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（12分）本題包括A、B兩小題，分別對(duì)應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”兩個(gè)選修模塊的內(nèi)容。請(qǐng)選定其中一題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若兩題都做，則按A題評(píng)分。

A．《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》2010年上海世博會(huì)場(chǎng)館，大量的照明材料或屏幕都使用了發(fā)光二極管（LED）。目前市售LED品片，材質(zhì)基本以GaAs（砷化鎵）、AlGaInP（磷化鋁鎵銦）、InGaN（氮化銦鎵）為主。砷化鎵的品胞結(jié)構(gòu)如圖10。試回答：

圖10

（1）鎵的基態(tài)原子的電子排布式是              。

（2）砷化鎵品胞中所包含的砷原子（白色球）個(gè)數(shù)為           ，與同一個(gè)鎵原子相連的砷原子構(gòu)成的空間構(gòu)型為               。

（3）下列說法正確的是             （填字母）。

A．砷化鎵品胞結(jié)構(gòu)與NaCl相同

B．第一電離能：As>Ga 

C．電負(fù)性：As>Ga

D．砷化鎵晶體中含有配位鍵

E．GaP與GaAs互為等電子體

（4）N、P、As處于同一主族，其氫化物沸點(diǎn)由高到低的順序是              。

（5）砷化鎵可由（CH₃）₃Ga和AsH₃在700℃時(shí)制得。（CH₃）₃Ga中鎵原子的雜化方式

為                。

B．《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》某研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)過量炭粉與氧化鐵反應(yīng)的氣體產(chǎn)物成分進(jìn)行研究。

⑴提出假設(shè) 

①該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO₂。

②該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是CO。

③該反應(yīng)的氣體產(chǎn)物是          。

⑵設(shè)計(jì)方案  如圖11所示，將一定量的氧化鐵在隔絕空氣的條件下與過量炭粉完全反應(yīng)，測(cè)定參加反應(yīng)的碳元素與氧元素的質(zhì)量比。

圖11

⑶查閱資料

氮?dú)獠慌c碳、氧化鐵發(fā)生反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)室可以用氯化銨飽和溶液和亞硝酸鈉（NaNO₂）飽和溶液混合加熱反應(yīng)制得氮?dú)狻?/p>

請(qǐng)寫出該反應(yīng)的離子方程式：                          。

⑷實(shí)驗(yàn)步驟

①按上圖連接裝置，并檢查裝置的氣密性，稱取3.20g氧化鐵、2.00g碳粉混合均勻，放入48.48g的硬質(zhì)玻璃管中；

②加熱前，先通一段時(shí)間純凈干燥的氮?dú)猓?/p>

③停止通入N₂后，夾緊彈簧夾，加熱一段時(shí)間，澄清石灰水（足量）變渾濁；

④待反應(yīng)結(jié)束，再緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r(shí)間的氮?dú)�。冷卻至室溫，稱得硬質(zhì)玻璃管和固體總質(zhì)量為52.24g；

⑤過濾出石灰水中的沉淀，洗滌、烘干后稱得質(zhì)量為2.00g。

步驟②、④中都分別通入N₂，其作用分別為              。

⑸數(shù)據(jù)處理

試根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，寫出該實(shí)驗(yàn)中氧化鐵與碳發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式                。 ⑹實(shí)驗(yàn)優(yōu)化  學(xué)習(xí)小組有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)一步完善。

①甲同學(xué)認(rèn)為：應(yīng)將澄清石灰水換成Ba(OH)₂溶液，其理由是                    。

②從環(huán)境保護(hù)的角度，請(qǐng)你再提出一個(gè)優(yōu)化方案：                              。

（15分）.I下表是部分短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)：

試用元素符號(hào)、化學(xué)式回答下列問題：

�。�1）七種元素中原子半徑最大的元素在周期表中位置是                   。

M在Z的最高價(jià)氧化物中燃燒的化學(xué)方程式               。

  （2）X可與R按1︰1的原子個(gè)數(shù)比形成化合物甲，甲中存在的化學(xué)鍵有        ；

X可與W組成含18電子的化合物乙，則乙的電子式為                 。

（3）上述元素組成的物質(zhì)D、E在體積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：2E(g)+D(g)2G(g)根據(jù)下表中的數(shù)據(jù)判斷下列圖像錯(cuò)誤的是           。

II下圖為有機(jī)物CH₃OH新型燃料電池，其中CH₃OH由   極（填a或b）通入，寫出下列條件下負(fù)極電極反應(yīng)方程式。

（1）若M為氫氧化鉀溶液，                   

（2）若M為熔融的碳酸鉀                         

（3）若M為傳遞O^2-的固體電解質(zhì)                 

III一定量的濃硝酸與足量的鐵銅合金反應(yīng)，硝酸被還原

為NO 、 NO_{2 、} N₂O₄,其標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積均為112mL ,若向所得溶液中加入0.1mol/L的氫氧化鈉溶液        mL恰好能使溶液中的金屬離子沉淀完全。

（15分）.I下表是部分短周期元素的原子半徑及主要化合價(jià)：

試用元素符號(hào)、化學(xué)式回答下列問題：

�。�1）七種元素中原子半徑最大的元素在周期表中位置是                   。

M在Z的最高價(jià)氧化物中燃燒的化學(xué)方程式                。

  （2）X可與R按1︰1的原子個(gè)數(shù)比形成化合物甲，甲中存在的化學(xué)鍵有        ；

X可與W組成含18電子的化合物乙，則乙的電子式為                 。

（3）上述元素組成的物質(zhì)D、E在體積不變的密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng)：2E(g)+D(g)2G(g)根據(jù)下表中的數(shù)據(jù)判斷下列圖像錯(cuò)誤的是            。

II下圖為有機(jī)物CH₃OH新型燃料電池，其中CH₃OH由    極（填a或b）通入，寫出下列條件下負(fù)極電極反應(yīng)方程式。

（1）若M為氫氧化鉀溶液，                   

（2）若M為熔融的碳酸鉀                         

（3）若M為傳遞O^2-的固體電解質(zhì)                 

III一定量的濃硝酸與足量的鐵銅合金反應(yīng)，硝酸被還原

為NO 、 NO_{2 、} N₂O₄ ,其標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積均為112mL ,若向所得溶液中加入0.1mol/L的氫氧化鈉溶液        mL恰好能使溶液中的金屬離子沉淀完全。

（12分）A、B、C、D、E、F、G七種前四周期元素，其原子序數(shù)依次增大。A的原子中沒有成對(duì)電子；B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，且每種軌道中的電子總數(shù)相同；D及其同主族元素的氫化物沸點(diǎn)變化趨勢(shì)如圖；F是地殼中含量最高的金屬元素；G與F同主族。請(qǐng)回答下列問題：

（1）寫出F元素基態(tài)原子的核外電子排布式              ；

（2）B、C、D三種元素電負(fù)性由大到小的順序是                （用元素符號(hào)表示）；

（3）下列有關(guān)上述元素的說法，正確的是           （填序號(hào)）；

①CA₃沸點(diǎn)高于BA₄，主要是因?yàn)榍罢呦鄬?duì)分子質(zhì)量較大

②Ni(BD)₄常溫下為液態(tài)，易溶于CCl₄、苯等有機(jī)溶劑，因此固態(tài)Ni(BD)₄屬于離子晶體

③C的氫化物的中心原子采取sp²雜化

④F單質(zhì)的熔點(diǎn)高于E單質(zhì)，是因?yàn)?i>F單質(zhì)的金屬鍵較強(qiáng)

⑤比G的原子序數(shù)少1的元素第一電離能高于G

（4）CA₃分子的空間構(gòu)型為            ，1 mol B₂A₄分子中含有         molσ鍵；

（5）ED是優(yōu)良的耐高溫材料，其晶體結(jié)構(gòu)與NaCl晶體相似。ED的熔點(diǎn)比NaCl高，其原因是                                           。

說明：O攝氏度=273K

【解析】原子中沒有成對(duì)電子只有氫元素，即A是H�；鶓B(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道，說明這三種軌道分別是1s、2s和2p，又因?yàn)槊糠N軌道中的電子總數(shù)相同，所以B是C。根據(jù)氫化物沸點(diǎn)變化趨勢(shì)如圖可判斷，氫化物形成的晶體是分子晶體，但D的最高，沸點(diǎn)是100℃，說明氫化物中含有氫鍵，且D位于第二周期，故D是O。地殼中含量最高的金屬元素是Al，即F是Al。G與F同主族，G的原子序數(shù)最大，則G是Ga。由于A、B、C、D、E、F、G的原子序數(shù)依次增大，所以C是N。

（1）Al的原子序數(shù)是13，所以基態(tài)原子的核外電子排布式1S²2S²2P⁶3S²3P¹。

（2）電負(fù)性是用來描述不同元素的原子對(duì)鍵合電子吸引了的大小，非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越大。C、N、O均屬于同一周期元素，原子序數(shù)逐漸增大，所以非金屬性逐漸增強(qiáng)，即電負(fù)性大小順序?yàn)镺 > N > C

（3）氨氣中含有氫鍵所以其沸點(diǎn)高于甲烷的，①不正確。CCl₄、苯等有機(jī)溶劑均屬于非極性分子，根據(jù)相似相溶原理可判斷Ni(CO)₄應(yīng)為分子晶體，②不正確。氨氣分子中的中心原子有4對(duì)電子對(duì)，其中有1對(duì)孤電子對(duì)，所以空間構(gòu)型是三角錐形，采用sp³雜化，③不正確。鎂合鋁是金屬，形成的是金屬晶體，金屬原子半徑越小，金屬離子的電荷數(shù)越多，金屬鍵越強(qiáng)，所以④正確。比G的原子序數(shù)少1的元素是鋅，由于鋅的核外電子均是全充滿，穩(wěn)定，所以其第一電離能要大于Ga，⑤正確。

（4）在CH₂＝CH₂中含有4個(gè)C－H單鍵和1個(gè)碳碳雙鍵，而雙鍵又是又1個(gè)σ鍵和1個(gè)鍵構(gòu)成的，所以1mol乙烯中含有5molσ鍵。

（5）氧化鎂和氯化鈉均屬于離子晶體，形成離子晶體的離子鍵越強(qiáng)，熔點(diǎn)越高。形成離子鍵的離子半徑越小，離子所帶電荷數(shù)越多，離子鍵越強(qiáng)，鎂離子半徑小于鈉離子半徑氧離子半徑小于氯離子半徑，所以氧化鎂的熔點(diǎn)高于氯化鈉的。