能够水解的某有机化合物A经里比希法测得其中含碳为72.0%、含氢为 6.67%,其余含有氧。
现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一:用质谱法分析得知A的相对分子质量为150。
方法二:核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5个峰,其面积之比为1∶2∶2∶2∶3。如下图A。
方法三:利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如下图B。
试填空。
(1)A的分子式为_______________________。
(2)A的分子中只含一个甲基的依据是_______________(填序号)。
a.A的相对分子质量 b.A的分子式
c.A的核磁共振氢谱图 d.A分子的红外光谱图
(3)A的结构简式为 ___________________________ 。
本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选定其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。
A.锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2,可通过下列反应制备:
2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2O=Cu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O
(1)写出基态Cu的核外电子排布式: 。
(2)SO42—的空间构型是 。
(3)NH3分子中氮原子轨道的杂化类型是 。
(4)氮元素的一种氢化物肼(N2H4)是火箭燃料,则1 molN2H4中含有的σ键的数目为 。
(5)铜的配合物[Cu(CN)4]2-中含有CN-,写出与CN-互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。
(6)Cu元素与H元素可形成一种红色化合物,其晶体结构单元如图所示。则该化合物的化学式为 。
工业以CH3OH与NaClO3为原料在酸性条件下制取ClO2,同时产生CO2气体,已知该反应分为两步进行,第一步为2ClO + 2Cl- + 4H+ = 2ClO2↑+ Cl2↑+ 2H2O。
(1)写出第二步反应的离子方程式 。
(2)工业生产时需在反应物中加少量Cl-,其作用是 。
(3)生产中会发生副反应ClO + Cl- + H+ - Cl2↑+ H2O(未配平),若测得反应后的混合气体中Cl2的体积分数为3/73,则起始投料时CH3OH与NaClO3的物质的量之比为 。
(写出解题过程)
下图所示为某一药物F的合成路线:
(1)A中含氧官能团的名称分别是 、 。
(2)步骤Ⅱ发生反应的类型是 。
(3)写出步骤Ⅲ的化学反应方程式 。
(4)写出同时满足下列条件的A的一种同分异构体的结构简式: 。
①不含甲基;
②是的衍生物,且环上只有一个取代基;
③能发生银镜反应和水解反应(不考虑的变化)。
(5)请参照上面合成路线,以间二甲苯、ClCH2COCl、(C2H5)2NH为有机原料(无机试剂任选)合成。
提示:①;
②合成路线流程图示例:。
【选做题】本题包括A、B两小题,请选定其中一小题,并在相应的答题区域内作答。若都做,则按A小题评分。
A.[物质结构与性质]磷化硼是一种高折射率红棕色晶体,可通过单质B与Zn3P2(或PH3)反应,也可热解PCl3·BCl3制得。
(1)锌原子基态时核外电子排布式为 。
(2)BCl3中硼原子的杂化轨道类型为 ,PH3空间形状为 (用文字描述)。
(3)PCl3能够与配合物Ni(CO)4发生配体置换反应:Ni(CO)4 +4PCl3 = Ni(PCl3)4 +4CO。
①与CO互为等电子体的一种分子的化学式为 。
②1molPCl3中含键数目为 。
(4)立方BP的晶胞结构如图所示,晶胞中含B原子数目为 。
Co2(OH)2CO3和Co(CH3COO)2·nH2O均是生产高比能锂电池正极材料的前驱体。
(1)这两种钴的化合物中钴的化合价为 。
(2)Co2(OH)2CO3在空气中充分加热生成四氧化三钴,该反应的化学方程式为 。
(3)为确定Co(CH3COO)2·nH2O中的n值及其热分解过程,取一定量的样品在氮气氛围中加热,样品的固体残留率()随温度的变化如下图所示(样品在300℃前失去结晶水,图中A、B、C、D各处固体均为纯净物,其中C、D为氧化物)。
①Co(CH3COO)2·nH2O晶体中n= (填自然数)。
②A→B点反应释放的气体为纯净物(由两种元素组成),该气体的结构简式为 。
③B→C点反应释放CO、CO2两种气体,n(CO)∶n(CO2)= 。
④D点残留固体的化学式为 。(列出上述计算过程)