内容正文:
2023-2024学年度下学期期末考试高二年级化学科试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Si-28 Cl-35.5 Cu-64 Br-80
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1. 科技创新是发展新质生产力的核心要素,下列说法错误的是
A. 我国空间站使用了氮化硼陶瓷基复合材料,氮化硼为共价晶体
B. 可降解塑料聚羟基丁酸酯,可由3-羟基丁酸加聚反应合成
C. 婴儿纸尿裤使用了高吸水性树脂,高吸水性树脂属于功能高分子材料
D. 航天员返回所用降落伞使用了聚酯纤维材料,聚酯纤维属于合成纤维
【答案】B
【解析】
【详解】A.氮化硼是以共价键结合的三维空间立体网状结构的共价晶体,A正确;
B.可降解塑料聚羟基丁酸酯,可由3-羟基丁酸缩聚反应合成,B错误;
C.高吸水性树脂是一种特殊的功能性高分子材料,以其超强的吸水能力著称,能够吸收其自身重量数百倍甚至上千倍的水,展现出极强的保水能力,C正确;
D.聚酯纤维如涤纶等常用于生产服装面料,属于合成纤维,D正确;
故选B。
2. 下列说法错误的是
A. DNA可以看作磷酸、核糖和碱基通过一定方式结合而成
B. 支链淀粉含量较高的谷物,有比较黏的口感
C. 头发主要由角蛋白组成,频繁烫发会对头发造成一定程度的损害
D. 体积分数为75%的乙醇溶液可用来消毒,是因为乙醇使细菌蛋白质发生变性
【答案】A
【解析】
【详解】A.DNA(脱氧核糖核酸)可以看作磷酸、脱氧核糖和碱基通过一定方式结合而成,A错误;
B.支链淀粉由于分支结构的存在,分子间容易形成网状结构,增加了淀粉糊的粘性,因此,含有高比例支链淀粉的食物,如糯米,煮熟后粘性较强,B正确;
C.头发由角蛋白质构成,由于各种化学键的存在使角蛋白质内部的力处于平衡状态形成稳定的空间螺旋结构。如果头发多次受外界刺激,则会使头发内部的复杂结构受到破坏,角质蛋白变性,发丝的拉伸强度降低造成损伤,C正确;
D.乙醇能使细菌的蛋白质发生变性,从而失去生理活性达到杀菌消毒,常用体积分数为75%的乙醇溶液,D正确;
故选A
3. 下列有机物命名正确的是
A. :甲酰胺 B. :3-甲基苯酚
C. :聚乙烯 D. :2-甲基-1,3-二丁烯
【答案】B
【解析】
【详解】A.中含有酰胺基,是由CH3COOH和NH3脱水得到的,命名为乙酰胺,A错误;
B.中含有酚羟基,甲基在3号位,命名为:3-甲基苯酚,B正确;
C.由乙炔发生加聚反应得到,命名为:聚乙炔,C错误;
D.中碳碳双键在1号位和3号位,甲基在2号碳原子上,命名为:2-甲基-1,3-丁二烯,D错误;
故选B。
4. 下列说法正确的是
A. 电负性:
B. 砷原子的简化电子排布式为:
C. 分子的VSEPR模型:
D. 沸点:
【答案】D
【解析】
【详解】A.同周期主族元素从左至右电负性越来越强,故电负性:,A错误;
B.砷原子的简化电子排布式为:,B错误;
C.分子的中心原子氮原子的价层电子对为4,VSEPR模型为四面体,C错误;
D.对羟基苯甲醛形成分子间氢键,其沸点高于形成分子内氢键的邻羟基苯甲醛,D正确;
故选D。
5. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 标准状况下,22.4L新戊烷含有的共价键总数为
B. 14g乙烯和环丙烷的混合物中含键数目为
C. 中含有硅氧键数目为
D. 晶体硅中1mol六元环平均含有个键
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准状况下,新戊烷为液体,故不能使用22.4L/mol求算其物质的量,A错误;
B.乙烯和环丙烷的最简式均为CH2,故两者混合其平均组成可看成是CH2,n(CH2)=,1个CH2含有2个C−H键,则1molCH2中含有2NA个C−H键,B正确;
C.1mol SiO2中有4mol Si-O键,,其所含硅氧键数目为2NA,C正确;
D.晶体硅中,每个Si-Si键为6个最小六元环共有,因此1mol六元环平均含有个Si−Si键,D正确;
故选A。
6. 化学是以实验为基础的学科,由下列实验操作和现象所得出的结论合理的是
实验操作
现象
结论
A
取鸡蛋清溶液,分A、B组,分别加入饱和氯化钠溶液和浓硝酸,然后再分别加入清水
均有白色沉淀产生,加入清水后,A组溶液沉淀溶解,B组沉淀不变
盐析产生的沉淀会重新溶解而变性不会
B
实验室用食盐水代替水加入装有电石的圆底烧瓶中,制取乙炔,然后将气体通过溴水溶液
溴水褪色
乙炔中含有不饱和键
C
向对甲基苯乙烯中滴入酸性溶液
紫红色褪去
对甲基苯乙烯中含有碳碳双键
D
取的麦芽糖溶液于试管中,加入适量稀后水浴加热,冷却后先加足量NaOH溶液,再加入适量新制悬浊液并加热煮沸
生成砖红色沉淀
麦芽糖已水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.鸡蛋清含蛋白质,鸡蛋清溶液加入饱和氯化钠溶液发生盐析,该过程可逆,鸡蛋清溶液加入浓硝酸发生变性,该过程不可逆,加入清水,前者沉淀溶解,后者沉淀不变,可知盐析产生的沉淀会重新溶解而变性不会,故A正确;
B.电石和水反应生成的乙炔中混有H2S,H2S具有还原性也能使溴水褪色,则该实验不能证明乙炔中含有不饱和键,故B错误;
C.甲苯和乙烯基中的碳碳双键都能使酸性溶液褪色,向对甲基苯乙烯中滴入酸性溶液,紫红色褪去,不能说明对甲基苯乙烯中含有碳碳双键,故C错误;
D.麦芽糖本身就含有醛基,具有还原性,无论有无水解都会和新制氢氧化铜悬浊液生成砖红色沉淀,故D错误;
故选A
7. 下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A. 制备乙二酸乙二酯:
B. 聚丙烯的制备:
C. 向水杨酸溶液中加入碳酸氢钠:+2+2H2O+2CO2
D 丙烯醛与足量溴水反应:
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙二酸和乙二醇发生酯化反应生成乙二酸乙二酯,化学方程式为: +2H2O,故A项错误;
B.丙烯发生加聚反应生成聚丙烯,化学方程式为:nCH2=CHCH3,故B项错误;
C.水杨酸中羧基可以和碳酸氢钠溶液反应,酚羟基不能,向水杨酸溶液中加入碳酸氢钠:+ ,故C项错误;
D.丙烯醛中碳碳双键和Br2发生加成反应,醛基可以和溴水发生氧化反应,化学方程式为:,故D项正确;
故本题选D。
8. 丹参素是从中药丹参中提取的有效成分,具有抗炎、抗菌、抗氧化作用,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 丹参素的分子式为 B. 1mol该有机物最多可消耗3molNaOH
C. 分子中所有碳原子可能共平面 D. 丹参素与足量氢气加成后所得分子中有3个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据结构可知,丹参素的分子式为C9H10O5,A正确;
B.1mol该有机物中含有2mol酚羟基、1mol羧基,故最多可消耗3molNaOH,B正确;
C.与苯环直连的原子与之共平面,与碳氧双键直连的原子与之共平面,三点确定一个平面,苯环是平面结构,单键可旋转,丹参素分子中所有碳原子可能共平面,C正确;
D.丹参素与氢气加成后所得分子结构为,由此可知该分子中有4个手性碳原子,D错误;
故选D。
9. X、Y、Z、W是四种原子序数依次增大的前4周期元素,其中Y原子s能级电子数是其p能级电子数目的2倍,Z和Y位于同一周期,W位于ds区,其基态原子的价电子中有1个未成对电子,四种元素可形成如图所示的某离子。下列说法错误的是
A. 该离子中W的M层电子数是16 B. 该离子中Y原子和Z原子的杂化方式均为杂化
C. 该离子中W的配位数是4,配体数是2 D. 同周期第一电离能比Z大的还有两种元素
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、W是四种原子序数依次增大的前4周期元素,其中Y原子s能级电子数是其p能级电子数目的2倍,Y的电子排布式为1s22s22p2,Y为C,Z和Y位于同一周期,且Z形成4个共价键(其中含有1个配位键),Z为N,X连接1个共价键,X为H,W位于ds区,其基态原子的价电子中有1个未成对电子,W为Cu,以此解答。
【详解】A.W为Cu元素,该离子中Cu2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,M层电子数是2+6+9=17,A错误;
B.该结构中,C形成4个键,没有孤电子对,是杂化,N形成4个键(其中含有1个配位键),没有孤电子对,是杂化,B正确;
C.由图可知,该配离子中Cu的配位数是4,配体有2个,配体数为2,C正确;
D.Z为N,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但第VA族元素的第一电离能大于第VIA族元素的,则第二周期元素第一电离能:N<F<Ne,比N大的还有两种元素,D正确;
故选A。
10. 烯丙基芳基醚加热时可以重排生成烯丙基苯酚,这个反应被称为Claisen重排。如
下列说法不正确的是
A. 甲、乙、丙三者属于同分异构体
B. 可用红外光谱鉴别甲、乙、丙
C. 等物质的量乙和丙与足量溴水反应,消耗溴的物质的量均为3mol
D. 依据上述原理判断重排后的产物为
【答案】C
【解析】
【详解】A.观察甲、乙、丙的结构可知,侧链上一直都有4个甲基,在环上总共为5个H原子,如甲为苯环上是5个H原子,乙是环上5个H原子,丙的苯环上是4个H原子,羟基上是1个H原子,因此过程中没有小分子生成,是结构的变化,三者互为同分异构体,故A正确;
B.红外光谱主要用于鉴定有机化合物的结构,特别是特征官能团。当已知样品的可能结构时,通过比较已知物与待测样品的红外光谱,可以确认特定的原子团或原子团间的结合,观察甲、乙、丙的结构可知,结构不同,含有的官能团个数和种类也不完全相同,可以用红外光谱鉴别,故B正确;
C.乙中含有的碳碳双键可以与溴水发生加成反应,假设乙、丙为1mol,则1mol乙中有3个碳碳双键,可以与3molBr2反应,1mol丙中含有1mol碳碳双键,可以与1molBr2反应,含有1mol酚羟基,其邻对位可以与溴发生取代反应,即与2mol溴发生取代反应,因此,乙、丙均可以与3molBr2反应,等物质的量乙、丙与足量溴水反应消耗溴的物质的量相等,但未说明乙、丙具体的物质的量,因此不能得到均消耗3mol溴,故C错误;
D.根据重排的信息可知,醚键最终生成羟基,重排后的产物为,故D正确;
故答案选C。
11. 吡啶()和吡咯()是重要的化工原料。它们与苯相似,存在大键。下列说法错误的是
A. 吡啶中所有原子共平面 B. 吡啶在水中的溶解度大于苯在水中的溶解度
C. 吡啶接受质子能力强于吡咯 D. 4-甲基吡啶()的二氯取代物有6种
【答案】D
【解析】
【详解】A.吡啶与苯类似,存在大π键,C、N原子均sp2杂化,所有原子共平面,A项正确;
B.吡啶分子中的氮原子具有较高的电负性,可以形成氢键,这使得吡啶分子与水分子之间的相互作用增强,从而提高了其在水中的溶解度,而苯分子由于缺乏极性,与水分子的相互作用较弱,导致其在水中的溶解度较低,B项正确;
C.N-H键中电子对向N原子方向偏移,所以吡咯具有一定酸性,与吡啶相比,不易与质子结合,所以吡啶接受质子能力强于吡咯,C项正确;
D.4-甲基吡啶的二氯取代物有7种,分别为、、、、、、,D项错误;
故选D。
12. 分子式为的有机物,可发生银镜反应;且最多与发生反应,产物之一可被氧化为二元醛。满足上述条件的共有(不考虑立体异构)
A. 4种 B. 5种 C. 12种 D. 31种
【答案】B
【解析】
【详解】M可发生银镜反应,含有-CHO或HCOO-基团,且1mol M最多与2mol NaOH发生反应,则含有HCOO-、-Br基团,其产物之一可被氧化成二元醛,则产物中含有2个-CH2OH基团,M中一定含有HCOO-CH2-、-CH2-Br,剩余的残基是-CH2-CH2-CH2-,而-CH2-CH2-CH2-的二元取代物有5种,所以满足上述条件的M有5种;
答案选B。
13. 将等量的乙酸乙酯分别与等体积的溶液、溶液、蒸馏水混合,加热,甲、乙同学分别测得酯层体积、乙醇浓度随时间变化如下图所示。
下列说法不正确的是
A. 乙酸乙酯在酸性条件下水解反应为:
B. ,乙酸乙酯的水解速率:碱性>酸性>中性
C. ,乙酸乙酯的水解量:碱性=酸性
D. ,酯层体积:酸性<碱性,推测与溶剂极性的变化有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙酸乙酯在稀硫酸作催化剂条件发生水解生成乙酸和乙醇,故A正确;
B.由图可知,在时间内,酯层减少的体积:碱性>酸性>中性,可知乙酸乙酯的水解速率:碱性>酸性>中性,故B正确;
C.硫酸条件下一段时间后酯层减少速度加快,并不是水解速率提高导致,而是因为随溶剂中乙醇的增大,导致乙酸乙酯溶解量增加,因此乙酸乙酯的水解量在酸性、碱性条件下并不相等,故C错误;
D.,酯层体积:酸性<碱性,主要原因是溶液中乙醇含量增大,溶剂极性变化,导致乙酸乙酯溶解量增加,故D正确;
故选:C。
14. 将3.4g的X完全燃烧只生成1.8g的和4.48L(标准状况)的,X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其质谱、核磁共振氢谱与红外光谱如图。下列叙述错误的是
A. X的分子式为
B. X分子属于酯类化合物
C. 与X属于同类化合物的同分异构体还有2种
D. X分子中所有的碳原子可能在同一个平面上
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.根据质谱图,可知X的相对分子质量为136,3.4 g X的物质的量为0.025mol,将3.4 g的X完全燃烧生成1.8gH2O的和4.48L(标准状况)的CO2,n(H2O)=0.1mol、n(CO2)=0.2mol;则X分子中C原子数为8、H原子数为8,根据质量守恒,分子中含O原子数=2,所以X的分子式为C8H8O2,故A正确;
B.X的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为,X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,分子中含有C=O、C-O-C,符合题中X分子结构特征的有机物为,属于酯类化合物,故B正确;
C.与X属于同类化合物(酯类)的同分异构体有等5种,故C错误;
D.X中苯环上的原子以及与苯环直接相连的原子共平面,酯基上的碳原子可能与苯环共面,故D正确;
故选C。
15. 抗癌药托瑞米芬的前体K的合成路线如下。
已知:
①
②有机物A能与溶液反应产生,其钠盐可用于食品防腐。有机物B能与溶液反应,但不产生;B加氢可得环己醇。
③F是一种天然香料,经碱性水解、酸化,得G和J,G经氧化可转化为J。
下列说法错误的是
A. 物质A的化学名称为苯甲酸 B. D与E的反应为取代反应
C. J含有三种官能团 D. E和G反应得到K的过程中,的作用是还原剂
【答案】C
【解析】
【分析】有机物B能与溶液反应,但不产生;B加氢可得环己醇,则B是苯酚,A和B反应生成C,且有机物A能与溶液反应产生,其钠盐可用于食品防腐,再结合C的分子式,可知A为苯甲酸,C为苯甲酸苯酚酯,结合信息②可知D为:,D与E发生取代反应,则E为,F是一种天然香料,经碱性水解、酸化,得G和J。在一定条件下,G经氧化可转化为J。则F的结构简式为,G的结构简式为 ,F在碱性条件下水解、酸化,得G和J,且G经氧化可转化为J,则J为,以此解题。
【详解】A.由分析可知A的化学名称是苯甲酸,故A正确;
B.由分析可知,D与E的反应为取代反应,故B正确;
C.由分析可知,J为,含有碳碳双键和羧基,有两种官能团,故C错误;
D.E为,G为,产物K的结构中无碳氧双键,也没有碳碳双键,加H去O可判断发生还原反应,因此在的作用下发生还原反应,作为还原剂,故D正确;
故答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 回答下列问题:
(1)基态原子价电子轨道表示式为________。
(2)已知的配合物有多种,如、等。
①的VSEPR模型名称为__________。
②配合物与游离的分子相比,配合物中的键角__________(填“>”“<”或“=”)中的,原因是______________。
(3)将无水硫酸铜溶解于水中,溶液呈蓝色,向其中加入浓氨水,产生蓝色沉淀的离子反应方程式___________,继续加入浓氨水,沉淀消失,沉淀溶解的离子反应方程式______________。
根据以上实验过程,判断和与的配位能力:__________(填“>”“=”或“<”)。
【答案】(1) (2) ①. 四面体 ②. > ③. 中的N原子上有1个孤电子对,形成配合物后提供孤电子对形成配位键,成键电子对之间的斥力小于原来孤电子对与成键电子对之间的斥力,故该配合物中H—N—H键角大于分子中的H—N—H键角
(3) ①. ②. 或 ③. >
【解析】
【小问1详解】
铁是第26号元素,铁在元素周期表中的位置是第四周期VIII族,基态Fe原子核外价电子排布为3d64s2,铁原子价电子轨道表示式为;
【小问2详解】
①H2O的中心原子O原子含有4个价层电子对、 2对孤电子对,所以其VSEPR模型名称为四面体;
②中的N原子上有1个孤电子对,形成配合物后提供孤电子对形成配位键,成键电子对之间的斥力小于原来孤电子对与成键电子对之间的斥力,故该配合物中H—N—H键角大于分子中的H—N—H键角;
【小问3详解】
硫酸铜溶液和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,离子方程式为,继续加入氨水,发生反应或,蓝色沉淀消失;根据水溶液中生成可知,与的配位能力大于。
17. 自然界中绝大多数物质是固体,常见的固体绝大多数是晶体。随着化学的发展,晶体广泛应用于能源、环境、材料、生命科学等领域。回答下列问题:
(1)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是___________。
(2)①已知的晶胞结构如图所示,晶胞中C、D两原子核间距为298pm,阿伏加德罗常数的值为,则该晶体密度为________(列出计算式即可)。
②请在下图画出该晶胞沿轴方向投影图__________。
(3)氧化铈()是一种重要的光催化材料,光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示,
①晶胞中的配位数为_________。
②每个晶胞中个数为_______。
(4)石墨与金属钾反应生成钾的石墨插层化合物:,晶胞结构如左图(碳原子省略),右图是晶胞沿轴方向的投影。
①__________。
②若石墨层内的大键可表示为(上标表示电子总数,下标表示原子数),则平均每个单元中的大键可表示为__________(用具体的数据表示)。
【答案】(1)X射线衍射实验
(2) ①. ②.
(3) ①. 8 ②. 4-8x
(4) ①. 8 ②.
【解析】
【小问1详解】
对固体进行X射线衍射测定实验,可以区分晶体和非晶体。
【小问2详解】
①根据的晶胞结构可知,D与周围4个原子形成正四面体结构,且D与顶点C的连线处于晶胞的体对角线上,则C、D两原子核间距为体对角线的,已知晶胞中C、D两原子核间距为298pm,则晶胞边长为;晶胞中Cl的个数为,Cu的个数为4,则该晶体密度为。
②晶胞中Cl位于顶点和棱中心,Cu位于晶胞内部,则沿轴方向投影图为。
【小问3详解】
①根据晶胞结构可知,以面心上的为例,距离最近的位于晶胞内部,且有4个,一个面心的原子被2个晶胞所共用,则距离最近的个数为8,即配位数为8。
②假设中和的个数分别为m和n,则,由化合价代数和为0可知,解得;根据晶胞结构,位于顶点和面心的或个数为,因此每个晶胞中个数为。
【小问4详解】
①根据晶胞结构可知,K位于晶胞的顶点、面心和体内,个数为,C位于晶胞的面上和体内,个数为,则K和C的个数比为,即x=8。
②根据①可得化学式为,石墨中C原子采用杂化,每个C原子提供1个电子,K转移1个电子给石墨,因此共有9个电子,则平均每个单元中的大键可表示为。
18. 2-溴戊二酸二甲酯(相对分子质量为239,常压下沸点240℃)是某抗癌药物的重要中间体。其制备的反应原理如图所示:
制备装置如图所示(夹持装置已略去):
2-溴戊二酸二甲酯实验步骤如下:
步骤一:制备
将13.2g戊二酸(相对分子质量为132)加入到三颈烧瓶中,再向其中加入三氯甲烷25mL,搅拌均匀,保持78℃条件下,依次缓慢滴加12mL氯化亚砜()、3滴催化剂、液溴,随后回流;回流完毕后,将三颈烧瓶置于冰盐浴中。将溶液温度降到-10℃后,缓慢滴加25mL甲醇(沸点64.7℃),保持滴加过程中温度不超过0℃。
步骤二:除杂
向三颈烧瓶中加入25mL饱和碳酸氢钠溶液进行洗涤,分液除去上层水相,下层有机相再用25mL饱和氯化钠溶液洗涤3次,洗涤完毕,用无水硫酸镁干燥,过滤。
步骤三:提纯
过滤后的液体置于热浴容器中(外温170℃),接上精馏装置,进行减压蒸馏。
步骤四:收集
收集100-110℃的馏分,得到14.3无色透明油状液体。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是__________。
(2)①步骤一制备中间产物过程中,通常选用的加热方式为__________。
A.酒精灯直接加热 B.水浴加热 C.油浴加热
②步骤一中采取“温度降到-10℃、缓慢滴加”这些措施的可能原因是____________。
(3)步骤二中用饱和氯化钠溶液洗涤的目的是__________。
(4)步骤三中使用减压蒸馏的目的是______________。
(5)反应中生成中间产物1的同时还得到两种有刺激性气味的气体,该反应的化学方程式为___________________。
(6)从环保角度分析,该实验装置存在明显不足之处。解决的办法是_____________。
(7)本实验的产率最接近于_________。
A. 30% B. 50% C. 60% D. 80%
【答案】(1)球形冷凝管
(2) ①. B ②. 减缓反应速率,使反应物充分反应,同时防止温度过高导致副反应的发生,避免原料受热挥发造成损失
(3)除去有机相中残留的
(4)降低有机物沸点,减少挥发
(5) (6)在冷凝管上端尾部连接装有碱石灰的球形干燥管 (7)C
【解析】
【小问1详解】
仪器A的名称是球形冷凝管。
【小问2详解】
①步骤一制备中间产物过程中,控制温度保持78℃,采用水浴加热,选B;
②步骤一中采取“温度降到−10℃”“缓慢滴加”这些措施的目的是减缓反应速率,使反应物充分反应,同时防止温度过高导致副反应的发生,避免原料受热挥发造成损失。
【小问3详解】
由题意可知,步骤二中向三颈烧瓶中加入25mL饱和碳酸氢钠溶液进行洗涤的目的是除去有机物中的酸性物质,下层有机相再用25mL饱和氯化钠溶液洗涤3次的目的是除去有机物中残留的碳酸氢钠,故答案为:除去有机相中残留的NaHCO3。
【小问4详解】
减压可降低有机物的沸点,蒸馏时减少其挥发,则步骤三中使用减压蒸馏的目的是降低有机物沸点,减少挥发。
【小问5详解】
由题意可知,戊二酸与氯化亚砜反应生成戊二酰氯、二氧化硫和氯化氢,反应的化学方程式为。
【小问6详解】
由于反应中产生污染性气体,所以从绿色化学角度分析,该实验装置的明显不足之处是没有尾气处理装置,应在冷凝管处连接装有碱石灰的球形干燥管,故答案为:应在冷凝管上端尾部连接装有碱石灰的球形干燥管。
【小问7详解】
由题意可知,13.2g戊二酸的物质的量为:,制得2-溴戊二酸二甲酯的物质的量为,则由碳原子守恒可知,实验的产率为,故答案选C。
19. 胺碘酮(G),属Ⅲ类抗心律失常药物,以有机物A为原料,其合成路线如下:
已知:+(RCO)2O+RCOOH。
请回答以下问题:
(1)A中官能团名称为__________。
(2)化合物B的结构简式是__________。
(3)B生成C的反应类型为__________。
(4)写出C生成E的反应方程式__________________。
(5)请写出满足以下条件的D的同分异构体__________。
①含有苯环且苯环上只有一个取代基
②1mol该物质水解消耗3molNaOH
(6)由苯和乙酸酐合成苯乙烯的路线如下,反应条件已省略。
请写出M、N的结构简式:M____________________;N____________________。
【答案】(1)醚键、碳碳双键
(2) (3)还原反应
(4)++HCl
(5) (6) ①. ②.
【解析】
【分析】根据已知中反应,A与(CH3CH2CH2CO)2O在H3PO4作用下反应生成B,结合B的分子式推出B为,还原得到C,C与D在AlCl3作用下发生反应生成E,结合D的分子式推知,D为,结合其他有机物的结构简式及反应条件分析。
【小问1详解】
根据结构简式可知,A中官能团名称为醚键、碳碳双键。
【小问2详解】
根据分析可知,A生成B是(CH3CH2CH2CO)2O在H3PO4作用下反应生成和CH3CH2CH2COOH,B为。
【小问3详解】
B与H2NNH2发生还原反应生成C,反应类型为还原反应。
【小问4详解】
根据分析可知,化合物D的结构简式为,C与D在AlCl3作用下发生反应生成E,++HCl。
【小问5详解】
D为,满足条件的D的同分异构体:①含有苯环且苯环上只有一个取代基;②该物质水解消耗,则水解后有酚羟基且碳氯键能水解,符合条件的同分异构体为。
【小问6详解】
苯与乙酸酐发生反应生成M为,M转化为N,N反应生成苯乙烯,结合反应原理可推知,M为,与氢气发生加成反应生成N为,消去一分子水生成苯乙烯。
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2023-2024学年度下学期期末考试高二年级化学科试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Si-28 Cl-35.5 Cu-64 Br-80
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求。
1. 科技创新是发展新质生产力的核心要素,下列说法错误的是
A. 我国空间站使用了氮化硼陶瓷基复合材料,氮化硼为共价晶体
B. 可降解塑料聚羟基丁酸酯,可由3-羟基丁酸加聚反应合成
C. 婴儿纸尿裤使用了高吸水性树脂,高吸水性树脂属于功能高分子材料
D. 航天员返回所用降落伞使用了聚酯纤维材料,聚酯纤维属于合成纤维
2. 下列说法错误的是
A. DNA可以看作磷酸、核糖和碱基通过一定方式结合而成
B. 支链淀粉含量较高的谷物,有比较黏的口感
C. 头发主要由角蛋白组成,频繁烫发会对头发造成一定程度损害
D. 体积分数为75%的乙醇溶液可用来消毒,是因为乙醇使细菌蛋白质发生变性
3. 下列有机物命名正确的是
A. :甲酰胺 B. :3-甲基苯酚
C. :聚乙烯 D. :2-甲基-1,3-二丁烯
4. 下列说法正确的是
A. 电负性:
B. 砷原子的简化电子排布式为:
C. 分子的VSEPR模型:
D. 沸点:
5. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 标准状况下,22.4L新戊烷含有的共价键总数为
B. 14g乙烯和环丙烷的混合物中含键数目为
C. 中含有硅氧键数目为
D. 晶体硅中1mol六元环平均含有个键
6. 化学是以实验为基础的学科,由下列实验操作和现象所得出的结论合理的是
实验操作
现象
结论
A
取鸡蛋清溶液,分为A、B组,分别加入饱和氯化钠溶液和浓硝酸,然后再分别加入清水
均有白色沉淀产生,加入清水后,A组溶液沉淀溶解,B组沉淀不变
盐析产生的沉淀会重新溶解而变性不会
B
实验室用食盐水代替水加入装有电石圆底烧瓶中,制取乙炔,然后将气体通过溴水溶液
溴水褪色
乙炔中含有不饱和键
C
向对甲基苯乙烯中滴入酸性溶液
紫红色褪去
对甲基苯乙烯中含有碳碳双键
D
取的麦芽糖溶液于试管中,加入适量稀后水浴加热,冷却后先加足量NaOH溶液,再加入适量新制悬浊液并加热煮沸
生成砖红色沉淀
麦芽糖已水解
A. A B. B C. C D. D
7. 下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A. 制备乙二酸乙二酯:
B. 聚丙烯的制备:
C. 向水杨酸溶液中加入碳酸氢钠:+2+2H2O+2CO2
D. 丙烯醛与足量溴水反应:
8. 丹参素是从中药丹参中提取有效成分,具有抗炎、抗菌、抗氧化作用,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 丹参素的分子式为 B. 1mol该有机物最多可消耗3molNaOH
C. 分子中所有碳原子可能共平面 D. 丹参素与足量氢气加成后所得分子中有3个手性碳原子
9. X、Y、Z、W是四种原子序数依次增大的前4周期元素,其中Y原子s能级电子数是其p能级电子数目的2倍,Z和Y位于同一周期,W位于ds区,其基态原子的价电子中有1个未成对电子,四种元素可形成如图所示的某离子。下列说法错误的是
A. 该离子中W的M层电子数是16 B. 该离子中Y原子和Z原子的杂化方式均为杂化
C. 该离子中W的配位数是4,配体数是2 D. 同周期第一电离能比Z大的还有两种元素
10. 烯丙基芳基醚加热时可以重排生成烯丙基苯酚,这个反应被称为Claisen重排。如
下列说法不正确的是
A. 甲、乙、丙三者属于同分异构体
B. 可用红外光谱鉴别甲、乙、丙
C. 等物质的量乙和丙与足量溴水反应,消耗溴的物质的量均为3mol
D. 依据上述原理判断重排后的产物为
11. 吡啶()和吡咯()是重要的化工原料。它们与苯相似,存在大键。下列说法错误的是
A. 吡啶中所有原子共平面 B. 吡啶在水中的溶解度大于苯在水中的溶解度
C. 吡啶接受质子能力强于吡咯 D. 4-甲基吡啶()的二氯取代物有6种
12. 分子式为的有机物,可发生银镜反应;且最多与发生反应,产物之一可被氧化为二元醛。满足上述条件的共有(不考虑立体异构)
A. 4种 B. 5种 C. 12种 D. 31种
13. 将等量的乙酸乙酯分别与等体积的溶液、溶液、蒸馏水混合,加热,甲、乙同学分别测得酯层体积、乙醇浓度随时间变化如下图所示。
下列说法不正确的是
A. 乙酸乙酯在酸性条件下水解反应为:
B. ,乙酸乙酯的水解速率:碱性>酸性>中性
C. ,乙酸乙酯的水解量:碱性=酸性
D. ,酯层体积:酸性<碱性,推测与溶剂极性的变化有关
14. 将3.4g的X完全燃烧只生成1.8g的和4.48L(标准状况)的,X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其质谱、核磁共振氢谱与红外光谱如图。下列叙述错误的是
A. X的分子式为
B. X分子属于酯类化合物
C. 与X属于同类化合物的同分异构体还有2种
D. X分子中所有的碳原子可能在同一个平面上
15. 抗癌药托瑞米芬的前体K的合成路线如下。
已知:
①
②有机物A能与溶液反应产生,其钠盐可用于食品防腐。有机物B能与溶液反应,但不产生;B加氢可得环己醇。
③F是一种天然香料,经碱性水解、酸化,得G和J,G经氧化可转化为J。
下列说法错误的是
A. 物质A的化学名称为苯甲酸 B. D与E的反应为取代反应
C. J含有三种官能团 D. E和G反应得到K过程中,的作用是还原剂
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 回答下列问题:
(1)基态原子价电子轨道表示式为________。
(2)已知的配合物有多种,如、等。
①的VSEPR模型名称为__________。
②配合物与游离的分子相比,配合物中的键角__________(填“>”“<”或“=”)中的,原因是______________。
(3)将无水硫酸铜溶解于水中,溶液呈蓝色,向其中加入浓氨水,产生蓝色沉淀的离子反应方程式___________,继续加入浓氨水,沉淀消失,沉淀溶解的离子反应方程式______________。
根据以上实验过程,判断和与的配位能力:__________(填“>”“=”或“<”)。
17. 自然界中绝大多数物质是固体,常见的固体绝大多数是晶体。随着化学的发展,晶体广泛应用于能源、环境、材料、生命科学等领域。回答下列问题:
(1)区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是___________。
(2)①已知的晶胞结构如图所示,晶胞中C、D两原子核间距为298pm,阿伏加德罗常数的值为,则该晶体密度为________(列出计算式即可)。
②请在下图画出该晶胞沿轴方向投影图__________。
(3)氧化铈()是一种重要的光催化材料,光催化过程中立方晶胞的组成变化如图所示,
①晶胞中配位数为_________。
②每个晶胞中个数为_______。
(4)石墨与金属钾反应生成钾的石墨插层化合物:,晶胞结构如左图(碳原子省略),右图是晶胞沿轴方向的投影。
①__________。
②若石墨层内的大键可表示为(上标表示电子总数,下标表示原子数),则平均每个单元中的大键可表示为__________(用具体的数据表示)。
18. 2-溴戊二酸二甲酯(相对分子质量为239,常压下沸点240℃)是某抗癌药物的重要中间体。其制备的反应原理如图所示:
制备装置如图所示(夹持装置已略去):
2-溴戊二酸二甲酯实验步骤如下:
步骤一:制备
将13.2g戊二酸(相对分子质量为132)加入到三颈烧瓶中,再向其中加入三氯甲烷25mL,搅拌均匀,保持78℃条件下,依次缓慢滴加12mL氯化亚砜()、3滴催化剂、液溴,随后回流;回流完毕后,将三颈烧瓶置于冰盐浴中。将溶液温度降到-10℃后,缓慢滴加25mL甲醇(沸点64.7℃),保持滴加过程中温度不超过0℃。
步骤二:除杂
向三颈烧瓶中加入25mL饱和碳酸氢钠溶液进行洗涤,分液除去上层水相,下层有机相再用25mL饱和氯化钠溶液洗涤3次,洗涤完毕,用无水硫酸镁干燥,过滤。
步骤三:提纯
过滤后的液体置于热浴容器中(外温170℃),接上精馏装置,进行减压蒸馏。
步骤四:收集
收集100-110℃的馏分,得到14.3无色透明油状液体。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是__________。
(2)①步骤一制备中间产物过程中,通常选用的加热方式为__________。
A.酒精灯直接加热 B.水浴加热 C.油浴加热
②步骤一中采取“温度降到-10℃、缓慢滴加”这些措施的可能原因是____________。
(3)步骤二中用饱和氯化钠溶液洗涤的目的是__________。
(4)步骤三中使用减压蒸馏的目的是______________。
(5)反应中生成中间产物1的同时还得到两种有刺激性气味的气体,该反应的化学方程式为___________________。
(6)从环保角度分析,该实验装置存在明显不足之处。解决的办法是_____________。
(7)本实验的产率最接近于_________。
A. 30% B. 50% C. 60% D. 80%
19. 胺碘酮(G),属Ⅲ类抗心律失常药物,以有机物A为原料,其合成路线如下:
已知:+(RCO)2O+RCOOH。
请回答以下问题:
(1)A中官能团名称为__________。
(2)化合物B的结构简式是__________。
(3)B生成C的反应类型为__________。
(4)写出C生成E的反应方程式__________________。
(5)请写出满足以下条件的D的同分异构体__________。
①含有苯环且苯环上只有一个取代基
②1mol该物质水解消耗3molNaOH
(6)由苯和乙酸酐合成苯乙烯的路线如下,反应条件已省略。
请写出M、N的结构简式:M____________________;N____________________。
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