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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．用于合成氨的工业煤气中含有H2S、C2H5SH（乙酸醇）、COS（羰基硫）、CS2等含硫化合物，工业上无机硫常用氧化锌法处理，有机硫可用钴钼催化加氢处理。
H2S+ZnO=ZnS+H2O；C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O
C2H5SH+H2=C2H6+H2S；COS+H2=CO+H2S;CS2+4H2=CH4+2H2S
（1）钴原子在基态时核外电子排布式为 。
（2）下列有关分子结构的说法正确的是 。
A．C2H4分子中有5个
键处1个
键
B．COS分子（结构如右图）中键能C=O>C=S
C．H2S分子呈V形结构
D．CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3杂化
（3）下列有关说法不正确的是 。
A．H2O、CO、COS均是极性分子
B．相同压强下沸点：Cs2>COS>CO2
C．相同压强下沸点：C2H5SH>C2H5OH
D．相同压强下沸点：CO>N2
（4）
-ZnS的晶胞结构如右图，晶胞中S2-数目为： 个。
（5）具有相似晶胞结构的ZnS和ZnO，ZnS熔点为1830℃，ZnO熔点为1975℃，后者较前者高是由于 。
（6）钼的一种配合物化学式为：Na3[Mo(CN)8]·8H2O，中心原子的配位数为 。
B．烃醛结合反应有机合成中颇为重要，绿色催化剂的固体铌酸酸倍受研究者关注。铌酸具有较高的催化活性及稳定性。反应原理如下：
实验方法是在25mL烧瓶中加入铌酸、10mL甲醇和 0.5mL苯甲醛，在回流状态下反应2h，反应的产率和转化率均非常高。
（1）采用回流反应2h的目的是 。
（2）在反应中甲醇需过量，其原因是 。
（3）不同铌酸用量对产率和转化率影响，如下表：
| 铌酸用量/mol | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.05 | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.6 |
| 产率% | 87.3 | 88.2 | 90.3 | 94.2 | 92.9 | 93.1 | 91.8 | 92.3 |
| 转化率% | 89.7 | 92.1 | 93.9 | 98.9 | 94.9 | 95.7 | 93.9 | 94.3 |
在上述苯甲醛与甲醇缩合反应实验中催化剂铌酸的最佳用量为 。
（4）催化剂的回收利用性能是考察催化剂的一项极为重要的指标。铌酸催化剂循环使用次数对产率的影响如右下图，这说明铌酸催化剂的优点之一是 。
（5）用铌酸作催化剂时，不同的醛与甲醇的缩合反应的转化率和产率如下表：
| 序号 | 醛 | 醇 | 转化率% | 产率% |
| 1 | 邻羟基苯甲醛 | 甲醇 | 94.3 | 89.6 |
| 2 | 邻羟基苯甲醛 | 甲醇 | 93.6 | 88.7 |
| 3 | 邻氯苯甲醛 | 甲醇 | 93.1 | 87.3 |
| 4 | 间硝基苯甲醛 | 甲醇 | 54.2 | 34.1 |
| 5 | 邻硝基苯甲醛 | 甲醇 | 89.9 | 79.5 |
| 6 | 对硝基苯甲醛 | 甲醇 | 65.7 | 41.9 |
从表中得出的不同的醛与甲醇缩合反应影响转化率和产率的规律是 。
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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．用于合成氨的工业煤气中含有H2S、C2H5SH（乙酸醇）、COS（羰基硫）、CS2等含硫化合物，工业上无机硫常用氧化锌法处理，有机硫可用钴钼催化加氢处理。
H2S+ZnO=ZnS+H2O；C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O
C2H5SH+H2=C2H6+H2S；COS+H2=CO+H2S;CS2+4H2=CH4+2H2S
（1）钴原子在基态时核外电子排布式为 。
（2）下列有关分子结构的说法正确的是 。
A．C2H4分子中有5个
键处1个
键
B．COS分子（结构如右图）中键能C=O>C=S
C．H2S分子呈V形结构
D．CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3杂化
（3）下列有关说法不正确的是 。
A．H2O、CO、COS均是极性分子
B．相同压强下沸点：Cs2>COS>CO2
C．相同压强下沸点：C2H5SH>C2H5OH
D．相同压强下沸点：CO>N2
（4）
-ZnS的晶胞结构如右图，晶胞中S2-数目为： 个。
（5）具有相似晶胞结构的ZnS和ZnO，ZnS熔点为1830℃，ZnO熔点为1975℃，后者较前者高是由于 。
（6）钼的一种配合物化学式为：Na3[Mo(CN)8]·8H2O，中心原子的配位数为 。
B．烃醛结合反应有机合成中颇为重要，绿色催化剂的固体铌酸酸倍受研究者关注。铌酸具有较高的催化活性及稳定性。反应原理如下：
实验方法是在25mL烧瓶中加入铌酸、10mL甲醇和 0.5mL苯甲醛，在回流状态下反应2h，反应的产率和转化率均非常高。
（1）采用回流反应2h的目的是 。
（2）在反应中甲醇需过量，其原因是 。
（3）不同铌酸用量对产率和转化率影响，如下表：
| 铌酸用量/mol | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.05 | 0.1 | 0.15 | 0.2 | 0.6 |
| 产率% | 87.3 | 88.2 | 90.3 | 94.2 | 92.9 | 93.1 | 91.8 | 92.3 |
| 转化率% | 89.7 | 92.1 | 93.9 | 98.9 | 94.9 | 95.7 | 93.9 | 94.3 |
在上述苯甲醛与甲醇缩合反应实验中催化剂铌酸的最佳用量为 。
（4）催化剂的回收利用性能是考察催化剂的一项极为重要的指标。铌酸催化剂循环使用次数对产率的影响如右下图，这说明铌酸催化剂的优点之一是 。
（5）用铌酸作催化剂时，不同的醛与甲醇的缩合反应的转化率和产率如下表：
| 序号 | 醛 | 醇 | 转化率% | 产率% |
| 1 | 邻羟基苯甲醛 | 甲醇 | 94.3 | 89.6 |
| 2 | 邻羟基苯甲醛 | 甲醇 | 93.6 | 88.7 |
| 3 | 邻氯苯甲醛 | 甲醇 | 93.1 | 87.3 |
| 4 | 间硝基苯甲醛 | 甲醇 | 54.2 | 34.1 |
| 5 | 邻硝基苯甲醛 | 甲醇 | 89.9 | 79.5 |
| 6 | 对硝基苯甲醛 | 甲醇 | 65.7 | 41.9 |
从表中得出的不同的醛与甲醇缩合反应影响转化率和产率的规律是 。
查看习题详情和答案>>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 |
| 铜 | 746 | 1958 |
| 锌 | 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 |
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右图所示，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______________________________________。
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(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 |
| 铜 | 746 | 1958 |
| 锌 | 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 |
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右图所示，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______________________________________。
共11分)2005年1月美国科学家在Science上发表论文，宣布发现了Al的超原子结构，并预言其他金属原子也可能存在类似的结构，这是一项将对化学、物理以及材料领域产生重大影响的发现，引起了科学界的广泛关注。这种超原子是在Al的碘化物中发现的，以13个Al原子或14个Al原子形成Al13或Al14超原子结构，量子化学计算结果表明，Al13形成12个Al在表面，1个Al在中心的三角二十面体结构，Al14可以看作是一个Al原子跟Al13面上的一个三角形的3个Al形成Al―Al键而获得的。文章还指出，All3和All4超原子都是具有40个价电子时最稳定。
(1) 根据以上信息可预测Al13和Al14的稳定化合价态分别为 和 。A114应具有元素周期表中 类化学元素的性质，理由是： 。
(2) 对Al13和A114的Al―Al键长的测定十分困难，而理论计算表明，Al13，和Al14中的Al―Al键长与金属铝的Al―Al键长相当，已知金属铝的晶体结构采取面心立方最密堆积，密度约为2.7g/cm3，请估算Al13和Al14：中Al―Al的键长。
。
(3) Al13三角二十面体中有多少个四面体空隙，假设为正四面体空隙，如果在其中搀杂其他原子，请通过计算估计可搀杂原子的半径最大为多少?
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