摘要:28.用24.5的H2SO4溶液(ρ=1.20g/cm2)配制100mL0.20mol/LH2SO4溶液时.要用到的玻璃仪器有:容量瓶.酸式滴定管.烧杯.量筒.玻璃棒和 .使用容量瓶时应先检查其是否 ,用 量取 mL24.5%硫酸溶液进行配制.

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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.砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩。
(1)基态砷原子的电子排布式为    ▲   ;砷与溴的第一电离能较大的是    ▲   
(2)AsH3是无色稍有大蒜味气体。AsH3的沸点高于PH3,其主要原因是    ▲   
(3)Na3AsO4可作杀虫剂。AsO43-的空间构型为    ▲   ,与其互为等电子体的一种分子为    ▲   

(4)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如右图所示。该化合物的分子式为    ▲   ,As原子采取    ▲   杂化。
(5)GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似。GaAs晶体中,每个As与    ▲   个Ga相连,As与Ga之间存在的化学键有    ▲   (填字母)。
A.离子键  B.σ键  C.π键  D.氢键  E.配位键  F.金属键  G.极性键
B.某研究小组以苯甲醛为原料,制备苯甲酸和苯甲醇。反应原理如下:

有关物质的部分物理性质如下:

  
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯甲醛
—26
179
微溶于水,易溶于乙醇、乙醚
苯甲酸
122
249
微溶于水,易溶于乙醇、乙醚
苯甲醇
-15.3
205.0
稍溶于水,易溶于乙醇、乙醚
乙醚
-116.2
34.5
微溶于水,易溶于乙醇
实验步骤:
(1)在250 mL锥形瓶中,放入9 g KOH和9 mL水,配成溶液,冷却至室温。加入10.5 g新蒸馏的苯甲醛,塞紧瓶塞,用力振荡,使之变成糊状物,放置24 h。
①苯甲醛要求新蒸馏的,否则会使   ▲  (填物质名称)的产量相对减少。
②用力振荡的目的是   ▲  
(2)分离苯甲醇
①向锥形瓶中加入30 mL水,搅拌,使之完全溶解。冷却后倒入分液漏斗中,用30 mL乙醚萃取苯甲醇(注意留好水层)。30 mL 乙醚分三次萃取的效果比一次萃取的效果   ▲  (填“好”或“差”)。
②将醚层依次用饱和亚硫酸氢钠溶液、饱和碳酸钠溶液和水各5 mL洗涤,再用无水硫酸镁干燥。将干燥后的乙醚溶液转移到100 mL蒸馏烧瓶中,投入沸石,连接好普通蒸馏装置,加热蒸馏并回收乙醚,应选择的加热方法是   ▲  (填字母代号)。
A.水浴加热      B.油浴加热      C.沙浴加热     D.用酒精灯直接加热
③改用空气冷凝管蒸馏,收集   ▲  ℃的馏分。
(3)制备苯甲酸
在乙醚萃取过的水溶液中,边搅拌边加入浓盐酸酸化至pH=3.5左右。冷却使结晶完全,抽滤,洗涤、干燥。抽滤完毕或中途停止抽滤时,应先   ▲  

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甲同学釆用如图Ⅰ所示装置验证铜与稀硝酸的反应,并用排水法收集NO气体

(1)写出试管内溶液中发生反应的化学方程式
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3 2+2NO↑+4H2O
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3 2+2NO↑+4H2O

(2)在实验过程中观察到试管内的溶液呈
绿
绿
色;收集气体的试管内的气体呈

(3)乙同学认为甲虽然收集到的气体是一氧化氮,但并不能说明反应中一定生成一氧化氮.他的理由是
在铜和稀硝酸反应容器的上部看到了红棕色气体
在铜和稀硝酸反应容器的上部看到了红棕色气体
在铜和稀硝酸反应容器的上部看到了红棕色气体
在铜和稀硝酸反应容器的上部看到了红棕色气体

有关化学方程式为:
2NO+O2=2NO2
2NO+O2=2NO2

(4)丙同学釆用如图Ⅱ所示装置进行实验,证明了铜与稀硝酸反应生成一氧化氮.该同学的步骤如下表所示,请回答实验中的有关问题.
实验步骤 问题
1从U型管左端加入稀硝酸直至充满U型管右端 ∥/
2用附有铜丝的胶塞塞住U型管右端,观察现象 现象是
有无色气体产生,右边溶液逐渐变成绿色
有无色气体产生,右边溶液逐渐变成绿色
3待反应停止后打开胶塞,观察实验现象 现象是
无色气体与空气接触后立即变成红棕色
无色气体与空气接触后立即变成红棕色
(5)从环保的角度看,丙同学的实验存在的缺陷是
将氮氧化合物放入空气中会污染环境
将氮氧化合物放入空气中会污染环境

(6)丁同学用图Ⅲ所示装置代替图Ⅱ中U型管右端的附有铜丝的胶塞进行实验,待反应停止后将一氧化氮气体排入分液漏斗中,观察到的实验现象与丙同学实验的第
3
3
步骤的相同.丁同学要将一氧化氮气体排入分液漏斗中应进行的正确操作是①
打开分液漏斗上部的塞子
打开分液漏斗上部的塞子
慢慢打开分液漏斗的活塞
慢慢打开分液漏斗的活塞
待液面与胶塞接触时立即关闭活塞
待液面与胶塞接触时立即关闭活塞

(7)实验结束后丁同学向分液漏斗中注入适量水并充分振荡,试写出发生的化学反应方程式
3NO2+H2O=2 HNO3+NO
3NO2+H2O=2 HNO3+NO

(8)若将32.64g铜与140mL一定浓度的硝酸反应,铜完全溶解,产生的NO和NO2混合气体在标准状况下的体积为11.2L(不考虑NO2的反应),试回答:
①若铜与硝刚好反应完全,则原硝酸溶液的物质的量浓度为
10.86mol﹒L-1
10.86mol﹒L-1

②将产生的气体全部释放后,向溶液中加入VmL amol?L-1的NaOH溶液,恰好使溶液中的Cu2+全部转化为沉淀,则原硝酸溶液的物质的量浓度为
10-3a﹒V +0.5
 0.14 
mol/L
10-3a﹒V +0.5
 0.14 
mol/L

③已知NO和NO2的混合气与足量氧气混合后能被水完全吸收成硝酸,则要使上述11.2L气体完全被水吸收成硝酸,理论上需消耗标准状况下的氧气
5.71
5.71
升.(保留两位小数);解题过程:
设生成的一氧化氮为xmol,二氧化氮为ymol.
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3 2+2NO↑+4H2O
3 2
1.5xmol xmol
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3 2+2NO2↑+2H2O
1 2
1
2
ymol.ymol.

所以方程组为
x+y=0.5
1.5xmol+
1
2
  y=0.51               

所以
x=0.26
y=0.24

即一氧化氮为0.26mol,二氧化氮为0.24mol.
4NO+2H2O+3O2=4HNO3
4 3
0.26mol 0.195mol
4 NO2+2H2O+O2=4HNO3
41
0.24mol 0.06mol
所以需要氧气0.195mol+0.06mol=0.255mol,体积为0.255mol×22.4L/mol=5.71L
设生成的一氧化氮为xmol,二氧化氮为ymol.
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3 2+2NO↑+4H2O
3 2
1.5xmol xmol
Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3 2+2NO2↑+2H2O
1 2
1
2
ymol.ymol.

所以方程组为
x+y=0.5
1.5xmol+
1
2
  y=0.51               

所以
x=0.26
y=0.24

即一氧化氮为0.26mol,二氧化氮为0.24mol.
4NO+2H2O+3O2=4HNO3
4 3
0.26mol 0.195mol
4 NO2+2H2O+O2=4HNO3
41
0.24mol 0.06mol
所以需要氧气0.195mol+0.06mol=0.255mol,体积为0.255mol×22.4L/mol=5.71L
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(12分)
A.已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24,ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物,且两种配体的物质的量之比为2∶1,三个氯离子位于外界。请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为                 
(2)B的氢化物的分子空间构型是            。其中心原子采取         杂化。
(3)写出化合物AC2的电子式            ;一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为             
(4)E的核外电子排布式是             ,ECl3形成的配合物的化学式为       
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应的化学方程式是                                                
B.醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下:
NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4                ①
R-OH+HBrR-Br+H2O                   ②
可能存在的副反应有:醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚,Br被浓硫酸氧化为Br2等。有关数据列表如下;

 
乙醇
溴乙烷
正丁醇
1-溴丁烷
密度/g·cm-3
 0.7893
1.4604
0.8098
1.2758
沸点/℃
78.5
38.4
117.2
101.6
请回答下列问题:
(1)溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中,下列仪器最不可能用到的是       。(填字母)
a.圆底烧瓶    b.量筒    c.锥形瓶    d.布氏漏斗            
(2)溴代烃的水溶性       (填“大于”、“等于”或“小于”);其原因是           
                                                            
(3)将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在        (填“上层”、“下层”或“不分层”)。
(4)制备操作中,加入的浓硫酸必需进行稀释,起目的是           。(填字母)
a.减少副产物烯和醚的生成         b.减少Br2的生成
c.减少HBr的挥发                d.水是反应的催化剂            
(5)欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是           。(填字母)
a.NaI    b.NaOH    c.NaHSO3    d.KCl            
(6)在制备溴乙烷时,采用边反应边蒸出产物的方法,其有利于               ;但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物,其原因是                           

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A.已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24,ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物,且两种配体的物质的量之比为2∶1,三个氯离子位于外界。请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)

(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为                 

(2)B的氢化物的分子空间构型是             。其中心原子采取          杂化。

(3)写出化合物AC2的电子式             ;一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为             

(4)E的核外电子排布式是              ,ECl3形成的配合物的化学式为       

(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应的化学方程式是                                                

B.醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下:

             NaBr+H2SO4HBr+NaHSO4                 ①

             R-OH+HBrR-Br+H2O                    ②

可能存在的副反应有:醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚,Br被浓硫酸氧化为Br2等。有关数据列表如下;

乙醇

溴乙烷

正丁醇

1-溴丁烷

密度/g·cm-3

 0.7893

1.4604

0.8098

1.2758

沸点/℃

78.5

38.4

117.2

101.6

请回答下列问题:

(1)溴乙烷和1-溴丁烷的制备实验中,下列仪器最不可能用到的是        。(填字母)

a.圆底烧瓶    b.量筒    c.锥形瓶    d.布氏漏斗            

(2)溴代烃的水溶性        (填“大于”、“等于”或“小于”);其原因是           

                                                            

(3)将1-溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在         (填“上层”、“下层”或“不分层”)。

(4)制备操作中,加入的浓硫酸必需进行稀释,起目的是            。(填字母)

a.减少副产物烯和醚的生成         b.减少Br2的生成

c.减少HBr的挥发                 d.水是反应的催化剂            

(5)欲除去溴代烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是            。(填字母)

a.NaI    b.NaOH    c.NaHSO3    d.KCl            

(6)在制备溴乙烷时,采用边反应边蒸出产物的方法,其有利于                ;但在制备1-溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物,其原因是                           

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几何学是解决物质结构问题的基础。C60(每个碳原子与周围3个碳原子相连,如下图)是一系列碳原子簇合物(即富勒烯)的一个典型代表,它的应用十分广泛,涉及光学、信息学、药物学、催化、储氢、超导等。就其结构而言也很特殊。18世纪俄罗斯数学家莱昂哈德·欧拉通过理论论证,明确指出任何一个这样的多面体都必须恰好具有12个五边形方能闭合成多面体。试回答:

(1)由12个五边形构成的最小碳笼的化学式为__________________________________,计算过程为_________________________。

(2)除碳原子能形成笼形球状分子外,实验中还发现了以金属原子部分取代碳原子的“金属——碳原子”团簇分子,即金属碳烯,若金属碳烯的价电子总数与碳原子团簇分子的价电子总数相等,你认为能代替碳原子的金属有____________________________________(填在周期表中的位置)。

(3)在最小的金属碳烯原子簇化合物中,金属与碳原子个数比为2∶3,这种最小金属碳烯团簇分子的化学式为_____________________________(用M代金属)。

(4)计算机技术的发展带动了理论化学的发展。最近,美国研究人员通过理论计算证明,可以用24个X原子和24个Y原子代替48个碳原子形成C12X24Y24新的团簇分子。若已知这种全非金属团簇分子与C60价电子总数相等,且X、Y、C元素位于同一周期,X的原子半径小于Y的原子半径,则在12个五边形中,每个五边形中有___________个X原子,有___________个Y原子,X是___________元素,Y是___________元素。

(5)目前,化学家已经找到十余种富勒烯家族成员,如C28、C32、C50、C60、C70……(富勒烯家族成员还在增加),它们的分子结构都是由正五边形和正六边形构成的封闭的凸多面体,则C80结构中五边形和六边形的个数分别是_________和_________。

(6)下列物质不属于富勒烯家族的有___________。

A.C18                      B.C44                   C.C72                                    D.C83

(7)晶体硼的基本结构单元是由硼原子组成的正二十面体(如下图所示)。其中含有20个等边三角形和一定数目的顶角,每个顶角上各有一个硼原子。请根据观察和计算确定:

①该基本结构单元内,所含硼原子的个数为__________;所含B—B键的数目是__________。

②若将晶体硼结构单元的每个顶角削去,余下部分就和C60晶体的结构相同。据此确定,C60是由__________个正六边形和__________个正五边形构成。

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