Question

【题目】[化学——选修3：物质结构与性质]（15分）

锌是人体必需的微量元素之一，起着极其重要的作用，回答下列问题：

（1）请写出Zn2+的核外电子排布式_____________________。

（2）ZnCl2熔点为275 ℃，而CaCl2的熔点为782 ℃，请分析熔点不同的原因：_________。

（3）Zn2+能与多种微粒形成配合物，如Zn2+与CNO可形成[Zn(CNO)4]2，[Zn(CNO)4]2中配位原子为__________，[Zn(CNO)4]2的组成中非金属元素的电负性大小顺序为____________；Zn2+与CN可形成[Zn(CN)4]2，[Zn(CN)4]2中σ键、π键和配位键的个数比为________；配合物Zn(NH3)4CO3中阴离子的空间构型为____________，N原子的杂化方式为____________。

（4）Zn与S所形成化合物的晶胞如图1所示，图2为晶胞沿y轴的投影1∶1平面图：

①晶胞中S原子的配位数为_________。

②晶胞中最近的两个S原子之间的距离为_______pm。

③设阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞的密度是__________g·cm3（列出计算表达式）。

[化学——选修5：有机化学基础]（15分）

哌替啶盐酸盐G有镇痛作用，其合成路线如下。回答下列问题：

（1）写出A的结构简式：________；B中含有碳碳双键，则B的名称为_____________。

（2）G中含氧官能团名称为____________；B→C的反应类型为_________________。

（3）E的结构简式为_____________。

（4）写出C→D的化学方程式：_______________________________________。

（5）M与E互为同分异构体，符合下列条件的M有______种。

①属于芳香α-氨基酸；

②含有两个六元环。

其中一种同分异构体，—NH2被H原子取代后，除苯基上H原子外，其他核磁共振氢谱的峰面积比为4∶4∶1∶1∶1，该同分异构体的结构简式为______________。

（6）请结合以上合成路线，写出以H3CNHCH2Cl和CH2=CHCl及上述流程中出现的物质为原料合成的路线______________________。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）（1分） CaCl2为典型的离子化合物，而ZnCl2虽为离子化合物，但有明显的共价性（1分） O（1分） O > N >C（1分） 2∶2∶1（2分） 平面三角形（2分） sp3（1分） ①4（1分） ②2a（2分） ③（3分） CH≡CH（1分） 氯乙烯（1-氯乙烯）（1分） 酯基（1分） 加成反应（1分） （2分） （2分） 3（1分） （2分） （4分）

【解析】

[化学——选修3：物质结构与性质]

（1）Zn的原子序数为30，其核外电子排布式为[Ar]3d104s2，Zn2+是锌原子失去2个电子所形成的，Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。

（2）Ca的金属性比Zn的强，Ca、Zn与氯形成CaCl2、ZnCl2，其中CaCl2为典型的离子化合物，熔点比较高，而ZnCl2虽为离子化合物，但因Zn的活泼性比较弱，形成的ZnCl2有明显的共价性，使ZnCl2熔点比CaCl2低。

（3）配位原子必须能提供孤电子对，而CNO结构中，O能提供孤电子对，故配位原子为O原子，[Zn(CNO)4]2中非金属元素为C、N、O，同一周期从左至右，电负性逐渐增大，它们的电负性大小顺序为O> N>C，一个[Zn(CN)4]2中Zn与4个CN间有4个配位键即4个σ键，每个CN之间存在一个σ键和2个π键，σ与π和配位键的个数为8、8、4，比值为 2∶2∶1。Zn(NH3)4CO3中阴离子为，是平面三角形，NH3中的N是sp3杂化。

（4）①根据图可看出每一个S周围有4个Zn，配位数为4。②最近的两个S原子之间的距离是面对角线的一半，根据图2可知面对角线长为4a pm。最近的两个S原子之间的距离是2a pm。③晶胞中Zn的个数为顶点8×=1，面心6×=3，共4个，S在内部，共4个，化学式为ZnS，式量为65+32，设晶胞边长为d pm，=4a，d=，ρd3NA=4(65+32)span>，ρ = g·cm3。

[化学——选修5：有机化学基础]

（1）根据A→B→C，可看出A与HCl和H3CNH2发生连续加成反应，所以A含有碳碳叁键，为乙炔，结构简式为CH≡CH，B中含有碳碳双键，是A与HCl加成所得，所以B为氯乙烯。

（2）根据合成路线可知，G中含氧官能团为酯基，B生成C，发生加成反应。

（3）根据D、F的结构，可知E中含羧基，得出E的结构简式为 。

（4）C生成 D发生了取代反应，方程式为：

。

（5）苯环在1，2，3位时都满足条件，即，中—NH2被H代替后为，除苯环外，其他C原子上的H原子个数如下：，核磁共振氢谱峰面积比正好为4∶4∶1∶1∶1。

（6）利用题干B→C→D→E→F的反应原理，B→C为双加成反应，而所设计的合成路线中为单加成反应，题干中C→D和所设计合成路线中一样均为双取代反应，题干中D→E→F与所设计合成路线中一样均为水解、酯化反应，所以合成路线为：