化 學(xué)
（考試時(shí)間：60分鐘 試卷滿分：100分）
注意事項(xiàng)：
1．答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。
2．回答選擇題時(shí)，選出每小題答案后，用鉛筆把答題卡上對(duì)應(yīng)題目的答案標(biāo)號(hào)涂黑。如需改動(dòng)，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號(hào)?；卮鸱沁x擇題時(shí)，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無(wú)效。
3．考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。
一、中國(guó)前沿科技巡禮（20分）
1．科技強(qiáng)國(guó)，我國(guó)科學(xué)家在諸多領(lǐng)域取得新突破。
(1)芯片制造會(huì)經(jīng)過六個(gè)最為關(guān)鍵的步驟：沉積、光刻膠涂覆、光刻、刻蝕、離子注入和封裝。
其中“刻蝕”過程可能用到刻蝕劑HF、NH4BF4及清洗劑CH3CH(OH)CH3。
基態(tài)F原子核外電子有 種空間運(yùn)動(dòng)狀態(tài).
②下列為氟原子激發(fā)態(tài)的電子排布式的是________（填標(biāo)號(hào)）。
A．1s22s22p43s1 B．1s22s22p43d2 C．1s22s12p5 D．1s22s22p33p2
③C、N、O、F四種元素的第一電離能由大到小的順序?yàn)? 。
④氟硼酸銨（NH4BF4）中B的雜化方式為 ，BF4-的空間構(gòu)型為 。
(2)復(fù)興號(hào)高鐵車體材質(zhì)用到了Mn、C等元素。Mn的一種配合物的化學(xué)式為[Mn(CO)5(CH3CN)]，CH3CN與Mn原子配位時(shí)，提供孤電子對(duì)的是 （填元素符號(hào)），Mn原子的配位數(shù)為 ，CH3CN中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為 。
(3)超導(dǎo)材料TiN具有NaCl型結(jié)構(gòu)（如圖），晶胞參數(shù)（晶胞邊長(zhǎng)）為a pm，該氮化鈦晶體的密度為 （列出計(jì)算式即可）g?cm-3。
二、二氧化碳合成甲醇（20分）
2．人類利用二氧化碳合成淀粉對(duì)社會(huì)的發(fā)展起著重要作用，合成過程首先是利用二氧化碳制備甲醇，合成甲醇的反應(yīng)為CO2g+3H2g?CH3OHg+H2Og ΔH1?；卮鹣铝袉栴}：
(1)已知：
①CO2g+4H2g?CH4g+2H2Og ΔH2=?a kJ?ml?1；
②CH4g+H2Og?CH3OHg+H2g ΔH3=+b kJ?ml?1；
③a、b均為大于零的數(shù)，且a＞b。
ΔH1= （用含a、b的式子表示）kJ?ml?1。某研究小組設(shè)計(jì)合成CH3OH的路線及CH3OH的部分應(yīng)用如圖所示，圖中熔融碳酸鹽燃料電池的正極電極反應(yīng)式為 。
(2)研究合成甲醇的催化劑時(shí)，在其他條件不變僅改變催化劑種類的情況下，對(duì)反應(yīng)器出口產(chǎn)品進(jìn)行成分分析，結(jié)果如圖所示。在以上催化劑中，該反應(yīng)應(yīng)選擇的最佳催化劑為 。
(3)在研究該反應(yīng)歷程時(shí)發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)氣中水蒸氣含量會(huì)影響CH3OH的產(chǎn)率。為了研究水分子對(duì)該反應(yīng)機(jī)制的內(nèi)在影響，我國(guó)學(xué)者利用計(jì)算機(jī)模擬，研究添加適量水蒸氣前后對(duì)能壘較大的反應(yīng)歷程能量變化的影響（如圖所示，吸附在催化劑表面的物種用*標(biāo)注）。
①依反應(yīng)歷程圖所示，寫出有水參與時(shí)反應(yīng)的化學(xué)方程式： 。
②結(jié)合圖3及學(xué)過的知識(shí)推測(cè)，有水參與的歷程，反應(yīng)速率加快的原因是 。
(4)在T℃時(shí)，將6ml CO2（g）和12ml H2（g）充入容積為10L的恒容容器中，只發(fā)生CO2g+3H2 g?CH3OHg+H2Og，初始?jí)簭?qiáng)為p0 kPa，測(cè)得體系中剩余H2（g）的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖中狀態(tài)Ⅰ所示。
①T℃時(shí)，0～1min內(nèi)甲醇的反應(yīng)速率vCH3OH= ml?L?1?min?1，該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp= kPa?2。（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，列出計(jì)算式）
②保持投料量不變，僅改變某一個(gè)條件后，測(cè)得nH2隨時(shí)間變化如圖中狀態(tài)Ⅲ所示，與狀態(tài)Ⅰ相比，狀態(tài)Ⅲ改變的條件可能是 。
（5）一種可吸附甲醇的材料，其化學(xué)式為CNH234BOCH343Cl，部分晶體結(jié)構(gòu)如圖所示，其中CNH23+為平面結(jié)構(gòu)。
下列說法錯(cuò)誤的是
A．該晶體中存在N?H?O氫鍵
B．CNH23+中C原子為sp2雜化
C．基態(tài)原子的未成對(duì)電子數(shù)：N>C=O>B
D．基態(tài)原子的第一電離能：O>N>C>B
三．實(shí)驗(yàn)室合成亞硫酸亞銅銨(20分)
3．NH4CuSO3(亞硫酸亞銅銨)是一種白色難溶于水、難溶于酒精的化工產(chǎn)品。某小組設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置制備NH4CuSO3并探究SO2的漂白性。
實(shí)驗(yàn)步驟：i．實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，首先向三頸燒瓶中逐滴加入濃氨水直至得到深藍(lán)色溶液；
ⅱ．然后向三頸燒瓶中通入SO2直至不再產(chǎn)生白色沉淀；
ⅲ．反應(yīng)完畢后，將裝置B中混合物過濾、酒精洗滌、干燥，即得成品。
已知：實(shí)驗(yàn)中還觀察到裝置D中溶液無(wú)明顯現(xiàn)象，裝置E中溶液紅色褪去。
請(qǐng)回答下列問題：
(1)檢查裝置A氣密性的操作方法為 。
(2)裝置C的目的是 。
(3)實(shí)驗(yàn)步驟ⅱ中生成白色沉淀的離子方程式為 。
(4)實(shí)驗(yàn)步驟ⅲ中用酒精替代水洗滌的優(yōu)點(diǎn)是 。
(5)為探究裝置D、E中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，化學(xué)興趣小組對(duì)裝置E中品紅褪色的原因猜想如下：
猜想?。杭淄瑢W(xué)認(rèn)為使品紅褪色的微粒主要是SO32-；
猜想ⅱ：乙同學(xué)認(rèn)為使品紅褪色的微粒主要是HSO3-；。
為了驗(yàn)證猜想ⅰ和ⅱ，進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn)：
將10mL品紅水溶液分成兩份，在兩份溶液中分別加入0.1ml·L-1的 溶液(填化學(xué)式，下同)和0.1ml·L-1 溶液，發(fā)現(xiàn)前者褪色快，后者褪色慢，說明上述猜想i比ⅱ合理。
(6)測(cè)定產(chǎn)品中NH4+的含量：稱取0.4200g樣品，加入足量的NaOH濃溶液，充分加熱，生成的氣體用·L-1H2SO4溶液全部吸收，用0.0900ml·L-1標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定過量的H2SO4，消耗NaOH溶液22.00mL，則樣品中NH4CuSO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是 %(結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
(7)下列操作使測(cè)得的NH4CuSO3質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大的為 (填字母)。
a．滴定前仰視滴定管讀數(shù)，滴定后讀數(shù)正確
b．NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液使用前敞口放置于空氣中一段時(shí)間
c．滴定結(jié)束讀數(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處還懸有一滴標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液
d．用H2SO4溶液吸收NH3操作緩慢，導(dǎo)致部分NH3外逸到空氣中
四．新型鋰離子電池有機(jī)電解質(zhì)的合成（22分）
4．溫室氣體CO2資源化利用的一種途徑如下，生成物H和I可用作鋰離子電池的電解質(zhì)。
(1)化合物E的分子式為 ，它的芳香同分異構(gòu)體中，核磁共振氫譜為四組峰，峰面積比為3:2:2:1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為 (寫一種)。
(2)根據(jù)化合物E的結(jié)構(gòu)特征，分析預(yù)測(cè)其可能的化學(xué)性質(zhì)，完成下表。
(3)A與x反應(yīng)生成B，該反應(yīng)的原子利用率為100%，x為 。
(4)C到D反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(5)下列有關(guān)說法正確的有_______。
A．F到G的反應(yīng)過程中，有C=C雙鍵的斷裂和C-O鍵的形成
B．G到H的反應(yīng)過程中，有C=O雙鍵和C-O鍵的形成
C．化合物E中的碳原子只有sp和sp2兩種雜化方式，且不存在手性碳原子
D．CO2屬于非極性分子，其分子空間結(jié)構(gòu)為直線型
(6) I中的手性碳原子有________種。
(7)選用A的同系物和x為原料，參考上述信息，制備和。寫出該合成路線 (無(wú)機(jī)試劑任選)。
五、工業(yè)上提取鋅（18分）
5．研究從含鋅資源中獲取Zn的途徑具有重要意義。
Ⅰ.工業(yè)上酸浸提鋅
氧化鋅礦中含有ZnO、Fe2O3、FeO、PbO、Al2O3、CaO、SiO2等。
已知：
ⅰ.幾種難溶電解質(zhì)的Ksp
ⅱ.浸出液中主要金屬正離子濃度
(1)浸出渣的主要成分有PbSO4、CaSO4和SiO2。PbO和H2SO4反應(yīng)的離子方程式是 。
(2)加入試劑a的目的是 。
(3)電解前，含Zn2+溶液中鐵和鋁的離子濃度均需小于10?6 ml?L?1，應(yīng)調(diào)節(jié)pH的范圍是(忽略①和②導(dǎo)致的體積變化) 。
A.3.0~4.0 B.4.0~5.0 C .5.0~6.0 D.6.0~7.0
Ⅱ.實(shí)驗(yàn)室中氨浸提鋅
已知：
ⅲ.ZnNH342+?Zn2++4NH3 K=10?9.5
ⅳ.M的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖所示，R為?C9H19，兩個(gè)羥基中、酚羥基酸性較強(qiáng)。
(4)NH3和NH42SO4浸取ZnO發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是 。
(5)M能與Zn2+形成穩(wěn)定的配合物X，相關(guān)反應(yīng)為2M+Zn2+?2H++X。
①補(bǔ)全圖中X的結(jié)構(gòu)并用“…”標(biāo)出氫鍵 。
②X中形成氫鍵有利于Zn2+的萃取，原因可能是 。
(6)從平衡移動(dòng)的角度解釋CO2能提高有機(jī)溶液中X含量的原因： 。序號(hào)
反應(yīng)試劑、條件
反應(yīng)形成的新結(jié)構(gòu)
反應(yīng)類型
a
H2、催化劑/Δ
?CH=CH?或?CH2?CH2?
加成反應(yīng)
b


氧化反應(yīng)(生成有機(jī)產(chǎn)物)
難溶電解質(zhì)
FeOH2
FeOH3
AlOH3
ZnOH2
Ksp
4.9×10?17
2.8×10?39
1.0×10?33
3.0×10?17
粒子
Zn2+
Fe2+和Fe
Al
濃度(ml/L)
0.3
0.1
0.1

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