[化学——选修物质结构与性质]碳元素在生产生活中具有非常重要的作用,在新物质的制备中也发挥了举足轻重的作用。碳元素的单质有多种形式,下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:
(1)与碳同周期,且基态原子的核外未成对电子数与碳相等的元素,其基态原子的电子排布式为______。
(2)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为____________。
(3)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为________、________。常温条件下丙烯是气态,而相对分子质量比丙烯小的甲醇,常温条件下却呈液态,出现这种现象的原因是______________。
(4)C60属于________晶体,C60晶体内含有的微粒间作用有_________________。
(5)金刚石晶胞含有________个碳原子。若碳原子半径为r,金刚石晶胞的边长为a,根据硬球接触模型,则r=__________a,列式表示碳原子在晶胞中的空间占有率________(不要求计算结果)。
氯水具有漂白性是因为含有 ,氯水显黄绿色是因为含有 .
碳元素和氢元素的质量比都是12:1的三种烃A、B、C,A呈气态,B和C呈液态。A、B、C的相对分子质量之比为1:3:4。A和C既能使溴的四氯化碳溶液褪色,又能使高锰酸钾酸性溶液褪色;B既不能使溴的四氯化碳溶液褪色,又不能使高锰酸钾酸性溶液褪色。A、C都能发生加聚反应,A的加聚产物具有导电性,C的加聚产物则是使用较为广泛的塑料。
(1)写出A、B、C的分子式,分别为:
(2)写出A、C分别加聚所得产物的结构简式,分别为:
煤粉在隔绝空气条件下加强热,除主要得到焦炭外,还能得到下表所列的物质:
序号 |
① |
② |
③ |
④ |
⑤ |
⑥ |
名称 |
甲烷 |
一氧化碳 |
乙烯 |
苯 |
甲苯 |
氨水 |
(1)表中所列物质不属于有机物的是______________(填序号)。
(2)能因发生反应而使溴水褪色的是______________(填序号)。
(3)能发生加聚反应、生成物可用作制造食品包装袋的是___________(填序号),该物质与氢气反应的化学方程式______________________。
(4)甲苯的一氯取代产物有___________种。
为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验。
[分子式的确定]
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4 g H2O和8.8 g CO2,消耗氧气6.72 L(标准状况下),则该物质中各元素的原子个数比是_____________________。
(2)质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量为46,则该物质的分子式是 。
(3)根据价键理论,预测A的可能结构并写出其结构简式 。
[结构式的确定]
(4)1H核磁共振谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如:甲基氯甲基醚(Cl—CH2—O—CH3)有两种氢原子(如图1)。经测定,有机物A的1H核磁共振谱示意图如图2所示,则A的结构简式为 。
图1图2
[性质实验]
(5)A在一定条件下脱水可生成B,B可合成塑料C,请写出B转化为C的化学方程式:_______________
(6)体育比赛中当运动员肌肉扭伤时,队医随即用氯乙烷(沸点为12.27 ℃)对受伤部位进行局部冷冻麻醉。请用B选择合适的方法制备氯乙烷,要求原子利用率为100%,请写出制备反应的化学方程式:_____________
同学们学习了同位素、同素异形体、同系物、同分异构体,下面列出了几组物质,请用物质的组号填写下表。
③CH4和CH3CH2CH3 ④金刚石和石墨 ⑤H、D、T⑥16O、17O、18O
⑦乙醇(CH3CH2OH)和甲醚(CH3OCH3) ⑧臭氧(O3)和氧气(O2)
⑨2,2—二甲基丙烷 和 新戊烷⑩CH3CH2OH 和 HOCH2CH3
类别 |
同位素 |
同素异形体 |
同分异构体 |
同系物 |
同一种物质 |
组号 |