磺酰氯(SO2Cl2)是一种有机氯化剂,也是锂电池正极活性物质。已知磺酰氯是一种无色液体,熔点-54.1℃,沸点69.1℃,遇水发生剧烈水解。
(1)已知:SO2 (g) +Cl2 (g)+ SCl2 (g)2SOCl2 (g) △H="a" kJ·mol-1
SO2Cl2(g)+ SCl2 (g) 2SOCl2(g) △H="b" kJ·mol-1
则反应:SO2(g) + Cl2 (g)SO2Cl2(g) △H = kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示);该反应平衡常数表达式为K = 。
(2)磺酰氯可与白磷发生反应为:P4+ 10SO2Cl2= 4PCl5 + 10SO2↑,若生成1molSO2,则转移电子的物质的量为 mol。
(3)某学习小组的同学依据反应:SO2(g)+ Cl2(g)SO2Cl2(g) △H <0,设计的制备磺酰氯装置如图。
①若用浓盐酸与二氧化锰为原料制取Cl2,其反应的化学方程式为 。
②上图所示的装置说法正确的是 (不定项选择)。
a.A、E处洗气瓶中盛放的可能分别是饱和食盐水和饱和Na2SO3溶液
b.B处反应管内五球中玻璃棉上的活性炭作催化剂
c.B处反应管冷却水应从m接口通入
d.装置C处吸滤瓶应放在冰水中冷却
e.D处U形管中盛放的可能是碱石灰
③从化学平衡移动角度分析,反应管通水冷却的目的为 。
(4)GET公司开发的Li-SO2Cl2军用电池,其示意图如图所示,
已知电池反应为:2Li + SO2Cl2 =" 2LiCl" + SO2↑;则电池工作时,正极的电极反应式为 。
[化学——物质结构与性质](15分)
1967年舒尔滋提出金属互化物的概念,其定义为固相金属间化合物拥有两种或两种以上的金属元素,如Cu9Al4、Cu5Zn8等。回答下列问题:
(1)某种金属互化物具有自范性,原子在三维空间里呈周期性有序排列,该金属互化物属于(填“晶 体”或“非晶体”)。
(2)基态铜原子有个未成对电子,二价铜离子的电子排布式为,在CuS04溶液中滴入过量氨水,形成配合物的颜色为。
(3)铜能与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol(SCN)2分子中含有共价键的数目为;类卤素(SCN)2对应的酸有两种,理论上硫氰酸(H-S-C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H-N="C=S" )的沸点,其原因是 。
(4)ZnS的晶胞结构如图1所示,在ZnS晶胞中,S2-的配位数为 。
(5)铜与金形成的金属互化物结构如图2,其晶胞边长为a nm,该金属互化物的密度为(用含“a、NA 的代数式表示)g·。
(14分)甲醇是一种重要的化工原料,在生产中有着重要的应用。工业上用甲烷氧化法合成甲醇的反应有:
(1)用CH4和02直接制备甲醇蒸气的热化学方程式为。
(2)某温度下,向4 L恒容密闭容器中通人6 mol C02和6mol CH4,发生反应(i),平衡体系中各组分的体积分数均为,则此温度下该反应的平衡常数K=,CH4的转化率为。
(3)工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯,其反应的热化学方程式为:,科研人员对该反应进行了研究,部分研究结果如下:
①从反应压强对甲醇转化率的影响“效率”看,工业制取甲酸甲酯应选择的压强是(填“3.5× 106 Pa”“4.O×106 Pa”或“5.0× 106 Pa”)。
②实际工业生产中采用的温度是80℃,其理由是。
(4)直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示:
①通入a气体的电极是电池的(填“正”或“负”)极,其电极反应式为 .
②常温下,用此电池以惰性电极电解O.5 L饱和食盐水(足量),若两极共生成气体1.12 L(已折算为标准状况下的体积),则电解后溶液的pH为(忽略溶液的体积变化)。
立方烷()具有高度的对称性、高致密性、高张力能及高稳定性等特点,因此合成立方烷及其衍生物成为化学界关注的热点。下面是立方烷衍生物I的一种合成路线:
回答下列问题:
(1)C的结构简式为,E的结构简式为。
(2)③的反应类型为,⑤的反应类型为。
(3)化合物A可由环戊烷经三步反应合成:
反应1的试剂与条件为:反应2的化学方程式为:反应3可用的试剂为。
(4)在I的合成路线中,互为同分异构体的化合物是(填化合物代号)。
(5)I与碱石灰共热可转化为立方烷,立方烷的核磁共振氢谱中有个峰。
(6)立方烷经硝化可得到六硝基立方烷,其可能的结构有种。
A、B、C、D、E五种化合物,均含有前18号元素中某种常见元素,它们的转化关系如图所示,其中A为澄清溶液,C为难溶的白色固体,E则易溶于水,若取A溶液灼烧,焰色反应为浅紫色(透过蓝色钴玻璃)。
(1)写出化学式:A________,B________,C________,D________.
(2)写出下列反应的离子方程式:
B→D___________________,C→E_______________________
10 ℃时加热NaHCO3饱和溶液,测得该溶液的pH发生如下变化:
温度(℃) |
10 |
20 |
30 |
加热煮沸后冷却到50 ℃ |
pH |
8.3 |
8.4 |
8.5 |
8.8 |
(1)甲同学认为,该溶液的pH升高的原因是HCO3-的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为________________________________________________。
乙同学认为,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度________(填“大于”或“小于”)NaHCO3。
(2)丙同学认为甲、乙的判断都不充分。丙认为,只要在加热煮沸的溶液中加入足量的试剂X,若产生沉淀,则__________(填“甲”或“乙”)的判断正确。试剂X是________。
A.Ba(OH)2溶液 B.BaCl2溶液C.NaOH溶液D.澄清的石灰水
(3) 查阅资料,发现NaHCO3的分解温度为150 ℃,丙断言________(填“甲”或“乙”)的判断是错误的,理由是________________________________________。