［化学选修3：物质结构与性质］在普通铝中加入少量Cu和Mg后-优题课

［化学--选修3：物质结构与性质］

在普通铝中加入少量 $Cu$ 和 $Mg$ 后，形成一种称为拉维斯相的 $Mg {Cu}_{2}$ 微小晶粒，其分散在 $Al$ 中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓"坚铝"，是制造飞机的主要村料。回答下列问题：

（1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是(填标号)。

A. $[Ne] \binom{eq o ac (○, ↑)}{3 s}$ B. $[Ne] \binom{eq o ac (○, ↑) eq o ac (○, ↓)}{3 s}$ C. $[Ne] \binom{eq o ac (○, ↑)}{3 s} \binom{eq o ac (○, ↑)}{3 p}$ D. $[Ne] \binom{eq o ac (○, ↑)}{3 p}$

（2）乙二胺 $(H_{2} NC H_{2} C H_{2} N H_{2})$ 是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是、。乙二胺能与Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是(填" ${Mg}^{2 +}$ "或" ${Cu}^{2 +}$ ")。

（3）一些氧化物的熔点如下表所示：

氧化物	${Li}_{2} O$	$MgO$	$P_{4} O_{6}$	${SO}_{2}$
熔点/°C	$1570$	$2800$	$23.8$	$- 75.5$

解释表中氧化物之间熔点差异的原因。

（4）图(a)是 $Mg {Cu}_{2}$ 的拉维斯结构， $Mg$ 以金刚石方式堆积，八面体空隙和半数的四面体空隙中，填入以四面体方式排列的 $Cu$ 。图(b)是沿立方格子对角面取得的截图。可见， $Cu$ 原子之间最短距离 $x =$ $pm$ ， $Mg$ 原子之间最短距离 $y =$ $pm$ 。设阿伏加德罗常数的值为 $N_{A}$ ，则 $Mg {Cu}_{2}$ 的密度是 $g \cdot {cm}^{- 3}$ (列出计算表达式)。

科目化学题型解答题难度中等

知识点：物质的量的相关计算原子核外电子排布配合物的成键情况原子核外电子的能级分布离子晶体原子晶体分子晶体金属晶体晶胞的计算原子轨道杂化方式及杂化类型判断

某班同学用如下实验探究Fe²⁺、Fe³⁺的性质．回答下列问题：

（1）分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1mol/L 的溶液．在FeCl₂溶液中需加入少量铁屑，其目的是________．

（2）甲组同学取2mL FeCl₂溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明Cl₂可将Fe²⁺氧化．FeCl₂溶液与氯水反应的离子方程式为________．

（3）乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2mL FeCl₂溶液中先加入0.5mL 煤油，再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是________．

（4）丙组同学取10mL 0.1mol•L^﹣¹KI溶液，加入6mL 0.1mol•L^﹣¹ FeCl₃溶液混合．分别取2mL此溶液于3支试管中进行如下实验：

①第一支试管中加入1mL CCl₄充分振荡、静置，CCl₄层显紫色；

②第二支试管中加入1滴K₃[Fe（CN）₆]溶液，生成蓝色沉淀；

③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红．

实验②检验的离子是________（填离子符号）；实验①和③说明：在I^﹣过量的情况下，溶液中仍含有________（填离子符号），由此可以证明该氧化还原反应为________．

（5）丁组同学向盛有H₂O₂溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl₂溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成，产生气泡的原因是________，生成沉淀的原因是________（用平衡移动原理解释）．

丙烯腈（CH ₂=CHCN）是一种重要的化工原料，工业上可用"丙烯氨氧化法"生产．主要副产物有丙烯醛（CH ₂=CHCHO）和乙腈（CH ₃CN）等。回答下列问题：

（1）以丙烯、氨、氧气为原料，在催化剂存在下生成丙烯腈（C ₃H ₃N）和副产物丙烯醛（C ₃H ₄O）。热化学方程式如下：①C ₃H ₆（g）+NH ₃（g）+ $\frac{3}{2}$ O ₂（g）═C ₃H ₃N（g）+3H ₂O（g）△H=﹣515kJ•mol ^﹣ ¹

②C ₃H ₆（g）+O ₂（g）═C ₃H ₄O（g）+H ₂O（g）△H=﹣353kJ•mol ^﹣ ¹

两个反应在热力学上趋势均很大，其原因是________；有利于提高丙烯腈平衡产率的反应条件是________；提高丙烯腈反应选择性的关键因素是________．

（2）图（a）为丙烯腈产率与反应温度的关系曲线，最高产率对应的温度为460℃．低于460℃时，丙烯腈的产率________（填"是"或"不是"）对应温度下的平衡转化率，判断理由是________；高于460℃时，丙烯腈产率降低的可能原因是________（双选，填标号）．

A．	催化剂活性降低	B．	平衡常数变大
C．	副反应增多	D．	反应活化能增大

（3）丙烯腈和丙烯醛的产率与n（氨）/n（丙烯）的关系如图（b）所示．由图可知，最佳n（氨）/n（丙烯）约为________，理由是________．进料气氨、空气、丙烯的理论体积比约为________．

联氨（又称肼，N₂H₄，无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料．回答下列问题：

（1）联氨分子的电子式为________，其中氮的化合价为________．

（2）实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为________．

（3）①2O₂（g）+N₂（g）═N₂O₄（l）△H₁

②N₂（g）+2H₂（g）═N₂H₄（l）△H₂

③O₂（g）+2H₂（g）═2H₂O（g）△H₃

④2N₂H₄（l）+N₂O₄（l）═3N₂（g）+4H₂O（g）△H₄=﹣1048.9kJ•mol^﹣¹

上述反应热效应之间的关系式为△H₄=________，联氨和N₂O₄可作为火箭推进剂的主要原因为________．

（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似．联氨第一步电离反应的平衡常数值为________（已知：N₂H₄+H⁺⇌N₂H₅⁺的K=8.7×10⁷；K_w=1.0×10^﹣¹⁴）．联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为________．

（5）联氨是一种常用的还原剂．向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是________．联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀．理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O₂________kg；与使用Na₂SO₃处理水中溶解的O₂相比，联氨的优点是________．

[化学--选修5：有机化学基础]

化合物 $G$ 是一种药物合成中间体，其合成路线如下：

回答下列问题：

（1）A中的官能团名称是。

（2）碳原子上连有4个不同的原子或基团时，该碳称为手性碳。写出B的结构简式，用星号(*)标出B中的手性碳。

（3）写出具有六元环结构、并能发生银镜反应的B的同分异构体的结构简式:。(不考虑立体异构，只需写出3个)

（4）反应④所需的试剂和条件是。

（5）⑤的反应类型是。

（6）写出 $F$ 到 $G$ 的反应方程式: 。

（7）设计由甲苯和乙酰乙酸乙酯 $({CH}_{3} CO {CH}_{2} COO C_{2} H_{5})$ 制备的合成路线(无机试剂任选)。

［化学--选修3：物质结构与性质］

（1）下列状态的镁中，电离最外层一个电子所需能量最大的是(填标号)。

（3）一些氧化物的熔点如下表所示：

氧化物	${Li}_{2} O$	$MgO$	$P_{4} O_{6}$	${SO}_{2}$
熔点/°C	$1570$	$2800$	$23.8$	$- 75.5$

解释表中氧化物之间熔点差异的原因。