選做題

從以下兩道題中任選一道做。

1.光催化制氫是化學(xué)研究的熱點之一�？茖W(xué)家利用含有吡啶環(huán)（吡啶的結(jié)構(gòu)式為，其性質(zhì)類似于苯）的化合物Ⅱ作為中間體，實現(xiàn)了循環(huán)法制氫，示意圖如下（僅列出部分反應(yīng)條件）：

（1）化合物Ⅱ的分子式為________________________________________。

（2）化合物Ⅰ合成方法如下（反應(yīng)條件略，除化合物Ⅲ的結(jié)構(gòu)未標(biāo)明外，反應(yīng)式已配平）：

化合物Ⅲ的名稱是_______________________。

（3）用化合物Ⅴ（結(jié)構(gòu)式見下圖）代替Ⅲ作原料，也能進行類似的上述反應(yīng)，所得有機產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)式為____________________。

（4）下列說法正確的是________________（填字母）。

A.化合物Ⅴ的名稱是間羥基苯甲醛，或2羥基苯甲醛

B.化合物Ⅰ具有還原性；Ⅱ具有氧化性，但能被酸性高錳酸鉀溶液氧化

C.化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ都可發(fā)生水解反應(yīng)

D.化合物Ⅴ遇三氯化鐵顯色，還可發(fā)生氧化反應(yīng)，但不能發(fā)生還原反應(yīng)

（5）吡啶甲酸酯可作為金屬離子的萃取劑。2吡啶甲酸正丁酯（Ⅵ）的結(jié)構(gòu)式見下圖，其合成原料2吡啶甲酸的結(jié)構(gòu)式為__________________；Ⅵ的同分異構(gòu)體中，吡啶環(huán)上只有一個氫原子被取代的吡啶甲酸酯類同分異構(gòu)體有____________________種。

Ⅵ

2.銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑。

（1）Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu²⁺的核外電子排布式為_____________________。

（2）下圖是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，可確定該晶胞中陰離子的個數(shù)為________。

（3）膽礬CuSO₄·5H₂O可寫成［Cu（H₂O）₄］SO₄·H₂O，其結(jié)構(gòu)示意圖如下：

下列說法正確的是_________________（填字母）。

A.在上述結(jié)構(gòu)示意圖中，所有氧原子都采用sp³雜化

B.在上述結(jié)構(gòu)示意圖中，存在配位鍵、共價鍵和離子鍵

C.膽礬是分子晶體，分子間存在氫鍵

D.膽礬中的水在不同溫度下會分步失去

（4）往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成［Cu（NH₃）₄］²⁺配離子。已知NF₃與NH₃的空間構(gòu)型都是三角錐形，但NF₃不易與Cu²⁺形成配離子，其原因是_____________________。

（5）Cu₂O的熔點比Cu₂S的______________（填“高”或“低”），請解釋原因____________________________。

@@1. （1）C₁₁H₁₃NO₄ （2）甲醛

（3）

（4）BC

（5） 12

 選做題

本題有A、B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，每題12分。請選擇其中一題作答，若兩題都作答，則以A題得分計入總分。

20A．過渡元素在生活、生產(chǎn)和科技等方面有廣泛的用途。

   （1）應(yīng)用于合成氨反應(yīng)的催化劑（鐵）的表面上存在氮原子，右圖為氮原子在鐵的晶面上的單層附著局部示意圖(圖中小黑色球代表氮原子，灰色球代表鐵原子）。則圖示鐵顆粒表面上氮原子與鐵原子的個數(shù)比為       。

   （2）現(xiàn)代污水處理工藝中常利用聚合鐵{簡稱PFS，化學(xué)式為：[Fe₂(OH）_n(SO₄）_3-n／2]_m，n<5，m<10}在水體中形成絮狀物，以吸附重金屬離子。下列說法中不正確的是     。（填序號）  

    A．PFS中鐵顯+3價          

    B．鐵原子的價電子排布式是3d⁶4s²

    C．由FeSO₄溶液制PFS需經(jīng)過氧化、水解和聚合的過程

    D．由下表可知氣態(tài)Fe²⁺再失去一個電子比氣態(tài)Mn²⁺再失去一個電子難

   （3）鉻的配合物在藥物應(yīng)用、設(shè)計合成新磁材料領(lǐng)域和聚乙烯催化劑方面都有重要應(yīng)用。現(xiàn)有鉻（Ⅲ）與甲基丙烯酸根的配合物為：

①該化合物中存在的化學(xué)鍵類型有                                     。

②該化合物中一個Cr的配位數(shù)為       。

③甲基丙烯酸分子中C原子的雜化方式有              。

④等電子體是具有相同的價電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子，與H₂O分子互為等電子體的微粒是    。（填一種即可）

⑤與鉻同周期的所有元素中基態(tài)原子最外層電子數(shù)與鉻原子相同的元素是

____   。（填元素符號）

在生成乙酰水楊酸的同時，水楊酸分子之間也能發(fā)生聚合反應(yīng)，生成少量聚合物(副產(chǎn)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(yīng)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(xù)抽濾，盡量將溶劑抽干。然后將粗產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至表面皿上，在空氣中風(fēng)干。

③將粗產(chǎn)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(xù)攪拌2～3 min，直到?jīng)]有二氧化碳氣體產(chǎn)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 4mol / L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(chǎn)品。

   （1）第①步中，要控制溫度在85℃～90℃，應(yīng)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(chǎn)品中是否混有水楊酸？       。

 選做題

本題有A、B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，每題12分。請選擇其中一題作答，若兩題都作答，則以A題得分計入總分。

20A．過渡元素在生活、生產(chǎn)和科技等方面有廣泛的用途。

  （1）應(yīng)用于合成氨反應(yīng)的催化劑（鐵）的表面上存在氮原子，右圖為氮原子在鐵的晶面上的單層附著局部示意圖(圖中小黑色球代表氮原子，灰色球代表鐵原子）。則圖示鐵顆粒表面上氮原子與鐵原子的個數(shù)比為       。

  （2）現(xiàn)代污水處理工藝中常利用聚合鐵{簡稱PFS，化學(xué)式為：[Fe₂(OH）_n(SO₄）_3-n／2]_m，n<5，m<10}在水體中形成絮狀物，以吸附重金屬離子。下列說法中不正確的是     。（填序號）  

    A．PFS中鐵顯+3價          

    B．鐵原子的價電子排布式是3d⁶4s²

    C．由FeSO₄溶液制PFS需經(jīng)過氧化、水解和聚合的過程

    D．由下表可知氣態(tài)Fe²⁺再失去一個電子比氣態(tài)Mn²⁺再失去一個電子難

  （3）鉻的配合物在藥物應(yīng)用、設(shè)計合成新磁材料領(lǐng)域和聚乙烯催化劑方面都有重要應(yīng)用。現(xiàn)有鉻（Ⅲ）與甲基丙烯酸根的配合物為：

①該化合物中存在的化學(xué)鍵類型有                                    。

②該化合物中一個Cr的配位數(shù)為       。

③甲基丙烯酸分子中C原子的雜化方式有              。

④等電子體是具有相同的價電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子，與H₂O分子互為等電子體的微粒是    。（填一種即可）

⑤與鉻同周期的所有元素中基態(tài)原子最外層電子數(shù)與鉻原子相同的元素是

____  。（填元素符號）

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

①向150mL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(yīng)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(xù)抽濾，盡量將溶劑抽干。然后將粗產(chǎn)品轉(zhuǎn)移至表面皿上，在空氣中風(fēng)干。

③將粗產(chǎn)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(xù)攪拌2～3 min，直到?jīng)]有二氧化碳氣體產(chǎn)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 4mol / L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(chǎn)品。

  （1）第①步中，要控制溫度在85℃～90℃，應(yīng)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(chǎn)品中是否混有水楊酸？       。

 (12分)【選做題】本題包括A、B 兩小題，請選定其中一小題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。

若多做，則按A小題評分。

A．[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

   元素X 位于第四周期，其基態(tài)原子的內(nèi)層軌道全部排滿電子，且最外層電子數(shù)為2。元素Y基態(tài)原子的3p 軌道上有4個電子。元素Z 的原子最外層電子數(shù)是其內(nèi)層的3倍。

（1）X與Y所形成化合物晶體的晶胞如右圖所示。

①在1個晶胞中，X離子的數(shù)目為      。

    ②該化合物的化學(xué)式為          。

（2）在Y的氫化物(H₂Y)分子中，Y原子軌道的雜化類型是        。

（3）Z的氫化物(H₂Z)在乙醇中的溶解度大于H₂Y，其原因是               。

（4）Y 與Z 可形成YZ^2－

①YZ^2－的空間構(gòu)型為           (用文字描述)。

②寫出一種與YZ₄^2－互為等電子體的分子的化學(xué)式：          。

（5）X的氯化物與氨水反應(yīng)可形成配合物[X(NH₃)₄]Cl₂，1mol該配合物中含有σ鍵的數(shù)目為    。

（5分）鈦(Ti )被稱

為繼鐵、鋁之后的第三金屬。如下圖所示，將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈可以大大提高資源利用率，減少環(huán)境污染。

在上述產(chǎn)業(yè)鏈中，合成96 t甲醇理論上需額外補充H₂       t (不考慮生產(chǎn)過程中物質(zhì)的任何損失，要寫出計算過程)。

選做題（本題分A、B兩題，考生只要選擇其中一題作答。若兩題都作答，則以A題得分計入總分。本題共12分）