Question

選做題，本題有A、B兩題，分別對應于“物質結構與性質”和“實驗化學”兩個選修模塊的內容，請選擇其中一題作答，并把所選題目對應字母后的方框涂黑．若兩題都作答，將按A題評分．


A．可以由下列反應合成三聚氰胺：
CaO+3C

高溫  .

CaC₂+CO↑       CaC₂+N₂

高溫  .

CaCN₂+C↑    CaCN₂+2H₂O=NH₂CN+Ca（OH）₂，NH₂CN與水反應生成尿素[CO（NH₂）₂]，尿素合成三聚氰胺．
（1）寫出與Ca在同一周期且最外層電子數相同、內層排滿電子的基態(tài)原子的電子排布式：
______．CaCN₂中陰離子為CN₂^2-，與CN₂^2-互為等電子體的分子有N₂O和______（填化學式），由此可以推知CN₂^2-離子的空間構型為______．
（2）尿素分子中C原子采取______雜化．尿素分子的結構簡式是______，其中碳氧原子之間的共價鍵是______（填字母）
A．2個σ鍵          B．2個π鍵          C．1個σ鍵、1個π鍵
（3）三聚氰胺（

）俗稱“蛋白精”．動物攝入三聚氰胺和三聚氰酸（  

  ）后，三聚氰酸與三聚氰胺分子相互之間通過______結合，在腎臟內易形成結石．
（4）CaO晶胞如圖A所示，CaO晶體中Ca²⁺的配位數為______．CaO晶體和NaCl晶體的晶格能分別為：CaO 3401kJ/mol、NaCl 786kJ/mol．導致兩者晶格能差異的主要原因是______．
B．實驗室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯．有關物質的物理性質如下表．請回答有關問題．

化合物	密度/g?cm-3	沸點/℃	溶解度/100g水
正丁醇	0.810	118.0	9
冰醋酸	1.049	118.1	∞
乙酸正丁酯	0.882	126.1	0.7

Ⅰ．乙酸正丁酯粗產品的制備
在干燥的50mL圓底燒瓶中，裝入沸石，加入11.5mL正丁醇和9.4mL冰醋酸，再加3～4滴濃硫酸．然后安裝分水器（作用：實驗過程中不斷分離除去反應生成的水）、溫度計及回流冷凝管，加熱冷凝回流反應．
（1）本實驗過程中可能產生多種有機副產物，寫出其中兩種的結構簡式：______、______．
（2）實驗中為了提高乙酸正丁酯的產率，采取的措施是：______、______．
Ⅱ．乙酸正丁酯粗產品的制備
（1）將乙酸正丁酯粗產品用如下的操作進行精制：①水洗  ②蒸餾  ③用無水MgSO₄干燥 ④用10%碳酸鈉洗滌，正確的操作步驟是______（填字母）．
A．①②③④B．③①④②C．①④①③②D．④①③②③
（2）將酯層采用如圖B所示裝置蒸餾．
1．出圖中儀器A的名稱______．冷卻水從______口進入（填字母）．
2．②蒸餾收集乙酸正丁酯產品時，應將溫度控制在______左右．
Ⅲ．計算產率
測量分水器內由乙酸與正丁醇反應生成的水體積為1.8mL，假設在制取乙酸正丁酯過程中反應物和生成物沒有損失，且忽略副反應，計算乙酸正丁酯的產率______．

Answer 1

A（1）與Ca在同一周期且最外層電子數相同、內層排滿電子的基態(tài)原子是鋅，根據構造原理，基態(tài)的鋅原子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；與CN₂^2-互為等電子體的分子有N₂O和CO₂；等電子體具有相同的價電子數、原子總數，結構相似，二氧化碳分子是直線型，所以CN₂^2-離子的空間構型是直線型．
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²或[Ar]3d¹⁰4s²；CO₂；直線型．
（2）CO（NH₂）₂分子中中心原子C原子上含有三個σ鍵一個π鍵，所以空間構型是平面三角形的，碳原子采取sp²雜化，尿素分子的結構簡式是



，其中碳氧原子之間的共價鍵是1個σ鍵、1個π鍵
，故選C．
故答案為：sp²，



，C．
（3）三聚氰酸與三聚氰胺分子相互之間能形成氫鍵，所以是通過分子間氫鍵結合，在腎臟內易形成結石．
故答案為分子間氫鍵．
（4）以鈣離子為中心，沿X、Y、Z三軸進行切割，結合圖片知，鈣離子的配位數是6；
晶格能大小與離子帶電量成正比，CaO晶體中Ca ²⁺、O ^2-的帶電量大于NaCl晶體中Na⁺、Cl^-的帶電量，導致氯化鈉的晶格能大于氧化鈣的晶格能．
故答案為：6，CaO晶體中Ca ²⁺、O ^2-的帶電量大于NaCl晶體中Na⁺、Cl^-的帶電量．
BⅠ（1）醇在一定條件下能發(fā)生分子內或分子間脫水生成醚或烯烴，所以該條件下，正丁醇能發(fā)生分子間脫水形成醚CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃，也能形成分子內脫水生成正丁烯CH₂=CHCH₂CH₃．
故答案為：CH₃CH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂CH₃；CH₂=CHCH₂CH₃．
（2）實驗中為了提高乙酸正丁酯的產率，使反應向正反應方向移動，所以采取的措施是用分水器及時移走反應生成的水，減少生成物的濃度；使用過量醋酸，提高正丁醇的轉化率．
故答案為：用分水器及時移走反應生成的水，減少生成物的濃度；使用過量醋酸，提高正丁醇的轉化率．
Ⅱ．（1）因為正丁醇和乙酸都具有揮發(fā)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%碳酸鈉洗滌除去乙酸；
第三步用水洗滌除去碳酸鈉溶液；
第四步用無水硫酸鎂干燥除去水；
第五步蒸餾，制得較純凈的酯．
 故選C．
（2）1起冷凝作用的儀器名稱是冷凝管，為防止炸裂冷凝管，水應從下口進上口出．
2根據酯的溫度知，溫度應控制在126.1℃．
故答案為：冷凝管；下；126.1℃．
Ⅲ．正丁醇的質量=0.810 g/mL×11.5mL=9.315g；冰醋酸的質量=1.049g/mL×9.4mL=9.86g；
先根據方程式判斷哪種物質過量，以不足量的為標準進行計算．
理論上9.315g正丁醇完全反應生成酯的質量為xg，生成1.8g水時同時生成酯的質量是yg．
乙酸和正丁醇的反應方程式為CH₃COOH+CH₃CH₂CH₂CH₂OH

濃硫酸

△

CH₃COOCH₂CH₂CH₂CH₃+H₂O
                           60g     74g              116g            18g
                                   9.315g           xg
                                                    yg             1.8g
  
所以x=14.6
y=11.6
乙酸正丁酯的產率=

11.6g

14.6g

×100%=79.4%．
故答案為79.4%．