1mol金刚石有多少mol碳碳单键?1mol石墨有多少mol碳碳单键?

要解决这个问题,得从两者的结构说起:石墨为一层一层的,而金刚石是立体网状结构。具体如下图:

金刚石结构中,1个C原子共形成4个碳碳单键,但每个碳碳单键由2个C原子组成,则实际上1个C原子形成的碳碳单键数量=4*1/2=2个。而1mol金刚石有NA个碳原子,则1mol金刚石含有的碳碳单键数为2mol(或2NA个);而石墨一层一层的,1个碳原子形成3个碳碳单键,但每个碳碳单键由2个C原子组成,则实际上1个C原子形成的碳碳单键数量=3*1/2=1.5个。所以1mol石墨含有碳碳单键1.5mol(或1.5NA)。

但这些最大的问题是,碳原子最外层有4个电子,为什么石墨中的碳原子只形成3个碳碳单键?还有一个电子呢?石墨中剩下的那个未成键的电子与共平面的所有碳形成离域派(Л)键

刚做完2017广州二模理综化学,有点感想

不管自己是否任教高三,每年的广州一、二、三模,广东高考理综化学卷我都会做一遍。今年,也不例会。广州一模做完后,感觉不理想,才89分。其中27题多空答案与标准答案有出入,仅这题就失5分,很郁闷。后来与高三同事交流,同事直接质疑27题设计是不是本来就存在争议。二模也考过多时了,试卷也早已拿到,但自己一直都没有心情做。今天五一第二天的假期,无所事事,回了趟学校给宿舍阳台的花浇浇水。回市区时,看到桌面扔了好几天的二模试卷就带回做了。

刚做完,感觉二模试卷设计比一模的明朗好多(也就是题意不会给人造成很大的误解)。网上对照了标准答案,比一模好了点,94分。这个算是比较正常的分数。因为照往年练习的分数看,基本也就是95左右。鲜有拿100分的,除了某一次的(好像是12年的)拿了个满分。说说自己做的感觉和失分情况吧。

选择题42分照例拿满。但其中的11题还是把我卡了一下,幸好不费多时就识别出坑点。重新看看选择题11题:A、把浓盐酸滴入MnO2中,现象是“产生黄绿色气体”,这个缺少加热,错;B、浓硝酸遇铝,不会产生红棕色NO2,因为常温下钝化;C、酸化的FeCl2滴入H2O2中,溶液变成棕黄色,这个反应方程式是:2FeCl2 + H2O2 + 2HCl = 2FeCl3 + 2H2O,这个没有气体放出,也错;D、Fe2(SO4)3滴入铜粉中,三价铁变二价,铜单质被氧化成二价铜,溶液变蓝,但不会有黑色固体产生,也错。分析完愣了,那里出问题了?重新梳理一遍,发现C选项猫腻。把酸化的FeCl2滴入H2O2中,因为是逐滴滴入,开始时H2O2过量,把滴入的少量FeCl2氧化成FeCl3后,Fe3+对H2O2催化分解,即会产生O2。差点入坑。

26题(1)第3小问,C瓶溶液的溶质漏填NaOH,扣1分。其实也不是漏填,之前写的答案就是NaOH、NaClO、NaCl(因为题干说饱和NaClO溶液PH才11,但C为12,所以当时就觉得应该有NaOH)。后来划掉NaOH的原因是,如果C还剩NaOH,那么D瓶怎么会使紫色石蕊褪色?C瓶若NaOH过量,应该不会再有Cl2进入D瓶才对。这一分真的扣了,我也还想不明白。唉~~~

27题扣了2分:其中一分是倒数第二问中Bosch反应必须在高温下才能启动,原因是“活化能高”,没想到,而错用吉布斯自由能中,反应熵变减小,高温利于焓判据。最后一问“新方案”优点“氢气利用率100%”,答成“转化等量CO2需氢气少,减少电解水的能量损耗”,再扣1分。

28题同样扣了2分:其中1分是错在写铋离子水解离子方程式时,生成的BiOCl没有写沉淀符号。这个是由于没充分提取题干信息而造成的。题目中已指明BiOCl是混入浸出渣中的,这就证明它是难溶物。最后(5)中,“母液2”中可回收的主要物质NH4NO3,错填成“氨水”。

36有机合成题,错得真是有点丑愧。本学期说是上有机,遇到命名题目时,常常提醒学生,不要把丁二烯写成二丁烯。结果,今天我就把“丙酸二乙酯”错写成“丙酸乙二酯”。

35题由于我校不选做,所以今晚没有做这一题。相信做了也拿不了多少分,毕竟不开选修3,结构化学考点遗忘率很大。

烯烃被酸性高锰酸钾氧化是不是都会产生二氧化碳

在学习烷烃与烯烃性质对比时,经常会遇到这样一个问题:除去CH4含有的少量CH2=CH2时,不能使用酸性高锰酸钾的洗气瓶,因为被酸性高锰酸钾氧化时会产生CO2,引入新的杂质。那么是否意味着所有烯烃被酸性高锰酸钾氧化时都会产生呢CO2

当然不是!要理解好这个问题,得首先从烯烃被酸性高锰酸钾氧化的原来来分析:乙烯被酸性高锰酸钾氧化时,是先断开双键,然后在“断开”的两半,各接上一个氧原子。如:CH2=CH2双键断开时,得到两半“CH2=”和“=CH2”(这两半是一样的)。然后在断开的半个双键处接上一个氧,如:O=CH2。这个其实就是甲醛!醛基具有还原性,会断续被氧化成甲酸HCOOH。然而HCOOH分子中还是有醛基结构,会继续被氧化成HOCOOH。这个结构中1个碳原子接了2个羟基,会自动脱水,再形成一个碳氧双键,成为O=C=O,这个就是CO2。如下图:

再看CH3CH=CHCH3被酸性高锰酸钾氧化时,双键断开时,得到两半“CH3CH=”和“=CH2”,根据上述原理,两半接氧原子后得到CH3CHO和CH2O,两者氧化后最终得到CH3COOH和CO2。

但如果是CH3CH=CHCH3时,双键断开时,得到两半都是“CH3CH=”,则氧化后得到的只有CH3COOH。

综上所述,烯烃被酸性高锰酸钾氧化是到底有没有CO2,要看该烯烃有没有“=CH2”这一结构,如果有,这一结构最终会被氧化成CO2。

等效平衡原理解剖与典例分析

化学上的等效平衡指:在一定条件下,初始加入量不同,但是达到平衡时各组成百分含量相同的两个或多个平衡。

根据反应条件及反应方程式中气体计量数之和的关系,将等效平衡分为3中情:

1.恒温恒容时,气体计量数之和不等,如果平衡时是等效的,则必须“完全等效”。即初始加入量通过等量转化(将一边反应物归零)后完全一样,平衡才等效。

以上三种初始加入量,经等量转化后,都相当于初始加入量为2mol SO2(g)和1mol O2,三种情况下达到的平衡为“完全等效”平衡。

两平衡等效的特征:两平衡混合物中,同一物质的物质的量相同、物质的量浓度相同、百分含量相同

2.恒温恒容时,气体计量数之和相等,如果平衡是等效的,则“比例等效”,即初始加入量成等比例关系。

以上四种初始加入量,经等量转化后,相当于H2和I2初始加入量的物质的量比都为1:1,四种情况下达到的平衡为“比例等效”平衡。

两平衡等效的特征:两平衡混合物中,同一物质的百分含量相同,物质的量之比、物质的量浓度之比与反应物同比例

3.恒温恒压时,无论气体计量数之和是否相,都是“比例等效”。

两平衡等效的特征:两平衡混合物中,物质的量浓度相同、百分含量相同

对于以上三种情况,会有这样的疑问:

疑问1:恒温恒容时,气体计量数之和不等,如果不是完全相同的初始加入量,而是等比例加入,能否形成等效平衡?如不能,为什么?

分析:第一、二两种情况虽是等比例,但由于恒容,第二种情况形成的压强肯定比第一种要大,且该反应气体系数之和不等。第二种情况相当于在第一种情况下增大压强,平衡会向正反应方向移动,使两种情况的反应物转化率不同,最后形成的平衡混合体系中,各组成的百分含量肯定不同。所以恒温恒容,且气体系数之和不等的反应,必须是等效转化后,初始加入量必须完全相同,才能形成等效平衡。

疑问2:恒温恒容时,气体计量数之和相等,如果初始加入量不成比例,为什么不能形成等效平衡?

分析:我们可以把第二种初始加入量分解成1mol H2和(1 mol +0.5mol)I2。然后加入时先加1mol H2和1 mol I2,平衡后与第一种情况肯定为等效平衡。然后在第二种情况下,再加0.5molI2,这时相当于在平衡的基础上增大了I2的浓度,平衡会向右移动,则H2的平衡转化率肯定比第一种情况的大。最终的平衡混合体系中,各组分的百分含量肯定不相同。

等效平衡解题应用:

例1.一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2 mol SO2和1 mol O2,发生反应2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g),达到平衡后改变下述条件,SO3气体平衡浓度不改变的是

分析:要使SO3气体平衡浓度不改变,则改变条件后,所形成的平衡要与原平衡等效。该反应时前后气体系数不等的反应,A选项“同温同容”条件下,需要等效转化后,初始加入量要与原平衡完全相同,形成“完全等效”。而充入1 mol SO3,等效转化,只是相当于充入1 mol SO2和0.5 mol O2,且还要考虑充入后压强的影响,两次平衡不等效,A错;B选项“同温同压”,只需“比例等效”, 充入1 mol SO3,等效转化后,相当于充入1 mol SO2和0.5 mol O2,与原来初始加入2 mol SO2和1 mol O2都是2:1,成“比例等效”,所以B正确;C选项“同温同压”,只需“比例等效”,但只充入1 mol O2,与原来初始加入不成“比例等效”,C错。D选项,充入不反应气体,恒压下,相当于降低反应体系压强,平衡向气体系数之和大的一方移动,D错。

例 2.一个真空密闭容器中盛有1mol PCl5,加热到200℃时发生如下反应:PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g),反应达到平衡时,混合气体中PCl5所占体积分数为M%。若在同一温度和同一容器中,最初投入是2mol PCl5,反应达平衡时,混合气体中PCl5所占体积分数为N%。则M和N的关系

A.大于    B.小于    C.等于    D.不能肯定

分析:该反应是前后气体系数不等的,同温同容下,两次充入量不相等,不能成为等效平衡。我们可以改变下思路,把条件改成“同温同压”,则可形成“比例等效”。所以我们可以假设把投入2mol PCl5的容器扩大到原来的两倍,这时压强与充入1mol PCl5相同,则形成“比例等效”,则两者混合气体中PCl5所占体积分数应该相等M=N。然后再把2mol PCl5的容器缩小回原来的体积,则相当于在原平衡基础上增大压强,平衡后向气体系数之和最小的一方,即生成PCl5一方移动,使得PCl5所占体积分数为N%增大,所以应该有M<N,B正确

以上有不当之处,还望指正。

关于2016~2017第一学期某市期末高二化学B卷一题的疑问

原题节选:C(s)+ H2O(g)  CO(g) +H2(g)   ΔH=+131.3 kJ.mol-1,以上反应达到平衡后,在体积不变的条件下,以下措施有利于提高H2的产率的是         。(填序号)

A.降低温度 B.增加水蒸气的用量 C.加入催化剂 D.用CO吸收剂除去CO

命题方那边给来的参考答案是:BD

D答案没有问题。但B选项,个人感觉应该是使H2产率降低的。题目要求是有利于提高H2的产率,在此不再去论证产率的计算公式。个人感觉,产物的产率应该与反应物的转化率成正比。反应物的转化率越大,则生成物的产率也就越大。体积不变的情况,增加水蒸气的用量,水蒸气的浓度增大,平衡右移,只能肯定的是,H2产量是提高了(注,是产量多了)。但由于体积不变的情况,增加水蒸气的用量,压强也相应增大,并且C是固体,方程右边气体系数之和大于左边。压强增大后,平衡会向左移,使得H2O(g) 的转化率减小。H2O(g) 的转化率减小了,则H2的产率也应该是减小的。

以上题目的原题选项是:

A.升高温度 B.增加碳的用量 C.加入催化剂 D.用CO吸收剂除去CO

则原题的答案AD是不存在争议的。只是修改了选项后,本人对B答案存在较大的疑问。希望有同行能解决阿柯的思维困惑。

若打开K2,平衡后B容器的体积缩至0.4a L,则打开K2之前,气球B体积为

题目:如图所示,A是由导热材料制成的密闭容器,B是一耐化学腐蚀且易于传热的透明气囊.关闭K2,将各1mol NO2通过K1、K3分别充入A、B中,反应起始时A、B的体积相同均为a L.

①B中可通过______判断可逆反应2NO2==N2O4已经达到平衡.
②若平衡后在A容器中再充入0.5mol N2O4,则重新到达平衡后,平衡混合气中NO2的体积分数______(填“变大”“变小”或“不变”).
③若容器A中到达平衡所需时间t s,达到平衡后容器内压强为起始压强的0.8倍,则平均化学反应速率v(NO2)等于______.
④若打开K2,平衡后B容器的体积缩至0.4a L,则打开K2之前,气球B体积为______L.

解析:①②③小问都较容易,本文主要分析第④小问。第④问,主要考察等效平衡知识。网上对此题第④问的分析基本上都是“打开K2,则相当于是在等温等压时的平衡,因此平衡时等效的.由于此时反应物的物质的量是B中的二倍,所以打开K2之前,气球B体积为(aL+0.4aL)÷2=0.7aL”。从网友反馈的情况来看,如此分析,很多人仍然无法理解。为此,阿柯整理了一下自己的思路,发上来,供大家参考,希望能给迷茫的人一些启示。

解法1:当打开K2,B容器的体积缩至0.4a L(A仍然保持原来体积),则此时的总体积为(aL+0.4aL)。相当于起始时充入2mol NO2于一个1.4aL的容器中使反应达平衡。由于此时的平衡,和K2打开前的温度和压强是一样的,则两次的平衡是等效的。2mol NO2平衡时对应的体积是1.4aL,则K2打开前B装置充入1molNO2平衡时对应的体积设为x,列关系式得:2mol/1.4aL=1mol/xL,解得x0.7aL(此分析是网上答案的一个补充说明)。如果对分析1还是抱有疑问,请继续看解法2

解法2:因为2NO2==N2O4为气体物质的量减少的反应,在K2打开前,A装置体积不变,则随着反应达到平衡,压强会一直降低。而B装置体积会随着气体减少而缩小,达平衡后强压不会变。则两装置平衡后,B的压强比A高,打开K2后,B体积就会缩小,直至AB两装置压强相等。根据题意,B体积缩小至0.4a L和体积为aL的A装置压强相等,根据气体物质的量与容器体积、形成压强的对应关系,相当于起始时2mol NO2分在AB两装置当中的物质的量为:A装置NO2=(2mol/1.4aL)*aL=10/7mol,B装置NO2=(2mol/1.4aL)*0.4aL=4/7 mol(即10/7mol NO2在aL的A装置达到平衡的压强与4/7 mol NO2在0.4aL的A装置达到等效平衡时的压强相等)。再由比例关系,4/7 molNO2对应的体积是0.4aL,则打开K2前,B中充入的1 molNO2对应的体积设为x,列关系式得:4/7 mol/0.4aL=1mol/xL,解得x=0.7aL

若保持压强一定,再加入B,则反应体系气体密度减小

原题:在盛有足量A的体积可变的密闭容器中,加入B,发生反应:A(s)+2B(g)=4C (s)+D(g),△H<0。在一定温度、压强下达到平衡。平衡时C的物质的量与加入的B的物质的量的变化关系如图。下列说法正确的是(   )

410A.平衡时B的转化率为50%

B.若再加入B,则再次达到平衡时正、逆反应速率均增

C.若保持压强一定,再加入B,则反应体系气体密度减小

D.若保持压强一定,当温度升高10℃后,则图中θ>45º

解析:此题关键是对图像的理解,由“平衡时C的物质的量与加入的B的物质的量的变化关系如图”结合图像中两者的关系角度可知,当加入1molB时,平衡就有1molC生成。

根据反应:A(s)+2B(g)==4C (s)+D(g)

起始:                   1          0

平衡:                   0.5        1

可得到B的平衡转化率为50%,A对。

B选项,由于体积可变(保持恒压),加入B后,浓度不变,速度也不变。(是不是也可解理加入B后,B浓度不变,但D的浓度减少,平衡右移,对比原平衡,正速率减少,逆速率也减小)。B错。

C选项麻烦点,假设加入的B物质是nmol,其中有一半的B参加反应。根据反应可得:

根据反应:A(s)+2B(g)==4C (s)+D(g)

起始:                   n          0

变化:      0.25n   0.5n        n         0.25n

则反应后的气体质量就是消耗固体0.25n mol A的质量和加入的n molB的质量-n mol 固体C的质量,而气体体积则是B和D的物质的量之和。设A的摩尔质量、B的摩尔质量C的摩尔质量分别为MA、MB、MC。

根据ρ=m/v=0.25nMA+nMB-nMC/(0.5n+0.25n)Vm=0.25MA+MB-MC/0.75Vm

由上式可知,代表加入B的物质的量的n在运算中被约掉了,也就是说,最后气体密度与加入B的多少没有关系。C错。

D选项,由于反应为放热反应,温度升高后,平衡将左移,使得之前“加入1molB时,平衡就有1molC生成”变为“加入1molB时,平衡时C的物质的量就<1mol”。根据数学的关系,取点连线后,图中的θ角要<45º

X、Y、Z三点,CO的转化率由大到小的顺序是

原题节选:图2表示反应110的反应物NO、CO的起始物质的量比、温度对平衡时CO2的体积分数的影响。X、Y、Z三点,CO的转化率由大到小的顺序是                      

112

解析:这选项的关键点是“反应物NO、CO的起始物质的量比”的理解。如果你从数学的角度,考虑这个比值的增大会有多种方式,那就刚好掉入设计者的思维陷阱中。其实这个比值的增大,思考时只保持分母n(CO)的值不变,然后增大分子n(NO)的值就得了。这样一来,n(NO)浓度增大,上述平衡正向移动,则CO的转化率会随NO、CO的起始物质的量比不断增大。所以答案应该为Z>Y>X

起始向容器充入1.0 molCl2和0.8 molCO,达到平衡时,Cl2转化率小于60%

原题:

一定条件下进行反应:14向2.0 L恒容密闭容器中充入1.0 mol COCl2(g),经过一段时间后达到平衡。反应过程中测得的有关数据见下表:

t/s 0 2 4 6 8
n(Cl2)/mol 0 0.30 0.39 0.40 0.40

下列说法正确的是(   )

A.保持其他条件不变,升高温度,平衡时c(Cl2)=0.22 mol·L-1,则反应的ΔH<0

B.若在2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器进行该反应,化学平衡常数不变

C.保持其他条件不变,起始向容器中充入1.2 molCOCl2、0.60 molCl2和0.60 molCO,反应达到平衡前的速率:v(正)<v(逆)

D.保持其他条件不变,起始向容器中充入1.0 molCl2和0.8 molCO,达到平衡时,Cl2的转化率小于60%

解析:答案为CD。根据平衡时有关数据表,可知平衡时c(Cl2)=0.20 mol·L-1升高温度后变为c(Cl2)=0.22 mol·L-1,证明升温正向移动,应为吸热,ΔH<0,A错。反应存在热效应,而平衡常数会随温度变化而变化,B错。C选项考察Qc与K的关系,由于题目中的平衡数据,算出K,然后代选项中的数据算出Qc,可得Qc〉K,则C对。以上三个选项较容易。

对于D选项,有两种思维方式:

一、利用K相等,算CO转化率:

11

则有:K=c(Cl2)c(CO)/c(COCl2)=(1.0-x)(0.8-x)/x  (K值可由题目平衡数据算出),解得x,即可求CO转化率<60%。但此解法要得出x值,要解一元二次方程,难度很大。

二、利用等效平衡理论:

12

根据等效平衡理论,与上述等效的投料可以是(一边为零,等效转化):

13

这样一看,就可以看出了起始加入1.0 molCl2和1.0 molCO,达到平衡时,Cl2的平衡浓度与起始加入1.0molCOCl2时是一样的,都为0.4mol,则可得Cl2转化率等于60%。而D选项中1.0 molCl2和0.8 molCO,相当于在上述投料的平衡中抽掉0.2mol的CO。这样会使平衡正向移动,重新达到平衡时,Cl2的转化率自然就小于60%

改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应

改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,求出的中和热数值为什么和原来相同?

选修4或者必修2中,关于中和热测定时,盐酸与氢氧化钠的用量上,是使用50mL0.50mol/L盐酸和50mL0.55mol/LNaOH进行实验,氢氧化钠稍过量,可以保证盐酸完全反应,使测得的中和热误差减小。至于为什么不能使盐酸稍过量的原因,之前的一篇日志已分析过,在此就不用再重复了。但如果改用60mL0.50mol/L盐酸跟50mL0.55mol/LNaOH溶液进行反应,求出的中和热数值为什么和原来相同?这个用量的配比,不也是酸比碱稍多吗?为什么又没有影响?

中和热只是指生成1mol水时所释放出的热量,与反应酸碱的量多少是无关的。但反应酸和碱的量多了或少了,只会影响反应放出热量的多少,不会影响中和热求算的值。