内容正文:
泊头市第一中学2022级高二下学期第三次月考化学试卷
可能用到的相对分子质量:
一、选择题:本题共19小题,每小题3分,共57分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 使用Zn-Mz双原子电催化剂,可以实现以、和水为前驱体制得尿素,下列化学用语或表述错误的是
A. Mn的原子结构示意图:
B. 中的共价键类型:键和键
C. 的电子式:
D. 尿素的空间填充模型:
【答案】D
【解析】
【详解】A.Mn25号元素,原子结构示意图为 ,A项正确;
B.分子结构为N≡N,含有1个σ键和2个π键,B项正确;
C.的电子式为 ,C项正确;
D. 为尿素的球棍模型,D项错误;
答案选D。
2. 下列有关有机物的说法正确的是
A. 淀粉和纤维素都能为人体提供能量
B. 加蛋白酶的洗衣粉不能用于洗涤蚕丝制品
C. 乙酸乙酯在碱性条件下可以发生皂化反应
D. 聚乙烯与烯烃性质相似
【答案】B
【解析】
【详解】A.人体内没有水解纤维素的酶,因此纤维素不能提供能量,A项错误;
B.蚕丝属于蛋白质,不能用加蛋白酶的洗衣粉洗涤,B项正确;
C.皂化反应是油脂在碱性条件下水解生成高级脂肪酸和甘油的反应,乙酸乙酯在碱性条件下的水解不是皂化反应,C项错误;
D.聚乙烯没有碳碳双键,与烯烃性质不相似,D项错误;
故选B。
3. 下列有关元素单质或化合物的叙述正确的是
A. Cr基态原子核外电子排布符合构造原理
B. 是由非极性键组成的非极性分子
C. 基态As的简化电子排布式
D. 中子数为7的氮原子:
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cr基态原子核外电子排布不符合构造原理,考虑了半满规则和全满规则,价电子排布式为,这样能量更低更稳定,A错误;
B.是由极性键组成的极性分子,B错误;
C.基态As的简化电子排布式,C错误;
D.N是7号元素,中子数为7的氮原子质量数为7+7=14,表示为,D正确;
故选D。
4. 下列描述正确的是
①CS2为V形的极性分子 ②的空间构型为平面三角形 ③SF6中有6对完全相同的成键电子对 ④SiF4和的中心原子均为sp3杂化 ⑤HCHO分子中既含σ键又含π键 ⑥熔沸点:邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸 ⑦SiF4和S8()的中心原子均为sp3杂化
A. ①②③④⑥ B. ②③④⑥ C. ③④⑤⑦ D. ①④⑤⑦
【答案】C
【解析】
【详解】①CS2中C原子的价层电子对数=2+=2,故CS2为直线形的非极性分子,①错误;
②中Cl原子的价层电子对数=3+=4,有一对孤电子对,空间构型为三角锥形,②错误;
③SF6中S原子用最外层的6个电子与6个F原子形成6条共价键,6对成键电子对完全相同,③正确;
④SiF4和的中心原子的价层电子对数分别为4+=4、3+=4,中心原子均为sp3杂化,④正确;
⑤HCHO分子的结构式中含有C=O,单键为σ键,双键中含有一个σ键和一个π键,故HCHO分子中既含σ键又含π键,⑤正确;
⑥对羟基苯甲酸易形成分子之间氢键,导致分子间作用力增强,而邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低,⑥错误;
⑦SiF4中Si原子价层电子对数是4,则中心原子均为sp3杂化;在S8分子中S原子价层电子对数是4,因此也是采用sp3杂化,⑦正确;
综上所述可知:说法正确的是③④⑤⑦,故合理选项是C。
5. 已知为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 固体溶于稀醋酸至溶液呈中性,的数目为
B. 中含有键的数目为
C. 1.12L乙烷和丙烯的混合气体中所含键数为
D. 与足量充分反应生成的分子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据电荷守恒可知,溶液中存在,溶液呈中性,则,,A正确;
B.苯环中所含的是大键,没有碳碳双键,B错误;
C.气体所处的温度、压强未知,无法计算气体的物质的量,C错误;
D.乙酸与乙醇的酯化反应属于可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,生成的分子数小于,D错误;
故选A。
6. 环丙沙星为合成的第三代喹诺酮类抗菌药物,具广谱抗菌活性,杀菌效果好,环丙沙星的结构简式如图所示,下列说法错误的是
A. 环丙沙星可发生加成反应、氧化反应、取代反应
B. 1mol环丙沙星与氢气加成最多可消耗5molH2
C. 1mol环丙沙星与氢氧化钠溶液反应可消耗2mol氢氧化钠
D. 环丙沙星可以加聚形成高分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.该有机物分子中含有碳碳双键,可发生加成反应和氧化反应,含有羧基,可发生酯化反应等取代反应,故A正确;
B.该有机物分子中含有1个碳碳双键、1个苯环和1个羰基可以和H2发生加成反应,1mol环丙沙星与氢气加成最多可消耗5molH2,故B正确;
C.能与 NaOH溶液反应的官能团为F原子、羧基,且F原子水解生成的酚羟基也能与 NaOH反应,则1mol环丙沙星与NaOH溶液反应,最多可消耗3molNaOH,故C错误;
D.该有机物分子中含有碳碳双键,可以加聚形成高分子,故D正确;
故选C。
7. 尿黑酸症是由酪氨酸在人体内非正常代谢而产生的一种疾病。其转化过程如图所示,下列说法正确的是
A. 尿黑酸和对羟基苯丙酮酸均不能形成分子内氢键
B. 酪氨酸和对羟基苯丙酮酸所含的含氧官能团相同
C. 尿黑酸能与Fe3+反应制备特种墨水
D. 1 mol对羟基苯丙酮酸分别可以和2 mol NaHCO3和4 mol H2完全反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.对羟基苯丙酮酸中能形成分子间氢键,而尿黑酸能形成分子内氢键,A错误
B.根据物质分子结构可知:酪氨酸中含有1个氨基、1个羧基和1个酚羟基;对羟基苯丙酮酸分子中含有1个羰基、1个羧基和1个酚羟基,可见二者含有的含氧官能团不相同,B错误;
C.尿黑酸分子中含有酚羟基,能够与Fe3+发生显色反应,而使溶液显紫色,故可以用于制备特种墨水,C正确;
D.对羟基苯丙酮酸分子中含有的羧基可以与NaHCO3反应产生CO2气体;苯环及羰基能够与H2发生加成反应,羧基不能与H2发生加成反应,则1 mol对羟基苯丙酮酸分别可以和1 mol NaHCO3和4 mol H2完全反应,D错误;
故合理选项是C。
8. 2022年诺贝尔化学奖颁发给为点击化学发展做出贡献的3位科学家。点击反应的其中一种原料结构如图所示,下列说法不正确的是
A. 该分子中有四种化学环境不同的氢原子
B. 该物质能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色且原理相同
C. 该分子中碳原子有三种杂化方式
D. 该物质与反应,最多可消耗
【答案】B
【解析】
【详解】A.该分子结构对称,有四种化学环境不同的氢原子(如图),故A正确;
B.该物质含有碳碳三键,使酸性高锰酸钾溶液褪色为发生氧化反应,使溴水褪色为发生加成反应,原理不一样,故B错误;
C.该分子苯环上的碳原子采用sp2杂化、碳碳三键中的碳原子采用sp杂化、饱和碳原子采用sp3杂化,故C正确;
D.分子中含有两个碳碳三键和一个苯环能与H2反应,1mol该物质与H2反应,最多可消耗7molH2,故D正确;
选B。
9. 下列叙述正确的个数是
①键角:
②熔融状态的不能导电,说明是一种共价化合物
③非极性分子往往是高度对称的分子,比如、、
④接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量比18大一些,是因为接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互缔合
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】C
【解析】
【详解】①不同的中心原子,相同的配位原子且结构相似,中心原子电负性越大,吸引电子能力越强,键合电子偏向中心原子,排斥力越大,键角越大,电负性:N>P>As,键角:,①正确;
②熔融状态的不能导电,说明是一种共价化合物,②正确;
③非极性分子往往是高度对称的分子,、、为非极性分子,为极性分子,③错误;
④接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量比18大一些,是因为接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互缔合。④正确;
所以正确的有3项,答案选C。
10. 一种具有极好普适性和选择性的温和有机还原试剂结构如图所示,由氢元素和原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W组成,Z的阴离子与W的阳离子具有相同的核外电子排布,下列说法正确的是
A. 简单离子半径:W>Z B. 第一电离能:Z>Y>X
C. 简单氢化物的极性:Y>Z D. 单质熔点:Z>X
【答案】B
【解析】
【分析】根据题中所给结构可知,W可形成+1价离子,X、Y、Z分别可形成4个、4个、2个共价键,,结合四种元素原子序数依次增大,W是Na元素,Z的阴离子与W的阳离子具有相同的核外电子排布,则Z为O元素,所以X、Y分别是B、C。
【详解】A.Z的阴离子与W的阳离子具有相同的核外电子排布,原子序数越大,离子半径越小,离子半径大于,A项错误;
B.第一电离能:O>C>B,B项正确;
C.是非极性分子,是极性分子,分子极性:,C项错误;
D.单质B是共价晶体,单质是分子晶体,熔点,D项错误;
故答案选B。
【点睛】本题以有机还原试剂三乙酰氧基硼氢化钠为载体,考查学生对元素结构和性质的分析能力。
11. 前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,Y的周期序数与族序数相等,基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,W与Z处于同一主族。下列说法正确的是
A. 原子半径:r(X)<r(Y)<r(W)<r(Z)
B. X的第一电离能比同周期相邻元素的大
C. W在周期表中位于第四周期第ⅤA族
D. Z的最高价氧化物的水化物的酸性比W的弱
【答案】B
【解析】
【分析】前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,则X为N;Y的周期序数与族序数相等,则Y为Al;基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,则Z为Cl;W与Z处于同一主族,则W为Br。
【详解】A.根据同周期元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,因此原子半径:r(Z)<r(Y),r(Z)<r(W),A错误;
B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但X(N)的2p处于半充满状态,因此X(N)的第一电离能比同周期相邻元素的大,B正确;
C.W为Br,在周期表中位于第四周期第ⅦA族,C错误;
D.同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,最高价氧化物的水化物的酸性逐渐减弱,所以Z的最高价氧化物的水化物的酸性比W的强,D错误;
故选B。
12. 药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得,下列有关叙述正确的是
A. 根据有机物的分类,贝诺酯属于芳香烃,分子式为
B. 乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与溶液反应
C. 乙酰水杨酸和贝诺酯都易溶于水
D. 贝诺酯最多能与发生反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.贝诺酯含有氧元素,而烃只含C、H元素,贝诺酯不属于芳香烃,A项错误;
B.乙酰水杨酸含有羧基,对乙酰氨基酚含有酚羟基,都能与碳酸钠反应,B项正确;
C.贝诺酯属于酯,不含亲水基团,难溶于水,C项错误;
D.1mol贝诺酯含有2mol酯基和1mol酰胺键,且水解后又产生2mol酚羟基,1mol贝诺酯与足量NaOH溶液反应,最多消耗5molNaOH,D项错误;
答案选B。
13. 某不饱和烃与发生加成反应后,所得产物的结构如图所示,下列有关说法正确的是
A. 不饱和烃可能为3,5-二甲基-1,3-庚二烯
B. 的系统命名为2,4-二甲基戊烷
C. 若不饱和烃中含有结构单元,则的结构有2种
D. 的一氯代物有4种
【答案】A
【解析】
【详解】A.1mol某不饱和烃X与2mol氢气发生加成反应生成Y,说明X分子中含有2个碳碳双键或1个碳碳三键,含有2个碳碳双键的X可能为3,5-二甲基-1,3-庚二烯,故A正确;
B.由结构简式可知,烷烃分子中最长碳链含有7个碳原子,侧链为2个甲基,名称为3,5—二甲基庚烷,故B错误;
C.由结构简式可知,若不饱和烃X中含有碳碳三键,X的结构只有1种,名称为3,5—二甲基—1—庚炔,故C错误;
D.由结构简式可知,Y分子中含有5类氢原子,则一氯代物有5种,故D错误;
故选A。
14. 某有机物的结构简式为,其性质有下列说法:
①含酚羟基,遇溶液显紫色
②结构中的酚羟基、醇羟基、羧基均能与金属钠反应,该有机物能与钠反应
③含有羧基,该有机物与反应
④能与羧酸发生酯化反应,也能与醇发生酯化反应,也可以进行分子内酯化反应
上述说法正确的是
A. 只有② B. 只有③ C. 只有④ D. 全部正确
【答案】D
【解析】
详解】与苯环直接相连,含酚羟基,遇溶液显紫色,故正确;
结构中酚羟基、醇羟基、羧基均能与金属钠反应,且:反应,则该有机物能与钠反应,故正确;
只有与碳酸氢钠反应,且:反应,含有个羧基,该有机物与反应,故正确;
含能与羧酸发生酯化反应,含能与醇发生酯化反应,也可以进行分子内酯化反应,故正确;
故选D。
15. 下列说法正确的是
A. 1,4-二氧杂螺丙烷的结构简式为 ,二氯代物有3种(不考虑立体异构)
B. 组成和结构可用 表示的有机物共有12种
C. 化学式为且有芳香气味的有机物,在酸性条件下加热水解产生相对分子质量的相同的两种有机物,则符合此条件的的结构有24种
D. 的同分异构体中属于烯烃的有6种(不考虑顺反异构)
【答案】B
【解析】
【详解】A.中间的碳原子已经有四根键,两个氯原子可以同时取代一个碳上的氢原子,也可以取代不同碳原子上的氢原子,一共有两种二氯代物,A错误;
B.组成和结构可用 表示的有机物,同分异构体在左右两边的取代基上,左边是丁基,有4种,右边根据同一个碳原子和两个碳原子分别取代氯原子共有3种,左右组成的有机物中一共有12种,B正确;
C.化学式为且有芳香气味的有机物,说明分子中含有酯基结构,在酸性条件下加热水解产生相对分子质量相同的两种有机物,可以判断产物是C5H11OH和C3H7COOH,C5H11OH有8种,C3H7COOH有2种,则它们形成的酯共有16种,C错误;
D.戊烷的同分异构体有三种,不考虑顺反异构,则C5H10的同分异构体属于烯烃的有5种,D错误;
故选B。
【点睛】此题注意取代基的同分异构体的判断方法:基元法,即甲基、乙基、丙基、丁基、戊基的同分异构体分别为1、1、2、4、8种。
16. 下列实验操作能达到其对应目的是
实验目的
操作
A
除乙酸乙酯中混有的少量乙酸
加入足量溶液,振荡,静置,分液,取出上层液体
B
欲除去苯中混有的苯酚
向混合液中加入浓溴水,充分反应后,生成三溴苯酚白色沉淀,过滤
C
欲检验乙醇的消去反应产物
将乙醇与浓硫酸混合,迅速加热到(务必迅速加热到,会有乙醚生成),将气体产物通过导气管直接通入酸性高锰酸钾溶液
D
蛋白质的盐析过程是可逆的
向蛋白质溶液中滴加饱和溶液,有固体析出,过滤,向固体中加足量蒸馏水,固体溶解
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中能发生水解反应,所以不能用氢氧化钠溶液除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸杂质,故A错误;
B.三溴苯酚不溶于水,但溶于苯,所以不能用溴水除去苯中混有的苯酚杂质,故B错误;
C.乙醇具有挥发性,挥发出的乙醇也能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色,则将气体产物通过导气管直接通入酸性高锰酸钾溶液不能达到检验乙醇的消去反应产物乙烯的实验目的,故C错误;
D.向蛋白质溶液中滴加饱和硫酸钠溶液,有固体析出,过滤,向固体中加足量蒸馏水,固体溶解说明蛋白质的盐析过程是可逆的,故D正确;
故选D。
17. 具有下列电子层结构或性质的原子:①2p轨道上有2对成对电子的原子;②外围电子构型为2s22p3的原子;③短周期第一电离能最小;④第三周期离子半径最小。则下列有关比较中正确的是( )
A. 第一电离能:②>③>①>④
B. 原子半径:④>③>②>①
C. 电负性:①>②>④>③
D. 最高正化合价:②>③>①>④
【答案】C
【解析】
【分析】①2p轨道上有2对成对电子的原子,则其2p能级电子排布为2p5,为F元素;②外围电子构型为2s22p3的原子为N元素;③短周期第一电离能最小的元素为Na元素;④第三周期离子半径最小的元素Al。
【详解】A.同周期主族元素第一电离能呈增大趋势,F的第一电离能大于N,即①>②,故A错误;
B.同周期主族元素的原子半径自左至右依次减小,所以Na的原子半径大于Al,即③>④,故B错误;
C.非金属性越强电负性越大,所以电负性①>②>④>③,故C正确;
D.F元素没有最高正价,故D错误;
故答案为C。
18. 镓是重要的战略金属。镓与氮的某种化合物的晶胞结构如下图所示,晶胞参数为。下列说法错误的是
A. 该物质的化学式为
B. 晶体结构中的配位数为8
C. 原子与原子之间的最短距离为
D. 该晶体的密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.该晶胞中,Ga为,N原子为4,该物质的化学式为,A正确;
B.晶体结构中位于顶点和面心,配位数为4,B错误;
C.原子与原子之间的最短距离为体对角线的,为,C正确;
D.该晶体的密度为,D正确;
故选B。
19. 有关晶体的结构如图所示,下列说法中正确的是
A. 晶胞中的配位数大于干冰晶胞中分子的配位数
B. 干冰晶体中,只存在范德华力,符合分子密堆积这一特征
C. 若金刚石的晶胞边长为,则其中两个最近的碳原子之间的距离为
D. 石墨晶体中存在共价键与范德华力,所以属于混合型晶体
【答案】D
【解析】
【详解】A.晶胞中的配位数为6,干冰中分子的配位数为12,中的配位数小于干冰中分子的配位数,A错误;
B.晶体的特征是分子的密堆积,干冰晶体中,分子之间为范德华力,分子内部存在共价键,B错误;
C.两个最近的碳原子之间的距离为晶胞体对角线的,金刚石的晶胞边长为,其中两个最近的碳原子之间的距离为,C错误;
D.石墨晶体层内是共价键,层间是范德华力,所以石墨是一种混合型晶体,D正确;
故选:D。
第Ⅱ卷(非选择题)
20. 苯氧乙酸为除草剂的中间体。制备苯氧乙酸的反应原理和装置(夹持仪器已省略)如图所示。相关物理数据如下表。
副反应:ClCH2COOH+2NaOHHOCH2COONa+NaCl+H2O
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯酚
94
43
181.75
易溶于热水,易溶于乙醇
苯氧乙酸
152
89~100
285
易溶于热水,不溶于冷水,溶于乙醇
氯乙酸
94.5
63
189
易溶于水, 溶于乙醇
羟基乙酸
76
79~80
分解
易溶于水, 易溶于乙醇
具体实验步骤如下:
Ⅰ、将 3.8g氯乙酸和5mL水加入100mL的仪器X中,开启搅拌器,缓慢加入7mL饱和碳酸钠溶液至溶液 pH 为 7~8。
Ⅱ、加入2.35g 苯酚, 再滴加 35%氢氧化钠溶液至反应溶液pH为12,将反应物在沸水浴中加热 30min。
Ⅲ、反应过程中溶液pH下降,补充氢氧化钠使pH保持为12,在沸水浴中继续加热15min。
Ⅳ、反应结束,将溶液转入锥形瓶中,在搅拌下用浓盐酸酸化至pH为3~4。
Ⅴ、冰水浴中冷却析出晶体,抽滤,冷水洗涤产物3次,在60~65℃下干燥得到黄色产品,再加入活性炭,得到2.47g白色晶体。
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称是___________。
(2)球形冷凝管中冷水由______(填“a”或“b”) 口流进, 与直形冷凝管相比,其优点是________。
(3)步骤Ⅰ中用饱和碳酸钠溶液将pH调至7~8的原因:___________。
(4)写出反应③的化学方程式:___________。
(5)步骤Ⅳ用浓盐酸酸化至pH为3~4,其目的是___________。
(6)步骤Ⅴ中,抽滤装置如图所示,采用“抽滤”的优点是___________。
(7)步骤Ⅴ中加活性炭的目的是___________。
(8)该过程中苯氧乙酸的产率为___________。
【答案】(1)三颈烧瓶
(2) ①. b ②. 冷却面积大,冷凝效果更好
(3)使氯乙酸转化为氯乙酸钠,防止生成羟基乙酸钠
(4) + +NaCl
(5)使苯氧乙酸钠转化为苯氧乙酸以便冷却析出
(6)过滤速度更快,沉淀更干燥
(7)除去产品中的有色杂质而脱色
(8)65%
【解析】
【分析】本实验制备苯氧乙酸,先让氯乙酸与碳酸钠反应生成氯乙酸钠,再让苯酚与氢氧化钠溶液反应生成苯酚钠,沸水水浴中加热30min,氯乙酸钠与苯酚钠反应生成苯氧乙酸钠,利用酸性强的制备酸性弱的,苯乙酸钠与盐酸反应生成苯氧乙酸,据此分析解答;
【小问1详解】
根据仪器X的特点,仪器X为三颈烧瓶或三口烧瓶;故答案为三颈烧瓶或三口烧瓶;
【小问2详解】
冷凝管通入冷却水,为了增强冷凝效果,冷却水下进上出,即冷水由b口流进;球形冷凝管比直形冷凝管冷却面积大,冷凝效果好;故答案为b;冷却面积大,冷凝效果更好;
【小问3详解】
如果不加入碳酸钠,氯乙酸与NaOH溶液生成羟基乙酸钠,发生副反应,因此加入碳酸钠的目的是使氯乙酸转化为氯乙酸钠,防止生成羟基乙酸钠;故答案为使氯乙酸转化为氯乙酸钠,防止生成羟基乙酸钠;
【小问4详解】
步骤③发生取代反应,其方程式ClCH2COONa+ +NaCl;故答案为ClCH2COONa+ +NaCl;
【小问5详解】
利用酸性强的制备酸性弱,以及表中数据,苯氧乙酸不溶于冷水,因此步骤Ⅳ中用浓盐酸酸化至pH为3~4的目的是使苯氧乙酸钠转化为苯氧乙酸,以便冷却析出;故答案为使苯氧乙酸钠转化为苯氧乙酸,以便冷却析出;
【小问6详解】
采取抽滤的优点是过滤速度更快,沉淀更干燥;故答案为过滤速度更快,沉淀更干燥;
【小问7详解】
活性炭具有吸附性,能吸附有色杂质,因此使用活性炭的目的是除去产品中的有色杂质而脱色;故答案为除去产品中的有色杂质而脱色;
【小问8详解】
根据题中所给数值,氯乙酸物质的量约为0.04mol,苯酚的物质的量为0.025mol,按照反应原理可知,苯酚不足,氯乙酸过量,则理论生成苯氧乙酸的物质的量为0.025mol,即质量为3.8g,产率为=65%;故答案为65%。
21. 《化学世界》刊载了我国科学家的研究成果:在钴锰氧化物的催化作用下,偶氮桥联二呋咱高能炸药也可作固体火箭推进剂,M是合成该推进剂的中间体,M的结构简式如图所示。回答下列问题:
(1)中间体M分子中,碳原子的杂化类型是___________。
(2)Co和Ni都属于第Ⅷ族元素,均能与等配体组成配合物。
①一种Ni2+配离子的结构如图所示,该配离子中存在的化学键类型有___________(填标号)。
A.离子键B.σ键C.π键D.氢键E.配位键
②SCN-与金属离子形成的配合物中配位原子一般是S而不是N,其原因是___________。
(3)比较熔点大小:CoO___________MnO(填“<”,“=”或“>”)
(4)KMnF3晶体有钙钛矿型的立方结构,晶胞结构如图1所示。
①若原子坐标参数A为(0,0,0);B为(),则C原子的坐标参数为___________。
②若阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞参数为anm,则晶体密度为___________g∙cm-3。
③在KMnF3晶胞结构的另一种表示中,Mn处于各顶角位置。该晶胞结构中,沿立方格子对角面取得的截图如图2所示。F在晶胞中的位置为___________(填阿拉伯数字序号)。
【答案】(1)sp、sp2
(2) ①. BCE ②. 元素的电负性S<N,所以与金属离子形成配离子的配位原子是S原子
(3)> (4) ①. () ②. ③. 4、6
【解析】
【小问1详解】
根据中间体M结构示意图可知:C原子有与N原子形成共价三键的,价层电子对数是2,该C原子为sp杂化,有与N原子形成共价双键的,价层电子对数是2,该C原子采用sp2杂化,故答案为:sp、sp2;
【小问2详解】
①该配离子中存在的化学键类型有共价单键(σ键)、共价双键(1个σ键和1个π键)、中心Ni原子与4个N原子间形成配位键,不含有离子键,氢键不属于化学键,故选BCE。
②与SCN-互为等电子体的一种分子为CO2,SCN-与CO2为等电子体,结构相类似,则SCN-的结构式为[S =C=N]-。SCN-与金属离子形成的配合物中,配位原子通常是含有孤电子对且电负性较小的原子,由于N的非金属性大于S,即电负性S<N,所以与金属离子形成配离子的配位原子是S原子而不是N原子。
【小问3详解】
CoO和MnO的晶体都是离子晶体,Co、Mn同同期且Mn在Co的左边,Mn的原子半径比Co大,则CoO熔点高于MnO的原因是:CoO和MnO都属于离子晶体,由于离子半径Mn2+>Co2+,所以晶格能CoO>MnO,熔点CoO>MnO。
【小问4详解】
①若原子坐标参数A为(0,0,0);B为,C原子位于立方体底面的面心,则C原子的坐标参数为();
②根据晶胞结构可知其中含有K个数为8×=1;F个数为6×=3;Mn原子个数是1个,晶胞的质量m=,晶胞的体积V=(a×10-7)3cm3,故该晶胞的密度g/cm3;
③在KMnF3晶胞结构中,沿立方格子对角面取得的截图中,Mn与上、下两个面的面心上的F原子在同一竖线上,Mn处于各顶角位置,则F位于顶点间竖线的中点,所以F在晶胞中的位置为4、6。
22. 化合物是一种手性有机医药材料。实验室由芳香化合物A制备的一种合成路线如图:
已知:①;
②;
请回答下列问题:
(1)C的结构简式为_________________;中官能团的名称为_________________。
(2)由生成的反应类型为_________________。
(3)写出生成的化学方程式_________________。
(4)写出由和合成的化学方程式_________________。
(5)有多种同分异构体,其中符合下列条件的同分异构体有_________________种(不考虑立体异构),写出其中核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢,且峰面积之比为的同分异构体的结构简式_________________。
①苯环上有两个取代基;
②能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出;
③能与发生显色反应;
(6)请利用题干中给出的信息反应,写出以为原料制备化合物的合成路线,(其他无机试剂任选)_________________。
【答案】(1) ① ②. 酮羰基、酯基
(2)消去反应 (3)+ CH3CH2OH+H2O
(4)+
(5) ①. 12 ②.
(6)
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,发生信息①反应生成CH3CHO和,则B为CH3CHO、C为;CH3CHO发生信息②反应生成,则D为;与高锰酸钾溶液发生氧化反应生成,则G为;浓硫酸作用下与乙醇共热发生酯化反应生成;与CH3NO2发生加成反应生成,浓硫酸作用下共热发生消去反应生成,则F为;与发生加成反应生成。
【小问1详解】
由分析可知,C的结构简式为;由结构简式可知,的官能团为酮羰基、酯基,故答案为:;酮羰基、酯基;
【小问2详解】
由分析可知,由E生成F的反应为浓硫酸作用下共热发生消去反应生成和水,故答案为:消去反应;
【小问3详解】
由分析可知,由G生成H的反应为浓硫酸作用下下与乙醇共热发生酯化反应生成和水,反应的化学方程式为+ CH3CH2OH+H2O,故答案为:+ CH3CH2OH+H2O;
【小问4详解】
由分析可知,由H和F合成I的反应为与发生加成反应生成,反应的化学方程式为+,故答案为:+;
【小问5详解】
E的同分异构的苯环上有两个取代基,能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳说明同分异构体分子中含有羧基,能与氯化铁溶液发生显色反应说明分子中含有酚羟基,则取代基可能为—OH和—CH2NHCOOH、—OH和—NHCH2COOH、—OH和、—OH和,取代基在苯环上都有邻、间、对3种位置关系,则符合条件的同分异构体共有12种,其中核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢,且峰面积之比为3:2:2:1:1的同分异构体的结构简式为,故答案为:12;;
【小问6详解】
由题干给出的信息反应可知,以为原料制备化合物的合成步骤为发生信息①反应生成CH3CHO和,CH3CHO和发生信息②反应生成,与高锰酸钾溶液发生氧化反应生成,合成路线为。
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泊头市第一中学2022级高二下学期第三次月考化学试卷
可能用到的相对分子质量:
一、选择题:本题共19小题,每小题3分,共57分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 使用Zn-Mz双原子电催化剂,可以实现以、和水为前驱体制得尿素,下列化学用语或表述错误的是
A. Mn的原子结构示意图:
B. 中的共价键类型:键和键
C. 的电子式:
D. 尿素的空间填充模型:
2. 下列有关有机物的说法正确的是
A. 淀粉和纤维素都能为人体提供能量
B. 加蛋白酶的洗衣粉不能用于洗涤蚕丝制品
C. 乙酸乙酯在碱性条件下可以发生皂化反应
D. 聚乙烯与烯烃性质相似
3. 下列有关元素单质或化合物的叙述正确的是
A. Cr基态原子核外电子排布符合构造原理
B. 是由非极性键组成的非极性分子
C. 基态As的简化电子排布式
D. 中子数为7的氮原子:
4. 下列描述正确的是
①CS2为V形极性分子 ②的空间构型为平面三角形 ③SF6中有6对完全相同的成键电子对 ④SiF4和的中心原子均为sp3杂化 ⑤HCHO分子中既含σ键又含π键 ⑥熔沸点:邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸 ⑦SiF4和S8()的中心原子均为sp3杂化
A. ①②③④⑥ B. ②③④⑥ C. ③④⑤⑦ D. ①④⑤⑦
5. 已知为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 固体溶于稀醋酸至溶液呈中性,的数目为
B. 中含有键的数目为
C. 1.12L乙烷和丙烯的混合气体中所含键数为
D. 与足量充分反应生成的分子数为
6. 环丙沙星为合成的第三代喹诺酮类抗菌药物,具广谱抗菌活性,杀菌效果好,环丙沙星的结构简式如图所示,下列说法错误的是
A. 环丙沙星可发生加成反应、氧化反应、取代反应
B. 1mol环丙沙星与氢气加成最多可消耗5molH2
C. 1mol环丙沙星与氢氧化钠溶液反应可消耗2mol氢氧化钠
D. 环丙沙星可以加聚形成高分子
7. 尿黑酸症是由酪氨酸在人体内非正常代谢而产生的一种疾病。其转化过程如图所示,下列说法正确的是
A. 尿黑酸和对羟基苯丙酮酸均不能形成分子内氢键
B. 酪氨酸和对羟基苯丙酮酸所含的含氧官能团相同
C. 尿黑酸能与Fe3+反应制备特种墨水
D. 1 mol对羟基苯丙酮酸分别可以和2 mol NaHCO3和4 mol H2完全反应
8. 2022年诺贝尔化学奖颁发给为点击化学发展做出贡献的3位科学家。点击反应的其中一种原料结构如图所示,下列说法不正确的是
A. 该分子中有四种化学环境不同的氢原子
B. 该物质能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色且原理相同
C. 该分子中碳原子有三种杂化方式
D. 该物质与反应,最多可消耗
9. 下列叙述正确的个数是
①键角:
②熔融状态不能导电,说明是一种共价化合物
③非极性分子往往是高度对称的分子,比如、、
④接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量比18大一些,是因为接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互缔合
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
10. 一种具有极好普适性和选择性的温和有机还原试剂结构如图所示,由氢元素和原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W组成,Z的阴离子与W的阳离子具有相同的核外电子排布,下列说法正确的是
A. 简单离子半径:W>Z B. 第一电离能:Z>Y>X
C. 简单氢化物的极性:Y>Z D. 单质熔点:Z>X
11. 前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X是空气中含量最多的元素,Y的周期序数与族序数相等,基态时Z原子3p原子轨道上有5个电子,W与Z处于同一主族。下列说法正确的是
A. 原子半径:r(X)<r(Y)<r(W)<r(Z)
B. X的第一电离能比同周期相邻元素的大
C. W在周期表中位于第四周期第ⅤA族
D. Z的最高价氧化物的水化物的酸性比W的弱
12. 药物贝诺酯可由乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚在一定条件下反应制得,下列有关叙述正确的是
A. 根据有机物的分类,贝诺酯属于芳香烃,分子式为
B 乙酰水杨酸和对乙酰氨基酚均能与溶液反应
C. 乙酰水杨酸和贝诺酯都易溶于水
D. 贝诺酯最多能与发生反应
13. 某不饱和烃与发生加成反应后,所得产物的结构如图所示,下列有关说法正确的是
A. 不饱和烃可能为3,5-二甲基-1,3-庚二烯
B. 的系统命名为2,4-二甲基戊烷
C. 若不饱和烃中含有结构单元,则的结构有2种
D. 的一氯代物有4种
14. 某有机物的结构简式为,其性质有下列说法:
①含酚羟基,遇溶液显紫色
②结构中的酚羟基、醇羟基、羧基均能与金属钠反应,该有机物能与钠反应
③含有羧基,该有机物与反应
④能与羧酸发生酯化反应,也能与醇发生酯化反应,也可以进行分子内酯化反应
上述说法正确的是
A. 只有② B. 只有③ C. 只有④ D. 全部正确
15. 下列说法正确的是
A. 1,4-二氧杂螺丙烷的结构简式为 ,二氯代物有3种(不考虑立体异构)
B. 组成和结构可用 表示的有机物共有12种
C. 化学式为且有芳香气味的有机物,在酸性条件下加热水解产生相对分子质量的相同的两种有机物,则符合此条件的的结构有24种
D. 的同分异构体中属于烯烃的有6种(不考虑顺反异构)
16. 下列实验操作能达到其对应目的是
实验目的
操作
A
除乙酸乙酯中混有的少量乙酸
加入足量溶液,振荡,静置,分液,取出上层液体
B
欲除去苯中混有的苯酚
向混合液中加入浓溴水,充分反应后,生成三溴苯酚白色沉淀,过滤
C
欲检验乙醇的消去反应产物
将乙醇与浓硫酸混合,迅速加热到(务必迅速加热到,会有乙醚生成),将气体产物通过导气管直接通入酸性高锰酸钾溶液
D
蛋白质的盐析过程是可逆的
向蛋白质溶液中滴加饱和溶液,有固体析出,过滤,向固体中加足量蒸馏水,固体溶解
A. A B. B C. C D. D
17. 具有下列电子层结构或性质的原子:①2p轨道上有2对成对电子的原子;②外围电子构型为2s22p3的原子;③短周期第一电离能最小;④第三周期离子半径最小。则下列有关比较中正确的是( )
A. 第一电离能:②>③>①>④
B. 原子半径:④>③>②>①
C. 电负性:①>②>④>③
D. 最高正化合价:②>③>①>④
18. 镓是重要的战略金属。镓与氮的某种化合物的晶胞结构如下图所示,晶胞参数为。下列说法错误的是
A. 该物质的化学式为
B. 晶体结构中的配位数为8
C. 原子与原子之间的最短距离为
D. 该晶体的密度为
19. 有关晶体的结构如图所示,下列说法中正确的是
A. 晶胞中配位数大于干冰晶胞中分子的配位数
B. 干冰晶体中,只存在范德华力,符合分子密堆积这一特征
C. 若金刚石的晶胞边长为,则其中两个最近的碳原子之间的距离为
D. 石墨晶体中存在共价键与范德华力,所以属于混合型晶体
第Ⅱ卷(非选择题)
20. 苯氧乙酸为除草剂的中间体。制备苯氧乙酸的反应原理和装置(夹持仪器已省略)如图所示。相关物理数据如下表。
副反应:ClCH2COOH+2NaOHHOCH2COONa+NaCl+H2O
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯酚
94
43
181.75
易溶于热水,易溶于乙醇
苯氧乙酸
152
89~100
285
易溶于热水,不溶于冷水,溶于乙醇
氯乙酸
94.5
63
189
易溶于水, 溶于乙醇
羟基乙酸
76
79~80
分解
易溶于水, 易溶于乙醇
具体实验步骤如下:
Ⅰ、将 3.8g氯乙酸和5mL水加入100mL的仪器X中,开启搅拌器,缓慢加入7mL饱和碳酸钠溶液至溶液 pH 为 7~8。
Ⅱ、加入2.35g 苯酚, 再滴加 35%氢氧化钠溶液至反应溶液pH为12,将反应物在沸水浴中加热 30min。
Ⅲ、反应过程中溶液pH下降,补充氢氧化钠使pH保持为12,在沸水浴中继续加热15min。
Ⅳ、反应结束,将溶液转入锥形瓶中,在搅拌下用浓盐酸酸化至pH为3~4。
Ⅴ、冰水浴中冷却析出晶体,抽滤,冷水洗涤产物3次,在60~65℃下干燥得到黄色产品,再加入活性炭,得到2.47g白色晶体。
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称是___________。
(2)球形冷凝管中冷水由______(填“a”或“b”) 口流进, 与直形冷凝管相比,其优点是________。
(3)步骤Ⅰ中用饱和碳酸钠溶液将pH调至7~8的原因:___________。
(4)写出反应③的化学方程式:___________。
(5)步骤Ⅳ用浓盐酸酸化至pH为3~4,其目的是___________。
(6)步骤Ⅴ中,抽滤装置如图所示,采用“抽滤”的优点是___________。
(7)步骤Ⅴ中加活性炭目的是___________。
(8)该过程中苯氧乙酸的产率为___________。
21. 《化学世界》刊载了我国科学家的研究成果:在钴锰氧化物的催化作用下,偶氮桥联二呋咱高能炸药也可作固体火箭推进剂,M是合成该推进剂的中间体,M的结构简式如图所示。回答下列问题:
(1)中间体M分子中,碳原子的杂化类型是___________。
(2)Co和Ni都属于第Ⅷ族元素,均能与等配体组成配合物。
①一种Ni2+配离子的结构如图所示,该配离子中存在的化学键类型有___________(填标号)。
A.离子键B.σ键C.π键D.氢键E.配位键
②SCN-与金属离子形成的配合物中配位原子一般是S而不是N,其原因是___________。
(3)比较熔点大小:CoO___________MnO(填“<”,“=”或“>”)
(4)KMnF3晶体有钙钛矿型的立方结构,晶胞结构如图1所示。
①若原子坐标参数A为(0,0,0);B为(),则C原子的坐标参数为___________。
②若阿伏加德罗常数的值为NA,晶胞参数为anm,则晶体密度为___________g∙cm-3。
③在KMnF3晶胞结构的另一种表示中,Mn处于各顶角位置。该晶胞结构中,沿立方格子对角面取得的截图如图2所示。F在晶胞中的位置为___________(填阿拉伯数字序号)。
22. 化合物是一种手性有机医药材料。实验室由芳香化合物A制备的一种合成路线如图:
已知:①;
②;
请回答下列问题:
(1)C的结构简式为_________________;中官能团的名称为_________________。
(2)由生成的反应类型为_________________。
(3)写出生成的化学方程式_________________。
(4)写出由和合成的化学方程式_________________。
(5)有多种同分异构体,其中符合下列条件的同分异构体有_________________种(不考虑立体异构),写出其中核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢,且峰面积之比为的同分异构体的结构简式_________________。
①苯环上有两个取代基;
②能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出;
③能与发生显色反应;
(6)请利用题干中给出的信息反应,写出以为原料制备化合物的合成路线,(其他无机试剂任选)_________________。
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