硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。回答下列问题:
(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 、电子数为 。
(2)硅主要以硅酸盐、 等化合物的形式存在于地壳中。
(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以 相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献 个原子。
(4)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4,该反应的化学方程式为 。
(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:
化学键 |
C—C |
C—H |
C一O |
Si—Si |
Si—H |
Si一O |
键能/(kJ·mol-1) |
356 |
413 |
336 |
226 |
318 |
452 |
①硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是 。
②SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是 。
(6)在硅酸盐中,SiO44-四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为 。Si与O的原子数之比为 。
(14分)A、B、C、D、E、F六种短周期元素,其原子序数依次增大,其中B与C同周期,D与E和F同周期,A与D同主族,C与F同主族,C元素的原子最外层电子数是次外层电子数的三倍,D是所在周期原子半径最大的主族元素。又知六种元素所形成的常见单质在常温常压下有三种是气体,三种是固体。
请回答下列问题。
(1)元素D在周期表中的位置。
(2)C、D、F三种元素形成的简单离子的半径由大到小的顺序是(用离子符号表示)。
(3)若E是非金属元素,其单质在电子工业中有重要应用,请写出其氧化物溶于强碱溶液的离子方程式:。
(4)若E是金属元素,其单质与氧化铁反应常用于焊接钢轨,请写出反应的化学方程式:。冶炼金属E时,用石墨做电极。E在(填“阴”或“阳”) 极得到,电解过程中,阳极石墨需要不断补充,结合电极反应说明其原因是。
(5)由A、B、C三种元素以原子个数比4:2:3形成化合物X,X中所含化学键类型有。土壤中含有X中的阳离子在硝化细菌的催化作用下被氧气氧化为其阴离子,写出其离子方程式:。
(9分)某有机化合物A含碳76.6%、含氢6.4%,A的相对分子质量约是甲烷的5.9倍。在常温下,该有机物的稀溶液可与浓溴水反应生成白色沉淀,1molA恰好跟3molBr2反应。
(1)求A的分子式 。
(2)写出A的稀溶液中滴加浓溴水的化学方程式。
(3)写出A与碳酸钠、碳酸氢钠溶液可能发生的反应的离子方程式。
(12分)乙烯是重要的化工原料,可以合成很多有机物。以下转化关系中A-J均为有机化合物,H为有芳香气味的液体,F的分子式为C2H2O2,I分子中有一个六原子环状结构。部分反应条件和生成物已略去。
完成下列问题:
(1)写出A生成B的化学方程式:
(2)写出A生成J的化学方程式:
(3)写出D生成E的化学方程式:
(4)写出E和G生成I的化学方程式:
质谱、红外光谱、核磁共振等物理方法已成为研究有机物的重要组成部分。
(1) 下列物质中,其核磁共振氢谱中给出的峰值只有一个的是
A.CH3CH3 B.CH3COOH C.CH3COOCH3 D.CH3OCH3
(2)化合物A和B的分子式都是C2H4Br2, A的核磁共振氢谱图如图所示,则A的结构简式为,
请预测B的核磁共振氢谱上应该有______个峰(信号)。
(3)化合物C中各原子数目比为:N(C):N(H):N(O)=1:2:1,对化合物C进行质谱分析可得到右图所示的质谱图,可得出其分子式为。若对其进行红外光谱分析,可得出其官能团为 (写名称)。确定化合物C的官能团时,你认为(填“有”或“没有”)必要进行红外光谱分析。写出化合物C与足量新制氢氧化铜反应的化学方程式:
。
(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)