7.(2009·江苏单科,21)生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。

(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式________________________________________________________________________。

(2)根据等电子原理,写出CO分子的结构式________________。

(3)甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。

①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是________________________________________________________________________;

甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为________。

②甲醛分子的空间构型是________;1 mol甲醛分子中σ键的数目为________。

③在1个Cu2O晶胞中(结构如下图所示),所包含的Cu原子数目为________。

解析:(1)Zn为30号元素,根据核外电子排布规律即可得出。

(2)根据CO与N2互为等电子体,具有相似结构推断CO的结构式为C≡O(或)。

(3)CH3OH与HCHO均为分子晶体,相对分子质量非常接近,而沸点相差较大,是因为CH3OH分子间存在氢键。形成氢键的条件是①有N、O、F原子,并且N、O、F上存在孤对电子。②有连接在N、O、F上的H原子。根据有机物中碳氧双键为sp2杂化, 空间构型为平面三角形。甲醛中C-H键均为σ键,碳氧双键中有一个σ键,故有3个σ键。弄清晶胞中位于顶点与体心的空心圆为O,则O原子数=8×+1=2,4个位于体心的黑点为Cu,Cu原子数为4,满足n(Cu)∶n(O)=2∶1。

答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2 (2)C≡O (或 ) (3)①甲醇分子之间形成氢键 sp2杂化 ②平面三角形 3NA ③4

解析:同周期中从左到右,元素的第一电离能(除ⅢA族、ⅥA族反常外)逐渐增大,同周期中金属元素最小,稀有气体最大,故第三周期中第一电离能最小的为Na,最大的为Ar。

答案:(1)Na Ar (2)Cs (3)F (4)N、P、As

5.现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:

元素编号
元素性质或原子结构
T
M层上有2对成对电子
X
最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y
常温下单质为双原子分子,其氢化物水溶液呈碱性
Z
元素最高正价是+7价

(1)元素T的原子最外层共有________种不同运动状态的电子。元素X的一种同位素可测定文物年代,这种同位素的符号是________。

(2)元素Y与氢元素形成一种离子YH,写出该微粒的电子式____________________(用元素符号表示)。

(3)元素Z与元素T相比,非金属性较强的是________(用元素符号表示),下列表述中能证明这一事实的是________。

a.常温下Z的单质和T的单质状态不同

b.Z的氢化物比T的氢化物稳定

c.一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应

(4)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种的是________,理由是________________________________________________________________________。

解析:(1)因T的M层上有2对成对电子,其电子排布式为1s22s22p63s23p4,因此它是硫元素,其最外层有6种不同运动状态的电子,从X的原子结构:“最外层电子数是次外层的电子数的2倍”,且其一种同位素可测定文物年代推知X为碳元素,其同位素符号是C。

(2)因元素Y单质为双原子分子,其氢化物水溶液显碱性推出Y为氮元素,Y与H形成的YH即NH,其电子式为

(3)Z属短周期元素,其最高正价为+7价,则可推知Z为氯元素,它的非金属性比硫强,可以通过b来证实。

(4)从T、X、Y、Z四种元素的最高价氧化物对应水化物来看,分子为H2SO4、H2CO3、HNO3和HClO4,显然H2CO3的性质与其他三种不同,因只有它是非氧化性的酸且是弱酸。

答案: (1)6 C (2)  (3)Cl b (4)H2CO3 弱酸性或非氧化性酸

11.化合物A经李比希法测得其中含C 72.0%、H 6.67%,其余为氧,质谱法分析得知A的相对分子质量为150。现代仪器分析有机化合物的分子结构有以下两种方法。

方法一:核磁共振仪可以测定有机物分子里不同化学环境的氢原子及其相对数量。如乙醇(CH3CH2OH)的核磁共振氢谱有3个峰,其面积之比为3∶2∶1,如图1所示。现测出A的核磁共振氢谱有5个峰,其面积之比为1∶2∶2∶2∶3。

方法二:利用红外光谱仪可初步检测有机化合物中的某些基团,现测得A分子的红外光谱如图2所示。

已知:A分子中只含一个苯环,且苯环上只有一个取代基,试回答下列问题:

(1)A的分子式为:______________;

(2)A的结构简式为:____________;

(3)A的芳香类同分异构体有多种,请按要求写出其中两种结构简式:

①分子中不含甲基的芳香酸:________________________________________________________________________;

②遇FeCl3显紫色且苯环上只有两个取代基的芳香醛:

________________________________________________________________________。

解析:C、H、O的个数之比为:∶∶=4.5∶5∶1=9∶10∶2

根据相对分子质量为150,可求得其分子式为C9H10O2;通过红外光谱图可知:A分子中除含一个苯环外,还含有 和-C-C-,所以A的结构简式为C6H5COOCH2CH3;A的芳香类同分异构体中不含甲基的芳香酸是C6H5CH2CH2COOH;遇FeCl3显紫色,说明含酚羟基,又因为含醛基,且只有两个取代基,所以遇FeCl3显紫色且苯环上只有两个取代基的芳香醛是HOC6H4CH2CH2CHO。

答案:(1)C9H10O2 (2)C6H5COOCH2CH3 

(3)①C6H5CH2CH2COOH ②HOC6H4CH2CH2CHO

9.实验室制取乙烯,常因温度过高而使乙醇和浓H2SO4反应生成少量的二氧化硫,有人设计下列实验以确认上述混合气体中有乙烯和二氧化硫。其装置如右图所示。

(1)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ装置可盛放的试剂是:Ⅰ________________________________________________________________________;

Ⅱ____________;Ⅲ__________;Ⅳ____________(将下列有关试剂的序号填入空格内)。

A.品红溶液  B.NaOH溶液

C.浓H2SO4  D.酸性KMnO4溶液

(2)能说明二氧化硫气体存在的现象是________________________________________________________________________。

(3)使用装置Ⅱ的目的是________________________________________________________________________,

使用装置Ⅲ的目的是________________________________________________________________________。

(4)确证含有乙烯的现象是________________________________________________________________________。

解析:因为CH2CH2和SO2都能使溴水和酸性KMnO4溶液退色。因此,不能确定混合气体中是否含有或者只含有CH2===CH2。由于CH2===CH2不与NaOH溶液反应也不与品红溶液反应,而SO2却能与之反应,且SO2与品红溶液反应有明显的退色现象,故可利用此性质差异,先检出和除净SO2,再用装置Ⅲ确认SO2除净之后,用酸性KMnO4溶液验证CH2===CH2的存在。

答案:(1)A B A D (2)Ⅰ中品红溶液退色 (3)除去SO2 检验SO2是否除尽 (4)Ⅲ中品红不退色,Ⅳ中酸性KMnO4溶液退色

 0  7819  7827  7833  7837  7843  7845  7849  7855  7857  7863  7869  7873  7875  7879  7885  7887  7893  7897  7899  7903  7905  7909  7911  7913  7914  7915  7917  7918  7919  7921  7923  7927  7929  7933  7935  7939  7945  7947  7953  7957  7959  7963  7969  7975  7977  7983  7987  7989  7995  7999  8005  8013  447348 

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