物是否含有氧元素
D.該化合物一定是C2H8O2
11.下列說法正確的是()
A.室溫下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1﹣氯丁烷
B.用核磁共振氫譜不能區分HCOOCH3和HCOOCH2CH3
C.用Na2CO3溶液不能區分CH3COOH和CH3COOCH2CH3
D.油脂在酸性或堿性條件下均可發生水解反應,且產物相同
12.在下列有機物中,經催化加氫后不能生成2﹣甲基戊烷的是()
A.CH2=C(CH3)CH2CH2CH3
B.CH2=CHCH(CH3)CH2CH3
C.CH3C(CH3)=CHCH2CH3
D.CH3CH=CHCH(CH3)CH3
13.下列關于丙烯(CH3﹣CH=CH2)的說法正確的是()
A.丙烯分子中所有原子位于同一平面
B.丙烯分子中不存在同分異構體
C.丙烯分子中最多有7個原子位于同一平面
D.丙烯分子中3個碳原子在同一直線上
14.下列說法中正確的是()
A.紅外光譜圖可以確定有機物分子中不同類型氫原子的種類和數目
B.質譜圖最右邊的分子離子峰表示待測物質的相對分子質量
C.苯、乙烷、乙烯、乙炔分子中碳碳鍵的鍵長分別為a、b、c、d,則b>c>a>d
D.等質量的烴完全燃燒,耗氧量最少的是甲烷
二.填空題(共1小題)
15.明礬石經處理后得到明礬[KAl(SO4)2?12H2O].從明礬制備Al、K2SO4、和H2SO4的工藝過程如圖1所示:焙燒明礬的化學方程式為:4KAl(SO4)2?12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O
請回答下列問題:
(1)在焙燒明礬的反應中,還原劑是。
(2)從水浸后的濾液中得到K2SO4晶體的方法是。
(3)Al2O3在一定條件下可制得AlN,其晶體結構如圖2所示,該晶體中Al的配位數是。
(4)以Al和NiO(OH)為電極,NaOH溶液為電解液組成一種新型電池,放電時NiO(OH)轉化為Ni(OH)2,該電池反應的化學方程式是。
(5)焙燒產生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa時:
2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H1=﹣197kJ/mol;
H2O(g)?H2O(l)△H2=﹣44kJ/mol;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)═2H2SO4(l)△H3=﹣545kJ/mol。
則SO3(g)與H2O(l)反應的熱化學方程式是。
焙燒948t明礬(M=474g/mol),若SO2的利用率為96%,可產生質量分數為98%的硫酸
t。
三.解答題(共1小題)
16.1,2﹣二溴乙烷汽油抗爆劑的添加劑,常溫下它是無色液體,密度2.18g/mL,沸點131.4℃,熔點9.79℃,不溶于水,易溶于醇,醚、丙酮等有機溶劑.在實驗中可以用如圖所示裝置制備1,2﹣二溴乙烷.其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃H2SO4的混合液,試管d中裝有液溴(表面覆蓋少量水).填寫下列空白:
(1)寫出本題中制備1,2﹣二溴乙烷有關的兩個化學方程式.
①
;②
.
(2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以檢查實驗進行時試管d是否發生堵塞.請寫出發生堵塞時b瓶中的現象
.
(3)容器c中所裝的試劑是,其作用是
.
(4)d中用冷水冷卻液溴的原因是,但又不能過度冷卻(如用冰水),其原因是
.
魯科版必修2高考題同步練習:3.2
石油和煤、重要的烴(02)
參考答案與試題解析
一.選擇題(共14小題)
1.下列物質不能使溴水褪色的是()
A.乙烯
B.二氧化硫
C.KI溶液
D.CH4
【分析】溴水具有氧化性,能夠氧化具有還原性的物質;溴水能夠與含有碳碳雙鍵、碳碳三鍵的有機物發生加成反應,從而使溴水褪色,據此進行解答.
【解答】解:A.乙烯中含有碳碳雙鍵,能夠與溴水發生加成反應而使溴水褪色,故A錯誤;
B.二氧化硫具有還原性,能夠與溴水發生氧化還原反應使溴水褪色,故B錯誤;
C.碘化鉀溶液中的碘離子具有還原性,能夠被溴水氧化而使溴水褪色,故C錯誤;
D.甲烷性質穩定,不與溴水發生反應,不能使溴水褪色,故D正確;
故選:D。
【點評】本題考查了常見有機物結構與性質、溴水、二氧化硫等物質的性質,題目難度不大,注意掌握溴水的組成、化學性質,明確能夠使溴水褪色的物質一般具有的化學性質是解答本題關鍵.
2.下列試劑中,能鑒別乙醇、乙醛和乙酸的是()
A.氫氧化鈉溶液
B.石蕊試液
C.新制氫氧化銅
D.碳酸鈉溶液
【分析】只有新制Cu(OH)2與乙醇、乙酸、乙醛溶液分別混合時,現象有明顯區別。乙醇不與新制Cu(OH)2反應,乙酸與新制Cu(OH)2反應使Cu(OH)2溶解,溶液變為藍色,沉淀消失,乙醛溶液與新制Cu(OH)2懸濁液加熱有紅色沉淀生成;
【解答】解:A.乙醇、乙醛和NaOH溶液不反應,無現象,乙酸和NaOH溶液能反應,但無明顯現象,不能鑒別,故A錯誤;
B.乙醇、乙醛均不與石蕊反應,現象相同,不能鑒別,故B錯誤;
C.乙醇、乙醛、乙酸三種溶液分別與新制Cu(OH)2懸濁液混合的現象為:無現象、磚紅色沉淀、藍色溶液,現象不同,可鑒別,故C正確;
D.乙醇、乙醛均不與碳酸鈉溶液反應,現象相同,不能鑒別,故D錯誤;
故選:C。
【點評】本題考查有機物的鑒別,為高頻考點,把握常見有機物的性質及官能團與性質的關系為解答的關鍵,側重醇、醛、羧酸性質的考查,題目難度不大。
3.關于實驗室制備乙烯的實驗,下列說法正確的是()
A.反應物是乙醇和過量的3摩/升硫酸的混和液
B.溫度計插入反應溶液液面以下,以便控制溫度在140℃
C.反應容器(燒瓶)中應加入少許瓷片
D.反應完畢先滅火再從水中取出導管
【分析】實驗室制備乙烯所用的原料為乙醇和濃硫酸,反應條件是加熱到170℃,反應裝置為液液加熱裝置.
【解答】解:A、反應物是乙醇和過量濃硫酸的混合物,故A錯誤;
B、反應溫度在140℃時,生成乙醚,170℃時生成乙烯,故B錯誤;
C、溶液加熱為防暴沸,加入沸瓷片,故C正確;
D、為防倒吸,應先把導管從水中取出再熄滅酒精燈,故D錯誤。
故選:C。
【點評】此題考查了乙烯的實驗室制法.有機反應中,反應條件不同,產物不同,故一定要記住反應條件.
4.下列變化屬于加成反應的是()
A.乙烯通入酸性高錳酸鉀溶液中
B.乙烯通入溴水中
C.苯與液溴在FeBr3催化下反應
D.乙烯與氯化氫在一定條件下反應
【分析】根據定義分析解答.加成反應指有機物分子中的不飽和鍵斷裂,斷鍵原子與其他原子或原子團相結合,生成新的化合物的反應.
【解答】A、乙烯通入酸性高錳酸鉀溶液發生氧化反應,故A錯誤;
B、乙烯與溴發生加成反應生成1,2﹣二溴乙烷,故B正確;
C、苯環上的氫原子被溴原子取代生成溴苯,屬于取代反應,故C錯誤;
D、乙烯與氯化氫發生加成反應生成氯乙烷,故D正確。
故選:BD。
【點評】本題主要考查了加成反應的判斷,加成反應的條件是有機物中必須含有不飽和鍵(如碳碳雙鍵、碳碳三鍵等).
5.二甲醚和乙醇是同分異構體,其鑒別可采用化學方法及物理方法,下列鑒別方法中不能對二者進行鑒別的是()
A.利用金屬鈉或金屬鉀
B.利用燃燒法
C.利用紅外光譜法
D.利用核磁共振氫譜
【分析】二甲醚和乙醇中分別含有﹣O﹣和﹣OH,二者性質不同,﹣OH可與Na反應,二者含有的H原子的種類和性質不同,由于分子式相同,燃燒產物相同.
【解答】解:A.乙醇中含有﹣OH,可與金屬鈉或金屬鉀反應生成氫氣,可鑒別,故A正確;
B.由于分子式相同,燃燒產物相同,不能鑒別,故B錯誤;
C.二甲醚和乙醇中分別含有﹣O﹣和﹣OH,官能團不同,可用紅外光譜法鑒別,故C正確;
D.二者含有的H原子的種類和性質不同,可用核磁共振氫譜鑒別,故D正確。
故選:B。
【點評】本題考查有機物的鑒別,題目難度不大,本題注意有機物官能團的異同以及有機物的結構,注意把握鑒別方法.
6.下列說法正確的是()
A.可食用植物油含有的高級脂肪酸甘油酯是人體的營養物質
B.分餾、干餾都是物理變化,裂化、裂解都是化學變化
C.淀粉、蛋白質、葡萄糖都是高分子化合物
D.汽油、生物柴油、酒精都是碳氫化合物,都可作燃料
【分析】A.植物油屬于油脂;
B.干餾為煤在隔絕空氣條件下發生復雜的物理、化學變化;
C.葡萄糖的相對分子質量較小,在10000以下;
D.汽油、生物柴油均為烴的混合物,酒精中含C、H、O元素.
【解答】解:A.植物油屬于油脂,為高級脂肪酸甘油酯,是人體必需的營養物質,故A正確;
B.干餾為煤在隔絕空氣條件下發生復雜的物理、化學變化,裂化、裂解都是石油產品獲得小分子的化學變化,只有分餾為物理變化,故B錯誤;
C.葡萄糖的相對分子質量較小,在10000以下,不是高分子化合物,但淀粉、蛋白質都是高分子化合物,故C錯誤;
D.汽油、生物柴油均為烴的混合物,酒精中含C、H、O元素,酒精不是碳氫化合物,但都可作燃料,故D錯誤;
故選:A。
【點評】本題考查有機物的結構與性質,為高頻考點,把握有機物的組成、結構、性質及物質分類為解答的關鍵,注意煤和石油的綜合利用,題目難度不大.
7.下列關于有機物的說法正確的是()
A.乙烯使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色的本質是不同的B.淀粉、蛋白質、油脂都屬于天然高分子化合物
C.聚氯乙烯塑料最適合用來做蔬菜、水果及熟食等的保鮮膜
D.等物質的量的CH4與Cl2恰好反應時,生成CH3Cl與HCl
【分析】A.乙烯含有碳碳雙鍵,可發生加成、氧化反應;
B.油脂不是高分子化合物;
C.聚氯乙烯不能用于保鮮膜;
D.甲烷與氯氣發生取代反應生成多種氯代烴。
【解答】解:A.乙烯含有碳碳雙鍵,可溴水發生加成、與酸性高錳酸鉀發生氧化反應,故A正確;
B.油脂的相對分子質量較小,不是高分子化合物,故B錯誤;
C.聚氯乙烯在一定條件下釋放出有害物質,不能用于保鮮膜,故C錯誤;
D.甲烷與氯氣的取代反應為多步取代同時進行,發生取代反應生成多種氯代烴,故D錯誤。
故選:A。
【點評】本題考查有機物的結構和性質,為高頻考點,側重于學生的分析能力的考查,有利于培養學生良好的科學素養,提高學習的積極性,難度不大。
8.過量的下列溶液與水楊酸()反應能得到化學式為C7H5O3Na的是()
A.NaHCO3溶液
B.Na2CO3溶液
C.NaOH溶液
D.NaCl溶液
【分析】根據酸性>碳酸氫鈉判斷,反應能得到化學式為C7H5O3Na,只能是羧基參加反應,以此解答.
【解答】解:A.水楊酸與NaHCO3溶液反應時只是﹣COOH作用轉化為﹣COONa,產物的分子式為C7H5O3Na,故A正確;
B.水楊酸與Na2CO3溶液反應時﹣COOH、﹣OH均反應,生成產物的分子式為C7H4O3Na2,故B錯誤;
C.水楊酸與NaOH溶液反應時﹣COOH、﹣OH均反應,生成產物的分子式為C7H4O3Na2,故C錯誤;
D.與NaCl溶液不反應,故D錯誤;
故選:A。
【點評】本題考查有機物的結構和性質,為高頻考點,側重于學生的分析能力的考查,題目難度不大,注意酚羥基、羧基與碳酸酸性的強弱比較,為解答該題的關鍵.
9.甲苯和甘油組成的混合物中,若碳元素的質量分數為60%,那么可推斷氫元素的質量分數是()
A.0.05
B.0.087
C.0.174
D.無法計算
【分析】甲苯C7H8,甘油C3H8O3,二者相對分子質量都是92,H元素的質量分數相同,混合后H元素的質量分數不變,據此計算判斷.
【解答】解:甲苯C7H8,甘油C3H8O3,二者相對分子質量都是92,H元素的質量分數相同為0.087,故二者混合物的中H元素的質量分數為0.087,故選:B。
【點評】本題考查質量分數的有關計算,難度不大,關鍵是根據分子式的判斷二者氫元素的質量分數相等.
10.某化合物6.4g在氧氣中完全燃燒,只生成8.8g
CO2和7.2g
H2O.下列說法正確的是()
A.該化合物僅含碳、氫兩種元素
B.該化合物中碳、氫原子個數比為1:4
C.無法確定該化合物是否含有氧元素
D.該化合物一定是C2H8O2
【分析】有機物燃燒生成8.8gCO2和7.2gH2O,則一定含有C、H元素,其中n(CO2)0.2mol,n(H2O)0.4mol,以此計算C、H元素的質量,根據質量守恒,判斷是否含有O元素。
【解答】解:A.有機物燃燒生成8.8gCO2和5.4gH2O,則該有機物分子中一定含有C、H元素,當可能含有氧元素,故A錯誤;
B.8.8g二氧化碳的物質的量為:n(CO2)0.2mol,7.2g水的物質的量為:n(H2O)0.4mol,則n(C):n(H)=0.2mol:(0.4mol×2)=1:4,故B正確;
C.n(C)=n(CO2)=0.2mol,m(C)=0.2mol×12g/mol=2.4g,n(H)=2n(H2O)=0.8mol,m(H)=0.8g,由于2.4g+0.8g=3.2g<6.4g,所以該化合物中一定含有氧元素,故C錯誤;
D.C2H8O2,2個C最多含有6個H,則該有機物分子式為:CH4O,故D錯誤;
故選:B。
【點評】本題考查有機物分子的元素組成,題目難度不大,本題注意有機物完全燃燒只生成二氧化碳和水,一定含有C、H元素,可能含有O元素,從質量守恒的角度判斷是否含有氧元素。
11.下列說法正確的是()
A.室溫下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1﹣氯丁烷
B.用核磁共振氫譜不能區分HCOOCH3和HCOOCH2CH3
C.用Na2CO3溶液不能區分CH3COOH和CH3COOCH2CH3
D.油脂在酸性或堿性條件下均可發生水解反應,且產物相同
【分析】A.含﹣OH越多,溶解性越大,鹵代烴不溶于水;
B.HCOOCH3中兩種H,HCOOCH2CH3中有三種H;
C.CH3COOH與碳酸鈉溶液反應,而CH3COOCH2CH3不能;
D.油脂在酸性條件下水解產物為高級脂肪酸和甘油,堿性條件下水解產物為高級脂肪酸鹽和甘油.
【解答】解:A.含﹣OH越多,溶解性越大,鹵代烴不溶于水,則室溫下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1﹣氯丁烷,故A正確;
B.HCOOCH3中兩種H,HCOOCH2CH3中有三種H,則用核磁共振氫譜能區分HCOOCH3和HCOOCH2CH3,故B錯誤;
C.CH3COOH與碳酸鈉溶液反應氣泡,而Na2CO3溶液與CH3COOCH2CH3會分層,因此可以用Na2CO3溶液能區分CH3COOH和CH3COOCH2CH3,故C錯誤;
D.油脂在酸性條件下水解產物為高級脂肪酸和甘油,堿性條件下水解產物為高級脂肪酸鹽和甘油,水解產物不相同,故D錯誤;
故選:A。
【點評】本題考查有機物的鑒別,為高頻考點,把握常見有機物的性質及鑒別方法為解答的關鍵,注意溶解性與﹣OH的關系、油脂不同條件下水解產物等,題目難度不大.
12.在下列有機物中,經催化加氫后不能生成2﹣甲基戊烷的是()
A.CH2=C(CH3)CH2CH2CH3
B.CH2=CHCH(CH3)CH2CH3
C.CH3C(CH3)=CHCH2CH3
D.CH3CH=CHCH(CH3)CH3
【分析】根據烯的加成原理,雙鍵中的一個鍵斷開,結合H原子,生成2﹣甲基戊烷,采取倒推法相鄰碳原子之間各去掉1個氫原子形成雙鍵,即得到烯烴.
【解答】解:2﹣甲基戊烷的碳鏈結構為,2﹣甲基戊烷相鄰碳原子之間各去掉1個氫原子形成雙鍵,從而得到烯烴;根據2﹣甲基戊烷的碳鏈結構知,相鄰碳原子上各去掉1個氫原子形成雙鍵的碳鏈結構有:、、。
A、CH2=C(CH3)CH2CH2CH3的碳鏈結構為,經催化加氫后能生成2﹣甲基戊烷,故A不選。
B、CH2=CHCH(CH3)CH2CH3的碳鏈結構為,經催化加氫后不能生成3﹣甲基戊烷,故B選。
C、CH3C(CH3)=CHCH2CH3的碳鏈結構為,經催化加氫后能生成2﹣甲基戊烷,故C不選。
D、CH3CH=CHCH(CH3)CH3的碳鏈結構為,經催化加氫后能生成2﹣甲基戊烷,故D不選。
故選:B。
【點評】本題考查了根據烷烴的結構判斷烯烴的結構,難度較大,會根據烷烴結構去掉相鄰氫原子形成碳碳雙鍵,注意不能重寫、漏寫.
13.下列關于丙烯(CH3﹣CH=CH2)的說法正確的是()
A.丙烯分子中所有原子位于同一平面
B.丙烯分子中不存在同分異構體
C.丙烯分子中最多有7個原子位于同一平面
D.丙烯分子中3個碳原子在同一直線上
【分析】A.丙烯中含有甲基,故所有原子不可能位于同一平面;
B.丙烯與環丙烷互為同分異構體;
C.乙烯為平面結構,故丙烯分子中至少有6個原子位于同一平面,由于單鍵可以旋轉,故甲基上的1個氫原子也可能在這個平面內,故丙烯分子中最多有7個原子位于同一平面;
D.丙烯分子中3個碳原子在同一平面內.
【解答】解:A.丙烯中含有甲基,故所有原子不可能位于同一平面,故A錯誤;
B.丙烯與環丙烷互為同分異構體,故B錯誤;
C.乙烯為平面結構,故丙烯分子中至少有6個原子位于同一平面,由于單鍵可以旋轉,故甲基上的1個氫原子也可能在這個平面內,故丙烯分子中最多有7個原子位于同一平面,故C正確;
D.乙烯為平面結構,則丙烯分子中3個碳原子在同一平面內,故D錯誤;
故選:C。
【點評】本題以乙烯為模型,考查丙烯的結構,難度中等.側重學生知識遷移能力的培養.
14.下列說法中正確的是()
A.紅外光譜圖可以確定有機物分子中不同類型氫原子的種類和數目
B.質譜圖最右邊的分子離子峰表示待測物質的相對分子質量
C.苯、乙烷、乙烯、乙炔分子中碳碳鍵的鍵長分別為a、b、c、d,則b>c>a>d
D.等質量的烴完全燃燒,耗氧量最少的是甲烷
【分析】A.紅外光譜圖常用來測定得分子中含有化學鍵或官能團的信息;
B.用質譜儀測定的有機物的最大質合比,質譜法中最右邊的分子離子峰為最大值;
C.鍵能越大,鍵長越短,鍵能:碳碳三鍵>碳碳雙鍵>碳碳單鍵;
D.等質量的烴完全燃燒,烴中氫元素的質量分數越大,耗氧量越高。
【解答】解:A.紅外光譜圖常用來測定得分子中含有化學鍵或官能團的信息,故A錯誤;
B.質譜法是用高能電子流轟擊樣品分子,使分子失去電子變成分子離子或碎片離子;質譜儀測定的有機物的最大質合比,質譜圖中最右邊的分子離子峰為最大值,為該物質的相對分子質量,故B正確;
C.鍵能越大,鍵長越短,鍵能:碳碳三鍵>碳碳雙鍵>碳碳單鍵,苯中的化學鍵鍵能介于單鍵與雙鍵之間,所以鍵長:b>a>c>d,故C錯誤;
D.等質量的烴完全燃燒,烴中氫元素的質量分數越大,耗氧量越高,所有的烴中H元素的質量分數最大的是甲烷,所以耗氧量最多的是甲烷,故D錯誤;
故選:B。
【點評】本題考查有機物結構式確定的譜學方法、鍵長比較、耗氧量的相關知識點,題目難度不大,熟悉鑒定有機物結構及性質是解答的關鍵。
二.填空題(共1小題)
15.明礬石經處理后得到明礬[KAl(SO4)2?12H2O].從明礬制備Al、K2SO4、和H2SO4的工藝過程如圖1所示:焙燒明礬的化學方程式為:4KAl(SO4)2?12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O
請回答下列問題:
(1)在焙燒明礬的反應中,還原劑是 S。
(2)從水浸后的濾液中得到K2SO4晶體的方法是 蒸發結晶。
(3)Al2O3在一定條件下可制得AlN,其晶體結構如圖2所示,該晶體中Al的配位數是 4。
(4)以Al和NiO(OH)為電極,NaOH溶液為電解液組成一種新型電池,放電時NiO(OH)轉化為Ni(OH)2,該電池反應的化學方程式是 Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2。
(5)焙燒產生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101kPa時:
2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H1=﹣197kJ/mol;
H2O(g)?H2O(l)△H2=﹣44kJ/mol;
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)═2H2SO4(l)△H3=﹣545kJ/mol。
則SO3(g)與H2O(l)反應的熱化學方程式是 SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H=﹣130kJ/mol。
焙燒948t明礬(M=474g/mol),若SO2的利用率為96%,可產生質量分數為98%的硫酸 ②432 t。
【分析】(1)依據化學方程式中元素化合價變化分析判斷,元素化合價升高的做還原劑發生氧化反應;
(2)從水浸后的濾液中得到K2SO4晶體的方法是利用硫酸鉀溶解度隨溫度變化,可以利用蒸發溶劑方法結晶析出;
(3)配位化合物中直接和中心原子(或離子)相聯系的配位原子的數目;
(4)以Al和NiO(OH)為電極,鋁做原電池
負極失電子發生氧化反應,NiO(OH)得到電子發生還原反應,結合原子守恒和電子守恒寫出反應化學方程式;
(5)①依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到;
②依據硫元素守恒計算得到;
【解答】解;(1)4KAl(SO4)2?12H2O+3S═2K2SO4+2Al2O3+9SO2+48H2O反應硫單質中硫元素化合價升高為+4價。硫酸根離子中硫元素化合價從+6價變化為+4價,復印紙還原劑是硫單質;
故答案為:S;
(2)從水浸后的濾液中得到K2SO4晶體的方法是利用硫酸鉀溶解度隨溫度變化不大,可以利用蒸發溶劑方法結晶析出晶體;
故答案為:蒸發結晶;
(3)依據晶體晶胞結構分析,結合配位數含義可知,每個鋁原子和四個單原子相連,所以鋁原子的配位數為4;
故答案為:4;
(4)以Al和NiO(OH)為電極,NaOH溶液為電解液組成一種新型電池,放電時NiO(OH)轉化為Ni(OH)2,鋁做負極失電子在氫氧化鈉溶液中生成偏鋁酸鈉,反應的化學方程式為:
Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2;
故答案為:Al+3NiO(OH)+NaOH+H2O=NaAlO2+3Ni(OH)2;
(5)①2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H1=﹣197kJ/mol;Ⅰ
H2O(g)?H2O(l)△H2=﹣44kJ/mol;Ⅱ
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)═2H2SO4(l)△H3=﹣545kJ/mol.Ⅲ
依據蓋斯定律Ⅲ﹣Ⅰ﹣2×Ⅱ得到:2SO3(g)+2H2O(l)=2H2SO4(l)△H=﹣260kJ/mol;
即反應的熱化學方程式為:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H=﹣130kJ/mol;
故答案為:SO3(g)+H2O(l)=H2SO4(l)△H=﹣130kJ/mol;
②948
t明礬生成SO2物質的量為4500mol
故生成硫酸的質量m=4500×0.96×98÷0.98=432000Kg=432t。
故答案為:432t;
【點評】本題考查了氧化還原反應概念分析判斷,晶體結構的理解分析,原電池反應的實質應用,熱化學方程式和蓋斯定律的計算,元素守恒的計算應用,題目難度中等。
三.解答題(共1小題)
16.1,2﹣二溴乙烷汽油抗爆劑的添加劑,常溫下它是無色液體,密度2.18g/mL,沸點131.4℃,熔點9.79℃,不溶于水,易溶于醇,醚、丙酮等有機溶劑.在實驗中可以用如圖所示裝置制備1,2﹣二溴乙烷.其中分液漏斗和燒瓶a中裝有乙醇和濃H2SO4的混合液,試管d中裝有液溴(表面覆蓋少量水).填寫下列空白:
(1)寫出本題中制備1,2﹣二溴乙烷有關的兩個化學方程式.
① CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O ;② CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br .
(2)安全瓶b可以防止倒吸,并可以檢查實驗進行時試管d是否發生堵塞.請寫出發生堵塞時b瓶中的現象 b中水面會下降,玻璃管中的水柱會上升,甚至溢出 .
(3)容器c中所裝的試劑是 NaOH溶液,其作用是 除去乙烯中帶出的SO2、CO2等酸性氣體雜質,以防止其雜質與溴反應 .
(4)d中用冷水冷卻液溴的原因是 避免溴大量揮發,但又不能過度冷卻(如用冰水),其原因是 產品1,2﹣二溴乙烷的熔點低,過度冷卻會凝固而堵塞導管 .
【分析】實驗原理:乙醇和濃硫酸反應主要生成乙烯氣體,反應為:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,還可能混有碳和濃硫酸反應生成的CO2和SO2氣體,b為安全瓶,c為凈化除雜裝置,d為乙烯和溴的反應裝置,反應為:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,e為尾氣吸收裝置.
(1)實驗室中用乙醇和濃硫酸加熱來制取乙烯,然后用乙烯和溴單質的加成反應來制得1,2﹣二溴乙烷;
(2)依據當d堵塞時,氣體不暢通,則在b中氣體產生的壓強將水壓入直玻璃管中,甚至溢出玻璃管;
(3)根據上面的分析可知,乙烯中可能有CO2和SO2等酸性氣體,對實驗有干擾,所以要除去,C為凈化裝置,混合氣體通過c瓶,CO2和SO2氣體被氫氧化鈉吸收,以防止其雜質與溴反應;
(4)溴在常溫下,易揮發,乙烯與溴反應時放熱,溴更易揮發,冷卻可避免溴的大量揮發;但1,2﹣二溴乙烷的凝固點9℃較低,不能過度冷卻,否則1,2﹣二溴乙烷凝固而堵塞導管.
【解答】解:(1)實驗室中用乙醇和濃硫酸加熱來制取乙烯,然后用乙烯和溴單質的加成反應來制得1,2﹣二溴乙烷,發生反應的化學方程式為:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,故答案為:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
(2)試管d發生堵塞時,b中壓強不斷增大,會導致b中水面下降,玻璃管中的水柱上升,甚至溢出,故答案為:b中水面會下降,玻璃管中的水柱會上升,甚至溢出;
(3)a中濃硫酸具有強氧化性,將乙醇氧化成二氧化碳,自身被還原成二氧化硫,CH3CH2OH+4H2SO4(濃)4SO2↑+CO2↑+7H2O+C,二氧化碳、二氧化硫能和氫氧化鈉溶液反應而被吸收,反應為:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O,所以容器c中所裝的試劑是NaOH溶液,除去乙烯中帶出的SO2、CO2等酸性氣體雜質,以防止其雜質與溴反應,故答案為:NaOH溶液;除去乙烯中帶出的SO2、CO2等酸性氣體雜質,以防止其雜質與溴反應;
(4)溴在常溫下,易揮發,乙烯與溴反應時放熱,溴更易揮發,冷卻可避免溴的大量揮發,但1,2﹣二溴乙烷的凝固點9℃較低,不能過度冷卻,過度冷卻會使其凝固而使氣路堵塞,故答案為:避免溴大量揮發;產品1,2﹣二溴乙烷的熔點低,過度冷卻會凝固而堵塞導管.
【點評】本題考查了制備實驗方案的設計、溴乙烷的制取方法,題目難度中等,注意掌握溴乙烷的制取原理、反應裝置選擇及除雜、提純方法是解題的關鍵,注重培養學生分析問題、解決問題的能力.