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，请选择其中一题，并在相应的答题区域作答。若两题都做，则按A题评分。

A．（12分）已知：A、B、C、D、E为周期表1~36号中的元素，它们的原子序数逐渐增大。A的基态原子有3个不同的能级，各能级中电子数相等；C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子相同；C2—离子D2＋离子具有相同的、稳定的电子层结构；E的基态原子的外围电子排布式为3d84s2。

请回答下列问题：

⑴A、B、C、D四种元素中，电负性最大的是   ▲   （填元素符号）。

⑵B的氢化物的沸点远高于A的氢化物的主要原因是   ▲   。

⑶由A、B、C形成的离子CAB－与AC2互为等电子体，则CAB－中A原子的杂化方式为   ▲   。

⑷E2＋离子能与AC分子形成［E(AC)4］2＋，其原因是AC分子中含有   ▲   。

⑸最近发现，只含A、D、E三种元素的一种晶体（晶胞如右图所示）具有超导性。A原子的配位数为   ▲   ；该晶体的化学式为   ▲   。

⑴O

⑵NH3分子间能形成氢键

⑶sp

⑷孤对电子

⑸6  MgNi3C

（每空2分，共12分）

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-与
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
无
无
（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
．
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A．[物质结构]
[Cu（NH3）4]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
 
．
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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/%
① 40 未完全 99.6 6 ① 0.5 99.6 3.7 ① 2 98.25 5 ① 0.0 84.3
② 60 100 99.7 4 ② 1.0 99.7 2 ② 4 99.20 2.2 ② 0.3 99.3
③ 80 100 99.6 2.45 ③ 1.5 99.2 1.6 ③ 6 99.60 1.9 ③ 0.5 99.7
④ 100 100 99.6 2 ④ 2.0 96.4 1.15 ④ 8 99.60 1.4 ④ 0.7 99.6
⑤ 120 100 98.6 1.7 ⑤ ⑤ 10 99.10 1.4 ⑤ 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
 
．
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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
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
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（NH3）2Ac+CO+NH3=Cu（NH3）3（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（NH3）3（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（NH2）2]，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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