Question

5．（1）寫出下列化合物的結構簡式2，2，3，3，-四甲基戊烷：（CH₃）₃C-C（CH₃）₂-CH₂-CH₃．
（2）①寫出Na₂CO₃溶液與AlCl₃溶液反應的離子方程3CO₃^2-+2Al³⁺+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
②寫出由甲苯制備TNT的化學方程式：．
③Na₂CO₃溶液顯堿性，用離子方程式表示原因CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，其溶液中離子濃度大小順序為c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．
（3）除去括號中的雜質，填上適宜的試劑和提純方法乙醇（水）：CaO、蒸餾．
甲烷燃料電池（在KOH環(huán)境中）的負極的電極反應式：CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O．
（4）將煤轉化為煤氣的主要化學反應為：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）
C（s）、CO（g）和H₂（g）完全燃燒的熱化學方程式為：
C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-242.0kJ/mol
CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol
根據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫出C（s）與水蒸氣反應的熱化學方程C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.5kJ•mol^-1．

Answer 1

分析 （1）是主鏈有5個碳原子的烷烴，2號、3號碳上各有2個甲基；
（2））①Na₂CO₃溶液與AlCl₃溶液反應發(fā)生雙水解；
②甲苯在濃硫酸作用下可與濃硝酸反應生成TNT；
③Na₂CO₃溶液顯堿性是由于CO₃^2-能水解，根據(jù)碳酸鈉在溶液中的行為來分析；
（3）除去乙醇中的水的方法是加生石灰然后蒸餾即可；
KOH溶液做電解質，甲烷在負極失電子發(fā)生氧化反應在堿溶液中生成碳酸鹽；
（4）根據(jù)蓋斯定律，將所給的反應通過加減乘除等變形得所要求的目標反應，反應熱做相應的變化即可．

解答 解：（1）2，2，3，3-四甲基戊烷，主鏈有5個碳原子，2號、3號碳上各有2個甲基，結構簡式為：（CH₃）₃C-C（CH₃）₂-CH₂-CH₃，
故答案為：（CH₃）₃C-C（CH₃）₂-CH₂-CH₃；
（2）①Na₂CO₃溶液與AlCl₃溶液反應發(fā)生雙水解：3CO₃^2-+2Al³⁺+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑，故答案為：3CO₃^2-+2Al³⁺+3H₂O=2Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
②甲苯在濃硫酸作用下可與濃硝酸反應生成TNT，反應的化學方程式為，
故答案為：；

③Na₂CO₃溶液顯堿性是由于CO₃^2-能水解：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；在Na₂CO₃溶液中Na₂CO₃═2Na⁺+CO₃^2-，CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，CO₃^2-水解使溶液呈堿性，有c（OH^-）＞c（H⁺）；由于CO₃^-少部分水解，有c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-），H CO₃^-又發(fā)生第二步水解，有c（OH^-）＞c（HCO₃^-），第二步水解較第一步水解弱的多，那么c（OH^-）、c（H CO₃^-）相差不大，但c（H⁺）比c（OH^-）小的多，因此c（OH^-）＞c（HCO₃^-），溶液中離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）；
（3）除去乙醇中的水的方法是加生石灰CaO，將水反應為Ca（OH）₂，然后蒸餾即可得無水乙醇．
KOH溶液做電解質，氧氣在正極得到電子生成氫氧根離子，則正極為2O₂+4H₂O+8e^-=8OH^-，甲烷失電子在堿溶液中反應，甲烷在負極失電子發(fā)生氧化反應在堿溶液中生成碳酸鹽，此時不會有CO₂放出；負極為CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；故答案為：CaO，蒸餾；CH₄+10OH^--8e^-=CO₃^2-+7H₂O；
（4）①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H=-393.5kJ/mol
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H=-242.0kJ/mol
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H=-283.0kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律，將①-②-③可得：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.5 kJ/mol，
故答案為：C（s）+H₂O（g）═CO（g）+H₂（g）△H=+131.5 kJ/mol；

點評 本題綜合考查了原電池的電極反應、離子方程式的書寫和鹽類的水解等以及蓋斯定律，明確在離子反應中哪些物質應保留化學式及反應的實質是解答本題的關鍵，難度不大．