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已知R、W、X、Y、Z是周期表中前四凰期元素,它们的原子序数依次递增.R的基态原子中占据哑铃形原子轨道的电子数为1;W的氢化物的沸点比同族其它元素氢化物的沸点高;X2+与W2-具有相同的电子层结构;Y元素原子的3p能级处于半充满状态;Z+的电子层都充满电子.请回答下列问题:
(1)写出Z的基态原子的外围电子排布式 .
(2)R的某种钠盐晶体,其阴离子Am-(含R、W、氢三种元素)的球棍模型如图所示:在Am-中,R原子轨道杂化类型有 ;m= .(填数字)
(3)经X射线探明,X与W形成化合物的晶体结构与NaCl的晶体结构相似,X2+的配位原子所构成的立体几何构型为 .
(4)往Z的硫酸盐溶液中加入过量氨水,可生成[Z(NH3)4]SO4,下列说法正确的是
A.[Z(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键
D.在[Z(NH3)4]SO4中Z2+给出孤对电子,NH3提供空轨道
C.[Z(NH3)4]SO4组成元素中第一电离能最大的是氧元素
D.SO42-与PO43-互为等电子体,空间构型均为四面体
(5)固体YCl5的结构实际上是Ycl4+和YCl6-构成的离子晶体,其晶体结构与CsCl相似.若晶胞边长为apm,则晶胞的密度为 g?cm-3.
已知R、W、X、Y、Z是周期表中前四凰期元素,它们的原子序数依次递增.R的基态原子中占据哑铃形原子轨道的电子数为1;W的氢化物的沸点比同族其它元素氢化物的沸点高;X2+与W2-具有相同的电子层结构;Y元素原子的3p能级处于半充满状态;Z+的电子层都充满电子.请回答下列问题:
(1)写出Z的基态原子的外围电子排布式
(2)R的某种钠盐晶体,其阴离子Am-(含R、W、氢三种元素)的球棍模型如图所示:在Am-中,R原子轨道杂化类型有
(3)经X射线探明,X与W形成化合物的晶体结构与NaCl的晶体结构相似,X2+的配位原子所构成的立体几何构型为
(4)往Z的硫酸盐溶液中加入过量氨水,可生成[Z(NH3)4]SO4,下列说法正确的是
A.[Z(NH3)4]SO4中所含的化学键有离子键、极性键和配位键
B.在[Z(NH3)4]SO4中Z2+给出孤对电子,NH3提供空轨道
C.[Z(NH3)4]SO4组成元素中第一电离能最大的是氧元素
D.SO42-与PO43-互为等电子体,空间构型均为四面体
(5)固体YCl5的结构实际上是Ycl4+和YCl6-构成的离子晶体,其晶体结构与CsCl相似.若晶胞边长为apm,则晶胞的密度为
| 417×1030 |
| a3NA |
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| a3NA |
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
(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
(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.
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
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
(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
(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。请选择其中一题作答。若两题都做,则按A题评分。
A.微粒A、B、C为分子,D和F为阳离子,E为阴离子,它们都含有lO个电子;B溶
于A后所得的物质可电离出D和E;C是重要的化石能源。将A、B和含F离子的物
质混合后可得D和一种白色沉淀。
离子与Ar原子的电子层结构相同。请回答:
(1)基态G原子的外围电子排布式是 。在A、B、C这三种分子中,属于非极
性分子的有 (写化学式)。
(2)下列有关B的说法中正确的是 。(填字母)
a.在配合物中可作为配体 b.该分子的稳定性与氢键有关
c.分子由各原子最外层均为8
。的稳定结构
d.含1 mol B的液体中有3 mol氢键
(3)根据等电子体原理,D离子的空间构型是 ,其中心原子轨道的杂化类型
是 。
(4)构成C的中心原子可以形成多种单质,其中有一种为空间网状结
构,右图立方体中心的“●”表示该晶体中的一个原子,请在该
立方体的顶点上用“●”表示出与之紧邻的原子。
(5)光谱证实F与烧碱溶液反应有Na[F(OH)4]生成,则Na[F(OH)4]中
不存在 。(填字母)
a.金属键 b.离子键 c.非极性键 d.极性键
f.配位键 g.
键 h.
键
B.对氨基苯磺酸是制取某些染料和药物的重要中间体,可由苯胺磺化得到:![]()
实验室可用苯胺、浓硫酸为原料,利用右图所示实验装置合成。
实验步骤如下:
①取一个250mL的仪器a,加入10mL苯胺及几粒沸石,
放人冷水中冷却,小心地加入18 mL浓硫酸。再分别
装上冷凝管、温度计等。
②将a置于油浴中缓慢加热至170`180℃,维持此温度约2.5 h。
③将反应产物冷却至约50℃后,倒入盛有100
,冷水的烧杯中,用玻璃棒不断搅拌,促使晶体析出。用该烧杯中的少量冷水将a内残留的产物冲洗到烧杯中,抽滤,用少量冷水洗涤,得到粗产品。
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。(提示:100mL水在20℃时可溶解对氨基苯磺酸1.08 g,在100℃时可
溶解6.67 g)
(1)仪器a的名称是 。步骤①中加入沸石的作用是 。
(2)步骤②中采用油浴加热,下列说法正确的是 。(填字母)
A.便于控制温度 B.也可以改用水浴加热 C.温度计的水银球也可浸在油中
(3)步骤③用冷水洗涤的优点是 。
(4)步骤③和④均进行了抽滤操作,在抽滤完毕停止抽滤时,应注意先一二,然
后 。
(5)步骤④有时需重复进行多次,其目的是 。