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 選做題

本題有A、B兩題，分別對應于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實驗化學”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）應用于合成氨反應的催化劑（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用�，F(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，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，分別對應于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實驗化學”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）應用于合成氨反應的催化劑（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，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)．隨著人類對溫室效應和資源短缺等問題的重視，如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開發(fā)利用CO₂，引起了各國的普遍重視。

   （1）目前，用超臨界CO₂（其狀態(tài)介于氣態(tài)和液態(tài)之間）代替氟利昂作冷劑已成為一種趨勢，這一做法對環(huán)境的積極意義在于                     。

   （2）將CO₂轉(zhuǎn)化成有機物可有效實現(xiàn)碳循環(huán)。CO₂轉(zhuǎn)化成有機物的例子很多，如：

        以上反應中，最節(jié)能的是           ，原子利用率最高的是           。

   （3）為探究用CO₂來生產(chǎn)燃料甲醇的反應原理，現(xiàn)進行如下實驗：

        在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定條件下發(fā)生反應：

       CO₂（g）+3H₂（g）       CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol

        測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示。

        ①從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H₂）=     mol/（L·min）

②該反應的平衡常數(shù)表達式為                ，升高溫度，平衡常數(shù)的數(shù)值將

            （填“增大”、“減小”或“不變”）。

③下列措施中能使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大的是        .

        A．升高溫度                                    B．充入He（g），使體系壓強增大

C．將H₂O（g）從體系中分離          D．再充入1molCO₂和3molH₂

   （4）氫氣是合成氨的重要原料，合成氨反應的熱化學方程式如下：

①當合成氨反應達到平衡后，改變某一外界條件（不改變N₂、H₂和NH₃的量），反應速率與時間的關(guān)系如下圖所示。

   圖t₁時引起平衡移動的條件可能是              。

   其中表示平衡混合物中NH₃含量最高的一段時間是               。

②溫度為T°C時，將3amolH₂和amolN₂放入帶有活塞的密閉容器中，如果活塞能自由移動，充分反應后測得N₂的轉(zhuǎn)化率為50%。如果在相同溫度下將3amolH₂、amolN₂和2amolNH₃氣體放入該容器中，平衡時H₂的轉(zhuǎn)化率為         。

(12分)．隨著人類對溫室效應和資源短缺等問題的重視，如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開發(fā)利用CO₂，引起了各國的普遍重視。
（1）目前，用超臨界CO₂（其狀態(tài)介于氣態(tài)和液態(tài)之間）代替氟利昂作冷劑已成為一種趨勢，這一做法對環(huán)境的積極意義在于                     。
（2）將CO₂轉(zhuǎn)化成有機物可有效實現(xiàn)碳循環(huán)。CO₂轉(zhuǎn)化成有機物的例子很多，如：

以上反應中，最節(jié)能的是           ，原子利用率最高的是           。
（3）為探究用CO₂來生產(chǎn)燃料甲醇的反應原理，現(xiàn)進行如下實驗：
在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定條件下發(fā)生反應：
        CO₂（g）+3H₂（g）       CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol
測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示。

①從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H₂）=     mol/（L·min）
②該反應的平衡常數(shù)表達式為                ，升高溫度，平衡常數(shù)的數(shù)值將
            （填“增大”、“減小”或“不變”）。
③下列措施中能使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大的是        .

(12分)．隨著人類對溫室效應和資源短缺等問題的重視，如何降低大氣中CO₂的含量及有效地開發(fā)利用CO₂，引起了各國的普遍重視。

   （1）目前，用超臨界CO₂（其狀態(tài)介于氣態(tài)和液態(tài)之間）代替氟利昂作冷劑已成為一種趨勢，這一做法對環(huán)境的積極意義在于                      。

   （2）將CO₂轉(zhuǎn)化成有機物可有效實現(xiàn)碳循環(huán)。CO₂轉(zhuǎn)化成有機物的例子很多，如：

        以上反應中，最節(jié)能的是            ，原子利用率最高的是            。

   （3）為探究用CO₂來生產(chǎn)燃料甲醇的反應原理，現(xiàn)進行如下實驗：

        在體積為1L的密閉容器中，充入1molCO₂和3molH₂，一定條件下發(fā)生反應：

        CO₂（g）+3H₂（g）       CH₃OH（g）+H₂O（g）△H=-49.0kJ/mol

        測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖所示。

        ①從反應開始到平衡，氫氣的平均反應速率v（H₂）=      mol/（L·min）

②該反應的平衡常數(shù)表達式為                 ，升高溫度，平衡常數(shù)的數(shù)值將

             （填“增大”、“減小”或“不變”）。

③下列措施中能使n（CH₃OH）/n（CO₂）增大的是         .

        A．升高溫度                                    B．充入He（g），使體系壓強增大

C．將H₂O（g）從體系中分離          D．再充入1molCO₂和3molH₂

   （4）氫氣是合成氨的重要原料，合成氨反應的熱化學方程式如下：

①當合成氨反應達到平衡后，改變某一外界條件（不改變N₂、H₂和NH₃的量），反應速率與時間的關(guān)系如下圖所示。

   圖t₁時引起平衡移動的條件可能是               。

   其中表示平衡混合物中NH₃含量最高的一段時間是                。

②溫度為T°C時，將3amolH₂和amolN₂放入帶有活塞的密閉容器中，如果活塞能自由移動，充分反應后測得N₂的轉(zhuǎn)化率為50%。如果在相同溫度下將3amolH₂、amolN₂和2amolNH₃氣體放入該容器中，平衡時H₂的轉(zhuǎn)化率為          。