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18.(10分)苯乙酸铜是合成纳米氧化铜的重要前驱体之一,可采用苯乙腈()
为原料在实验室进行合成。制备苯乙酸的装置如右图(加热和夹持仪器略去)。已知苯乙酸的熔点为76.5℃,微溶于冷水,易溶于乙醇。
在250 mL三口瓶A中加入70 mL质量分数为70%的硫酸和几片碎瓷片,加热至100℃,再缓缓滴入46.8 g苯乙腈,然后升温至130℃,发生反应:
+2H2O+ H2SO4
请回答:
+ NH4HSO4
(1)甲同学提出为使反应物受热均匀,可以采取水浴加热。老师否定了这个建议,原因是_______。
(2)乙同学提出装置中缺少温度计,温度计水银球的合理位置是_______。 (3)本实验采用了滴液漏斗。与普通分液漏斗相比,滴液漏斗的优点是_______。 (4)反应结束后需先加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是_______,分离出苯乙酸的操作是_______。
(5)提纯粗苯乙酸最终得到19 g纯品,则苯乙酸的产率是_____%(结果保留整数)。 (6)将苯乙酸加入到乙醇与水的混合溶剂中,充分溶解后加入Cu(OH)2,搅拌30 min,过滤。滤液静置一段时间可以析出苯乙酸铜晶体。此步骤中用到乙醇的作用是______ ;写出此步发生反应的化学方程式_______。
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选做题(以下选做题分为A、B两组,每组试题均包括3个小题,共32分。每位考生只能选做其中的一组,如果多选,按第一组计分。) A组——[选修3:物质结构与性质](32分) A-19. (10分)
A、B、C、D、E、G六种元素均为前四周期元素,原子序数依次增大。A原子核外的L层电子数是K层的两倍;C原子核外的最外层中只有两对成对电子,D在元素周期表的各元素中电负性最大,E和C同主族,G是前四周期元素中基态原子未成对电子数最多的元素。 请回答下列问题:
(1)A、B、C的第一电离能从小到大的顺序为_______。(用元素符号表示)
(2)AC2与EC2分子的空间构型分别是_______和_______。相同条件下EC2在水中的溶解度比AC2更大,理由是_______。
(3)用氢键表示式写出D的氢化物在水溶液中存在的任意一种氢键_______。
(4)G的价电子排布式为_______;G 与CO形成的配合物G(CO)6中,1 mol G(CO)6中含有的σ键数目为_________。
(5)和G同周期的铁元素,其单质及其化合物应用广泛。
①某有机铁肥[Fe(H2NCONH2)6] (NO3)3的名称叫三硝酸六尿素合铁,是一种配合物。该配合物中所含的阴离子的空间构型为_____ ,写出一个与该阴离子互为等电子体的分子________。
②氯化亚铁的熔点为674℃,而氯化铁的熔点仅为282℃,二者熔点存在差异的主要原因是________。 A--20. (10分)
在元素周期表中,非金属元素集中于右上角的位置,它们虽然种类少,但其用途却不容小觑。
(1)元素周期表的非金属元素中,属于主族元素的共有________种。
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(2)红磷是巨型共价分子、无定型结构。能证明红磷是非晶体的最可靠方法是________。 A.质谱 B.原子发射光谱 C.核磁共振谱 D.X 射线衍射 (3)成语“信口雕黄”中的雌黄分子式为As2S3,分子结构如右图。
其分子中S原子的杂化方式为________。雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和SnCl4并放出H2S气体,写出该反应的化学方程式______。 (4)已知pKa=-lgKa。
①有机酸的酸性强弱受邻近碳上取代原子的影响,如酸性: BrCH2COOH >CH3COOH。据此推测,pKa:ClCH2COOH______FCH2COOH(填“>”、“<”、“=”)。
②硼酸(H3BO3)是一元酸,它在水中表现出来的弱酸性,并不是自身电离出H+所致,而是H3BO3与水电离出的OH-结合生成一个酸根离子,请写出该酸根离子的结构简式: ________(若存在配位键,请用箭头标出)。
(5)磷化硼的晶胞模型如右图所示,晶胞参数为a pm,已知B、P的原子半径分别表示为rBpm、rP pm。该晶胞中磷原子的配位数为________,晶体中原子的空间利用率为______ 。 A-21. (12分)
离子晶体是常见的晶体类型。请回答以下问题:
(1)离子晶体中阴阳离子半径之比是决定晶体构型的重要因素之一,配位数与离子半径之比存在如下关系:
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已知在某AB型离子化合物中,A+离子的半径为84 pm,B-离子的半径为140 pm。分析以上信息,与A+离子配位的所有B-离子,在空间构成的立体形状为_______。
(2)硫化亚铜和氧化亚铜均为离子晶体,其中熔点较高的为________ (填化学式),原因是________。
(3)向疏酸铜溶液中加入乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)溶液后,每个Cu2+可与两个乙二胺分子形成四配位离子,导致溶液由蓝色变为紫色。该四配位离子的结构式为_______。 (4)K3C60是由足球烯(C60)与金属钾反应生成的盐。在K3C60晶胞中,C603-堆积方式为面心立方结构,每个晶胞中形成4个八面体空隙和8个四面体空隙,K+填充在空隙中。晶胞中被K+占据的空隙百分比为__________。
(5)H和Mg能形成一种离子型储氢材料,晶体结构如右图所示:
则该晶体中Mg的配位数是______,其化学式为________。已知该晶体的密度为ρg·cm-3,晶胞的体积为__________(用ρ、NA表示,其中NA表示阿伏加德罗常数的值)。 B组- [选修5:有机化学基础](32分) B- 19.(10分)
小明同学为研究有机物A和B的结构和性质,分别取7.4gA和6.0gB置于密闭容器中完全燃烧,测得有关数据如下:
由以上信息可求出:
(1)A物质的分子式为______。 已知A和金属Na不反应,则其可能的结构有______种。
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(2)B物质的最简式为_______。 所有符合该最简式的物质中,相对分子质量最小的物质与酸性高锰酸钾反应的离子方程式为______ 。
(3)相同条件下,相同质量B物质的蒸气所占体积为H2体积的1/30,且B可以发生银镜反应,但不能发生水解反应。写出其结构简式______ 。
(4)若B分子中有3个碳原子,能与NaHCO3反应产生CO2气体,且等效氢的个数比为3:1:1:1,则该物质的系统命名法名称为______ 。
(5)若符合B物质最简式的某物质是生命体中重要的能量物质,在一定条件下可以转化为乙醇,写出该转化反应的化学方程式______。 B- 20. (10分)
已知某有机物A有如下的转化关系:
请结合上述转化关系回答问题:
(1)A的结构简式为_____;M是比A少一个 CH2原子团的芳香族化合物,能发生银镜反应,且M在所有的同分异构体中核磁共振氢谱信号种类最少,则M的结构简式为_______。 (2)A→B的反应类型为_______。 (3)B→C的化学方程式为_______。 (4)C→E的化学方程式为_______ 。
(5)D、F的结构简式分别为_______、_______。 B- -21.(12分)
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