Question

下列兩題分別對應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實驗化學(xué)”兩個選修課程模塊的內(nèi)容，請你選擇其中一題作答，如果兩題全做，則按A題評分。

A．已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它們的核電荷數(shù)A＜B＜C＜D＜E。其中A、B、C是同一周期的非金屬元素。化合物DC的晶體為離子晶體，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。AC₂為非極性分子。B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高。E的原子序數(shù)為24，ECl₃能與B、C的氫化物形成六配位的配合物，且兩種配體的物質(zhì)的量之比為2∶1，三個氯離子位于外界。請根據(jù)以上情況，回答下列問題：（答題時，A、B、C、D、E用所對應(yīng)的元素符號表示）

（1）A、B、C的第一電離能由小到大的順序為                  。

（2）B的氫化物的分子空間構(gòu)型是             。其中心原子采取          雜化。

（3）寫出化合物AC₂的電子式             ；一種由B、C組成的化合物與AC₂互為等電子體，其化學(xué)式為              。

（4）E的核外電子排布式是              ，ECl₃形成的配合物的化學(xué)式為        。

（5）B的最高價氧化物對應(yīng)的水化物的稀溶液與D的單質(zhì)反應(yīng)時，B被還原到最低價，該反應(yīng)的化學(xué)方程式是                                                 。

B．醇與氫鹵酸反應(yīng)是制備鹵代烴的重要方法。實驗室制備溴乙烷和1-溴丁烷的反應(yīng)如下：

             NaBr+H₂SO₄HBr+NaHSO₄                 ①

             R-OH+HBrR-Br+H₂O                     ②

可能存在的副反應(yīng)有：醇在濃硫酸的存在下脫水生成烯和醚，Br^―被濃硫酸氧化為Br₂等。有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下；

	乙醇	溴乙烷	正丁醇	1-溴丁烷
密度/g?cm-3	0.7893	1.4604	0.8098	1.2758
沸點/℃	78.5	38.4	117.2	101.6

請回答下列問題：

（1）在溴乙烷和1-溴丁烷的制備實驗中，下列儀器最不可能用到的是        。（填字母）

a．圓底燒瓶            b．量筒             c．錐形瓶            d．布氏漏斗            

（2）溴代烴的水溶性        （填“大于”、“等于”或“小于”）相應(yīng)的醇；其原因是           

                                                             。

（3）將1-溴丁烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水，振蕩后靜置，產(chǎn)物在         （填“上層”、“下層”或“不分層”）。

（4）制備操作中，加入的濃硫酸必須進行稀釋，起目的是            。（填字母）

a．減少副產(chǎn)物烯和醚的生成         b．減少Br₂的生成

c．減少HBr的揮發(fā)                      d．水是反應(yīng)的催化劑            

（5）欲除去溴代烷中的少量雜質(zhì)Br₂，下列物質(zhì)中最適合的是            。（填字母）

a．NaI             b．NaOH              c．NaHSO₃              d．KCl            

（6）在制備溴乙烷時，采用邊反應(yīng)邊蒸出產(chǎn)物的方法，其有利于                ；但在制備1-溴丁烷時卻不能邊反應(yīng)邊蒸出產(chǎn)物，其原因是                            。

Answer 1

A．（1）C＜O＜N             

（2）三角錐形         sp³

（3）     N₂O

（4）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹（或[Ar] 3d⁵4s¹）       [Cr(NH₃)₄(H₂O)₂]Cl₃

（5）4Mg+10HNO₃=4Mg(NO₃)₂+NH₄NO₃+3H₂O

B．（1）d             

（2）小于；醇分子可與水分子形成氫鍵，溴代烴分子不能與水分子形成氫鍵。

（3）下層

（4）abc

（5）c

（6）平衡向生成溴乙烷的方向移動（或反應(yīng)②向右移動）

    1-溴丁烷與正丁醇的沸點差較小，若邊反應(yīng)邊蒸餾，會有較多的正丁醇被蒸出

解析：A.根據(jù)題干信息：“B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高”可判斷B、C分別為N（氮）和O（氧）。E原子序數(shù)為24，為Cr(鉻)。由“DC為離子晶體，D的二價陽離子與C的陰離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)”可以判斷D為Mg�！癆C₂為非極性分子”可判斷A為C（碳）。

（1）A、B、C的第一電離能由小到大的順序為C＜O＜N。

（2）B的氫化物為NH₃，其空間構(gòu)型為三角錐形，其中心原子（N）采取sp³雜化。

（3）AC₂為CO₂，其電子式為。由N、O組成且與CO₂互為等電子體的化合物為N₂O。

（4）E為Cr元素，其核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹或［Ar］3d⁵4s¹。CrCl₃形成配合物的化學(xué)式為［Cr(NH₃)₄(H₂O)₂］Cl₃。

（5）N的最高價氧化物對應(yīng)的水化物為HNO₃，與Mg反應(yīng)時，N被還原到最低價-3，即，其反應(yīng)方程式為：

4Mg+10HNO₃4Mg(NO₃)₂+NH₄NO₃+3H₂O。

B：（1）在溴乙烷和1溴丁烷的制備實驗中，最不可能用到的儀器應(yīng)為d，即布氏漏斗，因其是用于過濾的儀器，既不能用作反應(yīng)容器，也不能用于量取液體，答案為d。

（2）溴代烴的水溶性小于相應(yīng)的醇，因為醇分子可與水分子形成氫鍵，溴代烴分子不能與水分子形成氫鍵。

（3）根據(jù)題干表格數(shù)據(jù)：1-溴丁烷的密度大于水的密度，因此將1-溴丁烷的粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水，振蕩后靜置，產(chǎn)物即1-溴丁烷應(yīng)在下層。

（4）由于濃H₂SO₄在稀釋時放出大量熱且具有強氧化性，因此在制備操作過程中，加入的濃H₂SO₄必須進行稀釋，其目的是防止放熱導(dǎo)致副產(chǎn)物烯和醚的生成并減小HBr的揮發(fā)，同時也減少Br₂的生成。

（5）除去溴代烷中的少量雜質(zhì)Br₂應(yīng)選用c即NaHSO₃，二者可以發(fā)生氧化還原反應(yīng)而除去Br₂。NaI能與Br₂反應(yīng)生成I₂而引入新的雜質(zhì)；NaOH不但能與Br₂反應(yīng)，同時也能與溴代烷反應(yīng)；KCl都不反應(yīng)，因此a、b、d都不合適，故答案為c。

（6）根據(jù)平衡移動原理，蒸出產(chǎn)物平衡向有利于生成溴乙烷的方向移動；在制備1溴丁烷時不能采取此方法，原因是1-溴丁烷與正丁醇的沸點差較小，若邊反應(yīng)邊蒸，會有較多的正丁醇被蒸出。