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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.用于合成氨的工业煤气中含有H2S、C2H5SH(乙酸醇)、COS(羰基硫)、CS2等含硫化合物,工业上无机硫常用氧化锌法处理,有机硫可用钴钼催化加氢处理。

       H2S+ZnO=ZnS+H2O;C2H5SH+ZnO=ZnS+C2H4+H2O

       C2H5SH+H2=C2H6+H2S;COS+H2=CO+H2S;CS2+4H2=CH4+2H2S

   (1)钴原子在基态时核外电子排布式为         

   (2)下列有关分子结构的说法正确的是           

        A.C2H4分子中有5个键处1个

        B.COS分子(结构如右图)中键能C=O>C=S

        C.H2S分子呈V形结构

        D.CH4、C2H6分子中碳原子均采用sp3杂化

   (3)下列有关说法不正确的是     

        A.H2O、CO、COS均是极性分子

        B.相同压强下沸点:Cs2>COS>CO2

        C.相同压强下沸点:C2H5SH>C2H5OH

        D.相同压强下沸点:CO>N2

   (4)-ZnS的晶胞结构如右图,晶胞中S2-数目为:         个。

   (5)具有相似晶胞结构的ZnS和ZnO,ZnS熔点为1830℃,ZnO熔点为1975℃,后者较前者高是由于            

   (6)钼的一种配合物化学式为:Na3[Mo(CN)8]·8H2O,中心原子的配位数为   

       B.烃醛结合反应有机合成中颇为重要,绿色催化剂的固体铌酸酸倍受研究者关注。铌酸具有较高的催化活性及稳定性。反应原理如下:

       实验方法是在25mL烧瓶中加入铌酸、10mL甲醇和 0.5mL苯甲醛,在回流状态下反应2h,反应的产率和转化率均非常高。

   (1)采用回流反应2h的目的是             

   (2)在反应中甲醇需过量,其原因是              

   (3)不同铌酸用量对产率和转化率影响,如下表:

铌酸用量/mol

0.01

0.02

0.03

0.05

0.1

0.15

0.2

0.6

产率%

87.3

88.2

90.3

94.2

92.9

93.1

91.8

92.3

转化率%

89.7

92.1

93.9

98.9

94.9

95.7

93.9

94.3

       在上述苯甲醛与甲醇缩合反应实验中催化剂铌酸的最佳用量为        

   (4)催化剂的回收利用性能是考察催化剂的一项极为重要的指标。铌酸催化剂循环使用次数对产率的影响如右下图,这说明铌酸催化剂的优点之一是         

   (5)用铌酸作催化剂时,不同的醛与甲醇的缩合反应的转化率和产率如下表:

序号

转化率%

产率%

1

邻羟基苯甲醛

甲醇

94.3

89.6

2

邻羟基苯甲醛

甲醇

93.6

88.7

3

邻氯苯甲醛

甲醇

93.1

87.3

4

间硝基苯甲醛

甲醇

54.2

34.1

5

邻硝基苯甲醛

甲醇

89.9

79.5

6

对硝基苯甲醛

甲醇

65.7

41.9

       从表中得出的不同的醛与甲醇缩合反应影响转化率和产率的规律是    

A.(12分),每空均为2分

   (1)[Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2

   (2)ABCD(漏选1—2个得1分,漏选2个以上不得分)

   (3)C

   (4)4

   (5)氧离子半径比硫离子小,晶格能大

   (6)8

B.(12分),每空均为2分

   (1)该反应较慢,需在沸腾条件下反应较长时间,为了不使甲醇和苯甲醛的蒸汽逸了损失。(2分)

   (2)提高苯甲醛的转化率(2分)

   (3)0.05mol(2分)

   (4)催化剂可重复多次使用,对产率的影响很少(只减少2%左右)(2分

(5)①相同取代基时,产率或转化率;邻位>间位;②不同取代基时,产率或转化率,供电子基团(羟基、烷基等)>吸电子基团(硝基、卤素等)(14分)

       本卷当中所有合理答案,均参照给分

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相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

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.《物质结构与性质》:原子序数依次增大的X、Y、Z、W四种元素,原子序数均小于36.已知X、Y和Z为第三周期元素,其原子的第一至第四电离能如下表:
电离能/kJ?mol-1 I1 I2 I3 I4
X 496 4562 6912 9543
Y 738 1451 7733 10540
Z 578 1817 2745 11578
(1)X、Y、Z的电负性从大到小的顺序为
Al>Mg>Na
Al>Mg>Na
(用元素符号表示),元素Y的第一电离能大于Z的原因是
Y的最外层电子排布处于全满稳定状态,能量降低
Y的最外层电子排布处于全满稳定状态,能量降低

(2)W元素应用广泛,是一种重要的生物金属元素,如人体内W元素的含量偏低,则会影响O2在体内的正常运输.已知W2+与KCN溶液反应得W(CN)2沉淀,当加入过量KCN溶液时沉淀溶解,生成配合物,其配离子结构如图所示.
①W元素基态原子价电子排布式为
3d64s2
3d64s2

②已知CN-
N2
N2
分子互为等电子体,1molCN-中π键数目为
2NA
2NA

③上述沉淀溶解过程的化学方程式为
Fe(CN)2+4KCN=K4[Fe(CN)6]
Fe(CN)2+4KCN=K4[Fe(CN)6]

B.《化学实验》:无色晶体硫酸锌,俗称皓矾,在医疗上用作收敛剂,工业上作防腐剂、制造白色颜料(锌钡白)等.某实验小组欲用制氢废液制备硫酸锌晶体,进行了以下实验:
(1)取50mL制氢废液,过滤.除去不溶性杂质后,用ZnO调节滤液使pH约等于2,加热、蒸发、浓缩制得较高温度下的硫酸锌饱和溶液,冷却结晶,得到粗制的硫酸锌晶体.
①加入少量氧化锌调节滤液使pH≈2目的是
将硫酸转化成硫酸锌除去硫酸,且不带进其他杂质
将硫酸转化成硫酸锌除去硫酸,且不带进其他杂质

②加热蒸发、浓缩溶液时,应加热到
溶液表面出现晶膜
溶液表面出现晶膜
时,停止加热.
(2)粗晶体在烧杯中用适量蒸馏水溶解,滴加1~2滴稀硫酸,用沸水浴加热至晶体全部溶解.停止加热,让其自然冷却、结晶.抽滤(装置如图2所示).将所得晶体用少量无水乙醇洗涤1-2次,得到较纯的硫酸锌晶体.
①写出下列仪器的名称.a
布氏漏斗
布氏漏斗
;b
吸滤瓶
吸滤瓶

②抽滤跟普通过滤相比,除了得到沉淀较干燥外,还有一个优点是
过滤速度快
过滤速度快

③用少量无水乙醇洗涤晶体的目的是
利用乙醇的挥发,除去晶体表面附着的水分,减少硫酸锌的损失
利用乙醇的挥发,除去晶体表面附着的水分,减少硫酸锌的损失

(3)在制取氢气时,如果锌粒中混有少量的铁、铜杂质,对硫酸锌的质量
(填“有”、“无”)影响,原因是
铜不与稀硫酸反应,过滤除去;铁虽然与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,但锌比铁活泼,只要锌粒过量,就可置换硫酸亚铁中铁过滤除去
铜不与稀硫酸反应,过滤除去;铁虽然与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,但锌比铁活泼,只要锌粒过量,就可置换硫酸亚铁中铁过滤除去

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A.[物质结构]
[Cu(NH34]SO4?H2O是一种杀虫剂.
(1)Cu元素基态原子的电子排布式为
 

(2)元素N、O、S的第一电离能由大到小排列的顺序为
 

(3)H元素可与O元素形成H2O和H2O2,H2O2易溶于H2O,其主要原因为
 

(4)H元素与N元素可组成化合物N2H4,其中N原子的轨道杂化方式为
 

(5)与S
O
2-
4
互为等电子体的一种分子的化学式为
 

(6)Cu元素与H元素可形成一种红色晶体,其结构如图8,则该化合物的化学式为
 

B.[实验化学]
目前市场上大量矿泉水、食用油等产品包装瓶几乎都是用PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯,简称聚酯)制作的.利用废聚酯饮料瓶制备对苯二甲酸的反应原理如下:
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实验过程如下:
步骤1:在100mL四颈瓶上分别装置冷凝管、搅拌器和温度计.依次加入5g废饮料瓶碎片、0.05g氧化锌、5g碳酸氢钠和25mL乙二醇.缓慢搅拌,油浴加热,升温至180℃,反应15分钟.
步骤2:冷却至160℃停止搅拌,将搅拌回流装置改成搅拌、减压蒸馏装置,减压蒸馏.
步骤3:向四颈瓶中加入50mL沸水,搅拌使残留物溶解.抽滤除去少量不溶物.
步骤4:将滤液转移到400mL烧杯中,用25mL水荡洗滤瓶并倒入烧杯中,再添加水使溶液总体积达200mL,加入沸石,将烧杯置于石棉网上加热煮沸.
步骤5:取下烧杯,取出沸石后趁热边搅拌边用8~10mL 1:1HCl酸化,酸化结束,体系呈白色浆糊状.
步骤6:冷至室温后再用冰水冷却.抽滤,滤饼用蒸馏水洗涤数次至滤出液pH=6,抽干后再用10mL丙酮分2次洗涤,抽干,干燥.
(1)步骤1反应过程中的现象是
 

(2)步骤2是为了分离出
 

(3)步骤3抽滤需要用到的主要仪器有
 

(4)步骤4加沸石的目的是
 

(5)步骤5用盐酸酸化的目的是
 

(6)步骤6用丙酮洗涤的目的是
 

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A.雷尼镍(Raney-Ni)是一种历史悠久、应用广泛的催化剂,由镍-铝合金为原料制得.
(1)元素第一电离能:Al
 
Mg(选填:“>”、“<”、“=”)
(2)雷尼镍催化的一实例为:精英家教网化合物b中进行sp精英家教网3杂化的原子有:
 

(3)一种铝镍合金的结构如下图,与其结构相似的化合物是:
 
(选填序号:a.氯化钠  b.氯化铯  c.石英  d.金刚石).
(4)实验室检验Ni2+可用丁二酮肟与之作用生成腥红色配合物沉淀.
①Ni2+在基态时,核外电子排布式为:
 

②在配合物中用化学键和氢键标出未画出的作用力(镍的配位数为精英家教网
B.4-氯苯胺是合成橡胶、化学试剂、染料、色素等化工产品,制备4-氯苯胺的原理如下:
精英家教网.在1L密闭容器中加入4-氯硝基苯100g、雷尼镍(催化剂)及少量吗啉(脱氯抑制剂,精英家教网)、甲醇250mL(溶剂),密封;先充入氮气,然后充入氢气至一定压力.在所需氢气压力、温度等条件下加氢反应,充分反应后,冷却,过滤,洗涤,蒸馏并收集64~65℃馏分.
(1)开始时先通入N2的目的是
 

(2)上述实验中过滤的目的是
 
,洗涤所用的试剂是
 

(3)蒸馏时除用到接引管、锥形瓶、温度计外,还用到的玻璃仪器有:
 
 
.馏出液的主要成分是
 

(4)以下是温度、氢气压力、催化剂用量及吗啉的用量对反应的影响.
表1温度 表2氢气压力 表3催化剂用量 表4吗啉用量
序号 温度/℃ 转化率/% 选择
性/%
反应时间/h 序号 氢气压力/MPa 选择性/% 反应时间/h 序号 雷尼镍用量/g 选择性/% 反应时间/h 序号 吗啉用量/% 选择性/%
40 未完全 99.6 6 0.5 99.6 3.7 2 98.25 5 0.0 84.3
60 100 99.7 4 1.0 99.7 2 4 99.20 2.2 0.3 99.3
80 100 99.6 2.45 1.5 99.2 1.6 6 99.60 1.9 0.5 99.7
100 100 99.6 2 2.0 96.4 1.15 8 99.60 1.4 0.7 99.6
120 100 98.6 1.7 10 99.10 1.4 1.2 99.7
优化的条件是:温度、氢气压力、催化剂用量、吗啉用量,选择的序号依次是
 

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A.海底热液研究(图1)处于当今科研的前沿.海底热液活动区域“黑烟囱”的周围常存在FeS、黄铜矿及锌矿等矿物.
(1)Ni2+的核外电子排布式是
 

(2)分析下表,铜的第一电离能(I1)小于锌的第一电离能,而铜的第二电离能(I2)却大于锌的第二电离能,基主要原因是
 

电离能/kJ?mol-1 I1 I2
746 1958
906 1733
(3)下列说法正确的是
 

A.电负性:N>O>S>C        B.CO2与COS(硫化羰)互为等电子体
C.NH3分子中氮原子采用sp3杂化  D.CO、H2S、HCN都是极性分子
(4)“酸性热液”中大量存在一价阳离子,结构如图2,它的化学式为
 

(5)FeS与NaCl均为离子晶体,晶胞相似,前者熔点为985℃,后者801℃,其原因是
 
.在FeS晶胞中,与Fe2+距离相等且最近的S2-围成的多面体的空间构型为
 

B.制备KNO3晶体的实质是利用结晶和重结晶法对KNO3和NaCl的混合物进行分离.下面是某化学兴趣小组的活动记录:
NaNO3 KNO3 NaCl KCl
10℃ 80.5 20.9 35.7 31.0
100℃ 175 246 39.1 56.6
查阅资料:文献中查得,四种盐在不同温度下的溶解度(S/g)如下表:
实验方案:
Ⅰ.溶解:称取29.8g KCl和34.0g NaNO3放入250mL烧杯中,再加入70.0g蒸馏水,加热并搅拌,使固体全部溶解.
Ⅱ.蒸发结晶:继续加热和搅拌,将溶液蒸发浓缩.在100℃时蒸发掉50.0g 水,维持该温度,在保温漏斗(如图3所示)中趁热过滤析出的晶体.得晶体m1g.
Ⅲ.冷却结晶:待溶液冷却至室温(实验时室温为10℃)后,进行减压过滤.得KNO3粗产品m2g.
Ⅳ.重结晶:将粗产品全部溶于水,制成100℃的饱和溶液,冷却至室温后抽滤.得KNO3纯品.
假定:①盐类共存时不影响各自的溶解度;②各种过滤操作过程中,溶剂的损耗忽略不计.试回答有关问题:
(1)操作Ⅱ中趁热过滤的目的是.
(2)若操作Ⅱ中承接滤液的烧杯中不加入蒸馏水,则理论上在操作Ⅲ中可得粗产品的质量m2=
 
g,其中混有NaCl
 
g.为防止NaCl混入,在操作Ⅱ中承接滤液的烧杯中至少应加入蒸馏水
 
g.
(3)操作Ⅲ中采用减压过滤,其优点是
 
.该小组同学所用的装置如图4所示,试写出该装置中主要用到的玻璃仪器的名称:
 
.若实验过程中发现倒吸现象,应采取的措施是
 

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A:
合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,是化学和技术对社会发展与进步的巨大贡献之一.在制取合成氨原料气的过程中,常混有一些杂质,如CO会使催化剂中毒.除去CO的化学反应方程式(HAc表示醋酸):Cu(NH32Ac+CO+NH3=Cu(NH33(CO)Ac
请回答下列问题:
(1)C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为
 

(2)写出基态Cu+的核外电子排布式
 

(3)配合物Cu(NH33(CO)Ac中心原子的配位数为
 

(4)写出与CO互为等电子体的离子
 
.(任写一个)
(5)在一定条件下NH3与CO2能合成化肥尿素[CO(NH22],尿素中 C原子轨道的杂化类型分别为
 
;1mol尿素分子中,σ键的数目为
 

(6)铜金合金形成的晶胞如图1所示,其中Cu、Au原子个数比为
 

B:
对氨基苯磺酸是制取染料和一些药物的重要中间体,可由苯胺磺化得到.
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实验室可利用如图2实验装置合成对氨基苯磺酸.实验步骤如下:
1在一个250mL三颈烧瓶中加入10mL苯胺及几粒沸石,将三颈烧瓶放入冷水中冷却,小心地加入18mL浓硫酸.
2将三颈烧瓶置于油浴中缓慢加热至170~180℃,维持此温度2~2.5h.
③将反应液冷却至约50℃后,倒入盛有100mL冷水的烧杯中,用玻璃棒不断搅拌,促使晶体析出,抽滤,用少量冷水洗涤,得到的晶体是对氨基苯磺酸粗产品.
④将粗产品用沸水溶解,冷却结晶(若溶液颜色过深,可用活性炭脱色),抽滤,收集产品,晾干.(说明:100mL水在20℃时可溶解对氨基苯磺酸1.08g,在100℃时可溶解6.67g.)
试回答填空.
(1)装置中冷凝管的作用是
 

(2)步骤②中采用油浴加热,下列说法正确的是
 
(填序号).
A.用油浴加热的好处是反应物受热均匀,便于控制温度
B.此处也可以改用水浴加热
C.实验装置中的温度计可以改变位置,也可使其水银球浸入在油中
(3)步骤③用少量冷水洗涤晶体的好处是
 

(4)步骤③和④均进行抽滤操作,在抽滤完毕停止抽滤时,应注意先
 
,然后
 
,以防倒吸.
(5)步骤④中有时需要将“粗产品用沸水溶解,冷却结晶,抽滤”的操作进行多次,其目的是
 
.每次抽滤后均应将母液收集起来,进行适当处理,其目的是
 

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