A、B、C、D、E、F六种短周期主族元素，其原子序数依次增大-优题课

(15分)乙苯催化脱氢制苯乙烯反应：

（1）已知：

化学键	$C － H$	$C － C$	$C ＝ C$	$H － H$
键能/ $k J \cdot m o l^{ˉ 1}$	412	348	612	436

计算上述反应的 $△ H$ ＝ $k J \cdot m o l^{ˉ 1}$ 。
（2）维持体系总压强 $p$ 恒定，在温度 $T$ 时，物质的量为 $n$ 、体积为 $V$ 的乙苯蒸汽发生催化脱氢反应。已知乙苯的平衡转化率为 $α$ ，则在该温度下反应的平衡常数 $K$ ＝(用 $α$ 等符号表示)。
（3）工业上，通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(原料气中乙苯和水蒸气的物质的量之比为1︰9)，控制反应温度600℃，并保持体系总压为常压的条件下进行反应。在不同反应温度下，乙苯的平衡转化率和某催化剂作用下苯乙烯的选择性(指除了 $H_{2}$ 以外的产物中苯乙烯的物质的量分数)示意图如下：

①掺入水蒸气能提高乙苯的平衡转化率，解释说明该事实。
②控制反应温度为600℃的理由是。
（4）某研究机构用 $C O_{2}$ 代替水蒸气开发了绿色化学合成工艺--乙苯－二氧化碳耦合催化脱氢制苯乙烯。保持常压和原料气比例不变，与掺水蒸汽工艺相比，在相同的生产效率下，可降低操作温度；该工艺中还能够发生反应： $C O_{2} ＋ H_{2} ＝ C O ＋ H_{2} O$ ， $C O_{2} ＋ C ＝ 2 C O$ 。新工艺的特点有(填编号)。
① $C O_{2}$ 与 $H_{2}$ 反应，使乙苯脱氢反应的化学平衡右移
② 不用高温水蒸气，可降低能量消耗
③ 有利于减少积炭
④ 有利于 $C O_{2}$ 资源利用

Ⅰ.请回答：
（1） $H_{2} O_{2}$ 的电子式。
（2）镁燃烧不能用 $C O_{2}$ 灭火，用化学方程式表示其理由。
（3）在 $A g C l$ 沉淀中加入KBr溶液，白色沉淀转化为淡黄色沉淀，写出反应的离子方程式。
（4）完成以下氧化还原反应的离子方程式：
(___) $M n {O_{4}}^{－}$ ＋(___) $C_{2} {O_{4}}^{2 －}$ +____＝(___) $M n^{2 +}$ ＋(___) $C O_{2}$ ↑＋ $8 H_{2} O$

Ⅱ．化合物甲和 $N a A l H_{4}$ 都是重要的还原剂。一定条件下金属钠和 $H_{2}$ 反应生成甲。甲与水反应可产生 $H_{2}$ ，甲与 $A l C l_{3}$ 反应可得到 $N a A l H_{4}$ 。将4.80g甲加热至完全分解，得到金属钠和2.24 L(已折算成标准状况)的 $H_{2}$ 。
请推测并回答：
（1）甲的化学式。
（2）甲与 $A l C l_{3}$ 反应得到 $N a A l H_{4}$ 的化学方程式。
（3） $N a A l H_{4}$ 与水发生氧化还原反应的化学方程式。
（4）甲在无水条件下可作为某些钢铁制品的脱锈剂(铁锈的成分表示为 $F e_{2} O_{3}$ )，脱锈过程发生反应的化学方程式。
（5）某同学认为：用惰性气体赶尽反应体系中的空气，将铁和盐酸反应后的气体经浓硫酸干燥，再与金属钠反应，得到固体物质即为纯净的甲；取该固体物质与水反应，若能产生 $H_{2}$ ，即可证明得到的甲一定是纯净的。
判断该同学设想的制备和验纯方法的合理性并说明理由。

化合物 $X$ 是一种香料，可采用乙烯与甲苯为主要原料，按下列路线合成：

已知： $R X$ $R O H$ ； $R C H O$ ＋ $C_{3} C O O R$ $R C H ＝ C H C O O R$
请回答：
（1） $E$ 中官能团的名称是。
（2） $B ＋ D \to F$ 的化学方程式。
（3） $X$ 的结构简式。
（4）对于化合物 $X$ ，下列说法正确的是。

A．	能发生水解反应	B．	不与浓硝酸发生取代反应
C．	能使 $B r_{2} / C C l_{4}$ 溶液褪色	D．	能发生银镜反应

（5）下列化合物中属于F的同分异构体的是

。

下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶： $2 C r_{2} O_{7}^{2 -} ＋ 3 C H_{3} C H_{2} O H ＋ 16 H^{+} ＋ 13 H^{2} O \to 4 [C r (H_{2} O) 6]^{+} ＋ 3 C H_{3} C O O H$

（1） $C r^{3 +}$ 基态核外电子排布式为；配合物 $[C r (H_{2} O)_{6}]^{3 +}$ 中，与 $C r^{3 +}$ 形成配位键的原子是(填元素符号)。
（2） $C H_{3} C O O H$ 中 $C$ 原子轨道杂化类型为；1 $N_{A}$ $C H_{3} C O O H$ 分子中含有δ键的数目为。
（3）与 $H_{2} O$ 互为等电子体的一种阳离子为(填化学式)； $H_{2} O$ 与 $C H_{3} C H_{3} O H$ 可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为。

烟气(主要污染物 $S O_{2}$ 、 $N O x$ )经 $O_{3}$ 预处理后用 $C a S O_{3}$ 水悬浮液吸收，可减少烟气中 $S O_{2}$ 、 $N O x$ 的含量。 $O_{3}$ 氧化烟气中 $S O_{2}$ 、 $N O x$ 的主要反应的热化学方程式为：
$N O (g) ＋ O_{3} (g) = N O_{2} (g) ＋ O_{2} (g) △ H = － 200.9 k J \cdot m o l^{－ 1}$
$N O (g) ＋ \frac{1}{2} O_{2} (g) = N O_{2} (g) △ H = － 58.2 k J \cdot m o l^{－ 1}$
$S O_{2} (g) ＋ O_{3} (g) = S O_{3} (g) ＋ O_{2} (g) △ H = － 241 ． 6 k J \cdot m o l^{－ 1}$
（1）反应 $3 N O (g) ＋ O_{3} (g) = 3 N O_{2} (g)$ 的 $△ H$ = $m o l \cdot L^{－ 1}$ 。
（2）室温下，固定进入反应器的 $N O$ 、 $S O_{2}$ 的物质的量，改变加入 $O_{3}$ 的物质的量，反应一段时间后体系中 $n (N O)$ 、 $n (N O_{2})$ 和 $n (S O_{2})$ 随反应前 $n (O_{3}) ： n (N O)$ 的变化见右图。

①当 $n (O_{3}) ： n (N O)$ >1时，反应后 $N O_{2}$ 的物质的量减少，其原因是。
②增加 $n (O_{3})$ ， $O_{3}$ 氧化 $S O_{2}$ 的反应几乎不受影响，其可能原因是。
（3）当用 $C a S O_{3}$ 水悬浮液吸收经 $O_{3}$ 预处理的烟气时，清液( $p H$ 约为 8)中 $S {O_{3}}^{2 －}$ 将 $N O_{2}$ 转化为 $N {O_{2}}^{－}$ ，其离子方程式为：。
（4） $C a S O_{3}$ 水悬浮液中加入 $N a_{2} S O_{4}$ 溶液，达到平衡后溶液中 $c (S {O_{3}}^{2 －})$ =[用 $c (S {O_{4}}^{2 －})$ 、 $K s p (C a S O_{3})$ 和 $K s p (C a S O_{4})$ 表示]； $C a S O_{3}$ 水悬浮液中加入 $N a_{2} S O_{4}$ 溶液能提高 $N O_{2}$ 的吸收速率，其主要原因是。