[化学一一选修3: 物质结构与性质]
锗（Ge）是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:
(1) 基态 Ge 原子的核外电子排布式为[Ar] ，有 个末成对电子。
(2) Ge 与 C 是同族元素, 原子之间可以形成双键、叁键, 但 原子之间难以形成双键或 叁键。从原子结构角度分析，原因是 。
（3）比较下列锗卤化物的熔点和沸点, 分析其变化规律及原因 。
|
|
|
|
熔点/ |
|
26 |
146 |
沸点/ |
|
186 |
约 400 |
(4) 光催化还原 制备 反应中，带状纳米 是该反应的良好催化剂。 、Ge、O 电负性由大至小的顺序是 。
(5) Ge 单晶具有金刚石型结构, 其中 原子的杂化方式为_ , 微粒之间存在的作用力是_ 。
（6）晶胞有两个基本要素：
①原子坐标参数, 表示晶胞内部各原子的相对位置, 下图为 Ge 单晶的晶胞, 其中原子坐标参数 为 为 为 。则 原子的坐标参数为 。
②晶胞参数, 描述晶胞的大小和形状，已知 Ge 单晶的晶胞参数 , 其密度为 (列出计算式即可)。
用软锰矿（主要成分为MnO2，含少量Fe3O4、Al2O3 ）和BaS制备高纯MnCO3的工艺流程如图：
已知：MnO2是一种两性氧化物； 25℃时相关物质的Ksp见下表。
物质 |
Fe（OH）2 |
Fe（OH）3 |
Al（OH）3 |
Mn（OH）2 |
Ksp |
1×10﹣16.3 |
1×10﹣38.6 |
1×10﹣32.3 |
1×10﹣12.7 |
回答下列问题：
（1）软锰矿预先粉碎的目的是 ，MnO2 与BaS溶液反应转化为MnO的化学方程式为 。
（2）保持BaS投料量不变，随MnO2与BaS投料比增大，S的量达到最大值后无明显变化，而Ba（OH）2的量达到最大值后会减小，减小的原因是 。
（3）滤液Ⅰ可循环使用，应当将其导入到 操作中 （填操作单元的名称）。
（4）净化时需先加入的试剂X为 （填化学式），再使用氨水调溶液的pH，则pH的理论最小值为 （当溶液中某离子浓度c≤1.0×10﹣5mol•L﹣1时，可认为该离子沉淀完全）。
（5）碳化过程中发生反应的离子方程式为 。
苯基环丁烯酮（ 
PCBO）是一种十分活泼的反应物，可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。近期我国科学家报道用PCBO与醛或酮发生[4+2]环加成反应，合成了具有生物活性的多官能团化合物（E），部分合成路线如图：
已知如下信息：
回答下列问题：
（1）A的化学名称是 。
（2）B的结构简式为 。
（3）由C生成D所用的试剂和反应条件为 ；该步反应中，若反应温度过高，C易发生脱羧反应，生成分子式为C 8H 8O 2的副产物，该副产物的结构简式为 。
（4）写出化合物E中含氧官能团的名称 ；E中手性碳（注：连有四个不同的原子或基团的碳）的个数为 。
（5）M为C的一种同分异构体。已知：1mol M与饱和碳酸氢钠溶液充分反应能放出2mol二氧化碳；M与酸性高锰酸钾溶液反应生成对苯二甲酸。M的结构简式为 。
（6）对于 
，选用不同的取代基R'，在催化剂作用下与PCBO发生的[4+2]反应进行深入研究，R'对产率的影响见下表：
| R' |
﹣CH 3 |
﹣C 2H 5 |
﹣CH 2CH 2C 6H 5 |
| 产率/% |
91 |
80 |
63 |
请找出规律，并解释原因 。
氨硼烷（NH 3BH 3）含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题：
（1）H、B、N中，原子半径最大的是 。根据对角线规则，B的一些化学性质与元素 的相似。
（2）NH 3BH 3分子中，N﹣B化学键称为 键，其电子对由 提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：
3NH 3BH 3+6H 2O═3NH 4 ++B 3O 6 3 ﹣+9H 2
B 3O 6 3 ﹣的结构为 
．在该反应中，B原子的杂化轨道类型由 变为 。
（3）NH 3BH 3分子中，与N原子相连的H呈正电性（H δ +），与B原子相连的H呈负电性（H δ﹣），电负性大小顺序是 。与NH 3BH 3原子总数相等的等电子体是 （写分子式），其熔点比NH 3BH 3 （填"高"或"低"），原因是在NH 3BH 3分子之间，存在 作用，也称"双氢键"。
（4）研究发现，氨硼烷在低温高压条件下为正交晶系结构，晶胞参数分别为apm、bpm、cpm，α＝β＝γ＝90°．氨硼烷的2×2×2超晶胞结构如图所示。氨硼烷晶体的密度ρ＝ g•cm ﹣ 3（列出计算式，设N A为阿伏加德罗常数的值）。
二氧化碳催化加氢合成乙烯是综合利用CO 2的热点研究领域。回答下列问题：
（1）CO 2催化加氢生成乙烯和水的反应中，产物的物质的量之比n（C 2H 4）：n（H 2O）＝ 。当反应达到平衡时，若增大压强，则n（C 2H 4） （填"变大""变小"或"不变"）。
（2）理论计算表明。原料初始组成n（CO 2）：n（H 2）＝1：3，在体系压强为0.1MPa，反应达到平衡时，四种组分的物质的量分数x随温度T的变化如图所示。图中，表示C 2H 4、CO 2变化的曲线分别是 、 。 CO 2催化加氢合成C 2H 4反应的△H 0 （填"大于"或"小于"）。
（3）根据图中点A（440K，0.39），计算该温度时反应的平衡常数K p＝ （MPa） ﹣ 3（列出计算式。以分压表示，分压＝总压×物质的量分数）。
（4）二氧化碳催化加氢合成乙烯反应往往伴随副反应，生成C 3H 6、C 3H 8、C 4H 8等低碳烃。一定温度和压强条件下，为了提高反应速率和乙烯选择性，应当 。
钒具有广泛用途。黏土钒矿中，钒以+3、+4、+5价的化合物存在，还包括钾、镁的铝硅酸盐，以及SiO 2、Fe 3O 4。采用如图工艺流程可由黏土钒矿制备NH 4VO 3。
该工艺条件下，溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
| 金属离子 |
Fe 3+ |
Fe 2+ |
Al 3+ |
Mn 2+ |
| 开始沉淀pH |
1.9 |
7.0 |
3.0 |
8.1 |
| 完全沉淀pH |
3.2 |
9.0 |
4.7 |
10.1 |
回答下列问题：
（1）"酸浸氧化"需要加热，其原因是 。
（2）"酸浸氧化"中，VO +和VO 2+被氧化成VO 2 +，同时还有 离子被氧化。写出VO +转化为VO 2 +反应的离子方程式 。
（3）"中和沉淀"中，钒水解并沉淀为V 2O 5•xH 2O，随滤液②可除去金属离子K +、Mg 2+、Na +、 ，以及部分的 。
（4）"沉淀转溶"中，V 2O 5•xH 2O转化为钒酸盐溶解。滤渣③的主要成分是 。
（5）"调pH"中有沉淀生产，生成沉淀反应的化学方程式是 。
粤公网安备 44130202000953号