Question

(1)下列各组物质属于同素异形体________；属于同位素是________；属于同一种物质是________；属于同系物是________。(写序号)

①红磷与白磷；②¹²C与¹⁴C；③S₂与S₈；④²³⁵U与²³⁸U；⑤干冰与二氧化碳；⑥CH₄与CH₃CH₃；⑦ 与 ；⑧CH₃CH=CH₂和CH₂=CH₂。

(2)已知A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，请写出工业上用A制备酒精的化学方程式________。

(3)在一定体积的 18 mol/L的浓硫酸中加入过量铜片，加热使之反应，被还原的硫酸为 0.9 mol。则浓硫酸的实际体积________ (填“大于”“小于”或“等于”)100 mL。若使剩余的铜片继续溶解，可在其中加入硝酸盐溶液(如 KNO₃溶液)，则该反应的离子方程式_________。

Answer

①③ ②④ ⑤⑦ ⑥⑧ CH2=CH2+H-OHCH3-CH2-OH 大于 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O

【解析】

(1)根据有关概念分析、判断；

(2)A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，则A是乙烯，乙烯与水在一定条件下发生加成反应制取酒精；

(3)Cu与浓硫酸反应产生CuSO4、SO2、H2O，与稀硫酸不能反应，在酸性条件下Cu、H+、NO3-会发生氧化还原反应，据此分析解答。

(1)同素异形体是同一元素组成的不同性质的单质；同位素是质子数相同而中子数不同的原子；同一物质分子式相同，化学性质相同，物理性质可能不同；同系物是结构相似，在分子组成上形成1个或若干CH2原子团的物质；

①红磷与白磷是磷元素的两种不同性质的单质，二者互为同素异形体；

②12C与14C是C元素的两种不同的原子，二者互为同位素；

③S2与S8是硫元素的不同性质的单质，二者互为同素异形体；

④235U与238U的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素；

⑤干冰是固体CO2，因此干冰与二氧化碳是同一物质；

⑥CH4与CH3CH3都属于烷烃，结构相似，在分子组成上形成1个CH2原子团，互为同系物；

⑦给出的物质结构可看作是甲烷分子中2个H原子被Cl原子取代产生的物质，由于甲烷是正四面体结构，分子中任何两个化学键都相邻，所以 与 表示的是同一物质；

⑧CH3CH=CH2和CH2=CH2都属于烯烃，结构相似，在分子组成上形成1个CH2原子团，二者互为同系物；

综上所述可知：属于同素异形体的是①③；属于同位素的是②④；属于同一种物质的是⑤⑦；属于同系物的是⑥⑧；

(2)已知A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，则A是乙烯，结构简式是CH2=CH2，乙烯分子中含有不饱和的碳碳双键，与水在一定条件下发生加成反应制取乙醇(俗称酒精)，该反应的化学方程式为：CH2=CH2+H-OHCH3-CH2-OH；

(3)Cu与浓硫酸在加热时反应产生CuSO4、SO2、H2O，反应方程式为：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O。在该反应中，每有2 mol H2SO4发生反应，其中就有1 mol被还原产生SO2，若被还原的硫酸为0.9 mol，则反应消耗硫酸的物质的量为n(H2SO4)=2×0.9 mol=1.8 mol，已知浓硫酸物质的量浓度为18 mol/L，则理论上需要浓硫酸体积V==0.1 L=100 mL，但由于只有浓硫酸在加热时能够与Cu反应，随着反应的进行，硫酸溶液浓度变稀，反应就不再发生，因此实际消耗浓硫酸的体积大于100 mL。在反应后的溶液中含有未反应的H2SO4，使溶液显酸性，在酸性条件下Cu、H+、NO3-会发生氧化还原反应，产生Cu2+、NO、H2O，反应的离子方程式为：3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O。