题目内容

(12分)本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。

       A.(12分)2010年上海世博会场馆,大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED品片,材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、lnGaN(氮化铟镓)为主。砷化镓的品胞结构如右图。试回答:

   (1)镓的基态原子的电子排布式是              

   (2)砷化镓品胞中所包含的砷原子(白色球)个数为            ,与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为              

   (3)下列说法正确的是             (填字母)。

            A.砷化镓品胞结构与NaCl相同

            B.第一电离能:As>Ga

            C.电负性:As>Ga

            D.砷化镓晶体中含有配位键

E.GaP与GaAs互为等电子体

   (4)N、P、As处于同一主族,其氢化物沸点由高到低的顺序是              

   (5)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为                。   

       B.(12分)乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应:

CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O

       已知:①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH;

       ②部分有机物的沸点:

试剂

乙醚

乙醇

乙酸 

乙酸乙酯

沸点(℃)

34.5

78.5

117.9 

77

       请回答下列问题:

   (1)浓硫酸的作用是               ,球形干燥管的作用是       

   (2)用如图所示装置来制备少量的乙酸乙酯,产率往往偏低,其原因可能为          

        等。

   (3)实验所得到的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,应先加入无水氯化钙,除去            ;再进行蒸馏,收集77℃左右的馏分,以得到较纯净的乙酸乙酯。

   (4)目前对该反应的催化剂进行了新的探索,初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂,且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)。

同一反应时间

同一反应应温度

反应温度/℃

转化率(%)

选择性(%)*

反应时间/h

转化率(%)

选择性(%)*

40

77.8

100

2

80.2

100

60

92.3

100

3

87.8

100

80

92.6

100

4

92.3

100

120

94.5

98.7

6

93.0

100

*选择性100%表示反应生成的产物全部是乙酸乙酯和水

        ①根据表中数据,下列         (填字母)为该反应的最佳条件。

       a.120℃,4h         b.80℃,2h                 c.60℃,4h                  d.40℃,3h

②当反应温度达到120℃时,反应选抒性降低的原因可能为         

 

 

       A.(12分)

   (1)l s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)(2分)

   (2)4(2分)正四面体(2分)

   (3)BCDE(2分,写对1个得0分,写对2~3个得1分,有错得0分)

   (4)NH3>AsH3>PH3  (2分)

   (5)sp2(2分)

       B.(12分)

   (1)催化剂和吸水剂:冷凝蒸气、防止倒吸:(每空2分,1个要点1分)

   (2)原料来不及反应就被蒸出:温度过高,发生了副反应;冷凝效果不蚶,部分产物挥发了(任填2种,1个要点1分,共2分)

   (3)乙醇和水(1个要点1分,共2分)

   (4)①c  ②乙醇分子间脱水生成了乙醚(4分,每空2分)

解析:

 

练习册系列答案
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本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容.请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答.若两题都做,则按A题评分.
A.《物质结构与性质》:原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种元素,原子序数均小于36.已知X、Y和Z为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表:
电离能/kJ?mol-1 I1 I2 I3 I4
X 496 4562 6912 9543
Y 738 1451 7733 10540
Z 578 1817 2745 11578
(1)X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为
Al>Mg>Na
Al>Mg>Na
(用元素符号表示),元素Y的第一电离能大于Z的原因是
Y的最外层电子排布处于全满稳定状态,能量降低
Y的最外层电子排布处于全满稳定状态,能量降低

(2)W元素应用广泛,是一种重要的生物金属元素,如人体内W元素的含量偏低,则会影响O2在体内的正常运输.已知W2+与KCN溶液反应得W(CN)2沉淀,当加入过量KCN溶液时沉淀溶解,生成配合物,其配离子结构如图所示.
①W元素基态原子价电子排布式为
3d64s2
3d64s2

②已知CN-
N2
N2
分子互为等电子体,1molCN-中π键数目为
2NA
2NA

③上述沉淀溶解过程的化学方程式为
Fe(CN)2+4KCN=K4[Fe(CN)6]
Fe(CN)2+4KCN=K4[Fe(CN)6]

B.《化学实验》:无色晶体硫酸锌,俗称皓矾,在医疗上用作收敛剂,工业上作防腐剂、制造白色颜料(锌钡白)等.某实验小组欲用制氢废液制备硫酸锌晶体,进行了以下实验:
(1)取50mL制氢废液,过滤.除去不溶性杂质后,用ZnO调节滤液使pH约等于2,加热、蒸发、浓缩制得较高温度下的硫酸锌饱和溶液,冷却结晶,得到粗制的硫酸锌晶体.
①加入少量氧化锌调节滤液使pH≈2目的是
将硫酸转化成硫酸锌除去硫酸,且不带进其他杂质
将硫酸转化成硫酸锌除去硫酸,且不带进其他杂质

②加热蒸发、浓缩溶液时,应加热到
溶液表面出现晶膜
溶液表面出现晶膜
时,停止加热.
(2)粗晶体在烧杯中用适量蒸馏水溶解,滴加1~2滴稀硫酸,用沸水浴加热至晶体全部溶解.停止加热,让其自然冷却、结晶.抽滤(装置如图2所示).将所得晶体用少量无水乙醇洗涤1-2次,得到较纯的硫酸锌晶体.
①写出下列仪器的名称.a
布氏漏斗
布氏漏斗
;b
吸滤瓶
吸滤瓶

②抽滤跟普通过滤相比,除了得到沉淀较干燥外,还有一个优点是
过滤速度快
过滤速度快

③用少量无水乙醇洗涤晶体的目的是
利用乙醇的挥发,除去晶体表面附着的水分,减少硫酸锌的损失
利用乙醇的挥发,除去晶体表面附着的水分,减少硫酸锌的损失

(3)在制取氢气时,如果锌粒中混有少量的铁、铜杂质,对硫酸锌的质量
(填“有”、“无”)影响,原因是
铜不与稀硫酸反应,过滤除去;铁虽然与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,但锌比铁活泼,只要锌粒过量,就可置换硫酸亚铁中铁过滤除去
铜不与稀硫酸反应,过滤除去;铁虽然与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,但锌比铁活泼,只要锌粒过量,就可置换硫酸亚铁中铁过滤除去
精英家教网本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容.请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答.若两题都做,则按A题评分.
A.[物质结构]
[Cu(NH34]SO4?H2O是一种杀虫剂.
(1)Cu元素基态原子的电子排布式为
 

(2)元素N、O、S的第一电离能由大到小排列的顺序为
 

(3)H元素可与O元素形成H2O和H2O2,H2O2易溶于H2O,其主要原因为
 

(4)H元素与N元素可组成化合物N2H4,其中N原子的轨道杂化方式为
 

(5)与S
O
2-
4
互为等电子体的一种分子的化学式为
 

(6)Cu元素与H元素可形成一种红色晶体,其结构如图8,则该化合物的化学式为
 

B.[实验化学]
目前市场上大量矿泉水、食用油等产品包装瓶几乎都是用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯,简称聚酯)制作的.利用废聚酯饮料瓶制备对苯二甲酸的反应原理如下:
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实验过程如下:
步骤1:在100mL四颈瓶上分别装置冷凝管、搅拌器和温度计.依次加入5g废饮料瓶碎片、0.05g氧化锌、5g碳酸氢钠和25mL乙二醇.缓慢搅拌,油浴加热,升温至180℃,反应15分钟.
步骤2:冷却至160℃停止搅拌,将搅拌回流装置改成搅拌、减压蒸馏装置,减压蒸馏.
步骤3:向四颈瓶中加入50mL沸水,搅拌使残留物溶解.抽滤除去少量不溶物.
步骤4:将滤液转移到400mL烧杯中,用25mL水荡洗滤瓶并倒入烧杯中,再添加水使溶液总体积达200mL,加入沸石,将烧杯置于石棉网上加热煮沸.
步骤5:取下烧杯,取出沸石后趁热边搅拌边用8~10mL 1:1HCl酸化,酸化结束,体系呈白色浆糊状.
步骤6:冷至室温后再用冰水冷却.抽滤,滤饼用蒸馏水洗涤数次至滤出液pH=6,抽干后再用10mL丙酮分2次洗涤,抽干,干燥.
(1)步骤1反应过程中的现象是
 

(2)步骤2是为了分离出
 

(3)步骤3抽滤需要用到的主要仪器有
 

(4)步骤4加沸石的目的是
 

(5)步骤5用盐酸酸化的目的是
 

(6)步骤6用丙酮洗涤的目的是
 
本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容.请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答.若两题都做,则按A题评分.
A.雷尼镍(Raney-Ni)是一种历史悠久、应用广泛的催化剂,由镍-铝合金为原料制得.
(1)元素第一电离能:Al
 
Mg(选填:“>”、“<”、“=”)
(2)雷尼镍催化的一实例为:精英家教网化合物b中进行sp精英家教网3杂化的原子有:
 

(3)一种铝镍合金的结构如下图,与其结构相似的化合物是:
 
(选填序号:a.氯化钠  b.氯化铯  c.石英  d.金刚石).
(4)实验室检验Ni2+可用丁二酮肟与之作用生成腥红色配合物沉淀.
①Ni2+在基态时,核外电子排布式为:
 

②在配合物中用化学键和氢键标出未画出的作用力(镍的配位数为精英家教网
B.4-氯苯胺是合成橡胶、化学试剂、染料、色素等化工产品,制备4-氯苯胺的原理如下:
精英家教网.在1L密闭容器中加入4-氯硝基苯100g、雷尼镍(催化剂)及少量吗啉(脱氯抑制剂,精英家教网)、甲醇250mL(溶剂),密封;先充入氮气,然后充入氢气至一定压力.在所需氢气压力、温度等条件下加氢反应,充分反应后,冷却,过滤,洗涤,蒸馏并收集64~65℃馏分.
(1)开始时先通入N2的目的是
 

(2)上述实验中过滤的目的是
 
,洗涤所用的试剂是
 

(3)蒸馏时除用到接引管、锥形瓶、温度计外,还用到的玻璃仪器有:
 
 
.馏出液的主要成分是
 

(4)以下是温度、氢气压力、催化剂用量及吗啉的用量对反应的影响.
表1温度 表2氢气压力 表3催化剂用量 表4吗啉用量
序号 温度/℃ 转化率/% 选择
性/%
反应时间/h 序号 氢气压力/MPa 选择性/% 反应时间/h 序号 雷尼镍用量/g 选择性/% 反应时间/h 序号 吗啉用量/% 选择性/%
40 未完全 99.6 6 0.5 99.6 3.7 2 98.25 5 0.0 84.3
60 100 99.7 4 1.0 99.7 2 4 99.20 2.2 0.3 99.3
80 100 99.6 2.45 1.5 99.2 1.6 6 99.60 1.9 0.5 99.7
100 100 99.6 2 2.0 96.4 1.15 8 99.60 1.4 0.7 99.6
120 100 98.6 1.7 10 99.10 1.4 1.2 99.7
优化的条件是:温度、氢气压力、催化剂用量、吗啉用量,选择的序号依次是
 
精英家教网本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容.请选定其中一题,并在相应和答题区域内作答.若两题都做,则按A题评分.
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A.海底热液研究(图1)处于当今科研的前沿.海底热液活动区域“黑烟囱”的周围常存在FeS、黄铜矿及锌矿等矿物.
(1)Ni2+的核外电子排布式是
 

(2)分析下表,铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能,而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能,基主要原因是
 

电离能/kJ?mol-1 I1 I2
746 1958
906 1733
(3)下列说法正确的是
 

A.电负性:N>O>S>C        B.CO2与COS(硫化羰)互为等电子体
C.NH3分子中氮原子采用sp3杂化  D.CO、H2S、HCN都是极性分子
(4)“酸性热液”中大量存在一价阳离子,结构如图2,它的化学式为
 

(5)FeS与NaCl均为离子晶体,晶胞相似,前者熔点为985℃,后者801℃,其原因是
 
.在FeS晶胞中,与Fe2+距离相等且最近的S2-围成的多面体的空间构型为
 

B.制备KNO3晶体的实质是利用结晶和重结晶法对KNO3和NaCl的混合物进行分离.下面是某化学兴趣小组的活动记录:
NaNO3 KNO3 NaCl KCl
10℃ 80.5 20.9 35.7 31.0
100℃ 175 246 39.1 56.6
查阅资料:文献中查得,四种盐在不同温度下的溶解度(S/g)如下表:
实验方案:
Ⅰ.溶解:称取29.8g KCl和34.0g NaNO3放入250mL烧杯中,再加入70.0g蒸馏水,加热并搅拌,使固体全部溶解.
Ⅱ.蒸发结晶:继续加热和搅拌,将溶液蒸发浓缩.在100℃时蒸发掉50.0g 水,维持该温度,在保温漏斗(如图3所示)中趁热过滤析出的晶体.得晶体m1g.
Ⅲ.冷却结晶:待溶液冷却至室温(实验时室温为10℃)后,进行减压过滤.得KNO3粗产品m2g.
Ⅳ.重结晶:将粗产品全部溶于水,制成100℃的饱和溶液,冷却至室温后抽滤.得KNO3纯品.
假定:①盐类共存时不影响各自的溶解度;②各种过滤操作过程中,溶剂的损耗忽略不计.试回答有关问题:
(1)操作Ⅱ中趁热过滤的目的是.
(2)若操作Ⅱ中承接滤液的烧杯中不加入蒸馏水,则理论上在操作Ⅲ中可得粗产品的质量m2=
 
g,其中混有NaCl
 
g.为防止NaCl混入,在操作Ⅱ中承接滤液的烧杯中至少应加入蒸馏水
 
g.
(3)操作Ⅲ中采用减压过滤,其优点是
 
.该小组同学所用的装置如图4所示,试写出该装置中主要用到的玻璃仪器的名称:
 
.若实验过程中发现倒吸现象,应采取的措施是
 
本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容.请选择其中一题,并在相应的答题区域内作答.若两题都做,则按A题评分.
A:
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献之一.在制取合成氨原料气的过程中,常混有一些杂质,如CO会使催化剂中毒.除去CO的化学反应方程式(HAc表示醋酸):Cu(NH32Ac+CO+NH3=Cu(NH33(CO)Ac
请回答下列问题:
(1)C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为
 

(2)写出基态Cu+的核外电子排布式
 

(3)配合物Cu(NH33(CO)Ac中心原子的配位数为
 

(4)写出与CO互为等电子体的离子
 
.(任写一个)
(5)在一定条件下NH3与CO2能合成化肥尿素[CO(NH22],尿素中 C原子轨道的杂化类型分别为
 
;1mol尿素分子中,σ键的数目为
 

(6)铜金合金形成的晶胞如图1所示,其中Cu、Au原子个数比为
 

B:
对氨基苯磺酸是制取染料和一些药物的重要中间体,可由苯胺磺化得到.
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实验室可利用如图2实验装置合成对氨基苯磺酸.实验步骤如下:
1在一个250mL三颈烧瓶中加入10mL苯胺及几粒沸石,将三颈烧瓶放入冷水中冷却,小心地加入18mL浓硫酸.
2将三颈烧瓶置于油浴中缓慢加热至170~180℃,维持此温度2~2.5h.
③将反应液冷却至约50℃后,倒入盛有100mL冷水的烧杯中,用玻璃棒不断搅拌,促使晶体析出,抽滤,用少量冷水洗涤,得到的晶体是对氨基苯磺酸粗产品.
④将粗产品用沸水溶解,冷却结晶(若溶液颜色过深,可用活性炭脱色),抽滤,收集产品,晾干.(说明:100mL水在20℃时可溶解对氨基苯磺酸1.08g,在100℃时可溶解6.67g.)
试回答填空.
(1)装置中冷凝管的作用是
 

(2)步骤②中采用油浴加热,下列说法正确的是
 
(填序号).
A.用油浴加热的好处是反应物受热均匀,便于控制温度
B.此处也可以改用水浴加热
C.实验装置中的温度计可以改变位置,也可使其水银球浸入在油中
(3)步骤③用少量冷水洗涤晶体的好处是
 

(4)步骤③和④均进行抽滤操作,在抽滤完毕停止抽滤时,应注意先
 
,然后
 
,以防倒吸.
(5)步骤④中有时需要将“粗产品用沸水溶解,冷却结晶,抽滤”的操作进行多次,其目的是
 
.每次抽滤后均应将母液收集起来,进行适当处理,其目的是
 

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