Question

【题目】【化学—选修3：物质结构与性质】铜、硼、硅、砷等元素的化合物是制造新型激光武器和新型太阳能电池的重要材料。回答下列问题：

（1）基态硅（2814Si）原子中，电子占据的最高能层的轨道数有______个。

（2）已知：蓝色晶体（CuSO4·5H2O） 天蓝色溶液 深蓝色溶液深蓝色晶体

①蓝色晶体中阴离子的空间构型是_________；

②天蓝色溶液中的阳离子是_____，其配体中心原子的杂化轨道类型是________；

③24.6g深蓝色晶体（其摩尔质量为246g.mol-1）中配离子含有的σ键数是_____；

④实验测得无水乙醇易溶于水，其原因是______________。

（3）砷化镓是具有空间网状结构的晶体，熔点为1230℃，是优良的第三代半导体材料。

①砷化镓属于________晶体。已知氮化硼与砷化镓属于同种晶体类型。则两种晶体熔点较高的是_____（填化学式），其理由是_________。上述两种晶体中的四种元素电负性最小的是_______（填元素符号）。

②砷化镓晶胞结构如图所示。其晶胞边长为a pm，密度为_______g.cm-3。（砷化镓的摩尔质量为M g.mol-1，阿伏伽德罗常数为NA）

【答案】 9 四面体 [Cu(H2O)4]2+ sp3 1.6NA 乙醇分子与水分子间存在氢键，乙醇分子和水分子都是极性分子 原子晶体 BN 二者均为原子晶体，B、N间的键长比Ga、As的键长短，键能大 Ga 4Mx1030/a3NA

【解析】（1）基态硅（2814Si）原子核外电子数为14，基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p2，电子占据的最高能层符号为M，该能层具有的原子轨道数为1+3+5=9；（2）①蓝色晶体CuSO4·5H2O中阴离子SO42-，根据价层电子对互斥理论，价层电子对个数=σ键+孤电子对个数，SO42-中中心原子S的价层电子对为=4，孤电子对数为=0，不含孤电子对，所以空间构型是正四面体结构；②蓝色晶体溶于水得到天蓝色溶液中的阳离子是[Cu(H2O)4]2+；其配体H2O中心原子O原子杂化轨道数为=4，，采取sp3杂化方式；③每个配离子[Cu(NH3)4]2+含有的σ键数是3×4+4=16，故24.6g深蓝色晶体{[Cu(NH3)4]SO4H2O }为0.1mol，其中配离子[Cu(NH3)4]2+含有的σ键数是0.1mol×16×NA mol-1=1.6NA；④乙醇分子与水分子间存在氢键，乙醇分子和水分子都是极性分子，故无水乙醇易溶于水；（3）①砷化镓是具有空间网状结构的晶体，熔点为1230℃，是优良的第三代半导体材料，与晶体硅相似，故砷化镓属于原子晶体；氮化硼与砷化镓都属于原子晶体，B、N间的键长比Ga、As的键长短，键能大，故BN晶体熔点较高；非金属性越强，电负性越强，则B、N、Ga、As四种元素电负性最小的Ga；②一个晶胞中含有As 8×+6×=4个，Ga在内部，共4个，即一个晶胞中含有4个砷化镓，其晶胞边长为apm=a×10-10cm，V=a3×10-30cm3，密度为=。

点睛：本题考查了方程式的书写、分子空间构型以及杂化类型的判断、晶胞密度计算等知识，题目难度较大，注意相关基础的把握和方法的积累。先根据分摊法计算每个晶胞含有多少个原子，再根据晶胞的边长，确定晶胞的体积，再根据ρ=计算密度。

【题型】综合题
【结束】
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【题目】【化学—选修5：有机化学基础】PVB是重要的建筑材料。其合成路线如下(部分反应条件和产物略去)。

已知：

Ⅰ.A分子式为C2H6O,其核磁共振氢谱图显示有三个波峰。

Ⅲ.

回答下列问题：

（1）A的结构简式_______，B→C的反应类型有加成反应和_______，D的官能团为_______。

（2）PVAC的名称是___________（3）C分子中最多有_____个原子共平面。

（3）E→F的反应方程式为_____________。

（4）已知-OH直接连在不饱和C原子上不稳定，会自动发生分子内重排形成-CHO。则D的同分异构体中能与金属Na反应产生H2的有____种。

（5）以溴乙烷为原料制备丁醛(其他无机试剂任选)，其流程图为_____________________。

Answer 1

【答案】 CH3CH2OH 消去反应 醛基 聚乙酸乙烯酯 9 CH3COOH+CH≡CH→CH2=CH-OOCCH3 4 CH3CH2BrCH3CH2OHCH3CHOCH3CH=CHCHOCH3CH2CH2CHO

【解析】A分子式为C2H6O,其核磁共振氢谱图显示有三个波峰，则A为CH3CH2OH，A氧化生成E为CH3COOH，E与乙炔发生加成反应生成F为CH3COOCH=CH2，F发生加聚反应得到PVAc为，碱性水解得到PVA（）。A在铜做催化剂的条件下氧化得到B为CH3CHO，B发生信息Ⅱ中的反应得到C为CH3CH=CHCHO，C发生还原反应生成D为CH3CH2CH2CHO，D与PVA发生信息Ⅲ中的反应得PVB。（1）A的结构简式CH3CH2OH，根据信息Ⅱ可知，B→C的反应CH3CHO转化为CH3CH=CHCHO，反应类型有加成反应和消去反应，D为CH3CH2CH2CHO，其官能团为醛基；（2）PVAC为，其名称是聚乙酸乙烯酯；（3）C为CH3CH=CHCHO，选择碳碳单键可以是碳碳双键平面与-CHO平面共面，可以使甲基中1个H原子处于平面内，该分子中最多有9个原子共平面；（3）E→F的反应方程式为CH3COOH+CH≡CH→CH2=CH-OOCCH3；（4）已知-OH直接连在不饱和C原子上不稳定，会自动发生分子内重排形成-CHO。则CH3CH2CH2CHO的同分异构体中能与金属Na反应产生H2的有CH2=CHCH2CH2OH、CH2=CHCH(OH)CH3、CH3CH=CHCH2OH、CH2=C(CH3)CH2OH共4种；（5）溴乙烷在氢氧化钠的水溶液中加热反应生成乙醇，乙醇在铜的催化氧化下生成乙醛，乙醛在稀的氢氧化钠溶液中加热反应生成CH3CH=CHCHO，CH3CH=CHCHO在催化剂作用下与氢气发生加成反应生成丁醛，其流程图为CH3CH2BrCH3CH2OHCH3CHOCH3CH=CHCHOCH3CH2CH2CHO。