13．分子式为C4H8BrCl的有机物共有（不含立体异构）（ ）
A．8种B．10种C．12种D．14种
答案 C
解析 C4H8BrCl可看成是C4H10分子中的2个H被1个Br和1个Cl取代得到的产物。
C4H10有正丁烷和异丁烷2种，被Br和Cl取代时，可先确定Br的位置，再确定Cl的位置。
正丁烷的碳骨架结构为
—
—
—
，Br分别取代1号碳原子和2号碳原子上的氢原子时，Cl均有4种位置关系，异丁烷的碳骨架结构为
—C
—
，Br分别取代1号碳原子和2号碳原子上的氢原子时，Cl分别有3种和1种位置关系，综上可知C4H8BrCl共有12种结构，C项正确。
二、非选择题：
共58分。
第26～28题为必考题，每个试题考生都必须作答。
第35～36题为选考题，考生根据要求作答。
（一）必考题：
共43分。
26．立德粉ZnS·BaSO4（也称锌钡白），是一种常用白色颜料。
回答下列问题：
（1）利用焰色反应的原理既可制作五彩缤纷的节日烟花，亦可定性鉴别某些金属盐。
灼烧立德粉样品时，钡的焰色为________（填标号）。
A．黄色B．红色C．紫色D．绿色
（2）以重晶石（BaSO4）为原料，可按如下工艺生产立德粉：
①在回转炉中重晶石被过量焦炭还原为可溶性硫化钡，该过程的化学方程式为________________________________________________________________________。
回转炉尾气中含有有毒气体，生产上可通过水蒸气变换反应将其转化为CO2和一种清洁能源气体，该反应的化学方程式为_____________________________________________________。
②在潮湿空气中长期放置的“还原料”，会逸出臭鸡蛋气味的气体，且水溶性变差，其原因是“还原料”表面生成了难溶于水的____________________（填化学式）。
③沉淀器中反应的离子方程式为___________________________________________________。
（3）成品中S2－的含量可以用“碘量法”测得。
称取mg样品，置于碘量瓶中，移取25.00mL0.1000mol·L－1的I2 KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5min，有单质硫析出。
以淀粉为指示剂，过量的I2用0.1000mol·L－1Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2＋2S2O
==2I－＋S4O
。
测定时消耗Na2S2O3溶液体积VmL。
终点颜色变化为________________，样品中S2－的含量为__________________（写出表达式）。
答案
（1）D
（2）①BaSO4＋4C==BaS＋4CO↑
CO＋H2O==CO2＋H2 ②BaCO3 ③S2－＋Ba2＋＋Zn2＋＋SO
==ZnS·BaSO4↓
（3）浅蓝色至无色
×100%
解析
（1）灼烧立德粉样品时钡的焰色为绿色。
（2）①由流程图中经浸出槽后得到净化的BaS溶液以及回转炉尾气中含有有毒气体可知，在回转炉中BaSO4与过量的焦炭粉反应生成可溶性的BaS和CO；生产上可通过水蒸气变换反应除去回转炉中的有毒气体CO，即CO与H2O反应生成CO2和H2。
②所得“还原料”的主要成分是BaS，BaS在潮湿空气中长期放置能与空气中的H2O反应生成具有臭鸡蛋气味的H2S气体，“还原料”的水溶性变差，表明其表面生成了难溶性的BaCO3。
③结合立德粉的成分可写出沉淀器中S2－、Ba2＋、Zn2＋、SO
反应生成ZnS·BaSO4的离子方程式。
（3）达到滴定终点时I2完全反应，可观察到溶液颜色由浅蓝色变成无色，且半分钟内颜色不再发生变化；根据滴定过量的I2消耗Na2S2O3溶液的体积和关系式I2～2S2O
，可得n（I2）过量＝
×0.1000V×10－3mol，再根据关系式S2－～I2可知，n（S2－）＝0.1000×25.00×10－3mol－
×0.1000V×10－3mol＝（25.00－
）×0.1000×10－3mol，则样品中S2－的含量为
×100%。
27．环戊二烯（
）是重要的有机化工原料，广泛用于农药、橡胶、塑料等生产。
回答下列问题：
（1）已知
（g）===
（g）＋H2（g） ΔH1＝100.3kJ·mol－1①
H2（g）＋I2（g）===2HI（g） ΔH2＝－11.0kJ·mol－1②
对于反应：
（g）＋I2（g）===
（g）＋2HI（g）③
ΔH3＝________kJ·mol－1。
（2）某温度，等物质的量的碘和环戊烯（
）在刚性容器内发生反应③，起始总压为105Pa，平衡时总压增加了20%，环戊烯的转化率为________，该反应的平衡常数Kp＝__________Pa。
达到平衡后，欲增加环戊烯的平衡转化率，可采取的措施有________（填标号）。
A．通入惰性气体B．提高温度
C．增加环戊烯浓度D．增加碘浓度
（3）环戊二烯容易发生聚合生成二聚体，该反应为可逆反应。
不同温度下，溶液中环戊二烯浓度与反应时间的关系如图所示，下列说法正确的是________（填标号）。
A．T1>T2
B．a点的反应速率小于c点的反应速率
C．a点的正反应速率大于b点的逆反应速率
D．b点时二聚体的浓度为0.45mol·L－1
（4）环戊二烯可用于制备二茂铁[Fe（C5H5）2，结构简式为
]，后者广泛应用于航天、化工等领域中。
二茂铁的电化学制备原理如图所示，其中电解液为溶解有溴化钠（电解质）和环戊二烯的DMF溶液（DMF为惰性有机溶剂）。
该电解池的阳极为________，总反应为__________________________。
电解制备需要在无水条件下进行，原因为_____________________________________________________________。
答案
（1）89.3
（2）40% 3.56×104 BD （3）CD （4）Fe电极 Fe＋2
＋H2↑（或Fe＋2C5H6==Fe（C5H5）2＋H2↑） 水会阻碍中间物Na的生成；水会电解生成OH－，进一步与Fe2＋反应生成Fe（OH）2
解析
（1）根据盖斯定律，由反应①＋反应②得反应③，则ΔH3＝ΔH1＋ΔH2＝（100.3－11.0）kJ·mol－1＝89.3kJ·mol－1。
（2）设容器中起始加入I2（g）和环戊烯的物质的量均为a，平衡时转化的环戊烯的物质的量为x，列出三段式：
（g） ＋ I2（g）===
（g）＋2HI（g）
起始：
aa 0 0
转化：
xx x 2x
平衡：
a－xa－x x 2x
根据平衡时总压强增加了20%，且恒温恒容时，压强之比等于气体物质的量之比，得
＝
，解得x＝0.4a，则环戊烯的转化率为
×100%＝40%，平衡时
（g）、I2（g），
（g）、HI（g）的分压分别为
、
、
、
，则Kp＝
＝
p总，根据p总＝1.2×105Pa，可得Kp＝
×1.2×105Pa≈3.56×104Pa。
通入惰性气体，对反应③的平衡无影响，A项不符合题意；反应③为吸热反应，提高温度，平衡正向移动，可提高环戊烯的平衡转化率，B项符合题意；增加环戊烯浓度，能提高I2（g）的平衡转化率，但环戊烯的平衡转化率降低，C项不符合题意；增加I2（g）的浓度，能提高环戊烯的平衡转化率，D项符合题意。
（3）由相同时间内，环戊二烯浓度减小量越大，反应速率越快可知，T1，可知二聚体的浓度为0.45mol·L－1，D项正确。
（4）结合图示电解原理可知，Fe电极发生氧化反应，为阳极；在阴极上有H2生成，故电解时的总反应为Fe＋2
＋H2↑或Fe＋2C5H6==Fe（C5H5）2＋H2↑。
结合相关反应可知，电解制备需在无水条件下进行，否则水会阻碍中间产物Na的生成，水电解生成OH－，OH－会进一步与Fe2＋反应生成Fe（OH）2，从而阻碍二茂铁的生成。
28．咖啡因是一种生物碱（易溶于水及乙醇，熔点234.5℃，100℃以上开始升华），有兴奋大脑神经和利尿等作用。
茶叶中含咖啡因约1%～5%、单宁酸（Ka约为10－6，易溶于水及乙醇）约3%～10%，还含有色素、纤维素等。
实验室从茶叶中提取咖啡因的流程如图所示。
索氏提取装置如图所示。
实验时烧瓶中溶剂受热蒸发，蒸汽沿蒸汽导管2上升至球形冷凝管，冷凝后滴入滤纸套筒1中，与茶叶末接触，进行萃取。
萃取液液面达到虹吸管3顶端时，经虹吸管3返回烧瓶，从而实现对茶叶末的连续萃取。
回答下列问题。
（1）实验时需将茶叶研细，放入滤纸套筒1中，研细的目的是__________________。
圆底烧瓶中加入95%乙醇为溶剂，加热前还要加几粒__________。
（2）提取过程不可选用明火直接加热，原因是____________________。
与常规的萃取相比，采用索氏提取器的优点是______________________。
（3）提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂。
与水相比，乙醇作为萃取剂的优点是____________________。
“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了圆底烧瓶、蒸馏水、温度计、接收管之外，还有______（填标号）。
A．直形冷凝管
B．球形冷凝管
C．接收瓶
D．烧杯
（4）浓缩液加生石灰的作用是中和________和吸收________。
（5）可采用如图所示的简易装置分离提纯咖啡因。
将粉状物放入蒸发皿中并小火加热，咖啡因在扎有小孔的滤纸上凝结，该分离提纯方法的名称是________。
答案
（1）增加固液接触面积，使萃取更充分 沸石
（2）乙醇易挥发，易燃 使用溶剂量少，可连续萃取（萃取效率高） （3）乙醇沸点低，易浓缩 AC （4）单宁酸 水
（5）升华
解析
（1）实验时将茶叶研细，能增加茶叶与溶剂的接触面积，使萃取更加充分。
乙醇为溶剂，为防止加热时暴沸，需在加热前向乙醇中加入几粒沸石。
（2）由于溶剂乙醇具有挥发性和易燃性，因此在提取过程中不可用明火直接加热。
本实验中采用索氏提取器的优点是溶剂乙醇可循环使用，能减少溶剂用量，且萃取效率高。
（3）提取液需经“蒸馏浓缩”除去大部分溶剂，与水相比，乙醇作为萃取剂具有沸点低和易浓缩的优点。
“蒸馏浓缩”需选用的仪器除了所给仪器外，还有直形冷凝管和接收瓶（如锥形瓶）。
（4）向浓缩液中加入生石灰能中和单宁酸并吸收水分。
（5）结合分离提纯咖啡因的装置及将粉状物放入蒸发皿并小火加热，咖啡因凝结在扎有小孔的滤纸上，可知该分离提纯的方法为升华。
（二）选考题：
共15分。
请考生从2道化学题中任选一题作答。
如果多做，则按所做的第一题计分。
35．[化学——选修3：
物质结构与性质]
近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe—Sm—As—F—O组成的化合物。
回答下列问题：
（1）元素As与N同族。
预测As的氢化物分子的立体结构为________，其沸点比NH3的________（填“高”或“低”），其判断理由是________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）Fe成为阳离子时首先失去________轨道电子，Sm的价层电子排布式为4f66s2，Sm3＋价层电子排布式为________。
（3）比较离子半径：
F－________O2－（填“大于”“等于”或“小于”）。
（4）一种四方结构的超导化合物的晶胞如图1所示。
晶胞中Sm和As原子的投影位置如图2所示。
图中F－和O2－共同占据晶胞的上下底面位置，若两者的比例依次用x和1－x代表，则该化合物的化学式表示为________；通过测定密度ρ和晶胞参数，可以计算该物质的x值，完成它们关系表达式：
ρ＝________g·cm－3。
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如图1中原子1的坐标为
，则原子2和3的坐标分别为________、________。
答案
（1）三角锥形 低 NH3分子间存在氢键
（4）4s 4f5 （3）小于 （4）SmFeAsO1－xFx
解析
（1）AsH3的中心原子As的价层电子对数为
＝4，包括3对成键电子和1对孤电子对，故其立体结构为三角锥形。
NH3中N的电负性比AsH3中As的大得多，故NH3易形成分子间氢键，从而使其沸点升高。
（2）Fe的价层电子排布式为3d64s2，其阳离子Fe2＋、Fe3＋的价层电子排布式分别是3d6、3d5，二者均首先失去4s轨道上的电子；Sm失去3个电子成为Sm3＋时首先失去6s轨道上的电子，然后失去1个4f轨道上的电子，故Sm3＋的价层电子排布式为4f5。
（3）F－与O2－电子层结构相同，核电荷数越大，原子核对核外电子的吸引力越大，离子半径越小，故离子半径：
F－（4）由晶胞结构中各原子所在位置可知，该晶胞中Sm个数为4×
＝2，Fe个数为1＋4×
＝2，As个数为4×
＝2，O或F个数为8×
＋2×
＝2，即该晶胞中O和F的个数之和为2，F－的比例为x，O2－的比例为1－x，故该化合物的化学式为SmFeAsO1－xFx。
1个晶胞的质量为
g＝
g，1个晶胞的体积为a2cpm3＝a2c×10－30cm3，故密度ρ＝
g·cm－3。
原子2位于底面面心，其坐标为
；原子3位于棱上，其坐标为
。
36．[化学——选修5：
有机化学基础]
环氧树脂因其具有良好的机械性能、绝缘性能以及与各种材料的粘结性能，已广泛应用于涂料和胶黏剂等领域。
下面是制备一种新型环氧树脂G的合成路线：
已知以下信息：
①
＋
②R′OH＋
＋NaOH―→R′
＋NaCl＋H2O
③R′
＋
回答下列问题：
（1）A是一种烯烃，化学名称为________，C中官能团的名称为________、________。
（2）由B生成C的反应类型为________。
（3）由C生成D的反应方程式为__________________________________________________。
（4）E的结构简式为________。
（5）E的二氯代物有多种同分异构体，请写出其中能同时满足以下条件的芳香化合物的结构简式________、________。
①能发生银镜反应：
②核磁共振氢谱有三组峰，且峰面积比为3∶2∶1。
（6）假设化合物D、F和NaOH恰好完全反应生成1mol单一聚合度的G，若生成的NaCl和H2O的总质量为765g，则G的n值理论上应等于________。
答案
（1）丙烯 氯原子 羟基
（2）加成反应
（3）
＋NaOH―→
＋NaCl＋H2O（或
＋NaOH―→
＋NaCl＋H2O）
（4）
（5）
（6）8
解析
（1）因A的分子式是C3H6，且为烯烃，故其结构简式为CH3CH==CH2，名称是丙稀。
结合B的分子式、C的分子式和D的结构简式可知B为CH2==CHCH2Cl，C为
或
，故C中所含官能团为氯原子和羟基。
（2）由B生成C的反应是CH2==CHCH2Cl与HOCl发生的加成反应。
（4）由已知信息①可知E为
。
（5）能发生银镜反应说明含醛基；核磁共振氢谱中三组峰的峰面积之比为3∶2∶1，说明含1个甲基，故符合条件的同分异构体为
、
。
（6）D与F生成G的化学方程式为：
（2＋n）
＋（1＋n）
＋（2＋n）NaOH―→
＋（2＋n）NaCl＋（2＋n）H2O，生成1molG时有（2＋n）mol＝
，解得n＝8。
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