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.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)、lnGaN(氮化铟镓)为主。砷化镓的品胞结构如右图。试回答:
(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.乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应:
CH3COOH+C2H5OHCH3COOC2H5+H2O
已知:①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl2·6C2H5OH;
②部分有机物的沸点:
试剂 |
乙醚 |
乙醇 |
乙酸 |
乙酸乙酯 |
沸点(℃) |
34.5 |
78.5 |
117.9 |
77 |
请回答下列问题:
(1)浓硫酸的作用是 ,球形干燥管的作用是 。
(2)用如图所示装置来制备少量的乙酸乙酯,产率往往偏低,其原因可能为 、
等。
(3)实验所得到的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,应先加入无水氯化钙,除去 ;再进行蒸馏,收集77℃左右的馏分,以得到较纯净的乙酸乙酯。
(4)目前对该反应的催化剂进行了新的探索,初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂,且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)。
同一反应时间 |
同一反应应温度 |
||||
反应温度/![]() |
转化率(%) |
选择性(%)* |
反应时间/h |
转化率(%) |
选择性(%)* |
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 |
*选择性100%表示反应生成的产物全部是乙酸乙酯和水 |
①根据表中数据,下列 (填字母)为该反应的最佳条件。
a.120℃,4h b.80℃,2h c.60℃,4h d.40℃,3h
②当反应温度达到120℃时,反应选抒性降低的原因可能为 。
(1)在一定温度下,向1L体积固定的密闭容器中加入1molA(g),发生反应2A(g)B(g)+C(g),B的物质的量随时间的变化如图所示。0—2min内的平均反应速率v(A)= . 相同温度下,若开始加入A(g)的物质的量是原来的2倍,则平衡时 是原来的2倍。
a.平衡常数 b.A的平衡浓度 c.达到平衡的时间
d.平衡时B的体积分数 e.平衡时混合气体的密度
f .平衡时混合气体的平均摩尔质量
(2)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”);若加入少量下列试剂中的 ,产生H2的速率
将增大。
a.NaNO3 b.CuSO4 c.Na2SO4 d.NaHSO3 e. CH3COOH f.FeSO4
(3)用惰性电极电解Cu(NO3)2溶液一段时间后,加入a mol 的Cu(OH)2可使溶液恢复原状,则电解过程中转移的电子数目为_____________
(4)氯化铁溶液常作印刷电路铜板的腐蚀剂,得到含有Cu2+等的废液,有人提出可以利用如右图的装置从得到的废液中提炼金属铜。该过程中甲池负极的电极反应式是 ,若乙池中装入废液500mL,当阴极增重3.2g时,停止通电,此时阳极产生气体的体积(标准状况)为 (假设气体全部逸出)。
常温下,将0.01molNH4Cl和0.002molNaOH溶于水配成1L溶液,
(1)该溶液中存在的三个平衡体系是________________ 、
______________ ______、_____________________________。
(分别用化学用语表示,下同)
(2)溶液中共有 种不同的粒子。
(3)这些粒子中浓度为0.01mol/L的是 ,浓度为0.002mol/L的是 。
(4)物质的量之和为0.01mol的二种粒子是__________________________。
(5) 和 两种粒子数量之和比OH-多0.008mol
工业生产硝酸铵的流程如下图所示
(1)硝酸铵的水溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”);其水溶液中各离子的浓度大小顺序为: 。
(2)已知N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0,当反应器中按n(N2):n(H2)=1:3投料,分别在200℃、400℃、600℃下达到平衡时,混合物中NH3的物质的量分数随压强的变化曲线如右图。
①曲线a对应的温度是 。
②关于工业合成氨的反应,下列叙述正确的是
A.及时分离出NH3可以提高H2的平衡转化率 |
B.P点原料气的平衡转化率接近100%,是当前工业生产工艺中采用的温度、压强条件 |
C.上图中M、N、Q点平衡常数K的大小关系是K(M)=K(Q)>K(N) |
D.M点比N点的反应速率快 |
E.如果N点时c(NH3)=0.2 mol·L-1,N点的化学平衡常数K≈0.93
(3)尿素(H2NCONH2)是一种非常重要的高效氮肥,工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该反应实际为二步反应:
第一步:2NH3(g)+CO2(g)===H2NCOONH4(s) ΔH=-272 kJ·mol-1
第二步:H2NCOONH4(s)===CO(NH2)2(s)+H2O(g) ΔH=+138 kJ·mol-1
写出工业上以NH3、CO2为原料合成尿素的热化学方程式: ;
(4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件,在一体积为0.5 L密闭容器中投入4 mol氨和1mol二氧化碳,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下左图所示:
①已知总反应的快慢由慢的一步决定,则合成尿素总反应的快慢由第_____步反应决定,总反应进行到_________min时到达平衡。
②在上右图中画出第二步反应的平衡常数K随温度的变化的示意图。
胃酸过多的病人可服用适量的小苏打以减轻不适感。
(1)写出小苏打和盐酸反应的化学方程式 。
(2)氢氧化铝也是一种胃酸中和剂,西药“胃舒平”的主要成分就是氢氧化铝。
请写出氢氧化铝中和胃酸的离子方程式 。
(3)内科医生给胃酸过多的胃溃疡病人(胃壁受损伤而变薄)开药方时,应选用小苏打和氢氧化铝中的哪一种 ,理由是 。
向淀粉溶液中滴加碘(I2)溶液,可观察到的现象是 ,将这种淀粉和碘的混合溶液分成两份,其中一份滴入维生素C溶液,可观察到 ,说明维生素C具有还原性;另一份滴入唾液(含淀粉酶),振荡,可观察到 ,这说明 。