Question

【題目】[化學——選修3：物質結構與性質]（15分）

鋅是人體必需的微量元素之一，起著極其重要的作用，回答下列問題：

（1）請寫出Zn2+的核外電子排布式_____________________。

（2）ZnCl2熔點為275 ℃，而CaCl2的熔點為782 ℃，請分析熔點不同的原因：_________。

（3）Zn2+能與多種微粒形成配合物，如Zn2+與CNO可形成[Zn(CNO)4]2，[Zn(CNO)4]2中配位原子為__________，[Zn(CNO)4]2的組成中非金屬元素的電負性大小順序為____________；Zn2+與CN可形成[Zn(CN)4]2，[Zn(CN)4]2中σ鍵、π鍵和配位鍵的個數比為________；配合物Zn(NH3)4CO3中陰離子的空間構型為____________，N原子的雜化方式為____________。

（4）Zn與S所形成化合物的晶胞如圖1所示，圖2為晶胞沿y軸的投影1∶1平面圖：

①晶胞中S原子的配位數為_________。

②晶胞中最近的兩個S原子之間的距離為_______pm。

③設阿伏加德羅常數的值為NA，則該晶胞的密度是__________g·cm3（列出計算表達式）。

[化學——選修5：有機化學基礎]（15分）

哌替啶鹽酸鹽G有鎮痛作用，其合成路線如下。回答下列問題：

（1）寫出A的結構簡式：________；B中含有碳碳雙鍵，則B的名稱為_____________。

（2）G中含氧官能團名稱為____________；B→C的反應類型為_________________。

（3）E的結構簡式為_____________。

（4）寫出C→D的化學方程式：_______________________________________。

（5）M與E互為同分異構體，符合下列條件的M有______種。

①屬于芳香α-氨基酸；

②含有兩個六元環。

其中一種同分異構體，—NH2被H原子取代后，除苯基上H原子外，其他核磁共振氫譜的峰面積比為4∶4∶1∶1∶1，該同分異構體的結構簡式為______________。

（6）請結合以上合成路線，寫出以H3CNHCH2Cl和CH2=CHCl及上述流程中出現的物質為原料合成的路線______________________。

Answer 1

【答案】1s22s22p63s23p63d10（或[Ar]3d10）（1分） CaCl2為典型的離子化合物，而ZnCl2雖為離子化合物，但有明顯的共價性（1分） O（1分） O > N >C（1分） 2∶2∶1（2分） 平面三角形（2分） sp3（1分） ①4（1分） ②2a（2分） ③（3分） CH≡CH（1分） 氯乙烯（1-氯乙烯）（1分） 酯基（1分） 加成反應（1分） （2分） （2分） 3（1分） （2分） （4分）

【解析】

[化學——選修3：物質結構與性質]

（1）Zn的原子序數為30，其核外電子排布式為[Ar]3d104s2，Zn2+是鋅原子失去2個電子所形成的，Zn2+的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。

（2）Ca的金屬性比Zn的強，Ca、Zn與氯形成CaCl2、ZnCl2，其中CaCl2為典型的離子化合物，熔點比較高，而ZnCl2雖為離子化合物，但因Zn的活潑性比較弱，形成的ZnCl2有明顯的共價性，使ZnCl2熔點比CaCl2低。

（3）配位原子必須能提供孤電子對，而CNO結構中，O能提供孤電子對，故配位原子為O原子，[Zn(CNO)4]2中非金屬元素為C、N、O，同一周期從左至右，電負性逐漸增大，它們的電負性大小順序為O> N>C，一個[Zn(CN)4]2中Zn與4個CN間有4個配位鍵即4個σ鍵，每個CN之間存在一個σ鍵和2個π鍵，σ與π和配位鍵的個數為8、8、4，比值為 2∶2∶1。Zn(NH3)4CO3中陰離子為，是平面三角形，NH3中的N是sp3雜化。

（4）①根據圖可看出每一個S周圍有4個Zn，配位數為4。②最近的兩個S原子之間的距離是面對角線的一半，根據圖2可知面對角線長為4a pm。最近的兩個S原子之間的距離是2a pm。③晶胞中Zn的個數為頂點8×=1，面心6×=3，共4個，S在內部，共4個，化學式為ZnS，式量為65+32，設晶胞邊長為d pm，=4a，d=，ρd3NA=4(65+32)span>，ρ = g·cm3。

[化學——選修5：有機化學基礎]

（1）根據A→B→C，可看出A與HCl和H3CNH2發生連續加成反應，所以A含有碳碳叁鍵，為乙炔，結構簡式為CH≡CH，B中含有碳碳雙鍵，是A與HCl加成所得，所以B為氯乙烯。

（2）根據合成路線可知，G中含氧官能團為酯基，B生成C，發生加成反應。

（3）根據D、F的結構，可知E中含羧基，得出E的結構簡式為 。

（4）C生成 D發生了取代反應，方程式為：

。

（5）苯環在1，2，3位時都滿足條件，即，中—NH2被H代替后為，除苯環外，其他C原子上的H原子個數如下：，核磁共振氫譜峰面積比正好為4∶4∶1∶1∶1。

（6）利用題干B→C→D→E→F的反應原理，B→C為雙加成反應，而所設計的合成路線中為單加成反應，題干中C→D和所設計合成路線中一樣均為雙取代反應，題干中D→E→F與所設計合成路線中一樣均為水解、酯化反應，所以合成路線為：