(12分)氮元素可形成氢化物、卤化物、氮化物、叠氮化物和配合物等多种化合物。
(1)肼(N2H4)可用作火箭燃料,其原理是:N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g),若反应中有4mol N-H 键断裂,则形成的π键有 mol。
(2)F2和过量NH3在铜催化作用下反应生成NF3,NF3分子的空间构型为 。
(3)铁和氨气在640℃发生置换反应,产物之一的晶胞见图1。该反应的化学方程式: 。
(4)叠氮化钠(NaN3)分解反应为:2NaN3(s)=2Na(l)+3N2(g),下列有关说法正确的是 。
a.常温下N2很稳定,是因为N的电负性大
b.钠晶胞见图2,每个晶胞含有2个钠原子
c.第一电离能(I1):N>O>S
d.NaN3与KN3结构类似,晶格能:NaN3<KN3
(5)配合物Y的结构见图3,Y中含有 (填序号);
a.极性共价键 b.非极性共价键 c.配位键 d.氢键
Y中碳原子的杂化方式有 。
(15分)研究氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下放热反应:
2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) K1 ∆H =a kJ/mol (I)
2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g) K2 ∆H =b kJ/mol (II)
(1)反应4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K= (用K1、K2表示),∆H= kJ/mol(用a、b表示)。
(2)为研究不同条件对反应(II)的影响,在恒温条件下,向2L恒容密闭容器中加入0.2mol NO和0.1mol Cl2,10min时反应(II)达到平衡。测得10min内v(ClNO)=7.5×10-3mol•L-1•min-1,则平衡后
n(Cl2)= mol。其它条件保持不变,反应(II)在恒压条件下进行,平衡常数K2 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2mol NaOH的水溶液与0.2mol NO2恰好完全反应得1L溶液A,溶液B为0.1mol•L‾1的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO3‾)、c(NO2-)和c(CH3COO‾)由大到小的顺序为 。(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4mol•L‾1,CH3COOH的电离常数K a=1.7×10-5mol•L‾1)
(4)由有机阳离子、Al2Cl7—和AlCl4—组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。
钢制品应接电源的 极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应式为 。若改用AlCl3水溶液作电解液,则阴极产物为 。
(14分)某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量,并探究了过氧化氢的性质。请填写下列空白:
Ⅰ.测定过氧化氢的含量
(1)移取10.00 mL密度为ρ g/mL的过氧化氢溶液至250 mL_______(填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00 mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式为________。
(3)判断滴定到达终点的现象是_________________________。
(4)重复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为____________。
(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果_________(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
Ⅱ.探究过氧化氢的性质
该化学兴趣小组根据所提供的实验条件设计了两个实验,分别证明了过氧化氢的氧化性和不稳定性。(实验条件:试剂只有过氧化氢溶液、氯水、碘化钾淀粉溶液、饱和硫化氢溶液,实验仪器及用品可自选。)
请将他们的实验方法和实验现象填入下表:
实验内容 | 实验方法 | 实验现象 |
验证氧化性 |
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验证不稳定性 |
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(12分)黄钾铵铁矾[KNH4Fex(SO4)y(OH)z]不溶于水和稀硫酸,制取黄钾铵铁矾的流程如下:
(1)溶液X是 。
(2)检验滤液中是否存在K+的操作是 。
(3)黄钾铵铁矾的化学式可通过下列实验测定:
①称取一定质量的样品加入稀硝酸充分溶解,将所得溶液转移至容量瓶并配制成100.00 mL溶液A。
②量取25.00 mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体9.32 g。
③量取25.00 mL溶液A,加入足量NaOH溶液,加热,收集到标准状况下气体224mL,同时有红褐色沉淀生成。
④将步骤③所得沉淀过滤、洗涤、灼烧,最终得固体4.80 g。
通过计算确定黄钾铵铁矾的化学式(写出计算过程) 。
(15分)用于合成降血压药物奈必洛尔中间体G的部分流程如下:
已知:乙酸酐的结构简式为,请回答下列问题:
(1)G物质中的含氧官能团的名称是 、 。
(2)反应A→B的化学方程式为 。
(3)上述④、⑤变化过程的反应类型分别是 、 。
(4)写出满足下列条件的C的同分异构体的结构简式: 、
Ⅰ.苯环上只有两种取代基。
Ⅱ.分子中只有4种不同化学环境的氢。
Ⅲ.能与NaHCO3反应生成CO2。
(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以和乙酸酐为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选)。 。
合成路线流程图示例如下:
(12分)钛酸钡粉体是电子陶瓷元器件的重要基础原料。工业以草酸盐共沉淀法获得草酸氧钛钡晶体[BaTiO(C2O4)2·4H2O],煅烧可获得钛酸钡粉体。
(1)酸浸时发生的反应的离子方程式为 ;为提高BaCO3的酸浸率,可采取的措施为 (任答一点)。
(2)配制TiCl4溶液时,通常将TiCl4溶于浓盐酸,目的是 。
(3)加入H2C2O4溶液时,发生反应的化学方程式为 ;
可循环使用的物质X是 。
(4)煅烧得到BaTiO3的同时,生成高温下的气体产物有CO、 和 。