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(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+C2H5OH
CH3COOC2H5+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 |
(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 | |||||
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 。 查看习题详情和答案>>
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
(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+C2H5OH
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 |
(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 | |||||
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 。
描述弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示,下表1是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb),表2是常温下几种难(微)溶物的溶度积常数(Ksp)。
| 酸或碱 | 电离常数(Ka或Kb) |
| CH3COOH | 1.8×10-5 |
| HNO2 | 4.6×10-4 |
| HCN | 5×10-10 |
| HClO | 3×10-8 |
| NH3·H2O | 1.8×10-5 |
表1
| 难(微)溶物 | 溶度积常数(Ksp) |
| BaSO4 | 1×10-10 |
| BaCO3 | 2.6×10-9 |
| CaSO4 | 7×10-5 |
| CaCO3 | 5×10-9 |
表2
请回答下面问题:
(1)上述四种酸中,酸性最强的是 (用化学式表示)。下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离度增大,而电离常数不变的操作是 (填序号)。
A.升高温度 B.加水稀释 C.加少量的CH3COONa固体 D.加少量冰醋酸
(2)CH3COONH4的水溶液呈 (选填“酸性”、“中性”、“碱性”),溶液中各离子浓度大小的关系是 。
(3)物质的量l:l的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,该溶液中离子的浓度从大到小排列为 。
(4)工业中常将BaSO4转化为BaCO3后,再将其制成各种可溶性的钡盐(如:BaCl2)。具体做法是用饱和的纯碱溶液浸泡BaSO4粉末,并不断补充纯碱,最后BaSO4转化为BaCO3。现有足量的BaSO4悬浊液,在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌,为使SO42-物质的量浓度达到0。0lmol·L-1以上,则溶液中CO32-物质的量浓度应≥ mol·L-1
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描述弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示,下表1是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb),表2是常温下几种难(微)溶物的溶度积常数(Ksp)。
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酸或碱 |
电离常数(Ka或Kb) |
|
CH3COOH |
1.8×10-5 |
|
HNO2 |
4.6×10-4 |
|
HCN |
5×10-10 |
|
HClO |
3×10-8 |
|
NH3·H2O |
1.8×10-5 |
表1
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难(微)溶物 |
溶度积常数(Ksp) |
|
BaSO4 |
1×10-10 |
|
BaCO3 |
2.6×10-9 |
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CaSO4 |
7×10-5 |
|
CaCO3 |
5×10-9 |
表2
请回答下面问题:
(1)上述四种酸中,酸性最强的是 (用化学式表示)。下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离度增大,而电离常数不变的操作是 (填序号)。
A.升高温度 B.加水稀释 C.加少量的CH3COONa固体 D.加少量冰醋酸
(2)CH3COONH4的水溶液呈 (选填“酸性”、“中性”、“碱性”),溶液中各离子浓度大小的关系是 。
(3)物质的量l:l的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,该溶液中离子的浓度从大到小排列为 。
(4)工业中常将BaSO4转化为BaCO3后,再将其制成各种可溶性的钡盐(如:BaCl2)。具体做法是用饱和的纯碱溶液浸泡BaSO4粉末,并不断补充纯碱,最后BaSO4转化为BaCO3。现有足量的BaSO4悬浊液,在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌,为使SO42-物质的量浓度达到0。0lmol·L-1以上,则溶液中CO32-物质的量浓度应≥ mol·L-1
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| 溶质 | CH3COONa | NaHCO3 | Na2CO3 | NaClO | NaCN | C6H5ONa |
| pH | 8.1 | 8.8 | 11.6 | 10.3 | 11.1 | 11.3 |
A.CH3COOH+NaCN═CH3COONa+HCN
B.CO2+H2O+2NaClO═Na2CO3+2HClO
C.2HCN+Na2CO3-→2NaCN+CO2+H2O
D.Na2CO3+C6H5OH-→NaHCO3+C6H5ONa
E.CO2+H2O+C6H5ONa-→NaHCO3+C6H5OH
②已知HA、H2B是两种弱酸,存在以下关系:H2B(少量)+2A-=B2-+2HA,则A-、B2-、HB-三种阴离子结合H+的难易顺序为______.
(2)一些复分解反应的发生还遵循其他规律.下列变化都属于复分解反应:
①将石灰乳与纯碱溶液混合可制得苛性钠溶液 ②向饱和碳酸氢铵溶液中加入饱和食盐水可获得小苏打固体 ③蒸发KCl和NaNO3的混合溶液,首先析出NaCl晶体.根据上述反应,总结出复分解反应发生的另一规律为______.
(3)常温下某电解质溶解在水中后,溶液中的c(H+)=10-9mol.L-1,则该电解质可能是______(填序号).
A. CuSO4 B. HCl C. Na2S D.NaOH E.K2SO4
(4)常温下,将pH=3的盐酸a L分别与下列三种溶液混合,结果溶液均呈中性.
①浓度为1.0×l0-3mol.L-1的氨水b L;
②c(OH -)=1.0×10-3mol.L-l的氨水c L;
③c(OH-)=1.0×10-3mol?L-1的氢氧化钡溶液d L.
则a、b、c、d之间由大到小的关系是:______.
(5)一定温度下,向等体积等物质的量浓度的下列三份溶液:①NaOH、②CH3COOH、③CH3COONa分别加等量水,pH变化最小的是______(填编号).一定温度下,向等体积纯水中分别加入等物质的量的CH3COONa和NaCN,两溶液中阴离子的总物质的量分别为n1和n2,则n1和n2的关系为n1______n2(填“>”、“<”或“=”).
(6)己知常温时Ksp(AgCl)=1.8×10-10mol2.L-2,向50mL 0.018mo1.L-l的AgNO3溶液中加入相同体积0.020mol.L-1的盐酸,则c(Ag+)=______,此时所得混合溶液的pH=______.