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 ▲ 。
(10分)按下面步骤由合成
(部分试剂和反应条件已略去)。
请回答下列问题:
(1)分别写出B、D的结构简式:B_________、D_________。
(2)反应①~⑦中属于消去反应的是。(填数字序号)
(3)如果不考虑⑥、⑦反应,对于反应⑤,得到的E可能的结构简式为:____________________。
(4)试写出C→D反应的化学方程式(注明反应条件)。
(14分)现有六种元素,其中A、B、C、D为短周期主族元素,E、F为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
A元素原子的核外p电子总数比s电子总数少1 |
B元素原子核外s电子总数与p电子总数相等,且不与A元素在同一周期 |
C原子核外所有p轨道全满或半满 |
D元素的主族序数与周期数的差为4 |
E是前四周期中电负性最小的元素 |
F在周期表的第七列 |
(1)A基态原子中能量最高的电子,其电子云在空间有个方向,原子轨道呈形。
(2)某同学根据上述信息,所画的B电子排布图如图,违背了原理。
(3)F位于族区,其基态原子有种运动状态。
(4)CD3 中心原子的杂化方式为,用价层电子对互斥理论推测其分子空间构型为,检验E元素的方法是。
(5)若某金属单质晶体中原子的堆积方式如下图甲所示,其晶胞特征如下图乙所示,原子之间相互位置关系的平面图如下图丙所示。则晶胞中该原子的配位数为,该单质晶体中原子的堆积方式为四种基本堆积方式中的。若已知该金属的原子半径为d cm,NA代表阿伏加德罗常数,金属的相对原子质量为M,则该晶体的密度为______g·cm-3(用字母表示)。
(10分)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;D原子L电子层上有2对成对电子;E的+1价阳离子的核外有3层电子且各层均处于全满状态。
(1)E元素基态原子的核外电子排布式为___________________。
(2)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为_______(填元素符号)。其原因是。
(3)B2A4是石油炼制的重要产物之一 。B2A4分子中B原子轨道的杂化类型为________;1 mol B2A2分子中含________mol σ键。
(4)已知D、E能形成晶胞结构如图所示的两种化合物,则化学式:甲为______,乙为______;高温时,甲易转化为乙的原因为______________________________。
(8分)氮及其化合物在生产、生活和科技等方面有着重要的应用。请回答下列问题。
(1)氮原子的原子结构示意图为________________________________。
(2)氮气的电子式为________,在氮气分子中,氮原子之间存在着________个σ键和________个π键。
(3)磷、氮、氧是周期表中相邻的三种元素,比较:(均填“大于”“小于”或“等于”)
①氮原子的第一电离能________磷原子的第一电离能;
②N2分子中N—N键的键长________白磷分子中P—P键的键长。
(4)氮元素的氢化物(NH3)是一种易液化的气体,请阐述原因是__________________。
(8分)元素A、B、C都是短周期元素,A元素原子的2p轨道上只有两个未成对电子,B的3p轨道上有空轨道,A、B同主族,B、C同周期,C是本周期中电负性最大的。请回答:
(1)A原子的核外电子排布的轨道表示式________,B原子的核外电子排布式__________________,C原子的价电子排布式________。
(2)A、B、C的气态氢化物中最不稳定的是________(填化学式)。
(3) A、B、C的最高价氧化物的水化物中,酸性最强的是________。
(4)AC4的结构式为________,中心原子A的杂化方式________杂化,是________(填“极性”或“非极性”)分子。