胡波化学竞赛题库-非水溶剂

中学化学竞赛试题资源库——非水溶剂

B组

1．与水的电离（2H 2O OH－＋H3O＋）相似，液氮中也存在着极微弱的电离，但这种电离程度比水的电离程度还要弱。下列有关叙述中不正确的是

A 液氮不导电

B 液氮冷却得到的晶体为离子晶体

C 液氨中的NH2－、NH3、NH4＋肯定具有相同的电子数

D NH2－和OH－为等电子体

2．当将金属钠溶解在液氨中时，能形成一种兰色的液氨溶液，兰色据认为是生成了电子氨化物e(NH3)n－的缘故，其生成可用以下的反应式表示：Na＋nNH3＝Na＋＋e(NH3)n－，小心蒸去氨气可得白色固体NaNH2，而且有以下反应发生：2Na＋2NH3＝2NaNH2＋H2↑，下列说法不正确的是

A 液氨不能发生电离

B 液氨能电离出NH4＋和NH2－

C 钠的液氨溶液是强的还原剂

D 蒸发钠的液氨溶液时兰色会逐渐褪去

3．液氨溶解碱金属后成为蓝色的导电能力很强的溶液，其颜色被认为是电子的氨合物［e(NH3)n－］引起的，若放置蓝色逐渐褪去，蒸发褪色后的溶液可以得到白色的氨基钠（NaNH2），反应为：2Na＋2NH3＝2NaNH2＋H2，据此有关说法不正确的是

A 溶液褪色速率与逸出氢气的速率相对应

B 液氨中有电离过程：2NH3＝NH4＋＋NH2－

C 碱金属的液氨溶液是强还原剂

D 液氨是一种非电解质，在水中才能电离

4．下列反应中，属于液氮中的酸碱反应的是

A NaNH2＋NH2Cl＝NaCl＋N2H4

B CaO＋2NH4Cl＝CaCl2＋2NH3＋H2O

C BiN＋3NH4Cl＝BiCl3＋4NH3

D NH4Cl＋NaNH2＝NaCl＋2NH3

5．在－50℃时，液氨可发生如下电离2NH 3NH4＋＋NH2－，两种离子的平衡浓度均为1×10－15mol/L，下列有关叙述正确的是

A 此温度下，液氨的离子积为1×10－15

B 在液氢中放入NaNH2，则液氨的离子积数值将增大

C 在此温度下，液氮的离子积数值为1×10－30

D 在液氨中放入NH4Cl，则液氨中的[NH4＋]将大于[NH2－]

6．实验表明，液态时，纯硫酸的导电性强于纯水。已知液态电解质都能像水那样自身电离而建立电离平衡（即像H2O＋H2O＝H3O＋＋OH－那样），且在一定温度下都有各自的离子积常数。问在25℃时，纯硫酸的离子积常数K和水的离子积常数K W关系为

A K＞K W

B K＝K W

C K＜K W

D 无法比较

7．1966年的圣诞节前，在欧拉（1994年度诺贝尔化学奖获得者）的实验室里，一名研究人员将一支快燃尽的蜡烛头扔到一装有化合物SbF5·HSO3F溶液的容器里，结果蜡（烛）很快溶解了；用核磁共振仪研究发现有大量的叔丁基正碳离子(CH3)3C＋生成（以前这种离子很难大量得到）。此研究结果表明化合物SbF5·HSO3F具有

A 超强氧化性

B 超强还原性

C 超强酸性

D 超强碱性

酸碱质子理论认为，酸给出质子后变成碱，碱接受质子后成酸，酸＝碱＋质子，此式中右边的碱是左边的酸的共轭碱，左边的酸是右边的碱的共轭酸。既能给出质子又能接受质子的物质为两性物质。酸碱中和反应的实质是质子的传递反应。超酸是指酸性比普通无机酸强106～1010倍的酸。魔酸（HSO3F—SbF5）是已知最强的超酸，它是一种很好的溶剂，许多物质（如H2SO4）在魔酸中可获得质子（即质子化）。

8．NH3的共轭酸是

A NH4＋

B NH2－

C HCONH2

D －NH2

9．下列物质中不具有两性的是

A NH3

B NaHCO3

C H2O

D Na3PO4

10．下列各组物质在一定条件下发生的反应不属于中和反应的是

A NH3＋H2O

B NaHCO3＋HCl

C H2＋CuO

D (NH4)2S＋NaOH（产生气体）

11．对H2SO4溶于魔酸中所表现出的性质的叙述正确的是

A 表现出强酸性

B 表现出弱酸性

C 表现出碱性

D 1mol H2SO4可电离出2mol H＋

12．在测定液态BrF3电导时发现，20℃时导电性很强，说明该化合物在液态时发生了电离，存在阴、阳离子。其他众多实验证实，存在一系列明显离子化合物倾向的盐类，如KBrF4、(BrF2)2SnF、ClF3·BrF3等。由此推断液态BrF3电离时的阴阳离子是13．PCl5极易水解，将PCl5投入液氨中也能发生氨解，写出PCl5氨解反应方程式。

14．从某些方面看，氨和水相当，NH4＋和H3O＋（常简写为H＋）相当，NH2－和OH－相当，NH2－（有时还包括N3－）和O2－相当。

（1）已知在液氨中能发生下列二个反应

NH4Cl＋KNH2＝KCl＋2NH2

2NH4I＋PbNH＝PbI2＋3NH3

请写出能在水溶液中发生的与上二反应相当的反应方程式。

（2）完成并配平下列反应方程式（M为金属）：

M＋NH3→

MO＋NH4Cl→

M(NH2)2→

15．从某些方面看，NH3和H2O相当。试回答：

（1）用简要的文字和相应的电离及化学方程式解释，为什么在液氨体系中可用NH4Cl 去滴定NaNH2；

（2）氨可形成多种离子，其中N2H5＋，N2H62＋是由中性分子结合质子形成的（类似NH4＋），因此有类似于NH4＋的性质。试写出N2H62＋在强碱溶液中反应的离子方程式：；

（3）若液氨相当于地球上的水以满足木星上生物生活的需要，假如那里的生命分子也是以碳链为骨架的话，那么木星上生物体内与地球上生物中葡萄糖分子结构相当的化合物是（写结构简式）。

16．酸的强弱除与本性有关外，还与溶剂有关，如HAc和HF在水溶液为弱酸，且酸性HAc＜HF；若在液氨中两者皆为强酸，这种效应称为拉平效应。

（1）HAc、HF在液氮中呈强酸性的原因是。

（2）某些溶剂对酸有区分效应，为区分HCl、HCIO4、H2SO4、HNO3的酸性强弱，应选用下列何种溶剂？

A H2O

B 液氮

C 冰醋酸

D 乙二胺

上述四种酸在你所选用的试剂中，酸性最强的是。

（3）在液氨中，NaAc＋HCl＝NaCl＋HAc这一反应能否发生？为什么？

17．参照水溶液化学反应的知识回答下面的问题：在液态BrF3中用KBrF4滴定Br2PbF10，过程中出现电导最低点。写出有关反应式。

C组

18．完成方程式（反应体系内有4mol离子）：

HNO3＋2H2SO4(100%)＝___ _______＋___ ______＋___ ______

19．完成反应方程式：在100%H2SO4中，1mol H3BO3和6mol H2SO4反应生成6mol （离子）：

20．完成在100%H2SO4中该反应方程式：I2（7mol）和HIO3（1mol）、H2SO4（8mol）生成产物16mol（离子）。

21．指出下列物质在液氨中的酸碱行为：CH3OOH、CH3CH2OH、H2NCONH2、NaH。

22．指出下列物质在100% H2SO4中的酸碱行为，写出有关化学反应式。

CH3COOH、HClO4、H2NCONH2、SO3

23．将SO3晶体溶解在硝酸中，发生了什么化学反应？写出有关化学反应方程式。

24．写出下列各反应的方程式。

（1）在液氨中，氨基钾与苯胺作用。

（2）往浓H2SO4－HNO3体系中通入HCl气体，生成NO2Cl。

25．已知液体SO2和纯水的导电性相近，实验测得两者的比电导值分别为3×10－3Ω一1cm一1和8×10－3Ω一1cm一1。试用简要的文字和化学方程式给出解释为什么液体SO

中，

2

可用Cs2SO3去滴定SOCl2？

26．非水滴定下列物质，哪些宜用酸性溶剂，哪些宜用碱性溶剂？并说明依据。

醋酸钠、乳酸钠、苯甲酸、苯酚、吡啶、水杨酸

27．在非水滴定中，为标定甲醇钠的浓度，称取苯甲酸0.1666g，消耗甲醇钠溶液8.95mL，求甲酸钠的物质的量浓度。

28．低温下，Na溶于液态NH3的反应式为：

Na＋(m＋n)NH3＝Na(NH3)m＋＋e(NH3)n－

氨合钠离子［Na(NH3)m＋］为无色物，氨合电子［e(NH3)n－］（一般浓度时）为深蓝色。取两根惰性电极分别作阴、阳电极，插入Na的液氨溶液中进行电解。请写出阴阳两极的电极反应方程式。

29．（1）根据酸碱质子理论，在硫酸中硝酸是一种弱碱，又知硫酸的一水合物是一种稳定的物质，写出N2O3与发烟硫酸反应的化学方程式。

（2）将铜溶于N2O4的乙酸乙酯溶液中可制得无水硝酸铜，同时生成一种气体，写出这个制备反应的化学方程式。

30．10cm3 0.20mol/LNH4＋的（绝对）乙醇溶液和10cm3 0.20mol/LC2H5ONa的（绝对）乙醇溶液混合。求所得溶液（20cm3）中NH4＋的浓度。

附：（绝对）乙醇的电离常数K＝8.0×10－20，NH4＋的电离常数Ka＝1.0×10－10。

31．酸碱的溶剂理论认为：酸是能给出表征溶剂特征的阳离子的物质，碱则是能给出表征溶剂特征的阴离子的物质。

（1）液态2SO 2存在着SO2SO2＋＋SO32－平衡。在液态SO2中，Cs2SO3和SOCl2可以相互滴定，写出该反应的化学方程式。

（2）二乙基锌Zn(C2H5)2在干冰的温度下可与SO2反应，写出该反应的化学方程式。

（3）PCl5、NbCl5和UCl6在液态SO2中可以发生溶剂分解反应，写出它们的化学反应方程式。

（4）在液体SO2中，NH4SCN和SOCl2反应类似于水溶液中的什么反应？写出该化学反应方程式。

（5）当亚硫酸四甲基铵的液体SO2溶液，加到AlCl3的液体SO2溶液中时，生成白色沉淀。当继续加入过量的亚硫酸四甲基铵时，沉淀又重新溶解了，写出沉淀的生成和溶解的化学反应方程式。这与水溶液中的什么反应类似？

（6）在液态SO2中还可以发生氧化还原反应。写出C2H5ONO与KI，C2H5ONO与N3－在液态SO2中反应的化学方程式。

32．酸碱的概念在化学上非常普遍，人们多次以各种方式给它们下定义．其中最常见的定义有：质子定义——凡是提供质子的分子或离子是酸，凡能接受质子的分子或离子是碱；溶剂定义——凡能增加由溶剂派生出的阳离子的溶质都是酸，凡能增加由溶剂派生出的阴离子的溶质是碱；Lewis（路易斯）定义——酸是电子对的接受体，碱是电子对的给予体，试回答下列问题：

（1）在BrF3溶剂中，BrF2AsF6属于哪类物质？试说明之。

（2）纯硫酸具有高沸点、高粘度，所以在外电场作用下，一般离子在纯硫酸中的迁移速度很慢，试推测什么样的离子在纯硫酸中的迁移速度特别快，并解释你的推测。

（3）H3PO3与碱反应仅形成两种类型的盐，这说明H3PO3是几元酸？画出其结构式并写出固体H3PO3加热时的分解方程式。

（4）当SbF5加到氟磺酸中，获得一种超酸（superacid），试写出有关反应式来说明超酸的形成。超酸体系能否在水溶液中形成？试说明你的结论（注：超酸的酸性比强酸如HNO3、H2SO4的浓水溶液大106～1010倍）。

参考答案（47）

1 B

2 A

3 D

4 C、D

5 C、D

6 A

7 C

8 A

9 D

10 C

11 C

12 BrF2＋、BrF4－

13 PCl5+9NH3＝P(NH)(NH2)3+5NH4Cl

14 （1）H3OCl＋KOH＝KCl＋2H2O或HCl＋KOH＝KCl＋H2O

2H3OI＋PbO＝PbI2＋3H2O或2HI＋PbO＝PbI2＋H2O

（2）M＋2NH3＝M(NH2)2＋H2或M＋NH3＝MNH2＋1/2H2

MO＋2NH4Cl＝MCl2＋2NH3＋H2O

M(NH2)2→MNH＋NH3或3M(NH2)2→M3N2＋4NH3

15 （1）因为液氮中存在如下平衡：2NH 3NH4＋＋NH2－，NH4Cl，NaNH2均为离子化

合物，分别可以电离产生NH4＋及NH2－。故：NaNH2＋NH4Cl＝NaCl＋2NH3

（2）N2H62＋＋2OH－＝N2H4＋2H2O

（3）CH2NH2(CHNH2)4CHNH

16 （1）NH3促使HAc、HF完全电离（2）C HClO4（3）不能，因为液氮中HAc、

HF皆为强酸（液氨中Ac－的碱性比NH3弱）

17 2KBrF4＋(BrF2)2PbF6＝K2PbF6＋4BrF3

18 NO2＋＋H3O＋＋2HSO4－

19 H3BO3＋6H2SO4＝B(HSO4)4－＋3H3O＋＋2HSO4－

20 7I2＋HIO3＋8H2SO4＝5I3＋＋3H3O＋＋8HSO4－

21 根据溶剂体系理论，液氨作为一种碱性溶剂，碱性比水大，某些物质在氨中的酸碱行

为也明显地不同于水。CH3COOH在水中是弱酸，在液氨中变为强酸：CH3COOH＋NH3＝NH4＋＋CH3COO－，而CH3CH2OH、H2NCONH2这些在水中根本不显酸性的分子，也可以在液氮中表现为弱酸：CH 3CH2OH＋NH3CH3CH2O－＋NH4＋；H2NCONH2＋NH 3H2NCONH－＋NH4＋。大部分在水中被认为是碱的物种，在氨中或者不溶解，或者表现为弱碱，只有极强的碱才能表现为强碱：H－＋NH3＝NH2＋H2↑。

22 CH 3COOH＋H2SO4HSO4－＋CH3COOH2＋碱

HClO 4＋H2SO4HSO4＋＋ClO4－酸

H 2NCONH2＋H2SO4H2NCONN3＋＋HSO4－碱

SO 3＋H2SO4＝H2S2O7，H2S2O7＋H2SO4H3SO4＋＋HS2O7－酸

23 SO 3＋H2O＝H2SO4；2H2SO4＋HONO22HSO4－＋NO2＋＋H3O＋；

SO3＋HNO3＝NO2＋HSO4－；SO3＋2HNO3＝(NO2)2SO4＋H2O；

2SO3＋HNO3＝NO2HS2O7；2SO3＋2HNO3＝(NO2)2S2O7＋H2O

24 （1）KNH2＋C6H5NH2?

?液氨C6H5NHK＋NH3

?→

（2）2H 2SO4＋HNO32HSO4－＋NO2＋＋H3O＋

2HCl＋NO2＋＋2HSO4－＋H3O＋＝NO2Cl＋2H2SO4＋H3OCl

25 液体SO2的自电离与水相似：2SO2→SO2＋＋SO32－；在液体SO2中，SOCl2、Cs2SO3如

下电离：SOCl2→SO2＋＋2Cl－；Cs2SO3→2Cs＋＋SO32－。两者混合使电离平衡向左移动析出SO2，SOCl2＋Cs2SO3→SO2＋2CsCl

26 弱酸在非水滴定时，溶剂的固有酸度越小，滴定反应越完全，故选择碱性溶剂（或情

性溶剂），而弱碱在非水滴定时，溶剂的碱性越弱，越有利于反应，故选择酸性溶剂（或情性溶剂）。本题中，醋酸钠、乳酸钠、吡啶在非水滴定时，应选择酸性溶剂，而苯甲酸、苯酚、水杨酸则应选择碱性溶剂

27 0.1526mol/L

28 阳极：e(NH3)n－＝nNH3＋e－，阴极：e－＋nNH3＝e(NH3)n－

29 （1）N2O3＋3H2SO4＝2NOHSO4＋H2SO4·H2O

（2）Cu＋2N2O4＝Cu(NO3)2＋2NO↑

30 9.0×10－6mol·dm－3

31 （1）Cs2SO3＋SOCl2＝2SO2＋2CsCl2

（2）Zn(C25)2＋2SO2＝ZnSO3＋(C2H5)2SO

（3）PCl5＋SO2＝POCl3＋SOCl2；NbCl5＋SO2＝NbOCl3＋SOCl2；

UCl6＋2SO2＝UOCl4＋2SOCl2。

（4）2NH4SCN＋SOCl2＝2NH4Cl↓＋SO(SCN)2

（5）2AlCl3＋3(Me4N)2SO3＝Al2(SO3)3↓＋6Me4NCl；

Al2(SO3)3＋3(Me4N)2SO3＝2(Me4N)3Al(SO3)3

（6）2C2H5ONO＋2SO2＋2I－＝I2＋2NO↑＋SO32－＋(C2H5)2SO；

C2H5ONO＋2SO2＋2N3－＝2NO↑＋3N2↑＋(C2H5O)2SO＋SO32－

BrF2＋＋BrF4－；BrF2AsF6BrF2＋＋AsF6－

32 （1）2BrF

BrF2AsF6在BrF3中是酸（溶剂酸）。

（2）HSO4－和H3SO4＋两种离子在纯H2SO4中迁移速度特别快，这是因为H2SO4分子之间通过氢键连接成网状，在外电场作用下，HSO4－和H3SO4＋在网上迁移，所以HSO4－和H3SO4＋在纯H2SO4中迁移速度特别快。

（3）H3PO3是二元酸4H3PO43H3PO4＋PH3↑

（4）

或

超酸体系不能在水溶液中形成，因为在任何水溶液体系中，其酸度都被存在于水溶液中的H3O＋所限定，即使最强的酸在水溶液中也只能是H3O＋，达不到超酸的酸性。