【题目】氟的单质及其化合物在生产杀虫剂、灭火剂及特种塑料等方面用途广泛。
(1)在2%的氢氧化钠溶液中通入氟气,发生反应:2F2+2NaOH═2NaF+H2O+OF2。该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为____,OF2的电子式为___。
(2)SF6是一种优良的绝缘气体材料,分子结构中只存在S-F键,已知1molS(s)转化为气态硫原子时吸收能量280kJ,形成1molF-F、S-F键需放出的能量分别为160kJ、330kJ,试写出固态S单质和氟气反应生成SF6气体的热化学方程式______。
(3)用含氟牙膏刷牙,氟离子会与牙釉质[主要成分为Ca5(PO4)3OH]发生反应: Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq),该反应的平衡常数K=_____(已知Ksp[Ca5(PO4)3OH]=7×l0-37,Ksp[Ca5(PO4)3F]=2.8×l0-61)。
(4)聚四氟化烯常用于炊具的“不粘涂层”。制备四氟化烯的反应原理为:2CHClF2(g)C2F4(g)+2HCl(g)△H1(反应I),副反应为:3CHClF(g)C3F6(g)+3HCl(g)△H2(反应II),反应达到平衡时各气体的物质的量分数随温度的变化如图所示:
① 在恒温恒容的条件下,下列能够说明反应I达到化学平衡状态的是:_________(填标号)。
A.混合气体密度不再改变 B.混合气体平均相对分子质量不再改变
C.v正(C2F4)=2V逆(HCl) D.c(C2F4)与c(HCl)比值保持不变
② 图中曲线A表示的物质是:______(填化学式)。
③反应2CHClF2(g)C2F4(g)+2HCl(g)的△H_____0(填“>”或“<”)。
④工业上常在900℃以上通过裂解CHClF2来制取C2F4,其原因是______。
(5)25℃时,向amol/L的NaF溶液中滴加等体积bmol/L的盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸与氢氟酸的挥发,忽略溶液体积变化),则HF的电离平衡常数Ka=______。(用含a和b的代数式表示)
【答案】2:1 S(s) + 3F2(g) = SF6(g) ΔH = -1220kJ/mol 2.5×1024 BD HCl > C2F4的产率高,副产物C3F6的含量几乎为0
【解析】
⑴2F2+2NaOH═2NaF+H2O+OF2,该反应中F的化合价从0价变为-1价,O元素的化合价从-2价变为+2价,氧化剂为F2,还原剂为NaOH,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1,二氟化氧分子中F原子最外层达到8电子稳定结构,其正确的电子式为。
⑵反应热ΔH=反应物总键能生成物总键能,所以对于S(s) + 3F2(g) = SF6(g),其反应热ΔH = 280kJ/mol+3×160kJ/mol - 6×330kJ/mol = -1220kJ/mol。
⑶Ca5(PO4)3F溶度积比Ca5(PO4)3OH小,该反应的平衡常数。
⑷①A选项,制备四氟化烯反应前后都为气体,在恒容的条件下,混合气体密度始终保持改变,故A错误;B选项,制备四氟化烯的反应,反应前后物质的量在变化,混合气体的平均相对分子质量,气体的质量在反应前后是守恒的,是一个反应前后物质的量会变化的反应,所以当M不变时,达到了平衡,故B正确;C选项,v正(C2F4)=2V逆(HCl),一正一逆满足,但不满足登记计量系数之比,故C错误;D选项,c(C2F4)与c(HCl)比值保持不变,说明各物质的量不变,达到了平衡,故D正确。
②根据两个方程式得出可知氯化氢的物质的量一直在增加,且增加量最大,因此A为氯化氢。
③根据图示可知,随着温度的升高CHClF2物质的量在减少,所以正反应为吸热反应,即2CHClF2(g)C2F4(g)+2HCl(g)的△H > 0。
④通过图示可知,在900C以上,副产物C3F6的含量几乎为0,工业上常在900C以上通过裂解CHClF2来制取C2F4,其原因是C2F4的产率高,副产物C3F6的含量几乎为0。
⑸盐酸和NaF之间反应生成氯化钠和HF,溶液显示中性,所以NaF会剩余,则生成的
c(HF) = 0.5bmol/L,溶液呈中性,溶液显中性,故c(H+)= c(OH-)=1×10-7mol/L,根据电荷守恒,c(Cl-)=0.5bmol/L,c(F-) + c(Cl-)=c(Na+) =0.5amol/L,所以c(F-) = (0.5a
-0.5b) mol/L,HF的电离常数。
⑴2F2+2NaOH═2NaF+H2O+OF2,该反应中F的化合价从0价变为-1价,O元素的化合价从-2价变为+2价,氧化剂为F2,还原剂为NaOH,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1,二氟化氧分子中F原子最外层达到8电子稳定结构,其正确的电子式为,故答案为:2:1;。
⑵反应热ΔH=反应物总键能生成物总键能,所以对于S(s) + 3F2(g) = SF6(g),其反应热ΔH = 280kJ/mol+3×160kJ/mol - 6×330kJ/mol = -1220kJ/mol,故答案为:S(s) + 3F2(g) = SF/span>6(g) ΔH = -1220kJ/mol。
⑶Ca5(PO4)3F溶度积比Ca5(PO4)3OH小,该反应的平衡常数;故答案为:2.5×1024。
⑷①A选项,制备四氟化烯反应前后都为气体,在恒容的条件下,混合气体密度始终保持改变,故A错误;B选项,制备四氟化烯的反应,反应前后物质的量在变化,混合气体的平均相对分子质量,气体的质量在反应前后是守恒的,是一个反应前后物质的量会变化的反应,所以当M不变时,达到了平衡,故B正确;C选项,v正(C2F4)=2V逆(HCl),一正一逆满足,但不满足登记计量系数之比,故C错误;D选项,c(C2F4)与c(HCl)比值保持不变,说明各物质的量不变,达到了平衡,故D正确;综上所述,答案为:BD。
②根据两个方程式得出可知氯化氢的物质的量一直在增加,且增加量最大,因此A为氯化氢,故答案为:HCl。
③根据图示可知,随着温度的升高CHClF2物质的量在减少,所以正反应为吸热反应,即2CHClF2(g)C2F4(g)+2HCl(g)的△H > 0,故答案为:> 。
④通过图示可知,在900C以上,副产物C3F6的含量几乎为0,工业上常在900C以上通过裂解CHClF2来制取C2F4,其原因是C2F4的产率高,副产物C3F6的含量几乎为0,故答案为:C2F4的产率高,副产物C3F6的含量几乎为0。
⑸盐酸和NaF之间反应生成氯化钠和HF,溶液显示中性,所以NaF会剩余,则生成的
c(HF) = 0.5bmol/L,溶液呈中性,溶液显中性,故c(H+)= c(OH-)=1×10-7mol/L,根据电荷守恒,c(Cl-)=0.5bmol/L,c(F-) + c(Cl-)=c(Na+) =0.5amol/L,所以c(F-) = (0.5a
-0.5b) mol/L,HF的电离常数,故答案为:。
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【题目】下列离子方程式中,正确的是( )
A.Fe3+的检验:Fe3++3KSCN═Fe(SCN)3+3K+
B.氯气用于自来水消毒:Cl2+H2O═H++Cl-+HClO
C.证明H2O2具有还原性:2MnO4-+6H++3H2O2═2Mn2++4O2↑+6H2O
D.用CuCl2溶液做导电性实验,灯泡发光:CuCl2 Cu2++2Cl-
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【题目】下列离子方程式能用来解释相应实验现象的是( )
实验现象 | 离子方程式 | |
A | 向氢氧化镁悬浊液中滴加氯化铵溶液,沉淀溶解 | |
B | 向沸水中滴加饱和氯化铁溶液得到红褐色液体 | |
C | 二氧化硫使酸性高锰酸钾溶液褪色 | |
D | 氧化亚铁溶于稀硝酸 |
A. AB. BC. CD. D
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【题目】下列实验与对应的图象符合的是( )
A.①是向一定量的CH3COOH溶液中通入氨气
B.②是向等物质的量的HCl和AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量
C.③是对于达到平衡状态的反应,在t1时缩小容器,并在t2时又达到平衡。
D.④是将pH=2的盐酸和醋酸分别加水稀释
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【题目】在下,将m的醋酸溶液与n的氢氧化钠溶液等体积混合,恰好使反应后的溶液呈中性,则下列观点正确的是
A.反应后的溶液中:
B.反应前溶液的物质的量浓度:
C.反应后的溶液中:
D.该温度下,醋酸的电离平衡常数的表达式为:
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【题目】按要求填空:
(1)用系统命名法命名下列物质或者根据名称写出对应的结构简式。
_________________________
3,4,4-三甲基-1-戊炔_________________________________
(2)写出下列物质中的官能团的名称。
_________
(3)苯环上含 -C2H5、-CH3、-Br三个取代基的同分异构体有_____种。
(4)某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构,对其进行探究。
步骤一:这种碳氢化合物蒸气通过热的氧化铜(催化剂),氧化成二氧化碳和水,再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收。2.12g有机物X的蒸气氧化产生7.04g二氧化碳和1.80g水。
步骤二:通过仪器分析得知X的相对分子质量为106。
步骤三:用核磁共振仪测出X的1H核磁共振谱有2个峰,其面积之比为2:3 (如图Ⅰ)。
步骤四:利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图Ⅱ。试填空:
①X的分子式为___________;X的习惯命名为___________;
②步骤二中的仪器分析方法称为___________。
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【题目】常温下,现有0.1 mol/L的NH4HCO3溶液,pH=7.8。已知含氮(或含碳)各微粒的分布分数(平衡时某种微粒的浓度占各种微粒浓度之和的分数)与pH的关系如下图所示。下列说法不正确的是( )
A.NH4HCO3溶液中存在下列守恒关系:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)
B.往该溶液中逐滴滴加氢氧化钠时NH和HCO浓度逐渐减小
C.通过分析可知常温下Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3)
D.当溶液的pH=9时,溶液中存在下列关系:c(HCO)>c(NH)>c(NH3·H2O)>c(CO)
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【题目】在标准状况下进行甲、乙、丙三组实验。三组实验各取同浓度的盐酸30mL,加入同一种镁铝合金粉末,产生气体。有关数据列表如下(气体体积均为标准状况下测得):
实验序号 | 甲 | 乙 | 丙 |
合金质量/g | 0.255 | 0.385 | 0.459 |
生成气体/ml | 280 | 336 | 336 |
(1)该盐酸的物质的量浓度____________;
(2)合金中Mg、Al的物质的量之比为___________;
(3)在丙组实验后,向容器中加入1mol/L的NaOH溶液,恰好使合金中的铝元素全部转化为AlO2-,并使Mg2+刚好沉淀完全,则溶液中AlO2-的物质的量为__________mol;溶液中Na+的物质的量为_________mol;所加NaOH溶液的体积为_________mL。
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【题目】二氧化硫—空气质子交换膜燃料电池将化学能转变成电能的同时,实现了制硫酸、发电、环保三位一体的结合,降低了成本提高了效益,其原理如图所示。下列说法错误的是( )
A. Pt1电极附近发生的反应为:SO2+2H2O-2e-===SO+4H+
B. Pt2电极附近发生的反应为O2+4e-===2O2-
C. 该电池放电时电子从Pt1电极经过外电路流到Pt2电极
D. 相同条件下,放电过程中消耗的SO2和O2的体积比为2∶1
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