内容正文:
2023-2024学年河南省南阳市九校联盟高二下学期质量检测
化学试卷
考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共16小题,共48分。
1. “化学,让生活更美好。”在下表中,生活中的物质与所属类别不对应的是
生活中的物质
所属类别
A.盐
B.高分子化合物
C.糖类
D.混合物
A. A B. B C. C D. D
2. 下列有关共价键的说法错误的是
A. H2O2中只有σ键没有π键
B. 所有σ键的强度都比π键的大
C. 卤化氢中H-F键的键能最大
D. 键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得
3. 广东汉乐历史悠久,通常使用的乐器有唢呐、椰胡、琵琶和大鼓等。下列相关描述错误的是
A. 唢呐的主要材料为黄铜,黄铜属于合金
B. 制作椰胡的椰子壳富含纤维素,纤维素与淀粉互为同分异构体
C. 琵琶的弦线多用尼龙线制作,尼龙属于化学合成纤维
D. 大鼓的鼓面常用牛皮制作,牛皮富含蛋白质,蛋白质属于高分子化合物
4. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态碳原子的轨道表示式:
B. 的电子式:
C. 乙烯的球棍模型:
D. 异丁烷的结构简式:
5. 化学使生活更加美好。下列关于生产活动中,相应化学原理的解读错误的是
选项
生产活动
化学原理
A
工业生产的三氯蔗糖可代替蔗糖作甜味剂,供糖尿病患者食用
三氯蔗糖甜度高、代谢产生的热量低、安全性好
B
用重油裂解制备有机化工原料
重油裂解属于物理变化
C
家用筷子用高温蒸煮消毒
高温条件下,蛋白质变性
D
开发离子液体用作电化学研究的电解质
离子液体具有良好的导电性
A. A B. B C. C D. D
6. 物质的聚集状态与其性能之间关系密切。下列说法错误的是
A. 等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成,具有良好的导电性和流动性
B. 大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子,呈液态,难挥发
C. 液晶既具有液体的流动性,又具有类似晶体的各向异性
D. 圆形容器中结出的冰是圆形的,体现了晶体的自范性
7. 准确称取4.4 g某有机物样品X(只含C、H、O三种元素),将有机物X经充分燃烧后的产物依次通过浓硫酸和碱石灰,二者质量分别增加3.6 g和8.8 g。又知有机物X的质谱图和红外光谱图分别如图所示,则该有机物的结构简式可能为
A. CH3CH2CH2COOH
B. CH3COOCH2CH3
C. CH3COCH2CH3
D. CH3COOCH3
8. 短周期元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如表所示,戊对应的氧化物具有两性。下列判断正确的是
甲
乙
丙
丁
戊
A. 原子半径:丙<丁<戊
B. 金属性:甲>丙
C. 丙与氧元素组成的化合物只能含有离子键
D. 丁的基态原子的电子排布式为
9. 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 24g石墨中含有0.6个C—C键
B. 1mol二氧化硅固体中含有2个σ键
C. 标准状况下含有2.6个质子
D. 0.6mol铁单质与水蒸气高温条件下完全反应,该反应转移1.6个电子
10. 下列说法正确的是
A. 中含有醛基,所以该物质属于醛
B. 间二氯苯只有1种结构能证明苯分子中6个碳原子之间的键完全相同
C. 的名称为2-羟基-4-甲基己烷
D. 存在属于芳香族化合物的同分异构体
11. 某有机物M的结构简式如图所示,若等物质的量的M在一定条件下分别与金属钠、氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液反应,则消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之比为
A. 1:1:1 B. 2:4: 1 C. 1:2: 1 D. 1 :2:2
12. 实验是化学学科的基础。下列实验室制备,收集氨的装置能达到相应实验目的的是
实验装置
实验目的
A.制备氨
B.干燥氨
C.收集氨
D.吸收尾气
A. A B. B C. C D. D
13. 槟榔中含有槟榔碱,其结构简式如图所示,下列有关槟榔碱的说法正确的是
A. 槟榔碱的化学式为C8H12NO2
B. 槟榔碱能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 1 mol槟榔碱最多能与2 mol H2发生加成反应
D. 槟榔碱与槟榔次碱( )互为同系物
14. 下列实验不能达到预期目的是
①乙醇和30%的硫酸共热到170℃制乙烯
②用溴水除去混在苯中的乙烯,分液得到纯净的苯
③将溴乙烷加入NaOH溶液中共热,冷却后滴入AgNO3溶液,以此检验溴乙烷中的溴元素
④将电石与水反应产生的乙炔通入溴水中,溴水褪色,证明乙炔和Br2发生了加成反应
⑤将2%的NaOH溶液4~6滴,滴入2mL10%的CuSO4溶液中制得Cu(OH)2悬浊液,用作检验醛基的试剂
A. ①②③④⑤ B. ②④ C. ①③⑤ D. ①②③⑤
15. 2022年诺贝尔化学奖授予了在点击化学和生物正交化学方面做出贡献的科学家。一种点击化学反应如图所示(代表苯环),用表示阿伏伽德罗常数。下列说法正确的是
A. 该反应的原子利用率为100%
B. Y物质中碳原子都采取杂化
C. 标准状况下,物质含有个手性碳原子
D. X物质能发生消去反应,不能发生氧化反应
16. 乙酸苯甲酯可作茉莉、白兰、月下香等香精的调和香料。它可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 有机物C和乙醇属于同系物,均能发生催化氧化反应
B. 有机物A中碳原子均采用sp3杂化
C. 可用氢氧化钠溶液除去乙酸苯甲酯中混有的有机物B
D. 甲苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色,但能使酸性高锰酸钾溶液褪色
第II卷(非选择题)
二、简答题:本大题共4小题,共52分。
17. 聚醋酸乙烯酯(A)难溶于水,可用作白乳胶、塑料薄膜和涂料等,用它可得到聚乙烯醇(B)聚乙烯醇水溶液可用作医用滴眼液。合成路线如图:
已知:I.RCOOR'+R''OHRCOOR''+R'OH(R、R'、R''为经基,且R'与R''不同)
II.羟基与双键碳原子直接相连时,易发生如图转化:
→
III.R-CH2-COOH
(1)试剂a的结构简式为_______。
(2)M的同分异构体中属于不饱和羧酸的有_______种(考虑顺反异构)。
(3)A生成B的反应类型为_______,A生成B的过程中还会生成_______(填结构简式)。
(4)M在酸性条件下水解可生成碳原子数相同的两种有机物D和E,D能发生银镜反应。
①D发生银镜反应的化学方程式为_______。
②N是E的同系物,N可通过如图转化制备G:
F的名称为______;两分子G反应可生成六元环状化合物H,H的结构简式为______;G的聚合物是一种可生物降解的高分子材料,生成该聚合物的化学方程式为______。
18. 辉铜矿主要成分为,此外还含有少量等杂质,软锰矿主要含有,以及少量等杂质,研究人员综合开发利用这两种资源,用同槽酸浸湿法冶炼工艺,制备硫酸锰晶体和碱式碳酸铜,主要工艺流程如图所示:
已知:①有较强的氧化性,能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫。
②,常温稳定,在热水中会分解生成。
③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的范围如表所示。
离子
开始沉淀
1.5
8.3
4.4
完全沉淀
3.2
9.8
6.4
①可溶于冷水、易溶于沸水,不溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,为了提高投取率可采取的措施有_____(写出其中一条),中铜元素的化合价为_____。
(2)“酸浸”时,得到的浸出液中主要含有等,写出该反应的化学方程式:_____。
(3)调节浸出液至4时得到的沉淀物是_____(填化学式)。
(4)已知铜原子的原子序数为29,写出基态原子核外电子排布式:_____。
(5)写出与稀反应的离子方程式_____。
(6)获得的晶体需要进一步洗涤、干燥,洗涤时应用_____洗涤。
19. 司匹林是常用的解热镇痛药。以水杨酸与乙酸醉[CH3CO)2O]为主要原料合成阿司匹林的反应原理如图:
(水杨酸)+(CH3CO)2O(乙酸酐) (阿司匹林)+CH3COOH
已知:
I.反应:n (水杨酸) (聚合物)+(n-1)H2O
II.水杨酸聚合物难溶于水,不溶于NaHCO3溶液。
III.主要试剂和产品的物理常数如表:
名称
相对分子质量
水溶性
水杨酸
138
微溶
乙酸酐
102
反应生成醋酸
阿司匹林
180
微溶
实验室中合成少量阿司匹林的操作步骤如下:
①物质制备:用如图所示装置进行制备。向三颈烧瓶中依次加入6.9g水杨酸、10mL乙酸酐(密度为1.10g/cm3)、0.5mL浓硫酸,在85~90℃条件下,加热5~10min。
②产品结晶:冷却,加入一定量的冰水,抽滤,并用冰水洗涤沉淀2~3次,低温干燥,得阿司匹林粗产品。
③产品提纯:向阿司匹林粗品中缓慢加入饱和碳酸氢钠溶液,不断搅拌至无气泡产生;抽滤,洗涤沉淀,将洗涤液与滤液合并;合并液用浓盐酸酸化,冷却析出晶体,抽滤;冰水洗涤,低温干燥;将晶体进一步纯化得阿司匹林7.2g。
(1)装置中仪器a的名称为______,制备过程的加热方式为______。
(2)步骤①使用的三颈烧瓶必须干燥,原因为______(用化学方程式表示)。
(3)步骤②中使用冰水的目的为分_______。
(4)步骤③中低温干燥所得晶体中混有的主要杂质成分为______,实验室中检验该杂质所用的试剂为______,晶体进一步纯化的方法为______。
(5)阿司匹林的产率为______。
20. 铁、钴、镍、铜及其化合物在机械制造、磁性材料、新型电池或高效催化剂等许多领域都有着广泛的应用。
(1)磷酸铁锂可用作电池的正极材料。
①基态Fe2+与Fe3+中未成对的电子数之比为______。
②PO的空间结构为______。
(2)高密度磁记录材料纳米钴(Co)可通过亚肼(N2H2)还原氯化亚钴来制备。亚肼(N2H2)分子中四个原子都在一个平面上,和是亚肼的两种同分异构体,其中分子的极性:前者______后者(填“>”或“<”)。
(3)实验室常用镍试剂检验Ni2+,可观察到鲜红色沉淀。该沉淀的结构如图所示:
①该沉淀中不存在的作用力类型为______(填选项字母)。
A.配位键 B.氢键 C.金属键 D.σ键 E.π键
②该沉淀中Ni2+的配位数为______。
(4)向CuSO4溶液中逐滴加入氨水,最后可得到深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4溶液。
①比较NH3和[Cu(NH3)4]2+中H-N-H键角的大小:NH3______[Cu(NH3)4]2+填“>”“=”或“<”)。
②1mol[Cu(NH3)4]2+中σ键的数目为______。
(5)NiO、FeO的晶胞结构相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO______FeO(填“>”或“<”);已知NiO晶体结构中阴阳离子的配位数均为6,则NiO晶胞的俯视图可能是______(填选项字母)。
A. B. C. D.
(6)一种含有Fe、Cu、S三种元素的矿物的晶胞(如图所示)属于四方晶系(晶胞底面为正方形)。此矿物的化学式为______;若晶胞的底面边长为apm,高为bpm,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体的密度为______g•cm3(写出表达式)。
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2023-2024学年河南省南阳市九校联盟高二下学期质量检测
化学试卷
考试时间:75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题:本大题共16小题,共48分。
1. “化学,让生活更美好。”在下表中,生活中的物质与所属类别不对应的是
生活中的物质
所属类别
A.盐
B.高分子化合物
C.糖类
D.混合物
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.小苏打的成分是碳酸氢钠,属于盐类,物质和类别相对应,故A正确;
B.食用油是高级脂肪酸甘油酯,属于油脂,不是高分子化合物,故B错误;
C.淀粉属于糖类,物质和类别相对应,故C正确;
D.84消毒液是次氯酸钠、氯化钠的混合溶液,属于混合物,故D正确;
故选B。
2. 下列有关共价键的说法错误的是
A. H2O2中只有σ键没有π键
B. 所有σ键的强度都比π键的大
C. 卤化氢中H-F键的键能最大
D. 键长和键角的数值可通过晶体的X射线衍射实验获得
【答案】B
【解析】
【详解】A.H2O2分子中只有单键,则只有σ键没有π键,A正确;
B.σ键的强度不一定比π键的大,如氮气分子中σ键的强度都比π键的小,B错误;
C.H-F的键长是卤化氢中最短的,则H-F的键能是卤化氢中最大的,C正确;
D.通过晶体X射线衍射实验可以测定分子结构中的键长和键角的数值,键角是描述分子立体结构的重要参数,D正确;
故答案为:B。
3. 广东汉乐历史悠久,通常使用的乐器有唢呐、椰胡、琵琶和大鼓等。下列相关描述错误的是
A. 唢呐的主要材料为黄铜,黄铜属于合金
B. 制作椰胡的椰子壳富含纤维素,纤维素与淀粉互为同分异构体
C. 琵琶的弦线多用尼龙线制作,尼龙属于化学合成纤维
D. 大鼓的鼓面常用牛皮制作,牛皮富含蛋白质,蛋白质属于高分子化合物
【答案】B
【解析】
【详解】A.唢呐的主要材料为黄铜,黄铜主要是铜和锌形成的合金,A正确;
B.纤维素和淀粉聚合度不同,不是同分异构体,B错误;
C.琵琶的弦线多用尼龙线制作,尼龙属于化学合成纤维,C正确;
D.大鼓的鼓面常用牛皮制作,牛皮富含蛋白质,蛋白质属于高分子化合物,D正确;
故选B。
4. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态碳原子的轨道表示式:
B. 的电子式:
C. 乙烯的球棍模型:
D. 异丁烷的结构简式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.该轨道表示式违背洪特规则,故A错误;
B.该电子式缺少Cl周围的未成键电子对,故B错误;
C.乙烯中碳与碳之间以双键结合,碳与氢之间单键结合,球棍模型正确,故C正确;
D.异丁烷的结构简式:CH(CH3)3,故D错误;
故选:C。
5. 化学使生活更加美好。下列关于生产活动中,相应化学原理的解读错误的是
选项
生产活动
化学原理
A
工业生产的三氯蔗糖可代替蔗糖作甜味剂,供糖尿病患者食用
三氯蔗糖甜度高、代谢产生的热量低、安全性好
B
用重油裂解制备有机化工原料
重油裂解属于物理变化
C
家用筷子用高温蒸煮消毒
高温条件下,蛋白质变性
D
开发离子液体用作电化学研究的电解质
离子液体具有良好的导电性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.三氯蔗糖甜度远高于蔗糖,使用量少即可达到相同效果,A正确;
B.重油裂解属于化学变化,B错误;
C.高温蒸煮使得蛋白质变性,C正确;
D.离子液体中含有大量自由移动的离子,具有良好的导电性,D正确;
故选B。
6. 物质的聚集状态与其性能之间关系密切。下列说法错误的是
A. 等离子体由电子、阳离子和电中性粒子组成,具有良好的导电性和流动性
B. 大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子,呈液态,难挥发
C. 液晶既具有液体的流动性,又具有类似晶体的各向异性
D. 圆形容器中结出的冰是圆形的,体现了晶体的自范性
【答案】D
【解析】
【详解】A.等离子体是由阳离子、中性粒子、自由电子等多种不同性质的粒子所组成的电中性物质,其中阴离子(自由电子)和阳离子分别的电荷量相等,具有良好的导电性和流动性,A正确;
B.离子液体是指全部由离子组成的液体,大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子,呈液态,难挥发,B正确;
C.液晶状态介于液体和晶体之间,既具有液体的流动性,又具有类似晶体的各向异性,C正确;
D.晶体的自范性就是晶体能自发呈现多面体外形的性质;圆形容器中结出的冰是圆形的是外部容器的形状,不能体现了晶体的自范性,D错误;
故选D。
7. 准确称取4.4 g某有机物样品X(只含C、H、O三种元素),将有机物X经充分燃烧后的产物依次通过浓硫酸和碱石灰,二者质量分别增加3.6 g和8.8 g。又知有机物X的质谱图和红外光谱图分别如图所示,则该有机物的结构简式可能为
A. CH3CH2CH2COOH
B. CH3COOCH2CH3
C. CH3COCH2CH3
D. CH3COOCH3
【答案】B
【解析】
【分析】有机物X经充分燃烧后的产物依次通过浓硫酸和碱石灰,二者质量分别增加3.6 g和8.8 g,浓硫酸吸收水,碱石灰吸收二氧化碳,则X中碳、氢元素的质量分别为8.8 g×=2.4 g、3.6 g×=0.4 g,则氧元素的质量为4.4 g-2.4 g-0.4 g=1.6 g,碳、氢、氧的物质的量之比为∶∶=2∶4∶1,故分子式为(C2H4O)n;由质谱图可知相对分子质量为88,则44n=88,n=2,分子式为C4H8O2;由红外光谱图可知,分子中含有不对称—CH3、C=O、C—O—C,则结构简式为CH3COOCH2CH3, 据此答题。
【详解】根据以上分析B项符合题意,故选B。
8. 短周期元素甲~戊在元素周期表中的相对位置如表所示,戊对应的氧化物具有两性。下列判断正确的是
甲
乙
丙
丁
戊
A. 原子半径:丙<丁<戊
B. 金属性:甲>丙
C. 丙与氧元素组成的化合物只能含有离子键
D. 丁的基态原子的电子排布式为
【答案】D
【解析】
【分析】戊对应的氧化物具有两性可知戊为Al,则甲为Li,乙为Be,丙为Na,丁为Mg。
【详解】A.同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,则原子半径:丙>丁>戊,故A错误;
B.同主族元素从上到下金属性增强,则金属性:甲<丙,故B错误;
C.Na和O可形成Na2O2,其中O原子之间存在共价键,故C错误;
D.丁为Mg,Mg为12号元素,基态原子的电子排布式为,故D正确;
故选:D。
9. 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 24g石墨中含有0.6个C—C键
B. 1mol二氧化硅固体中含有2个σ键
C. 标准状况下含有2.6个质子
D. 0.6mol铁单质与水蒸气高温条件下完全反应,该反应转移1.6个电子
【答案】D
【解析】
【详解】A.石墨中平均1个碳原子形成1.5个碳碳键,24g石墨(物质的量为2mol)中含有3个C—C键,A错误;
B.二氧化硅中1个硅原子能形成4个硅氧σ键,1mol二氧化硅固体中含有4个σ键,B错误;
C.标准状况下乙醇为液体,不能计算其物质的量,C错误;
D.铁单质与水蒸气高温条件下完全反应生成四氧化三铁,电子转移情况为,0.6mol铁单质与水蒸气高温条件下完全反应,该反应转移电子1.6mol,为1.6个电子,D正确;
故选D。
10. 下列说法正确的是
A. 中含有醛基,所以该物质属于醛
B. 间二氯苯只有1种结构能证明苯分子中6个碳原子之间的键完全相同
C. 的名称为2-羟基-4-甲基己烷
D. 存在属于芳香族化合物的同分异构体
【答案】D
【解析】
【详解】A.该物质含酯基,为酯类物质,A错误;
B.无论苯环中碳碳键相同还是单双键交替,间二氯苯都只有1种结构,因此不能证明苯分子中6个碳原子之间的键完全相同,B错误;
C.该物质为醇,命名为4-甲基-2-己醇,C错误;
D.该分子含有7个碳、不饱和度为4,苯环的不饱和度也为4,则存在属于芳香族化合物的同分异构体,D正确;
故选D。
11. 某有机物M的结构简式如图所示,若等物质的量的M在一定条件下分别与金属钠、氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液反应,则消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之比为
A. 1:1:1 B. 2:4: 1 C. 1:2: 1 D. 1 :2:2
【答案】B
【解析】
【详解】钠能与羟基、羧基发生反应,氢氧化钠能与酚羟基、羧基、卤原子、酯基反应,碳酸氢钠只能与羧基反应,且三者的反应数目关系都是1:1;从有机物的结构简式可以看出其中含有一个酚羟基、一个羧基、一个酯基、一个溴原子,故1mol该有机物,钠能反应掉2mol,氢氧化钠4mol,碳酸氢钠可以反应掉1mol,即消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之比为2:4:1,故选B。
12. 实验是化学学科的基础。下列实验室制备,收集氨的装置能达到相应实验目的的是
实验装置
实验目的
A.制备氨
B.干燥氨
C.收集氨
D.吸收尾气
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯化铵受热分解产生氯化氢和氨气,在试管口遇冷后重新生成氯化铵固体,不能制备氨气,实验室备氨气应选用氯化铵固体和氢氧化钙固体加热,故A错误;
B.浓硫酸和氨气反应生成硫酸铵,浓硫酸能吸收氨气,不能用浓硫酸干燥氨气,故B错误;
C.氨气的密度比空气的密度小,应选用向下排空气法收集气,故C错误;
D.氨极易溶于水,为了防止倒吸,可以用球形干燥管吸收氨尾气,故D正确;
故选D。
13. 槟榔中含有槟榔碱,其结构简式如图所示,下列有关槟榔碱的说法正确的是
A. 槟榔碱的化学式为C8H12NO2
B. 槟榔碱能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 1 mol槟榔碱最多能与2 mol H2发生加成反应
D. 槟榔碱与槟榔次碱( )互为同系物
【答案】B
【解析】
【详解】A.从槟榔碱的结构简式可以确定其化学式为C8H13NO2,A错误;
B.槟榔碱含有碳碳双键能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C.碳碳双键能与H2发生加成反应,酯基不能加成,故1 mol槟榔碱最多能与1 mol H2发生加成反应,C错误;
D.其余部分相同,槟榔碱另有酯基,槟榔次碱另有羧基,两者属于不同类物质,结构不相似,不互为同系物,D错误;
故选B。
14. 下列实验不能达到预期目的是
①乙醇和30%的硫酸共热到170℃制乙烯
②用溴水除去混在苯中的乙烯,分液得到纯净的苯
③将溴乙烷加入NaOH溶液中共热,冷却后滴入AgNO3溶液,以此检验溴乙烷中的溴元素
④将电石与水反应产生的乙炔通入溴水中,溴水褪色,证明乙炔和Br2发生了加成反应
⑤将2%的NaOH溶液4~6滴,滴入2mL10%的CuSO4溶液中制得Cu(OH)2悬浊液,用作检验醛基的试剂
A. ①②③④⑤ B. ②④ C. ①③⑤ D. ①②③⑤
【答案】A
【解析】
【详解】①30%的硫酸不是浓硫酸,应选浓硫酸和乙醇共热到170℃制乙烯,故①错误;
②乙烯与溴水发生加成反应,溴易溶于苯,引入新杂质,不能除杂,故②错误;
③将溴乙烷加入NaOH溶液中共热,发生水解反应,应先加稀硝酸中和NaOH,冷却后滴入AgNO3溶液,操作不合理,故③错误;
④将电石与水反应产生的乙炔中混有硫化氢,均与溴水反应,则溴水褪色,不能证明乙炔和Br2发生了加成反应,故④错误;
⑤2%的NaOH溶液4~6滴,滴入2mL10%的CuSO4溶液中制得Cu(OH)2悬浊液,碱不足,不能检验醛基,故⑤错误;
故选:A。
15. 2022年诺贝尔化学奖授予了在点击化学和生物正交化学方面做出贡献的科学家。一种点击化学反应如图所示(代表苯环),用表示阿伏伽德罗常数。下列说法正确的是
A. 该反应的原子利用率为100%
B. Y物质中碳原子都采取杂化
C. 标准状况下,物质含有个手性碳原子
D. X物质能发生消去反应,不能发生氧化反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据反应方程式分析,X和Y生成Z,没有生成其他物质,则该反应的原子利用率为100%,故A正确;
B.Y物质中苯环上的碳原子采取杂化,而碳碳三键上的碳原子采取sp杂化,故B错误;
C.标准状况下,Z是非气态物质,因此无法计算物质的量,故C错误;
D.X物质中连羟基的碳原子的相邻碳上没有碳氢键,因此X物质不能发生消去反应,该物质含有−CH2OH,能发生催化氧化反应,故D错误。
综上所述,答案为A。
16. 乙酸苯甲酯可作茉莉、白兰、月下香等香精的调和香料。它可以用甲苯和乙醇为原料进行人工合成。合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 有机物C和乙醇属于同系物,均能发生催化氧化反应
B. 有机物A中碳原子均采用sp3杂化
C. 可用氢氧化钠溶液除去乙酸苯甲酯中混有的有机物B
D. 甲苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色,但能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】D
【解析】
【分析】乙醇催化氧化得到乙醛,所以A为CH3CHO,继续氧化得到乙酸,B为CH3COOH;
氯甲苯在氢氧化钠水溶液中水解得到苯甲醇,C为。
【详解】A.有机物C为苯甲醇,和乙醇均属于醇类,但不是同系物,A项错误;
B.有机物A为乙醛,碳原子有sp3、sp2杂化两种,B项错误;
C.乙酸苯甲酯可与氢氧化钠溶液反应,C项错误;
D.甲苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色,但能被高锰酸钾氧化为苯甲酸,使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确;
故选D。
第II卷(非选择题)
二、简答题:本大题共4小题,共52分。
17. 聚醋酸乙烯酯(A)难溶于水,可用作白乳胶、塑料薄膜和涂料等,用它可得到聚乙烯醇(B)聚乙烯醇水溶液可用作医用滴眼液。合成路线如图:
已知:I.RCOOR'+R''OHRCOOR''+R'OH(R、R'、R''为经基,且R'与R''不同)
II.羟基与双键碳原子直接相连时,易发生如图转化:
→
III.R-CH2-COOH
(1)试剂a的结构简式为_______。
(2)M的同分异构体中属于不饱和羧酸的有_______种(考虑顺反异构)。
(3)A生成B的反应类型为_______,A生成B的过程中还会生成_______(填结构简式)。
(4)M在酸性条件下水解可生成碳原子数相同的两种有机物D和E,D能发生银镜反应。
①D发生银镜反应的化学方程式为_______。
②N是E的同系物,N可通过如图转化制备G:
F的名称为______;两分子G反应可生成六元环状化合物H,H的结构简式为______;G的聚合物是一种可生物降解的高分子材料,生成该聚合物的化学方程式为______。
【答案】(1)CH3COOH
(2)4 (3) ①. 取代反应 ②. CH3COOCH3
(4) ①. CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O ②. 2-溴丙酸 ③. ④. n +(n-1)H2O
【解析】
【分析】由合成路线中的聚醋酸乙烯酯反推,可知M为CH3COOCH=CH2,是乙炔与乙酸加成的产物,聚醋酸乙烯酯再在催化剂和甲醇的作用下生成聚乙烯醇。
【小问1详解】
由分析知,M的结构为CH3COOCH=CH2,M是乙炔和试剂a发生加成反应得到的,则根据质量守恒得到试剂a是乙酸CH3COOH,故答案为;
【小问2详解】
M的分子式为C4H6O2,同分异构体中属于不饱和羧酸(考虑顺反异构)的有 、CH2=CHCH2COOH、 共4种;
【小问3详解】
由聚醋酸乙烯酯转化为聚乙烯醇过程中发生取代反应,会生成乙酸甲酯,故答案为取代反应;CH3COOCH3;
【小问4详解】
M为酯类,在酸性条件下发生水解反应生成CH3COOH和CH2=CHOH,CH2=CHOH发生原子重排生成CH3CHO,故D为CH3CHO,E为CH3COOH;
①D为CH3CHO,其发生银镜反应的化学方程式为CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O,故答案为CH3CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O;
②E为CH3COOH,N是E的同系物,N经过一系列反应转化为G(C3H6O3),故N中有3个碳原子,为丙酸;丙酸与溴在一定条件下发生取代反应生成F,F在碱性条件下发生水解反应,溴原子被取代为羟基,结合两分子G反应可生成六元环状化合物H,可以确定F为2-溴丙酸,G为,H为 ,G可以发生缩聚反应生成高分子材料,生成该聚合物的化学方程式为n +(n-1)H2O,故答案为2-溴丙酸; ; 。
18. 辉铜矿主要成分为,此外还含有少量等杂质,软锰矿主要含有,以及少量等杂质,研究人员综合开发利用这两种资源,用同槽酸浸湿法冶炼工艺,制备硫酸锰晶体和碱式碳酸铜,主要工艺流程如图所示:
已知:①有较强的氧化性,能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫。
②,常温稳定,在热水中会分解生成。
③部分金属阳离子生成氢氧化物沉淀的范围如表所示。
离子
开始沉淀
1.5
8.3
4.4
完全沉淀
3.2
9.8
6.4
①可溶于冷水、易溶于沸水,不溶于乙醇。
回答下列问题:
(1)“酸浸”时,为了提高投取率可采取的措施有_____(写出其中一条),中铜元素的化合价为_____。
(2)“酸浸”时,得到的浸出液中主要含有等,写出该反应的化学方程式:_____。
(3)调节浸出液至4时得到的沉淀物是_____(填化学式)。
(4)已知铜原子的原子序数为29,写出基态原子核外电子排布式:_____。
(5)写出与稀反应的离子方程式_____。
(6)获得的晶体需要进一步洗涤、干燥,洗涤时应用_____洗涤。
【答案】(1) ①. 粉碎矿石或适当升高温度或搅拌 ②. +1
(2)Cu2S+2MnO2+4H2SO4 =2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O
(3)Fe(OH)3 (4)
(5)
(6)酒精
【解析】
【分析】流程分析可知辉铜矿软锰矿加入硫酸酸浸过滤得到浸出液调节溶液pH,使铁离子全部沉淀,过滤得到浸出液中主要含有CuSO4、MnSO4等,加入碳酸氢铵和氨水过滤得到混合溶液加热赶出氨气结晶析出得到碱式碳酸铜,滤渣为碳酸锰,通过蒸发浓缩,冷却结晶过滤洗涤得到硫酸锰晶体。
【小问1详解】
为了提高浸取率可采取的措施可以粉碎矿石增大接触面积、加热、搅拌等;中硫元素为-2价,由化合价的代数和为零可知,铜元素的价态为+1价,故答案为粉碎矿石或适当升高温度或搅拌;+1;
【小问2详解】
MnO2有较强的氧化性,能将金属硫化物中的硫氧化为单质硫,生成物是CuSO4、MnSO4、S,反应物是硫酸、二氧化锰和硫化亚铜,根据化合价升降法配平方程式为:Cu2S+2MnO2+4H2SO4 =2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O,故答案为Cu2S+2MnO2+4H2SO4 =2CuSO4+2MnSO4+S↓+4H2O;
【小问3详解】
根据提示Fe3+的pH沉淀范围:1.5~3.2,Cu2+的pH沉淀范围为:4.4~6.4,可知当pH=4时,使Fe3+完全生成Fe(OH)3沉淀,故答案为Fe(OH)3;
【小问4详解】
铜原子的原子序数为29,所以基态原子核外电子排布式为,故答案为;
【小问5详解】
与稀反应的离子方程式为,故答案为;
【小问6详解】
由题中信息可知,获得的晶体需要进一步洗涤、干燥,由于在酒精中硫酸锰晶体溶解度小,所以获得晶体后常用酒精洗涤,以减少晶体的损失,故答案为酒精。
19. 司匹林是常用的解热镇痛药。以水杨酸与乙酸醉[CH3CO)2O]为主要原料合成阿司匹林的反应原理如图:
(水杨酸)+(CH3CO)2O(乙酸酐) (阿司匹林)+CH3COOH
已知:
I.反应:n (水杨酸) (聚合物)+(n-1)H2O
II.水杨酸聚合物难溶于水,不溶于NaHCO3溶液。
III.主要试剂和产品的物理常数如表:
名称
相对分子质量
水溶性
水杨酸
138
微溶
乙酸酐
102
反应生成醋酸
阿司匹林
180
微溶
实验室中合成少量阿司匹林的操作步骤如下:
①物质制备:用如图所示装置进行制备。向三颈烧瓶中依次加入6.9g水杨酸、10mL乙酸酐(密度为1.10g/cm3)、0.5mL浓硫酸,在85~90℃条件下,加热5~10min。
②产品结晶:冷却,加入一定量的冰水,抽滤,并用冰水洗涤沉淀2~3次,低温干燥,得阿司匹林粗产品。
③产品提纯:向阿司匹林粗品中缓慢加入饱和碳酸氢钠溶液,不断搅拌至无气泡产生;抽滤,洗涤沉淀,将洗涤液与滤液合并;合并液用浓盐酸酸化,冷却析出晶体,抽滤;冰水洗涤,低温干燥;将晶体进一步纯化得阿司匹林7.2g。
(1)装置中仪器a的名称为______,制备过程的加热方式为______。
(2)步骤①使用的三颈烧瓶必须干燥,原因为______(用化学方程式表示)。
(3)步骤②中使用冰水的目的为分_______。
(4)步骤③中低温干燥所得晶体中混有的主要杂质成分为______,实验室中检验该杂质所用的试剂为______,晶体进一步纯化的方法为______。
(5)阿司匹林的产率为______。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 水浴加热
(2)(CH3CO)2O+H2O→CH3COOH
(3)降低阿司匹林的溶解度,减少阿司匹林的损耗
(4) ①. 水杨酸 ②. FeCl3溶液 ③. 重结晶
(5)80%
【解析】
【分析】阿司匹林含有酯基,在酸性条件下会发生水解生成水杨酸和醋酸,水杨酸微溶于水,醋酸易溶于水,所以乙酰水杨酸钠用浓盐酸酸化时水解生成水杨酸和醋酸,冷却析出晶体,抽滤,冰水洗涤可除去醋酸、氯化钠,低温干燥得到含有水杨酸的阿司匹林;水杨酸含有酚羟基,可用显色反应进行检验;阿司匹林微溶于水,可用多次结晶方法提纯;
【小问1详解】
仪器a为球形冷凝管,制备过程的温度为85~90℃,小于水的沸点100℃,可用水浴加热方式加热,故答案为:球形冷凝管;水浴加热;
【小问2详解】
乙酸酐和水反应生成醋酸,反应为(CH3CO)2O+H2O→2CH3COOH,故答案为:(CH3CO)2O+H2O→2CH3COOH;
【小问3详解】
根据产品的物理常数数据可知,阿司匹林微溶于水,使用冰水可降低阿司匹林的溶解度,减少其损耗,故答案为:降低阿司匹林的溶解度,减少阿司匹林的损耗;
【小问4详解】
乙酰水杨酸钠用浓盐酸酸化时会部分水解生成水杨酸和醋酸,冷却析出晶体,抽滤,水杨酸和阿司匹林均微溶于水,冰水洗涤可除去醋酸、氯化钠,则低温干燥得到的阿司匹林中含有少量水杨酸;水杨酸含有酚羟基,酚羟基能使Fe3+发生显色反应,可用于水杨酸的检验,即加入FeCl3溶液,若显色则含有水杨酸,反之则不含有水杨酸;阿司匹林微溶于水,可用多次结晶方法进行提纯,即阿司匹林晶体进一步纯化的方法为重结晶,故答案为:水杨酸;FeCl3溶液;重结晶;
【小问5详解】
反应时n(水杨酸)==0.05mol,n(乙酸酐)=≈0.108mol,根据反应可知,乙酸酐过量,理论上n(阿司匹林)=n(水杨酸)=0.05mol,m(阿司匹林)=0.05mol×180g/mol=9g,则阿司匹林的产率为×100%=80%,故答案为:80%。
20. 铁、钴、镍、铜及其化合物在机械制造、磁性材料、新型电池或高效催化剂等许多领域都有着广泛的应用。
(1)磷酸铁锂可用作电池的正极材料。
①基态Fe2+与Fe3+中未成对的电子数之比为______。
②PO的空间结构为______。
(2)高密度磁记录材料纳米钴(Co)可通过亚肼(N2H2)还原氯化亚钴来制备。亚肼(N2H2)分子中四个原子都在一个平面上,和是亚肼的两种同分异构体,其中分子的极性:前者______后者(填“>”或“<”)。
(3)实验室常用镍试剂检验Ni2+,可观察到鲜红色沉淀。该沉淀的结构如图所示:
①该沉淀中不存在的作用力类型为______(填选项字母)。
A.配位键 B.氢键 C.金属键 D.σ键 E.π键
②该沉淀中Ni2+的配位数为______。
(4)向CuSO4溶液中逐滴加入氨水,最后可得到深蓝色的[Cu(NH3)4]SO4溶液。
①比较NH3和[Cu(NH3)4]2+中H-N-H键角的大小:NH3______[Cu(NH3)4]2+填“>”“=”或“<”)。
②1mol[Cu(NH3)4]2+中σ键的数目为______。
(5)NiO、FeO的晶胞结构相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO______FeO(填“>”或“<”);已知NiO晶体结构中阴阳离子的配位数均为6,则NiO晶胞的俯视图可能是______(填选项字母)。
A. B. C. D.
(6)一种含有Fe、Cu、S三种元素的矿物的晶胞(如图所示)属于四方晶系(晶胞底面为正方形)。此矿物的化学式为______;若晶胞的底面边长为apm,高为bpm,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体的密度为______g•cm3(写出表达式)。
【答案】(1) ①. 4:5 ②. 正四面体形
(2)< (3) ①. C ②. 4
(4) ①. < ②. 16NA
(5) ①. > ②. CD
(6) ①. FeCuS2(或CuFeS2) ②. 或
【解析】
【小问1详解】
①基态Fe2+价层电子排布式为3d6,有4个成单电子,Fe3+价层电子排布式为3d5,有5个成单电子,基态Fe2+与Fe3+中未成对的电子数之比为4:5,
故答案为:4:5;
②PO中中心P原子的价层电子对数为4+ =4,没有孤电子对,空间构型为正四面体形,
故答案为:正四面体形;
【小问2详解】
结构对称、正负电荷重心重合,为非极性分子,结构不对称、正负电荷重心不重合,为极性分子,故分子的极性:前者<后者,
故答案为:<;
【小问3详解】
①N原子与Ni之间形成配位键,碳碳之间形成非极性键,碳与氮、碳与氢、N与O、O与H之间形成极性键,O与H之间存在氢键,单键为σ键,双键含有1个σ键、1个π键,所以不含金属键,
故答案为:C;
②由沉淀的结构图可知,Ni与4个N原子形成配位键,即该沉淀中Ni2+的配位数为4,
故答案为:4;
【小问4详解】
①NH3提供孤对电子与Cu2+形成配位键后,没有孤电子对,NH3中存在1个孤电子对,孤电子对与成键电子对间存在斥力,所以NH3中H-N-H键角较小,
故答案为:<;
②[Cu(NH3)4]2+中存在12个N-H键,Cu与N之间存在4个配位键,1mol[Cu(NH3)4]2+中σ键的数目为16NA,
故答案为:16NA;
【小问5详解】
NiO、FeO都是离子晶体,氧离子半径相同,Ni2+半径比Fe2+小,半径越小,离子晶体的晶格能越大,熔点越高,故熔点:NiO>FeO;NiO 晶体结构中阴阳离子的配位数均为 6,可判断Ni2+和O2-占据晶胞的顶点,面心和体心和棱上,所以俯视图中CD符合,
故答案为:>;CD;
【小问6详解】
根据均摊法可知,1个晶胞中的Cu原子数为,Fe原子数为,S原子数为8,故此矿物的化学式为或;晶胞密度=或g/cm3。答案为:FeCuS2(或CuFeS2); (或)。
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