- 有机物分子的空间构型
- 共1163题
卤代烃在氢氧化钠存在的条件下水解，这是一个典型的取代反应．其实质是带负电的原子团（例如OH-等阴离子）取代了卤代烃中的卤原子．例如：
CH3CH2CH2-Br+OH-（或NaOH）→CH3CH2CH2-OH+Br-（或NaBr）
写出下列反应的化学方程式：
（1）溴乙烷跟NaHS反应：______．
（2）碘甲烷跟CH3COONa反应：______．
（3）由碘甲烷、无水乙醇和金属钠合成甲乙醚（CH3-O-CH2CH3）：______．
正确答案
（1）溴乙烷跟NaHS反应属于取代反应，实质是带负电的原子团硫氢根取代了溴乙烷中的溴原子，即C2H5Br+HS-→C2H5SH+Br-，故答案为：C2H5Br+HS-→C2H5SH+Br-；
（2）碘甲烷跟CH3COONa反应属于取代反应，实质是带负电的原子团醋酸根取代了碘甲烷中的碘原子，即CH3I+CH3COO-→CH3COOCH3+I-，故答案为：CH3I+CH3COO-→CH3COOCH3+I-；
（3）由碘甲烷、无水乙醇和金属钠合成甲乙醚的原理是先让乙醇和金属钠反应生成乙醇钠，然后乙醇钠和碘甲烷之间发生取代反应获得产物甲乙醚，即2C2H5OH+2Na→2C2H5O-+2Na++H2↑，C2H5O-+CH3I→CH3-O-C2H5+I-，
故答案为：2C2H5OH+2Na→2C2H5O-+2Na++H2↑，C2H5O-+CH3I→CH3-O-C2H5+I-．
选做题，本题有A、B两题，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，请选择其中一题作答，并把所选题目对应字母后的方框涂黑．若两题都作答，将按A题评分．
A．可以由下列反应合成三聚氰胺：
CaO+3C
（1）写出与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布式：
______．CaCN2中阴离子为CN22-，与CN22-互为等电子体的分子有N2O和______（填化学式），由此可以推知CN22-离子的空间构型为______．
（2）尿素分子中C原子采取______杂化．尿素分子的结构简式是______，其中碳氧原子之间的共价键是______（填字母）
A．2个σ键 B．2个π键 C．1个σ键、1个π键
（3）三聚氰胺（
）俗称“蛋白精”．动物摄入三聚氰胺和三聚氰酸（
）后，三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间通过______结合，在肾脏内易形成结石．
（4）CaO晶胞如图A所示，CaO晶体中Ca2+的配位数为______．CaO晶体和NaCl晶体的晶格能分别为：CaO 3401kJ/mol、NaCl 786kJ/mol．导致两者晶格能差异的主要原因是______．
B．实验室用乙酸和正丁醇制备乙酸正丁酯．有关物质的物理性质如下表．请回答有关问题．
Ⅰ．乙酸正丁酯粗产品的制备
在干燥的50mL圆底烧瓶中，装入沸石，加入11.5mL正丁醇和9.4mL冰醋酸，再加3～4滴浓硫酸．然后安装分水器（作用：实验过程中不断分离除去反应生成的水）、温度计及回流冷凝管，加热冷凝回流反应．
（1）本实验过程中可能产生多种有机副产物，写出其中两种的结构简式：______、______．
（2）实验中为了提高乙酸正丁酯的产率，采取的措施是：______、______．
Ⅱ．乙酸正丁酯粗产品的制备
（1）将乙酸正丁酯粗产品用如下的操作进行精制：①水洗 ②蒸馏 ③用无水MgSO4干燥 ④用10%碳酸钠洗涤，正确的操作步骤是______（填字母）．
A．①②③④B．③①④②C．①④①③②D．④①③②③
（2）将酯层采用如图B所示装置蒸馏．
1．出图中仪器A的名称______．冷却水从______口进入（填字母）．
2．②蒸馏收集乙酸正丁酯产品时，应将温度控制在______左右．
Ⅲ．计算产率
测量分水器内由乙酸与正丁醇反应生成的水体积为1.8mL，假设在制取乙酸正丁酯过程中反应物和生成物没有损失，且忽略副反应，计算乙酸正丁酯的产率______．
正确答案
A（1）与Ca在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子是锌，根据构造原理，基态的锌原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；与CN22-互为等电子体的分子有N2O和CO2；等电子体具有相同的价电子数、原子总数，结构相似，二氧化碳分子是直线型，所以CN22-离子的空间构型是直线型．
故答案为：1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2；CO2；直线型．
（2）CO（NH2）2分子中中心原子C原子上含有三个σ键一个π键，所以空间构型是平面三角形的，碳原子采取sp2杂化，尿素分子的结构简式是
，其中碳氧原子之间的共价键是1个σ键、1个π键
，故选C．
故答案为：sp2，
，C．
（3）三聚氰酸与三聚氰胺分子相互之间能形成氢键，所以是通过分子间氢键结合，在肾脏内易形成结石．
故答案为分子间氢键．
（4）以钙离子为中心，沿X、Y、Z三轴进行切割，结合图片知，钙离子的配位数是6；
晶格能大小与离子带电量成正比，CaO晶体中Ca 2+、O 2-的带电量大于NaCl晶体中Na+、Cl-的带电量，导致氯化钠的晶格能大于氧化钙的晶格能．
故答案为：6，CaO晶体中Ca 2+、O 2-的带电量大于NaCl晶体中Na+、Cl-的带电量．
BⅠ（1）醇在一定条件下能发生分子内或分子间脱水生成醚或烯烃，所以该条件下，正丁醇能发生分子间脱水形成醚CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3，也能形成分子内脱水生成正丁烯CH2=CHCH2CH3．
故答案为：CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3；CH2=CHCH2CH3．
（2）实验中为了提高乙酸正丁酯的产率，使反应向正反应方向移动，所以采取的措施是用分水器及时移走反应生成的水，减少生成物的浓度；使用过量醋酸，提高正丁醇的转化率．
故答案为：用分水器及时移走反应生成的水，减少生成物的浓度；使用过量醋酸，提高正丁醇的转化率．
Ⅱ．（1）因为正丁醇和乙酸都具有挥发性，所以制取的酯中含有正丁醇和乙酸，第一步水洗除去酯中的正丁醇和乙酸；
第二步用10%碳酸钠洗涤除去乙酸；
第三步用水洗涤除去碳酸钠溶液；
第四步用无水硫酸镁干燥除去水；
第五步蒸馏，制得较纯净的酯．
故选C．
（2）1起冷凝作用的仪器名称是冷凝管，为防止炸裂冷凝管，水应从下口进上口出．
2根据酯的温度知，温度应控制在126.1℃．
故答案为：冷凝管；下；126.1℃．
Ⅲ．正丁醇的质量=0.810 g/mL×11.5mL=9.315g；冰醋酸的质量=1.049g/mL×9.4mL=9.86g；
先根据方程式判断哪种物质过量，以不足量的为标准进行计算．
理论上9.315g正丁醇完全反应生成酯的质量为xg，生成1.8g水时同时生成酯的质量是yg．
乙酸和正丁醇的反应方程式为CH3COOH+CH3CH2CH2CH2OH
60g 74g 116g 18g
9.315g xg
yg 1.8g
所以x=14.6
y=11.6
乙酸正丁酯的产率=
故答案为79.4%．
写出下列反应方程式
（1）苯乙烯的加聚反应：___________________；
（2）甲苯与浓硫酸、浓硝酸的混合酸在100℃时生成三取代产物：________________；
（3）2-氯丙烷与氢氧化钠水溶液共热：_____________________；
（4）向苯酚钠溶液中通入过量二氧化碳：__________________；
（5）丙醛发生银镜反应：____________________；
（6）对苯二甲酸和乙二醇作用形成高分子酯：___
（7）2-甲基-1-丁醇发生消去反应_____________________
正确答案
（1）苯乙烯发生加聚反应生成聚苯乙烯，该反应为
，故答案为：
（2）发生取代反应生成2，4，6-三硝基甲苯，该反应为
故答案为：
（3）发生水解反应生成2-丙醇，该反应为CH3CHClCH3+H2O 
（4）反应生成苯酚和碳酸氢钠，该反应为C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3，故答案为：C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3；
（5）反应生成丙酸氨、Ag、氨气、水，该反应为CH3CH2CHO+2Ag（NH3）2OH→CH3CH2COONH4+H2O+2Ag+3NH3↑，故答案为：CH3CH2CHO+2Ag（NH3）2OH→CH3CH2COONH4+H2O+2Ag+3NH3↑；
（6）发生缩聚反应生成聚酯，该反应为
n
故答案为：
（7）发生消去反应2-甲基-1-丁烯，该反应为OHCH2CH（CH3）CH2CH3
2011年是伟大的化学家、1954年诺贝尔化学奖得主、著名的化学结构大师、20世纪的科学怪杰鲍林(Linus Pauling)教授诞辰110周年(1901～ 1994)。1994年这位世纪老人谢世，人们打开他的办公室，发现里面有一块黑板，画得满满的，其中一个结构式如图，老人为什么画这个结构式？它是生命前物质吗？它有什么性质？这是鲍林留给世人的一个谜，也许这是一个永远无法揭开的谜，也许你有朝一日能揭开它。不管结果如何，让我们对这个结构式试作一番考察
(1)它的分子式是__________。
(2)它的所有原子是否处于同一个平面上？__________
(3)它是否带有电荷？____________。
(4)该分子中sp杂化的N原子有____个；sp2杂化的N原子有______个；sp3杂化的N原子有____个。
正确答案
(1)C6H2O2N10 (2)是
(3)否
(4)1；9；0
乙二胺四乙酸(EDTA)及其盐是常用于定量检测和分析金属离子的重要试剂。EDTA的阴离子可简写为Y4-，它与一些金属离子反应生成稳定的金属有机化合物离子：M2++Y-＝(MY)2-；M3++Y4-＝(MY)-。两反应的平衡常数分别记作K[(MY)2-] 和K[(MY)-] 已知：Zn2+遇二甲酚橙显红色，且Zn(CH3COO)2易电离试根据上述信息，回答下列问题。
（1）(MY)x-的结构简式如下图，该离子中与金属离子相连接的有6个共价键，则该离子结构中共含有____个五元环。
（2）现称取某铝盐试样0.2500g，将其溶于水后加入0.05000 mol/L EDTA溶液25.00mL，在适当条件下充分反应后，调节溶液的pH为5～6，加入指示剂二甲酚橙，再用0.02000 mol/L的Zn(CH3COO)2溶液25.00mL 滴定至终点，
问：达到终点的标志是_________________________；求该试样中铝元素的质量分数______________。
（3）有一起始含0.01 mol/L的M2+、0.5 mol/LEDTA(Y4-)和0.001 mol/L的S2-的溶液，判断在该溶液中能否产生金属硫化物(MS)沉淀。
正确答案
（1）5
（2）溶液由无色变为红色,且半分钟内不褪色；8.100%
（3）能；不能
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