Question

（2009?南京二模）選做題，本題有A、B兩題，分別對(duì)應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實(shí)驗(yàn)化學(xué)”兩個(gè)選修模塊的內(nèi)容，請(qǐng)選擇其中一題作答，并把所選題目對(duì)應(yīng)字母后的方框涂黑．若兩題都作答，將按A題評(píng)分．
A．可以由下列反應(yīng)合成三聚氰胺：
CaO+3C

高溫  .

CaC₂+CO↑       CaC₂+N₂

高溫  .

CaCN₂+C↑    CaCN₂+2H₂O=NH₂CN+Ca（OH）₂，NH₂CN與水反應(yīng)生成尿素[CO（NH₂）₂]，尿素合成三聚氰胺．
（1）寫(xiě)出與Ca在同一周期且最外層電子數(shù)相同、內(nèi)層排滿(mǎn)電子的基態(tài)原子的電子排布式：

1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²

．CaCN₂中陰離子為CN₂^2-，與CN₂^2-互為等電子體的分子有N₂O和

CO₂

（填化學(xué)式），由此可以推知CN₂^2-離子的空間構(gòu)型為

直線(xiàn)形

．
（2）尿素分子中C原子采取

sp²

雜化．尿素分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是

，其中碳氧原子之間的共價(jià)鍵是

C

（填字母）
A．2個(gè)σ鍵          B．2個(gè)π鍵          C．1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵
（3）三聚氰胺（）俗稱(chēng)“蛋白精”．動(dòng)物攝入三聚氰胺和三聚氰酸（    ）后，三聚氰酸與三聚氰胺分子相互之間通過(guò)

分子間氫鍵

結(jié)合，在腎臟內(nèi)易形成結(jié)石．
（4）CaO晶胞如圖A所示，CaO晶體中Ca²⁺的配位數(shù)為

6

．CaO晶體和NaCl晶體的晶格能分別為：CaO 3401kJ/mol、NaCl 786kJ/mol．導(dǎo)致兩者晶格能差異的主要原因是

CaO晶體中Ca ²⁺、O ^2-的帶電量大于NaCl晶體中Na⁺、Cl^-的帶電量

．
B．實(shí)驗(yàn)室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯．有關(guān)物質(zhì)的物理性質(zhì)如下表．請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題．

化合物	密度/g?cm-3	沸點(diǎn)/℃	溶解度/100g水
正丁醇	0.810	118.0	9
冰醋酸	1.049	118.1	∞
乙酸正丁酯	0.882	126.1	0.7

Ⅰ．乙酸正丁酯粗產(chǎn)品的制備
在干燥的50mL圓底燒瓶中，裝入沸石，加入11.5mL正丁醇和9.4mL冰醋酸，再加3～4滴濃硫酸．然后安裝分水器（作用：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不斷分離除去反應(yīng)生成的水）、溫度計(jì)及回流冷凝管，加熱冷凝回流反應(yīng)．
（1）本實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能產(chǎn)生多種有機(jī)副產(chǎn)物，寫(xiě)出其中兩種的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：

CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃

、

CH₂=CHCH₂CH₃

．
（2）實(shí)驗(yàn)中為了提高乙酸正丁酯的產(chǎn)率，采取的措施是：

用分水器及時(shí)移走反應(yīng)生成的水，減少生成物的濃度；

、

使用過(guò)量醋酸，提高正丁醇的轉(zhuǎn)化率

．
Ⅱ．乙酸正丁酯粗產(chǎn)品的制備
（1）將乙酸正丁酯粗產(chǎn)品用如下的操作進(jìn)行精制：①水洗  ②蒸餾  ③用無(wú)水MgSO₄干燥 ④用10%碳酸鈉洗滌，正確的操作步驟是

C

（填字母）．
A．①②③④B．③①④②C．①④①③②D．④①③②③
（2）將酯層采用如圖B所示裝置蒸餾．
1．出圖中儀器A的名稱(chēng)

冷凝管

．冷卻水從

下

口進(jìn)入（填字母）．
2．②蒸餾收集乙酸正丁酯產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)將溫度控制在

126.1℃

左右．
Ⅲ．計(jì)算產(chǎn)率
測(cè)量分水器內(nèi)由乙酸與正丁醇反應(yīng)生成的水體積為1.8mL，假設(shè)在制取乙酸正丁酯過(guò)程中反應(yīng)物和生成物沒(méi)有損失，且忽略副反應(yīng)，計(jì)算乙酸正丁酯的產(chǎn)率

79.4%

．

Answer 1

分析：A（1）與Ca在同一周期且最外層電子數(shù)相同、內(nèi)層排滿(mǎn)電子的基態(tài)原子是鋅，根據(jù)構(gòu)造原理寫(xiě)出該原子的核外電子排布式；根據(jù)等電子體的概念確定與CN₂^2-互為等電子體的分子，根據(jù)二氧化碳的空間構(gòu)型確定CN₂^2-離子的空間構(gòu)型．
（2）根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定尿素的VSEPR模型，根據(jù)模型確定其雜化方式；根據(jù)其最簡(jiǎn)式確定其化學(xué)鍵類(lèi)型．
（3）氫鍵普遍存在于已經(jīng)與N、O、F等電負(fù)性很大的原子形成共價(jià)鍵的氫原子與另外的N、O、F等電負(fù)性很大的原子之間．
（4）以鈣離子為中心，沿X、Y、Z三軸進(jìn)行切割，從而確定鈣離子配位數(shù)；晶格能大小與離子帶電量成正比，與離子半徑成反比．
BⅠ（1）醇在一定條件下能發(fā)生分子內(nèi)或分子間脫水生成醚或烯烴；
（2）根據(jù)影響化學(xué)平衡移動(dòng)的方法判斷，減少生成物的量或增大另一種反應(yīng)物的量都能使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)．
Ⅱ．（1）根據(jù)各物質(zhì)的溶解性及性質(zhì)進(jìn)行排序．
（2）1起冷凝作用的儀器是冷凝管，水從下口進(jìn)上口出．
2．②根據(jù)酯的沸點(diǎn)控制溫度．
Ⅲ．先根據(jù)酸的量計(jì)算理論上酯的量，再根據(jù)水的量計(jì)算酯的量，實(shí)際上酯的量與理論值之比即為酯的產(chǎn)率．

解答：解：A（1）與Ca在同一周期且最外層電子數(shù)相同、內(nèi)層排滿(mǎn)電子的基態(tài)原子是鋅，根據(jù)構(gòu)造原理，基態(tài)的鋅原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；與CN₂^2-互為等電子體的分子有N₂O和CO₂；等電子體具有相同的價(jià)電子數(shù)、原子總數(shù)，結(jié)構(gòu)相似，二氧化碳分子是直線(xiàn)型，所以CN₂^2-離子的空間構(gòu)型是直線(xiàn)型．
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；CO₂；直線(xiàn)型．
（2）CO（NH₂）₂分子中中心原子C原子上含有三個(gè)σ鍵一個(gè)π鍵，所以空間構(gòu)型是平面三角形的，碳原子采取sp²雜化，尿素分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是，其中碳氧原子之間的共價(jià)鍵是1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵
，故選C．
故答案為：sp²，，C．
（3）三聚氰酸與三聚氰胺分子相互之間能形成氫鍵，所以是通過(guò)分子間氫鍵結(jié)合，在腎臟內(nèi)易形成結(jié)石．
故答案為分子間氫鍵．
（4）以鈣離子為中心，沿X、Y、Z三軸進(jìn)行切割，結(jié)合圖片知，鈣離子的配位數(shù)是6；
晶格能大小與離子帶電量成正比，CaO晶體中Ca ²⁺、O ^2-的帶電量大于NaCl晶體中Na⁺、Cl^-的帶電量，導(dǎo)致氯化鈉的晶格能大于氧化鈣的晶格能．
故答案為：6，CaO晶體中Ca ²⁺、O ^2-的帶電量大于NaCl晶體中Na⁺、Cl^-的帶電量．
BⅠ（1）醇在一定條件下能發(fā)生分子內(nèi)或分子間脫水生成醚或烯烴，所以該條件下，正丁醇能發(fā)生分子間脫水形成醚CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃，也能形成分子內(nèi)脫水生成正丁烯CH₂=CHCH₂CH₃．
故答案為：CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃；CH₂=CHCH₂CH₃．
（2）實(shí)驗(yàn)中為了提高乙酸正丁酯的產(chǎn)率，使反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng)，所以采取的措施是用分水器及時(shí)移走反應(yīng)生成的水，減少生成物的濃度；使用過(guò)量醋酸，提高正丁醇的轉(zhuǎn)化率．
故答案為：用分水器及時(shí)移走反應(yīng)生成的水，減少生成物的濃度；使用過(guò)量醋酸，提高正丁醇的轉(zhuǎn)化率．
Ⅱ．（1）因?yàn)檎�丁醇和乙酸都具有揮發(fā)性，所以制取的酯中含有正丁醇和乙酸，第一步水洗除去酯中的正丁醇和乙酸；
第二步用10%碳酸鈉洗滌除去乙酸；
第三步用水洗滌除去碳酸鈉溶液；
第四步用無(wú)水硫酸鎂干燥除去水；
第五步蒸餾，制得較純凈的酯．
 故選C．
（2）1起冷凝作用的儀器名稱(chēng)是冷凝管，為防止炸裂冷凝管，水應(yīng)從下口進(jìn)上口出．
2根據(jù)酯的溫度知，溫度應(yīng)控制在126.1℃．
故答案為：冷凝管；下；126.1℃．
Ⅲ．正丁醇的質(zhì)量=0.810 g/mL×11.5mL=9.315g；冰醋酸的質(zhì)量=1.049g/mL×9.4mL=9.86g；
先根據(jù)方程式判斷哪種物質(zhì)過(guò)量，以不足量的為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算．
理論上9.315g正丁醇完全反應(yīng)生成酯的質(zhì)量為xg，生成1.8g水時(shí)同時(shí)生成酯的質(zhì)量是yg．
乙酸和正丁醇的反應(yīng)方程式為CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH

濃硫酸

△

CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O
                           60g     74g              116g            18g
                                   9.315g           xg
                                                    yg             1.8g
  
所以x=14.6
y=11.6
乙酸正丁酯的產(chǎn)率=

11.6g

14.6g

×100%=79.4%．
故答案為79.4%．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了物質(zhì)結(jié)構(gòu)和有機(jī)化學(xué)綜合題，難度不大，易錯(cuò)點(diǎn)是配位數(shù)的確定，以一種微粒為中心，沿X、Y、Z三軸進(jìn)行切割，從而確定配位數(shù)．