Question

【題目】2015年10月，我國著名藥學(xué)家屠呦呦因發(fā)現(xiàn)治療瘧疾新型藥物青蒿素和雙氫靑蒿素而獲得2015年諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)，成為首位獲得諾貝爾科學(xué)獎(jiǎng)的華人女科學(xué)家，震驚世界，感動(dòng)中國。青蒿素(C15H22O5)的結(jié)構(gòu)如圖甲所示。請(qǐng)回答下列問題：

(1)組成靑蒿素的三種元素電負(fù)性由大到小的順序是_________；在基態(tài)O原子中，核外存在________對(duì)自旋方向相反的電子。

(2)下列關(guān)于青蒿素的說法正確的是_______(填序號(hào))。

a.青蒿素中既存在極性鍵又存在非極性鍵

b.在青蒿素分子中，所有碳原子均處于同一平面

c.圖中數(shù)字標(biāo)識(shí)的五個(gè)碳原子均只以σ鍵與其他原子成鍵

(3)在確定青蒿素結(jié)構(gòu)的過程中，可采用硼氫化鈉（NaBH4）作為還原劑，其制備方法為4NaH+ B(OCH3)3NaBH4+3CH3ONa。

①NaH為______晶體，圖乙是NaH晶胞結(jié)構(gòu)，則NaH晶體的配位數(shù)是______；若晶胞棱長為a，則Na原子間最小核間距為_______。

②B(OCH3)3中B采用的雜化類型是__________。寫出一種與B(OCH3)3具有相同空間構(gòu)型的分子或離子：______________________。

③NaBH4結(jié)構(gòu)如圖丙所示，結(jié)構(gòu)中存在的作用力有__________。NaBH4是有機(jī)化學(xué)中的一種常用還原劑，其在熱水中水解生成偏硼酸鈉和氫氣，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。

(4)硼(B)及其化合物在化學(xué)中有重要的地位。科學(xué)家發(fā)現(xiàn)硼化鎂在39k時(shí)呈超導(dǎo)性，在硼化鎂晶體的理想模型中，鎂原子和硼原子是分層排布的，一層鎂一層硼相間排列。圖丁是該晶體微觀空間中取出的部分原子沿z軸方向的投影，白球是鎂原子投影，黑球是硼原子投影，圖中的硼原子和鎂原子投影在同—平面上。根據(jù)圖示確定硼化鎂的化學(xué)式為_______________。

Answer 1

【答案】 O>C>H 3 a 離子 6 sp2 SO3（或CO32-） 離子鍵、配位鍵、共價(jià)鍵 NaBH4+2H2O=NaBO2+4H2↑ MgB2

【解析】（1）本題考查電負(fù)性的規(guī)律、泡利原理和洪特規(guī)則，青蒿素中含有C、H、O三種元素，電負(fù)性越大，非金屬性越強(qiáng)，即O>C>H；根據(jù)泡利原理，每個(gè)軌道最多容納2個(gè)電子，且自旋方向相反，洪特規(guī)則是電子優(yōu)先單獨(dú)占據(jù)一個(gè)軌道，且自旋方向相同，因此氧元素有3對(duì)自旋方向相反的電子；（2）考查化學(xué)鍵的類型、雜化類型，a、根據(jù)青蒿素的結(jié)構(gòu)簡式，C－H、O－H、C－O之間是極性鍵，O－O之間是非極性鍵，故a正確；b、青蒿素中有的碳原子時(shí)ap3雜化，因此所有碳原子不共面，故b錯(cuò)誤；C、4號(hào)碳原子上有π鍵，故c錯(cuò)誤；（3）考查晶胞的計(jì)算、空間構(gòu)型，①NaH是離子化合物，屬于離子晶體；離子晶體的配位數(shù)為一個(gè)離子周圍最近的異離子的個(gè)數(shù)，即配位數(shù)為6；Na＋間最近的核間距是面對(duì)角線的1/2，即為；②根據(jù)化學(xué)式B(OCH3)3，B原子與3個(gè)氧原子形成σ鍵，且無孤電子對(duì)，因此B的雜化類型為sp2；B(OCH3)3的空間構(gòu)型為平面三角形，與B(OCH3)3具有相同空間構(gòu)型為分子或離子是SO3和CO32－；③B原子最外層有3個(gè)電子，NaBH4屬于離子化合物，含有離子鍵，B和3個(gè)H之間形成共價(jià)鍵，B和H－之間形成配位鍵；根據(jù)題目信息，發(fā)生反應(yīng)的方程式為NaBH4＋2H2O=NaBO2＋4H2↑；（4）考查化學(xué)式，根據(jù)投影可知，1個(gè)B原子與3個(gè)Mg原子共用，因此屬于一個(gè)Mg原子的B原子為1/3，1個(gè)Mg原子為6個(gè)B原子共用，因此屬于1個(gè)B原子的Mg原子為1/6，因此B原子和Mg原子個(gè)數(shù)比為：1/3：1/6=2：1，即化學(xué)式為MgB2。