21．(12分)本题包括A、B两小题，分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按A题评分。

　　　 A．(12分)2010年上海世博会场馆，大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。目前市售LED品片，材质基本以GaAs(砷化镓)、AlGaInP(磷化铝镓铟)、lnGaN(氮化铟镓)为主。砷化镓的品胞结构如右图。试回答：

　 (1)镓的基态原子的电子排布式是　　　　　　　 。

　 (2)砷化镓品胞中所包含的砷原子(白色球)个数为

　　　　　　 ，与同一个镓原子相连的砷原子构

成的空间构型为　　　　　　　 。

　 (3)下列说法正确的是　　　　　　　 (填字母)。

　　　 　　 A．砷化镓品胞结构与NaCl相同

　　　 　　 B．第一电离能：As>Ga

　　　 　　 C．电负性：As>Ga

　　　 　　 D．砷化镓晶体中含有配位键　　

E．GaP与GaAs互为等电子体

　 (4)N、P、As处于同一主族，其氢化物沸点由高到低的顺序是　　　　　　　 。

　 (5)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为　　　　　　　　 。　　

　　　 B．(12分)乙酸乙酯的实验室和工业制法常采用如下反应：

CH₃COOH+C₂H₅OH　　　 CH₃COOC₂H₅+H₂O

　　　 已知：①无水氯化钙可与乙醇形成难溶于水的CaCl₂·6C₂H₅OH；

　　　 ②部分有机物的沸点：

　　　 请回答下列问题：

　 (1)浓硫酸的作用是　　　　　　　　 ，球形干燥管的作用是　　　　 。

　 (2)用如图所示装置来制备少量的乙酸乙酯，产率往往偏低，其原因可能为　　　　　 、

　　　　 等。

　 (3)实验所得到的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水，应先加入无水氯化钙，除去　　　　　　 ；再进行蒸馏，收集77℃左右的馏分，以得到较纯净的乙酸乙酯。

　 (4)目前对该反应的催化剂进行了新的探索，初步表明质子酸离子液体可用作此反应的催化剂，且能重复使用。实验数据如下表所示(乙酸和乙醇以等物质的量混合)。

　　　　 ①根据表中数据，下列　　　　 (填字母)为该反应的最佳条件。

　　　　 a.120℃,4h　　　 b.80℃,2h　　　　　　　 c.60℃,4h　　　　　　　　 d.40℃,3h

②当反应温度达到120℃时，反应选抒性降低的原因可能为　　　　　 。

20．(10分)硝酸是一种重要的化工原料，工业上生产硝酸的主要过程如下：

　 (1)以N₂和H₂为原料合成氨气。一定温度下，在密闭容器中充入ImolN₂和3molH₂发生反应。若容器容积恒定，达到平衡状态时，气体的总物质的量是原来的，则N₂的转化率　　　　 ；若容器压强恒定，达到平衡状态时，N=的转化率为，则　　　　 (‘填“>”、“<”或“=”)。

　 (2)用氨催化氧化法可生产硝酸，其生产过程可表示为：

　　　　 4NH₃+5O₂　　 4NO+6H₂O　　 4NO+3O₂+2H₂O=4HNO₃

　　　　 现以3.4吨液氨为原料来生产质量分数为50%的硝酸，理论上需要加水的质量为　

吨。(假设生产过程中反应物和生成物均无损耗)

　 (3)硝酸工业生产中的尾气可用纯碱溶液吸收，有关的化学反应为：

　　　　 2NO₂+Na₂CO₃=NaNO₂+NaNO₃+CO₂,NO+NO₂+Na₂CO₃=2NaNO₂+CO₂。若在标准状况下有NO、NO₂的混合气体(不考虑N₂O₄)恰好与50mL 1．0 mol·L^-1的Na₂CO₃溶液反应完全，且生成NaNO₂和NaNO₃的物质的量的比为4：1，则在混合气体中NO气体的体积分数为多少?(请写出计算过程)　　

19．(14分)巨豆三烯酮(F)是一种重要的香料，其合成路线如下：

　 (1)化合物C含有的官能团的名称为　　　　　　　　 。　

　 (2)化合物F的结构简式是　　　　　　　　　 。

　 (3)在上述转化过程中，步骤②的目的是　　　　　　　 ，写出步骤②的化学方程式　　　　　 。

　 (4)写出符合下列条件的D的一种同分异构体的结构简式　　　　　　 。

a．属于芳香族化合物；

b．核磁共振氢谱显示，分子中有4种化学环境不同的氢原子；

　　　 　　 c．1mol该物质最多可消耗2molNaOH

d．能发生银镜反应。

　 (5)兔耳草醛()也是一种重要的香料，主要用于食品、化妆品等工业中。请设计合理方案，以对异丙基苯甲醛()和丙醛为原料合成兔耳草醛(用合成路线流程图表示，并注明反应条件)。

提示：①2CH₃CHOCH₃CH(OH)CH₂CHOCH₃CH=CHCHO

②合成过程中无机试剂任选；

③合成路线流程图示例如下：

　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

18．(12分)硫酸铜是一种重要的化工原料，工业上常用硫酸为原料来制备硫酸铜。

　 (1)工业上生产硫酸过程中，焙烧硫铁矿时产生的废渣是一种二次资源。

①为了从废渣中磁选获得品位合格的铁精矿，高温下利用CO使弱磁性Fe₂O₃转化为强磁性Fe₃O₄。写出该反应的化学方程式　　　　　 ；实验发现：CO太多或太少都会导致磁铁矿产率降低，原因是　　　　　　 。

②氯化焙烧工艺是将废渣用氯化钙水溶液调和、成球、高温焙烧，废渣中SiO₂与CaCl₂等在高温下反应放出HCl，HCl与金属氧化物等反应生成氯化物。反应生成的各金属氯化物以气态形式逸出，进而回收有色金属和回返氯化钙溶液。写出氯化焙烧工艺中生成HCl的化学方程式　　　　　　　　　　　 。

　 (2)测定硫酸铜品体中结品水含量的实验步骤为：

步骤1：准确称量一个洁净、干燥的坩埚；

步骤2：将一定量的硫酸铜晶体试样研细后，放入坩埚中称重

步骤3：将盛有试样的坩埚加热，待晶体变成白色粉末时，停止加热；

步骤4：将步骤3中的坩埚放入干燥器，冷却至室温后，称重：

步骤5：　　　　　　　 　　；

步骤6：根据实验数据计算硫酸铜晶体试样中结晶水的质量分数。

请完成实验步骤5。　　

　 (3)已知硫酸铜品体受热可以逐步失去结品水，温度升高还町以分解生成铜的氧化物。观取25．0g CuSO₄·5H₂O品体均匀受热，缓慢升温至1200℃并恒温1小时，实验测得固体残留率(剩余固体的质量／原始固体质量)与温度的关系如下图所示：

在110℃时所得固体的成分为　　　　　　　　 ；在1200℃并恒温1小时，反应所得气态产物除去水后，物质的量为　　　　　 　　　。(填字母)

　　　 　　 A．0 mol　 　　　 B．0．1mol　 　　　　 C．0．125mol 　　　 D．大于0．125mol

17．(8分)

　 (1)已知：N₂(g)+O₂(g)=2NO(g); △H=+180．5 kJ·mol^-1

　　　 　　 4NH₃(g)+5O₂(g)=4NO(g)+6H₂O(g)；△H=-905 kJ·mol^-1

2H₂(g)十O₂(g)=2H₂O(g)：△H=--483．6 kJ·mol^-1

则N₂(g)+3H₂(g)　　　 2NH₃(g)的△H=　　　　　　 。

　 (2)在一定条件下，将2mol N₂与5mol H₂混合于一个10 L的密闭容器中，反应情况如图1所示：

①求5min内的平均反应速率v(NH₃)　　　　　 　　；

②达到平衡时NH3的体积分数为　　　　　　　　　　　 。

图1　　　　　　　　　　 图2 电解法合成氨装置

　 (3)近年来科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H⁺)为介质，用吸附在它内外表面上的金属钯多品薄膜做电极，实现了高转化率的电解法合成氨(装置如图2)。钯电极A上发生的电极反应式是　　　　　　　　　 。　

16．(10分)氯化亚铜(CuCl)是白色粉末，不溶于水、乙醇及稀硫酸，熔点422℃，沸点1366，在空气中迅速被氧化成绿色，常用作有机合成工业中的催化剂。以粗盐水(含Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-等杂质、Cu、稀硫酸、SO₂等为原料合成CuCl的工艺如下：

　 (1)A的化学式为　　　　　　　　　 。

　 (2)写出反应V的化学方程式　　　　　　　　 。

　 (3)写出反应VI的离子方程式为　　　　　　　 。

　 (4)本工艺中可以循环利用的物质是(刚化学式表示)　　　　　　　 。

　 (5)反应VI后，过滤得到CuCl沉淀，用无水乙醇洗涤沉淀，在真空干燥机内于70℃干燥2小时，冷却，密封包装即得产品。于70℃真空干燥的目的是　　　　　　 。

15．(12分)纯净的过氧化钙(CaO₂)难溶于水、乙醇，常温下较为稳定。CaO₂·8H₂O在0℃时稳定，加热至130℃时逐渐变为无水CaO₂。在实验室可用钙盐制取CaO₂·8H₂O，再经脱水制得CaO₂。其制备过程如下：

　　　 根据以上信息，同答下列问题：

　 (1)用上述方法制取CaO₂·8H₂O的化学方程式是　　　　　　 ；

　 (2)操作A的步骤为　　　　　　　　 ；

　 (3)检验“水洗”已经洗净的方法是　　　　　　　　　　　　 ；

　 (4)测定产品中CaO₂的含量的实验步骤是(己知：I₂+2S₂O₃^2-=2I^-+S₄O₆^2-)：

第一步：准确称取a g产品于锥形瓶中，加入适量蒸馏水和过量的b g KI品体，再滴入适量2 mol·L^-1的H₂SO₄溶液，充分反应：

第二步：向上述锥形瓶中加入几滴淀粉溶液：

第三步：逐滴加入浓度为c mol·L^-1的Na₂S₂O₃溶液至反应完全，消耗Na₂S₂O₃溶液VmL。

①第三步反应完全时的现象为　　　　　　 ；

②产品中CaO₂的质量分数为　　　　　　 (用字母表示)；

③某同学经实验测得产品中CaO₂的质量分数偏高，造成偏高的原因是(测定过程中由操作产生的误差忽略不计，用离子方程式表示)　　　　　　　　　 。

14．相同温度下，容积相同的甲、乙、丙3个恒容密闭容器中发生可逆反应：

　　　 2SO₂(g)+O₂(g)　　　 2SO₃(g)；。实验测得起始、平衡时的有关数据如下表：

　　　 下列叙述正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

　　　 A．Q₁=Q₂=Q₃=197 kJ

　　　 B．达到平衡时，丙容器中SO₂的体积分数最大

　　　 C．甲、乙、丙3个容器中反应的平衡常数相等

　　　 D．若在上述条件下反应生成2molSO₃(s)的反应热为△H₁，则△H₁<-197 kJ·mol^-1

非选择题

13．J、M、R、T是原子序数依次增大的短周期主族元素，J、R在周期表中的相对位置如右下表。已知：J元素最低负化合价的绝对值与其原子最外层电子数相等，M是地壳中含量最多的金属元素。下列说法错误的是　　　　　　　　 (　　 )

　　　 A．J和氢组成的化合物分子中只含有极性共价键

　　　 B．工业上用电解M和T组成的化合物来制备M

　　　 C．R、T两元素的气态氢化物中，T的气态氢化物更稳定

　　　 D．J、M、R、T元素最高价氧化物对应的水化物中酸性最强的是HTO₄

12．下列说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (　　 )

　　　 A．分散系中分散质粒子的大小：Fe(OH)₃悬浊液<Fe(OH)₃胶体<FeCl₃溶液

　　　 B．可利用反应2CO=2C+O₂(H>O、S<0)来消除CO污染

　　　 C．若弱酸HA的酸性强于弱酸HB，则相同物质的量浓度的钠盐溶液的碱性：NaA<NaB

　　　 D．除去Cu粉中混有的CuO，可将混合物加入稀硝酸中，充分反应后过滤、洗涤