【化学-物质结构与性质】(13分)
物质结构理论有助于人们理解物质变化的本质,进行分子设计和研究反应规律。请回答下列问题:
(1)已知硒是一种非金属,可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂。
①Se是元素周期表中第34号元素,其基态原子的核外电子排布式为_________。
②根据价层电子对互斥理论,可以推知SeO3的分子空间构型为_________,其中Se原子采用的轨道杂化形式为__________。
③CSe2首次是由H2Se与CCl4反应后制取的,已知CSe2与CO2结构相似,则CSe2分子内σ键与π键个数之比为________。
(2)金属铜广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。
①CuO受热易分解为Cu2O和O2,请从铜的原子结构来说明CuO受热易分解的原因:____________。
②向氯化铜溶液中加入过量浓氨水,然后加入适量乙醇,溶液中析出深蓝色的[Cu(NH3)4]Cl2晶体。上述深蓝色晶体中含有的化学键除普通共价键外,还有________和_____________。
(3)硼元素B在化学中有很重要的地位。硼的化合物在农业、医院、玻璃等方面用途很广。
①立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成,属于超硬材料,同属原子晶体的氮化硼(BN)比晶体硅具有更高硬度和耐热性的原因是_______________________。
②科学家发现硼化镁在39K时呈超导性,在硼化镁晶体的理想模型中,镁原子和硼原子是分层排布的,一层镁一层硼相间排列。如图是该晶体微观窨中取出的部分原子沿Z轴方向的投影,白球是镁原子投影,黑球是硼原子投影,图中的硼原子和镁原子投影在同一平面上。根据图示确定硼化镁的化学式为_________。
醛类是有机合成中的重要原料,特别是对有机物碳链增长起着重要的桥梁作用。
如醛类在一定条件下有如下反应:
CH3CHO+Br—CH—COOC2H5CH3
CH3—CH—CH—COOC2H5OHCH3
用CH3—CH—COOHOH通过以下路线可合成(G):
(1)反应①的条件是。
(2)B的结构简式为,其核磁共振氢谱显示分子内有3种不同环境的氢原子,其个数比为。
(3)反应②和④的类型是、。
(4)D与足量的热NaOH溶液反应的化学方程式为。
(5)F的一种同分异构体能发生银镜反应,还能水解生成不含甲基的芳香化合物W,W的结构简式为。
脱水环化是合成生物碱类天然产物的重要步骤,某生物碱合成路线如图:
(1)化合物Ⅱ的化学式为。
(2)反应①的化学方程式为(不要求写出反应条件)。
(3)化合物A的结构简式为。
(4)下列说法正确的是。
| A.化合物Ⅱ能发生银镜反应 |
| B.化合物Ⅰ~Ⅴ均属于芳香烃 |
| C.反应③属于酯化反应 |
| D.化合物Ⅱ能与4 mol H2发生加成反应 |
E.化合物Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均能与金属钠反应放出氢气
(5)化合物Ⅵ与化合物Ⅲ互为同分异构体,Ⅵ中含有酯基,且能与FeCl3溶液发生显色反应,其苯环上的一氯代物只有2种。写出一种满足上述条件的Ⅵ的结构简式:。
(6)化合物Ⅶ(
)在一定条件下也能发生类似上述第④步骤的环化反应,化合物Ⅶ环化反应产物的结构简式为。
对乙酰氨基苯酚F(CH3C—NHOOH)是常用的非甾类消炎解热镇痛药。F可用如下路线来合成:
(1)若A分子的核磁共振氢谱只有一个吸收峰,且能使溴水褪色,则A的结构简式为。
(2)反应①的反应类型是,反应②的反应类型是。
(3)F的同分异构体有多种,写出两种满足下列条件的F的同分异构体的结构简式。
①苯环上有两个取代基;
②苯环上的一卤代物只有两种;
③能发生水解反应,水解产物之一遇FeCl3溶液显色。
、。
(4)F在NaOH溶液中水解的化学方程式为。
(5)D的同分异构体W结构简式为
。下列关于W的说法正确的是( )
a.可与HBr反应生成溴代物
b.可发生消去反应,消去产物有两种
c.1 mol发生催化氧化反应后的产物可与2 mol H2发生加成反应
d.常温下可与Na2CO3溶液反应
H是一种人工合成的香料,其合成路线可简单表示如下:
已知A的结构简式为CCH3—CH2CH3CH2,F的分子结构中含有2个甲基。
请回答下列问题:
(1)C中官能团的名称为,G的核磁共振氢谱中有组峰,H的结构简式为。
(2)写出反应D→E的化学方程式:。
E在一定条件下生成的高分子化合物的结构简式为__。
(3)写出符合下列条件的F的3种同分异构体的结构简式:。
①属于酯类②含有1个甲基③能与溴水发生加成反应④能发生银镜反应
ⅤA族的氮、磷、砷(As)、锑(Sb)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅤA族元素的化合物在科研和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)N、P、As原子的第一电离能由大到小的顺序为____________(用元素符号表示)。
(2)As原子核外M层电子的排布式为________________________________________________________________________。
(3)叠氮化钠(NaN3)用于汽车安全气囊中氮气的发生剂,写出与N3-互为等电子体的分子的化学式________(任写一种即可)。
(4)白磷(P4)的结构如图所示,P原子的轨道杂化方式是________。
(5)NO可以与许多金属离子形成配合物,例如[ Co(NO2)6]3-,它可以用来检验K+,其反应如下:3K++[Co(NO2)6]3-=K3[Co(NO2)6]↓(亮黄色)。
①NO的立体构型是________。
②在K3[Co(NO2)6]中,中心离子的配位数为________。
(6)天然氨基酸的命名常用俗名(根据来源与性质),例如,最初从蚕丝中得到的氨基酸叫丝氨酸(HOCH2CHCOOHNH2)。判断丝氨酸是否存在手性异构体?________(填“是”或“否”)。
(7)砷化镓为第三代半导体,以其为材料制造的灯泡寿命长,耗能少。已知立方砷化镓晶胞的结构如图所示,其晶胞边长为c pm,则密度为________g·cm-3(用含c的式子表示,设NA为阿伏加德罗常数的值),a位置As原子与b位置As原子之间的距离为________pm(用含c的式子表示)。