11.氧元素为地壳中含量最高的元素,可形成多种重要的单质和化合物。
(1)氧元素位于元素周期表中___________区;第二周期元素中,第一电离能比氧大的有___________种。 (2)O3可用于消毒。O3的中心原子的杂化形式为___________;其分子的 VSEPR模型为___________,与其互为等电子体的离子为___________(写出一种即可)。
(3)含氧有机物中,氧原子的成键方式不同会导致有机物性质不同。解释C2H5OH的沸点高于CH3OCH3的原因为___________;C2H5OH不能用无水CaCl2千燥是因为Ca2+和C2H5OH可形成[Ca(C2H5OH)4]2+,该离子的结构式可表示为______________________。
(4)氧元素可分别与Fe和Cu形成低价态氧化物FeO和Cu2O。
①FeO立方晶胞结构如图1所示,则Fe2+的配位数为___________;与O2-紧邻的所有Fe2+构成的几何构型为___________。
②Cu2O立方晶胞结构如图2所示,若O2-与Cu+之间最近距离为a pm,则该晶体的密度为___________g·cm
-3
。(用含a、NA的代数式表示,NA代表阿伏加德罗常数的值)
2﹣
【答案】 (1). p; (2). 3 (3). sp杂化 (4). 平面三角形 (5). NO2 (6). 乙醇分子间可形
成氢键,沸点高 (7). (8). 6 (9). 正八面体 (10).
【解析】 【分析】
(1)除了ds区外,区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号;根据电离能的变化规律分析判断; (2)根据公式计算出O3的中心原子的价层电子对数,再根据价层电子对互斥理论判断中心原子的杂化形式及其分子的VSEPR模型,与其互为等电子体的离子中含有3个原子、价电子数是18;
(3)形成分子间氢键的物质熔沸点较高;对于配离子[Ca(C2H5OH)4]2+可以结合常见配合物的结构与成键分析
解答;
(4)①根据体心位置的Fe2+判断Fe2+的配位数;根据结构示意图判断与O2-紧邻的所有Fe2+构成的几何构型;
2-+
②若O与Cu之间最近距离为apm,该距离为晶胞体对角线的,则晶胞体对角线长度=4apm,计算出晶
胞的棱长,根据化学式判断出各球表示的微粒,再结合密度的计算公式计算。
【详解】(1)除了ds区外,区的名称来自按构造原理最后填入电子的能级的符号,O原子最后通入的电子是p电子,所以O元素位于p区;第二周期元素中,第一电离能比O元素大的有N、F、Ne元素,所以有3种元素,故答案为:p;3;
(2)O3的中心原子的价层电子对个数=2+
2
=3且含有1个孤电子对,根据价层电子对互斥理论判断
中心原子的杂化形式为sp杂化、其分子的 VSEPR模型为平面三角形,与其互为等电子体的离子中含有3个原子、价电子数是18,与其互为等电子体的阴离子有NO2﹣(合理即可),故答案为:sp杂化;平面三角
﹣
形;NO2(合理即可);
2
(3)形成分子间氢键的物质熔沸点较高,乙醇能形成分子间氢键、甲醚不能形成分子间氢键,所以乙醇的熔C2H5OH不能用无水CaCl2干燥是因为Ca2+和C2H5OH可形成[Ca(C2H5OH)4]2+,沸点比甲醚高;该离子中钙离子为中心离子,乙醇为配体,乙醇中O原子提供孤电子对、钙离子提供空轨道形成配位键,其结构为
,故答案为:乙醇分子间可形成氢键,沸点高;
;
(4)①Fe2+的配位数为6;与O2﹣紧邻的所有Fe2+构成的几何构型、与Fe2+紧邻的所有O2﹣构成的几何构型相
同,根据知,表中有标记的这几个离子形成正八面体,同理可推,与O﹣紧邻的
2
2+
所有Fe构成的几何构型为正八面体,故答案为:6;正八面体;
2+
②若O﹣与Cu之间最近距离为apm,该距离为晶胞体对角线的,则晶胞体对角线长度=4apm,晶胞棱长
==
×10﹣10 cm,晶胞体积=(×10﹣10 cm)3,该晶胞中白球离子个数=1+8×=2、灰球离
子个数为4,根据化学式Cu2O知,灰色球表示亚铜离子、白色球表示氧离子,则该晶体的密度=
=
g/cm3=g/cm3,故答案为:
。
【化学一选修5:有机化学基础】
12.化合物M可用于消毒剂、抗氧化剂、医药中间体。实验室由芳香烃A制备M的一种合成路线如下:
请回答:
(1)B的化学名称为___________;D中官能团的名称为______________________。 (2)由F生成G的反应类型为___________;F的分子式为___________。 (3)由E转化为F的第一步反应的化学方程式为______________________。 (4)M的结构简式为___________。
(5)芳香化合物Q为C的同分异构体,Q能发生银镜反应,其核磁共振氢谱有4组吸收峰。写出符合要求的Q的一种结构简式______________________。
(6)参照上述合成路线和信息,以苯甲酸乙酯和CH3MgBr为原料(无机试剂任选),设计制备的
合成路线_________________________________。
【答案】 (1). 对甲基苯甲醛(或4﹣甲基苯甲醛) (2). 羧基、氯原子 (3). 酯化反应或取代反应
(4). C8H12O2 (5). +2NaOH+NaCl+2H2O (6).
(7).
或; (8).
【解析】 【分析】
A的分子式为C7H8,结合B的结构,应是A与CO发生加成反应生成B(对甲基苯甲醛),可知A为
。
对比B与C的结构,结合反应条件、C的分子式,可知B中醛基氧化为羧基得到C,C与氯气发生苯环上取代反应生成D,D与氢气发生加成反应生成E,E发生取代反应生成F,故C为
、D为
、E为。F与乙醇发生酯化反应生成G为,G发生信息中反应生成M为
,据此分析解答。
【详解】(1)B的结构简式为,名称为对甲基苯甲醛(或4﹣甲基苯甲醛);D为,其中 官能
团有羧基、氯原子,故答案为:对甲基苯甲醛(或4﹣甲基苯甲醛);羧基、氯原子;
(2)由F生成G发生酯化反应,也属于取代反应;F的分子式为C8H12O2,故答案为:酯化反应或取代反应;C8H12O2;
(3)由E转化为F的第一步反应的化学方程式为: +2NaOH+NaCl+2H2O,故
答案为: +2NaOH
+NaCl+2H2O;
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