Question

 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_             、          。

 

 

Answer 1

【答案】

 【答案】

（1）  2N_A

（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2N_A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C₂^2-

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。