Question

選做題(考生只能選做一題)

1.《有機化學基礎》

M₅纖維是近年來開發出的一種超高性能纖維，它比現有的防爆破材料輕35%，可用于制頭盔、防彈背心和剛性前后防護板。下圖是有關M₅纖維等有機物的轉化關系圖(部分反應未注明條件)：

請回答：

(1)寫出下列物質的結構簡式F____________，H____________。B的氫的核磁共振譜圖中有____________種類型的氫原子吸收峰。

(2)1 mol G與Na₂CO₃溶液反應，最多消耗Na₂CO₃____________ mol。

(3)指出下列反應的反應類型：A→B____________；G→M₅____________。

(4)寫出C→D反應的化學方程式：____________________________________________。

(5)試分析M₅纖維具有極高強度的原因：_______________________________________。

2.《物質結構與性質》

有A、B、C、D、E原子序數均為前20號的五種元素，其中A元素和B元素的原子都有1個未成對電子，A⁺與B^-具有相同的電子層結構，B原子得一個電子后2p軌道全滿；C原子的p軌道中有3個未成對電子，其氣態氫化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氫化物中最大；D的最高化合價和最低化合價的代數和為4，其最高價氧化物中含D的質量分數為40%，且其核內質子數等于其中子數。R是由A、D兩元素形成的化合物；E元素原子中4s能級有2個電子。請回答：

(1)A單質、B單質、化合物R的熔點大小順序為____________(填序號)。

①A單質＞B單質＞化合物R              ②化合物R＞A單質＞B單質

③A單質＞化合物R＞B單質              ④B單質＞化合物R＞A單質

(2)B^-的特征電子排布式為____________；在CB₃分子中C元素原子的原子軌道發生的是____________雜化，其固態時的晶體類型為____________。

(3)C的氫化物的空間構型為____________，其氫化物在同族元素所形成的氫化物中沸點最高的原因是____________________________________________________________________。

(4)B、C、D三元素的電負性大小順序為____________＞____________＞____________(填元素符號)。

(5)E與B形成的晶體M的最小單元“晶胞”如下圖所示，則M的化學式為____________；如果M晶體的密度為d g·cm^-3，阿伏加德羅常數為N_A，則晶體中兩個距離最近的E中心間的距離為____________ cm。

Answer 1

1.(1)      3

(2)4

(3)取代反應(或水解反應)  縮聚反應

(4)+4［Ag(NH₃)₂］OH+4Ag↓+8NH₃+2H₂O(生成銨鹽也可)

(5)M₅纖維分子中有極性很強的O—H、N—H鍵，它們之間可形成氫鍵

解析：本題以新科技與有機化學相結合，對有機物的推斷、結構簡式、反應類型、銀鏡反應、核磁共振氫譜以及氫鍵等知識綜合考查，屬難題。本題可以從高聚物M₅開始采取逆推法，首先求得需要的單體H、G。再由對二甲苯到G，仔細分析反應的歷程，特別是要注意所給定的反應條件，如對二甲苯先與Cl₂以1∶2的比例在光照的條件下，應該在甲基上發生取代，A→B將Cl原子水解成羥基，B→C在Cu與O₂的作用下發生催化氧化，生成醛，恰好C能發生銀鏡反應生成對二苯甲酸，符合推斷。接著對照目標產物，可以用Cl₂取代羧基鄰碳上的H原子，然后E→F是在NaOH水溶液中發生水解反應而生成酚鈉，最后酸化即可得G。不難得出題目的答案。

2.(1)②  (2)2s²2p⁶  sp³不等性  分子晶體  (3)三角錐形  氨分子間形成氫鍵  (4)F＞N＞S  (5)CaF₂ 

解析：本題考查元素的推導，然后對熔沸點、電子排布式、晶體類型、空間構型以及電負性和晶胞的計算等知識點設計題目。首先從題目所給信息推導出各元素，B的2p軌道差一個電子為全滿，應為F元素。因A⁺和B^-具有相同的電子層結構，則A為Na元素。C的p軌道有三個未成對電子，即為np³排布，又其氫化物溶解性為同族中最大，則應為N元素。D為S元素，R為Ca元素。第(1)問R為Na₂S屬于離子晶體，熔點最高，A單質是鈉，為固態，B單質是F₂，為氣態，所以它們的熔點為R＞A＞B(固態大于氣態)。第(2)問，B^-得一個電子后應是全充滿，為2s²2p⁶，CB₃(NF₃)中由于N原子有孤對電子，因而屬于sp³不等性雜化，屬于分子晶體；(3)C的氫化物是NH₃，空間構型是三角錐形，由于其分子間能形成氫鍵，而沸點很高。(4)電負性也指非金屬性，則F＞N＞S。(5)晶胞中Ca為1/2，F為1，化學式為CaF₂。晶胞中只含有1/2個CaF₂。設邊長為a，有·78=da³，兩個Ca的最短距離為。