内容正文:
兆麟中学2023—2024学年度下学期第二次月考
高二学年 化学 学科试题
考试用时:75分钟 总分:100分
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 Fe 56 Pb 207 I 127 Cl 35.5
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是
A. 借助质谱图,仅能获得有机化合物的相对分子质量信息
B. 借助红外光谱,可以获得有机化合物中官能团或化学键信息
C. 氯乙烷气雾剂可用于运动损伤的镇痛剂
D. 浸有高锰酸钾的硅藻土可用于水果保鲜
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 18O2-离子结构示意图:
B. 基态铜原子价电子的轨道表示式:
C. 的空间结构:(三角锥形)
D. 的化学名称:乙氨
3. 有机物靛蓝是一种蓝色染料,其结构如图所示。下列有关靛蓝的说法正确的是
A. 属于芳香烃 B. 分子式为
C. 含有的官能团为苯基、氨基、酮羰基 D. 苯环上的一氯代物有2种
4. 下列各项叙述中正确的是
A. 在同一能层上运动的电子,其自旋方向肯定不同
B. 能层序数越大,s原子轨道的形状相同,半径越大
C. 在化合物分子中,化学键可能只有π键,而没有σ键
D. 杂化轨道可用于形成σ键、π键或用于容纳未参与成键的孤电子对
5. 下列关系错误的是
A. 键角∠HNH的大小:
B. 沸点:溴苯>正己烷>新戊烷
C. 充分燃烧时火焰亮度:
D. 电负性:F>O>N>H
6. 某烃与氢气加成后得到2,2-二甲基丁烷,该烃的名称可能是
A. 2,2-二甲基-3-丁炔 B. 2,2-二甲基-2-丁烯
C. 2,2-二甲基-1-丁烯 D. 3,3-二甲基-1-丁烯
7. 下列事实不能用有机物分子内基团间的相互作用解释的是( )
A. 苯在50℃~60℃时发生硝化反应而甲苯在30℃时即可
B. 苯酚能跟NaOH溶液反应而乙醇不能
C. 甲苯能使KMnO4酸性溶液褪色而乙烷不能
D. 乙烯能发生加成反应而乙烷不能
8. 某小分子抗癌药物的分子结构如图所示,下列说法正确的是
A. 1mol该有机化合物最多可以和5molNaOH反应
B. 该有机化合物容易发生加成、取代、中和反应
C. 该有机化合物遇溶液不变色,但可使酸性溶液褪色
D. 1mol该有机化合物与浓溴水反应,最多消耗
9. 设为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 56g铁完全发生吸氧腐蚀,则在电化学反应过程中转移的电子数为3
B. 足量与0.1充分反应生成的分子数目为0.1
C. 1中含键个数为7
D. 常温下,1L的溶液中,水电离出的数目为10-5
10. 利用下列实验装置完成对应的实验,能达到实验目的的是
A. 装置甲验证苯与液溴发生取代反应 B. 装置乙分离硝化反应产物获得纯净的硝基苯
C. 装置丙制备乙酸乙酯并提高产率 D. 装置丁制备乙炔
11. 下列离子或化学方程式书写正确的是
A. 在浊液中加入浓氨水得到深蓝色溶液:
B. 丙烯醛与足量溴水反应:
C. 苯酚钠溶液中通入少量溶液变浑浊:
D. 甲醛与足量的银氨溶液反应:
12. 下列实验中,操作、现象及结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
将CH3CH2Br与NaOH溶液共热,冷却后,取出上层水溶
液加入AgNO3溶液
产生淡黄色沉淀
CH3CH2Br中含有溴原子
B
向2mL10%的NaOH溶液中滴入2%的CuSO4溶液4至6滴,得到新制的悬浊液,然后加入乙醛溶液0.5mL,振荡后加热
产生砖红色沉淀
醛基具有还原性
C
将乙醇与浓硫酸共热至170℃所得气体直接通入溴水
溴水褪色
乙醇发生消去反应的产物为乙烯
D
将HCl和CaCO3反应后的气体通入苯酚钠溶液中
溶液变浑浊
碳酸的酸性比苯酚的酸性强
A. A B. B C. C D. D
13. 下列说法,认识错误的有几个
①键与键的电子云对称性不同
②1个原子最多只能与3个原子结合形成分子,是由共价键的饱和性决定的
③中碳原子间成键键长相同
④两个非金属原子之间形成的化学键都是共价键
⑤键分为键,键,键三种
⑥与空间结构均为形
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
14. 下图为某物质的结构。已知:W、Y、Z属于不同周期、不同主族的短周期元素,W、Y、Z原子最外层电子数之和等于X原子最外层电子数,W、X对应的简单离子核外电子排布相同。下列叙述错误的是
A. Y元素在周期表中的位置为第二周期IVA族
B. W、X对应的简单离子半径:X>W
C. 该物质具有强氧化性,可以用作漂白剂
D. 该物质中,Y、X原子的最外层均满足8电子结构
15. 钙钛矿类杂化材料在太阳能电池领域具有重要的应用价值,其晶胞结构如图1所示,代表的原子分数坐标为(0,0,0),B的为。设为阿伏加德罗常数的值,晶体的密度为。下列说法中错误的是
A. 该晶胞含有3个 B. A与之间最近的距离为
C. 该晶胞参数为 D. 若沿轴向平面投影,则其投影图如图2所示
二、填空题(本题共4小题,总分55分)
16. 有机化合物是构成生命的基础物质,对人类的生命、生活和生产有着极其重要的意义。因此,对有机化合物的结构、性质、制备以及应用的研究显得尤为重要。已知A-F六种有机化合物,根据要求回答问题。
(1)A的一氯取代产物有________种;按官能团分类,B所属的类别是________。
(2)在C中加入足量的浓溴水,观察到的现象是________。
(3)工业上D主要用于生产聚异戊二烯橡胶,写出聚异戊二烯橡胶的结构简式________。
(4)写出E在Cu作催化剂并加热的条件下发生催化氧化的化学方程式:________。
(5)写出F与新制的反应的化学方程式________。
(6)保证食品、药品安全,保持营养均衡,是人体健康的基础。阿司匹林是一种人工合成药物,结构简式如图,与NaOH溶液反应可以得到可溶性钠盐,具有比阿司匹林更好的疗效。
写出此反应的方程式:________。
17. 已知A、B、C、D、E为元素周期表中前四周期元素,且原子序数依次增大。A是短周期中原子半径最大的元素:B元素原子3p能级半充满,C是所在周期电负性最大的主族元素;D是第四周期未成对电子数最多的元素:E元素位于元素周期表的第11列。试回答下列有关的问题:
(1)写出基态D原子的价电子排布式:___________,E元素位于元素周期表___________。
(2)A、B、C三种元素的第一电离能最大的是____ (用元素符号表示)。这三种元素最高价氧化物的水化物形成的溶液,物质的量浓度相同时,由大到小的顺序是____ (写化学式)。
(3)D可形成化合物。
①中配位体的价电子对分布的几何构型是____。该化合物中阴离子的中心原子的杂化轨道类型为___________。
②1个中含有的键数目为___________。
(4)已知B、C两种元素形成的化合物通常有两种。这两种化合物中___________(填化学式)为非极性分子,另一种化合物的电子式为___________。
(5)能与形成沉淀。对应的酸有硫氰酸和异硫氰酸,这两种酸沸点更高的是___________(填名称),原因是___________。
18. 实验室中制备氯苯的装置如图所示(其中夹持仪器已略去),其原理是苯与氯气在催化剂作用下生成氯苯,同时会有少量苯发生副反应生成二氯苯。苯及其生成物沸点如表所示:
有机物
苯
氯苯
邻二氯苯
间二氯苯
对二氯苯
沸点
80.0
132.2
180.4
172.0
173.4
请回答下列问题:
(1)仪器中盛有晶体,仪器中盛有浓盐酸。打开仪器中活塞,中产生氯气。仪器名称是_____________________。
(2)仪器中盛有苯、粉末,仪器中生成的气体经过仪器进入仪器中,中主要反应的化学方程式为_____________________。
(3)仪器的作用是_____________________________。
(4)处应接仪器名称和盛装试剂最好为下列的 。
A. 洗气瓶,浓硫酸 B. 烧杯,饱和溶液
C. 形管,无水 D. 形管,碱石灰
(5)该方法制备的氯苯中含有很多杂质。可通过如图的流程提纯氯苯:
氯苯混合物纯净氯苯
①水洗并分液可除去 、部分 和_____________________(填化学式);
②最后一步分离出纯净氯苯的方法是_________________(填操作名称)。
(6)工业生产中使用 苯可制得 氯苯,则氯苯的产率为_________________(保留3位有效数字)。
19. 有机物H是一种酯类化合物,H的一种合成路线如图:
已知:(R、R'为H或烃基)。
回答下列问题:
(1)由D生成E的反应类型为________
(2)E中官能团的名称为________
(3)G的结构简式为________
(4)写出由B→C反应的化学方程式(Cu作催化剂):________
(5)P是E的芳香族同分异构体,写出一种满足下列条件的P的结构简式:________
①能发生水解反应且1molP能与2molNaOH恰好完全反应;
②核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为1∶1∶2∶2∶6。
(6)一种制备的合成路线如下:
M中碳原子的杂化方式为________;N的结构简式为________。
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兆麟中学2023—2024学年度下学期第二次月考
高二学年 化学 学科试题
考试用时:75分钟 总分:100分
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 Fe 56 Pb 207 I 127 Cl 35.5
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是
A. 借助质谱图,仅能获得有机化合物的相对分子质量信息
B. 借助红外光谱,可以获得有机化合物中官能团或化学键信息
C. 氯乙烷气雾剂可用于运动损伤的镇痛剂
D. 浸有高锰酸钾的硅藻土可用于水果保鲜
【答案】A
【解析】
【详解】A.质谱图可以获得有机化合物的相对分子质量信息,还可以获得有机化合物的结构信息,A错误;
B.红外光谱图可确定有机物中的化学键及官能团,对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子的结构,B正确;
C.氯乙烷易挥发,具有冷冻麻醉作用,所以“复方氯乙烷气雾剂”常用于运动中急性损伤的镇痛,C正确;
D.乙烯为催熟剂,含有碳碳双键,可被高锰酸钾氧化,则用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果,D正确;
故选A;
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 18O2-离子结构示意图:
B. 基态铜原子价电子的轨道表示式:
C. 的空间结构:(三角锥形)
D. 的化学名称:乙氨
【答案】A
【解析】
【详解】A.18O2-离子的核电荷数为8,核外电子数为10,则离子结构示意图为,A正确;
B.基态铜原子价电子排布式为3d104s1,价电子的轨道表示式:,B不正确;
C.离子中,C原子的价层电子对数为3,发生sp2杂化,3个杂化轨道都参与成键,不存在孤电子对,则空间结构呈平面三角形,不是(三角锥形),C不正确;
D.含有氨基,属于胺类,化学名称为乙胺,D不正确;
故选A。
3. 有机物靛蓝是一种蓝色染料,其结构如图所示。下列有关靛蓝的说法正确的是
A. 属于芳香烃 B. 分子式为
C. 含有的官能团为苯基、氨基、酮羰基 D. 苯环上的一氯代物有2种
【答案】B
【解析】
【详解】A.该有机物中含有O元素和N元素,不属于烃,A错误;
B.根据靛蓝结构简式可知,其分子式为,B正确;
C.根据靛蓝结构简式可知,含有的官能团为氨基、酮羰基、碳碳双键,C错误;
D.根据靛蓝结构可知,该结构对称,则其苯环上的一氯代物有4种,D错误;
故选B。
4. 下列各项叙述中正确的是
A. 在同一能层上运动的电子,其自旋方向肯定不同
B. 能层序数越大,s原子轨道的形状相同,半径越大
C. 在化合物分子中,化学键可能只有π键,而没有σ键
D. 杂化轨道可用于形成σ键、π键或用于容纳未参与成键的孤电子对
【答案】B
【解析】
【详解】A.在同一电子层上运动的电子,其自旋方向可能相同,比如C和N的2p电子数分别为2和3,且自旋方向均相同,故A错误;
B.同一原子中,能层序数越大, s原子轨道的形状相同,半径越大,故B正确;
C.因σ键成键方式为“头碰头”,这种方式轨道重叠更大,所以在分子中总是优先形成σ键,如有其余化学键则为π键,故分子中共价键应是可能只有σ键,而没有π键,故C错误;
D.杂化轨道可用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对,未参与杂化的轨道形成π键,故D错误;
故选B。
5. 下列关系错误的是
A. 键角∠HNH的大小:
B. 沸点:溴苯>正己烷>新戊烷
C. 充分燃烧时火焰亮度:
D. 电负性:F>O>N>H
【答案】A
【解析】
【详解】A.中N的价层电子对数为4,没有孤电子对,中N的价层电子对数为4,孤电子对数为1,孤电子对的斥力较大,则键角∠HNH的大小:,A错误;
B.三者都是分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,分子式相同时,支链越多沸点越低,则沸点:溴苯>正己烷>新戊烷,B正确;
C.烃在燃烧时,含碳量越高,燃烧时,火焰越明亮,则充分燃烧时火焰亮度:,C正确;
D.同周期越靠右,电负性越大,非金属性越强、电负性越大,则电负性:F>O>N>H,D正确;
故选A。
6. 某烃与氢气加成后得到2,2-二甲基丁烷,该烃的名称可能是
A. 2,2-二甲基-3-丁炔 B. 2,2-二甲基-2-丁烯
C. 2,2-二甲基-1-丁烯 D. 3,3-二甲基-1-丁烯
【答案】D
【解析】
【详解】、与氢气加成后得到2,2-二甲基丁烷,的名称为3,3-二甲基-1-丁炔,的名称是3,3-二甲基-1-丁烯,故选D。
7. 下列事实不能用有机物分子内基团间的相互作用解释的是( )
A. 苯在50℃~60℃时发生硝化反应而甲苯在30℃时即可
B. 苯酚能跟NaOH溶液反应而乙醇不能
C. 甲苯能使KMnO4酸性溶液褪色而乙烷不能
D. 乙烯能发生加成反应而乙烷不能
【答案】D
【解析】
【详解】A、甲苯与硝酸反应更容易,说明甲基的影响使苯环上的氢原子变得活泼易被取代,故A正确;
B、苯酚可以看作是苯基和羟基连接,乙醇可以可作是乙基和羟基连接,苯酚能跟NaOH溶液反应而乙醇不能,则说明苯基对羟基有影响,故B正确;
C、苯、乙烷都不能使酸性高锰酸钾褪色,甲苯可以使酸性高锰酸钾褪色,被氧化为苯甲酸,说明苯环对侧链影响,故C正确;
D、因为乙烯的结构中含有碳碳双键,能与氢气发生加成反应,而烷烃中则没有,是自身的官能团性质,不是原子团间的相互影响导致的化学性质,故D错误;
故选D.
8. 某小分子抗癌药物的分子结构如图所示,下列说法正确的是
A. 1mol该有机化合物最多可以和5molNaOH反应
B. 该有机化合物容易发生加成、取代、中和反应
C. 该有机化合物遇溶液不变色,但可使酸性溶液褪色
D. 1mol该有机化合物与浓溴水反应,最多消耗
【答案】B
【解析】
【详解】A.羧基、酯基、酚羟基能与氢氧化钠反应,1mol该有机化合物最多可以和4molNaOH反应,故A错误;
B.该有机化合物含有碳碳双键、羟基、羧基、酯基,容易发生加成、取代、中和反应,故B正确;
C.该有机化合物含有酚羟基,遇溶液变色,故C错误;
D.酚羟基邻位、对位与溴发生取代反应,碳碳双键能与溴发生加成反应,1mol该有机化合物与浓溴水反应,最多消耗3molBr2,故D错误;
选B。
9. 设为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 56g铁完全发生吸氧腐蚀,则在电化学反应过程中转移的电子数为3
B. 足量与0.1充分反应生成的分子数目为0.1
C. 1中含键个数为7
D. 常温下,1L的溶液中,水电离出的数目为10-5
【答案】D
【解析】
【详解】A.铁发生吸氧腐蚀的电化学反应过程中每个铁原子失去2个电子,所以56g铁完全发生吸氧腐蚀,转移的电子数为2,A错误;
B.与反应的可逆的,充分反应后生成的分子数目小于0.1,B错误;
C.1中含有6N-H键,1O-H键,2氨气和银离子形成的配位键,都是键,所以键个数为9 ,C错误;
D.1L的溶液中,都来源于水的电离,=1L×10-5/L=10-5,所以水电离出的数目为10-5,D正确;
故选D。
10. 利用下列实验装置完成对应的实验,能达到实验目的的是
A. 装置甲验证苯与液溴发生取代反应 B. 装置乙分离硝化反应产物获得纯净的硝基苯
C. 装置丙制备乙酸乙酯并提高产率 D. 装置丁制备乙炔
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯与液溴在三溴化铁作催化剂的条件下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,由于溴也有挥发性,也会随着溴化氢一起进入硝酸银溶液,溴可以和水反应生成溴化氢,也会与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀,干扰了对实验结果的验证,故A错误;
B.硝化反应产物中混入了没有反应完的苯,苯与硝基苯互溶,混合后不分层,不能用分液法分离,故B错误;
C.乙醇和乙酸在浓硫酸作催化剂的条件下发生酯化反应,碎瓷片用于防止暴沸,但由于乙酸、乙醚、乙醇和水都有挥发性,会随着乙酸乙酯一起蒸出,故利用分水器,将水冷凝回流,再通过冷凝管,提高乙酸乙酯的产率,故C正确;
D.电石与水反应生成的氢氧化钙易堵塞瓶颈处,且该反应剧烈,发出大量热,不能选图中启普发生器制备乙炔,故D错误;
故选C。
11. 下列离子或化学方程式书写正确的是
A. 在浊液中加入浓氨水得到深蓝色溶液:
B. 丙烯醛与足量溴水反应:
C. 苯酚钠溶液中通入少量溶液变浑浊:
D. 甲醛与足量的银氨溶液反应:
【答案】A
【解析】
【详解】A.在氢氧化铜浊液中加入浓氨水得到深蓝色溶液,离子方程式为,A正确;
B.丙烯醛含有醛基,醛基能被溴氧化成羧基,化学方程式为CH2=CHCHO+2Br2+H2O→CH2BrCHBrCOOH+2HBr,B错误;
C.苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳溶液变浑浊,离子方程式为C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH+,C错误;
D.甲醛与足量银氨溶液反应,离子方程式为,D错误;
故答案选A。
12. 下列实验中,操作、现象及结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
将CH3CH2Br与NaOH溶液共热,冷却后,取出上层水溶
液加入AgNO3溶液
产生淡黄色沉淀
CH3CH2Br中含有溴原子
B
向2mL10%的NaOH溶液中滴入2%的CuSO4溶液4至6滴,得到新制的悬浊液,然后加入乙醛溶液0.5mL,振荡后加热
产生砖红色沉淀
醛基具有还原性
C
将乙醇与浓硫酸共热至170℃所得气体直接通入溴水
溴水褪色
乙醇发生消去反应的产物为乙烯
D
将HCl和CaCO3反应后的气体通入苯酚钠溶液中
溶液变浑浊
碳酸的酸性比苯酚的酸性强
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.水解后在酸性溶液中检验溴离子,水解后没有加硝酸中和NaOH,A错误;
B.检验醛基在碱性溶液中,碱性溶液中醛基被新制备氢氧化铜氧化,生成砖红色沉淀,可知醛基具有还原性,B正确;
C.乙醇跟浓硫酸混合加热至170℃产生的气体除乙烯外,还有副产品SO2和CO2,SO2也能使溴水褪色,不能证明生成乙烯,C错误;
D.由于HCl具有挥发性,CO2和HCl一起通入到苯酚钠溶液无法判断反应物是CO2还是HCl,因此无法比较碳酸和苯酚的酸性强弱,D错误;
故选B。
13. 下列说法,认识错误的有几个
①键与键的电子云对称性不同
②1个原子最多只能与3个原子结合形成分子,是由共价键的饱和性决定的
③中碳原子间成键键长相同
④两个非金属原子之间形成的化学键都是共价键
⑤键分为键,键,键三种
⑥与空间结构均为形
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
【答案】C
【解析】
【详解】①s—sσ键与p—pσ键的电子云对称性均为轴对称,两者电子云对称性相同,①项错误;
②N原子最外层有5个电子,有三个末成对电子,1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子,是由共价键的饱和性决定的,②项正确;
③中单键、双键、三键的键能不同,碳原子间成键键长不相同,③项错误;
④非金属原子常以共用电子对形成化学键,两个非金属元素的原子之间形成的化学键都是共价键,④项正确;
⑤N键只有键,不存在键,键,⑤项错误;
⑥SO2的中心原子价层电子对数为2+(6-22)=3,采取sp2杂化,有1对孤电子对,立体构型均为V形,O3的中心原子价层电子对数为2+(6-22)=3,采取sp2杂化,有1对孤电子对,空间构型均为V形,⑥项正确;
答案选C。
14. 下图为某物质的结构。已知:W、Y、Z属于不同周期、不同主族的短周期元素,W、Y、Z原子最外层电子数之和等于X原子最外层电子数,W、X对应的简单离子核外电子排布相同。下列叙述错误的是
A. Y元素在周期表中的位置为第二周期IVA族
B. W、X对应的简单离子半径:X>W
C. 该物质具有强氧化性,可以用作漂白剂
D. 该物质中,Y、X原子的最外层均满足8电子结构
【答案】A
【解析】
【分析】W、Y、Z属于不同周期、不同主族的短周期元素,说明有一种元素为H,根据图示结构可知,W形成+2价阳离子,X形成2个共价键,Z形成1个共价键,则Z为H元素,W位于IIA族,X位于VIA族,W、X对应的简单离子核外电子排布相同,则W为Mg,X为O元素,W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的核外层电子数,Y的最外层电子数为6-2-1=3,Y与H、Mg不同周期,则 Y为B元素,据此解答。
【详解】A.由分析可知, Y为B元素,原子序数为5,位于第二周期IIIA族,故A错误;
B.由分析可知, X为O元素,W为Mg元素,电子层数相同时,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径X>W,故B正确;
C.该物质中含有O-O键,具有强氧化性,可以用作漂白剂,故C正确;
D.该化合物中O形成2个共价键,且有2个孤电子对,两个B都形成4个共价键且得两个电子,则O、B原子均满足8电子稳定结构,故D正确;
故答案选A。
15. 钙钛矿类杂化材料在太阳能电池领域具有重要的应用价值,其晶胞结构如图1所示,代表的原子分数坐标为(0,0,0),B的为。设为阿伏加德罗常数的值,晶体的密度为。下列说法中错误的是
A. 该晶胞含有3个 B. A与之间最近的距离为
C. 该晶胞参数为 D. 若沿轴向平面投影,则其投影图如图2所示
【答案】C
【解析】
【详解】A.B代表Pb2+、C代表I-,中Pb2+、I-的个数比为1:3,Pb2+离子数为1,所以该晶胞含有3个,故A正确;
B.A位于顶点,C位于面心, A与之间最近的距离为面对角线的一半,为,故B正确;
C.的摩尔质量为620g/mol,根据均摊原则,1个晶胞中含有1个,晶胞的体积为 ,该晶胞参数为,故C错误;
D.若沿轴向平面投影,则其投影图如图2所示,中心为面心、体心的投影重叠,故D正确;
选C。
二、填空题(本题共4小题,总分55分)
16. 有机化合物是构成生命的基础物质,对人类的生命、生活和生产有着极其重要的意义。因此,对有机化合物的结构、性质、制备以及应用的研究显得尤为重要。已知A-F六种有机化合物,根据要求回答问题。
(1)A的一氯取代产物有________种;按官能团分类,B所属的类别是________。
(2)在C中加入足量的浓溴水,观察到的现象是________。
(3)工业上D主要用于生产聚异戊二烯橡胶,写出聚异戊二烯橡胶的结构简式________。
(4)写出E在Cu作催化剂并加热的条件下发生催化氧化的化学方程式:________。
(5)写出F与新制的反应的化学方程式________。
(6)保证食品、药品安全,保持营养均衡,是人体健康的基础。阿司匹林是一种人工合成药物,结构简式如图,与NaOH溶液反应可以得到可溶性钠盐,具有比阿司匹林更好的疗效。
写出此反应的方程式:________。
【答案】(1) ①. 3 ②. 烯烃
(2)生成白色沉淀 (3)
(4) (5)
(6)
【解析】
【小问1详解】
A的结构中有三种等效氢原子,一氯取代产物有3种;按官能团分类,B中含有碳碳双键,所属的类别是烯烃;
【小问2详解】
苯酚与足量的浓溴水反应生成三溴苯酚沉淀和氢溴酸,实验现象为:生成白色沉淀;故答案为:生成白色沉淀;
【小问3详解】
异戊二烯一定条件下发生加聚反应生成聚异戊二烯,聚异戊二烯的结构简式为:;故答案为:;
【小问4详解】
在铜做催化剂作用下,苯甲醇和氧气共热发生催化氧化反应生成苯甲醛和水,反应的化学方程式为:;故答案为:;
【小问5详解】
F是,结构中有醛基,可以与新制的氢氧化铜反应生成Cu2O沉淀,反应的方程式为:;
【小问6详解】
阿司匹林的结构简式为,结构中有酯基和羧基,1mol阿司匹林可以与3molNaOH反应,反应的化学方程式为:
17. 已知A、B、C、D、E为元素周期表中前四周期元素,且原子序数依次增大。A是短周期中原子半径最大的元素:B元素原子3p能级半充满,C是所在周期电负性最大的主族元素;D是第四周期未成对电子数最多的元素:E元素位于元素周期表的第11列。试回答下列有关的问题:
(1)写出基态D原子的价电子排布式:___________,E元素位于元素周期表___________。
(2)A、B、C三种元素的第一电离能最大的是____ (用元素符号表示)。这三种元素最高价氧化物的水化物形成的溶液,物质的量浓度相同时,由大到小的顺序是____ (写化学式)。
(3)D可形成化合物。
①中配位体的价电子对分布的几何构型是____。该化合物中阴离子的中心原子的杂化轨道类型为___________。
②1个中含有的键数目为___________。
(4)已知B、C两种元素形成的化合物通常有两种。这两种化合物中___________(填化学式)为非极性分子,另一种化合物的电子式为___________。
(5)能与形成沉淀。对应的酸有硫氰酸和异硫氰酸,这两种酸沸点更高的是___________(填名称),原因是___________。
【答案】(1) ①. ②. 第四周期第IB族
(2) ①. ②.
(3) ①. 四面体形 ②. ③. 18
(4) ①. ②.
(5) ①. 异硫氰酸 ②. 异硫氰酸分子间能形成氢键
【解析】
【分析】A、B、C、D、E五种元素,原子序数依次增大,A是短周期中原子半径最大的元素,则A为Na元素;B元素3p能级半充满,则B的价电子排布为3s23p3,即B为P元素;C是所在周期电负性最大的元素,在第VIIA族,原子序数比P大,所以为Cl元素;D是第四周期未成对电子最多的元素,为Cr元素;E元素位于元素周期表的第11列,为Cu元素,据此分析作答。
【小问1详解】
Cr原子外围含有6个未成对电子,其外围电子排布式为3d54s1;Cu位于元素周期表的第11列,原子序数是29,位于第四周期第IB族,故答案为:3d54s1;第四周期第IB族;
【小问2详解】
Na、P、Cl三种原子中电负性越强的第一电离能越大,电负性最大的是Cl,即Cl的第一电离能最大;最高价氧化物的水化物的碱性越强,溶液的pH越大,酸性越强,pH越小,则pH的关系为:NaOH>H3PO4>HClO4,故答案为:Cl;NaOH>H3PO4>HClO4;
【小问3详解】
①中配位体为H2O,H2O中O采用sp3杂化,H2O的VSEPR模型名称是四面体;该化合物中阴离子,其中N原子的价层电子对数为3+(5+1-3×2)=3,轨道杂化类型为sp2,故答案为:四面体;sp2;
②两个成键原子只能形成1个键,1个水分子内有2个键;6个水分子有12个键,1个Cr和1个水形成配位键,即一个键,和6个水形成6个配位键,6个键, 共有18个键,因此1个该离子中含有18个σ键;答案为18;
【小问4详解】
P、Cl两种元素合成的化合物通常有PCl3、PCl5两种,PCl3中P原子成3个P-Cl键、含有1对孤电子对,为三角锥型结构,不是对称结构,属于极性分子,PCl5中P原子成5个P-Cl键、不含有孤电子对,是对称结构,属于非极性分子;PCl3中P原子成3个P-Cl键、含有1对孤电子对,P和Cl均为8电子结构,其电子式为 ,故答案为:PCl5; ;
【小问5详解】
硫氰酸(H-S-C和异硫氰酸(H-N=C=S),(H-N=C=S)的分子间能形成氢键,分子之间形成氢键的分子的沸点较高,所以(H-N=C=S)的沸点较高,故答案为:异硫氰酸;异硫氰酸分子间能形成氢键。
18. 实验室中制备氯苯的装置如图所示(其中夹持仪器已略去),其原理是苯与氯气在催化剂作用下生成氯苯,同时会有少量苯发生副反应生成二氯苯。苯及其生成物沸点如表所示:
有机物
苯
氯苯
邻二氯苯
间二氯苯
对二氯苯
沸点
80.0
132.2
180.4
172.0
173.4
请回答下列问题:
(1)仪器中盛有晶体,仪器中盛有浓盐酸。打开仪器中活塞,中产生氯气。仪器名称是_____________________。
(2)仪器中盛有苯、粉末,仪器中生成的气体经过仪器进入仪器中,中主要反应的化学方程式为_____________________。
(3)仪器的作用是_____________________________。
(4)处应接仪器名称和盛装试剂最好为下列的 。
A. 洗气瓶,浓硫酸 B. 烧杯,饱和溶液
C. 形管,无水 D. 形管,碱石灰
(5)该方法制备的氯苯中含有很多杂质。可通过如图的流程提纯氯苯:
氯苯混合物纯净氯苯
①水洗并分液可除去 、部分 和_____________________(填化学式);
②最后一步分离出纯净氯苯的方法是_________________(填操作名称)。
(6)工业生产中使用 苯可制得 氯苯,则氯苯的产率为_________________(保留3位有效数字)。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2) +Cl2 +HCl
(3)冷凝回流导气,减少苯挥发 (4)D
(5) ①. ②. 蒸馏
(6)
【解析】
【分析】本题利用Cl2和苯在FeCl3催化作用下制备氯苯,中晶体和中浓盐酸反应制备氯气,通过c中的浓硫酸干燥,d中发生反应生成氯苯,球形冷凝管冷凝回流,提高原料的利用率,f后应该连接U行管,装入碱石灰,防止空气中的水分进入,同时可以吸收多余的HCl和Cl2。
【小问1详解】
b为恒压滴液漏斗,滴加浓盐酸。
【小问2详解】
d为Cl2和苯在FeCl3催化作用下制备氯苯,反应方程式为:
+Cl2 +HCl↑。
【小问3详解】
仪器为球形冷凝管,冷凝回流导气,减少原料挥发,提高原料的利用率。
【小问4详解】
f后应该连接U行管,装入碱石灰,防止空气中的水分进入,同时可以吸收多余的HCl和Cl2,故选D。
【小问5详解】
水洗主要是除掉易溶于水的物质,主要由HCl、部分Cl2和FeCl3。碱洗除去Cl2,最后氯苯混有苯杂质,可利用二者沸点的不同用蒸馏的方法除去。
【小问6详解】
根据反应方程式,1.00t苯理论上可得到, 1.00t苯氯苯的产率为:。
19. 有机物H是一种酯类化合物,H的一种合成路线如图:
已知:(R、R'为H或烃基)。
回答下列问题:
(1)由D生成E的反应类型为________
(2)E中官能团的名称为________
(3)G的结构简式为________
(4)写出由B→C反应的化学方程式(Cu作催化剂):________
(5)P是E的芳香族同分异构体,写出一种满足下列条件的P的结构简式:________
①能发生水解反应且1molP能与2molNaOH恰好完全反应;
②核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为1∶1∶2∶2∶6。
(6)一种制备的合成路线如下:
M中碳原子的杂化方式为________;N的结构简式为________。
【答案】(1)取代反应
(2)酮羰基、(酚)羟基
(3) (4) (5)或
(6) ①. 、 ②.
【解析】
【分析】根据合成路线,A→B是在苯环上两甲基的共同邻位碳上发生溴代反应,引入溴原子,B→C发生碳卤键的水解反应,生成的酚羟基具有酸性,与NaOH中和,最终生成酚的钠盐,C→D利用强酸制弱酸原理,使酚钠盐转化为:,D→E使苯环上酚羟基对位碳上的氢原子被-COCH3取代,生成E的结构简式为:,E→F不仅使E中羟基的氢被取代,取代产物中的羧基还与NaOH中和,F→G先发生羟醛缩合反应,生成的产物在强酸作用下恢复羧基,因此G的结构简式为:,G→H发生酯化反应,H结构简式为:。
【小问1详解】
D→E使苯环上酚羟基对位碳上的氢原子被-COCH3取代,反应类型为取代反应。
【小问2详解】
E的结构简式为:,含有的官能团的名称为酮羰基、(酚)羟基。
【小问3详解】
由分析可知,G的结构简式为:。
【小问4详解】
B→C发生碳卤键的水解反应,生成的酚羟基具有酸性,与NaOH中和,最终生成酚的钠盐,反应的化学方程式为:。
【小问5详解】
符合条件的同分异构体含有一个苯环、 一个异丙基、一个-COO-且以碳氧单键与苯环相连接,因此同分异构体的结构简式有:或。
【小问6详解】
M中甲基的碳原子杂化方式为sp3,苯环上的碳原子与C=O中的碳原子杂化方式均是sp2。 N发生加聚反应生成,则N的结构简式为:。
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