本試卷共10頁，27小題，滿分150分。考試用時(shí)120分鐘。
可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量：H 1 C12 N 14 O 16 Na23 Mg 24 AL27 P31 S32 Cl 35．5 K39 Ca 40 Mn 55 Fe 56 Cu63．5 Sr 88
一、選擇題(本題包括9小題，每小題3分，共27分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)
1．我國(guó)稀土資源豐富。下列有關(guān)稀土元素14462Sm與15062Sm的說法正確的是
A． 14462Sm與15062Sm互為同位素
B． 14462Sm與15062Sm的質(zhì)量數(shù)相同
C． 14462Sm與15062Sm是同一種核素
D． 14462Sm與15062Sm的核外電子數(shù)和中子數(shù)均為62
【解析】質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的核素稱為同位素，具有一定數(shù)目質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的原子成為核素。14462Sm與15062Sm質(zhì)量數(shù)不同，B錯(cuò)；14462Sm與15062Sm是不同核素，C錯(cuò)；14462Sm與15062Sm的中子數(shù)不同， D錯(cuò)。
【答案】A
2．廣東正在建設(shè)海洋強(qiáng)省。下列說法不正確的是
A．從海帶中提取碘單質(zhì)的過程涉及氧化還原反應(yīng)
B．往淡水中加入NaCl等配成人造海水，可用于海產(chǎn)品的長(zhǎng)途運(yùn)輸
C．赤潮主要是由工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活廢水引起沿海水域的富營(yíng)養(yǎng)化而造成的
D．海洋經(jīng)濟(jì)專屬區(qū)的資源開發(fā)可獲得Fe、Co、K、Au、Mg、B等金屬
【解析】B是硼元素，硼元素是非金屬元素不是金屬元素。
【答案】D
3．下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作的說法正確的是
A．可用25ml堿式滴定管量取20．00ml KMnO4 溶液
B．用pH試紙測(cè)定溶液的pH時(shí)，需先用蒸餾水潤(rùn)濕試紙
C．蒸餾時(shí)蒸餾燒瓶中液體的體積不能超過容積的2/3，液體也不能蒸干
D．將金屬鈉在研體中研成粉末，使鈉與水反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)更安全
【解析】堿式滴定管不能裝酸性和強(qiáng)氧化性溶液，A錯(cuò)。pH試紙不能用蒸餾水濕潤(rùn)使用，會(huì)使測(cè)得的數(shù)值偏小，B錯(cuò)。鈉若磨成粉末，反應(yīng)速率加快，與水反應(yīng)更加劇烈，更加不安全，D錯(cuò)。
【答案】C
4．下列敘述不正確的是
A．天然氣和沼氣的主要成分是甲烷
B．等物質(zhì)的量的乙醇和乙酸完全燃燒時(shí)所需氧氣的質(zhì)量相等
C．纖維素乙酸酯、油脂和蛋白質(zhì)在一定條件，都能水解
D．葡萄糖和蔗糖都含有C、H、O三種元素，但不是同系物
【解析】天然氣與沼氣的主要成分為甲烷，A正確；乙醇和乙酸的化學(xué)式不同，由方程式可知，1mol乙醇消耗3mol氧氣，1mol乙酸消耗2mol氧氣，B錯(cuò)。油脂與纖維素乙酸酯都屬于酯類，水解生成對(duì)應(yīng)的酸和醇，蛋白質(zhì)水解生成氨基酸，C正確。葡萄糖分子式為C6H12O6，蔗糖分子式為C12H22011，不是同分異構(gòu)體，也不是同系物，D正確。
【答案】B
5．下列說法都正確的是
①江河入�？谌侵薜男纬赏ǔＥc膠體的性質(zhì)有關(guān)
②四川災(zāi)區(qū)重建使用了大量鋼材，鋼材是合金
③“鋇餐”中使用的硫酸鋇是弱點(diǎn)解質(zhì)
④太陽能電池板中的硅在元素周期表中處于金屬與非金屬的交界位置
⑤常用的自來水消毒劑有氯氣和二氧化氮，兩者都含有極性鍵
⑥水陸兩用公共汽車中，用于密封的橡膠材料是高分子化合物
A． ①②③④ B． ①②④⑥ C． ①②⑤⑥ D． ③④⑤⑥
【解析】解答組合型選擇題要關(guān)注選項(xiàng)組合。三角洲的形成于膠體的形成有關(guān)，①正確，則排出D選項(xiàng)；硫酸鋇是難溶性鹽屬于強(qiáng)電解質(zhì)，③錯(cuò)誤，則排出A選項(xiàng)；氯氣是非金屬單質(zhì)分子中只含有非極性鍵，⑤錯(cuò)誤，則排出C選項(xiàng)。
【答案】B
6．設(shè)nA 代表阿伏加德羅常數(shù)(NA )的數(shù)值，下列說法正確的是
A．1 mol 硫酸鉀中陰離子所帶電荷數(shù)為NA
B．乙烯和環(huán)丙烷(C3H6)組成的28 g混合氣體中含有3NA 個(gè)氫原子
C．標(biāo)準(zhǔn)狀況下，22.4 L氯氣與足量氫氧化鈉溶液反應(yīng)轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為NA
D．將0.1mol氯化鐵溶于1 L水中，所得溶液含有0.1NA Fe3+
【解析】K2SO4中陰離子為硫酸根，1mol硫酸根所帶電荷為2 mol，A錯(cuò)誤。乙烯和C3H6的最簡(jiǎn)式相同均為CH2，28 g混合氣有2 mol CH2，所以含4 mol H原子，B錯(cuò)誤。Fe3+在溶液中發(fā)生水解，0.1 mol FeCl3溶液中，F(xiàn)e3+的物質(zhì)的量要小于0.1 mol，D錯(cuò)誤。
【答案】C
7．難揮發(fā)性二硫化鉭(TaS2 )可采用如下裝置提純。將不純的TaS2 粉末裝入石英管一端，抽真空后引入適量碘并封管，置于加熱爐中。反應(yīng)如下：
下列說法正確的是( ).
A．在不同溫度區(qū)域，TaI4 的量保持不變
B．在提純過程中，I2 的量不斷減少
C．在提純過程中，I2 的作用是將TaS2 從高溫區(qū)轉(zhuǎn)移到低溫區(qū)
D．該反應(yīng)的平衡常數(shù)與TaI4 和S2 的濃度乘積成反比
【解析】高溫區(qū)TaS2反應(yīng)生成TaI4氣體至低溫區(qū)，從而在低溫區(qū)重新生成TaS2，一段時(shí)間后，雜質(zhì)留在高溫區(qū)，TaS2在低溫區(qū)，從而達(dá)到分離效果。不同溫度下反應(yīng)的方向不同，TaI4的量與溫度高低有關(guān)并非保持不變，A錯(cuò)誤；因?yàn)槭窃谕幻荛]系統(tǒng)中有質(zhì)量守恒定律可知I2的量不可能不斷減少，而是充當(dāng)一個(gè)“搬運(yùn)工”的角色，將TaS2從高溫區(qū)轉(zhuǎn)移到低溫區(qū)，B錯(cuò)誤，C正確。平衡常數(shù)與TaI4和S2的濃度乘積成正比，D錯(cuò)誤。
【答案】C
8．廣州將于2010年承辦第16界亞運(yùn)會(huì)。下列措施有利于節(jié)能減排、改善環(huán)境質(zhì)量的有
①在大亞灣核電站已安全運(yùn)行多年的基礎(chǔ)上，廣東將繼續(xù)發(fā)展核電，以減少火力發(fā)電帶來的二氧化硫和二氧化碳排放問題
②積極推行“限塑令”，加快研發(fā)利用二氧化碳合成的聚碳酸酯類可降解塑料
③加速建設(shè)地鐵輕軌等軌道交通，促進(jìn)珠三角城市一體化發(fā)展，減少汽車尾氣排放
④發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推廣可利用太陽能、風(fēng)能的城市照明系統(tǒng)
⑤使用生物酶降解生活廢水中的有機(jī)物，使用填埋法處理未經(jīng)分類的生活垃圾
A． ①②③④ B． ①②⑤ C． ①②④⑤ D． ③④⑤
【解析】同樣是組合型選擇題，同樣要關(guān)注選項(xiàng)判斷。核電可減少污染物如SO2等排放，可改善環(huán)境質(zhì)量，①正確，則排出D選項(xiàng)；地鐵可減少汽車的數(shù)量，從而減少尾氣排放，有利于改善環(huán)境，③正確，則排出B、C選項(xiàng)。
【答案】A
9．下列濃度關(guān)系正確的是( )。
A．氯水中：c(Cl2)=2{c(ClO-)+c(Cl-)+c(HCl)}
B．氯水中：c(Cl-)＞c(H+)＞c(OH-)＞c(ClO-)
C．等體積等濃度的氫氧化鈉與醋酸混合：c(Na+)=c(CH3COO-)
D．Na2CO3溶液中：c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)
【解析】氯氣在水中與水反應(yīng)是可逆反應(yīng)，物料守恒不成立，A錯(cuò)誤；Cl2+H2O=HCl+HClO，HCl中電離的H+與Cl-濃度相等，再加上HClO會(huì)電離出H+，所以H+濃度一定大于Cl-濃度，B錯(cuò)誤；等體積等濃度的氫氧化鈉與醋酸混合恰好完全反應(yīng)生成醋酸鈉，因CH3COO-水解，所以Na+濃度大于CH3COO-的濃度，C錯(cuò)誤。
【答案】D
二、選擇題(本題包括9小題，每小題4分，共36分。每小題有一個(gè)或兩個(gè)選項(xiàng)符合題意。若正確答案包括兩個(gè)選項(xiàng)，只選一個(gè)且正確得2分，但只要選錯(cuò)一個(gè)就得0分)
10．出土的錫青銅(銅錫合金)文物常有Cu2(OH)3Cl覆蓋在其表面。下列說法正確的是（ ）。
A．錫青銅的熔點(diǎn)比純銅高
B．在自然環(huán)境中，錫青銅中的錫對(duì)銅起保護(hù)作用
C．錫青銅文物在潮濕環(huán)境中的腐蝕比干燥環(huán)境中快
D．生成Cu2(OH)3Cl覆蓋物是電化學(xué)腐蝕過程，但不是化學(xué)反應(yīng)過程
【解析】合金的熔點(diǎn)一般比各組分的熔點(diǎn)要低，所以錫銅合金的熔點(diǎn)比純銅低，A錯(cuò)誤；Sn與Cu形成原電池，因Sn比Cu金屬活潑性強(qiáng)，所以 Sn作負(fù)極，Cu作正極，Sn對(duì)Cu起到保護(hù)作用，B正確；合金在潮濕環(huán)境下，可可以發(fā)生電化學(xué)腐蝕，比干燥環(huán)境腐蝕要快，C正確；電化學(xué)腐蝕同樣屬于化學(xué)反應(yīng)過程，D錯(cuò)誤。
【答案】BC
11．元素X、Y、Z原子序數(shù)之和為36，X、Y在同一周期，X＋與Z2－具有相同的核外電子層結(jié)構(gòu)。下列推測(cè)不正確的是
A．同周期元素中X的金屬性最強(qiáng)
B．原子半徑X＞Y，離子半徑X＋＞Z2－
C．同族元素中Z的氫化物穩(wěn)定性最高
D．同周期元素中Y的最高價(jià)含氧酸的酸性最強(qiáng)
【解析】由題目信息可推斷出，X為Na ，Y為Cl，Z為O。同周期(第三周期中)X(Na)的金屬性最強(qiáng)，A正確；同周期元素從左向右原子半徑減小，原子半徑X(Na)>Y(Cl)，電子層結(jié)構(gòu)相同的離子，離子半徑隨核電荷數(shù)的增加而減小，離子半徑X(Na+)<Z(O2—)，B錯(cuò)誤；同族元素中(VIA族)Z(O)的氫化物穩(wěn)定性最高，C正確；同周期(第三周期中)Y(Cl)的非金屬性最強(qiáng)，則最高價(jià)含氧酸的酸性最強(qiáng)(HClO4)，D正確。
【答案】B
12．下列離子方程式正確的是
A．向鹽酸中滴加氨水：H++OH－=H2O
B．Fe(OH)3溶于氫碘酸：Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O
C．銅溶于稀硝酸：3Cu+8H++2NO3－=3Cu2＋+2NO↑+4H2O
D．Na2S2O3溶液中通入足量氯氣：S2O32－＋2Cl2＋3H2O＝2SO32－＋4Cl－＋6H＋
【解析】氨水是弱電解質(zhì)，應(yīng)寫分子形式，A錯(cuò)誤。漏寫Fe3+與I—的氧化還原反應(yīng)， B錯(cuò)誤；SO32-亞硫酸根可被Cl2氧化(氯氣足量)，D錯(cuò)誤。
【答案】C
13．警察常從案發(fā)現(xiàn)場(chǎng)的人體氣味來獲取有用線索，人體氣味的成分中含有以下化合物：①辛酸；②壬酸；③環(huán)十二醇；④5，9一十一烷酸內(nèi)酯；⑤十八烷⑥已醛；⑦庚醛。下列說法正確的是
A．①、②、⑥分子中碳原子數(shù)小于10，③、④、⑤分子中碳原子數(shù)大于10
B．①、②是無機(jī)物，③、⑤、⑦是有機(jī)物
C．①、②是酸性化合物，③、⑤不是酸性化合物
D．②、③、④含氧元素，⑤、⑥、⑦不含氧元素
【解析】辛酸含8個(gè)C，壬酸含9個(gè)C，己醛含6個(gè)C，A正確；辛酸、壬酸都是有機(jī)物，B錯(cuò)誤；辛酸、壬酸均屬于羧酸呈酸性，是酸性化合物體；醇與烷是非電解質(zhì)，不是酸性化合物，C正確；己醛與庚醛都含有氧，D錯(cuò)誤。
【答案】AC
14．可用于電動(dòng)汽車的鋁—空氣燃料電池，通常以NaCl溶液或NaOH溶液為點(diǎn)解液，鋁合金為負(fù)極，空氣電極為正極。下列說法正確的是
A．以NaCl溶液或NaOH溶液為電解液時(shí)，正極反應(yīng)都為：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－
B．以NaOH溶液為電解液時(shí)，負(fù)極反應(yīng)為：Al＋3OH－－3e＝Al(OH)3↓
C．以NaOH溶液為電解液時(shí)，電池在工作過程中電解液的pH保持不變
D．電池工作時(shí)，電子通過外電路從正極流向負(fù)極
【解析】無論是NaOH還是NaCl，在正極上都是O2得到電子被還原，A正確；生成的Al(OH)3是兩性氫氧化物，在堿溶液中發(fā)生反應(yīng)生成AlO2—，B錯(cuò)誤；生成的Al(OH)3與NaOH反應(yīng)生成NaAlO2，消耗電解質(zhì)中的NaOH，使pH減少，C錯(cuò)誤；原電池中，電子在外電路的負(fù)極流向正極，D錯(cuò)誤。
【答案】A
15、取5等份NO2 ，分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發(fā)生反應(yīng)：
2NO2(g)N2O4(g)，△H＜0 反應(yīng)相同時(shí)間后，分別測(cè)定體系中NO2的百分量(NO2%)，并作出其隨反應(yīng)溫度(T)變化的關(guān)系圖。下列示意圖中，可能與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符的是
【解析】在恒容狀態(tài)下，在五個(gè)相同的容器中同時(shí)通入等量的NO2，反應(yīng)相同時(shí)間。那么則有兩種可能，一是已達(dá)到平衡狀態(tài)，二是還沒有達(dá)到平衡狀態(tài)，仍然在向正反應(yīng)移動(dòng)。若5個(gè)容器在反應(yīng)相同時(shí)間下，均已達(dá)到平衡，因?yàn)樵摲磻?yīng)是放熱反應(yīng)，溫度越高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，NO2的百分含量隨溫度升高而升高，所以B正確。若5個(gè)容器中有未達(dá)到平衡狀態(tài)的，那么溫度越高，反應(yīng)速率越大，會(huì)出現(xiàn)溫度高的NO2轉(zhuǎn)化得快，導(dǎo)致NO2的百分含量少的情況，在D圖中轉(zhuǎn)折點(diǎn)為平衡狀態(tài)，轉(zhuǎn)折點(diǎn)左則為未平衡狀態(tài)，右則為平衡狀態(tài)，D正確。
【答案】BD
16．磷鎢酸H3PW12O40等雜多酸可代替濃硫酸用于乙酸乙酯的制備。下列說法不正確的是
A．H3PW12O40在該酯化反應(yīng)中其催化作用
B．雜多酸鹽Na2HPW12O40與Na3PW12O40都是強(qiáng)電解質(zhì)
C．H3PW12O40、KH2PW12O40與Na3PW12O40中都有相同的原子團(tuán)
D．硅鎢酸H4 SiW12O40也是一種雜多酸，其中W的化合價(jià)為+8
【解析】因濃硫酸在制備乙酸乙酯中起到催化劑和吸水劑的作用，又雜多酸可代替濃硫酸制備乙酸乙酯，所以雜多酸同樣起到催化作用，A正確；因大多數(shù)鹽屬于強(qiáng)電解質(zhì)，所以雜多酸鹽為強(qiáng)電解質(zhì)，所以雜多酸鹽也為強(qiáng)電解質(zhì)，B正確；磷鎢酸又可將其視作為H3PO4與WO3的混合酸，因磷酸為三元中強(qiáng)酸，磷酸鹽中含有的酸根不同即原子團(tuán)不同，C錯(cuò)誤；從化合價(jià)和代數(shù)為0可知W的價(jià)態(tài)為+6價(jià)，D錯(cuò)誤。
【答案】CD
17．常溫下，往H2O2溶液中滴加少量FeSO4溶液，可發(fā)生如下兩個(gè)反應(yīng)：2Fe2++H2O2+2H+＝2Fe3++2H2O，2Fe3++H2O2＝2Fe2++O2↑+H+下列說法正確的是
A．H2O2的氧化氫比Fe3+強(qiáng)，其還原性比Fe2+弱
B．在H2O2分解過程中，溶液的pH逐漸下降
C．在H2O2分解過程中， Fe2+和Fe3+的總量保持不變
D．H2O2生產(chǎn)過程要嚴(yán)格避免混入Fe2+
【解析】由氧化還原反應(yīng)的強(qiáng)弱律可知，氧化性是氧化劑大于氧化產(chǎn)物，還原性是還原劑大于還原產(chǎn)物，由方程一可知，氧化劑H2O2氧化性比氧化產(chǎn)物Fe3+強(qiáng)，由方程二可知，還原劑H2O2還原性比，原產(chǎn)物為Fe2+強(qiáng)，所以A錯(cuò)誤；方程一和方程二相加，即H2O2分解生成H2O和O2，H2O2呈弱酸性，所以隨著反應(yīng)進(jìn)行，pH升高，B錯(cuò)誤；H2O2分解Fe3+或Fe2+作催化劑，所以總量不變，C正確；因?yàn)镕e2+可導(dǎo)致H2O2分解，所以H2O2生產(chǎn)過程要避免混入Fe2+，D正確。
【答案】CD
18．硫酸鍶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲線如下，下列說法正確的是
A．溫度一定時(shí)，Ksp(SrSO4)隨c(SO42-)的增大而減小
B．三個(gè)不同溫度中，313K時(shí)Ksp(SrSO4)最大
C．283K時(shí)，圖中a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液是不飽和溶液
D．283K下的SrSO4飽和溶液升溫到263K后變?yōu)椴伙柡腿芤?/p>
【解析】平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，與物質(zhì)的濃度無關(guān)，A錯(cuò)誤；溫度一定時(shí)Ksp=[Sr2+][SO42—]，由圖可知，313K時(shí)，相同SO42—濃度下，Sr2+的濃度最大，所以平衡常數(shù)最大，B正確；283K時(shí)，Sr2+的濃度比平衡時(shí)要小，Qc小于Ksp(283K)，對(duì)應(yīng)為不飽和溶液，C正確；283K下的飽和溶液，突然升溫至363K，Ksp減少，析出沉淀，仍然為飽和溶液，D錯(cuò)誤。
【答案】BC
三、(本題包括3小題，共34分)
19．(12分)
某試驗(yàn)小組利用如下裝置(部分固定裝置略)制備氧化鈣(Ca3N2)，并探究其實(shí)驗(yàn)式。
(1)按圖連接好實(shí)驗(yàn)裝置。檢查裝置的氣密性，方法是 。
(2)反應(yīng)過程中末端導(dǎo)管必須插入試管A的水中，目的是 。
(3)制備氮化鈣的操作步驟是：
①打開活塞K并通入N2；
②點(diǎn)燃酒精燈，進(jìn)行反應(yīng)；
③反應(yīng)結(jié)束后， ；
④拆除裝置，取出產(chǎn)物。
(4)數(shù)據(jù)記錄如下：
空瓷舟質(zhì)量m0/g
瓷舟與鈣的質(zhì)量m1/g
瓷舟與產(chǎn)物的質(zhì)量m2/g
14.80
15.08
15.15
①計(jì)算得到實(shí)驗(yàn)式CaxN2,其中x= ．
②若通入的N2中混有少量O2，請(qǐng)比較x與3的大小，并給出判斷依據(jù)： 。
【解析】(1)檢查裝置氣密性首先要關(guān)閉活塞K，并將末端導(dǎo)管插入試管A的水中形成密閉系統(tǒng)，而是要通過升溫形成壓強(qiáng)差。(2)由題給(4)的②可知，若N2中混有O2會(huì)使產(chǎn)物不純，因此要隔絕氧氣對(duì)反應(yīng)的影響，末端導(dǎo)管必須插入試管A的水中可防止氧氣進(jìn)入。(3)此處要聯(lián)想初中氧氣制備作答，因?yàn)闇囟冉档蜁?huì)導(dǎo)致壓強(qiáng)減小，出現(xiàn)倒吸現(xiàn)象，所以要首先撤出導(dǎo)管，在熄滅酒精燈。(4)①由題給實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：
m(Ca )=m1—m0=15.08—14.80=0.28g
則n(Ca )=0.28g/40g·moL—1=0.007mol
m(CaxN2)=15.15—14.80=0.35g
則m(N)=0.35g—0.28g=0.07g
n(N)=0.07g/14g·mol—1=0.005mol
因?yàn)閚(Ca ):n(N)=7:5，所以x=2×7/5=2.8
②因?yàn)殁}的總量不變，若通入的N2中混有少量O2，所得產(chǎn)物中會(huì)混有氧化鈣，因?yàn)榈南鄬?duì)原子質(zhì)量小于樣的相對(duì)原子質(zhì)量，結(jié)果m2偏大，n(N)會(huì)偏大，所以x值會(huì)減小。
【答案】(1)關(guān)閉活塞K，將末端導(dǎo)管插入試管A的水中，用酒精燈微熱硬質(zhì)試管，若末端導(dǎo)管有連續(xù)均勻的氣泡冒出，撤去酒精燈冷卻一段時(shí)間，在導(dǎo)管內(nèi)形成一段水柱，并且一段時(shí)間不回落，則證明裝置的氣密性良好。
(2)反應(yīng)過程中末端導(dǎo)管必須始終插入試管A的水中，目的是：防止空氣中的氧氣通過末端導(dǎo)管進(jìn)入實(shí)驗(yàn)裝置，氧化單質(zhì)鈣，生成氧化鈣，引入雜質(zhì)。
(3)反應(yīng)結(jié)束后，先將末端導(dǎo)管從試管A中拔出，再熄滅酒精燈。
(4)x=2.8；因?yàn)殁}的總量不變，若通入的N2中混有少量O2，所得產(chǎn)物中會(huì)混有氧化鈣，因?yàn)榈南鄬?duì)原子質(zhì)量小于樣的相對(duì)原子質(zhì)量，結(jié)果m2偏大，n(N)會(huì)偏大，所以x值會(huì)減小。
20．(10分)
甲酸甲酯水解反應(yīng)方程式為：
HCOOCH3(l)+H2O(l)HCOOH(l)+CH3OH(l)；△H>0
某小組通過試驗(yàn)研究該反應(yīng)(反應(yīng)過程中體積變化忽略不計(jì))。反應(yīng)體系中各組分的起始量如下表：
組分
HCOOCH3
H2O
HCOOH
CH3OH
物質(zhì)的量/mol
1.00
1.99
0.01
0.52
甲酸甲酯轉(zhuǎn)化率在溫度T1下隨反應(yīng)時(shí)間(t)的變化如下圖：
(1)根據(jù)上述條件，計(jì)算不同時(shí)間范圍內(nèi)甲酸甲酯的平均反應(yīng)速率，結(jié)果見下表：
反應(yīng)時(shí)間范圍/min
0~5
10~15
20~25
30~35
40~45
50~55
75~80
平均反應(yīng)速率/(10－3mol·min－1)
1.9
7.4
7.8
4.4
1.6
0.8
0.0
請(qǐng)計(jì)算15—20 min范圍內(nèi)甲酸甲酯的減少量為 mol，甲酸甲酯的平均反應(yīng)速率為 mol·min—1(不要求寫出計(jì)算過程)。
(2)依據(jù)以上數(shù)據(jù)，寫出該反應(yīng)的反應(yīng)速率在不同階段的變化規(guī)律及其原因： 。
(3)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為：，則該反應(yīng)在溫度T1下的K值為 。
(4)其他條件不變，僅改變溫度為T2(T2大于T1)，在答題卡框圖中畫出溫度T2下甲酸甲酯轉(zhuǎn)化率隨反應(yīng)時(shí)間變化的預(yù)期結(jié)果示意圖。
【解析】(1)15min時(shí)，甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為6.7%，所以15min時(shí)，甲酸甲酯的物質(zhì)的量為1—1.00mol×6.7%=0.933mol；20min時(shí)，甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為11.2%所以20min時(shí)，甲酸甲酯的物質(zhì)的量為1—1.00mol×11.2%=0.888mol，所以15至20min甲酸甲酯的減少量為0.933mol—0.888mol=0.045mol，則甲酸甲酯的平均速率=0.045mol/5min=0.009mol·min—1。
(2)從題給數(shù)據(jù)不難看出，平均速率的變化隨轉(zhuǎn)化率的增大先增大再減小，后保持不變。因?yàn)榉磻?yīng)開始甲酸甲酯的濃度大，所以反應(yīng)速率較大，后隨著反應(yīng)進(jìn)行甲酸甲酯的濃度減小，反應(yīng)速率減小，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，反應(yīng)速率幾乎不變。
(3)由圖象與表格可知，在75min時(shí)達(dá)到平衡，甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率為24%，所以甲酸甲酯轉(zhuǎn)化的物質(zhì)的量為1.00×24%=0.24mol，結(jié)合方程式可計(jì)算得平衡時(shí)，甲酸甲酯物質(zhì)的量=0.76mol，水的物質(zhì)的量1.75mol，甲酸的物質(zhì)的量=0.25mol ，甲醇的物質(zhì)的量=0.76mol。所以K=(0.76×0.25)/(1.75×0.76)=1/7。
(4)因?yàn)樯邷囟龋磻?yīng)速率增大，達(dá)到平衡所需時(shí)間減少，所以繪圖時(shí)要注意T2達(dá)到平衡的時(shí)間要小于T1，又該反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率減小，所以繪圖時(shí)要注意T2達(dá)到平衡時(shí)的平臺(tái)要低于T1。
【答案】(1)15—20min范圍內(nèi)甲酸甲酯的減少量為0.045mol；甲酸甲酯的平均反應(yīng)速率為0.009mol·min—1。
(2)反應(yīng)速率隨著反應(yīng)的進(jìn)行，先逐漸增大再逐漸減小，后不變；原因：隨著反應(yīng)的不斷進(jìn)行，應(yīng)開始甲酸甲酯的濃度大，所以反應(yīng)速率較大，后隨著反應(yīng)進(jìn)行，甲酸甲酯的物質(zhì)的量濃度不斷減少，反應(yīng)速率不斷減慢，所以轉(zhuǎn)化率增大的程度逐漸減小，當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡后，轉(zhuǎn)化率不變。
(3)1/7。
(4)圖略。作圖要點(diǎn)：因?yàn)門2>T1，溫度越高，平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)，甲酸甲酯的轉(zhuǎn)化率下降，T2達(dá)到平衡時(shí)的平臺(tái)要低于T1；另外溫度越高，越快達(dá)到平衡，所以T2達(dá)到平衡的時(shí)間要小于T1。
21．(12分)
三草酸合鐵酸鉀晶體K3[Fe(C2O4)3]·3H2O可有于攝影和藍(lán)色印刷。某小組將無水三草酸合鐵酸鉀在一定條件下加熱分解,對(duì)所得氣體產(chǎn)物和固體產(chǎn)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和探究。請(qǐng)利用實(shí)驗(yàn)室常用儀器、用品和以下限選試劑完成驗(yàn)證和探究過程。
限選試劑：濃硫酸、1.0 mol·L-1HNO3、1.0 mol·L-1鹽酸、1.0 mol·L-1 NaOH、3% H2O2 、0.1 mol·L-1KI、0.1 mol·L-1CuSO4、20% KSCN、澄清石灰水、氧化銅、蒸餾水。
(1)將氣體產(chǎn)物依次通過澄清石灰水(A)、濃硫酸、灼熱氧化銅(B)、澄清石灰水(C)，觀察到A、C中澄清石灰水都變渾濁，B中有紅色固體生成，則氣體產(chǎn)物是 。
(2)該小組同學(xué)查閱資料后推知，固體產(chǎn)物中，鐵元素不可能以三價(jià)形式存在，而鹽只有K2CO3。驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鉀元素存在的方法是 ，現(xiàn)象是 。
(3)固體產(chǎn)物中鐵元素存在形式的探究。
①提出合理假設(shè)
假設(shè)1： ； 假設(shè)2： ；假設(shè)3： 。
②設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明你的假設(shè)(不要在答題卡上作答)
③實(shí)驗(yàn)過程
根據(jù)②中方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在答題卡上按下表的格式寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)步驟
預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟1
步驟2
步驟3
……
【解析】(1)由A中澄清石灰水都變渾濁，可知K3[Fe(C2O4)3]·3H2O分解的產(chǎn)物中有CO2；由B中有紅色固體生成，C中澄清石灰水變渾濁，可知K3[Fe(C2O4)3]·3H2O分解的產(chǎn)物中有CO。(2)因?yàn)樗械拟淃}、鈉鹽和銨鹽都可溶，所以驗(yàn)證鈉、鉀元素一般是用顏色反應(yīng)。(3)由于草酸根中C為+3價(jià)，而產(chǎn)物中二氧化碳、碳酸鉀中碳為+4價(jià)，一氧化碳中碳為+2價(jià)，存在著化合價(jià)的變化。由題意鐵元素不可能以三價(jià)形式存在，說明鐵的化合價(jià)一定發(fā)生變化，由鐵的常見化合價(jià)不難得出，其一定會(huì)降低，可能為0價(jià)或+2價(jià)。由此不難得出三種假設(shè)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)要注意鐵和氧化亞鐵均與鹽酸反應(yīng)生成亞鐵離子，均與硝酸反應(yīng)生成鐵離子，也就是說鐵的存在會(huì)干擾氧化亞鐵的檢驗(yàn)，所以要利用兩者性質(zhì)的差異性先檢驗(yàn)出鐵，排出鐵的干擾。因此一定要用到硫酸銅溶液。由于題給試劑沒有能夠檢驗(yàn)亞鐵離子的試劑，所以要將其氧化為鐵離子再檢驗(yàn)，所以必須用到硝酸和硫氰化鉀溶液。
【答案】(1)則氣體產(chǎn)物是：CO2和CO。
(2)驗(yàn)證固體產(chǎn)物中鉀元素存在的方法是焰色反應(yīng)，現(xiàn)象是透過藍(lán)鈷玻璃觀察呈紫色火焰。(3)假設(shè)1：鐵元素的存在形式為Fe單質(zhì)；假設(shè)2：鐵元素的存在形式為FeO；假設(shè)3：鐵元素的存在形式為Fe與FeO的混合物。
實(shí)驗(yàn)步驟
預(yù)期現(xiàn)象與結(jié)論
步驟一：用藥匙取少量固體產(chǎn)物于一支潔凈干燥的試管A中，用膠頭滴管滴加過量的煮沸過的0．1mol/LCuSO4溶液于試管中，振蕩，靜置，過濾，取出固體另一試管B中備用。
若出現(xiàn)大量紅色固體，則證明假設(shè)1或假設(shè)3成立。
若不出現(xiàn)紅色固體，則假設(shè)2可能成立。
步驟二：往試管B的固體加過量1mol/L鹽酸，滴加少量20%KSCN溶液，再滴加少量煮沸過的1mol/LHNO3溶液。
加鹽酸后，固體部分溶解。
若加入少量1mol/LHNO3后溶液變血紅色，則證明原固體為Fe與FeO混合，假設(shè)3成立。
若加入少量1 mol/LHNO3后溶液不變血紅色，則證明原固體只含F(xiàn)e，假設(shè)1成立
步驟三：若步驟一不出現(xiàn)紅色固體。用藥匙另取少量固體產(chǎn)物于一支潔凈干燥的試管中，用膠頭滴管滴加過量煮沸過的1 mol/L的鹽酸，滴加少量20%KSCN溶液，再滴加少量煮沸過的1 mol/L HNO3溶液。
加鹽酸后，固體全部溶解。若滴加KSCN溶液后，溶液不呈血紅色，滴加1 mol/LHNO3后溶液變血紅色，則證明假設(shè)2成立。
四、(本題包括3小題，共34分)
22．(12分) 某工廠生產(chǎn)硼砂過程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3、MgSiO3、 CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下：
沉淀物
Fe(OH)3
Al(OH)3
Mg(OH)2
pH
3.2
5.2
12.4
部分陽離子以氫氧化物形式完全深沉?xí)r溶液的pH由見上表，請(qǐng)回答下列問題：
(1)“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有 (要求寫出兩條)
(2)濾渣I的主要成分有 。
(3)從濾渣Ⅱ中可回收利用的主要物質(zhì)有 。
(4)Mg(ClO3)2在農(nóng)業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑，可采用復(fù)分解反應(yīng)制備：
MgCl2+2NaClO3===Mg(ClO3)2+2NaCl
已知四種化合物的溶解度(S)隨溫度(T)變化曲線如下圖所示：
①將反應(yīng)物按化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)量數(shù)比混合制備Mg(ClO3)2．簡(jiǎn)述可制備Mg(ClO3)2的原因： 。
②按①中條件進(jìn)行制備實(shí)驗(yàn)。在冷卻降溫析出Mg(ClO3)2過程中，常伴有NaCl析出，原因是： 。除去產(chǎn)品中該雜質(zhì)的方法是： 。
【解析】 (1)固體溶解及反應(yīng)完全的措施一般是加熱、振蕩或攪拌，或是增大硫酸的濃度，所以答案應(yīng)該從這些方面分析回答。
(2)從題給信息可以看出pH調(diào)到5.5應(yīng)該Fe3+和Al3+沉淀完全，所以沉淀應(yīng)該是氫氧化鐵和氫氧化鋁。
(3)從流程變化，因?yàn)閺U料浸出用到硫酸，可知濾液中應(yīng)該含有硫酸根離子；從廢料成分中含有CaMg(CO3)2和兩次調(diào)節(jié)pH均用到氫氧化鈉，可知濾液中陽離子應(yīng)該有鈉離子和鈣離子，所以從濾渣Ⅱ中可回收利用的主要物質(zhì)是硫酸鈉和硫酸鈣。
(4)①分析該題可以結(jié)合硝酸鉀與氯化鈉的分離方法思考，同時(shí)要注意題給圖示，從圖示上我們不難得到下列信息，一是相同溫度時(shí)氯酸鎂的溶解度最大氯化鈉溶解度最小，二是氯酸鎂溶解度隨溫度變化最大，氯化鈉溶解度隨溫度變化最小。所以控制反應(yīng)溫度的變化，可以控制可溶性物質(zhì)的分離。
②從題給圖示不難看出相同溫度時(shí)氯化鈉的溶解度最小，因此在冷卻降溫析出Mg(ClO3)2過程中一定會(huì)析出氯化鈉。由于氯酸鎂和氯化鈉均溶于水，溶于水的可溶性物質(zhì)一般用結(jié)晶和重結(jié)晶的方法分離。
【答案】(1)增大硫酸濃度；加熱升高溫度；邊加硫酸邊攪拌(要求寫出兩條)
(2)濾渣Ⅰ主要成分有Fe(OH)3、Al(OH)3
(3)從濾液Ⅱ中可回收利用的主要物質(zhì)有CaSO4、Na2SO4
(4)①該反應(yīng)的生成物為Mg(ClO3)2和NaCl的混合溶液，NaCl的溶解度隨溫度變化不大，Mg(ClO3)2的溶解度隨溫度升高而升高。利用兩物的溶解度差異，通過加熱蒸發(fā)濃縮，冷卻結(jié)晶，過濾，將Mg(ClO3)2與NaCl分離，制得Mg(ClO3)2。
②因?yàn)樵谙嗤瑴囟认蛳翹aCl的溶解度最小，所以在冷卻結(jié)晶過程中，會(huì)有少量NaCl隨Mg(ClO3)2析出；重結(jié)晶。
23、(11分)
磷單質(zhì)及其化合物的、有廣泛應(yīng)用。
(1)同磷灰石[主要成分]在高溫下制備黃磷(P4)的熱化學(xué)方程式為：
4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ；△H
①上述反應(yīng)中，副產(chǎn)物礦渣可用來 。
②已知相同條件下：
4Ca3(PO4)2F(s)+3SiO2(s)=6Cas3(PO4)2(s)+2CaSio3(s)+SiF4(g) ；△H1
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g)；△H2
SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) ；△H3
用△H1、△H2和△H3表示△H，△H =
(2)三聚磷酸可視為三個(gè)磷酸分子(磷酸結(jié)構(gòu)式見右圖)之間脫去兩個(gè)水分子產(chǎn)物，其結(jié)構(gòu)式為 。三聚磷酸鈉(俗稱“五鈉”)是常用的水處理劑，其化學(xué)式為
(3)次磷酸鈉(NaH2PO2)可用于化學(xué)鍍鎳。
①NaH2PO2中P元素的化合價(jià)為 。
②化學(xué)鍍鎳的溶液中含有Ni2+和H2PO2－，在酸性等條件下發(fā)生下述反應(yīng)：
(a) Ni2+ + H2PO2－+ → Ni++ H2PO3－+
(b)6H2PO—2 +2H+ =2P+4H2PO3+3H2↑
請(qǐng)?jiān)诖痤}卡上寫出并配平反應(yīng)式(a)。
(4)利用②中反應(yīng)可在塑料鍍件表面沉積鎳—磷合金，從而達(dá)到化學(xué)鍍鎳的目的，這是一種常見的化學(xué)鍍。請(qǐng)從以下方面比較化學(xué)鍍與電鍍。
方法上的不同點(diǎn)： ；原理上的不同點(diǎn)： ；化學(xué)鍍的優(yōu)點(diǎn)： 。
【解析】(1)①由方程式可以看出副產(chǎn)物礦渣應(yīng)該是CaSiO3(s)，結(jié)合煉鐵我們不難得出答案是制水泥。
②運(yùn)用蓋斯定律，反應(yīng)1—反應(yīng)2×3+反應(yīng)3×18=總反應(yīng)，則△H=△H1—3△H2+18△H3
(2)結(jié)合題意三聚磷酸鈉(俗稱“五鈉”)可知產(chǎn)物三聚磷酸應(yīng)含有五個(gè)羥基，即三個(gè)磷酸分子之間有三個(gè)羥基相互反應(yīng)脫去兩個(gè)水分子，所以三聚磷酸的結(jié)構(gòu)式為，三聚磷酸鈉的化學(xué)式為Na5P3O10。
(3)①因?yàn)镹a、H的化合價(jià)為+1，O為—2，所以由化合價(jià)代數(shù)和為0可得P的化合價(jià)為：+1。
②由得失電子數(shù)目守恒(2—1)×2=(3—1)×1，可知Ni2+ 和Ni+的化學(xué)計(jì)量數(shù)為2，H2PO2－和H2PO3－的化學(xué)計(jì)量數(shù)為1，再由電荷守恒2×2—1=2×1—1+2×1，可知H+在方程式的右邊，H2O在方程式的左邊，化學(xué)計(jì)量數(shù)分別為2和1。即總方程式為：2Ni2+ + 1H2PO2－+ 1H2O → 2 Ni+ +1H2PO3－+ 2 H+
(4)比較化學(xué)鍍與電鍍應(yīng)該從反應(yīng)環(huán)境和條件以及反應(yīng)實(shí)質(zhì)和產(chǎn)物方面去分析歸納問題，從方法上分析，電鍍是利用電解原理通過外加直流電源，在鍍件表面形成的鍍層，鍍層一般只有鎳，而化學(xué)鍍是利用氧化還原反應(yīng)鍍件直接與電解質(zhì)溶液接觸，在塑料鍍件表面沉積鎳—磷合金，這是兩者的不同；從原理上分析，無論電鍍還是化學(xué)鍍均有電子的轉(zhuǎn)移，均是利用了氧化還原反應(yīng)，這是兩者的相同點(diǎn)，不同點(diǎn)是化學(xué)鍍用的是化學(xué)反應(yīng)，而電鍍用的是電化學(xué)；很明顯化學(xué)鍍裝置簡(jiǎn)單，而且不需要消耗電能，裝置簡(jiǎn)單、耗能少、操作簡(jiǎn)便應(yīng)該是化學(xué)鍍優(yōu)于電鍍的。
【答案】(1)水泥；△H1—3△H2+18△H3。
(2) ，Na5P3O10。
(3)+1；2Ni2+ + 1H2PO2－+ 1H2O → 2 Ni+ +1H2PO3－+ 2 H+。
(4)化學(xué)鍍中鍍件直接與電解質(zhì)溶液接觸反應(yīng)；電鍍通過外加電流，在鍍件外形成鍍層；化學(xué)鍍是利用化學(xué)腐蝕反應(yīng)；電鍍是利用電解池，外加電流進(jìn)行氧化還原反應(yīng) ；裝置簡(jiǎn)便，節(jié)約能源，操作簡(jiǎn)便 。
24．(11分)
超細(xì)氧化鋁是一種重要的功能陶瓷原料。
(1)實(shí)驗(yàn)室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3為原料，在一定條件下先反應(yīng)生成沉淀NH4AlO(OH)HCO3,該沉淀高溫分解即得超Al2O3,NH4AlO(OH)HCO3熱分解的化學(xué)反應(yīng)方程式________________。
(2)NH4Al(SO4)2的相對(duì)分子質(zhì)量為453。欲配制100 mL PH為2濃度約為0.1 mol-1的NH4Al(SO4)2溶液，配制過程為
①用托盤天平稱量NH4Al(SO4)2·12H2O固體_________g
②將上述固體置于燒杯中____________________________________
(3)在0.1 mol·l—1NH4Al(SO4)2溶液中，鋁各形態(tài)的濃度(以Al3＋計(jì))的對(duì)數(shù)(lgc)隨溶液ph變化的關(guān)系見下圖
①用NaOH溶液調(diào)節(jié)(2)中溶液pH至7，該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有
②請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的框圖中，畫出0.01mol·l—1NH4Al(SO4)2溶液中鋁各形態(tài)的濃度的對(duì)數(shù)lgc隨溶液pH變化的關(guān)系圖，并進(jìn)行必要的標(biāo)注。
【解析】(1)解答該題的關(guān)鍵是要判斷出反應(yīng)的產(chǎn)物，由題意NH4AlO(OH)HCO3熱分解的產(chǎn)物應(yīng)該有Al2O3，結(jié)合所學(xué)知識(shí)可知產(chǎn)物還應(yīng)有NH3、CO2和H2O，配平化學(xué)方程式得：2NH4AlO(OH)HCO3=△=2NH3↑ +Al2O3+ 3H2O↑+2CO2↑
(2)注意配置一定物質(zhì)的量濃度溶液的操作步驟地準(zhǔn)確性，一般是計(jì)算、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、裝瓶。計(jì)算時(shí)要注意規(guī)范，同時(shí)要注意托盤天平的精確度是±0.1 g，100 mL 0.1mol/LNH4Al(SO4)2中，物質(zhì)的量為0.01 mol,M[NH4Al(SO4)2]=453 g/mol ，所以m(NH4Al(SO4)2)=453 g/mol×0.01 mol=4.53 g=4.5 g；溶解時(shí)要注意玻璃棒攪拌，轉(zhuǎn)移時(shí)注意用到玻璃棒引流，同時(shí)還要注意洗滌操作，定容時(shí)距刻度2~3cm處應(yīng)改用膠頭滴管，同時(shí)還要注意上下震蕩，使之混合均勻，裝瓶時(shí)要注意貼上標(biāo)簽。
(3)①從題給圖示可以看出，pH至7時(shí)鋁離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，沒有出現(xiàn)沉淀的溶解，又因?yàn)殇@根離子水解使溶液顯酸性，所以中性溶液中必須是銨根離子和一水合氨的混合物，說明必需有銨根離子與氫氧根的反應(yīng)。該過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Al3+ +3OH—=Al(OH)3↓；NH4+ +OH—=NH3·H2O②作圖時(shí)注意NH4Al(SO4)2濃度的變化，由于濃度變?yōu)?.01 mol·l—1，所以起始與最終數(shù)值為—2，又因?yàn)锳l3+濃度減少減少為0.01 mol·l—1，而溶度積常數(shù)不變，所以剛開始產(chǎn)生沉淀時(shí)pH要增大。而完全沉淀和沉淀溶解時(shí)的PH應(yīng)與原圖一樣不能改變，但注意氫氧化鋁完全溶解時(shí)的pH也是不變的二縱座標(biāo)發(fā)生改變，所以線要與原圖有所區(qū)別。
【答案】(1)2NH4AlO(OH)HCO3=△=2NH3↑+Al2O3+3H2O↑+2CO2↑(2)將4.5 g固體置于燒杯中，邊加蒸餾水溶解邊用玻璃棒攪拌，待完全溶解后，用玻璃棒移液至100 mL的容量瓶中，用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2~3次，并將洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶中，加蒸餾水至刻度線2~3cm處應(yīng)改用膠頭滴管，上下振蕩，靜置，將配置好的溶液裝入試劑瓶中，并貼上標(biāo)簽。(3)圖略。作圖要點(diǎn)：起始與最終數(shù)值為—2；剛開始產(chǎn)生沉淀時(shí)pH要增大；完全沉淀和沉淀溶解時(shí)的pH應(yīng)與原圖一樣；氫氧化鋁完全溶解時(shí)的pH也是不變的二縱座標(biāo)發(fā)生改變，所以線要與原圖有所區(qū)別。
五、(本題包括1小題，9分)
25．(9分)疊氮化合物應(yīng)用廣泛，如NaN3，可用于汽車安全氣轂PhCH2N3可用于合成化合物V(見下圖，僅列出部分反應(yīng)條件Ph—代表苯基)
(1)下列說法不正確的是____________(填字母)
A．反應(yīng)①④屬于取代反應(yīng)
B．化合物I可生成酯，但不能發(fā)生氧化反應(yīng)
C．一定條件下化合物II能生成化合物I
D．一定條件下化合物II能與氫氣反應(yīng)類型與反應(yīng)②相同
(2)化合物II發(fā)生聚合反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________(不要求寫出反應(yīng)條件)
(3)反應(yīng)③的化學(xué)方程式為______________(要求寫出反應(yīng)條件)
(4)化合物III與PhCH2N3發(fā)生環(huán)加成反應(yīng)成化合物V，不同條件下環(huán)加反應(yīng)還可生成化合物V的同分異構(gòu)體。該同分異物的分子式為____________結(jié)構(gòu)式為______________。
(5)科學(xué)家曾預(yù)言可合成C(N3)4。其可分解成單質(zhì)，用作炸藥。有人通過NaN3與NC－CCl3,反應(yīng)成功全成了該物質(zhì)下列說法正確的是___________(填字母)
A．該合成反應(yīng)可能是取代反應(yīng)
B．C(N3)4與甲烷具有類似的空間結(jié)構(gòu)
C．C(N3)4不可能與化合物Ⅲ發(fā)生環(huán)加反應(yīng)
D．C(N3)4分解爆炸的化學(xué)反應(yīng)方程式可能為C(N3)4→C＋6N2↑
【解析】(1)反應(yīng)①是氯原子取代側(cè)鏈上的氫原子，屬于取代反應(yīng)，④是氯原子被N3基團(tuán)所取代，也應(yīng)屬于取代反應(yīng)，A正確；化合物I中含有羥基，而且與之相連的碳原子上有1個(gè)氫原子，應(yīng)該可以發(fā)生酯化反應(yīng)和氧化反應(yīng)，B錯(cuò)誤；按反應(yīng)機(jī)理若用化合物II所得產(chǎn)物會(huì)少一個(gè)氫原子，C錯(cuò)誤；化合物II與氫氣和溴水或溴的四氯化碳溶液均發(fā)生加成反應(yīng)，D正確。答案BC。
(2)化合物II：PhCH=CH2中含有碳碳雙鍵，應(yīng)該發(fā)生加聚反應(yīng)，書寫時(shí)不要漏寫n，注意將苯基寫為側(cè)鏈。反應(yīng)方程式：
(3)甲苯在光照條件下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，書寫時(shí)千萬不要漏寫反應(yīng)條件光照，不要漏寫小分子氯化氫，反應(yīng)的方程式：
(4)書寫分子式應(yīng)該沒有問題，因?yàn)橥之悩?gòu)體的分子式是相同的，但要注意苯基原子個(gè)數(shù)不要計(jì)算錯(cuò)誤，分子式為：C14H13N3。書寫同分異構(gòu)體要從結(jié)構(gòu)式出發(fā)，注意碳碳雙鍵上苯基位置的變化，即
(5)從NaN3與NC－CCl3,反應(yīng)分析不難看出反應(yīng)過程中有C、N三鍵的破壞，不符合取代反應(yīng)的要求，所以A錯(cuò)誤；C(N3)4可視作甲烷分子中的氫原子被N3基團(tuán)所替代代，所以C(N3)4與甲烷具有類似的空間結(jié)構(gòu)，B正確；因?yàn)镃(N3)4分子中存在N、N 不飽和鍵，應(yīng)該可以發(fā)生加成反應(yīng)，C錯(cuò)誤；由題給信息科學(xué)家曾預(yù)言可合成C(N3)4。其可分解成單質(zhì)，可以判斷D正確。答案BD。
【答案】(1)BC(2) (3)
(4) (5)BD
26．(10)光催化制氫是化學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。科學(xué)家利用含有呲啶環(huán)(呲啶的結(jié)構(gòu)式為
其性質(zhì)類似于苯)的化合物II作為中間體，實(shí)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)式見右圖)代替III作原料，也能進(jìn)行類似的上述反應(yīng)，所得有機(jī)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)呲啶甲酸酯可作為金屬離子的萃取劑。2—呲啶甲酸正丁酯(VI)的結(jié)構(gòu)式見右圖，其合成原料2—呲啶甲酸的結(jié)構(gòu)式為_________________；VI的同分異構(gòu)體中，呲啶環(huán)上只有一氫原子被取代的呲啶甲酸酯類同分異構(gòu)體有_________________種。
【解析】(1)由題給結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可以數(shù)出分子中所含原子個(gè)數(shù)，注意不要數(shù)掉了環(huán)上的氫原子，分子式為：C11H13NO4。
(2)結(jié)合題(1)可以得到化合物I的分子式為C11H15NO4，接著計(jì)算出化合物Ⅳ的分子式為C5H8O3，再由質(zhì)量守恒定律，可得化合物III的分子式為：C(11+1—2×5—1)H(15+8——2×8—5)N(1—1)O(4+4×1+2—2×3—3)，結(jié)合所學(xué)知識(shí)可確定其為甲醛。
(3)結(jié)合題(3)可以得到有機(jī)物的分子式為C(7+2×5+1—1)H(6+2×8+5—8)O(2+2×3+3—4×1—2)N，所得化合物與化合物I相比多出部分為C6H4NO，由此可以確定甲醛在反應(yīng)中提供化合物ICH2部分，化合物V應(yīng)該提供部分替代CH2部分，所以所得化合物的結(jié)構(gòu)式為：。
(4)間羥基苯甲醛應(yīng)為3—羥基苯甲醛，2—羥基苯甲醛應(yīng)為鄰羥基苯甲醛，A錯(cuò)誤；由題給圖示不難看出反應(yīng)的過程為：化合物II+H2→化合物I，也就是說化合物I可以去氫，表現(xiàn)氧化性，化合物II可以加氫，表現(xiàn)還原性，B錯(cuò)誤；化合物I、II、IV都含有酯基結(jié)構(gòu)，都能發(fā)生酯的水解反應(yīng)，C正確；化合物V中含有酚羥基、醛基和苯環(huán)，醛基即能發(fā)生氧化反應(yīng)，也能發(fā)生還原反應(yīng)，D錯(cuò)誤。答案：C。
(5)水解生成2—呲啶甲酸和丁醇，結(jié)合酯的水解反應(yīng)我們不難得到2—呲啶甲酸的結(jié)構(gòu)式為：；由于呲啶環(huán)存在對(duì)稱性，其一元取代物有3種，去掉VI，應(yīng)該還有2種。
【答案】(1)C11H13NO4(2)甲醛(3)(4)C(5)2
27：(10分)
銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要的用途，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I B族。Cu2＋的核外電子排布式為__________。
(2)右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(gè)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(jià)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(huì)分步失去
(4)往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu(NH2)2]2＋配離子。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形，單NF3不易與Cu2＋形成配離子，其原因是_______________。
(5)Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的_________(填“高”或“低”)，請(qǐng)解釋原因__________。
【解析】(1)Cu原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,失去兩個(gè)電子后電子排布式應(yīng)為1s22s22p63s23p63d9。
(2)由題給圖示可以看出氧原子O有8個(gè)位于定點(diǎn)，2個(gè)位于面心，4個(gè)位于棱上，1個(gè)位于體內(nèi)，所以晶胞中氧離子個(gè)數(shù)為8×1/8+2×1/2+4×1/4+1=4。
(3)在上述結(jié)構(gòu)示意圖中，所有氧原子都是飽和氧原子，所以都采用sp3雜化，A正確；在上述結(jié)構(gòu)示意圖中，存在O→Cu配位鍵，H—O、S—O共價(jià)鍵和Cu、O離子鍵，B正確；膽礬是五水硫酸銅，從性質(zhì)和組成上應(yīng)為離子晶體，C錯(cuò)誤；由于膽礬晶體中水兩類，一類是形成配體的水分子，一類是形成氫鍵的水分子，結(jié)合上有著不同，因此受熱時(shí)也會(huì)因溫度不同而得到不同的產(chǎn)物，D正確。答案：ACD。
(4)NF3分子中氟原子非金屬性強(qiáng)是吸電子的，使得氮原子上的孤對(duì)電子難于與Cu2＋形成配位鍵。
(5)Cu2O和Cu2S均為離子化合物，離子化合物的熔點(diǎn)與離子鍵的強(qiáng)弱有關(guān)。由于氧離子的例子半徑小于硫離子的離子半徑，所以亞銅離子與氧離子形成的離子鍵強(qiáng)于亞銅離子與硫離子形成的離子鍵，所以Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的高。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d9(2)4(3)ACD(4)NF3分子中氟原子非金屬性強(qiáng)是吸電子的，使得氮原子上的孤對(duì)電子難于與Cu2＋形成配位鍵(5)高；由于氧離子的例子半徑小于硫離子的離子半徑，所以亞銅離子與氧離子形成的離子鍵強(qiáng)于亞銅離子與硫離子形成的離子鍵，所以Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的高。
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