2004年7月德俄两国化学家共同宣布,在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮,这种高聚氮的N-N键的键能为160kJ/mol(N2的键能为942kJ/mol),晶体片段结构如图所示。又发现从N2可制取出N5、N3。含N5+离子的化合物及N60、N5极不稳定。则下列说法错误的是:
A.该晶体中含有非极性共价键
B.含N5+离子的化合物中既有离子键又有共价键
C.高聚氮与N2、N3、N5、N5+、N60互为同素异形体
D.这种固体的可能潜在应用是烈性炸药或高能材料
A~M均为有机物,有如图所示转化关系。A的分子式为C9H9O2Cl,其苯环上只有两个取代基,A与F均能与 NaHCO3溶液反应,F的分子式为C9H10O2;D不能发生银镜反应;M与足量NaOH溶液反应后的有机产物,其一氯代物只有一种。
请回答: (1)A分子中所含官能团名称是 。
(2)反应①~⑦中,属于消去反应的是________ (填反应序号)。
(3) D、M的结构简式分别为____________ 、____________ 。
(4) 反应①的化学方程式为________________________ 。
反应⑦的化学方程式为________________________ 。
(5)同时符合下列条件的F的同分异构体共有________种。
a.能发生银镜反应
b.能与FeCl3溶液发生显色反应
c.核磁共振氢谱上有四个峰,其峰面积之比为1:1:2:6
X、Y、Z、R、W均为周期表中前四周期的元素,其原子序数依次增大;x2-和Y+有相同的核外电子排布;Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低;R的基态原子在前四周期元素的基态原子中单电子数最多;W为金属元素,X与W形成的某种化合物与Z的氢化物的浓溶液加热时反应可用于实验室制取Z的气态单质。回答下列问题(相关回答均用元素符号或化学式表示):
(1)R的基态原子的核外电子排布式是_______。
(2)Z的氢化物的沸点比其上一周期同族元素氢化物的沸点低的原因是________。
(3)X与Z中电负性较大的是__________;Z的某种含氧酸盐常用于实验室中X的单质的制取,此酸根离子的空间构型是_____,此离子中含有的化学键类型是____;X一Z一X的键角_____109. 50。(填“>”、“=”或“<”)
(4)X与Y形成的化合物Y2X的晶胞如图。其中X离子的配位数为_______,以相距一个X离子最近的所有Y离子为顶点构成的几何体为 。该化合物与MgO相比,熔点较高的是_____。
(5)已知该化合物的晶胞边长为a pm,则该化合物的密度为____g/cm3。(列算式,不必计算出数值,阿伏加德罗常数的数值为NA)
某工厂用软锰矿(含MnO2约70% 及A12O3)和闪锌矿(含ZnS约80%及FeS)共同生产MnO2和Zn(干电池原料):
已知:①A是MnSO4、ZnSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3的混合液。
②IV中的电解方程式为
(1)A中属于还原产物的是_____。
(2)加人MnCO3、Zn2(OH)2CO3的作用是_________________;II需要加热的原因是:______ ;C的化学式是_________。
(3)该生产中除得到MnO2和Zn以外,还可得到的副产品是_____。
(4)如果不考虑生产中的损耗,除矿石外,需购买的化工 原料是_______。
(5)要从Na2SO4溶液中得到芒硝(Na2SO4·10H2O),需进 行的操作有蒸发浓缩、 、过滤、洗涤、干燥等。
(6)从生产MnO2和Zn的角度计算,软锰矿和闪锌矿的质量比大约是____。
氮及其化合物与人类各方面有着密切的联系。Ⅰ现有一支15mL的试管,充满NO倒置于水槽中,向试管中缓缓通入一定量氧气,当试管内液面稳定时,剩余气体3mL。则通入氧气的体积可能为 mL。
Ⅱ目前,消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ/mol
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ/mol
③H2O(g)= H2O(l) △H=-44kJ/mol
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g) 、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式 。
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物,有关反应为:
某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(T0C)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是_______ ;(选填字母代号)
A.容器内CO2的浓度保持不变
B.v正(N2)=2 v正(NO)
C.容器内压强保持不变
D.混合气体的密度保持不变
E.混合气体的平均相对分子质量保持不变
②前20分钟,平均反应速率v(NO)= 。v(NO)=(0.1- 0.04)/ 20 = 0.003mol·L-1· min-1
③在T0C时,该反应的平衡常数为_______(保留两位小数);
④在30 min,改变某一条件反应重新达到平衡,则改变的条件是_______ 。
(3)科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为:
研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下表中。
实验编号 |
T(0C) |
NO初始浓度 (mol/L) |
CO初始浓度 (mol/L) |
催化剂的比 表面积(m2/g) |
Ⅰ |
280 |
1.20×10-3 |
5.80×10-3 |
82 |
Ⅱ |
a |
b |
c |
124 |
Ⅲ |
350 |
d |
e |
124 |
上表中:a=_______,b=________,e=________ 。
用1-丁醇、溴化钠和较浓H2SO4混合物为原料,在实验室制备1-溴丁烷,并检验反应的部分副产物。(已知:NaCl+H2SO4(浓)=NaHSO4+HCl↑)现设计如下装置,其中夹持仪器、加热仪器及冷却水管没有画出。请回答下列问题:
(1)仪器D的名称是 。
(2)关闭a和b、接通竖直冷凝管的冷凝水,给A加热30分钟,制备1-溴丁烷。写出该反应的化学方程式 。
(3)理论上,上述反应的生成物还可能有:丁醚、1-丁烯、溴化氢等。熄灭A处酒精灯,在竖直冷凝管上方塞上塞子,打开a,利用余热继续反应直至冷却,通过B、C装置检验部分副产物。B、C中应盛放的试剂分别是 、 。
(4)在实验过程中,发现A中液体由无色逐渐变成黑色,该黑色物质与浓硫酸反应的化学方程式为 ,可在竖直冷凝管的上端连接一个内装吸收剂碱石灰的干燥管,以免污染空气。
(5)相关有机物的数据如下:
物质 |
熔点/0C |
沸点/0C |
1-丁醇 |
-89.5 |
117.3 |
1-溴丁烷 |
-112.4 |
101.6 |
丁醚 |
-95.3 |
142.4 |
1-丁烯 |
-185.3 |
-6.5 |
为了进一步精制1-溴丁烷,继续进行了如下实验:待烧瓶冷却后,拔去竖直的冷凝管,塞上带温度计的橡皮塞,关闭a,打开b,接通冷凝管的冷凝水,使冷水从 (填c或d)处流入,迅速升高温度至 ℃,收集所得馏分。
(6)若实验中所取1-丁醇、NaBr分别为7.4 g、13.0 g,蒸出的粗产物经洗涤、干燥后再次蒸馏得到9.6 g 1-溴丁烷,则1-溴丁烷的产率是 。