题目内容
本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。
A.乙炔是有机合成工业的一种原料。工业上曾用与水反应生成乙炔。
(1) 中
与
互为等电子体,
的电子式可表示为 ;1mol
中含有的
键数目为 。
(2)将乙炔通入溶液生成
红棕色沉淀。
基态核外电子排布式为
。
(3)乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈
。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是
;分子中处于同一直线上的原子数目最多为
。
(4) 晶体的晶胞结构与
晶体的相似(如右图所示),但
晶体中含有的中哑铃形
的存在,使晶胞沿一个方向拉长。
晶体中1个
周围距离最近的
数目为
。
B.对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体,它常以浓硝酸为硝化剂,浓硫酸为催化剂,通过甲苯的硝化反应制备。
一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是:以发烟硝酸为硝化剂,固体NaHSO4为催化剂(可循环使用),在溶液中,加入乙酸酐(有脱水作用),45℃反应1h 。反应结束后,过滤,滤液分别用5% NaHCO3,溶液、水洗至中性,再经分离提纯得到对硝基甲苯。
(l)上述实验中过滤的目的是 。
(2) 滤液在分液漏斗中洗涤静置后,有机层处于 层(填“上”或'下”);放液时,若发现液体流不下来,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,还有 。
(3) 下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。
催化剂 |
n(催化剂) |
硝化产物中各种异构体质量分数(%) |
总产率(%) |
||
n(甲苯) |
对硝基甲苯 |
邻硝基甲苯 |
间硝基甲苯 |
||
浓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催化制备对硝基甲苯时,催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为 。
②由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知,甲苯硝化反应的特点是 。
③与浓硫酸催化甲苯硝化相比,NaHSO4催化甲苯硝化的优点有_ 、 。
【答案】
(1)
2NA
(2)1s22s22p63s23p63d10
(3)sp杂化 sp2杂化 3
(4)4
【解析】本题主要考察核外电子排布式、等电子体原理、杂化轨道、分子的平面构型、晶体结构等
(1)根据等电子体原理可知,O22+的电子式,在1mol三键含有2mol的
键和1mol的
键,故1mol O22+中,含有2NA个
键
(2)Cu为29号元素,要注意3d轨道写在4s轨道的前面同时还有就是它的3d结构,Cu+的基本电子排布式为1s22s22p63s23p63d10
(3)—通过丙烯氰的结构可以知道碳原子的杂化轨道类型为sp和sp2杂化,同一直线上有3个原子。
(4)依据晶胞示意图可以看出,从晶胞结构图中可以看出,1个Ca2+周围距离最近的C22-
有4个,而不是6个,要特别主要题给的信息。
【答案】
(1)回收NaHSO4
(2)下 分液漏斗上口塞子未打开
(3)①0.32
②甲苯硝化主要得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯
③在硝化产物中对硝基甲苯比例提高 催化剂用量少且能循环使用
【解析】本题主要考察的是物质的性质和制备,同时考查了数据的处理与分析能力,能够迅速在表中提取到有用信息,利用信息解决有关问题。
(1)NaHSO4在该反应中作为催化剂,因此反应后过滤的目的是为了回收NaHSO4
(2)该反应是以CCl4 作为有机溶剂,CCl4的密度比水大。故有机层在下层;分液漏斗里的液体放不下来,出了分液漏斗堵塞,还有可能是分液漏斗上口活塞未打开
(3)①从题给数据分析,当催化剂与甲苯的比例为0.32时,总产率最高且对硝基甲苯的含量最高 ②从题给数据可以看出,无论以何种比例反应,产物中的主要成分主要是对硝基甲苯和邻硝基甲苯; ③用NaHSO4 做催化剂的优点是在硝化物中对消极甲苯的比例提高、同时催化剂能循环使用。

A.雷尼镍(Raney-Ni)是一种历史悠久、应用广泛的催化剂,由镍-铝合金为原料制得.
(1)元素第一电离能:Al
(2)雷尼镍催化的一实例为:


(3)一种铝镍合金的结构如下图,与其结构相似的化合物是:
(4)实验室检验Ni2+可用丁二酮肟与之作用生成腥红色配合物沉淀.
①Ni2+在基态时,核外电子排布式为:
②在配合物中用化学键和氢键标出未画出的作用力(镍的配位数为

B.4-氯苯胺是合成橡胶、化学试剂、染料、色素等化工产品,制备4-氯苯胺的原理如下:


(1)开始时先通入N2的目的是
(2)上述实验中过滤的目的是
(3)蒸馏时除用到接引管、锥形瓶、温度计外,还用到的玻璃仪器有:
(4)以下是温度、氢气压力、催化剂用量及吗啉的用量对反应的影响.
表1温度 | 表2氢气压力 | 表3催化剂用量 | 表4吗啉用量 | |||||||||||||||
序号 | 温度/℃ | 转化率/% | 选择 性/% |
反应时间/h | 序号 | 氢气压力/MPa | 选择性/% | 反应时间/h | 序号 | 雷尼镍用量/g | 选择性/% | 反应时间/h | 序号 | 吗啉用量/% | 选择性/% | |||
① | 40 | 未完全 | 99.6 | 6 | ① | 0.5 | 99.6 | 3.7 | ① | 2 | 98.25 | 5 | ① | 0.0 | 84.3 | |||
② | 60 | 100 | 99.7 | 4 | ② | 1.0 | 99.7 | 2 | ② | 4 | 99.20 | 2.2 | ② | 0.3 | 99.3 | |||
③ | 80 | 100 | 99.6 | 2.45 | ③ | 1.5 | 99.2 | 1.6 | ③ | 6 | 99.60 | 1.9 | ③ | 0.5 | 99.7 | |||
④ | 100 | 100 | 99.6 | 2 | ④ | 2.0 | 96.4 | 1.15 | ④ | 8 | 99.60 | 1.4 | ④ | 0.7 | 99.6 | |||
⑤ | 120 | 100 | 98.6 | 1.7 | ⑤ | ⑤ | 10 | 99.10 | 1.4 | ⑤ | 1.2 | 99.7 |