Question

 本題包括A、B兩小題，分別對(duì)應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”兩個(gè)選修模塊的內(nèi)容。請(qǐng)選定其中一題，并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若兩題都做，則按A題評(píng)分。

A．乙炔是有機(jī)合成工業(yè)的一種原料。工業(yè)上曾用與水反應(yīng)生成乙炔。

(1) 中與互為等電子體，的電子式可表示為         ；1mol 中含有的鍵數(shù)目為            。

(2)將乙炔通入溶液生成紅棕色沉淀。基態(tài)核外電子排布式為                         。

(3)乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是                ；分子中處于同一直線上的原子數(shù)目最多為                  。

(4) 晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與晶體的相似（如右圖所示），但晶體中含有的中啞鈴形的存在，使晶胞沿一個(gè)方向拉長(zhǎng)。晶體中1個(gè)周圍距離最近的數(shù)目為              。

 

B．對(duì)硝基甲苯是醫(yī)藥、染料等工業(yè)的一種重要有機(jī)中間體，它常以濃硝酸為硝化劑，濃硫酸為催化劑，通過(guò)甲苯的硝化反應(yīng)制備。

一種新的制備對(duì)硝基甲苯的實(shí)驗(yàn)方法是：以發(fā)煙硝酸為硝化劑，固體NaHSO₄為催化劑（可循環(huán)使用），在溶液中，加入乙酸酐（有脫水作用），45℃反應(yīng)1h 。反應(yīng)結(jié)束后，過(guò)濾，濾液分別用5% NaHCO₃,溶液、水洗至中性，再經(jīng)分離提純得到對(duì)硝基甲苯。

(l)上述實(shí)驗(yàn)中過(guò)濾的目的是                 。

(2) 濾液在分液漏斗中洗滌靜置后，有機(jī)層處于       層（填“上”或'下”）；放液時(shí)，若發(fā)現(xiàn)液體流不下來(lái)，其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外，還有             。

(3) 下列給出了催化劑種類及用量對(duì)甲苯硝化反應(yīng)影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

催化劑	n（催化劑）	硝化產(chǎn)物中各種異構(gòu)體質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)	總產(chǎn)率（%）
n（甲苯）	對(duì)硝基甲苯	鄰硝基甲苯	間硝基甲苯
濃H2SO4	1.0	35.6	60.2	4.2	98.0
1.2	36.5	59.5	4.0	99.8
NaHSO4	0.15	44.6	55.1	0.3	98.9
0.25	46.3	52.8	0.9	99.9
0.32	47.9	51.8	0.3	99.9
0.36	45.2	54.2	0.6	99.9

 

①NaHSO₄催化制備對(duì)硝基甲苯時(shí)，催化劑與甲苯的最佳物質(zhì)的量之比為              。

②由甲苯硝化得到的各種產(chǎn)物的含量可知，甲苯硝化反應(yīng)的特點(diǎn)是                    。

③與濃硫酸催化甲苯硝化相比，NaHSO₄催化甲苯硝化的優(yōu)點(diǎn)有_            、         。

 

 

Answer 1

 【答案】

（1） 2N_A

（2）1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰

（3）sp雜化  sp²雜化   3

（4）4

解析:本題主要考察核外電子排布式、等電子體原理、雜化軌道、分子的平面構(gòu)型、晶體結(jié)構(gòu)等

（1）根據(jù)等電子體原理可知，O₂²⁺的電子式，在1mol三鍵含有2mol的鍵和1mol的鍵，故1mol O₂²⁺中，含有2N_A個(gè)鍵

（2）Cu為29號(hào)元素，要注意3d軌道寫在4s軌道的前面同時(shí)還有就是它的3d結(jié)構(gòu)，Cu⁺的基本電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰

（3）—通過(guò)丙烯氰的結(jié)構(gòu)可以知道碳原子的雜化軌道類型為sp和sp²雜化，同一直線上有3個(gè)原子。

（4）依據(jù)晶胞示意圖可以看出，從晶胞結(jié)構(gòu)圖中可以看出，1個(gè)Ca²⁺周圍距離最近的C₂^2-

有4個(gè)，而不是6個(gè)，要特別主要題給的信息。

【答案】

（1）回收NaHSO₄

（2）下分液漏斗上口塞子未打開(kāi)

（3）①0.32

②甲苯硝化主要得到對(duì)硝基甲苯和鄰硝基甲苯

③在硝化產(chǎn)物中對(duì)硝基甲苯比例提高  催化劑用量少且能循環(huán)使用

解析:本題主要考察的是物質(zhì)的性質(zhì)和制備，同時(shí)考查了數(shù)據(jù)的處理與分析能力，能夠迅速在表中提取到有用信息，利用信息解決有關(guān)問(wèn)題。

（1）NaHSO₄在該反應(yīng)中作為催化劑，因此反應(yīng)后過(guò)濾的目的是為了回收NaHSO₄

（2）該反應(yīng)是以CCl₄ 作為有機(jī)溶劑，CCl₄的密度比水大。故有機(jī)層在下層；分液漏斗里的液體放不下來(lái)，出了分液漏斗堵塞，還有可能是分液漏斗上口活塞未打開(kāi)

（3）①?gòu)念}給數(shù)據(jù)分析，當(dāng)催化劑與甲苯的比例為0.32時(shí)，總產(chǎn)率最高且對(duì)硝基甲苯的含量最高  ②從題給數(shù)據(jù)可以看出，無(wú)論以何種比例反應(yīng)，產(chǎn)物中的主要成分主要是對(duì)硝基甲苯和鄰硝基甲苯； ③用NaHSO₄ 做催化劑的優(yōu)點(diǎn)是在硝化物中對(duì)消極甲苯的比例提高、同時(shí)催化劑能循環(huán)使用。