(5)C与4-甲基-2,3-戊二醇两分子之间1:1发生取代反应,生成的有机物有_____种。
【答案】 B、C、D、F、G 酯
化 6
【解析】 【分析】
H、O三种元素组成,Mr(A)=12/0.1=120, 0.1molA在足量的氧气中充分燃烧后生成0.8molCO2有机物A有C、
和7.2g H2O,水的物质的量=7.2/18=0.4mol,根据原子守恒可知,该有机物中N(C)=0.8/0.1=8,N(H)= 0.4×2÷0.1=8,有机物中N(O)= (120-12×8-1×8)÷16=1,有机物A的分子式为C8H8O,A经过一系列反应得到芳香醛E,结合信息中醛与HCN的加成反应,可知A含有C=O双键,A与HCN发生加成反应生成B,B发生水解反应生成C,C在浓硫酸、加热条件下生成D,D能使溴的四氯化碳溶液褪色,应为发生消去反应,D被臭氧氧化生成E与F,F继续被氧化生成G,G的相对分子质量为90,则G为HOOC-COOH,F为OHC-COOH,E为苯甲醛,D为苯丙烯酸,C为2-羟基-3-苯基丙酸,B为
,A的结构简
式为【详解】
。
(1)由上述分析可知,A为;
(2)只要含有羧基或羟基的都能发生酯化反应,在A~G中能发生酯化反应的有机物有B、C、D、F、G; (3)由于C中含有羧基、羟基,另外还可以发生酯化反应生成另一种有机物,该反应的方程式为
,反应类型为酯化反应。
(4)C的同分异构体有多种,其中符合下列要求的有机物有多种,①能与3mol NaOH溶液反应,说明含有酚羟基、羧酸与酚形成的酯基;②苯环上的一卤代物只有一种,说明苯环上含有1种氢原子;③能发生银镜反应,说明含有醛基,再结合①可知,酯基为甲酸与酚形成的酯基,满足条件的有机物的结构简
式为:和。
(5)C中羧基和4-甲基-2,3-戊二醇中的两个羟基发生酯化反应生成两种酯,C中的羟基和4-甲基-2,3-戊二醇中的两个羟基脱水生成两种醚,C中的羧基和羟基与4-甲基-2,3-戊二醇中的两个羟基同时脱水可生成两种产物,一共可生成6种产物。 四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.纳米磷化钴(CoP)常用于制作特种钻玻璃,制备磷化钴的常用流程如下:
(l)基态P原子的价电子排布式为____,P位于元素周期表中____区。
(2)尿素中N原子的杂化类型是 _____;C、N、O三种元素的第一电离能最大的是____,电负性由小到大的顺序为____。
Co(CO3)1.5(OH)(3)·1.11H2O中CO32-中C的价层电子对数为____;该化合物中不含有的化学键有_____填标号)。
A 离子键 B 共价键 C 金属键 D 配位键 E 氢键 F 非极性键 (4)一些氧化物的熔点如下表所示:
解释表中氧化物之间熔点差异的原因____。
(5)CoP的晶胞结构如图所示,最近且相邻两个钴原子的距离为npm。
设NA为阿伏加德罗常数的值,则其晶胞密度为_______-g.cm-3(列出计算式即可)。
【答案】3s23p3 P sp3 N C<N<O 3 CF FeCl3是共价化合物,Fe3O4、Co3O4是离
4?59+4?31 子化合物,Fe3O4、Co3O4晶胞结构不同
22n3?10?30?NA【解析】 【分析】
(l)P是15号元素,最外层有5个电子; (2)根据尿素的结构简式是
分析N原子杂化类型;同周期元素从左到右第一电离能增大,N
原子3p轨道为半充满状态;同周期元素从左到右电负性依次增大;
(3)CO32-中C的价层电子对数为
4+2; 2 (4)化合物类型不同熔沸点不同;晶体结构不同,熔沸点不同;
(5)根据CoP的晶胞结构,最近且相邻两个钴原子的距离为npm,则晶胞面对角线是2npm,晶胞的边长为2npm,1个晶胞含有Co原子数8?+6?【详解】
(l)P是15号元素,最外层有5个电子,基态P原子的价电子排布式为3s3p;价电子排布式为3s3p,所以P位于元素周期表中P区; (2)尿素的结构简式是
3
2
3
2
3
1811=4 、P原子数12?+1=4; 24,N原子形成3个共价键,有1对孤电子对,所以N原子杂化类型是
sp;同周期元素从左到右第一电离能增大,N原子3p轨道为半充满状态,所以C、N、O三种元素的第一电离能最大的是N;同周期元素从左到右电负性依次增大,电负性由小到大的顺序为C<N<O; (3)CO32-中C的价层电子对数为
4+2=3; 2(4)FeCl3是共价化合物,熔沸点低;Fe3O4、Co3O4是离子化合物,熔沸点高,但晶胞结构不同,所以熔沸Co(CO3)1.5(OH)CO32-、 Co2+点有差异;·1.11H2O中CO32-与Co2+之间存在离子键;水分子内存在共价键;与H2O是配位键;氢键不是化学键,没有非极性键,故选CF;
(5)根据CoP的晶胞结构,最近且相邻两个钴原子的距离为npm,则晶胞面对角线是2npm,晶胞的边长为2npm,晶胞体积为22n3pm3,1个晶胞含有Co原子数8?+6?所以晶胞密度为【点睛】
本题的难点是晶胞计算,根据晶胞结构计算晶胞中的原子数是解题关键,顶点的原子被1个晶胞占用面心的原子被1个晶胞占用
1811=4 、P原子数12?+1=4;244?59+4?31 g.cm-3。 3?3022n?10?NA1、811,楞上的原子被1个晶胞占用。 2419.钙钛矿(主要成分是CaTiO3)太阳能薄膜电池制备工艺简单、成本低、效率高,引起了科研工作者的广泛关注,科学家认为钙钛矿太阳能电池将取代硅基太阳能电池的统治地位。
(1)基态Ti原子的价电子排布式为__,能量最高的能级有__个空轨道;Si、P、S第一电离能由小到大顺序是__。
(2)碳和硅的有关化学键键能如表所示: 化学键 键能/kJ?mol-1 C?C 356 C?H 413 C?O 336 Si?Si 226 Si?H 318 Si?O 452 硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是___。
(3)一种新型熔融盐燃料电池以Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,则CO32-的空间构型为___。
(4)Cu2+能与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)形成配离子如图:
该配离子中含有的化学键类型有__(填字母)。
a.配位键 b.极性键 c.离子键 d.非极性键 一个乙二胺分子中共有__个σ键,C原子的杂化方式为__。
(5)CaTiO3的晶胞为立方晶胞,结构如图所示(图中Ca2+、O2-、Ti4+分别位于立方体的体心、面心和顶角)Ca2+的配位数为__,与Ti4+距离最近且相等的O2-有__个;晶体的密度为ρg/cm3,最近的Ti4+和O2-之间的距离为__nm(填计算式)。(CaTiO3的摩尔质量为136g/mol,NA为阿伏加德罗常数)。
【答案】3d24s2 3 Si、S、P C—C键和C—H键较强,所形成的烷烃稳定;而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成 平面正三角形 abd 11 sp3 6 12
1362××107
ρNA2【解析】 【分析】 【详解】
(1)基态Ti原子核外有22个电子,其价电子排布式为3d24s2,基态Ti原子能量最高的能级为3d轨道,还有3个空轨道,由于原子半径:Si>P>O,又P的3p轨道为3p3半充满状态,故第一电离能:Si
(2)根据表格数据分析可知,C—C键和C—H键较强,所形成的烷烃稳定;而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成,从而导致硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,故答案为:C—C键和C—H键较强,所形成的烷烃稳定;而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成; (3)CO32-的成键电子对数3+平面三角形;
(4)由该配离子结构图分析可知,该配离子中N原子和Cu2+形成配位键,C原子和N、H原子形成极性键,C原子和C原子形成非极性键,则选abd,一个乙二胺分子中共有11个σ键,C原子形成的都是单键,则其杂化方式为sp3,故答案为:abd;11;sp3;
4+2-2?3=3,不含有孤对电子,则CO32-的空间构型为平面三角形,故答案为:2