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。请选择其中一题，并在相应的答题区域内作答。若两题都做，则按A题评分。

A.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(结构如图所示)，所包含的Cu原子数目为_____________________。

B.环己酮是一种重要的化工原料，实验室常用下列方法制备环己酮：

环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表：

物质	沸点(℃)	密度(g·cm-3，20 ℃)	溶解性
环己醇	161.1(97.8)*	0.962 4	能溶于水
环己酮	155.6(95)*	0.947 8	微溶于水
水	100.0	0.998 2

*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点

(1)酸性Na₂Cr₂O₇溶液氧化环己醇反应的ΔH＜0，反应剧烈将导致体系温度迅速上升，副反应增多。实验中将酸性Na₂Cr₂O₇溶液加到盛有环己醇的烧瓶中，在55～60 ℃进行反应。反应完成后，加入适量水，蒸馏，收集95～100 ℃的馏分，得到主要含环己酮和水的混合物。

①酸性Na₂Cr₂O₇溶液的加料方式为_____________________。

②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是_____________________。

(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作：a.蒸馏，收集151～156 ℃的馏分；b.过滤；c.在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和，静置，分液；d.加入无水MgSO₄固体，除去有机物中少量水。

①上述操作的正确顺序是_______________________(填字母)。

②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外，还需_______________。

③在上述操作c中，加入NaCl固体的作用是_______________________________________

_____________________________________________________________________。

(3)利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮，环己酮分子中有______________种不同化学环境的氢原子。

Answer 1

【答案】

A.(1)1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s² 或［Ar］3d¹⁰4s²

(2)C≡O

(3)①甲醇分子之间形成氢键 sp²杂化

②平面三角形 3N_A

③4

B.(1)①缓慢滴加

②环己酮和水形成具有固定组成的混合物一起被蒸出

(2)①c d b a

②漏斗、分液漏斗

③增加水层的密度，有利于分层

(3)3

【解析】A.(3)在分子中原子杂化轨道类型分析中，要注意该原子形成的σ键的数目，在据晶胞图确定晶胞中各原子数目时，要考虑组成微粒的共用情况，如正方体的顶点原子为8个晶胞共用，棱上原子为4个晶胞共用，面上原子为2个晶胞共用等。

B.(1)由于酸性Na₂Cr₂O₇溶液氧化环己醇的反应是放热反应，导致反应容器温度迅速上升，副产物增多，因此滴加过程中应缓慢。

(2)主要考查了有机物的净化装置，要注意过滤操作需要的主要仪器是漏斗，而分液的主要仪器是分液漏斗。