Question

【題目】氫能作為理想的清潔能源之一，已經(jīng)受到世界各國的普遍關注。氫的存儲是氫能應用的主要瓶頸，目前所采用或正在研究的主要儲氫方法有：配位氫化物儲氫、碳質(zhì)材料儲氫、合金儲氫、多孔材料儲氫等。

請回答下列問題：

（1）氨硼烷( NH3BH3)是一種潛在的儲氫材料，它可由六元環(huán)狀化合物(HB=NH)3通過3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3制得。

①B、C、N、O第一電離能由大到小的順序為_____________，CH4、H2O、CO2鍵角由大到小的順序為_________________。

②1個(HB=NH)3分子中有______個σ鍵。與(HB=NH)3互為等電子體的分子為________(填分子式)。

③反應前后碳原子的雜化軌道類型分別為__________、____________。

④氨硼烷在高溫下釋放氫后生成的立方氮化硼晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，但熔點比金剛石低，原因是___________________________。

（2）一種儲氫合金由鎳和鑭(La)組成，其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。

①Ni 的基態(tài)原子核外電子排布式為_______________。

②該晶體的化學式為_______________。

③該晶體的內(nèi)部具有空隙，且每個晶胞的空隙中儲存6個氫原子比較穩(wěn)定。已知：a=m pm，c=n pm；標準狀況下氫氣的密度為ρg·cm-3；阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。若忽略吸氫前后晶胞的體積變化，則該儲氫材料的儲氫能力為______________。 (儲氫能力=)

【答案】 N>O>C>B CO2>CH4>H2O 12 C6H6 sp3 sp B—N鍵的鍵長大于C—C鍵的，鍵能小于C—C鍵的(指出鍵長或鍵能關系均給分) 1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 LaNi5 （或）

【解析】（1）考查第一電離能的規(guī)律、鍵角的大小、化學鍵數(shù)目的判斷、雜化類型的判斷，晶體熔沸點高低的判斷，①同周期從左向右第一電離能增大，但IIA>IIIA，VA>VIA，因此第一電離能大小順序是N>O>C>B；CH4的鍵角是109°28′，H2O的鍵角是105°，CO2的鍵角是180°，順序是CO2>CH4>H2O；②成鍵原子間只能形成一個σ鍵，(HB=NH)3為六元環(huán)狀化合物，因此1個(HB=NH)3中含有σ鍵個數(shù)為12個；根據(jù)等電子體的概念以及(HB=NH)3為六元環(huán)狀化合物，推出等電子體的分子為C6H6；③反應前C為sp3雜化，反應后碳原子為sp雜化；③立方氮化硼晶體具有類似金剛石的結(jié)構(gòu)，即立方氮化硼晶體為原子晶體，比較原子晶體熔沸點通過鍵長、鍵能考慮，B—N鍵的鍵長大于C—C鍵的，鍵能小于C—C鍵，因此立方氮化硼的熔沸點低于金剛石；（2）考查電子排布式、晶胞的計算，①Ni位于第四周期VIII族，28號元素，Ni的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；②La位于頂點，個數(shù)為8×1/8=1，Ni位于面上和體心，個數(shù)為8×1/2＋1=5，化學式為LaNi5；③氫氣的質(zhì)量為g，晶胞的體積為(m×10－10×m×10－10×n×10－10×sin60°)cm3，則儲氫后氫氣的密度為g/cm3，因此儲氫材料故的儲氫能力為（或）。

點睛：本題的難點是儲氫能力的計算，雖然題目中告訴學生儲氫能力計算的公式，但學生對儲氫后氫氣的密度理解不透，無法進行計算，其實儲氫后氫氣的密度就是讓求出晶胞中氫氣的質(zhì)量，與晶胞體積的比值，跟平時練習晶胞密度的計算是一樣的，只不過本題求的質(zhì)量是氫氣的質(zhì)量。

【題型】綜合題
【結(jié)束】
12

【題目】G是一種新型香料的主成分之一，其結(jié)構(gòu)中含有三個六元環(huán)。G 的合成路線如下圖所示(部分產(chǎn)物和反應條件已略去)。

已知：①RCH=CH2+CH2=CHR'CH2=CH2+RCH=CHR'；

②B的核磁共振氫譜圖顯示分子中有6種不同環(huán)境的氫原子；

③D和F是同系物。

請回答下列問題：

（1）根據(jù)系統(tǒng)命名法，(CH3)2C=CH2的名稱為_____________。

（2）A→B反應過程中涉及的反應類型分別為_______________、_________________。

（3）生成E的化學方程式為______________________________。

（4）G的結(jié)構(gòu)簡式為_________________。

（5）寫出一種同時滿足下列條件的F的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式：_________________。

①與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應；②苯環(huán)上有兩個取代基，含C=O鍵；③能發(fā)生水解反應；④核磁共振氫譜有4組峰。

（6）模仿由苯乙烯合成F的方法，寫出由丙烯制取a-羥基丙酸() 的合成路線：____________________________。

Answer 1

【答案】 2-甲基-1-丙烯(或2-甲基丙烯，或甲基丙烯) 取代反應 加成反應 （或） (或)

【解析】考查有機物的推斷和合成，（1）根據(jù)烯烴的命名原則，(CH3)2C=CH2的名稱為2-甲基-1-丙烯(或2-甲基丙烯，或甲基丙烯)；（2）根據(jù)信息①，以及A反應的產(chǎn)物，因此A的結(jié)構(gòu)簡式為，對比A和產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式，A生成反應類型為取代反應，對比分子式，比B多了一個HCl，發(fā)生的反應是加成反應，B的結(jié)構(gòu)簡式可能是或者，因為B的核磁共振氫譜有6種不同環(huán)境的氫原子，因此B的結(jié)構(gòu)簡式為，B生成C發(fā)生鹵代烴的水解反應，即C的結(jié)構(gòu)簡式為，C生成D發(fā)生氧化反應，即D的結(jié)構(gòu)簡式為，苯乙烯與HO－Br發(fā)生加成反應，E的結(jié)構(gòu)簡式為或，前者被氧化成，后者被氧化成，后者不符合信息，E的結(jié)構(gòu)簡式為，E的產(chǎn)物是，F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為；（3）根據(jù)（2）的分析，生成E的反應方程式為；（4）G有三個六元環(huán)，生成G發(fā)生的酯化反應，即G的結(jié)構(gòu)簡式為/span>（或） ；（5）與FeCl3發(fā)生顯色反應，說明含有酚羥基，苯環(huán)上有連個取代基，含C=O鍵，能發(fā)生水解，說明含有酯基，核磁共振氫譜有4種氫原子是兩個取代基處于對位，即符合條件的結(jié)構(gòu)簡式為 (或) ；（6）丙烯先于HO－Br發(fā)生加成反應，然后氧化，最后發(fā)生水解，即合成路線是。