(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
题型:不详难度:来源:
(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.《物质结构与性质》2010年上海世博会场馆,大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED品片,材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、InGaN(氮化铟镓)为主。砷化镓的品胞结构如图10。试回答: 图10![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200119/20200119142418-90814.png) (1)镓的基态原子的电子排布式是 。 (2)砷化镓品胞中所包含的砷原子(白色球)个数为 ,与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为 。 (3)下列说法正确的是 (填字母)。 A.砷化镓品胞结构与NaCl相同 B.第一电离能:As>Ga C.电负性:As>Ga D.砷化镓晶体中含有配位键 E.GaP与GaAs互为等电子体 (4)N、P、As处于同一主族,其氢化物沸点由高到低的顺序是 。 (5)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式 为 。 B.《实验化学》某研究性学习小组对过量炭粉与氧化铁反应的气体产物成分进行研究。 ⑴提出假设 ①该反应的气体产物是CO2。 ②该反应的气体产物是CO。 ③该反应的气体产物是 。 ⑵设计方案 如图11所示,将一定量的氧化铁在隔绝空气的条件下与过量炭粉完全反应,测定参加反应的碳元素与氧元素的质量比。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200119/20200119142418-44357.png) 图11 ⑶查阅资料 氮气不与碳、氧化铁发生反应。实验室可以用氯化铵饱和溶液和亚硝酸钠(NaNO2)饱和溶液混合加热反应制得氮气。 请写出该反应的离子方程式: 。 ⑷实验步骤 ①按上图连接装置,并检查装置的气密性,称取3.20g氧化铁、2.00g碳粉混合均匀,放入48.48g的硬质玻璃管中; ②加热前,先通一段时间纯净干燥的氮气; ③停止通入N2后,夹紧弹簧夹,加热一段时间,澄清石灰水(足量)变浑浊; ④待反应结束,再缓缓通入一段时间的氮气。冷却至室温,称得硬质玻璃管和固体总质量为52.24g; ⑤过滤出石灰水中的沉淀,洗涤、烘干后称得质量为2.00g。 步骤②、④中都分别通入N2,其作用分别为 。 ⑸数据处理 试根据实验数据分析,写出该实验中氧化铁与碳发生反应的化学方程式 。 ⑹实验优化 学习小组有同学认为应对实验装置进一步完善。 ①甲同学认为:应将澄清石灰水换成Ba(OH)2溶液,其理由是 。 ②从环境保护的角度,请你再提出一个优化方案: 。 |
答案
A.《物质结构与性质》 (1)l s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1)(2分) (2)4(2分) 正四面体(2分) (3)BCDE(2分,写对1个得0分,写对2~3个得1分,有错得0分) (4)NH3>AsH3>PH3 (2分) (5)sp2(2分) B.《实验化学》 ⑴CO2、CO的混合物 ⑶NH4++NO2— N2↑+2H2O ⑷步骤②中是为了排尽空气;步骤④是为了赶出所有的CO2,确保完全吸收 ⑸2C+Fe2O3 2Fe+CO↑+CO2↑ ⑹①Ba(OH)2溶解度大,浓度大,使CO2被吸收的更完全;M (BaCO3)>M(CaCO3),称量时相对误差小。 ②在尾气出口处加一点燃的酒精灯或增加一尾气处理装置 (每空2分,共12分) |
解析
A.《物质结构与性质》 (1)根据构造原理可知,核外电子排布式为l s22s22p63s23p63d104s24p1。 (2)白球位于顶点和面心处,所以个数是8×/8+6×1/2=4.根据结构图可知,空间构型为正四面体。 (3)根据氯化钠的晶胞可知A不正确。砷的4p是半充满,稳定性强,所以第一电离能大,B正确。砷的非金属性强于镓的,C正确.砷原子核外含有孤电子对,所以可以形成配位键,D正确。价电子和原子数均相同的称为等电子体,P和As属于同一主族,属于等电子体,E正确。 (4)氨气中含有氢键,所以沸点最高,顺序为NH3>AsH3>PH3。 (5)镓原子的最外层电子数是3个,形成3个单键,没有孤电子对,所以是sp2杂化。 B.《实验化学》 (1)根据假设①②可知,假设③应该是CO2、CO的混合物。 (3)生成物有氮气,说明是氧化还原反应,反应式为NH4++NO2— N2↑+2H2O。 (4)在实验过程中应防止空气参与反应,所以实验前用氮气排尽装置中的空气。实验结束后,为了把生成的气体全部排出,又需要用氮气排尽生成的气体。 (5)根据⑤可知生成物CO2的物质的量是 ,质量是0.88g。根据④可知反应中生成的气体共48.48g+3.2g+2.0g-52.24g=1.44g,因此CO的质量是1.44g-0.88g=0.56g,其物质的量是
。即CO和CO2的体积之比是1︰1。所以反应式为2C + Fe2O3 2Fe + CO↑ + CO2↑。 (6)氢氧化钙的溶解度小,溶液的浓度低,吸收CO2的效果差。氢氧化钡的溶解度大,吸收CO2的效果要好。且碳酸钡的相对分子质量大于碳酸钙的,称量时误差小。CO有毒,因此要有尾气处理装置。 |
举一反三
下列分子和离子的中心原子价层电子对几何构型为四面体且分子或离子空间的构型为V形的是( ) |
(14分)氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题: (1)基态氮原子的价电子排布式是_________________。 (2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是____________。 (3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被-NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。 ①NH3分子的空间构型是_______________;N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是___________。 ②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是: N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g) △H=-1038.7kJ·mol-1 若该反应中有4mol N-H键断裂,则形成的π键有________mol。 ③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4的晶体内不存在__________(填标号) a. 离子键 b. 共价键 c. 配位键 d. 范德华力 (4)图1表示某种含氮有机化合物的结构,其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2),分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200119/20200119142347-20034.jpg) 下列分子或离子中,能被该有机化合物识别的是_________(填标号)。 a. CF4 b. CH4 c. NH4+ d. H2O |
(13分)目前,全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌,居有色金属第五位。镍行业发展蕴藏着巨大潜力。 (1)配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂。固态Ni(CO)4属于 晶体;基态Ni原子的电子排布式为 。 (2)配合物分子内的作用力有 (填编号)。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200119/20200119142343-55334.png) A.氢键 | B.离子键 | C.共价键 | D.金属键 E.配位键 | (3)很多不饱和有机物在Ni催化下可以与H2发生加成反应。如 ①CH2=CH2、②CH≡CH、③苯、④HCHO等, 其中分子属于平面结构的有 (填物质序号),预测HCHO分子的立体结构为 形。 (4)氢气是新型清洁能源,镧(La)和镍(Ni)的合金可做储氢材料。该合金的晶胞如图所示,晶胞中心有一个镍原子,其他镍原子都在晶胞面上,镧原子都在晶胞顶点上。该晶体的化学式为 。![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200119/20200119142343-45408.png) |
(14分)下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200119/20200119142323-19900.jpg) (1)T3+的核外电子排布式是: (2)Q、R、M的第一电离能由大到小的顺序是 (用元素符号表示) (3)根据下列说法填空: ①G单质的熔点高于J单质,是因为 ②将J2M2溶于水,要破坏 (离子键、极性共价键、非极性共价键) ③RE3沸点高于QE4,是因为 ④一个Q2E4分子中E的 轨道与Q的 轨道形成σ键。 (4)G与R单质直接化合生成一种离子化合物G3R。该晶体具有类似石墨的层状结构。每层中,G原子构成平面六边形,每个六边形的中心有一个R原子。层与层之间还夹杂一定数量的原子。请问这些夹杂的原子应该是 (填G或R的元素符号)![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200119/20200119142323-38607.jpg) |
向盛有少量NaCl溶液的试管中滴入少量AgNO3溶液,再加入氨水,下列关于实验现象的叙述不正确的是( )A.先生成白色沉淀,加入足量氨水后沉淀消失 | B.生成的沉淀为AgCl,它不溶于水,但溶于氨水,重新电离成Ag+和Cl- | C.生成的沉淀是AgCl,加入氨水后生成了可溶性的配合物[Ag(NH3)2]Cl | D.若向AgNO3溶液中直接滴加氨水,产生的现象也是先出现白色沉淀后沉淀消失 |
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