題目列表(包括答案和解析)
(12分)本題包括A、B兩小題,分別對(duì)應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”兩個(gè)選修模塊的內(nèi)容。請(qǐng)選定其中一題,并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若兩題都做,則按A題評(píng)分。
A.(12分)2010年上海世博會(huì)場(chǎng)館,大量的照明材料或屏幕都使用了發(fā)光二極管(LED)。目前市售LED品片,材質(zhì)基本以GaAs(砷化鎵)、AlGaInP(磷化鋁鎵銦)、lnGaN(氮化銦鎵)為主。砷化鎵的品胞結(jié)構(gòu)如右圖。試回答:
(1)鎵的基態(tài)原子的電子排布式是 。
(2)砷化鎵品胞中所包含的砷原子(白色球)個(gè)數(shù)為 ,與同一個(gè)鎵原子相連的砷原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為 。
(3)下列說法正確的是 (填字母)。
A.砷化鎵品胞結(jié)構(gòu)與NaCl相同
B.第一電離能:As>Ga
C.電負(fù)性:As>Ga
D.砷化鎵晶體中含有配位鍵
E.GaP與GaAs互為等電子體
(4)N、P、As處于同一主族,其氫化物沸點(diǎn)由高到低的順序是 。
(5)砷化鎵可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃時(shí)制得。(CH3)3Ga中鎵原子的雜化方式為 。
B.(12分)乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)制法常采用如下反應(yīng):
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
已知:①無水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水的CaCl2·6C2H5OH;
②部分有機(jī)物的沸點(diǎn):
試劑 | 乙醚 | 乙醇 | 乙酸 | 乙酸乙酯 |
沸點(diǎn)(℃) | 34.5 | 78.5 | 117.9 | 77 |
請(qǐng)回答下列問題:
(1)濃硫酸的作用是 ,球形干燥管的作用是 。
(2)用如圖所示裝置來制備少量的乙酸乙酯,產(chǎn)率往往偏低,其原因可能為 、
等。
(3)實(shí)驗(yàn)所得到的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,應(yīng)先加入無水氯化鈣,除去 ;再進(jìn)行蒸餾,收集77℃左右的餾分,以得到較純凈的乙酸乙酯。
(4)目前對(duì)該反應(yīng)的催化劑進(jìn)行了新的探索,初步表明質(zhì)子酸離子液體可用作此反應(yīng)的催化劑,且能重復(fù)使用。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示(乙酸和乙醇以等物質(zhì)的量混合)。
同一反應(yīng)時(shí)間 | 同一反應(yīng)應(yīng)溫度 | ||||
反應(yīng)溫度/℃ | 轉(zhuǎn)化率(%) | 選擇性(%)* | 反應(yīng)時(shí)間/h | 轉(zhuǎn)化率(%) | 選擇性(%)* |
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 |
*選擇性100%表示反應(yīng)生成的產(chǎn)物全部是乙酸乙酯和水 |
①根據(jù)表中數(shù)據(jù),下列 (填字母)為該反應(yīng)的最佳條件。
a.120℃,4h b.80℃,2h c.60℃,4h d.40℃,3h
②當(dāng)反應(yīng)溫度達(dá)到120℃時(shí),反應(yīng)選抒性降低的原因可能為 。
本題包括A、B兩小題,分別對(duì)應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”兩個(gè)選修模塊的內(nèi)容。請(qǐng)選定其中一題,并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若兩題都做,則按A題評(píng)分。
A.乙炔是有機(jī)合成工業(yè)的一種原料。工業(yè)上曾用與水反應(yīng)生成乙炔。
(1) 中與互為等電子體,的電子式可表示為 ;1mol 中含有的鍵數(shù)目為 。
(2)將乙炔通入溶液生成紅棕色沉淀。基態(tài)核外電子排布式為 。
(3)乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是 ;分子中處于同一直線上的原子數(shù)目最多為 。
(4) 晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與晶體的相似(如右圖所示),但晶體中含有的中啞鈴形的存在,使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)。晶體中1個(gè)周圍距離最近的數(shù)目為 。
B.對(duì)硝基甲苯是醫(yī)藥、染料等工業(yè)的一種重要有機(jī)中間體,它常以濃硝酸為硝化劑,濃硫酸為催化劑,通過甲苯的硝化反應(yīng)制備。
一種新的制備對(duì)硝基甲苯的實(shí)驗(yàn)方法是:以發(fā)煙硝酸為硝化劑,固體NaHSO4為催化劑(可循環(huán)使用),在溶液中,加入乙酸酐(有脫水作用),45℃反應(yīng)1h 。反應(yīng)結(jié)束后,過濾,濾液分別用5% NaHCO3,溶液、水洗至中性,再經(jīng)分離提純得到對(duì)硝基甲苯。
(l)上述實(shí)驗(yàn)中過濾的目的是 。
(2) 濾液在分液漏斗中洗滌靜置后,有機(jī)層處于 層(填“上”或'下”);放液時(shí),若發(fā)現(xiàn)液體流不下來,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,還有 。
(3) 下列給出了催化劑種類及用量對(duì)甲苯硝化反應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
催化劑 | n(催化劑) | 硝化產(chǎn)物中各種異構(gòu)體質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%) | 總產(chǎn)率(%) | ||
n(甲苯) | 對(duì)硝基甲苯 | 鄰硝基甲苯 | 間硝基甲苯 | ||
濃H2SO4 | 1.0 | 35.6 | 60.2 | 4.2 | 98.0 |
1.2 | 36.5 | 59.5 | 4.0 | 99.8 | |
NaHSO4 | 0.15 | 44.6 | 55.1 | 0.3 | 98.9 |
0.25 | 46.3 | 52.8 | 0.9 | 99.9 | |
0.32 | 47.9 | 51.8 | 0.3 | 99.9 | |
0.36 | 45.2 | 54.2 | 0.6 | 99.9 |
①NaHSO4催化制備對(duì)硝基甲苯時(shí),催化劑與甲苯的最佳物質(zhì)的量之比為 。
②由甲苯硝化得到的各種產(chǎn)物的含量可知,甲苯硝化反應(yīng)的特點(diǎn)是 。
③與濃硫酸催化甲苯硝化相比,NaHSO4催化甲苯硝化的優(yōu)點(diǎn)有_ 、 。
本題包括A、B兩小題,分別對(duì)應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”兩個(gè)選修模塊的內(nèi)容。請(qǐng)選定其中一題,并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若兩題都做,則按A題評(píng)分。
A.砷(As)在地殼中含量不大,但砷的化合物卻是豐富多彩。
(1)基態(tài)砷原子的電子排布式為 ▲ ;砷與溴的第一電離能較大的是 ▲ 。
(2)AsH3是無色稍有大蒜味氣體。AsH3的沸點(diǎn)高于PH3,其主要原因是 ▲ 。
(3)Na3AsO4可作殺蟲劑。AsO43-的空間構(gòu)型為 ▲ ,與其互為等電子體的一種分子為 ▲ 。
(4)某砷的氧化物俗稱“砒霜”,其分子結(jié)構(gòu)如右圖所示。該化合物的分子式為 ▲ ,As原子采取 ▲ 雜化。
(5)GaAs等是人工合成的新型半導(dǎo)體材料,其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。GaAs晶體中,每個(gè)As與 ▲ 個(gè)Ga相連,As與Ga之間存在的化學(xué)鍵有 ▲ (填字母)。
A.離子鍵 B.σ鍵 C.π鍵 D.氫鍵 E.配位鍵 F.金屬鍵 G.極性鍵
B.某研究小組以苯甲醛為原料,制備苯甲酸和苯甲醇。反應(yīng)原理如下:
有關(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì)如下:
|
熔點(diǎn)/℃ |
沸點(diǎn)/℃ |
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 |
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)在250 mL錐形瓶中,放入9 g KOH和9 mL水,配成溶液,冷卻至室溫。加入10.5 g新蒸餾的苯甲醛,塞緊瓶塞,用力振蕩,使之變成糊狀物,放置24 h。
①苯甲醛要求新蒸餾的,否則會(huì)使 ▲ (填物質(zhì)名稱)的產(chǎn)量相對(duì)減少。
②用力振蕩的目的是 ▲ 。
(2)分離苯甲醇
①向錐形瓶中加入30 mL水,攪拌,使之完全溶解。冷卻后倒入分液漏斗中,用30 mL乙醚萃取苯甲醇(注意留好水層)。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將醚層依次用飽和亞硫酸氫鈉溶液、飽和碳酸鈉溶液和水各5 mL洗滌,再用無水硫酸鎂干燥。將干燥后的乙醚溶液轉(zhuǎn)移到100 mL蒸餾燒瓶中,投入沸石,連接好普通蒸餾裝置,加熱蒸餾并回收乙醚,應(yīng)選擇的加熱方法是 ▲ (填字母代號(hào))。
A.水浴加熱 B.油浴加熱 C.沙浴加熱 D.用酒精燈直接加熱
③改用空氣冷凝管蒸餾,收集 ▲ ℃的餾分。
(3)制備苯甲酸
在乙醚萃取過的水溶液中,邊攪拌邊加入濃鹽酸酸化至pH=3.5左右。冷卻使結(jié)晶完全,抽濾,洗滌、干燥。抽濾完畢或中途停止抽濾時(shí),應(yīng)先 ▲ 。
(12分)本題包括A、B兩小題,分別對(duì)應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”兩個(gè)選修模塊的內(nèi)容。請(qǐng)選定其中一題,并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若兩題都做,則按A題評(píng)分。
A.《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》2010年上海世博會(huì)場(chǎng)館,大量的照明材料或屏幕都使用了發(fā)光二極管(LED)。目前市售LED品片,材質(zhì)基本以GaAs(砷化鎵)、AlGaInP(磷化鋁鎵銦)、InGaN(氮化銦鎵)為主。砷化鎵的品胞結(jié)構(gòu)如圖10。試回答:
圖10
(1)鎵的基態(tài)原子的電子排布式是 。
(2)砷化鎵品胞中所包含的砷原子(白色球)個(gè)數(shù)為 ,與同一個(gè)鎵原子相連的砷原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為 。
(3)下列說法正確的是 (填字母)。
A.砷化鎵品胞結(jié)構(gòu)與NaCl相同
B.第一電離能:As>Ga
C.電負(fù)性:As>Ga
D.砷化鎵晶體中含有配位鍵
E.GaP與GaAs互為等電子體
(4)N、P、As處于同一主族,其氫化物沸點(diǎn)由高到低的順序是 。
(5)砷化鎵可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃時(shí)制得。(CH3)3Ga中鎵原子的雜化方式
為 。
B.《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)過量炭粉與氧化鐵反應(yīng)的氣體產(chǎn)物成分進(jìn)行研究。
⑴提出假設(shè)
①該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO2。
②該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO。
③該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是 。
⑵設(shè)計(jì)方案 如圖11所示,將一定量的氧化鐵在隔絕空氣的條件下與過量炭粉完全反應(yīng),測(cè)定參加反應(yīng)的碳元素與氧元素的質(zhì)量比。
圖11
⑶查閱資料
氮?dú)獠慌c碳、氧化鐵發(fā)生反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室可以用氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉(NaNO2)飽和溶液混合加熱反應(yīng)制得氮?dú)狻?/p>
請(qǐng)寫出該反應(yīng)的離子方程式: 。
⑷實(shí)驗(yàn)步驟
①按上圖連接裝置,并檢查裝置的氣密性,稱取3.20g氧化鐵、2.00g碳粉混合均勻,放入48.48g的硬質(zhì)玻璃管中;
②加熱前,先通一段時(shí)間純凈干燥的氮?dú)猓?/p>
③停止通入N2后,夾緊彈簧夾,加熱一段時(shí)間,澄清石灰水(足量)變渾濁;
④待反應(yīng)結(jié)束,再緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間的氮?dú)。冷卻至室溫,稱得硬質(zhì)玻璃管和固體總質(zhì)量為52.24g;
⑤過濾出石灰水中的沉淀,洗滌、烘干后稱得質(zhì)量為2.00g。
步驟②、④中都分別通入N2,其作用分別為 。
⑸數(shù)據(jù)處理
試根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析,寫出該實(shí)驗(yàn)中氧化鐵與碳發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式 。 ⑹實(shí)驗(yàn)優(yōu)化 學(xué)習(xí)小組有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)一步完善。
①甲同學(xué)認(rèn)為:應(yīng)將澄清石灰水換成Ba(OH)2溶液,其理由是 。
②從環(huán)境保護(hù)的角度,請(qǐng)你再提出一個(gè)優(yōu)化方案: 。
本題包括A、B兩小題,分別對(duì)應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”兩個(gè)選修模塊的內(nèi)容。請(qǐng)選定其中一題,并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若兩題都做,則按A題評(píng)分。
A.砷(As)在地殼中含量不大,但砷的化合物卻是豐富多彩。
(1)基態(tài)砷原子的電子排布式為 ▲ ;砷與溴的第一電離能較大的是 ▲ 。
(2)AsH3是無色稍有大蒜味氣體。AsH3的沸點(diǎn)高于PH3,其主要原因是 ▲ 。
(3)Na3AsO4可作殺蟲劑。AsO43-的空間構(gòu)型為 ▲ ,與其互為等電子體的一種分子為 ▲ 。
(4)某砷的氧化物俗稱“砒霜”,其分子結(jié)構(gòu)如右圖所示。該化合物的分子式為 ▲ ,As原子采取 ▲ 雜化。
(5)GaAs等是人工合成的新型半導(dǎo)體材料,其晶體結(jié)構(gòu)與金剛石相似。GaAs晶體中,每個(gè)As與 ▲ 個(gè)Ga相連,As與Ga之間存在的化學(xué)鍵有 ▲ (填字母)。
A.離子鍵 B.σ鍵 C.π鍵 D.氫鍵 E.配位鍵 F.金屬鍵 G.極性鍵
B.某研究小組以苯甲醛為原料,制備苯甲酸和苯甲醇。反應(yīng)原理如下:
有關(guān)物質(zhì)的部分物理性質(zhì)如下:
| 熔點(diǎn)/℃ | 沸點(diǎn)/℃ | 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 |
實(shí)驗(yàn)步驟:
(1)在250 mL錐形瓶中,放入9 g KOH和9 mL水,配成溶液,冷卻至室溫。加入10.5 g新蒸餾的苯甲醛,塞緊瓶塞,用力振蕩,使之變成糊狀物,放置24 h。
①苯甲醛要求新蒸餾的,否則會(huì)使 ▲ (填物質(zhì)名稱)的產(chǎn)量相對(duì)減少。
②用力振蕩的目的是 ▲ 。
(2)分離苯甲醇
①向錐形瓶中加入30 mL水,攪拌,使之完全溶解。冷卻后倒入分液漏斗中,用30 mL乙醚萃取苯甲醇(注意留好水層)。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將醚層依次用飽和亞硫酸氫鈉溶液、飽和碳酸鈉溶液和水各5 mL洗滌,再用無水硫酸鎂干燥。將干燥后的乙醚溶液轉(zhuǎn)移到100 mL蒸餾燒瓶中,投入沸石,連接好普通蒸餾裝置,加熱蒸餾并回收乙醚,應(yīng)選擇的加熱方法是 ▲ (填字母代號(hào))。
A.水浴加熱 B.油浴加熱 C.沙浴加熱 D.用酒精燈直接加熱
③改用空氣冷凝管蒸餾,收集 ▲ ℃的餾分。
(3)制備苯甲酸
在乙醚萃取過的水溶液中,邊攪拌邊加入濃鹽酸酸化至pH=3.5左右。冷卻使結(jié)晶完全,抽濾,洗滌、干燥。抽濾完畢或中途停止抽濾時(shí),應(yīng)先 ▲ 。
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