請從給出的3道化學題中任選一題做答

1.［化學——選修化學與技術］

請回答氯堿工業中的如下問題：

(1)氯氣、燒堿是電解食鹽水時按照固定的比率k(質量比)生成的產品。理論上k__________(要求計算表達式和結果)；

(2)原料粗鹽中常含有泥沙和Ca²⁺、Mg²⁺、Fe³⁺、等雜質，必須精制后才能供電解使用。精制時，粗鹽溶于水過濾后，還要加入的試劑分別為①Na₂CO₃、②HCl(鹽酸)、③BaCl₂，這3種試劑添加的合理順序是_________(填序號)；

(3)氯堿工業是高耗能產業，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(電)能30%以上。在這種工藝設計中，相關物料的傳輸與轉化關系如下圖所示，其中的電極未標出，所用的離子膜都只允許陽離子通過。

①圖中X、Y分別是_________、_________(填化學式)，分析比較圖示中氫氧化鈉質量分數a%與b%的大小_________；

②分別寫出燃料電池B中正極、負極上發生的電極反應

正極：_________；負極：_________；

③這樣設計的主要節(電)能之處在于(寫出2處)

___________________________、___________________________。

2.［化學——選修物質結構與性質］

已知X、Y和Z三種元素的原子序數之和等于42。X元素原子的4p軌道上有3個未成對電子，Y元素原子的最外層2p軌道上有2個未成對電子。X跟Y可形成化合物X₂Y₃，Z元素可以形成負一價離子。請回答下列問題：

(1)X元素原子基態時的電子排布式為_________，該元素的符號為_________；

(2)Y元素原子的價層電子的軌道表示式為_________，該元素的名稱是_________；

(3)X與Z可形成化合物XZ₃，該化合物的空間構型為________________________；

(4)已知化合物X₂Y₃在稀硫酸溶液中可被金屬鋅還原為XZ₃，產物還有ZnSO₄和H₂O，該反應的化學方程式是____________________________________；

(5)比較X的氫化物與同族第二、三周期元素所形成的氫化物穩定性、沸點高低并說明理由____________________________________。

3.［化學——選修有機化學基礎］

A～J均為有機化合物，它們之間的轉化如下圖所示：

 
實驗表明：

①D既能發生銀鏡反應，又能與金屬鈉反應放出氫氣；

②核磁共振氫譜表明F分子中有三種氫，且其峰面積之比為1∶1∶1；

③G能使溴的四氯化碳溶液褪色；

④1 mol J與足量金屬鈉反應可放出22.4 L氫氣(標準狀況)。

請根據以上信息回答下列問題：

(1)A的結構簡式為_________(不考慮立體異構)，由A生成B的反應類型是_________反應；

(2)D的結構簡式為___________________________；

(3)由E生成F的化學方程式為____________，E中的官能團有____________(填名稱)，與E具有相同官能團的E的同分異構體還有____________(寫出結構簡式，不考慮立體異構)；

(4)G的結構簡式為____________________________________；

(5)由I生成J的化學方程式為________________________。

《物質結構與性質》模塊試題

1.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表一種化學元素。

試回答下列問題：

（1）請寫出元素o的基態原子電子排布式  ①  。

（2）d的氫化物的分子構型為  ②  ，中心原子的雜化形式為  ③  ；k在空氣中燃燒產物的分子構型為  ④  ，中心原子的雜化形式為  ⑤  ，該分子是  ⑥  （填“極性”或“非極性”）分子。

（3）第三周期8種元素按單質熔點高低的順序如下圖，其中序號“8”代表  ⑦  （填元素符號）；其中電負性最大的是  ⑧  （填下圖中的序號）。

（4）由j原子跟c原子以1∶1相互交替結合而形成的晶體，晶型與晶體j相同。兩者相比熔點更高的是  ⑨  ，試從結構角度加以解釋：  ⑩  。

（5）i單質晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示，其晶胞特征如下圖乙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如下圖丙所示。

若已知i的原子半徑為d，N_A代表阿伏加德羅常數，i的相對原子質量為M，請回答：

①晶胞中i原子的配位數為，一個晶胞中i原子的數目為。

②該晶體的密度為（用字母表示）。

2.有A、B、C、D、E、F、G七種元素，除E為第四周期元素外其余均為短周期元素。A、E、G位于元素周期表的s區，其余元素位于p區，A、E的原子外圍電子層排布相同，A的原子中沒有成對電子；B元素基態原子中電子占據三種能量不同的原子軌道且每種軌道中的電子總數相同；C元素原子的外圍電子層排布式為nsⁿnpⁿ⁺¹；D元素的第一電離能列同周期主族元素第三高；F的基態原子核外成對電子數是成單電子數的3倍；G的基態原子占據兩種形狀的原子軌道，且兩種形狀軌道中的電子總數均相同�；卮鹣铝袉栴}：

（1）寫出下列元素的符號：D  ①  ，G  ②  。

（2）D的前一元素第一電離能高于D的原因：  ③  。

（3）由A、B、C形成的ABC分子中，含有  ④  個σ鍵，  ⑤  個π鍵。

（3）由D、E、F、G形成的鹽E₂DF₄、GDF₄的共熔體在冷卻時首先析出的物質是  ⑥  （寫化學式），原因是  ⑦  。

《有機化學基礎》模塊試題

3.M₅纖維是近年來開發出的一種超高性能纖維，它比現有的防爆破材料輕35%，用它制成的頭盔、防彈背心和剛性前后防護板，在戰爭中保住了很多士兵的生命，M₅纖維是線型結構且又有分子間氫鍵的聚合物，在三維方向x、y、z上，當方向z是聚合物主鏈方向時，在x方向和y方向上的氫鍵是其晶體結構的特征。下面是M₅纖維的合成路線（部分反應未注明條件）：

請回答：

（1）合成M₅的單體的結構簡式：F  ①  ，G  ②  。

（2）反應類型：AB：  ③  ，BC：  ④  。

（3）生成A的同時可能生成的A的同分異構體：      ⑤      。

（4）寫出化學反應方程式：C對苯二甲酸：    ⑥    ；DE：      ⑦       。

（5）1 mol的F與NaHCO₃溶液反應，最多耗NaHCO₃  ⑧  mol。

（6）M₅纖維分子間為什么會有氫鍵？請分析說明：        ⑨        。

4.現有A、B、C、D四種有機物，已知：它們的相對分子質量都是104；A是芳香烴，B、C、D均為烴的含氧衍生物，四種物質分子內均沒有甲基；A、B、C、D能發生如下反應生成高分子化合物X、Y、Z（反應方程式未注明條件）：

①nAX  ②nBY（聚酯）+nH₂O  ③nC+nDZ（聚酯）+2nH₂O

請按要求填空：

（1）A的結構簡式是  ①  ，Z的結構簡式是  ②  。

（2）在A中加入少量溴水并振蕩，所發生反應的化學方程式：          ③          。

（3）B的同分異構體有多種，其中分子中含結構的同分異構體的結構簡式分別是  ④  。

(A)【物質結構與性質】

有A、B、C、D、E、F六種元素，B原子得到一個電子后3p軌道全充滿，A⁺比B原子形成的離子少一個電子層；C原子的p軌道半充滿，形成的氫化物的沸點是同主族元素的氫化物中最低的；D和E是位于同一主族的短周期元素，E元素的最高化合價和最低化合價的代數和為零，E在其最高價氧化物中的質量分數為46.67%；F元素的核電荷數為26。

請回答下列問題：

(1)A元素位于元素周期表中第_________周期第_________族；F元素基態原子形成的+2價陽離子的電子排布式為_________。

(2)C與B形成的CB₃分子中C原子的雜化方式是_______，其分子的空間形狀是_______。

(3)另一元素X與A同主族，其第一電離能小于A，晶體XB與AB熔點較高的是_________，其理由是_______________________________________________________________。

(4)1 mol ED晶體中含有的E—D共價鍵的數目是_________。

(B)【實驗化學】

阿司匹林(乙酰水楊酸)是由水楊酸和乙酸酐合成的：

在生成乙酰水楊酸的同時，水楊酸分子之間也能發生聚合反應，生成少量聚合物(副產物)。合成乙酰水楊酸的實驗步驟如下：

①向150 mL干燥錐形瓶中加入2 g水楊酸、5 mL乙酸酐和5滴濃硫酸，振蕩，待其溶解后，控制溫度在85—90 ℃條件下反應5—10 min，然后冷卻，即有乙酰水楊酸晶體析出。

②減壓過濾，用濾液淋洗錐形瓶，直至所有晶體收集到布氏漏斗中。抽濾時用少量冷水洗滌晶體幾次，繼續抽濾，盡量將溶劑抽干。然后將粗產品轉移至表面皿上，在空氣中風干。

③將粗產品置于100 mL燒杯中，攪拌并緩慢加入25 mL 飽和碳酸氫鈉溶液，加完后繼續攪拌2—3 min，直到沒有二氧化碳氣體產生為止。過濾，用5—10 mL蒸餾水洗滌沉淀。合并濾液于燒杯中，不斷攪拌，慢慢加入15 mL 4 mol·L^-1鹽酸，將燒杯置于冰水中冷卻，即有晶體析出。抽濾，用冷水洗滌晶體1—2次，再抽干水分，即得產品。

請回答下列問題：

(1)第①步中，要控制溫度在85—90 ℃，應采用的加熱方法是___________，用這種方法加熱需要的玻璃儀器有___________。

(2)在第②步中，用冷水洗滌晶體，其目的是_________________________________________、__________________________________________。

(3)在第③步中，加入飽和碳酸氫鈉溶液的作用是___________________________________，加入鹽酸的作用是________________________________________。

(4)如何檢驗產品中是否混有水楊酸？___________________________________________

____________________________________________________________________。

（16分）下表為長式周期表的一部分，其中的編號代表對應的元素。

（1）寫出上表中元素⑨原子的外圍電子排布式            。

（2）在元素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物中，元素③的雜化方式為：   

（3）按要求完成下列各題

     a．第一電離能：元素④      元素⑤（選填“＞”、“＝”、“＜”)。

     b．與元素④所形成的單質互為等電子體的分子、離子的化學式        、       （各寫一種）。

     c．元素④的氣態氫化物X的水溶液在微電子工業中，可作刻蝕劑H₂O₂的清除劑，所發生反應的產物不污染環境，其化學方程式為________________________________

     d．由X與氧氣、KOH溶液構成原電池，負極會產生元素④的單質。則其負極反應式為_____________________________。

（4）由元素③和⑧形成的液態化合物Z，是非極性的直線形分子。0.2mol的Z在O₂中完全燃燒，生成兩種氣態氧化物，298K時放出熱量215kJ。該反應的熱化學方程式為_________________________

（5）在測定①與⑥形成化合物的相對分子質量時，實驗測得的值一般高于理論值的主要原因是：                                                。

（6）元素⑩所形成的單質晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示，其晶胞特征如下圖乙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如下圖丙所示。 已知該原子的半徑為d pm，相對原子質量為M，N_A代表阿伏加德羅常數，請回答：

晶體中該原子的配位數為      ，一個晶胞中包含的原子數目為        ；該晶體的密度為                 g·cm^－3（用字母表示，不必化簡）。

【解析】考查元素周期表的結構和元素周期律的應用。根據元素在周期表中的物質可判斷，①是H，②是Be，③是C，④是N，⑤是O，⑥是F，⑦是Mg，⑧S，⑨是Cr，⑩是Cu。

（1）因為全充滿或半充滿是穩定的，所以根據構造原理可知Cr的外圍電子排布式3d⁵4s¹。

（2）③與①形成的水果催熟劑是乙烯，乙烯中含有碳碳雙鍵，采用的是sp²雜化。

非金屬性越強，第一電離能越大，所以N＜O。氮氣中含有14個電子，所以和氮氣互為等電子體的分子是CO，離子是C₂^2-。N的氫化物是氨氣，N的化合價處于最低價態，被雙氧水氧化生成氮氣。原電池中負極失去電子，所以氨氣在負極的電極反應式為2NH₃－6e^－＋6OH^－===N₂＋6H₂O。

（4）S和C形成的非極性的直線形分子是CS₂，所以反應的熱化學方程式為CS₂(l)＋3O₂(g)===CO₂(g)＋2SO₂(g)   ΔH＝－1075 kJ/mol

（5）F是最活潑的非金屬元素，H和F形成的氫化物中含有氫鍵，從而導致測得的值一般高于理論值。

（6）銅形成的是面心立方最密堆積，其配位數是12，根據乙中的結構特點可知一個晶胞中包含的原子數目為8×1/8＋6×1/2＝4。根據丙圖可知該晶胞的邊長為，所以其密度為

（16分）下表為長式周期表的一部分，其中的編號代表對應的元素。

（1）寫出上表中元素⑨原子的外圍電子排布式             。

（2）在元素③與①形成的水果催熟劑氣體化合物中，元素③的雜化方式為：   

（3）按要求完成下列各題

     a．第一電離能：元素④       元素⑤（選填“＞”、“＝”、“＜”)。

     b．與元素④所形成的單質互為等電子體的分子、離子的化學式        、        （各寫一種）。

     c．元素④的氣態氫化物X的水溶液在微電子工業中，可作刻蝕劑H₂O₂的清除劑，所發生反應的產物不污染環境，其化學方程式為________________________________

     d．由X與氧氣、KOH溶液構成原電池，負極會產生元素④的單質。則其負極反應式為_____________________________。

（4）由元素③和⑧形成的液態化合物Z，是非極性的直線形分子。0.2mol的Z在O₂中完全燃燒，生成兩種氣態氧化物，298K時放出熱量215kJ。該反應的熱化學方程式為_________________________

（5）在測定①與⑥形成化合物的相對分子質量時，實驗測得的值一般高于理論值的主要原因是：                                                 。

（6）元素⑩所形成的單質晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示，其晶胞特征如下圖乙所示，原子之間相互位置關系的平面圖如下圖丙所示。 已知該原子的半徑為d pm，相對原子質量為M，N_A代表阿伏加德羅常數，請回答：

晶體中該原子的配位數為      ，一個晶胞中包含的原子數目為        ；該晶體的密度為                  g·cm^－3（用字母表示，不必化簡）。

【解析】考查元素周期表的結構和元素周期律的應用。根據元素在周期表中的物質可判斷，①是H，②是Be，③是C，④是N，⑤是O，⑥是F，⑦是Mg，⑧S，⑨是Cr，⑩是Cu。

（1）因為全充滿或半充滿是穩定的，所以根據構造原理可知Cr的外圍電子排布式3d⁵4s¹。

（2）③與①形成的水果催熟劑是乙烯，乙烯中含有碳碳雙鍵，采用的是sp²雜化。

非金屬性越強，第一電離能越大，所以N＜O。氮氣中含有14個電子，所以和氮氣互為等電子體的分子是CO，離子是C₂^2-。N的氫化物是氨氣，N的化合價處于最低價態，被雙氧水氧化生成氮氣。原電池中負極失去電子，所以氨氣在負極的電極反應式為2NH₃－6e^－＋6OH^－===N₂＋6H₂O。

（4）S和C形成的非極性的直線形分子是CS₂，所以反應的熱化學方程式為CS₂(l)＋3O₂(g)===CO₂(g)＋2SO₂(g)   ΔH＝－1075 kJ/mol

（5）F是最活潑的非金屬元素，H和F形成的氫化物中含有氫鍵，從而導致測得的值一般高于理論值。

（6）銅形成的是面心立方最密堆積，其配位數是12，根據乙中的結構特點可知一個晶胞中包含的原子數目為8×1/8＋6×1/2＝4。根據丙圖可知該晶胞的邊長為，所以其密度為