【題目】實驗室可利用SO2與Cl2在活性炭的催化下制取一種重要的有機合成試劑磺酰氯(SO2Cl2)。所用的反應(yīng)裝置如下圖所示(部分夾持裝置省略)。已知SO2Cl2的熔點為-54.1℃,沸點為69.1℃,遇水能發(fā)生劇烈的水解反應(yīng),遇潮濕空氣會產(chǎn)生白霧。
(1)化合物SO2Cl2中S元素的化合價為__________。
(2)儀器D的名稱是___________。
(3)乙、丙裝置制取原料氣Cl2與SO2。
①乙裝置F中充滿Cl2,則E中所盛放的溶液為_____________(填溶液的名稱)。
②丙裝置中試劑X、Y的組合最好是_____________。
A 98%濃硫酸+Cu B 70%H2SO4+Na2SO3 C 濃HNO3+Na2SO3
(4)上述裝置的正確連接順序為________、________、丁、_______、_________(用甲、乙、丙表示,可重復(fù)使用)。
(5)B裝置中從a口通入冷水的作用是_________;C裝置的作用是_______________。
(6)SO2Cl2遇水能發(fā)生劇烈的水解反應(yīng),會產(chǎn)生白霧,則SO2Cl2發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
(7)若反應(yīng)中消耗氯氣的體積為1.12L(已轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)狀況,SO2足量),最后通過蒸餾得到純凈的磺酰氯5.13g,則磺酰氯的產(chǎn)率為______________(保留三位有效數(shù)字)。
【答案】+6 三頸燒瓶(或三口燒瓶) 飽和食鹽水或飽和氯化鈉溶液 B 丙 甲 甲 乙(或乙 甲 甲 丙) 冷凝回流 防止空氣中的水蒸氣進入裝置D中,同時吸收SO2與Cl2,防止污染空氣 SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl 76.0%
【解析】
丙裝置制備二氧化硫,乙裝置制備氯氣,二氧化硫與氯氣在丁裝置中反應(yīng)生成SO2Cl2,丁中活性炭可能起催化劑作用,SO2Cl2遇水發(fā)生劇烈的水解反應(yīng),因此丙與甲連接制備干燥的二氧化硫,E是飽和食鹽水,降低氯氣溶解度,乙與甲連接得到干燥氯氣,SO2Cl2沸點低、易揮發(fā),B為冷凝管,使揮發(fā)的產(chǎn)物SO2Cl2冷凝回流,堿石灰吸收未反應(yīng)的二氧化硫、氯氣,防止污染空氣,并吸收空氣中的水蒸氣,防止導(dǎo)致磺酰氯水解。
(1)根據(jù)正負(fù)化合價的代數(shù)和為0,判斷S的化合價為+6;
答案: +6;
(2)根據(jù)圖象可知,儀器D的名稱是三頸燒瓶(或三口燒瓶)
答案:三頸燒瓶(或三口燒瓶);
(3)①Cl2難溶于飽和食鹽水,則E中所盛放的溶液為飽和食鹽水或飽和氯化鈉溶液;
答案:飽和食鹽水或飽和氯化鈉溶液;
②A.反應(yīng)需要加熱且濃硫酸變?yōu)橄×蛩岱磻?yīng)會停止,浪費藥品,故不選A;
B.符合強酸制弱酸原理,反應(yīng)簡單易行,故B正確;
C.濃HNO3有強氧化性,不可制備還原性氣體SO2,故不選C;
答案:B;
(4)關(guān)鍵點:制備磺酰氯必須是干燥環(huán)境;根據(jù)以上分析可知:上述裝置的正確連接順序為丙、甲、丁、甲、乙或乙、甲、丁、甲、丙;
答案: 丙 甲 甲 乙(或乙 甲 甲 丙);
(5)B裝置中從a口通入冷水的作用是冷凝回流;C裝置的作用是防止空氣中的水蒸氣進入裝置D中,同時吸收SO2與Cl2,防止污染空氣;
答案:冷凝回流;防止空氣中的水蒸氣進入裝置D中,同時吸收SO2與Cl2,防止污染空氣 ;
(6)SO2Cl2遇水能發(fā)生劇烈的水解反應(yīng),會產(chǎn)生白霧,則SO2Cl2發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl ;
答案:SO2Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl ;
(7)若反應(yīng)中消耗氯氣的體積為1.12L,物質(zhì)的量為0.05mol,理論上生成磺酰氯0.05mol,質(zhì)量為0.05mol×135g/mol=6.75g,最后通過蒸餾得到純凈的磺酰氯5.13g,則磺酰氯的產(chǎn)率為(5.13g/6.75g)×100%= 76.0%;
答案: 76.0%。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】2019年是元素周期表發(fā)表150周年,期間科學(xué)家為完善周期表做出了不懈努力。中國科學(xué)院院士張青蓮教授曾主持測定了銦(49In)等9種元素相對原子質(zhì)量的新值,被采用為國際新標(biāo)準(zhǔn)。銦與銣(37Rb)同周期。下列說法不正確的是
A. In是第五周期第ⅢA族元素
B. 11549In的中子數(shù)與電子數(shù)的差值為17
C. 原子半徑:In>Al
D. 堿性:In(OH)3>RbOH
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化合物F是合成一種天然茋類化合物的重要中間體,其合成路線如下:
(1)A中含氧官能團的名稱為________和________。
(2)A→B的反應(yīng)類型為________。
(3)C→D的反應(yīng)中有副產(chǎn)物X(分子式為C12H15O6Br)生成,寫出X的結(jié)構(gòu)簡式:________。
(4)C的一種同分異構(gòu)體同時滿足下列條件,寫出該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:________。
①能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng);
②堿性水解后酸化,含苯環(huán)的產(chǎn)物分子中不同化學(xué)環(huán)境的氫原子數(shù)目比為1∶1。
(5)已知:(R表示烴基,R'和R"表示烴基或氫),寫出以和CH3CH2CH2OH為原料制備的合成路線流程圖(無機試劑和有機溶劑任用,合成路線流程圖示例見本題題干)。________________________
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組擬取鹽湖苦鹵的濃縮液(富含Ca2+、Mg2+、Br-、SO42-、Cl-等)來制取較純凈的氯化鉀晶體及液溴,他們設(shè)計了如下流程:
回答以下問題:
(1)操作Ⅱ的名稱:_____;要從橙色液體中分離出溴,所采取的操作需要的主要玻璃儀器除酒精燈、溫度計、冷凝管、牛角管(接引管)、錐形瓶外,還需要_____。
(2)已知試劑X是BaCl2溶液,Y是KOH溶液,則試劑Z的化學(xué)式為_____;檢驗SO42-已除盡的方法是_____。
(3)操作Ⅲ的具體操作步驟:將溶液D倒入_____中并置于三腳架上加熱,同時用玻璃棒不斷攪拌,直到_____時,停止加熱。
(4)某同學(xué)用如圖所示的實驗裝置制取氧化劑并將其通入鹽湖苦鹵中。
裝置b在實驗中的作用是_____.若把上述裝置中的a、b作為氣體的發(fā)生、收集裝置,裝置c可任意改進,則根據(jù)下列提供的藥品,用這套裝置還可以制取的氣體是_____。
①制NH3:濃氨水和堿石灰 ②制SO2:Cu片和濃硫酸
③制NO:Cu片和稀硝酸 ④制O2:MnO2和雙氧水
若用上述裝置中的a、b制取并收集NO,應(yīng)將裝置b如何改進:_____。
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【題目】(1)用系統(tǒng)命名法對下列有機物進行命名
①_____________________________________________
② ____________________________________________
③寫出分子式為C4H8的所有烯烴的結(jié)構(gòu)簡式及名稱。_______________________________________
(2)下列幾種烴類物質(zhì):
環(huán)辛四烯
①正四面體烷的二氯取代產(chǎn)物有________種;立方烷的二氯取代產(chǎn)物有________種。
②關(guān)于苯和環(huán)辛四烯的說法正確的是________(填字母符號)。
A.都能使酸性KMnO4溶液褪色
B.都能與H2發(fā)生加成反應(yīng),等質(zhì)量的苯和環(huán)辛四烯消耗H2的物質(zhì)的量之比為3:4
C.都是碳碳單鍵和碳碳雙鍵交替結(jié)構(gòu)
D.都能發(fā)生氧化反應(yīng)
③乙烯基乙炔含有的官能團名稱是______________________________。
(3)根據(jù)下列有機化合物填空。
a. b.
①a中所含官能團的名稱是_________________________________________________;
②b中所含官能團的結(jié)構(gòu)簡式是__________________________________________。
(4)測定實驗式:某含C、H、O三種元素的有機物,經(jīng)燃燒實驗測得其碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為64.86%,氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13.51%,則其實驗式是____。
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【題目】ⅢA、VA族元素組成的化合物AlN、AlP、GaAs等是人工合成的新型半導(dǎo)體材料;卮鹣铝袉栴}:
(1)As基態(tài)原子的電子占據(jù)了___________個能層,最高能級的電子排布式為___________;和As位于同一周期,且未成對電子數(shù)也相同的元素還有_____________種。
(2)元素周期表中,與P緊鄰的4種元素中電負(fù)性最大的是__________(填元素符號);Si、P、S三種元素的第一電離能由大到小的順序是______________。
(3)已知AlN、AlP等半導(dǎo)體材料的晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似,則Al原子的雜化形式為________;晶體結(jié)構(gòu)中存在的化學(xué)鍵有____________(填標(biāo)號)。
A.離子鍵 B.鍵 C.鍵 D.配位鍵
(4)砷化鎵(GaAs)是繼硅晶體之后研究最深入、應(yīng)用最廣泛的半導(dǎo)體材料,它能直接將電能轉(zhuǎn)變?yōu)楣饽,以其為材料制造的燈泡壽命長、耗能少。已知CaAs的晶胞結(jié)構(gòu)如圖,晶胞參數(shù)=0.565nm,則Ga原子與As原子的核間距為____________pm(列式表示)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】國內(nèi)某科技研究小組首次提出一種新型的Li+電池體系,該體系征集采用含有I-、Li+的水溶液,負(fù)極采用固體有機聚合物,電解質(zhì)溶液采用LiNO3溶液,聚合物離子交換膜作為隔膜將液態(tài)正極和固態(tài)負(fù)極分隔開(原理示意圖如圖)。已知:I-+I2=I3-,則下列有關(guān)判斷正確的是
A. 圖甲是原電池工作原理圖,圖乙是電池充電原理圖
B. 放電時,正極液態(tài)電解質(zhì)溶液的顏色變淺
C. 充電時,Li+從右向左通過聚合物離子交換膜
D. 放電時,負(fù)極的電極反應(yīng)式為:
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】無色氣體N2O4是一種強氧化劑,為重要的火箭推進劑之一。N2O4與NO2轉(zhuǎn)換的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)2NO2(g) ΔH=+24.4 kJ/mol。
(1)將一定量N2O4投入固定容積的真空容器中,下述現(xiàn)象能說明反應(yīng)達到平衡的是 _________。
a.v正(N2O4)=2v逆(NO2)
b.體系顏色不變
c.氣體平均相對分子質(zhì)量不變
d.氣體密度不變
達到平衡后,保持體積不變升高溫度,再次到達平衡時,混合氣體顏色____(填 “變深”“變淺”或“不變”),判斷理由_______。
(2)平衡常數(shù)K可用反應(yīng)體系中氣體物質(zhì)分壓表示,即K表達式中用平衡分壓代替平衡濃度,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)[例如:p(NO2)=p總×x(NO2)]。寫出上述反應(yīng)平衡常數(shù)Kp表達式 _______________________(用p總、各氣體物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x表示);影響Kp的因素_________________。
(3)上述反應(yīng)中,正反應(yīng)速率v正=k正·p(N2O4),逆反應(yīng)速率v逆=k逆·p2(NO2),其中k正、k逆為速率常數(shù),則Kp為____(以k正、k逆表示)。若將一定量N2O4投入真空容器中恒溫恒壓分解(溫度298 K、壓強100 kPa),已知該條件下k正=4.8×104 s-1,當(dāng)N2O4分解10%時,v正=______________kPa·s-1。
(4)真空密閉容器中放入一定量N2O4,維持總壓強p0恒定,在溫度為T時,平衡時N2O4分解百分率為α。保持溫度不變,向密閉容器中充入等量N2O4,維持總壓強在2p0條件下分解,則N2O4的平衡分解率的表達式為__________________________。
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