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2-溴丁烷在不同溶剂中与亲核试剂发生取代反应,经历不同机理。已知:(A) 在丙酮中与 NaOH 反应按 SN2 机理进行,速率常数为 k₂ = 2.0×10⁻³ L·mol⁻¹·s⁻¹;(B) 在水中发生溶剂解,按 SN1 机理进行,速率常数为 k₁ = 5.0×10⁻⁵ s⁻¹。某时刻两种体系中 2-溴丁烷的浓度均为 0.10 mol·L⁻¹,且体系 A 中 OH⁻ 的浓度为 0.50 mol·L⁻¹。请完成下列计算:(1) 计算体系 A(SN2)的初始反应速率 v_A;(2) 计算体系 B(SN1)的初始反应速率 v_B;(3) 计算 v_A 与 v_B 的比值 v_A/v_B;(4) 根据速率方程中是否包含亲核试剂浓度,判断两种体系中速控步骤分别涉及几个物种。
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镧系元素的特征氧化态为+3。某小组讨论镧系元素中出现非+3氧化态的规律,并给出如下判断:①Eu和Yb可分别形成+2氧化态,因其分别具有4f⁷和4f¹⁴的半充满、全充满稳定构型;②Ce和Tb可分别形成+4氧化态,因其+4态分别对应4f⁰和4f⁷的稳定构型;③凡能形成+2氧化态的镧系元素也必然能形成+4氧化态;④Nd可形成+4氧化态,Pr可形成+4氧化态,均可用稳定构型解释。请逐条判断①—④的正误,并将所有正确判断的序号按从小到大依次列出(若全错则写“无”)。
ds区元素指其价层电子构型为 (n-1)d¹⁰ns¹⁻² 的元素。请按要求完成:(1) 依据电子构型判断,ds区元素中位于第四周期的元素共有哪几种?(2) d区元素(第四周期)共有8种(Sc至Ni)。计算第四周期中d区元素种数与ds区元素种数之差。
某温度下苯酚的电离常数 Ka = 1.0×10⁻¹⁰。取苯酚配制成 0.010 mol/L 的水溶液,假设苯酚微弱电离且水的电离可忽略,试计算该溶液中氢离子浓度 c(H⁺) 与 pH 值;随后向足量浓溴水中加入少量苯酚,写出发生亲电取代反应所得白色沉淀产物的名称及其被溴取代的位置(用数字编号表示苯环上的取代位)。
用某螯合萃取剂从水溶液中萃取稀土离子 Ln³⁺,已知分配比 D=9,有机相与水相体积相等。萃取百分率按 E = D/(D+V水/V有) × 100% 计算。求:(1)单级萃取时稀土的萃取率 E;(2)若每次都用等体积的新鲜有机相对同一水相进行多级错流萃取,则至少萃取几次,才能使水相中残留的稀土量降到初始量的 1% 以下?
某核燃料样品含纯净的钍-232,其放射性半衰期为 1.4×10^10 年。设样品初始质量为 m₀,经过 2.8×10^10 年后,剩余未衰变的钍-232 的质量分数为多少?在此期间样品共经历了几个半衰期?
2-溴-3-甲基丁烷在乙醇钠的乙醇溶液中加热发生消除反应。请计算并回答:(1)写出该反应的主要有机产物(用系统命名法命名);(2)若改用乙醇(弱碱)在加热条件下使同一起始物发生 E1 消除,写出主要产物的系统命名;(3)乙醇钠体系中产物混合物经分离测得 Zaitsev 产物与 Hofmann 产物摩尔比为 4:1,计算 Zaitsev 产物占烯烃总量的质量分数(设两种烯烃摩尔质量分别为 70 g/mol 和 70 g/mol,以百分数表示,结果保留整数)。
正丁烷分子绕 C2—C3 σ 键内旋转,其构象中能量最低者为对位交叉(anti)构象,两个邻位交叉(gauche)构象的能量均比对位交叉构象高 3.8 kJ/mol。设 298 K 时(RT = 2.478 kJ/mol),已知 e^(-1.533) ≈ 0.216。(1)写出单个 gauche 构象与 anti 构象的分子数之比;(2)考虑到 gauche 构象有两个等价形式,求全部 gauche 构象分子数之和与 anti 构象分子数之比 N_gauche/N_anti(保留两位小数);(3)计算正丁烷分子中处于 gauche 构象的摩尔分数(以百分数表示,保留一位小数)。
将 0.10 mol AgNO₃ 溶于 1.0 L 浓度为 2.2 mol/L 的氨水中,溶液中发生配位反应 Ag⁺ + 2NH₃ ⇌ [Ag(NH₃)₂]⁺,其稳定常数 Kf = 2.0×10⁷。假设配位反应完全进行,忽略 Ag⁺ 的其他副反应,试计算达平衡时溶液中游离 Ag⁺ 的浓度(mol/L),并判断该体系中银主要以何种形式存在。
已知La³⁺的离子半径为103 pm,Lu³⁺的离子半径为86 pm,镧系元素La到Lu共14个间隔,镧系收缩导致Ln³⁺半径随原子序数近似线性减小。请计算:(1) Ln³⁺半径平均每个间隔减小多少 pm(结果保留1位小数);(2) Eu位于La之后第6个元素位置(原子序数63),按上述线性规律估算Eu³⁺的离子半径(结果取整数)。
已知 25℃ 时 Zn(OH)₂ 的溶度积 Ksp = 3.0×10^(-17),其两性溶解平衡 Zn(OH)₂ + 2OH⁻ ⇌ [Zn(OH)₄]²⁻ 的平衡常数 K = 2.8×10^(-15)。取 0.10 mol Zn(OH)₂ 固体,加入 1.0 L 浓度为 1.0 mol·L⁻¹ 的 NaOH 溶液中,充分搅拌后仍有部分固体存在。求溶液中 Zn²⁺ 的浓度(mol·L⁻¹)。
某钴(III)配合物组成为 Co(NH₃)ₙCl₃(n 为正整数)。取该配合物 0.002 mol 溶于水,加入足量 AgNO₃ 溶液,充分反应后过滤、干燥,得到 AgCl 沉淀 0.004 mol(AgCl 的摩尔质量按 143.4 g/mol 计,沉淀质量为 0.5736 g)。已知配合物中处于外界、可被 Ag⁺ 沉淀的 Cl⁻ 才能生成 AgCl,且该配合物配位数为 6。(1)计算外界 Cl⁻ 的数目;(2)确定 n 的值;(3)写出该配合物的化学式(内界与外界用方括号区分)及其系统命名。
将 23.0 g 乙醇(CH₃CH₂OH,摩尔质量 46 g/mol)与过量氢溴酸共热,发生取代反应生成溴乙烷(CH₃CH₂Br,摩尔质量 109 g/mol)。已知该反应的产率为 85%。请计算:溴乙烷的理论产量和实际产量各是多少克?(结果保留三位有效数字)
某镧系元素配合物的组成可写为 [Ln(NO₃)₃(bipy)₂],其中每个 NO₃⁻ 均以双齿方式配位(每个配位 2 个氧原子),bipy(2,2'-联吡啶)为双齿氮配体(每个配位 2 个氮原子),Ln 无其他配体。请计算:(1) 该配合物的配位数;(2) 配位原子总数中氧原子与氮原子的数目之和。
某烯烃 0.20 mol 与过量热酸性高锰酸钾溶液充分反应,碳碳双键被完全氧化断裂,有机产物中仅得到一种酮——丙酮。经分离测定,丙酮的物质的量为 0.40 mol。(已知丙酮摩尔质量 58 g/mol)(1) 写出该烯烃的结构简式与系统命名;(2) 计算理论上生成丙酮的质量。
镧系元素通式为 Ln,其基态价层电子排布为 4f^(0~14)5d^(0~1)6s²,失电子形成离子时先失去 6s 电子,再依次失去 5d、4f 电子;Xe 原子序数为 54。(1) 以 Gd(Z=64)为例,写出 Gd³⁺ 的 4f 电子数计算式并求其基态组态;(2) 按 f 电子数等于 Z−57 的规律,指出 Ln³⁺ 系列中 4f 电子数为 7 的元素(写元素符号);(3) 结合 4f⁰、4f⁷、4f¹⁴ 电子构型特别稳定的规律,从全系列中分别确定能稳定以 +4 氧化态存在的元素和能稳定以 +2 氧化态存在的元素(各写元素符号及其对应离子的 4f 电子数)。
已知铜(Z=29)、锌(Z=30)、铬(Z=24)、锰(Z=25)四种元素。请分别写出它们的基态核外电子排布式,指出其中属于ds区的是哪两种元素,并计算这四种元素基态原子中未成对电子数之和。
氰化法提银利用了Ag+与CN⁻形成稳定配离子[Ag(CN)₂]⁻的性质。已知Kf([Ag(CN)₂]⁻)=1.0×10²¹,Ksp(AgCl)=1.8×10⁻¹⁰。将0.010 mol AgCl加入1.0 L某浓度的KCN溶液中,恰好完全溶解(溶解后溶液中Cl⁻全部游离)。设溶解后游离CN⁻浓度远小于0.010 mol/L,可作合理近似。求:(1) 溶解后溶液中游离Ag⁺的浓度;(2) 所需KCN溶液的最低起始浓度(mol/L)。
某反应在 300 K 时平均反应速率为 2.4×10⁻³ mol·L⁻¹·s⁻¹。经验表明,温度每升高 10 K,该反应速率增大到原来的 2 倍。试计算 330 K 时该反应的平均反应速率。
氰化法提银:金矿中的单质银在通入空气条件下被氰化钠溶液浸取,生成可溶的二氰合银(I)配离子,反应为:4Ag + 8NaCN + O₂ + 2H₂O = 4Na[Ag(CN)₂] + 4NaOH。现用含 NaCN 39.2 g 的氰化钠溶液处理某银精矿,假设 NaCN 全部按上式参与配位、银全部溶解且不考虑其他消耗。计算:(1) 理论上最多可提取银的质量;(2) 生成 Na[Ag(CN)₂] 的物质的量。(相对原子质量:Ag 108,Na 23,C 12,N 14)