Question

【題目】【化學(xué)—選修3：物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】銅、硼、硅、砷等元素的化合物是制造新型激光武器和新型太陽(yáng)能電池的重要材料。回答下列問(wèn)題：

（1）基態(tài)硅（2814Si）原子中，電子占據(jù)的最高能層的軌道數(shù)有______個(gè)。

（2）已知：藍(lán)色晶體（CuSO4·5H2O） 天藍(lán)色溶液 深藍(lán)色溶液深藍(lán)色晶體

①藍(lán)色晶體中陰離子的空間構(gòu)型是_________；

②天藍(lán)色溶液中的陽(yáng)離子是_____，其配體中心原子的雜化軌道類型是________；

③24.6g深藍(lán)色晶體（其摩爾質(zhì)量為246g.mol-1）中配離子含有的σ鍵數(shù)是_____；

④實(shí)驗(yàn)測(cè)得無(wú)水乙醇易溶于水，其原因是______________。

（3）砷化鎵是具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)為1230℃，是優(yōu)良的第三代半導(dǎo)體材料。

①砷化鎵屬于________晶體。已知氮化硼與砷化鎵屬于同種晶體類型。則兩種晶體熔點(diǎn)較高的是_____（填化學(xué)式），其理由是_________。上述兩種晶體中的四種元素電負(fù)性最小的是_______（填元素符號(hào)）。

②砷化鎵晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。其晶胞邊長(zhǎng)為a pm，密度為_______g.cm-3。（砷化鎵的摩爾質(zhì)量為M g.mol-1，阿伏伽德羅常數(shù)為NA）

【答案】 9 四面體 [Cu(H2O)4]2+ sp3 1.6NA 乙醇分子與水分子間存在氫鍵，乙醇分子和水分子都是極性分子 原子晶體 BN 二者均為原子晶體，B、N間的鍵長(zhǎng)比Ga、As的鍵長(zhǎng)短，鍵能大 Ga 4Mx1030/a3NA

【解析】（1）基態(tài)硅（2814Si）原子核外電子數(shù)為14，基態(tài)原子核外電子排布為1s22s22p63s23p2，電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為M，該能層具有的原子軌道數(shù)為1+3+5=9；（2）①藍(lán)色晶體CuSO4·5H2O中陰離子SO42-，根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=σ鍵+孤電子對(duì)個(gè)數(shù)，SO42-中中心原子S的價(jià)層電子對(duì)為=4，孤電子對(duì)數(shù)為=0，不含孤電子對(duì)，所以空間構(gòu)型是正四面體結(jié)構(gòu)；②藍(lán)色晶體溶于水得到天藍(lán)色溶液中的陽(yáng)離子是[Cu(H2O)4]2+；其配體H2O中心原子O原子雜化軌道數(shù)為=4，，采取sp3雜化方式；③每個(gè)配離子[Cu(NH3)4]2+含有的σ鍵數(shù)是3×4+4=16，故24.6g深藍(lán)色晶體{[Cu(NH3)4]SO4H2O }為0.1mol，其中配離子[Cu(NH3)4]2+含有的σ鍵數(shù)是0.1mol×16×NA mol-1=1.6NA；④乙醇分子與水分子間存在氫鍵，乙醇分子和水分子都是極性分子，故無(wú)水乙醇易溶于水；（3）①砷化鎵是具有空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的晶體，熔點(diǎn)為1230℃，是優(yōu)良的第三代半導(dǎo)體材料，與晶體硅相似，故砷化鎵屬于原子晶體；氮化硼與砷化鎵都屬于原子晶體，B、N間的鍵長(zhǎng)比Ga、As的鍵長(zhǎng)短，鍵能大，故BN晶體熔點(diǎn)較高；非金屬性越強(qiáng)，電負(fù)性越強(qiáng)，則B、N、Ga、As四種元素電負(fù)性最小的Ga；②一個(gè)晶胞中含有As 8×+6×=4個(gè)，Ga在內(nèi)部，共4個(gè)，即一個(gè)晶胞中含有4個(gè)砷化鎵，其晶胞邊長(zhǎng)為apm=a×10-10cm，V=a3×10-30cm3，密度為=。

點(diǎn)睛：本題考查了方程式的書寫、分子空間構(gòu)型以及雜化類型的判斷、晶胞密度計(jì)算等知識(shí)，題目難度較大，注意相關(guān)基礎(chǔ)的把握和方法的積累。先根據(jù)分?jǐn)偡ㄓ?jì)算每個(gè)晶胞含有多少個(gè)原子，再根據(jù)晶胞的邊長(zhǎng)，確定晶胞的體積，再根據(jù)ρ=計(jì)算密度。

【題型】綜合題
【結(jié)束】
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【題目】【化學(xué)—選修5：有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)】PVB是重要的建筑材料。其合成路線如下(部分反應(yīng)條件和產(chǎn)物略去)。

已知：

Ⅰ.A分子式為C2H6O,其核磁共振氫譜圖顯示有三個(gè)波峰。

Ⅲ.

回答下列問(wèn)題：

（1）A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式_______，B→C的反應(yīng)類型有加成反應(yīng)和_______，D的官能團(tuán)為_______。

（2）PVAC的名稱是___________（3）C分子中最多有_____個(gè)原子共平面。

（3）E→F的反應(yīng)方程式為_____________。

（4）已知-OH直接連在不飽和C原子上不穩(wěn)定，會(huì)自動(dòng)發(fā)生分子內(nèi)重排形成-CHO。則D的同分異構(gòu)體中能與金屬Na反應(yīng)產(chǎn)生H2的有____種。

（5）以溴乙烷為原料制備丁醛(其他無(wú)機(jī)試劑任選)，其流程圖為_____________________。

Answer 1

【答案】 CH3CH2OH 消去反應(yīng) 醛基 聚乙酸乙烯酯 9 CH3COOH+CH≡CH→CH2=CH-OOCCH3 4 CH3CH2BrCH3CH2OHCH3CHOCH3CH=CHCHOCH3CH2CH2CHO

【解析】A分子式為C2H6O,其核磁共振氫譜圖顯示有三個(gè)波峰，則A為CH3CH2OH，A氧化生成E為CH3COOH，E與乙炔發(fā)生加成反應(yīng)生成F為CH3COOCH=CH2，F(xiàn)發(fā)生加聚反應(yīng)得到PVAc為，堿性水解得到PVA（）。A在銅做催化劑的條件下氧化得到B為CH3CHO，B發(fā)生信息Ⅱ中的反應(yīng)得到C為CH3CH=CHCHO，C發(fā)生還原反應(yīng)生成D為CH3CH2CH2CHO，D與PVA發(fā)生信息Ⅲ中的反應(yīng)得PVB。（1）A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式CH3CH2OH，根據(jù)信息Ⅱ可知，B→C的反應(yīng)CH3CHO轉(zhuǎn)化為CH3CH=CHCHO，反應(yīng)類型有加成反應(yīng)和消去反應(yīng)，D為CH3CH2CH2CHO，其官能團(tuán)為醛基；（2）PVAC為，其名稱是聚乙酸乙烯酯；（3）C為CH3CH=CHCHO，選擇碳碳單鍵可以是碳碳雙鍵平面與-CHO平面共面，可以使甲基中1個(gè)H原子處于平面內(nèi)，該分子中最多有9個(gè)原子共平面；（3）E→F的反應(yīng)方程式為CH3COOH+CH≡CH→CH2=CH-OOCCH3；（4）已知-OH直接連在不飽和C原子上不穩(wěn)定，會(huì)自動(dòng)發(fā)生分子內(nèi)重排形成-CHO。則CH3CH2CH2CHO的同分異構(gòu)體中能與金屬Na反應(yīng)產(chǎn)生H2的有CH2=CHCH2CH2OH、CH2=CHCH(OH)CH3、CH3CH=CHCH2OH、CH2=C(CH3)CH2OH共4種；（5）溴乙烷在氫氧化鈉的水溶液中加熱反應(yīng)生成乙醇，乙醇在銅的催化氧化下生成乙醛，乙醛在稀的氫氧化鈉溶液中加熱反應(yīng)生成CH3CH=CHCHO，CH3CH=CHCHO在催化劑作用下與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成丁醛，其流程圖為CH3CH2BrCH3CH2OHCH3CHOCH3CH=CHCHOCH3CH2CH2CHO。