Question

【题目】氢能作为理想的清洁能源之一，已经受到世界各国的普遍关注。氢的存储是氢能应用的主要瓶颈，目前所采用或正在研究的主要储氢方法有：配位氢化物储氢、碳质材料储氢、合金储氢、多孔材料储氢等。

请回答下列问题：

（1）氨硼烷( NH3BH3)是一种潜在的储氢材料，它可由六元环状化合物(HB=NH)3通过3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3制得。

①B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为_____________，CH4、H2O、CO2键角由大到小的顺序为_________________。

②1个(HB=NH)3分子中有______个σ键。与(HB=NH)3互为等电子体的分子为________(填分子式)。

③反应前后碳原子的杂化轨道类型分别为__________、____________。

④氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体具有类似金刚石的结构，但熔点比金刚石低，原因是___________________________。

（2）一种储氢合金由镍和镧(La)组成，其晶胞结构如图所示。

①Ni 的基态原子核外电子排布式为_______________。

②该晶体的化学式为_______________。

③该晶体的内部具有空隙，且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知：a=m pm，c=n pm；标准状况下氢气的密度为ρg·cm-3；阿伏加德罗常数的值为NA。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化，则该储氢材料的储氢能力为______________。 (储氢能力=)

【答案】 N>O>C>B CO2>CH4>H2O 12 C6H6 sp3 sp B—N键的键长大于C—C键的，键能小于C—C键的(指出键长或键能关系均给分) 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 LaNi5 （或）

【解析】（1）考查第一电离能的规律、键角的大小、化学键数目的判断、杂化类型的判断，晶体熔沸点高低的判断，①同周期从左向右第一电离能增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此第一电离能大小顺序是N>O>C>B；CH4的键角是109°28′，H2O的键角是105°，CO2的键角是180°，顺序是CO2>CH4>H2O；②成键原子间只能形成一个σ键，(HB=NH)3为六元环状化合物，因此1个(HB=NH)3中含有σ键个数为12个；根据等电子体的概念以及(HB=NH)3为六元环状化合物，推出等电子体的分子为C6H6；③反应前C为sp3杂化，反应后碳原子为sp杂化；③立方氮化硼晶体具有类似金刚石的结构，即立方氮化硼晶体为原子晶体，比较原子晶体熔沸点通过键长、键能考虑，B—N键的键长大于C—C键的，键能小于C—C键，因此立方氮化硼的熔沸点低于金刚石；（2）考查电子排布式、晶胞的计算，①Ni位于第四周期VIII族，28号元素，Ni的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；②La位于顶点，个数为8×1/8=1，Ni位于面上和体心，个数为8×1/2＋1=5，化学式为LaNi5；③氢气的质量为g，晶胞的体积为(m×10－10×m×10－10×n×10－10×sin60°)cm3，则储氢后氢气的密度为g/cm3，因此储氢材料故的储氢能力为（或）。

点睛：本题的难点是储氢能力的计算，虽然题目中告诉学生储氢能力计算的公式，但学生对储氢后氢气的密度理解不透，无法进行计算，其实储氢后氢气的密度就是让求出晶胞中氢气的质量，与晶胞体积的比值，跟平时练习晶胞密度的计算是一样的，只不过本题求的质量是氢气的质量。

【题型】综合题
【结束】
12

【题目】G是一种新型香料的主成分之一，其结构中含有三个六元环。G 的合成路线如下图所示(部分产物和反应条件已略去)。

已知：①RCH=CH2+CH2=CHR'CH2=CH2+RCH=CHR'；

②B的核磁共振氢谱图显示分子中有6种不同环境的氢原子；

③D和F是同系物。

请回答下列问题：

（1）根据系统命名法，(CH3)2C=CH2的名称为_____________。

（2）A→B反应过程中涉及的反应类型分别为_______________、_________________。

（3）生成E的化学方程式为______________________________。

（4）G的结构简式为_________________。

（5）写出一种同时满足下列条件的F的同分异构体的结构简式：_________________。

①与FeCl3溶液发生显色反应；②苯环上有两个取代基，含C=O键；③能发生水解反应；④核磁共振氢谱有4组峰。

（6）模仿由苯乙烯合成F的方法，写出由丙烯制取a-羟基丙酸() 的合成路线：____________________________。

Answer 1

【答案】 2-甲基-1-丙烯(或2-甲基丙烯，或甲基丙烯) 取代反应 加成反应 （或） (或)

【解析】考查有机物的推断和合成，（1）根据烯烃的命名原则，(CH3)2C=CH2的名称为2-甲基-1-丙烯(或2-甲基丙烯，或甲基丙烯)；（2）根据信息①，以及A反应的产物，因此A的结构简式为，对比A和产物的结构简式，A生成反应类型为取代反应，对比分子式，比B多了一个HCl，发生的反应是加成反应，B的结构简式可能是或者，因为B的核磁共振氢谱有6种不同环境的氢原子，因此B的结构简式为，B生成C发生卤代烃的水解反应，即C的结构简式为，C生成D发生氧化反应，即D的结构简式为，苯乙烯与HO－Br发生加成反应，E的结构简式为或，前者被氧化成，后者被氧化成，后者不符合信息，E的结构简式为，E的产物是，F的结构简式为；（3）根据（2）的分析，生成E的反应方程式为；（4）G有三个六元环，生成G发生的酯化反应，即G的结构简式为/span>（或） ；（5）与FeCl3发生显色反应，说明含有酚羟基，苯环上有连个取代基，含C=O键，能发生水解，说明含有酯基，核磁共振氢谱有4种氢原子是两个取代基处于对位，即符合条件的结构简式为 (或) ；（6）丙烯先于HO－Br发生加成反应，然后氧化，最后发生水解，即合成路线是。