选做题

从以下两道题中任选一道做。

1.光催化制氢是化学研究的热点之一。科学家利用含有吡啶环（吡啶的结构式为，其性质类似于苯）的化合物Ⅱ作为中间体，实现了循环法制氢，示意图如下（仅列出部分反应条件）：

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

（2）化合物Ⅰ合成方法如下（反应条件略，除化合物Ⅲ的结构未标明外，反应式已配平）：

化合物Ⅲ的名称是_______________________。

（3）用化合物Ⅴ（结构式见下图）代替Ⅲ作原料，也能进行类似的上述反应，所得有机产物的结构式为____________________。

（4）下列说法正确的是________________（填字母）。

A.化合物Ⅴ的名称是间羟基苯甲醛，或2羟基苯甲醛

B.化合物Ⅰ具有还原性；Ⅱ具有氧化性，但能被酸性高锰酸钾溶液氧化

C.化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ都可发生水解反应

D.化合物Ⅴ遇三氯化铁显色，还可发生氧化反应，但不能发生还原反应

（5）吡啶甲酸酯可作为金属离子的萃取剂。2吡啶甲酸正丁酯（Ⅵ）的结构式见下图，其合成原料2吡啶甲酸的结构式为__________________；Ⅵ的同分异构体中，吡啶环上只有一个氢原子被取代的吡啶甲酸酯类同分异构体有____________________种。

Ⅵ

2.铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。

（1）Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu²⁺的核外电子排布式为_____________________。

（2）下图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为________。

（3）胆矾CuSO₄·5H₂O可写成［Cu（H₂O）₄］SO₄·H₂O，其结构示意图如下：

下列说法正确的是_________________（填字母）。

A.在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp³杂化

B.在上述结构示意图中，存在配位键、共价键和离子键

C.胆矾是分子晶体，分子间存在氢键

D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去

（4）往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成［Cu（NH₃）₄］²⁺配离子。已知NF₃与NH₃的空间构型都是三角锥形，但NF₃不易与Cu²⁺形成配离子，其原因是_____________________。

（5）Cu₂O的熔点比Cu₂S的______________（填“高”或“低”），请解释原因____________________________。

@@1. （1）C₁₁H₁₃NO₄ （2）甲醛

（3）

（4）BC

（5） 12

 选做题

本题有A、B两题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容，每题12分。请选择其中一题作答，若两题都作答，则以A题得分计入总分。

20A．过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。

   （1）应用于合成氨反应的催化剂（铁）的表面上存在氮原子，右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子）。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为       。

   （2）现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS，化学式为：[Fe₂(OH）_n(SO₄）_3-n／2]_m，n<5，m<10}在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是     。（填序号）  

    A．PFS中铁显+3价          

    B．铁原子的价电子排布式是3d⁶4s²

    C．由FeSO₄溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程

    D．由下表可知气态Fe²⁺再失去一个电子比气态Mn²⁺再失去一个电子难

   （3）铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬（Ⅲ）与甲基丙烯酸根的配合物为：

①该化合物中存在的化学键类型有                                     。

②该化合物中一个Cr的配位数为       。

③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有              。

④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子，与H₂O分子互为等电子体的微粒是    。（填一种即可）

⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是

____   。（填元素符号）

在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间也能发生聚合反应，生成少量聚合物(副产物）。合成乙酰水杨酸的实验步骤如下：

①向150 mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后，控制温度在85℃～90℃条件下反应5～10 min，然后冷却，即有乙酰水杨酸晶体析出。

②减压过滤，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次，继续抽滤，尽量将溶剂抽干。然后将粗产品转移至表面皿上，在空气中风干。

③将粗产品置于100 mL烧杯中，搅拌并缓慢加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌2～3 min，直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤，用5～10 mL蒸馏水洗涤沉淀。合并滤液于烧杯中，不断搅拌，慢慢加入15 mL 4mol / L盐酸，将烧杯置于冰水中冷却，即有晶体析出。抽滤，用冷水洗涤晶体1～2次，再抽干水分，即得产品。

   （1）第①步中，要控制温度在85℃～90℃，应采用的加热方法是    ，用这种方法加热需要的玻璃仪器有     。

   （2）在第②步中，用冷水洗涤晶体，其目的是    、    。

   （3）在第③步中，加入饱和碳酸氢钠溶液的作用是     ，加入盐酸的作用是    。

   （4）如何检验产品中是否混有水杨酸？       。

 选做题

本题有A、B两题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修课程模块的内容，每题12分。请选择其中一题作答，若两题都作答，则以A题得分计入总分。

20A．过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。

  （1）应用于合成氨反应的催化剂（铁）的表面上存在氮原子，右图为氮原子在铁的晶面上的单层附着局部示意图(图中小黑色球代表氮原子，灰色球代表铁原子）。则图示铁颗粒表面上氮原子与铁原子的个数比为       。

  （2）现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS，化学式为：[Fe₂(OH）_n(SO₄）_3-n／2]_m，n<5，m<10}在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是     。（填序号）  

    A．PFS中铁显+3价          

    B．铁原子的价电子排布式是3d⁶4s²

    C．由FeSO₄溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程

    D．由下表可知气态Fe²⁺再失去一个电子比气态Mn²⁺再失去一个电子难

  （3）铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬（Ⅲ）与甲基丙烯酸根的配合物为：

①该化合物中存在的化学键类型有                                    。

②该化合物中一个Cr的配位数为       。

③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有              。

④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子，与H₂O分子互为等电子体的微粒是    。（填一种即可）

⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是

____  。（填元素符号）

在生成乙酰水杨酸的同时，水杨酸分子之间也能发生聚合反应，生成少量聚合物(副产物）。合成乙酰水杨酸的实验步骤如下：

①向150mL干燥锥形瓶中加入2 g水杨酸、5 mL乙酸酐和5滴浓硫酸，振荡，待其溶解后，控制温度在85℃～90℃条件下反应5～10 min，然后冷却，即有乙酰水杨酸晶体析出。

②减压过滤，用滤液淋洗锥形瓶，直至所有晶体收集到布氏漏斗中。抽滤时用少量冷水洗涤晶体几次，继续抽滤，尽量将溶剂抽干。然后将粗产品转移至表面皿上，在空气中风干。

③将粗产品置于100 mL烧杯中，搅拌并缓慢加入25 mL饱和碳酸氢钠溶液，加完后继续搅拌2～3 min，直到没有二氧化碳气体产生为止。过滤，用5～10 mL蒸馏水洗涤沉淀。合并滤液于烧杯中，不断搅拌，慢慢加入15 mL 4mol / L盐酸，将烧杯置于冰水中冷却，即有晶体析出。抽滤，用冷水洗涤晶体1～2次，再抽干水分，即得产品。

  （1）第①步中，要控制温度在85℃～90℃，应采用的加热方法是   ，用这种方法加热需要的玻璃仪器有     。

  （2）在第②步中，用冷水洗涤晶体，其目的是    、   。

  （3）在第③步中，加入饱和碳酸氢钠溶液的作用是    ，加入盐酸的作用是    。

  （4）如何检验产品中是否混有水杨酸？       。

 (12分)【选做题】本题包括A、B 两小题，请选定其中一小题，并在相应的答题区域内作答。

若多做，则按A小题评分。

A．[物质结构与性质]

   元素X 位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。

（1）X与Y所形成化合物晶体的晶胞如右图所示。

①在1个晶胞中，X离子的数目为      。

    ②该化合物的化学式为          。

（2）在Y的氢化物(H₂Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是        。

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

（4）Y 与Z 可形成YZ^2－

①YZ^2－的空间构型为           (用文字描述)。

②写出一种与YZ₄^2－互为等电子体的分子的化学式：          。

（5）X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH₃)₄]Cl₂，1mol该配合物中含有σ键的数目为    。

（5分）钛(Ti )被称

为继铁、铝之后的第三金属。如下图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链可以大大提高资源利用率，减少环境污染。

在上述产业链中，合成96 t甲醇理论上需额外补充H₂       t (不考虑生产过程中物质的任何损失，要写出计算过程)。

选做题（本题分A、B两题，考生只要选择其中一题作答。若两题都作答，则以A题得分计入总分。本题共12分）