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.砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩。
(1)基态砷原子的电子排布式为 ▲ ;砷与溴的第一电离能较大的是 ▲ 。
(2)AsH3是无色稍有大蒜味气体。AsH3的沸点高于PH3,其主要原因是 ▲ 。
(3)Na3AsO4可作杀虫剂。AsO43-的空间构型为 ▲ ,与其互为等电子体的一种分子为 ▲ 。
(4)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如右图所示。该化合物的分子式为 ▲ ,As原子采取 ▲ 杂化。
(5)GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似。GaAs晶体中,每个As与 ▲ 个Ga相连,As与Ga之间存在的化学键有 ▲ (填字母)。
A.离子键 B.σ键 C.π键 D.氢键 E.配位键 F.金属键 G.极性键
B.某研究小组以苯甲醛为原料,制备苯甲酸和苯甲醇。反应原理如下:
有关物质的部分物理性质如下:
|
熔点/℃ |
沸点/℃ |
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 |
实验步骤:
(1)在250 mL锥形瓶中,放入9 g KOH和9 mL水,配成溶液,冷却至室温。加入10.5 g新蒸馏的苯甲醛,塞紧瓶塞,用力振荡,使之变成糊状物,放置24 h。
①苯甲醛要求新蒸馏的,否则会使 ▲ (填物质名称)的产量相对减少。
②用力振荡的目的是 ▲ 。
(2)分离苯甲醇
①向锥形瓶中加入30 mL水,搅拌,使之完全溶解。冷却后倒入分液漏斗中,用30 mL乙醚萃取苯甲醇(注意留好水层)。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将醚层依次用饱和亚硫酸氢钠溶液、饱和碳酸钠溶液和水各5 mL洗涤,再用无水硫酸镁干燥。将干燥后的乙醚溶液转移到100 mL蒸馏烧瓶中,投入沸石,连接好普通蒸馏装置,加热蒸馏并回收乙醚,应选择的加热方法是 ▲ (填字母代
号)。
A.水浴加热 B.油浴加热 C.沙浴加热 D.用酒精灯直接加热
③改用空气冷凝管蒸馏,收集 ▲ ℃的馏分。
(3)制备苯甲酸
在乙醚萃取过的水溶液中,边搅拌边加入浓盐酸酸化至pH=3.5左右。冷却使结晶完全,抽滤,洗涤、干燥。抽滤完毕或中途停止抽滤时,应先 ▲ 。
(17分)氢气和氨气都属于无碳清洁能。
(1)某些合金可用于储存氢,金属储氢的原理可表示为:M(s)+xH2MH2x(s)△H<0(M表示某种合金)
下图表示温度分别为T1、T2时,最大吸氢量与氢气压强的关系。则下列说法中,正确的是_____________
a.T1>T2
b.增大氢气压强,加快氢气的吸收速率
c.增大M的量,上述平衡向右移动
d.在恒温、恒容容器中,达平衡后充入H2,再次平衡后的压强增大
(2)以熔融碳酸盐为电解质,稀土金属材料为电极组成氢氧燃料电池(如装置甲所示),其中负极通入H2,正极通入O2和CO2的混合气体。乙装置中a、b为石墨电极,电解过程中,b极质量增加。
①工作过程中,甲装置中d电极上的电极反应式为_____________________________。
②若用该装置电解精炼铜,则b极接____(填“粗铜”或“精铜”);若用该装置给铁制品上镀铜,则____(填“a”或“b”)极可用惰性电极(如Pt电极),若电镀量较大,需要经常补充或更换的是_______。
(3)氨在氧气中燃烧,生成水和一种空气组成成分的单质。
已知:N2(g)十3H2(g) 2NH3(g)△H=
92.4kJ·mol-1
2H2(g)十O2(g)=2H2O(1)△H=572KJ·mo1-1
试写出氨气在氧气中燃烧生成液态水的热化学方程式___________________。
(4)在一定条件下,将lmotN2和3molH2混台于一个10L的密闭容器中发生反应:
N2(g)十3H2(g) 2NH3(g)
5min后达到平衡,平衡时氮气的转化率为。
①该反应的平衡常数K=________,(用含的代数式表示)
②从反应开始到平衡时N2的消耗速率v(N2)=____mo1·L-1·min-1。(用含的代数式表示)
(15分)I(10分)A、B、C、D均为中学化学中常见的物质,它们之间转化关系如下图(部分产物已略去):
试回答:
(1)若D是具有氧化性的单质,则属于主族的金属A为___________(填元素符号)
(2)若D是金属,C溶液在储存时应加人少最D,其理由是(用必要的文字和离子方程式表示)_____________________;
(3)若A、B、C为含同一种金属元素的无机化合物.在溶液中A和C反应生成B。请写出B转化为C的所有可能的离子力程式_________________________________________。化合物B经过一系列反应可以得到单质E,将一定质量的Mg和E的混合物投人500m1稀硫酸中,固体全部溶解并产生气体。待反应完全后.向所得溶液中加人NaOH溶液,生成沉淀的物质的是与加人溶液的体积关系如下图所示。则固体混合物中Mg的质量为_____________;NaOH溶液的物质的量浓度为___________。
II(5分)某一离子反应体系有反应物和产物共以下六种:
已知该反应中的H2O2只发生如下过程:
(1)该反应中的还原剂是___________。
(2)该反应中发生还原反应的过程是_____→_____。
(3)溶液随着酸性的增强氧化性不断增强,应选择__________(选填“稀硫酸”或“浓盐酸”)进行KMnO4溶液的酸化。
(4)如反应转移了0.6mo1电子,则产生的气体在标准状况下体积为__________。
(131分)某利,盐溶解后得到的溶液中,可能含有Fe2+、Fe3+、SO42-、NH4+、Ba2+、CO32-离子中的某几种。
(1)甲同学做如下实验:①取少量溶液于试管中逐滴加人浓氢氧化钠溶液,发现先生成白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红揭色,并有刺激性气体生成;②另取少量溶液于试管中,加人少量盐酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成。该溶液中一定含有的离子是_____;写出①中白色沉淀转化为红褐色沉淀的化学方程式__________________。
(2)乙同学做如下实验:取少量溶液于试管中,滴加几滴硫氰酸钾溶液,无明显现象;再滴加H2O2发现溶液变红色。继续滴加H2O2,红色逐渐褪去且有气泡产生。为弄清其中缘由,他查阅资料知:
①该反应中,被氧化的元素为__________,每生成1molCO2转移的电子数为___________;
②根据乙同学的实验现象,请判断还原性强弱为:Fe2+__________SCN-(填<、=或>);
③根据资料,乙同学提出的猜想是:H2O2将SCN-氧化使红色逐渐褪去。请你设计一个实验,验证乙同学的猜想是否正确_____________________________________________。
(10分)在容积为1 L的密闭容器中,进行如下反应:
A(g)+2B(g) C(g)+D(g),在不同温度下,D的物质的量n(D)和时间t的关系如图。
请回答下列问题:
(1)700℃时,0~5min内,以B表示的平均反应速率为_______。
(2)能判断反应达到化学平衡状态的依据是__________。
A.容器中压强不变 B.混合气体中c(A)不变
C.v正(B)=2v逆(D) D.c(A)=c(C)
(3)若最初加入1.0 mol A和2.2 mol B,利用图中数据计算在800℃时的平衡常数K=__________,该反应为__________反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)800℃时,某时刻测得体系中物质的量浓度如下:c(A)=0.06 mol/L,c(B)=0.50 mol/L,c(C)=0.20 mol/L,c(D)=0.018 mol/L,则此时该反应__________(填“向正方向进行”、“向逆方向进行”或“处于平衡状态”)。
常温下有浓度均为0.5 mol/L的四种溶液:
①Na2CO3溶液 ②NaHCO3溶液 ③HCl溶液 ④氨水
(1)上述溶液中,可发生水解的是________(填序号,下同)。
(2)上述溶液中,既能与氢氧化钠反应,又能和硫酸反应的溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________。
(3)向④中加入少量氯化铵固体,此时c(NH4+)/c(OH-)的值_______(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)若将③和④的溶液混合后溶液恰好呈中性,则混合前③的体积________④的体积(填“大于”、“小于”或“等于”),此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________。
(5)取10 mL溶液③,然后加水稀释到500 mL,则此时溶液中由水电离出的c(H+)=________。