精品解析：湖北省武汉外国语学校2023-2024学年高二下学期期末考试化学试卷

武汉外国语学校2023-2024学年度下学期期末考试 高二化学试卷 相对原子质量：H-1 Li-7 C-12 O-16 Cl-35.5 一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45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. 中华文化源远流长，化学与文化传承密不可分。下列说法错误的是 A. 制墨时使松木在窑内焖烧，发生不完全燃烧 B. 蔡伦采用碱液蒸煮制浆法造纸，该过程不涉及化学变化 C. 中国古代书写用的简牍竹简，主要成分是纤维素 D. 铜官窑彩瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成 2. 下列图示错误的是 A 中键 B. 的模型 C. 基态的价层电子的轨道表示式 D. 键的电子云轮廓图 A. A B. B C. C D. D 3. 中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学一大进步。 下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是 A. 三种物质中均有碳碳原子间的键 B. 三种物质中的碳原子都是杂化 C. 三种物质的晶体类型相同 D. 三种物质均能导电 4. 中科院天津工业生物所首度在实验室实现了二氧化碳人工合成淀粉的重大科技突破，这是世界级的生物技术科研成就，其路径如图所示，下列有关说法错误的是 A. 步骤③中存在非极性键的断裂和生成 B. 以上的转化过程中碳元素均被还原 C. 淀粉能发生氧化、取代、消去反应 D. 淀粉分子的每个葡萄糖单元中一般有三个羟基，但与丙三醇不互为同系物 5. 下列实验操作或装置正确的是 A. 除去苯甲酸中的乙醇 B. 除去水中的苯酚 C. 纯化工业乙酸乙酯 D. 分离乙醇和乙酸 A. A B. B C. C D. D 6. 下列实验操作不能达到实验目的是 A. 检验氯丁烷中氯元素 B. 利用分水器制备乙酸乙酯并提高产率 C. 制备检验醛基用的 D. 制备晶体 A. A B. B C. C D. D 7. 科学家合成了一种新的共价化合物（结构如图所示），、、、为原子序数依次增大的短周期元素，的原子序数等于与的原子序数之和。下列说法错误的是 A. 原子半径： B. 简单氢化物的热稳定性： C. 原子序数为82的元素与位于同一主族 D. 的单质具有较强的还原性 8. 下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是 A. 键的键能小于键的键能 B. 三氟乙酸的大于三氯乙酸的 C. 氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性 D. 气态氟化氢中存在，而气态氯化氢中是分子 9. 冠醚因分子结构形如皇冠而得名，某冠醚分子可识别，其合成方法如下。下列说法错误的是 A. 最多消耗 B. 该反应为取代反应 C. 的一氯代物有4种 D. 可加快溶液氧化甲苯的速率 10. 利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化反应取得重要进展，荣获2021年诺贝尔化学奖。某反应催化机理如下图，下列说法错误的是 A. 总反应为加成反应 B. Ⅲ分子中共平面原子数最多为9个 C. Ⅵ是反应的催化剂，化合物为 D. 等物质的量Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ消耗水量最多的是Ⅲ 11. “肼合成酶”以其中的配合物为催化中心，可将与转化为肼（），其反应历程如下所示。下列说法错误的是 A. 、和均为极性分子 B. 、和中的杂化方式相同 C. 催化中心的被氧化为，后又被还原为 D. 将替换为，反应可得 12. 有机物的异构化反应如图所示，下列说法错误的是 A. 依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团 B. 除氢原子外，X中其他原子可能共平面 C. 含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构) D. 类比上述反应，的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应 13. 阿司匹林（）微溶于水，是常用的解热镇痛药，可利用水杨酸（）和醋酸酐制备。所得粗产品中含有水杨酸和水杨酸聚合物，利用如下流程提纯阿司匹林。 已知：①水杨酸聚合物难溶于水，不溶于溶液；②时，阿司匹林沉淀完全。下列说法错误的是 A. 试剂、分别是溶液、盐酸 B. 操作Ⅰ、Ⅱ均为过滤 C. 阿司匹林最多可消耗 D. 相同温度下电离平衡常数Ka()<Ka() 14. 是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。 下列说法错误的是 A. (Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配体失去质子能力增强 B. M中的化合价为 C. 该过程有非极性键的形成 D. 该过程的总反应式： 15. 晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，在进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是 A. 图1中O 原子的配位数为8 B. 图1 晶体密度为 C. 图2 表示的化学式为 D. Mg2+取代产生的空位有利于Li⁺传导 二、非选择题，本题共4小题，共55分。 16. 苯基环丁烯酮（ ）是一种十分活泼的反应物，可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。近期我国科学家报道用与醛或酮发生环加成反应，合成了具有生物活性的多官能团化合物（），部分合成路线如下： 已知如下信息： 回答下列问题： （1）的化学名称是______。 （2）的结构简式为______。 （3）由生成所用的试剂和反应条件为______。 （4）写出化合物中含氧官能团的名称______；中手性碳（注：连有四个不同的原子或基团的碳）的个数为______。 （5）对于，选用不同的取代基，在催化剂作用下与发生的反应进行深入研究，对产率的影响见下表： 产率/% 91 80 63 请找出规律，并解释原因_____________。 17. 环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下： 可能用到的有关数据如下： 相对分子质量 密度/（） 沸点 溶解性 环己醇 100 161 微溶于水 环己烯 82 83 难溶于水 回答下列问题： （1）环己醇沸点远高于环己烯的原因是______________。 （2）原料环己醇中若含苯酚杂质，检验试剂为____________，现象为__________________。 （3）操作1的装置如图所示（加热和夹持装置已略去）。 ①烧瓶中进行的可逆反应化学方程式为______，浓硫酸也可作该反应的催化剂，选择而不用浓硫酸的原因为______（填序号）。 a. 污染小、可循环使用，符合绿色化学理念 b．同等条件下，用比浓硫酸的平衡转化率高 c．浓硫酸易使原料碳化并产生 ②仪器的作用为_____________。 （4）操作2用到的玻璃仪器是______________。 （5）将操作3（蒸馏）的步骤补齐：安装蒸馏装置，加入待蒸馏的物质和沸石，___________，弃去前馏分，收集的馏分。 （6）本实验所得到的环己烯产率是______（保留两位有效数字）。 18. 物质是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下： 已知：① ② 回答下列问题： （1）的反应类型分别是______。 （2）的结构简式为______。 （3）反应方程式为______。 （4）反应步骤的目的是______。 （5）是一种重要化工原料，其同分异构体中能够发生银镜反应的有______种（考虑立体异构），其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为的结构简式为______。 （6）参照上述合成路线，以和为原料，设计合成的路线______（无机试剂任选）。 19. 、、在自然界中形成多种多样的物质结构。回答下列问题： （1）与同族，第一电离能较小的是______；基态原子的简化电子排布式为______。 （2）已知液态二氧化硫可以发生自电离：。中各原子满足8电子结构，则其键和键数目之比为______；的空间结构为______________。 （3）有一种观点认为：由于硅价层有可以利用的空轨道，而碳没有，因此两者化合物结构和性质存在较大差异。化合物和的结构如图所示，为平面形，二者中的杂化方式分别为____________，二者中碱性较弱的是____________。 （4）与均为非金属元素，熔点（）明显高于（），原因是____________。 （5）硒为六方晶胞结构，原子排列为相互平行的螺旋长链（如图1），沿着螺旋链方向的晶胞投影图如图2。硒晶胞参数为、、（其中），轴与轴间夹角为，轴垂直于轴与轴，阿伏加德罗常数的值为。 晶胞中含有原子的数目为______；则硒晶体的摩尔体积为______（列出算式）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 武汉外国语学校2023-2024学年度下学期期末考试 高二化学试卷 相对原子质量：H-1 Li-7 C-12 O-16 Cl-35.5 一、选择题：本题共15个小题，每小题3分，共45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. 中华文化源远流长，化学与文化传承密不可分。下列说法错误的是 A. 制墨时使松木在窑内焖烧，发生不完全燃烧 B. 蔡伦采用碱液蒸煮制浆法造纸，该过程不涉及化学变化 C. 中国古代书写用的简牍竹简，主要成分是纤维素 D. 铜官窑彩瓷是以黏土为主要原料，经高温烧结而成 【答案】B 【解析】 【详解】A．制墨时使松木在窑内焖烧，发生不完全燃烧得到炭黑，A正确； B．蔡伦用碱液制浆法造纸，将原料放在碱液中蒸煮，原料在碱性环境下发生反应使原有的粗浆纤维变成细浆，该过程涉及化学变化，B错误； C．竹简的主要成分是纤维素，C正确； D．陶瓷是利用黏土在高温下烧结而成，D正确； 故选B。 2. 下列图示错误的是 A. 中键 B. 的模型 C. 基态的价层电子的轨道表示式 D. 键的电子云轮廓图 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．氢原子的s轨道和氯原子中的p轨道上均有一个未成对电子，两个头碰头形成σ 键，A正确； B．H2O中中心原子价电子对数为，为sp3杂化，，O原子上含有2对孤电子对，VSEPR模型正确，B正确； C．铁为26号元素，失去2个电子形成亚铁离子，基态的价层电子的轨道表示式，C错误； D．p − pπ键成镜面对称，D正确； 故选C。 3. 中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。 下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是 A. 三种物质中均有碳碳原子间的键 B. 三种物质中的碳原子都是杂化 C. 三种物质的晶体类型相同 D. 三种物质均能导电 【答案】A 【解析】 【详解】A．原子间优先形成键，三种物质中均存在键，A项正确； B．金刚石中所有碳原子均采用杂化，石墨中所有碳原子均采用杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用杂化，碳碳三键上的碳原子采用杂化，B项错误； C．金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合晶体，C项错误； D．金刚石中没有自由移动电子，不能导电，D项错误； 故选A。 4. 中科院天津工业生物所首度在实验室实现了二氧化碳人工合成淀粉的重大科技突破，这是世界级的生物技术科研成就，其路径如图所示，下列有关说法错误的是 A. 步骤③中存在非极性键的断裂和生成 B. 以上的转化过程中碳元素均被还原 C. 淀粉能发生氧化、取代、消去反应 D. 淀粉分子的每个葡萄糖单元中一般有三个羟基，但与丙三醇不互为同系物 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据反应历程图，步骤③中存在中氧氧双键的断裂和中氧氧单键的生成，即存在非极性键的断裂和生成，A正确； B．步骤③中，甲醇转化为甲醛，碳元素化合价升高，被氧化，B错误； C．淀粉结构中含有羟基，可以发生氧化、取代和消去反应，C正确； D．同系物是指结构相似，在组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质，每个葡萄糖单元中一般有三个羟基，但与丙三醇结构不同，组成上也不相差CH2的整数倍，故不互为同系物，D正确； 答案选B。 5. 下列实验操作或装置正确的是 A. 除去苯甲酸中的乙醇 B. 除去水中的苯酚 C. 纯化工业乙酸乙酯 D. 分离乙醇和乙酸 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．苯甲酸与乙醇互溶，应蒸馏分离，A错误； B．苯酚在水中溶解度不大，苯酚微溶于水，形成乳浊液，则过滤不能分离，B错误； C．乙酸乙酯的沸点较低，图中蒸馏可纯化工业乙酸乙酯，C正确； D．乙醇和乙酸互溶，不能通过分液分离，D错误； 答案选C。 6. 下列实验操作不能达到实验目的是 A. 检验氯丁烷中氯元素 B. 利用分水器制备乙酸乙酯并提高产率 C. 制备检验醛基用的 D. 制备晶体 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．检验1-氯丁烷中氯元素，向1-氯丁烷中加入氢氧化钠溶液，加热条件下水解，再加入硝酸酸化的硝酸银，若产生白色沉淀，则含有氯元素，A错误； B．利用分水器可以分离出水，促进反应正向进行，提高乙酸乙酯的产率，B正确； C．向2mL10%的氢氧化钠溶液中滴加5滴5%的硫酸铜溶液，制得新制氢氧化铜，且氢氧化钠过量，检验醛基时产生砖红色沉淀，C正确； D．硫酸四氨合铜在乙醇溶液中溶解度小，加入乙醇，析出硫酸四氨合铜晶体，D正确； 故选A。 7. 科学家合成了一种新的共价化合物（结构如图所示），、、、为原子序数依次增大的短周期元素，的原子序数等于与的原子序数之和。下列说法错误的是 A. 原子半径： B. 简单氢化物的热稳定性： C. 原子序数为82的元素与位于同一主族 D. 的单质具有较强的还原性 【答案】D 【解析】 【分析】根据化合物的结构可知，W和X均连接4根键，Y连接2根键，Z连1根键，且满足W的原子序数等于X与Y的原子序数之和，所以W为Si元素，Y为O元素，X为C元素，Z为F元素； 【详解】A．根据原子半径递变规律，同周期从左到右依次减小，同主族从上至下依次增大，所以原子半径：C>O>F，A正确； B．非金属性，故简单氢化物的热稳定性：，B正确； C．原子序数为82的元素为Pb，最外层电子数为4，Si为第三周期第ⅣA族元素，最外层电子数为4，所以原子序数为82的元素与W位于同一主族，C正确； D．F为非金属性最强的元素，其单质只存在氧化性，D错误； 故选D。 8. 下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是 A. 键的键能小于键的键能 B. 三氟乙酸的大于三氯乙酸的 C. 氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性 D. 气态氟化氢中存在，而气态氯化氢中是分子 【答案】A 【解析】 【详解】A．F原子半径小，电子云密度大，两个原子间的斥力较强，键不稳定，因此键的键能小于键的键能，与电负性无关，A符合题意； B．氟的电负性大于氯的电负性。键的极性大于键的极性，使—的极性大于—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更容易电离出氢离子，酸性更强，B不符合题意； C．氟的电负性大于氯的电负性，键的极性大于键的极性，导致分子极性强于，C不符合题意； D．氟的电负性大于氯的电负性，与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键，因此气态氟化氢中存在，D不符合题意； 故选A。 9. 冠醚因分子结构形如皇冠而得名，某冠醚分子可识别，其合成方法如下。下列说法错误的是 A. 最多消耗 B. 该反应为取代反应 C. 的一氯代物有4种 D. 可加快溶液氧化甲苯的速率 【答案】A 【解析】 【详解】A．a中含有酚羟基，能与溴发生邻、对位取代，故1mola最多消耗4molBr2，A错误； B．根据a和c的结构简式可知，a与b发生取代反应生成c和HCl，B正确； C．根据C的结构简式可知，冠醚中有4种不同化学环境的氢原子，故一氯代物有4种，C正确； D．c可与K+形成螯合离子，在甲苯中溶解度大，因此c可加快KMnO4溶液氧化甲苯的速率，D正确； 故选A。 10. 利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化反应取得重要进展，荣获2021年诺贝尔化学奖。某反应催化机理如下图，下列说法错误的是 A. 总反应加成反应 B. Ⅲ分子中共平面原子数最多为9个 C. Ⅵ是反应的催化剂，化合物为 D. 等物质的量Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ消耗水量最多的是Ⅲ 【答案】D 【解析】 【分析】根据图中结构，可以推出反应物是和，产物是，由此分析解答。 【详解】A．反应物是和，产物是，总反应为，该反应为加成反应，故A正确； B．Ⅲ分子中有两个碳碳双键，共4个碳原子和4个H原子可参与共平面。分子中还有1个CH2结构，其碳原子具有四面体结构，该结构最多只有碳原子参与共平面，所以共平面原子数最多为9个，故B正确； C．Ⅵ在反应中被消耗，之后又生成它，循环出现，所以它是反应的催化剂，由反应I+VI→X+Ⅱ推得X为H2O，故C正确； D．假设Ⅰ、Ⅲ、Ⅴ均为1mol，消耗Br2水量，Ⅰ和Ⅴ均消耗1molBr2 ，Ⅲ若是1,4加成(非完全加成)，则也只消耗1molBr2 ，故D错误； 故答案选D。 11. “肼合成酶”以其中的配合物为催化中心，可将与转化为肼（），其反应历程如下所示。下列说法错误的是 A. 、和均为极性分子 B. 、和中的杂化方式相同 C. 催化中心的被氧化为，后又被还原为 D. 将替换为，反应可得 【答案】D 【解析】 【详解】A．NH2OH，NH3，H2O的电荷分布都不均匀，不对称，为极性分子，A正确； B．、和中心原子都是N原子，成键电子对都是3对，孤电子对都是1对，N原子都是sp3杂化，的杂化方式相同，B正确； C．由反应历程可知，反应过程中，Fe2+先失去电子发生氧化反应生成Fe3+，后面又得到电子生成Fe2+，C正确； D．由反应历程可知，反应过程中，生成的NH2NH2有两个氢来源于NH3，所以将NH2OH替换为ND2OD，不可能得到ND2ND2，得到ND2NH2和HDO，D错误； 故选D。 12. 有机物的异构化反应如图所示，下列说法错误的是 A. 依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团 B. 除氢原子外，X中其他原子可能共平面 C. 含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构) D. 类比上述反应，的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．由题干图示有机物X、Y的结构简式可知，X含有碳碳双键和醚键，Y含有碳碳双键和酮羰基，红外光谱图中可以反映不同官能团或化学键的吸收峰，故依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团，A正确； B．由题干图示有机物X的结构简式可知，X分子中存在两个碳碳双键所在的平面，单键可以任意旋转，故除氢原子外，X中其他原子可能共平面，B正确； C．由题干图示有机物Y的结构简式可知，Y的分子式为：C6H10O，则含醛基和碳碳双键且有手性碳原子(即同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子)的Y的同分异构体有：CH3CH=CHCH(CH3)CHO、CH2=C(CH3)CH(CH3)CHO、CH2=CHCH(CH3)CH2CHO、CH2=CHCH2CH(CH3)CHO和CH2=CHCH(CH2CH3)CHO共5种(不考虑立体异构)，C错误； D．由题干信息可知，类比上述反应，的异构化产物为：含有碳碳双键和醛基，故可发生银镜反应和加聚反应，D正确； 故答案为：C。 13. 阿司匹林（）微溶于水，是常用的解热镇痛药，可利用水杨酸（）和醋酸酐制备。所得粗产品中含有水杨酸和水杨酸聚合物，利用如下流程提纯阿司匹林。 已知：①水杨酸聚合物难溶于水，不溶于溶液；②时，阿司匹林沉淀完全。下列说法错误的是 A. 试剂、分别是溶液、盐酸 B. 操作Ⅰ、Ⅱ均为过滤 C. 阿司匹林最多可消耗 D 相同温度下电离平衡常数Ka()<Ka() 【答案】C 【解析】 【分析】粗产品中主要成分阿司匹林，含及水杨酸及水杨酸聚合物，先加入NaHCO3溶液，过滤，沉淀为水杨酸聚合物，洗涤沉淀，将洗涤液液与过滤液混合，再加入盐酸，调pH，阿司匹林沉淀完全，过滤，冰水洗涤，低温干燥得到纯净的阿司匹林 【详解】A．由题知水杨酸聚合物不溶于NaHCO3溶液，故试剂a处加入NaHCO3溶液，经过滤除去水杨酸聚合物，试剂b处加盐酸调节pH=3,故A正确； B．水杨酸聚合物不溶于NaHCO3溶液，pH=3时，阿司匹林沉淀完全，均用过滤法分离，故B正确； C．1mol阿司匹林中，羧基消耗1mol氢氧化钠，同时，其酯基水解和生成的酚再消耗各1mol氢氧化钠，所以消耗氢氧化钠3mol，故C错误； D．由水杨酸第一级电离形成的离子， 能形成分子内氢键，使其更难电离出H+，故D正确； 故答案选C 【点睛】本题考查较为综合，涉及有机物的结构和性质以及物质的检验、分离和提纯等知识，综合考查学生化学知识的应用能力和实验能力 14. 是一种强还原性的高能物质，在航天、能源等领域有广泛应用。我国科学家合成的某(Ⅱ)催化剂(用表示)能高效电催化氧化合成，其反应机理如图所示。 下列说法错误的是 A. (Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，配体失去质子能力增强 B. M中的化合价为 C. 该过程有非极性键的形成 D. 该过程的总反应式： 【答案】B 【解析】 【详解】A．(Ⅱ)被氧化至(Ⅲ)后，中的带有更多的正电荷，其与N原子成键后，吸引电子的能力比(Ⅱ)强，这种作用使得配体中的键极性变强且更易断裂，因此其失去质子（）的能力增强，A说法正确； B．(Ⅱ)中的化合价为+2，当其变为(Ⅲ)后，的化合价变为+3，(Ⅲ)失去2个质子后，N原子产生了1个孤电子对，的化合价不变；M为，当变为M时，N原子的孤电子对拆为2个电子并转移给1个电子，其中的化合价变为，因此，B说法不正确； C．该过程M变为时，有键形成，是非极性键，C说法正确； D．从整个过程来看， 4个失去了2个电子后生成了1个和2个，(Ⅱ)是催化剂，因此，该过程的总反应式为，D说法正确； 综上所述，本题选B 15. 晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图1)，在进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料(图2)。下列说法错误的是 A. 图1中O 原子的配位数为8 B. 图1 晶体密度为 C. 图2 表示的化学式为 D. Mg2+取代产生的空位有利于Li⁺传导 【答案】A 【解析】 【详解】A．图1晶胞中，O位于面心，与O距离最近的为Li，O原子的配位数为6，A错误； B．根据均摊法，图1的晶胞中含Li：8×+1=3，O：2×=1，Cl：4×=1，1个晶胞的质量为g=g，晶胞的体积为(a×10-10cm)3=a3×10-30cm3，则晶体的密度为g÷(a3×10-30cm3)=，B正确； C．根据均摊法，图2中Li：1，Mg或空位为8×=2，O：2×=1，Cl或Br：4×=1，Mg的个数小于2，根据正负化合价的代数和为0，图2的化学式为，C正确； D．进行镁离子取代及卤素共掺杂后，可获得高性能固体电解质材料，说明Mg2+取代产生的空位有利于Li+的传导，D正确； 故答案选A。 二、非选择题，本题共4小题，共55分。 16. 苯基环丁烯酮（ ）是一种十分活泼的反应物，可利用它的开环反应合成一系列多官能团化合物。近期我国科学家报道用与醛或酮发生环加成反应，合成了具有生物活性的多官能团化合物（），部分合成路线如下： 已知如下信息： 回答下列问题： （1）的化学名称是______。 （2）的结构简式为______。 （3）由生成所用的试剂和反应条件为______。 （4）写出化合物中含氧官能团的名称______；中手性碳（注：连有四个不同的原子或基团的碳）的个数为______。 （5）对于，选用不同的取代基，在催化剂作用下与发生的反应进行深入研究，对产率的影响见下表： 产率/% 91 80 63 请找出规律，并解释原因_____________。 【答案】（1）2-羟基苯甲醛（水杨醛） （2） （3）乙醇、浓硫酸/加热 （4） ①. 羟基、酯基 ②. 2 （5）随着体积增大，产率降低；原因是体积增大，位阻增大 【解析】 【分析】根据已知信息可以推知，B的结构简式为，B经过高锰酸钾氧化并酸化，得到C；C与乙醇发生酯化反应得到D，D再与PCBO反应生成E。 【小问1详解】 由A的结构简式可知A为2-羟基苯甲醛（或水杨醛）。 【小问2详解】 由题给已知信息可知，A与乙醛在强碱性环境中发生加成反应生成B，结合B的分子式可知B的结构简式为。 【小问3详解】 由C与D的结构简式可知，C与乙醇发生酯化反应生成D，所用的试剂和反应条件为乙醇、浓硫酸/加热。 【小问4详解】 由E的结构简式可知，其含氧官能团为羟基和酯基；E中手性碳原子有2个如图中●所示） 【小问5详解】 由题表中数据可知，随着R’体积增大，产率降低，是因为体积增大，位阻增大。 17. 环己烯是重要的化工原料。其实验室制备流程如下： 可能用到的有关数据如下： 相对分子质量 密度/（） 沸点 溶解性 环己醇 100 161 微溶于水 环己烯 82 83 难溶于水 回答下列问题： （1）环己醇的沸点远高于环己烯的原因是______________。 （2）原料环己醇中若含苯酚杂质，检验试剂为____________，现象为__________________。 （3）操作1的装置如图所示（加热和夹持装置已略去）。 ①烧瓶中进行的可逆反应化学方程式为______，浓硫酸也可作该反应的催化剂，选择而不用浓硫酸的原因为______（填序号）。 a. 污染小、可循环使用，符合绿色化学理念 b．同等条件下，用比浓硫酸的平衡转化率高 c．浓硫酸易使原料碳化并产生 ②仪器的作用为_____________。 （4）操作2用到的玻璃仪器是______________。 （5）将操作3（蒸馏）的步骤补齐：安装蒸馏装置，加入待蒸馏的物质和沸石，___________，弃去前馏分，收集的馏分。 （6）本实验所得到的环己烯产率是______（保留两位有效数字）。 【答案】（1）环己醇分子间能形成氢键，（环己烯分子间只有范德华力，氢键强于范德华力） （2） ①. 溶液 ②. 溶液显紫色 （3） ①. +H2O ②. ③. 冷凝回流（减少环己醇蒸出） （4）分液漏斗、烧杯 （5）通冷凝水，加热 （6） 【解析】 【分析】环己醇在的催化作用下发生消去反应生成环己烯，环己烯粗品加饱和食盐水，分液，取有机相干燥、过滤、蒸馏得环己烯。 【小问1详解】 环己醇分子间能形成氢键，所以环己醇的沸点远高于环己烯； 【小问2详解】 苯酚遇FeCl3溶液发生显色反应，溶液显紫色，原料环己醇中若含苯酚杂质，检验试剂为溶液，现象为溶液显紫色。 【小问3详解】 ①烧瓶中环己醇在催化剂作用下发生消去反应生成环己烯和水，反应化学方程式为+H2O； a 污染小、可循环使用，符合绿色化学理念，选择而不用浓硫酸作催化剂，故选a； b．催化剂不能使平衡移动，不能提高平衡转化率，故不选b； c．浓硫酸具有脱水性，易使原料碳化并产生，所以选择而不用浓硫酸作催化剂，故选c。 选ac。 ②仪器是冷凝管，作用为冷凝回流； 【小问4详解】 操作2得到有机相和水相，操作2是分液，用到的玻璃仪器是分液漏斗、烧杯； 小问5详解】 将操作3（蒸馏）的步骤补齐：安装蒸馏装置，加入待蒸馏的物质和沸石，通冷凝水，加热，弃去前馏分，收集的馏分。 【小问6详解】 15g环己醇的物质的量为0.15mol，理论上生成环己烯的物质的量为0.15mol，理论生成环己烯的质量为12.3g，本实验所得到的环己烯产率是。 18. 物质是一种具有生物活性的化合物。该化合物的合成路线如下： 已知：① ② 回答下列问题： （1）的反应类型分别是______。 （2）的结构简式为______。 （3）反应方程式为______。 （4）反应步骤的目的是______。 （5）是一种重要的化工原料，其同分异构体中能够发生银镜反应的有______种（考虑立体异构），其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为的结构简式为______。 （6）参照上述合成路线，以和为原料，设计合成的路线______（无机试剂任选）。 【答案】（1）加成反应 （2） （3）+H2O （4）保护羰基 （5） ①. 5 ②. （6） 【解析】 【分析】已知： ，其原理是：醛基上的氧原子结合中的两个氢原子形成碳碳双键，则A()和反应生成B(C12H14O4)，B的结构简式为；B和HCOONH4发生反应得到C(C12H16O4)，多了两个氢原子，最可能是侧链的碳碳双键加氢被还原，则C的结构简式为。根据已知②，在多聚磷酸的作用下脱去羟基及苯环邻位碳原子上的氢原子形成环酮，则D的结构简式为，反应的化学方程式为+H2O，D与乙二醇反应生成E，多了一个环，E到F引入了羰基，F与CH3I作用生成G，G进一步反应到H；由H的结构简式推知G的结构简式为。 【小问1详解】 G的结构简式为：，H的结构简式为：，的反应类型是加成反应； 【小问2详解】 通过以上分析可知，的结构简式为： 【小问3详解】 反应方程式为：+H2O 【小问4详解】 通过D→E反应和I→J反应可知，反应步骤的目的是保护羰基； 【小问5详解】 的同分异构体能发生银镜反应，说明该物质含有醛基，根据分子式C4H6O可得知，该物质还含有碳碳双键或者三元环，还要分析顺反异构，则符合条件的同分异构体有5种，它们分别是CH2=CHCH2CHO、（与后者互为顺反异构体）、（与前者互为顺反异构体）、和，其中核磁共振氢谱有3组峰，且峰面积之比为4:1:1的结构简式是； 【小问6详解】 结合G→I的转化过程可知，可先将转化为，再使和反应生成，并最终转化为；综上所述，合成路线为：。 19. 、、在自然界中形成多种多样的物质结构。回答下列问题： （1）与同族，第一电离能较小的是______；基态原子的简化电子排布式为______。 （2）已知液态二氧化硫可以发生自电离：。中各原子满足8电子结构，则其键和键数目之比为______；的空间结构为______________。 （3）有一种观点认为：由于硅的价层有可以利用的空轨道，而碳没有，因此两者化合物结构和性质存在较大差异。化合物和的结构如图所示，为平面形，二者中的杂化方式分别为____________，二者中碱性较弱的是____________。 （4）与均为非金属元素，熔点（）明显高于（），原因是____________。 （5）硒为六方晶胞结构，原子排列为相互平行的螺旋长链（如图1），沿着螺旋链方向的晶胞投影图如图2。硒晶胞参数为、、（其中），轴与轴间夹角为，轴垂直于轴与轴，阿伏加德罗常数的值为。 晶胞中含有原子的数目为______；则硒晶体的摩尔体积为______（列出算式）。 【答案】（1） ①. ②. （2） ①. ②. 形 （3） ①. 、 ②. （4）为共价晶体，为分子晶体，共价键键能远大于范德华力 （5） ①. 3 ②. 【解析】 【小问1详解】 与同族，同主族元素从上到下半径逐渐增大，原子核对核外电子的吸引力逐渐减小，第一电离能逐渐减小，第一电离能较小的是S；基态原子的简化电子排布式为； 【小问2详解】 与N2互为等电子体，结构与N2相似，N2中化学键为三键，σ键和π键数目之比为1：2，中σ键和π键数目之比也是1：2；中心原子S原子的价层电子对数为：对，采用sp2杂化，有一对孤电子对，因此SO2空间构型为V，故答案为：1：2；V形； 【小问3详解】 由图像可知，为三角锥形，中心原子N原子为sp3杂化，为平面形三角形，中心原子N原子为sp2杂化；因为有孤电子对，所以更易与H+形成配合物，碱性更强，碱性弱，故答案为：sp3 、sp2；； 【小问4详解】 由于SiO2为共价晶体，SeO2为分子晶体，共价晶体的熔点高于分子晶体的熔点，故答案为：SiO2为共价晶体，SeO2为分子晶体，共价晶体的熔点高于分子晶体的熔点； 【小问5详解】 由晶胞的俯视图可知，把俯视图中三个硒原子看成是一个整体，则一个晶胞中硒原子的个数为：12；晶胞的摩尔体积为vm==，故答案为：3；。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$