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高中三年级化学

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    利用如图所示装置收集以下8种气体(图中烧瓶的位置不得变化)
    ①H2②Cl2③CH4④HCl ⑤NH3⑥NO ⑦H2S ⑧SO2
    (1)若烧瓶是干燥的,则由b口进气收集的气体有_____________(写序号);
    (2)若烧瓶充满水,可收集的气体有_____________(写序号)。
    (3)若在烧瓶内装入浓硫酸使气体干燥,则可用此装置来干燥的气体有_____________, 这时气体由
    _____________口进入。

    本题信息:2011年0118月考题化学填空题难度一般 来源:于丽娜
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本试题 “利用如图所示装置收集以下8种气体(图中烧瓶的位置不得变化)①H2②Cl2③CH4④HCl ⑤NH3⑥NO ⑦H2S ⑧SO2(1)若烧瓶是干燥的,则由b口进气收集的气体有__________...” 主要考查您对

氯气

二氧化硫

硫化氢

一氧化氮

氨气

甲烷

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
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  • 甲烷

氯气:

①化学式:Cl2
②氯元素在周期表中的位置:第三周期ⅦA族
③氯原子的电子式:
④氯的原子结构示意图:
⑤氯原子的外围电子排布式:
⑥化学键类型:非极性共价键
⑦氯分子的电子式:
⑧氯分子的结构式:


氯气的物理性质和化学性质:

(1)物理性质:黄绿色,有刺激性气味,有毒,密度比空气大,能溶于水(1:2)。
(2)化学性质:氯气(Cl2)是双原子分子,原子的最外层有七个电子,是典型的非金属元素,单质是强氧化剂。
①氯气与金属反应: 2Na+Cl22NaCl(反应剧烈,产生大量白烟) 2Fe+3Cl22FeCl3(反应剧烈,产生大量棕褐色烟,溶于水成黄色溶液) Cu+Cl2CuCl2(反应剧烈,产生大量棕色的烟,溶于水成蓝色或绿色溶液)氯气能与绝大数金属都能发生反应,表明氯气是一种活泼的非金属单质。
②与非金属的反应 H2+Cl22HCl(纯净的氢气在氯气中安静的燃烧,芒白色火焰,在瓶口处有白雾产生)H2+Cl22HCl(发生爆炸) 2P+3Cl22PCl3(液态) PCl3+Cl2==PCl5(固态)磷在氯气中剧烈燃烧,产生大量的烟、雾。雾是PCl3,烟是PCl5。氯气能有很多非金属单质反应,如S、C、Si等。
③与碱反应 Cl2+2NaOH==NaCl+NaClO+H2O 2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O
④与某些还原性物质反应:Cl2+2FeCl2===2FeCl3 Cl2+SO2+2H2O==2HCl+H2SO4
⑤有机反应(参与有机反应的取代和加成反应)
CH4+Cl2→CH3Cl+HCl
CH3Cl+Cl2→CH2Cl2+HCl
CH2Cl2+Cl2→CHCl3+HCl
CHCl3+Cl2→CCl4+HCl
Cl2+CH2=CH2→CH2Cl-CH2Cl(加成反应)
⑥与水反应 Cl2+H2OHCl+HClO
二氧化硫:

①化学式:SO2
②分子结构:SO2是由极性键形成的极性分子,因此易溶于水,其晶体为分子晶体。

二氧化硫的物理性质和化学性质:

1.物理性质:
SO2是无色、有刺激性气味的有毒气体,密度比空气大,易溶于水(常温常压下,1体积水大约溶解40体积的SO2),易液化(沸点-10℃)。
2.化学性质
(1)具有酸性氧化物的通性
①将SO2通入紫色石蕊试液中,试液变红。
②能与碱性氧化物、碱及某些盐反应。如:
 
(2)还原性


(3)弱氧化性

(4)漂白性(不能漂白酸碱指示剂) 能和某些有色物质化合生成无色物质,生成的无色物质不稳定,易分解而恢复原色,因此,SO2的漂白并不彻底。在中学化学常见试剂中,能用SO2漂白的只有品红溶液,品红溶液无色溶液恢复原色。


SO2与一些物质反应的实验现象:



SO2与强碱反应后固体成分的确定:

SO2与强碱(如NaOH)溶液发生反应后的固体成分取决于二者的用量。遇到类似的问题,可以采用数轴分析法讨论。设SO2的物质的量为n(SO2),NaOH物质的量为n(NaOH),数轴代表,如下数轴所示:

分析数轴可得:
(1)则固体物质为Na2SO3,
(2),则固体物质为NaOH 和Na2SO3.
(3),则同体物质为NaHSO3
(4),则固体物质为Na2SO3和NaHSO3,
(5),则固体物质为NaHSO3。


二氧化硫的制备:

工业制法:

实验室制法:

(1)收集:向上排空气法。
(2)检验:品红溶液。SO2是中学阶段学到的唯一种既能使品红褪色,加热后又能使其恢复原色的气体。
(3)尾气处理:用NaOH溶液吸收。

二氧化硫的用途:

工业上用二氧化硫漂白纸浆、毛、丝、草编制品等。此外,二氧化硫还可用于杀菌消毒,可以用作防腐剂。

二氧化硫对环境的污染及治理:



硫化氢:

H2S的分子结构与H2O相似,呈角形,是一种极性分子,但极性比水弱,不能形成氢键。熔点(-86℃) 和沸点(-71℃)都比水低。


硫化氢的物理性质和化学性质:

1.物理性质:H2S是一种无色,有臭鸡蛋气味的气体,比空气稍重,能溶于水(常温常压下,1体积水中能溶解2.6体积硫化氢)。
2.化学性质:
(1)对热较不稳定
 
(2)强还原性

3.氢硫酸氢硫酸是二元弱酸,可分步电离:

具有挥发性,能使石蕊试液变红。氢硫酸具有酸的通性。

Na2S、NaHS均具有强还原性,在空气中均易被氧化。
S2-遇Fe3+、ClO-、NO3-(H+)等氧化性离子都发生氧化还原反应。


氮的氧化物:

氮元素有+1、+2、+3、+4、+5五种正价,五种正价对应六种氧化物N2O(俗称“笑气”,具有麻醉作用)、 NO、N2O4(暗蓝色气体)、NO2、N2O4、N2O5(白色固体)。其中N2O3和N2O5分别是HNO2和HNO3的酸酐,它们都是空气污染物,空气中的NO2是造成光化学污染的主要因素。另外,在思考某些问题时,要注意:2NO2N2O4。对气体体积及平均相对分子质量的影响:

一氧化氮的物理性质和化学性质:

(1)物理性质:无色、不溶于水、有毒的气体,密度比空气稍重。
(2)化学性质:
①极易被空气中的O2氧化:
②NO中的氮为+2价,处于中间价态,既有氧化性又有还原性。


氨:

NH3的电子式为,结构式为,氨分子的结构为三角锥形,N原子位于锥顶,三个H原子位于锥底,键角107°18′,是极性分子。 分子结构为:


氨的物理性质和化学性质:

1.物理性质:
氨是无色、有刺激性气味的气体,比空气轻;氨易液化,在常压下冷却或常温下加压,气态氨转化为无色的液态氨,同时放出大量热。液态氨气化时要吸收大量的热,使周围的温度急剧下降;氨气极易溶于水,在常温、常压下,1体积水中能溶解约700体积的氨气(因此,氨气可进行喷泉实验);氨对人的眼、鼻、喉等粘膜有刺激作用,若不慎接触过多的氨而出现病症,要及时吸入新鲜空气和水蒸气,并用大量水冲洗眼睛。
2.化学性质:
(1)与水反应,,氨的水溶液叫做氨水。在氨水中所含的微粒有:氨水具有碱的通性,如能使无色酚酞溶液变红。
(2)与酸反应生成铵盐反应实质为:

反应原理拓展NH3分子中N原子有一对孤电子,能够跟有空轨道的H+形成配位键:

(3)具有还原性
(工业制HNO3的基础反应)
 (Cl2过量)
 (NH3过量,可用于检验Cl2瓶是否漏气)
(实验室制N2)
 
(治理氮氧化物污染)
(4)与CO2反应制尿素

(5)配合反应


的比较:



氨的结构与性质的关系总结:


氨的用途:

(1)氨是氮肥工业及制造硝酸、铵盐、纯碱等的重要原料。
(2)氨也是有机合成工业(如制尿素、合成纤维、染料等)上的常用原料。
(3)氨还可用作制冷剂。

对实验室制氨气常见问题的解释:

l.制取氨气时为什么用的铵盐一般是氯化铵而不是硝铵、硫铵或碳铵实验室制氨气用固体混合反应,加热时反应速率显著增大。因为在加热时可能发生爆炸性的分解反应:,若用硝铵代替,在制氨气过程中可能会发生危险;因为碳铵受热极易分解出CO2:,使生成的NH3中混有较多CO2杂质,故不用碳铵;若用硫铵,由于反应时生成,易使反应混合物结块,产生的氨气不易逸出。故制NH3时选用
2.不用铵盐与强碱反应能否制取氨气能。
①加热浓度在20%以上的浓氨水,若浓度不够可加人适量固体和生石灰(CaO)或烧碱:
②将浓氨水滴入盛有固体烧碱或生石灰(CaO)的烧瓶中,使平衡右移,放出,且NaOH、CaO溶于水均放热,可降低,在水中的溶解度。
③将溶于水或使尿素在碱性条件下水解。

3.为什么制NH3用Ca(OH)2而不用NaOH ①固体NaOH易吸湿结块,不易与铵盐混合充分而反应;②在加热条件下,NaOH易腐蚀玻璃仪器。
4.制NH3的装置有哪些注意事项
①收集装置和发生装置的试管和导管必须是干燥的,因为氨气易溶于水;
②发生装置的试管口略向下倾斜,以免生成的水倒流使试管炸裂;
③导管应插入收集装置的底部,以排尽装置中的空气;
④收集NH3的试管口塞一团棉花,作用是防止NH3与空气形成对流,使收集的NH3较纯,还可防止NH3逸散到空气中。
5.用什么方法收集NH3只能用向下排空气法,因为NH3极易溶于水,密度又比空气小。
6.怎样收集干燥的NH3将NH3通过盛有碱石灰或固体NaOH的干燥管,但不能选用浓、无水等作干燥剂,因为它们均能与NH3发生反应。
7.怎样检验NH3已充满试管把湿润的红色石蕊试纸放在试管口处,若试纸变蓝,则NH3已充满;把蘸有浓盐酸的玻璃棒接近试管口,若产生大量白烟,则NH3已充满。


甲烷:

(1)结构式: 、球棍模型: 、比例模型:
空间构型为正四面体。
(2)物理性质:无色无味的气体,密度0.717g/L,记忆溶于水。
(3)化学性质:通常情况下甲烷比较稳定,与高锰酸钾等强氧化剂不反应,与强酸强碱不反应,可发生氧化反应、取代反应
①氧化反应:CH4+O2CO2+2H2O
②取代反应:CH4+Cl2CH3Cl+HCl,甲烷在光照条件下反应,现象:试管内气体颜色逐渐变浅,试管壁上有油状液滴,试管中有少量白雾。甲烷中四个氢原子都可以与氯气发生取代,甲烷的4中氯代产物都不溶于水,常温下,一氯甲烷是气体,其他都为液体,三氯甲烷俗称氯仿。

甲烷与氯气等卤素单质反应的注意事项:

1.反应条件为光照,在室温或暗处不发生反应,但不能用强光直接照射,以免引起爆炸。
2.甲烷与溴蒸气、碘蒸气等纯卤素也能发生类似反应,但不能与溴水、碘水发生反应。
3.甲烷与氯气的反应是一种连锁反应,不会停留在某一步,因此产物一般是五种物质的混合物。
4.CH4与Cl2在光照条件反应,生成物中HCl的物质的量最多。
5.1mol有机物CxHy与Cl2发生完全取代反应时,消耗Cl2的物质的量为ymol。

原子共面的判断方法:

判断有机物分子中的原子是否共面,首先要熟悉常见的分子构型。如甲烷分子(CH4)为正四面体结构,其分子中最多有三个原子共面;乙烯分子 (CH2=CH2)中的所有原子共面;苯分子(C6H6)中的所有原子共面。在判断有机物分子中原子共面情况时,把要分析的分子看做是简单的常见分子的衍生物,即复杂问题简单处理
(1)在甲烷分子中,一个碳原子和任意两个氢原子可确定一个平面,即甲烷分子中有且只有三个原子共面。当甲烷分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在原来的平面上。
(2)乙烯分子中所有原子在同一平面内,键角为 120。当乙烯分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在乙烯分子所在的平面内。
(3)苯分子中所有原子在同一个平面内,键角为 120。当苯分子中的某个氢原子被其他原子或原子团取代时,则代替该氢原子的原子一定在苯分子所在的平面内。说明有机化合物分子中的单键(包括碳碳单键、碳氢单键、碳氧单键等)可以旋转;而双键、三键不能旋转


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