Question

本題包括A、B兩小題，分別對應于“物質結構與性質”和“實驗化學”兩個選修模塊的內容。請選擇其中一題，并在相應的答題區(qū)域內作答。若兩題都做，則按A題評分。

A.生物質能是一種潔凈、可再生能源。生物質氣(主要成分為CO、CO₂、H₂等)與H₂混合，催化合成甲醇是生物質能利用的方法之一。

(1)上述反應的催化劑含有Cu、Zn、Al等元素。寫出基態(tài)Zn原子的核外電子排布式_________________________。

(2)根據(jù)等電子原理，寫出CO分子的結構式______________________。

(3)甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛與新制Cu(OH)₂的堿性溶液反應生成Cu₂O沉淀。

①甲醇的沸點比甲醛的高，其主要原因是_____________________；甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為_____________________。

②甲醛分子的空間構型是_____________________；1 mol甲醛分子中σ鍵的數(shù)目為_____________________。

③在1個Cu₂O晶胞中(結構如圖所示)，所包含的Cu原子數(shù)目為_____________________。

B.環(huán)己酮是一種重要的化工原料，實驗室常用下列方法制備環(huán)己酮：

環(huán)己醇、環(huán)己酮和水的部分物理性質見下表：

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

*括號中的數(shù)據(jù)表示該有機物與水形成的具有固定組成的混合物的沸點

(1)酸性Na₂Cr₂O₇溶液氧化環(huán)己醇反應的ΔH＜0，反應劇烈將導致體系溫度迅速上升，副反應增多。實驗中將酸性Na₂Cr₂O₇溶液加到盛有環(huán)己醇的燒瓶中，在55～60 ℃進行反應。反應完成后，加入適量水，蒸餾，收集95～100 ℃的餾分，得到主要含環(huán)己酮和水的混合物。

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

②蒸餾不能分離環(huán)己酮和水的原因是_____________________。

(2)環(huán)己酮的提純需要經(jīng)過以下一系列的操作：a.蒸餾，收集151～156 ℃的餾分；b.過濾；c.在收集到的餾分中加NaCl固體至飽和，靜置，分液；d.加入無水MgSO₄固體，除去有機物中少量水。

①上述操作的正確順序是_______________________(填字母)。

②上述操作b、c中使用的玻璃儀器除燒杯、錐形瓶、玻璃棒外，還需_______________。

③在上述操作c中，加入NaCl固體的作用是_______________________________________

_____________________________________________________________________。

(3)利用核磁共振氫譜可以鑒定制備的產(chǎn)物是否為環(huán)己酮，環(huán)己酮分子中有______________種不同化學環(huán)境的氫原子。

Answer 1

【答案】

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

(2)C≡O

(3)①甲醇分子之間形成氫鍵 sp²雜化

②平面三角形 3N_A

③4

B.(1)①緩慢滴加

②環(huán)己酮和水形成具有固定組成的混合物一起被蒸出

(2)①c d b a

②漏斗、分液漏斗

③增加水層的密度，有利于分層

(3)3

【解析】A.(3)在分子中原子雜化軌道類型分析中，要注意該原子形成的σ鍵的數(shù)目，在據(jù)晶胞圖確定晶胞中各原子數(shù)目時，要考慮組成微粒的共用情況，如正方體的頂點原子為8個晶胞共用，棱上原子為4個晶胞共用，面上原子為2個晶胞共用等。

B.(1)由于酸性Na₂Cr₂O₇溶液氧化環(huán)己醇的反應是放熱反應，導致反應容器溫度迅速上升，副產(chǎn)物增多，因此滴加過程中應緩慢。

(2)主要考查了有機物的凈化裝置，要注意過濾操作需要的主要儀器是漏斗，而分液的主要儀器是分液漏斗。