Question

【題目】甲醇(CH3OH )是一種用途廣泛的基礎(chǔ)有機(jī)原料和優(yōu)質(zhì)燃料。

（1）甲醇可以在銅作催化劑的條件下直接氧化成甲醛(HCHO)

①基態(tài)Cu原子的價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為_____,其核外電子共占據(jù)_____個(gè)能級(jí)。

②甲醇和甲醛中碳原子的雜化方式分別為_____,其組成元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?/span>________.

（2）在一定條件下,甲醇(沸點(diǎn)64.7℃)可轉(zhuǎn)化為乙酸甲酯(CH3COOCH3,佛點(diǎn)57.1℃)

①乙酸甲酯分子中心鍵和節(jié)鍵的個(gè)數(shù)之比為_________；

②甲醇與乙酸甲酯的混合物因沸點(diǎn)接近而不易分離，工業(yè)上用蒸餾的方法分離二者時(shí)常先加適量水,理由為______________。

（3）科研團(tuán)隊(duì)通過皮秒激光照射懸浮在甲醇溶液中的多臂碳納米管合成T一碳,T-碳的晶體結(jié)構(gòu)可以看成金剛石晶體中每個(gè)碳原子被- 一個(gè)由四個(gè)碳原子組成的正四面體結(jié)構(gòu)單元取代,如圖所示。

①T-碳與金剛石互稱為_________;一個(gè)T-碳晶胞中含有______個(gè)碳原子。

②T-碳的密度非常小,約為金剛石的一半。試計(jì)算T-碳晶胞的邊長(zhǎng)和金剛石品胞的邊長(zhǎng)之比為________。

Answer 1

【答案】 7 sp3、sp2 H、C、O 10：1 乙酸甲酯不易與水形成氫鍵，而甲醇易與水形成氫鍵使甲醇沸點(diǎn)升高，使得乙酸甲酯容易從混合物中蒸出 同素異形體 32 2:1

【解析】（1）①Cu元素為29號(hào)元素，原子核外有29個(gè)電子，所以核外電子排布式為：1s22s22p63s23p63d104s1，，價(jià)層電子的軌道表達(dá)式為，其核外電子共占據(jù)7個(gè)能級(jí)；②甲醇中碳原子的雜化方式為 sp3，而甲醛中碳原子的雜化方式為 sp2，元素非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大，則其組成元素C、H、O的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?/span>H、C、O；（2）在一定條件下,甲醇(沸點(diǎn)64.7℃)可轉(zhuǎn)化為乙酸甲酯(CH3COOCH3,佛點(diǎn)57.1℃)

①乙酸甲酯分子中除了碳氧雙鍵中含一個(gè)鍵和一個(gè)鍵外，另有9個(gè)鍵，故鍵和鍵的個(gè)數(shù)之比為10：1；②甲醇與乙酸甲酯的混合物因沸點(diǎn)接近而不易分離，乙酸甲酯不易與水形成氫鍵，而甲醇易與水形成氫鍵使甲醇沸點(diǎn)升高，使得乙酸甲酯容易從混合物中蒸出，故工業(yè)上用蒸餾的方法分離二者時(shí)常先加適量水；（3）①T-碳與金剛石是由碳形成的不同單質(zhì)，互稱為同素異形體；金剛石的晶胞是18個(gè)碳原子（頂點(diǎn)8個(gè),面心上下左右前后6個(gè),體內(nèi)兩層對(duì)角線各2個(gè)共4個(gè)）,運(yùn)用切割法, 一個(gè)晶胞中的應(yīng)是個(gè)碳原子；T-碳的晶體結(jié)構(gòu)可以看成金剛石晶體中每個(gè)碳原子被- 一個(gè)由四個(gè)碳原子組成的正四面體結(jié)構(gòu)單元取代，故含有碳個(gè)數(shù)為32個(gè)；②T-碳的密度非常小，約為金剛石的一半，而根據(jù)構(gòu)成原子的數(shù)目，質(zhì)量為金剛石的4倍，根據(jù)V=，T-碳晶胞的體積應(yīng)該是金剛石的8倍，而邊長(zhǎng)=，則邊長(zhǎng)為金剛石的2倍，即T-碳晶胞的邊長(zhǎng)和金剛石品胞的邊長(zhǎng)之比為2：1。