内容正文:
射洪中学高2022级强基班高二(下)第三学月考试
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 La-139 Ni-59
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题(本部分共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一项符合题目要求。)
1. 下列关于物质结构与性质的说法错误的是
A. 空间结构为平面四边形
B. 硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
C. 熔点:
D. 沸点:,主要与是极性分子有关
【答案】D
【解析】
【详解】A.中铜离子采取dsp2杂化,空间结构为平面四边形,故A正确;
B.原子晶体中原子半径越小共价键越强,硬度越大,原子半径C<Si,则硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅,故B正确;
C.离子晶体熔点一般高于分子晶体,离子晶体中离子半径越小、所带电荷数越多熔点越大,分子晶体受分子间作用力有关,水中含有氢键,二氧化碳范德华力大于氢气,所以,故C正确;
D.沸点:,主要是可以形成氢键有关,故D错误;
答案选D。
2. 下列有关键角大小比较不正确的是
A. 气态分子中的键角大于离子中的键角
B. 分子中的键角大于分子中的键角
C. 中的键角大于,中的键角
D. 分子中的键角大于的键角
【答案】C
【解析】
【详解】A.气态SeO3分子中中心原子Se的价层电子对数为,杂化轨道类型为sp2,空间构型为平面三角形,键角为120°,的中心原子Se的价层电子对数为,杂化轨道类型为sp3,有一对孤电子,空间构型为三角锥形,键角小于109.5°,故A正确;
B.同种类型分子,中心原子不同,配位原子相同时,中心原子电负性越大,成键电子对距离中心原子越近,成键电子对间排斥力较大,使键角较大,由电负性:N>P,则分子中的键角大于分子中的键角,故B正确;
C.、NH3中N原子均采取sp3杂化,但中N原子形成3个σ键和一个配位键,没有孤电子对,NH3中N原子形成3个σ键,还有一对孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力,所以中的键角大于NH3中的键角,故C错误;
D.双键与单键之间的斥力大于单键与单键之间的斥力,所以COCl2分子中的键角大于的键角,故D正确;
故答案为:C。
3. 下列表述中正确的有
①蒸汽状态下以双聚分子存在的的结构式为,其中的配位数为4
②离子晶体中一定含有离子键,分子晶体一定含有共价键
③符合通式的不同烃一定互为同系物
④石墨晶体中碳原子个数与碳碳键数之比为
⑤可燃冰中甲烷与水分子间存在氢键
⑥最简式相同的两种有机物,可能既不互为同分异构体,也不互为同系物
⑦中含有的羟基数目一定为
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
【答案】A
【解析】
【详解】①蒸汽状态下以双聚分子存在的的结构式为,其中的配位数为2,故错误;②离子晶体中一定含有离子键,分子晶体一定含有共价键,稀有气体是分子晶体,就没有共价键,故错误;③符合通式的,一定是链状烷烃,不同烃一定互为同系物,故正确;④石墨晶体为六边形层状结构,一个碳原子成所以碳原子个数与碳碳键数之比为,故错误;⑤可燃冰中甲烷与水分子间不存在氢键,故错误;⑥最简式相同的两种有机物,可能既不互为同分异构体,也不互为同系物,C4H8(环丁烷),C2H4(乙烯)最简式都是CH2,既不互为同分异构体,也不互为同系物,故正确;⑦中含有的羟基数目一定为,如果是醚的话,就不含有羟基,故错误;2个正确,答案选A。
4. 已知X、Y、Z、W为短周期主族元素。常温下,它们的原子半径、原子序数、最高价氧化物对应水化物的溶液(浓度均为)的pH之间的关系如图所示。下列说法错误的是
A. W的氢化物的沸点可能高于水的沸点
B. XZ晶胞中X的配位数为6,X周围等距且最近的X有12个
C. W与X形成的化合物中,W的化合价可能为价
D. 分子中四个原子可能共直线
【答案】D
【解析】
【分析】浓度均为最高价氧化物对应水化物的溶液,其中X的溶液pH等于12为一元强碱,结合原子半径最大,X为Na,W对应溶液pH等于2为一元强酸,原子序数小于X则W为N,Z对应溶液pH等于2也为一元强酸,原子序数大于X则Z为Cl,Y对应溶液pH小于2为二元强酸,原子序数大于X则Y为S,则X、Y、Z、W依次为Na、S、Cl、N。
【详解】A.N的氢化物中N2H4的沸点高于水,A正确;
B.X是Na,Z是Cl,NaCl晶体的晶胞中Na+周围距离最近的Na+有12个,B正确;
C.N与Na形成的化合物Na3N,N的化合价为-3价,C正确;
D.为S2Cl2,分子为含有极性共价键的立体结构分子,四个原子不可能共直线,D错误;
故选D。
5. 某种离子液体的结构如图所示,X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素,Z的原子序数等于X、Y原子序数之和,Q为非金属性最强的元素。
下列说法正确的是
A. 氧化物对应水化物的酸性:Z<M
B. MQ3分子的VSEPR模型为三角锥形
C. Z、M、Q三种元素均能与氢元素形成含非极性键的二元化合物
D. 电负性:Q>M>Z>X>Y
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意,X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素,Z的原子序数等于X、Y原子序数之和,Q为非金属性最强的元素,结合图中信息可知,Q为F,Z为C,X为H,Y为B,M为N,据此分析解题。
【详解】A.Z和M的氧化物均有多种,无法比较对应水化物的酸性,故A错误;
B.MQ3分子NF3,有4个价层电子对,其VSEPR模型为四面体,故B错误;
C.F不能与氢元素形成含非极性键的二元化合物,故C错误;
D.Q为F,Z为C,X为H,Y为B,M为N,电负性:F>N>C>B>H,故D正确;
故答案选D。
6. 2023年杭州亚运会在场馆建设中用到一种耐腐蚀、耐高温的涂料是以某双环烯酯()为原料制得的,下列说法不正确的是
A. 1 mol双环烯酯能与2 mol H2发生加成反应
B. 该双环烯酯完全加氢后的产物一氯代物有7种
C. 该双环烯酯的水解产物均能使酸性高锰酸钾褪色
D. 该双环烯酯分子中有2个手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.1mol双环烯酯含有2mol碳碳双键,能够和2molH2发生加成反应,A正确;
B.该双环烯酯完全加氢后,左右的两个六元环各有4种一氯代物,-CH2-上有1种一氯代物,因此其完全加氢后的产物的一氯代物共有9种,B错误;
C.该双环烯酯水解后的产物中都含有碳碳双键,能够使酸性高锰酸钾褪色,C正确;
D.左边环与酯基相连的C原子为手性碳原子,右边环上与亚甲基相连的C原子为手性碳原子,一共两个,D正确;
故选B。
7. 用如图所示装置检验乙烯时,不需要使用除杂装置的是
乙烯的制备
试剂X
试剂Y
A.
CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热
H2O
Br2水
B.
CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热
H2O
酸性KMnO4溶液
C.
C2H5OH与浓H2SO4加热至170℃
烧碱溶液
Br2水
D.
C2H5OH与浓H2SO4加热至170℃
烧碱溶液
酸性KMnO4溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热,发生消去反应,生成乙烯气体,可能混有乙醇蒸气,但乙醇不能使溴水褪色,所以不需要使用除杂装置,A符合题意;
B.CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热后生成的乙烯气体中,可能混有乙醇蒸气,乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色,所以必须使用除杂装置,B不符合题意;
C.C2H5OH与浓H2SO4加热至170℃,生成的乙烯气体中混有SO2等,SO2也能使Br2水褪色,所以必须使用除杂装置,C不符合题意;
D.C2H5OH与浓H2SO4加热至170℃,生成的乙烯气体中混有SO2等,SO2也能使酸性KMnO4溶液褪色,所以必须使用除杂装置,D不符合题意;
故选A。
8. 下列关于有机化合物的叙述不正确的是
A. 甲苯和甘油二者以任意比例混合,当总质量一定时,充分燃烧生成水的质量是不变的
B. 某烃的结构简式可表示为 (碳原子数≤10),已知烃分子中有两种化学环境不同的氢原子,则该烃一定是苯的同系物
C. 有机物A、B只可能烃或烃的含氧衍生物,等物质的量的A和B完全燃烧时,消耗氧气的量相等,则A和B的相对分子质量相差可能为8n(n为正整数)
D. 现有乙酸和两种链状单烯烃混合物,其中氧的质量分数为a,则碳的质量分数是
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.甲苯和甘油(C3H8O3)的相对分子质量均为92,含H的质量分数相同,则当总质量一定时,以任意比例混合,充分燃烧生成水的质量是不变的,故A正确;
B.烃分子中有两种化学环境不同的氢原子,X可能为-C≡CH,与苯的同系物的结构不相似,不是苯的同系物,故B错误;
C.设有机物的化学式为CxHyOz,在物质的量相等的条件下完全燃烧消耗氧气的物质的量与()有关系,或者物质的量相等的烃CxHy和完全可拆成形式为CxHy•(CO2)m•(H2O)n的烃的衍生物分别完全燃烧后,它们消耗的O2的量相同,例如有机物中的一个碳原子被另一个有机物中的四个氢原子代替时,A和B的分子量相差8的倍数,故C正确;
D.由于乙酸的化学式为C2H4O2,链状单烯烃的通式为CnH2n,这说明C和H的质量比始终是6:1,现有乙酸和两种链状单烯烃混合物,其中氧的质量分数为a,则碳和氢的质量分数之和是1-a,则碳的质量分数是,故D正确;
故选B。
9. 聚碳酸酯(简称PC)具有极高的可塑性和光学性能,可制作成光学透镜,其合成原理和分子结构如图所示。下列说法正确的是
A. M与对苯二酚互为同系物 B. N分子中最多26个原子共平面
C. 最多可消耗 D. ,化合物X为苯酚
【答案】B
【解析】
【详解】A.对苯二酚分子式为C6H6O2,M分子式为C15H16O2,两者分子式相差C9H10,不满足互为同系物,A错误;
B.苯环为平面结构,六个碳和碳直接连接的原子一定共面,中间碳氧双键也是平面结构,通过碳氧单键的旋转,两个苯环和中间碳氧双键可以共面,故分子中所有原子可以共面,即最多26个原子共面,B正确;
C.N水解产物之一为苯酚,会进一步和氢氧化钠反应中和,故1mol N最多可消耗4mol NaOH,C错误;
D.由结构简式可知,M与N发生缩聚反应生成聚碳酸酯和苯酚,根据缩聚反应,共n个N参与反应,,减去PC中的端基,生成苯酚数目为m=2n-1,D错误;
本题选B。
10. 下列关于有机化合物的叙述错误的是
A. 苯酚的酸性比乙醇的强,说明苯环活化了羟基
B. 苯、苯酚、1,3-丁二烯、酒精只用一种试剂就可以鉴别
C. 三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式,两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
D. 南京理工大学化工学院胡炳成教授团队成功合成世界首个全氮阴离子盐,其局部结构如图所示,其中两种阳离子中心原子的杂化轨道类型相同,阴离子中所有的氮原子在同一平面内
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯酚呈弱酸性,可知其-OH可发生电离;乙醇中羟基不能电离,说明苯环使羟基变的活跃,故A正确;
B.四种物质可用浓溴水鉴别,苯与浓溴水发生萃取后分层,上层溶液呈橙红色;苯酚与浓溴水反应生成白色沉淀;1,3-丁二烯能使溴水褪色,酒精与浓溴水互溶,故B正确;
C.单分子三氧化硫中心S原子价层电子对数为3,采用sp2杂化,三聚分子中心S原子价层电子对数为4,采用sp3杂化,故C错误;
D.全氮阴离子盐两种阳离子为:H3O+和NH,中心原子的价层电子对数均为4,中心原子的杂化轨道类型为:sp3杂化,氮原子之间除了形成σ键之外,还形成大π键,所以所有的氮原子在同一平面内,故D正确;
故选:C。
11. 镧镍合金是一种储氢材料,其晶胞可认为由两种结构不同的层交替堆积而成,如下图所示,该合金的密度为p g·cm-3.已知该合金的晶胞中最多可容纳9个氢原子。下列叙述错误的是
A. 基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2
B. 该合金的化学式为LaNi5
C. 设①La的原子坐标为(0,0,0),则晶胞底面上②Ni和③Ni的原子坐标系分别为(,,0)、(,,0)
D. 假定吸氢后体积不变,则合金中氢的最大密度为ρg·cm-3
【答案】C
【解析】
【详解】A.Ni元素原子序数为28,基态原子的价电子排布式为3d84s2,A正确;
B.该晶胞中La原子个数为8×=1,Ni原子个数为8×+1=5,则La、Ni原子个数之比为1:5,化学式为LaNi5,B正确;
C.晶胞底面为两个正三角形组成的菱形,Ni原子处于两个正三角形的中心,①La的原子坐标为(0,0,0),则晶胞底面上②Ni和③Ni的原子坐标系分别为、,C错误;
D.设晶胞体积为V,该晶胞密度为,假定吸氢后体积不变,当晶胞中最多容纳9个氢原子时合金中氢的密度最大,氢的密度为,D正确;
本题选C。
12. 分子式为C4H8O2的有机物,有关其同分异构体数目的说法正确的是
A. 能与NaHCO3溶液反应的有3种 B. 能发生水解反应的有5种
C. 既能与钠反应,又能与银氨溶液反应的有4种 D. 能与NaOH溶液反应的有6种
【答案】D
【解析】
【详解】A、能与NaHCO3溶液反应,说明此有机物为羧酸,C4H8O2属于羧酸的有丁酸、2-甲基丙酸两种同分异构体,错误;
B、能发生水解反应说明此有机物为酯类,C4H8O2属于饱和一元酯的同分异构体,有甲酸丙酯、甲酸异丙酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯4种,错误;
C、既能与钠反应,又能与银氨溶液反应,说明此有机物属于羟基醛,C4H8O2属于羟基醛的有2-羟基丁醛、3-羟基丁醛、4-羟基丁醛、2-甲基-2-羟基丙醛、2-甲基-3羟基丙醛5种同分异构体,错误;
D、能与氢氧化钠反应的可以是羧酸也可以是酯类,依据前面分析,2种羧酸类,4种酯类,总共有6种,正确;
答案选D。
13. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向对甲基苯甲醛中加入过量酸性高锰酸钾溶液:
B. 溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热:
C. 向氨水中加入少量硝酸银溶液:
D. 苯甲酰胺在盐酸中水解:
【答案】D
【解析】
【详解】A.向对甲基苯甲醛中加入过量酸性高锰酸钾溶液,醛基和甲基均被氧化为羧基,即对甲基苯甲醛被氧化为对苯二甲酸,A错误;
B.溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热,发生水解反应,生成乙醇、溴化钠:,B错误;
C.向氨水中加入少量硝酸银溶液,Ag+转化为二氨合银离子:,C错误;
D.在盐酸的催化作用下,苯甲酰胺水解生成苯甲酸和氨,生成的氨再与盐酸反应生成氯化铵:,D正确;
故选D。
14. 实验室由环己醇制备环己酮的流程如图所示。
已知:主反应为,为放热反应;环己酮可被强氧化剂氧化;环己酮沸点为155 ℃,能与水形成沸点为95 ℃的共沸混合物。
下列说法错误的是
A. 分批次加入重铬酸钠可防止副产物增多
B. 反应后加入少量草酸的目的是调节pH
C. ①、②、③分别是含有硫酸和Cr3+的水相、含NaCl的水相、K2CO3水合物
D. 操作1为蒸馏,收集150~156 ℃的馏分;获取③的操作为过滤
【答案】B
【解析】
【分析】第一步环己醇用酸性重铬酸钠氧化为环己酮,第二步加少量草酸的目的是还原过量的氧化剂重铬酸钠,防止环己酮被氧化,第三步95℃蒸馏收集到环己酮和水的共沸物,第四步加氯化钠固体,可以增大水层的密度,从而把环己酮和水分离,第五步加入无水碳酸钾除去环己酮中少量的水再进行蒸馏得到纯环己酮。
【详解】A.环己酮可被强氧化剂氧化,分批次加入重铬酸钠可防止副反应,A正确;
B.加少量草酸的目的是还原过量的氧化剂重铬酸钠,防止环己酮被氧化,B错误;
C.95℃蒸馏收集的馏分是环己酮和水的共沸物,①中是含有硫酸和Cr3+的水相;液相2中水和环己酮互不相溶,加入氯化钠可增大水层的密度,有利于分液,②中是含NaCl的水相;液相3中仍含有少量的水,加入无水碳酸钾除水,③中是K2CO3水合物,C正确;
D.液相3得到纯净环己酮的方法是蒸馏,收集收集150~156℃的馏分;加入碳酸钾吸收少量的水得到碳酸钾水合物,通过过滤和环己酮分离,D正确;
故选B。
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题(本部分共4题,共58分)
15. 按要求回答下列问题:
(1)下列物质:A.二氧化硅B.固体C.硼D.铜E.固体F.硫酸铵。熔化时不需要破坏化学键的是___________(用字母序号填空,下同),晶体中既含有离子键又含有共价键的是___________。
(2)根据下列高分子化合物回答问题。
①合成以上三种物质发生的反应类型都是___________反应
②合成聚丙烯酸钠的单体的结构简式是___________;
③合成涤纶有两种单体,其中能和反应的单体的结构简式是___________,其核磁共振氢谱的峰面积比是___________;另一单体与乙醇是___________(填编号)
a.同系物 b.同素异形体 c.同分异构体 d.什么都不是
④合成酚醛树脂需要两种单体,和这两种单体均可以发生反应的试剂是___________(选填字母)
a. b. c. d.酸性高锰酸钾
⑤下列对于线型酚醛树脂的制备和性质的说法中,正确的是___________(选填字母);
a.酸性条件下制备 b.碱性条件下制备 c.可以溶于乙醇 d.不溶于任何溶剂
⑥和乙醛在酸性条件下也可以发生类似于制备酚醛树脂的反应,此反应的化学方程式是___________。
【答案】(1) ①. E ②. F
(2) ①. 聚合反应 ②. ③. ④. 1:2(或2:1) ⑤. d ⑥. ad ⑦. ac ⑧.
【解析】
【小问1详解】
除分子晶体熔化时破坏分子间作用力外,其他晶体熔化均破坏化学键,二氧化硅、硼为共价晶体,固体、硫酸铵为离子晶体,铜为金属晶体,固体为分子晶体,熔化不需要破坏化学键的只有E,晶体中既含有离子键又含有共价键的是F;
【小问2详解】
①聚丙烯酸钠可通过丙烯酸钠加聚反应得到,涤纶和酚醛树脂均通过缩聚反应得到,都属于聚合反应;
②聚丙烯酸钠可通过丙烯酸钠发生加聚反应得到,即合成聚丙烯酸钠的单体为丙烯酸钠,其结构简式是;
③涤纶是由对苯二甲酸和乙二醇缩聚而成;含羧基的物质可和NaHCO3发生反应,故能和NaHCO3反应,分子中有2种等效氢原子,其个数分别为2和4,即核磁共振氢谱的峰面积比是1:2(或2:1) ;另一单体乙二醇与乙醇分子中氧原子个数不同,所以两者不是互为同系物的关系,乙二醇与乙醇均为化合物,所以两者不是互为同素异形体的关系,乙二醇与乙醇分子式不同,所以两者不是同分异构体的关系,故a、b、c不符合题意,故答案为:d;
④合成酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛;苯酚和甲醛都能与氢气发生加成反应,钠能与苯酚反应,甲醛不能与钠和碳酸钠反应,苯酚和甲醛都可被酸性高锰酸钾溶液氧化,故答案为:ad;
⑤苯酚与甲醛在酸性条件下聚合生成线型酚醛树脂,碱性条件下聚合生成体型酚醛树脂,线型酚醛树脂可以溶于乙醇,故答案为:ac;
⑥和乙醛在酸性条件下发生类似于制备酚醛树脂的反应,其反应的化学方程式为:。
16. 锂离子电池让电动汽车飞速发展,有利于实现节能减排,常用作电池的电极材料,LiPF6、LiAsF6常用作锂离子聚合物电池的载体材料,其中磷酸铁锂(LiFePO4)电池能量密度高,安全性能好。
(1)Li+与H-离子具有相同的核外电子排布,两种离子中半径更大的是________,Fe元素在周期表的位置为________。
(2) LiFePO4中基态Fe2+核外电子的空间运动状态有________种,Fe和Co的第四电离能I4(Fe)________I4(Co)(填“>”或“<”),并说明理由________________。
(3)电池工作时,Li+可在电解质LiPF4或LiAsF6中发生迁移,相同条件下,Li+在________(填“LiPF4”或“LiAsF6”)中迁移较快,原因是________________。
(4)由LiCoO2经过系列反应得到的CoO晶胞如图所示,该晶体中Co2+的配位数是________。
(5) LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示,其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和四面体。电池充放电时,LiFePO4脱出或嵌入Li+形成结构示意图如(b)所示:
则图(b)中x=________。
【答案】(1) ①. H- ②. 第四周期第Ⅷ族
(2) ①. 14 ②. > ③. Fe3+的价电子排布式为3d5,3d轨道半充满,离子的能量低,再失去1个电子所需能量高,Co3+的价电子排布式为3d6,再失去1个电子后达到半充满状态,则易失去1个电子,所以Fe的第四电离能大于Co的第四电离能
(3) ①. LiAsF6 ②. 的半径小于,则Li+与之间的作用力弱,Li+迁移较快
(4)6 (5)0.1875
【解析】
【小问1详解】
Li+与H-离子具有相同的核外电子排布,但Li的核电荷数比H大,核电荷数越大,离子半径越小,则两种离子中半径更大的是H-,Fe为26号元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则在周期表的位置为第四周期第Ⅷ族。
【小问2详解】
LiFePO4中基态Fe2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,空间运动状态有14种,Fe和Co失去3个电子后,Fe3+的价电子排布式为3d5,处于半充满状态,Co3+的价电子排布式为3d6,再失去1个电子后达到半充满状态,则第四电离能I4(Fe)>I4(Co),理由:Fe3+的 价电子排布式为3d5,3d轨道半充满,离子的能量低,再失去1个电子所需能量高,Co3+的价电子排布式为3d6,再失去1个电子后达到半充满状态,则易失去1个电子,所以Fe的第四电离能大于Co的第四电离能。
【小问3详解】
电池工作时,Li+可在电解质LiPF4或LiAsF6中发生迁移,LiPF4或LiAsF6都为离子化合物,由Li+和或构成,的半径小于,则Li+与之间的作用力弱,相同条件下,Li+在LiAsF6中迁移较快,原因是:的半径小于,则Li+与之间的作用力弱,Li+迁移较快。
【小问4详解】
在CoO晶胞中,O2-周围距离最近且相等的Co2+有6个,则Co2+周围距离最近且相等的O2-也有6个,所以该晶体中Co2+的配位数是6。
【小问5详解】
LiFePO4的晶胞结构(a)中,含Li+数目为=4,Li1-xFePO4的晶胞结构(b)中,含Li+数目为=3.25,则1-x==0.8125,x=0.1875。
【点睛】计算晶胞中所含微粒数目时,可采用均摊法。
17. 硫酸四氨合铜晶体[]常用作杀虫剂、媒染剂。该物质为深蓝色固体,受热易失氨。某学习小组在实验室中用废铜片制备硫酸四氨合铜晶体。回答相关问题:
Ⅰ.制备溶液将废铜片在20%的溶液中加热煮沸,冷却后,取出铜片,用蒸馏水洗涤,然后将铜片置于适量稀硫酸中,边加热边在铜片表面通入,直到铜片完全溶解。
(1)溶液的作用是___________。
(2)若将铜片先在空气中灼烧,使其氧化生成CuO,再溶解在稀硫酸中,产率会降低的原因是:___________。
Ⅱ.制备硫酸四氨合铜晶体
用如图所示装置制备硫酸四氨合铜晶体
实验结束后,将C中所得的深蓝色溶液缓慢加入盛有15mL无水乙醇的烧杯中,用玻璃棒摩擦烧杯内壁,混匀后盖上表面皿静置30min,即有深蓝色晶体析出,抽滤,洗涤,干燥,称量。
(3)仪器B的名称是___________,溶液Y可以是___________。
(4)装置C中得到深蓝色溶液的总反应的化学方程式为___________。
(5)析出晶体时将深蓝色溶液加入乙醇中而不采用浓缩结晶的原因是___________,该实验中乙醇能降低物质溶解性的原因___________。
(6)洗涤时最适宜的洗涤剂是___________。
A. 乙醚 B. 乙醇
C. 乙醇与浓氨水体积比为1∶2的混合液 D. 浓氨水
(7)为测定晶体中的含量,将一足量的晶体溶于水,加入足量的沉淀剂再经过一系列操作后,得沉淀质量。该实验过程中需要用到以下哪些试剂___________。
A.盐酸酸化的溶液 B.溶液 C.硝酸酸化的溶液
【答案】(1)除去废铜片表面的油污
(2)铜片表面形成的氧化膜阻碍了内部的铜进一步氧化
(3) ①. 蒸馏烧瓶 ②. 等
(4)或
(5) ①. 硫酸四氨合铜晶体受热易失氨 ②. 乙醇能降低溶剂的极性 (6)C
(7)A
【解析】
【小问1详解】
碳酸钠水解使溶液呈碱性,碱性条件下,油污去除能力强。
【小问2详解】
铜在空气中灼烧在表面形成氧化膜,阻止进一步反应,故产率降低。
【小问3详解】
氯化铵和氢氧化钙反应属于固固加热反应,故为蒸馏烧瓶;
氨气需要进行尾气处理,氨气极易溶于水,故用四氯化碳进行防倒吸。
【小问4详解】
装置C主要是进行硫酸铜和氨水反应的装置,。
【小问5详解】
硫酸四氨合铜晶体不稳定,进行加热浓缩时受热易失氨;
乙醇相对水的极性比较小,溶剂的极性小,物质的溶解度低。
【小问6详解】
乙醇和浓氨水的混合溶液一方面使溶液极性减小防止产物的溶解,浓氨水能防止配离子解离,从而能减小物质在洗涤过程中的损耗。
【小问7详解】
检验硫酸根离子,需要加入稀盐酸排除其他离子的干扰,再加入氯化钡和硫酸根离子产生硫酸钡沉淀。
18. I.研究有机物的结构和性质对生产生活意义深远。回答下列问题:
(1)已知常温下和的电离平衡常数分别为,___________(填“>”、“=”或“<”)。
(2)Z是合成药物帕罗西汀的重要中间体。由X合成Z的路线如图:
Z的分子式为___________:Z中含氧官能团的名称为___________;
下列说法错误的是___________(填标号)。
A.X属于芳香烃
B.Y、Z均含有2个手性碳原子
C.X→Y过程中,X中碳碳双键的π键发生断裂
D.X分子中所有原子可能共平面
Ⅱ.巴豆醛是重要的有机合成中间体,存在如图转化过程:
已知:①X为;②Z为六元环状化合物:③羟基直接与碳碳双键上碳原子相连不稳定。
(3)巴豆醛的系统命名为___________,巴豆醛与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式为___________。
(4)以巴豆醛为原料,可制备一种名贵的香料花青醛()。请写出符合下列要求的花青醛的同分异构体的结构简式___________(任写一种即可)。
①含有苯环且能发生银镜反应:②核磁共振氢谱中的峰面积之比为12∶2∶2∶1∶1
(5)已知:,请设计由乙醇为原料制备巴豆醛的合成路线___________(反应条件可不写出)。
【答案】(1)< (2) ①. ②. 酯基、酰胺基 ③. AD
(3) ①. 丁烯醛 ②. CH3CH=CHCHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3CH=CHCOONa+Cu2O+3H2O;
(4)或 (5)
【解析】
【分析】巴豆醛与HCN发生加成反应生成,逆推可知巴豆醛为2-丁烯醛;生成的在酸性条件下发生反应氰基转化为羧基得Y(),两分子Y在浓硫酸加热条件下发生酯化成环生成Z()。
【小问1详解】
一氯乙酸中的氯是吸电子基团,乙酸中的甲基是推电子基团,吸电子基团使羧基中的羟基极性增大,羧酸的酸性越强,故一氯乙酸酸性强于乙酸;
【小问2详解】
由Z的结构简式可知分子式为,Z中含氧官能团名称为酯基、酰胺基;A.X含有氧、氟等元素,不属于芳香烃,A错误;
B.Y中与苯环直接相连的碳和与氰基相连的碳均为手性碳,Z中与苯环直接相连的碳和与酯基相连的碳为手性碳,故均含有2个手性碳原子,B正确;
C.X→Y过程中,X中碳碳双键的π键断裂发生加成反应,C正确;
D.X分子中含有饱和碳原子,故所有原子不可能共平面,D错误;
故选AD;
【小问3详解】
巴豆醛的系统命名为2-丁烯醛,巴豆醛与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式为CH3CH=CHCHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3CH=CHCOONa+Cu2O+3H2O;
【小问4详解】
能发生银镜反应说明含有醛基;核磁共振氢谱中的峰面积之比为12∶2∶2∶1∶1,说明由4个化学环境相同的甲基,符合条件的结构简式为、;
【小问5详解】
结合已知信息醛与醛在碱性条件下发生加成反应后再消去即可获得烯醛,由2-丁烯醛逆推得中间产物乙醛,乙醇催化氧化即可得乙醛,故合成路线为。
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射洪中学高2022级强基班高二(下)第三学月考试
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的班级、姓名、考号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡对应题号的位置上。写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 La-139 Ni-59
第Ⅰ卷(选择题)
一、选择题(本部分共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一项符合题目要求。)
1. 下列关于物质结构与性质的说法错误的是
A. 空间结构为平面四边形
B. 硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
C. 熔点:
D. 沸点:,主要与是极性分子有关
2. 下列有关键角大小比较不正确的是
A. 气态分子中的键角大于离子中的键角
B. 分子中的键角大于分子中的键角
C. 中的键角大于,中的键角
D. 分子中的键角大于的键角
3. 下列表述中正确的有
①蒸汽状态下以双聚分子存在的的结构式为,其中的配位数为4
②离子晶体中一定含有离子键,分子晶体一定含有共价键
③符合通式的不同烃一定互为同系物
④石墨晶体中碳原子个数与碳碳键数之比为
⑤可燃冰中甲烷与水分子间存在氢键
⑥最简式相同的两种有机物,可能既不互为同分异构体,也不互为同系物
⑦中含有的羟基数目一定为
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
4. 已知X、Y、Z、W为短周期主族元素。常温下,它们的原子半径、原子序数、最高价氧化物对应水化物的溶液(浓度均为)的pH之间的关系如图所示。下列说法错误的是
A. W的氢化物的沸点可能高于水的沸点
B. XZ晶胞中X的配位数为6,X周围等距且最近的X有12个
C. W与X形成的化合物中,W的化合价可能为价
D. 分子中四个原子可能共直线
5. 某种离子液体的结构如图所示,X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素,Z的原子序数等于X、Y原子序数之和,Q为非金属性最强的元素。
下列说法正确的是
A. 氧化物对应水化物的酸性:Z<M
B. MQ3分子的VSEPR模型为三角锥形
C. Z、M、Q三种元素均能与氢元素形成含非极性键的二元化合物
D. 电负性:Q>M>Z>X>Y
6. 2023年杭州亚运会在场馆建设中用到一种耐腐蚀、耐高温的涂料是以某双环烯酯()为原料制得的,下列说法不正确的是
A. 1 mol双环烯酯能与2 mol H2发生加成反应
B. 该双环烯酯完全加氢后的产物一氯代物有7种
C. 该双环烯酯的水解产物均能使酸性高锰酸钾褪色
D. 该双环烯酯分子中有2个手性碳原子
7. 用如图所示装置检验乙烯时,不需要使用除杂装置的是
乙烯的制备
试剂X
试剂Y
A.
CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热
H2O
Br2水
B.
CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热
H2O
酸性KMnO4溶液
C.
C2H5OH与浓H2SO4加热至170℃
烧碱溶液
Br2水
D.
C2H5OH与浓H2SO4加热至170℃
烧碱溶液
酸性KMnO4溶液
A. A B. B C. C D. D
8. 下列关于有机化合物的叙述不正确的是
A. 甲苯和甘油二者以任意比例混合,当总质量一定时,充分燃烧生成水的质量是不变的
B. 某烃的结构简式可表示为 (碳原子数≤10),已知烃分子中有两种化学环境不同的氢原子,则该烃一定是苯的同系物
C. 有机物A、B只可能烃或烃的含氧衍生物,等物质的量的A和B完全燃烧时,消耗氧气的量相等,则A和B的相对分子质量相差可能为8n(n为正整数)
D. 现有乙酸和两种链状单烯烃混合物,其中氧的质量分数为a,则碳的质量分数是
9. 聚碳酸酯(简称PC)具有极高的可塑性和光学性能,可制作成光学透镜,其合成原理和分子结构如图所示。下列说法正确的是
A. M与对苯二酚互为同系物 B. N分子中最多26个原子共平面
C. 最多可消耗 D. ,化合物X为苯酚
10. 下列关于有机化合物的叙述错误的是
A. 苯酚的酸性比乙醇的强,说明苯环活化了羟基
B. 苯、苯酚、1,3-丁二烯、酒精只用一种试剂就可以鉴别
C. 三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式,两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
D. 南京理工大学化工学院胡炳成教授团队成功合成世界首个全氮阴离子盐,其局部结构如图所示,其中两种阳离子中心原子的杂化轨道类型相同,阴离子中所有的氮原子在同一平面内
11. 镧镍合金是一种储氢材料,其晶胞可认为由两种结构不同的层交替堆积而成,如下图所示,该合金的密度为p g·cm-3.已知该合金的晶胞中最多可容纳9个氢原子。下列叙述错误的是
A. 基态Ni原子的价电子排布式为3d84s2
B. 该合金的化学式为LaNi5
C. 设①La的原子坐标为(0,0,0),则晶胞底面上②Ni和③Ni的原子坐标系分别为(,,0)、(,,0)
D. 假定吸氢后体积不变,则合金中氢的最大密度为ρg·cm-3
12. 分子式为C4H8O2的有机物,有关其同分异构体数目的说法正确的是
A. 能与NaHCO3溶液反应的有3种 B. 能发生水解反应的有5种
C. 既能与钠反应,又能与银氨溶液反应的有4种 D. 能与NaOH溶液反应的有6种
13. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向对甲基苯甲醛中加入过量酸性高锰酸钾溶液:
B. 溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热:
C. 向氨水中加入少量硝酸银溶液:
D. 苯甲酰胺在盐酸中水解:
14. 实验室由环己醇制备环己酮的流程如图所示。
已知:主反应为,为放热反应;环己酮可被强氧化剂氧化;环己酮沸点为155 ℃,能与水形成沸点为95 ℃的共沸混合物。
下列说法错误的是
A. 分批次加入重铬酸钠可防止副产物增多
B. 反应后加入少量草酸的目的是调节pH
C. ①、②、③分别是含有硫酸和Cr3+的水相、含NaCl的水相、K2CO3水合物
D. 操作1为蒸馏,收集150~156 ℃的馏分;获取③的操作为过滤
第Ⅱ卷(非选择题)
二、非选择题(本部分共4题,共58分)
15. 按要求回答下列问题:
(1)下列物质:A.二氧化硅B.固体C.硼D.铜E.固体F.硫酸铵。熔化时不需要破坏化学键的是___________(用字母序号填空,下同),晶体中既含有离子键又含有共价键的是___________。
(2)根据下列高分子化合物回答问题。
①合成以上三种物质发生的反应类型都是___________反应
②合成聚丙烯酸钠的单体的结构简式是___________;
③合成涤纶有两种单体,其中能和反应的单体的结构简式是___________,其核磁共振氢谱的峰面积比是___________;另一单体与乙醇是___________(填编号)
a.同系物 b.同素异形体 c.同分异构体 d.什么都不是
④合成酚醛树脂需要两种单体,和这两种单体均可以发生反应的试剂是___________(选填字母)
a. b. c. d.酸性高锰酸钾
⑤下列对于线型酚醛树脂的制备和性质的说法中,正确的是___________(选填字母);
a.酸性条件下制备 b.碱性条件下制备 c.可以溶于乙醇 d.不溶于任何溶剂
⑥和乙醛在酸性条件下也可以发生类似于制备酚醛树脂的反应,此反应的化学方程式是___________。
16. 锂离子电池让电动汽车飞速发展,有利于实现节能减排,常用作电池的电极材料,LiPF6、LiAsF6常用作锂离子聚合物电池的载体材料,其中磷酸铁锂(LiFePO4)电池能量密度高,安全性能好。
(1)Li+与H-离子具有相同的核外电子排布,两种离子中半径更大的是________,Fe元素在周期表的位置为________。
(2) LiFePO4中基态Fe2+核外电子的空间运动状态有________种,Fe和Co的第四电离能I4(Fe)________I4(Co)(填“>”或“<”),并说明理由________________。
(3)电池工作时,Li+可在电解质LiPF4或LiAsF6中发生迁移,相同条件下,Li+在________(填“LiPF4”或“LiAsF6”)中迁移较快,原因是________________。
(4)由LiCoO2经过系列反应得到的CoO晶胞如图所示,该晶体中Co2+的配位数是________。
(5) LiFePO4的晶胞结构示意图如(a)所示,其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和四面体。电池充放电时,LiFePO4脱出或嵌入Li+形成结构示意图如(b)所示:
则图(b)中x=________。
17. 硫酸四氨合铜晶体[]常用作杀虫剂、媒染剂。该物质为深蓝色固体,受热易失氨。某学习小组在实验室中用废铜片制备硫酸四氨合铜晶体。回答相关问题:
Ⅰ.制备溶液将废铜片在20%的溶液中加热煮沸,冷却后,取出铜片,用蒸馏水洗涤,然后将铜片置于适量稀硫酸中,边加热边在铜片表面通入,直到铜片完全溶解。
(1)溶液的作用是___________。
(2)若将铜片先在空气中灼烧,使其氧化生成CuO,再溶解在稀硫酸中,产率会降低的原因是:___________。
Ⅱ.制备硫酸四氨合铜晶体
用如图所示装置制备硫酸四氨合铜晶体
实验结束后,将C中所得的深蓝色溶液缓慢加入盛有15mL无水乙醇的烧杯中,用玻璃棒摩擦烧杯内壁,混匀后盖上表面皿静置30min,即有深蓝色晶体析出,抽滤,洗涤,干燥,称量。
(3)仪器B的名称是___________,溶液Y可以是___________。
(4)装置C中得到深蓝色溶液的总反应的化学方程式为___________。
(5)析出晶体时将深蓝色溶液加入乙醇中而不采用浓缩结晶的原因是___________,该实验中乙醇能降低物质溶解性的原因___________。
(6)洗涤时最适宜的洗涤剂是___________。
A. 乙醚 B. 乙醇
C. 乙醇与浓氨水体积比为1∶2的混合液 D. 浓氨水
(7)为测定晶体中的含量,将一足量的晶体溶于水,加入足量的沉淀剂再经过一系列操作后,得沉淀质量。该实验过程中需要用到以下哪些试剂___________。
A.盐酸酸化的溶液 B.溶液 C.硝酸酸化的溶液
18. I.研究有机物的结构和性质对生产生活意义深远。回答下列问题:
(1)已知常温下和的电离平衡常数分别为,___________(填“>”、“=”或“<”)。
(2)Z是合成药物帕罗西汀的重要中间体。由X合成Z的路线如图:
Z的分子式为___________:Z中含氧官能团的名称为___________;
下列说法错误的是___________(填标号)。
A.X属于芳香烃
B.Y、Z均含有2个手性碳原子
C.X→Y过程中,X中碳碳双键的π键发生断裂
D.X分子中所有原子可能共平面
Ⅱ.巴豆醛是重要的有机合成中间体,存在如图转化过程:
已知:①X为;②Z为六元环状化合物:③羟基直接与碳碳双键上碳原子相连不稳定。
(3)巴豆醛的系统命名为___________,巴豆醛与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式为___________。
(4)以巴豆醛为原料,可制备一种名贵的香料花青醛()。请写出符合下列要求的花青醛的同分异构体的结构简式___________(任写一种即可)。
①含有苯环且能发生银镜反应:②核磁共振氢谱中的峰面积之比为12∶2∶2∶1∶1
(5)已知:,请设计由乙醇为原料制备巴豆醛的合成路线___________(反应条件可不写出)。
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