内容正文:
23级高一下学期期末考试化学试题
一、选择题(每小题只有一个最佳选项符合题意,每小题3分,共42分)
1. 人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期,现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是
A. 木材与煤均含有碳元素 B. 石油裂化可生产汽油
C. 燃料电池将热能转化为电能 D. 太阳能光解水可制氢
【答案】C
【解析】
【详解】A.木材的主要成分为纤维素,纤维素中含碳、氢、氧三种元素,煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的变化逐渐形成的固体,是有机物和无机物组成的复杂混合物,主要含碳元素,A正确;
B.石油裂化是将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程,汽油的相对分子质量较小,可以通过石油裂化的方式得到,B正确;
C.燃料电池是将燃料的化学能变成电能的装置,不是将热能转化为电能,C错误;
D.在催化剂作用下,利用太阳能光解水可以生成氢气和氧气,D正确;
故答案选C。
2. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于的核外电子数,化合物可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是
A. X和Z属于同一主族
B. 非金属性:
C. 气态氢化物的稳定性:
D. 原子半径:
【答案】A
【解析】
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,且能形成离子化合物,则W为Li或Na;又由于W和X原子序数之和等于的核外电子数,若W为Na,X原子序数大于Na,则W和X原子序数之和大于18,不符合题意,因此W只能为Li元素;由于Y可形成,故Y为第Ⅶ主族元素,且原子序数Z大于Y,故Y不可能为Cl元素,因此Y为F元素,X的原子序数为10-3=7,X为N元素;根据W、Y、Z形成离子化合物,可知Z为P元素;综上所述,W为Li元素,X为N元素,Y为F元素,Z为P元素。
【详解】A.由分析可知,X为N元素,Z为P元素,X和Z属于同一主族,A项正确;
B.由分析可知,X为N元素,Y为F元素,Z为P元素,非金属性:F>N>P,B项错误;
C.由分析可知,Y为F元素,Z为P元素,非金属性越强,其简单气态氢化物的稳定性越强,即气态氢化物的稳定性:HF>PH3,C项错误;
D.由分析可知,W为Li元素,X为N元素,Y为F元素,同周期主族元素原子半径随着原子序数的增大而减小,故原子半径:Li>N>F,D项错误;
故选A。
3. 下列说法不正确的是
A. 纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
B. 加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏
C. CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变
D. 石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏
【答案】C
【解析】
【详解】A.烧碱和纯碱均属于离子化合物,熔化时须克服离子键,A项正确;
B.加热蒸发氯化钾水溶液,液态水变为气态水,水分子之间的分子间作用力被破坏,B项正确;
C.CO2溶于水发生反应:CO2+H2O⇌H2CO3,这里有化学键的断裂和生成,C项错误;
D.石墨属于层状结构晶体,每层石墨原子间为共价键,层与层之间为分子间作用力,金刚石只含有共价键,因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏,D项正确。
故答案选C。
4. 环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物,螺[2,2]戊烷( )是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是
A. 与环戊烯互为同分异构体 B. 二氯代物超过两种
C. 所有碳原子均处同一平面 D. 生成1 molC5H12至少需要2 molH2
【答案】C
【解析】
【详解】分析:A、分子式相同结构不同化合物互为同分异构体;
B、根据分子中氢原子的种类判断;
C、根据饱和碳原子的结构特点判断;
D、根据氢原子守恒解答。
详解:A、螺[2,2]戊烷的分子式为C5H8,环戊烯的分子式也是C5H8,结构不同,互为同分异构体,A正确;
B、分子中的8个氢原子完全相同,二氯代物中可以取代同一个碳原子上的氢原子,也可以是相邻碳原子上或者不相邻的碳原子上,因此其二氯代物超过两种,B正确;
C、由于分子中4个碳原子均是饱和碳原子,而与饱和碳原子相连的4个原子一定构成四面体,所以分子中所有碳原子不可能均处在同一平面上,C错误;
D、戊烷比螺[2,2]戊烷多4个氢原子,所以生成1 molC5H12至少需要2 molH2,D正确。答案选C。
点睛:选项B与C是解答的易错点和难点,对于二元取代物同分异构体的数目判断,可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目。关于有机物分子中共面问题的判断需要从已知甲烷、乙烯、乙炔和苯的结构特点进行知识的迁移灵活应用。
5. 已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体,其晶胞如图所示,则下面表示该化合物的化学式正确的( )
A. ZXY3 B. ZX2Y6 C. ZX4Y8 D. ZX8Y12
【答案】A
【解析】
【详解】本题主要考查了晶体结构的计算及其应用,较易。根据晶体结构的计算方法可知,一个晶胞中含1个Z原子,X原子数为1,Y原子数为3。所以化学式为ZXY3 ,综上所述,本题正确答案为A。
6. 下列叙述正确的是
A. 1个甘氨酸分子中存在9对共用电子对
B. PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构
C. H2S和CS2分子都是含极性键的极性分子
D. 熔点由高到低的顺序是:金刚石>碳化硅>晶体硅
【答案】D
【解析】
【详解】A项,甘氨酸的结构简式为H2N—CH2—COOH,其分子中含有10对共用电子对,A项错误;
B项,PCl3中P和Cl的最外层都达到8电子稳定结构,BCl3中B原子最外层为6个电子,B项错误;
C项,H2S的分子构型为V型,正负电的中心不重合,H2S是含极性键的极性分子,CS2的分子构型为直线型,正负电中心重合,CS2是含极性键的非极性分子,C项错误;
D项,金刚石、碳化硅、晶体硅都属于原子晶体,但原子半径C<Si,键长:C—C<C—Si<Si—Si,键能:C—C>C—Si>Si—Si,则熔点由高到低的顺序:金刚石>碳化硅>晶体硅,D项正确;
故答案选D。
7. 轴烯是一类独特星形环烃。三元轴烯()与苯( )
A. 均为芳香烃 B. 互为同素异形体 C. 互为同系物 D. 互为同分异构体
【答案】D
【解析】
【详解】轴烯与苯分子式都是C6H6,二者分子式相同,结构不同,互为同分异构体,答案选B。
【点睛】有机物的概念是历次考试的主要考点之一,主要包括有机物的分类、有机反应类型、同分异构体等“四同”。有机物所属类别主要由官能团决定,芳香烃是指分子中含有苯环的烃类物质。同位素:是同种元素的不同种核素间的互称,是针对原子而言;同素异形体:是同种元素组成的不同种单质的互称,是针对单质而言;同系物:是指结构相似、组成上相差一个或若干“CH2”原子团的有机物的互称;同分异构体:是指分子式相同而结构不同的有机物的互称。“四同”往往结合在一起考查,理解的基础上熟练掌握概念便可顺利解答。
8. 下列对有机物结构或性质的描述,错误的是
A. 一定条件下,Cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取代反应
B. 苯酚钠溶液中通入CO2生成苯酚,则碳酸的酸性比苯酚弱
C. 乙烷和丙烯的物质的量各1mol,完成燃烧生成3mol H2O
D. 光照下2,2-二甲基丙烷与Br2反应其一溴取代物只有一种
【答案】B
【解析】
【详解】A. 在FeCl3的催化作用下,Cl2可以和甲苯的苯环发生取代反应;在光照条件下,Cl2可以和甲苯的甲基发生取代反应;A正确;
B. CO2+ H2O + C6H5ONa→C6H5OH + NaHCO3,则碳酸的酸性比苯酚强,B错误;
C. 1mol C2H6和1mol C3H6各含6mol H原子,这两种物质完全燃烧后,可以生成3mol H2O,C正确;
D. 2,2-二甲基丙烷是新戊烷,其分子结构中只有一种H原子,故其一溴代物只有一种,D正确;
故合理选项为B。
9. 分枝酸可用于生化研究。其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是
A. 分子中含有2种官能团
B. 可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同
C. 1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应
D. 可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同
【答案】B
【解析】
【详解】A项,该化合物分子中含有羧基、醇羟基、醚键和碳碳双键4种官能团,故A项错误;
B项,该物质中含有羧基和羟基,既可以与乙醇发生酯化反应,也可以与乙酸发生酯化反应,反应类型相同,故B项正确;
C项,分枝酸一个分子中含两个羧基,故1mol分枝酸最多能与2mol NaOH发生中和反应,故C项错误;
D项,该物质使溴的四氯化碳溶液褪色的原理是溴与碳碳双键发生加成反应,而是使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生氧化反应,原理不同,故D项错误。
综上所述,本题正确答案为B。
【点睛】本题考查了有机化合物的结构与性质,包含了通过分析有机化合物的结构简式,判断有机化合物的官能团、反应类型的判断、有机物的性质,掌握官能团的性质是解题的关键。
10. 有机化合物X的结构简式如图所示,下列说法正确的是
A. X分子式为C10H18O,它是环己醇的同系物
B. 在一定条件下,X能发生氧化反应生成醛
C. X分子中至少有12个原子在同一平面上
D. X分子环上的一氯取代物有6种
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据结构简式,X分子式为C10H20O,X与环己醇结构相似,分子式不同,互为同系物,A错误;
B.与羟基相连的碳上H原子数大于等于2才可以被氧化为醛,该结构中与羟基相连的C原子上只有1个H原子,B错误;
C.含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特点,X分子中全部碳原子都是饱和碳原子,所以X分子中不可能有12个原子在同一平面上,C错误;
D.X的结构没有对称性,因此环上有6种不同化学环境的H,一氯取代物有6种,D正确;
故答案选D。
11. 某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A. 的配位数为6 B. 与距离最近的是
C. 该物质的化学式为 D. 若换为,则晶胞棱长将改变
【答案】B
【解析】
【详解】A.配位数为与其距离最近且等距离的F-的个数,如图所示,位于体心,F-位于面心,所以配位数为6,A正确;
B.与的最近距离为棱长的,与的最近距离为棱长的,所以与距离最近的是,B错误;
C.位于顶点,所以个数==1,F-位于面心,F-个数==3,位于体心,所以个数=1,综上,该物质的化学式为,C正确;
D.与半径不同,替换后晶胞棱长将改变,D正确;
故选B。
12. 下列事实不涉及烯醇式与酮式互变异构原理的是
A. 能与水反应生成
B. 可与反应生成
C. 水解生成
D. 中存在具有分子内氢键的异构体
【答案】B
【解析】
【分析】根据图示的互变原理,具有羰基的酮式结构可以发生互变异构转化为烯醇式,这种烯醇式具有的特点为与羟基相连接的碳原子必须有双键连接,这样的烯醇式就可以发生互变异构,据此原理分析下列选项。
【详解】A.水可以写成H-OH的形式,与CH≡CH发生加成反应生成CH2=CHOH,烯醇式的CH2=CHOH不稳定转化为酮式的乙醛,A不符合题意;
B.丙烯醇中,与羟基相连接的碳原子不与双键连接,不会发生烯醇式与酮式互变异构,B符合题意;
C.水解生成和CH3OCOOH,可以发生互变异构转化为,C不符合题意;
D.可以发生互变异构转化为,即可形成分子内氢键,D不符合题意;
故答案选B。
13. 我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法,其转化路线如下所示。
下列叙述错误的是
A. PLA在碱性条件下可发生降解反应
B. MP的化学名称是丙酸甲酯
C. MP的同分异构体中含羧基的有3种
D. MMA可加聚生成高分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据PLA的结构简式,聚乳酸是其分子中的羧基与另一分子中的羟基发生反应聚合得到的,含有酯基结构,可以在碱性条件下发生降解反应,A正确;
B.根据MP的结果,MP可视为丙酸和甲醇发生酯化反应得到的,因此其化学名称为丙酸甲酯,B正确;
C.MP的同分异构体中,含有羧基的有2种,分别为正丁酸和异丁酸,C错误;
D.MMA中含有双键结构,可以发生加聚反应生成高分子,D正确;
故答案选C。
14. 己二酸是一种重要的化工原料,科学家在现有工业路线基础上,提出了一条“绿色”合成路线:
下列说法正确的是
A. 苯与溴水混合,充分振荡后静置,下层溶液呈橙红色
B. 环己醇与乙醇互为同系物
C. 己二酸与溶液反应有生成
D. 环己烷分子中所有碳原子共平面
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.苯的密度比水小,苯与溴水混合,充分振荡后静置,有机层在上层,应是上层溶液呈橙红色,故A错误;
B.环己醇含有六元碳环,和乙醇结构不相似,分子组成也不相差若干CH2原子团,不互为同系物,故B错误;
C.己二酸分子中含有羧基,能与NaHCO3溶液反应生成CO2,故C正确;
D.环己烷分子中的碳原子均为饱和碳原子,与每个碳原子直接相连的4个原子形成四面体结构,因此所有碳原子不可能共平面,故D错误;
答案选C。
二 填空题(共计4小题,共58分)
15. 自然界中存在大量的元素,如钠、镁、铝、铁、铜、砷、锌、镍等在生活中有着广泛的应用。
(1)请写出Fe的基态原子核外电子排布式___________,砷属于___________区元素。
(2)金属A的原子只有3个电子层,其第一至第四电离能如下:
电离能/(kJ·mol-1)
I1
I2
I3
I4
A
932
1 821
15 390
21 771
则A原子的价层电子轨道表示式为___________。
(3)锌化铜是一种合金,其化学式有多种形式,如CuZn,Cu5Zn8,CuZn3等。其中所含元素铜的第二电离能___________(填“大于”“小于”或“等于”)锌的第二电离能。
(4)用锌还原TiCl4的盐酸溶液,经后续处理可制得绿色的晶体[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。该晶体所含元素中,电负性最大的元素是___________,与Ti形成配位键的配体是___________和___________,1 mol该配合物中含有σ键的数目为___________。
(5)Ni2+能形成多种配离子,如[Ni(NH3)6]2+,[Ni(SCN)3]-等。NH3的空间构型为___________。
【答案】(1) ①. 或 ②. p
(2) (3)大于
(4) ①. O或氧 ②. H2O ③. Cl - ④. 18NA 或18×6.02×1023
(5)三角锥形
【解析】
【小问1详解】
Fe原子序数26,基态原子核外电子排布式:或;As原子序数33,基态原子核外电子排布式:,属于p区元素;
【小问2详解】
金属A的原子只有3个电子层,从表中原子的第一至第四电离能可以看出,A的第二电离能小,第三电离能较大,说明易失去2个电子,A的化合价为+2价,应为Mg元素,则其原子的价层电子轨道表示式:;
小问3详解】
Cu失去一个电子变为Cu+,其价层电子排布:,处于全充满稳定状态;Zn失去一个电子变为Zn+,其价层电子排布:,不稳定,易失电子,故铜的第二电离能大于锌的第二电离能;
【小问4详解】
[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O含有Ti、C、H、O四种元素,元素的非金属性越强,电负性越大,由于元素的非金属性最强的元素的O元素,所以O的电负性最大;与Ti形成配位键的配体是H2O和Cl-;含6个配位键,每个中含有2个共价键,一个该配合物含有6个,则1 mol该配合物中含有σ键的数目为18NA 或18×6.02×1023;
【小问5详解】
NH3中心原子N价层电子对数:,含一对孤电子对,空间构型为三角锥形。
16. 很多含巯基(-SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如,解毒剂化合物I可与氧化汞生成化合物Ⅱ。
(1)基态硫原子原子结构示意图为___________。
(2)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为___________。
(3)汞的原子序数为80,位于元素周期表第___________周期第 Ⅱ B族。
(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有___________。
A.在I中S原子采取sp3杂化 B.在Ⅱ中S元素的电负性最大
C.在Ⅲ中C-C-C键角是180° D.在Ⅲ中存在离子键与共价键
E. 在Ⅳ中硫氧键的键能均相等
(5)汞解毒剂的水溶性好,有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物I与化合物Ⅲ相比,水溶性较好的是___________。
(6)理论计算预测,由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图9a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
①图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构,它不是晶胞单元,理由是___________。
②图c为X的晶胞,X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为___________;该晶胞中粒子个数比Hg:Ge:Sb = ___________。
③设X的最简式的式量为Mr,则X晶体的密度为___________g/cm3(列出算式)。
【答案】(1) (2)H2O>H2S>CH4
(3)六 (4)A D
(5)化合物Ⅲ (6) ①. 不是最小重复单元或不能无隙并置成晶体 ②. 4 ③. 1:1:2 ④.
【解析】
【小问1详解】
硫是16号元素,基态硫原子原子结构示意图为。
【小问2详解】
H2S、CH4、H2O均为分子晶体,H2O分子间存在氢键,沸点较高,H2S、CH4的分子间范德华力随相对分子质量增大而增加,因此沸点由高到低顺序为:H2O>H2S>CH4。
【小问3详解】
第六周期0族元素的原子序数为86,因此第80号元素Hg位于第六周期第ⅡB族。
【小问4详解】
A.I中S原子的价层电子对数=2+=4,因此S原子采取sp3杂化,故A正确;
B.Ⅱ中含有的元素为H、C、O、S、Hg,同周期元素从左至右元素的电负性逐渐增大,同主族元素从上至下元素的电负性逐渐减小,因此5种元素中电负性最大的为O元素,故B错误;
C.Ⅲ中C原子成键均为单键,因此C原子采取sp3杂化,所以C-C-C键角接近109º28’,故C错误;
D.Ⅲ中存在C-H、C-C、C-S、S=O、S-O、S-H共价键和与Na+之间的离子键,故D正确;
E.Ⅳ中硫氧键分为硫氧单键和硫氧双键,共价键种类不同,因此二者的键能不同,故 E错误;
故答案为AD。
【小问5详解】
中羟基能与水分子之间形成分子间氢键,为易溶于水的钠盐,溶于水后电离出的中O原子均能与水分子之间形成氢键,相同物质的量两种物质溶于水后,形成的氢键更多,因此化合物III更易溶于水。
【小问6详解】
①对比图b和图c可得X晶体的晶胞中上下两个单元内的原子位置不完全相同,不符合晶胞是晶体的最小重复单位要求;
②以晶胞上方立方体中右侧面心中Hg原子为例,同一晶胞中与Hg距离最近的Sb的数目为2,右侧晶胞中有2个Sb原子与Hg原子距离最近,因此X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4;该晶胞中Sb原子均位于晶胞内,因此1个晶胞中含有Sb原子数为8,Ge原子位于晶胞顶点、面心、体心,因此1个晶胞中含有Ge原子数为1+8×+4×=4,Hg原子位于棱边、面心,因此1个晶胞中含有Hg原子数为6×+4×=4,则该晶胞中粒子个数比Hg:Ge:Sb =4:4:8=1:1:2;
③1个晶胞的质量m=,1个晶胞的体积V=(x×10-7cm)2×(y×10-7cm)=x2y×10-21cm3,则X晶体的密度为= g/cm3。
17. 某抗结肠炎药物的有效成分()的合成路线如下所示(部分试剂和反应条件已略去):
已知:
(a)
(b)
(c)易被氧化
请回答下列问题:
(1)C的结构简式是___________。
(2)①的反应条件是___________;②的反应类型是___________。
(3)下列对抗结肠炎药物的有效成分可能具有的性质推测正确的是___________(填字母)。
A. 水溶性比苯酚的好,密度比苯酚的大 B. 能发生消去反应
C. 能发生加聚反应 D. 既有酸性又有碱性
(4)E与足量NaOH溶液反应的化学方程式为___________。
(5)抗结肠炎药物有效成分的同分异构体中,符合下列条件的有___________种。
①遇FeCl3溶液有显色反应 ②分子中甲基与苯环直接相连 ③苯环上共有三个取代基
(6)该成分的一种同分异构体为,写出该物质与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式___________。
【答案】(1) (2) ①. FeCl3 ②. 取代反应(硝化反应) (3)AD
(4)+ 3NaOH →+CH3COONa +2H2O
(5)10 (6) +3NaOH→+NH3+2H2O
【解析】
【分析】C和(CH3CO)2O发生取代反应生成D,D发生氧化反应生成E,结合E的结构简式可知C的结构简式为,则D为,D用酸性高锰酸钾溶液氧化得到E;烃A与氯气在Fe催化剂条件下反应得到B,B发生水解反应、酸化得到C,则A为,B为;E与氢氧化钠反应、酸化得到F为,由信息并结合抗结肠炎药物有效成分的结构可知,F在浓硫酸、浓硝酸加热条件下发生反应生成G为,G发生还原反应得到抗结肠炎药物有效成分。
【小问1详解】
由分析可知,C的结构简式是。
【小问2详解】
反应①中和Cl2在FeCl3的催化下发生取代反应生成,F在浓硫酸、浓硝酸加热条件下发生硝化(取代)反应反应生成。
小问3详解】
A.该物质中含有亲水基酚羟基、羧基和氨基,所以水溶性比苯酚好,该物质相对分子质量大于苯酚,则密度比苯酚大,A正确;
B.该物质中的羟基连接在苯环上,不能发生消去反应,B错误;
C.该物质中没有碳碳双键或碳碳三键,不能发生加聚反应,C错误;
D.酚羟基和羧基具有酸性、氨基具有碱性,所以该物质既有酸性又有碱性,D正确;
故选AD。
【小问4详解】
E为,其中的羧基和酯基都能和NaOH溶液反应,化学方程式为:+ 3NaOH →+CH3COONa +2H2O。
【小问5详解】
抗结肠炎药物的同分异构体符合下列条件:①遇FeCl3溶液有显色反应,说明含有酚羟基;②分子中甲基与苯环直接相连;③苯环上共有三个取代基,三个取代基分别是硝基、甲基和酚羟基,如果硝基和甲基处于邻位,有4种结构;如果硝基和甲基处于间位,有4种结构;如果硝基和甲基处于对位,有2种结构,所以符合条件的有10种同分异构体。
【小问6详解】
中酚羟基和酰胺基都可以和NaOH溶液反应,化学方程式为:+3NaOH→+NH3+2H2O。
18. 药物瑞德西韦对新型冠状病毒有明显抑制作用;F是该药物合成的关键中间体,其合成路线如图。
已知:R—OHR—Cl。
回答下列问题:
(1)A的名称是_____。
(2)B中所含官能团的名称是_____。由B生成C反应的化学方程式为_____。
(3)由C生成D的反应类型为_____。
(4)E中含两个Cl原子,则E的结构简式为_____。
(5)G是C的同分异构体,并与C具有相同官能团的二取代芳香化合物,其中核磁共振氢谱中峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为_____、_____。
(6)设计由、SOCl2为原料制备的合成路线(无机试剂任选)_____。
【答案】(1)苯酚 (2) ①. 硝基、(酚)羟基 ②. ++HCl
(3)取代反应 (4)
(5) ①. ②.
(6)
【解析】
【分析】根据后续产物的结构可知A中应含有苯环,再结合A的分子式可知A应为;A发生硝化反应生成B,根据D的结构简式可知硝基应位于酚羟基的对位,所以B为;根据C的分子式以及后续产物可知B中酚羟基上的氢原子被-COCH3取代得到C,则C为;D与SOCl2在催化剂作用下发生题目所给信息反应生成E,E中含有两个氯原子,则E为,E再与A反应得到F。
【小问1详解】
A为,A的名称是苯酚;
【小问2详解】
B为,B中所含官能团的名称是硝基、(酚)羟基,B和乙酰氯发生取代反应生成C,由B生成C反应的化学方程式为++HCl;
【小问3详解】
由C生成D的反应类型为取代反应;
【小问4详解】
通过以上分析知,D中两个羟基被氯原子取代生成E,则E的结构简式为;
【小问5详解】
C为,G是C的同分异构体,并与C具有相同官能团的二取代芳香化合物,说明含有硝基和酯基,其中核磁共振氢谱中峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为、;
【小问6详解】
由、SOCl2为原料制备,与H2发生加成得,再与SOCl2发生取代可得,其合成路线为。
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23级高一下学期期末考试化学试题
一、选择题(每小题只有一个最佳选项符合题意,每小题3分,共42分)
1. 人类对能源的利用经历了柴薪、煤炭和石油时期,现正向新能源方向高质量发展。下列有关能源的叙述错误的是
A. 木材与煤均含有碳元素 B. 石油裂化可生产汽油
C. 燃料电池将热能转化为电能 D. 太阳能光解水可制氢
2. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素。W和X原子序数之和等于的核外电子数,化合物可用作化学电源的电解质。下列叙述正确的是
A. X和Z属于同一主族
B. 非金属性:
C. 气态氢化物的稳定性:
D. 原子半径:
3. 下列说法不正确的是
A. 纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同
B. 加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏
C. CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用力改变
D. 石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏
4. 环之间共用一个碳原子的化合物称为螺环化合物,螺[2,2]戊烷( )是最简单的一种。下列关于该化合物的说法错误的是
A. 与环戊烯互为同分异构体 B. 二氯代物超过两种
C. 所有碳原子均处同一平面 D. 生成1 molC5H12至少需要2 molH2
5. 已知X、Y、Z三种元素组成的化合物是离子晶体,其晶胞如图所示,则下面表示该化合物的化学式正确的( )
A. ZXY3 B. ZX2Y6 C. ZX4Y8 D. ZX8Y12
6. 下列叙述正确的是
A. 1个甘氨酸分子中存在9对共用电子对
B. PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构
C. H2S和CS2分子都是含极性键的极性分子
D. 熔点由高到低的顺序是:金刚石>碳化硅>晶体硅
7. 轴烯是一类独特的星形环烃。三元轴烯()与苯( )
A. 均为芳香烃 B. 互为同素异形体 C. 互为同系物 D. 互为同分异构体
8. 下列对有机物结构或性质的描述,错误的是
A. 一定条件下,Cl2可在甲苯的苯环或侧链上发生取代反应
B. 苯酚钠溶液中通入CO2生成苯酚,则碳酸的酸性比苯酚弱
C. 乙烷和丙烯的物质的量各1mol,完成燃烧生成3mol H2O
D. 光照下2,2-二甲基丙烷与Br2反应其一溴取代物只有一种
9. 分枝酸可用于生化研究。其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是
A 分子中含有2种官能团
B. 可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同
C. 1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应
D. 可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同
10. 有机化合物X的结构简式如图所示,下列说法正确的是
A. X分子式为C10H18O,它是环己醇的同系物
B. 在一定条件下,X能发生氧化反应生成醛
C. X分子中至少有12个原子在同一平面上
D. X分子环上的一氯取代物有6种
11. 某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A. 的配位数为6 B. 与距离最近的是
C. 该物质化学式为 D. 若换为,则晶胞棱长将改变
12. 下列事实不涉及烯醇式与酮式互变异构原理的是
A. 能与水反应生成
B. 可与反应生成
C. 水解生成
D. 中存在具有分子内氢键的异构体
13. 我国化学工作者开发了一种回收利用聚乳酸(PLA)高分子材料的方法,其转化路线如下所示。
下列叙述错误的是
A. PLA在碱性条件下可发生降解反应
B. MP的化学名称是丙酸甲酯
C. MP的同分异构体中含羧基的有3种
D. MMA可加聚生成高分子
14. 己二酸是一种重要的化工原料,科学家在现有工业路线基础上,提出了一条“绿色”合成路线:
下列说法正确的是
A. 苯与溴水混合,充分振荡后静置,下层溶液呈橙红色
B. 环己醇与乙醇互为同系物
C. 己二酸与溶液反应有生成
D. 环己烷分子中所有碳原子共平面
二 填空题(共计4小题,共58分)
15. 自然界中存在大量的元素,如钠、镁、铝、铁、铜、砷、锌、镍等在生活中有着广泛的应用。
(1)请写出Fe的基态原子核外电子排布式___________,砷属于___________区元素。
(2)金属A的原子只有3个电子层,其第一至第四电离能如下:
电离能/(kJ·mol-1)
I1
I2
I3
I4
A
932
1 821
15 390
21 771
则A原子的价层电子轨道表示式为___________。
(3)锌化铜是一种合金,其化学式有多种形式,如CuZn,Cu5Zn8,CuZn3等。其中所含元素铜的第二电离能___________(填“大于”“小于”或“等于”)锌的第二电离能。
(4)用锌还原TiCl4的盐酸溶液,经后续处理可制得绿色的晶体[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。该晶体所含元素中,电负性最大的元素是___________,与Ti形成配位键的配体是___________和___________,1 mol该配合物中含有σ键的数目为___________。
(5)Ni2+能形成多种配离子,如[Ni(NH3)6]2+,[Ni(SCN)3]-等。NH3的空间构型为___________。
16. 很多含巯基(-SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如,解毒剂化合物I可与氧化汞生成化合物Ⅱ。
(1)基态硫原子原子结构示意图为___________。
(2)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为___________。
(3)汞的原子序数为80,位于元素周期表第___________周期第 Ⅱ B族。
(4)化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有___________。
A.在I中S原子采取sp3杂化 B.在Ⅱ中S元素的电负性最大
C.在Ⅲ中C-C-C键角是180° D.在Ⅲ中存在离子键与共价键
E. 在Ⅳ中硫氧键键能均相等
(5)汞解毒剂的水溶性好,有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物I与化合物Ⅲ相比,水溶性较好的是___________。
(6)理论计算预测,由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图9a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。
①图b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构,它不是晶胞单元,理由是___________。
②图c为X的晶胞,X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为___________;该晶胞中粒子个数比Hg:Ge:Sb = ___________。
③设X的最简式的式量为Mr,则X晶体的密度为___________g/cm3(列出算式)。
17. 某抗结肠炎药物的有效成分()的合成路线如下所示(部分试剂和反应条件已略去):
已知:
(a)
(b)
(c)易被氧化
请回答下列问题:
(1)C的结构简式是___________。
(2)①的反应条件是___________;②的反应类型是___________。
(3)下列对抗结肠炎药物的有效成分可能具有的性质推测正确的是___________(填字母)。
A. 水溶性比苯酚的好,密度比苯酚的大 B. 能发生消去反应
C. 能发生加聚反应 D. 既有酸性又有碱性
(4)E与足量NaOH溶液反应的化学方程式为___________。
(5)抗结肠炎药物有效成分同分异构体中,符合下列条件的有___________种。
①遇FeCl3溶液有显色反应 ②分子中甲基与苯环直接相连 ③苯环上共有三个取代基
(6)该成分的一种同分异构体为,写出该物质与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式___________。
18. 药物瑞德西韦对新型冠状病毒有明显抑制作用;F是该药物合成的关键中间体,其合成路线如图。
已知:R—OHR—Cl。
回答下列问题:
(1)A的名称是_____。
(2)B中所含官能团的名称是_____。由B生成C反应的化学方程式为_____。
(3)由C生成D反应类型为_____。
(4)E中含两个Cl原子,则E的结构简式为_____。
(5)G是C的同分异构体,并与C具有相同官能团的二取代芳香化合物,其中核磁共振氢谱中峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为_____、_____。
(6)设计由、SOCl2为原料制备的合成路线(无机试剂任选)_____。
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