内容正文:
江门市2024年普通高中高二调研测试(二)
化学
本试卷8页,20小题,满分100分。考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.做选择题时,必须用2B铅笔将答题卷上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,甭橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须用黑色字迹钢笔或签字笔,将答案写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上作答无效。
5.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Cl35.5 Cu64 Zn65
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分:第11~16小题,每小题4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. 下列说法不正确的是
A. 橡胶硫化后可由线型结构转变为网状结构
B. 蛋白质、淀粉、纤维素和油脂都能发生水解
C. 氨基酸既能与盐酸反应,也能与NaOH溶液反应
D. 通过煤的液化可获得液态烃等有机物,煤的液化过程为物理变化
2. 我国科学家在青蒿素的研究中做出巨大贡献。下列说法不正确的是
A. X射线衍射技术可用于青蒿素晶体结构的测定
B. 通过元素分析和质谱法分析,可确定青蒿素的分子式
C. 经红外光谱和核磁共振氢谱分析,可确定青蒿素分子官能团
D. “青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,指的是用蒸馏法提取青蒿素
3. 引入官能团是有机合成的重要环节。下列方法不能在碳链上引入羟基的是
A. 在酸性条件加热水解
B. 与在催化剂作用下加热反应
C. 与在一定条件下反应
D. 在NaOH的水溶液中加热反应
4. 节日里燃放的烟花,一般用黑火药(主要成分为、C、S等)作起爆药剂,烟花颜色则是各种金属(如Na等)的焰色。下列说法不正确的是
A. S原子的最高能层有4个电子
B. C的基态原子价层电子轨道表示式为:
C. Na的基态原子的核外电子排布式为:
D. 金属的焰色试验利用了原子核外电子跃迁释放能量的原理
5. 一种“Al-空气”电池在碱性电解质中的总反应为:,其中的中心离子与配体形成的空间构型为正四面体,下列说法正确的是
A. Al位于周期表中ds区 B. 的空间构型是V形
C. 1mol中含有9mol电子 D. 中Al原子采取杂化
6. 将某电镀工艺中的阳极泥(主要含Se和)在空气中煅烧,得铜、硒的氧化物,用还原可得硒,已知S和Se同主族,晶胞结构如图所示,下列说法不正确的是
A. X为
B. 分子是直线形分子
C. 晶胞中Se2—的配位数为8
D. 煅烧时,可能发生反应:
7. 乙苯、苯乙烯是重要的工业原料,可发生反应:。下列相关分析正确的是
A. I→Ⅱ属于取代反应 B. 可以用溴水鉴别I和Ⅱ
C. I和Ⅱ都属于苯的同系物 D. I和Ⅱ中所有碳原子都不可能共平面
8. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列物质实验对应的反应方程式书写正确的是
选项
实验操作
反应方程式
A
往苯酚溶液中加入饱和溴水
+3Br2→↓+3HBr
B
乙酸、乙醇、浓硫酸混合后加热
C
向苯酚钠溶液中通入二氧化碳气体
2+CO2+H2O→2+Na2CO3
D
苯与浓硫酸混合,加热至70~80℃
+H2SO4(浓)+H2O
A. A B. B C. C D. D
9. 连花清瘟胶囊的有效成分大黄素有很强的抗炎抗菌药理活性,其结构如图所示。关于大黄素的说法正确的是
A. 该物质属于芳香烃
B 该分子中含3种官能团
C. 该物质不能发生取代反应
D. 1mol该物质最多能与3mol氢氧化钠反应
10. 已知某多肽分子结构如图,下列说法正确的是
A. 该多肽可发生取代反应 B. 该多肽含4个肽键,为四肽
C. 该多肽水解后可得到5种氨基酸 D. 1mol该多肽最多能与2molNaOH反应
11. 下列关于实验操作与预期的现象及结论描述不合理的是
选项
实验操作
预期现象及结论
A
往盛有1mL溴乙烷的试管中滴入2滴溶液
产生浅黄色沉淀,说明溴乙烷在水中能电离出
B
向新制的中滴入少量葡萄糖溶液并加热
产生砖红色沉淀,说明葡萄糖含醛基
C
将少量乙酸乙酯加入NaOH溶液中,加热
出现分层,加热一段时间后酯层消失,说明乙酸乙酯可在碱性条件下水解
D
向盛有2mL鸡蛋清溶液的试管中加入5滴浓硝酸,加热
产生白色沉淀,加热后沉淀变黄色,说明鸡蛋清的蛋白质含有苯环
A. A B. B C. C D. D
12. 一种在航空航天、国防军工等领域具有应用前景的液晶聚芳酯G可由如下反应制备,下列说法错误的是
A. ,化合物X为乙酸
B. 化合物E的核磁共振氢谱上共有4种H
C. 反应说明化合物F可发生缩聚反应
D. 聚芳酯G可与NaOH溶液反应
13. 利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展,荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应以1为原料合成V,催化机理如下。下列说法错误的是
A. V的分子式为 B. 总反应是:I+Ⅲ→V
C. I和V互为同系物 D. Ⅵ是反应的催化剂
14. 如图为甲烷晶体的晶胞结构,下列有关说法不正确的是
A. 晶体熔化时破坏了共价键
B. 一个甲烷晶胞中含有4个甲烷分子
C. 甲烷晶胞中的每个球体代表一个甲烷分子
D. 晶体中1个甲烷分子周围有12个紧邻的甲烷分子
15. 已知的熔点是890℃,的熔点是190℃,气态常以二聚体形式存在,其结构如下图所示。下列有关说法正确的是
A. 溶于水能导电,故为离子晶体
B. 二聚体分子结构中存在配位键
C. 二聚体中所有原子均在同一平面
D. 和的二者熔点差异大是因为可形成分子间氢键
16. 实验室用乙酸、异戊醇、浓硫酸制备乙酸异戊酯(沸点142℃),并利用环己烷-水的共沸体系(沸点69℃)带出水分。已知体系中沸点最低的有机物是环己烷(沸点81℃),实验装置如图(夹持和水浴加热装置略去)。下列说法不正确的是
A. 以共沸体系带水促使反应正向进行 B. 冷凝水从b口进a口出
C. 接收瓶中会出现分层现象 D. 反应时水浴温度必须控制在69℃
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂。某小组同学设想通过乙烯与溴水反应进行制备。已知部分有机化合物的数据如下:
物质
乙醇
1,2-二溴乙烷
2-溴乙醇
溶解性
与水任意比互溶
难溶于水
与水互溶
沸点/℃
78.5
132
149
熔点/℃
-117.3
9
-80
I.乙烯的制备
(1)仪器i的名称为___________;制备乙烯的化学方程式为___________。
(2)仪器ii作用是除去乙烯中的和等杂质,应盛放的试剂为___________。
Ⅱ.1,2-二溴乙烷的制备
(3)仪器iii中是已知浓度与pH的溴水,向其中通入足量已除杂的乙烯气体,充分反应后再测定iii中溶液的pH。
预期实验现象:溴水褪色,溶液的pH变大,溶液分层。
预期产品分离方法:将仪器得到的混合物进行___________(填分离操作)。
(4)仪器iv中NaOH溶液的作用:___________。
Ⅲ.探究乙烯与溴水的反应原理
(5)如步骤Ⅱ进行实验,反应后实际观察的现象:澳水褪色,溶液的pH变小,溶液没有明显的分层现象。
查阅资料乙烯与反应生成1,2-二溴乙烷的机理如下图所示:
根据实际观察的现象,结合反应机理,写出乙烯与溴水反应的化学方程式:___________。
(6)实验结论
结合(5)中现象和机理,实验室制备1,2-二溴乙烷时应在无水环境中进行,可将乙烯气体通入_____。
(7)写出乙烯在生产生活中的一种应用___________。
18. 硼是一种用途广泛的化工原料矿物,主要用于生产硼砂、硼酸和硼的各种化合物。回答下列问题:
I.一种比事光声探针M与配位,可用于小鼠脑内铜(II)的高时空分辨率动态成像。反应如下所示:
已知:“”表示的化学键伸向纸面外,“”表示的化学键伸向纸面内。
(1)H、C、N、F四种元素电负性由大到小的顺序为________,M中F-B-F键角_________中F-B-F键角(填“>”、“<”或“=”)。
II.B的简单氢化物不能游离存在,常倾向于形成较稳定的或与其他分子结合。
(2)分子结构如图,则B原子的杂化方式为___________。
Ⅲ.硼酸在电子器件工业和医疗上有重要用途。硼酸是一种片层状结构的白色晶体,层内结构如下图所示:
(3)加热时,硼酸在水中的溶解度增大,主要原因是___________。
(4)硼酸在水中电离产生过程为:,是___________酸。
A. 一元强酸 B. 一元弱酸 C. 三元强酸 D. 三元弱酸
Ⅳ.硼砂是含结晶水的四硼酸钠,请根据模型回答有关问题。
(5)硼砂中阴离子(含B、O,H三种元素)的球棍模型如图所示,则在中,2号硼原子的价层电子对数为___________,m=___________(填数字)。
(6)和过量NaF作用可生成,的空间构型为___________,的电子式为___________。
19. 铜及其合金是人类最早使用的金属材料,铜的化合物在现代生活和生产中有着广泛的应用。
(1)基态铜原子的价电子排布式是___________。
(2)铜和钙都是金属晶体,铜的熔点比钙的高,其原因是___________。
(3)如图是金属Ca和Cu所形成的某种合金的晶胞结构示意图,则该合金中Ca和Cu的原子个数比为___________。
(4)科学家通过X射线推测,胆矾的结构如下图所示。
①胆矾的阳离子中心原子的配位数为___________,
胆矾的化学式用配合物的形式可表示为___________;
②具有对称的空间构型,中的两个被两个取代,能得到两种不同结构的产物,则的中心离子与配体形成的空间构型是___________。
A.三角锥形 B.正四面体 C.平面正方形 D.四角锥形
(5)Cu与Cl构成晶体的晶胞结构如下图所示,该晶体组成的最简式为___________,已知该晶体的密度为4.14g/cm3,则该晶胞的边长为___________pm(列计算式,设为阿伏加德罗常数的值)。若将该物质气化后实验测定其蒸汽的相对分子质量为199,则其气体的分子式为___________。
20. 有机太阳能电池利用有机半导体将光能转换为电能。科学家设计了一种新型有机太阳能电池材料,其部分合成路线如下:
(1)化合物ii的含氧官能团名称是___________,化合物iii的分子式是___________。
(2)化合物i的同分异构体中,能发生水解反应的芳香化合物的结构简式为___________。
(3)根据化合物vi的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
结构特征
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
___________
___________
b
___________
___________
,
取代反应
(4)由化合物生成化合物iv涉及以下转化过程(未注明反应条件),下列有关叙述正确有___________。
A. 反应②是消去反应
B. 反应③中,有C-O键的断裂和生成
C. 化合物x中,碳原子均采取杂化
D. 化合物ix是手性分子,含有2个手性碳原子
(5)化合物v()可通过频哪醇()和联硼酸[]的脱水反应制备,频哪醇的结构简式是___________。
(6)以第(4)问中化合物ii转化为化合物iv的原理为依据,设计以<>和化合物iii()为原料合成化合物xi。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
(a)最后一步反应中,有机反应物为___________(写结构简式)。
(b)第一步的化学方程式为___________(注明反应条件)。
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江门市2024年普通高中高二调研测试(二)
化学
本试卷8页,20小题,满分100分。考试时间75分钟。
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.做选择题时,必须用2B铅笔将答题卷上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,甭橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须用黑色字迹钢笔或签字笔,将答案写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上作答无效。
5.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Cl35.5 Cu64 Zn65
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分:第11~16小题,每小题4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. 下列说法不正确的是
A. 橡胶硫化后可由线型结构转变为网状结构
B. 蛋白质、淀粉、纤维素和油脂都能发生水解
C. 氨基酸既能与盐酸反应,也能与NaOH溶液反应
D. 通过煤的液化可获得液态烃等有机物,煤的液化过程为物理变化
【答案】D
【解析】
【详解】A.橡胶的硫化是一个复杂的化学反应过程,其中橡胶分子由线型结构转变为网状结构,故A正确;
B.蛋白质、淀粉、纤维素和油脂都是人类必需的基本营养物质,一定条件下都能发生水解反应,故B正确;
C.氨基酸分子中含有氨基和羧基,具有两性,既能与盐酸反应,也能与氢氧化钠溶液反应,故C正确;
D.煤的液化过程中有新物质生成,属于化学变化,故D错误;
故选D。
2. 我国科学家在青蒿素的研究中做出巨大贡献。下列说法不正确的是
A. X射线衍射技术可用于青蒿素晶体结构的测定
B. 通过元素分析和质谱法分析,可确定青蒿素的分子式
C. 经红外光谱和核磁共振氢谱分析,可确定青蒿素分子的官能团
D. “青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,指的是用蒸馏法提取青蒿素
【答案】D
【解析】
【详解】A.晶体中结构粒子的排列是有规律的,通过X射线衍射实验可以得到晶体的衍射图,通过分析晶体的衍射图可以判断晶体的结构特征,故X射线衍射可测定青蒿素晶体结构,故A正确;
B.通过元素分析可确定青蒿素的元素种类,质谱法可确定青蒿素的相对分子质量,两者结合可确定分子式,故B正确;
C.红外光谱可推测有机物分子中含有的官能团和化学键,核磁共振氢谱可推测青蒿素分子中不同化学环境的氢原子的种数及其数目之比,故C正确;
D.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,指的是用浸取和过滤提取青蒿素,故D错误;
答案选D。
3. 引入官能团是有机合成的重要环节。下列方法不能在碳链上引入羟基的是
A. 在酸性条件加热水解
B. 与在催化剂作用下加热反应
C. 与在一定条件下反应
D. 在NaOH的水溶液中加热反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.在酸性条件加热水解,得到丙烯酸,引入的官能团是羧基,故A符合题意;
B.与在催化剂作用下加热反应,得到乙醇,引入羟基,故B不符合题意;
C.与发生加成反应,得到乙醇,引入羟基,故C不符合题意;
D.在NaOH的水溶液中加热,得到乙醇,引入羟基,故D不符合题意;
答案选A。
4. 节日里燃放的烟花,一般用黑火药(主要成分为、C、S等)作起爆药剂,烟花颜色则是各种金属(如Na等)的焰色。下列说法不正确的是
A. S原子的最高能层有4个电子
B. C的基态原子价层电子轨道表示式为:
C. Na的基态原子的核外电子排布式为:
D. 金属的焰色试验利用了原子核外电子跃迁释放能量的原理
【答案】A
【解析】
【详解】A.S的原子序数为16,位于周期表第三周期第VIA族,其最高能层为第三能层,有6个电子,故A错误;
B.C的原子序数为6,基态原子价层电子轨道表示式为,故B正确;
C.Na的原子序数为11,基态原子的核外电子排布式为:,故C正确;
D.金属的焰色试验是电子的跃迁释放能量产生发射光谱形成的,即利用了原子核外电子跃迁释放能量的原理,故D正确;
答案选A。
5. 一种“Al-空气”电池在碱性电解质中的总反应为:,其中的中心离子与配体形成的空间构型为正四面体,下列说法正确的是
A. Al位于周期表中ds区 B. 的空间构型是V形
C. 1mol中含有9mol电子 D. 中Al原子采取杂化
【答案】B
【解析】
【详解】A.铝元素的原子序数为13,基态原子的价电子排布式为3s23p1,处于元素周期表的p区,故A错误;
B.水分子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2,分子的空间构型是V形,故B正确;
C.氢氧根离子的电子数为10,则1mol氢氧根离子中含有10mol电子,故C错误;
D.四羟基合铝离子中铝原子的价层电子对数为4,原子的杂化方式为sp3杂化,故D错误;
故选B。
6. 将某电镀工艺中的阳极泥(主要含Se和)在空气中煅烧,得铜、硒的氧化物,用还原可得硒,已知S和Se同主族,晶胞结构如图所示,下列说法不正确的是
A. X为
B. 分子是直线形分子
C. 晶胞中Se2—的配位数为8
D. 煅烧时,可能发生反应:
【答案】B
【解析】
【详解】A.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和面心的Y离子个数为8×+6×=4,位于体内的X离子个数为8,由硒化亚铜的化学式可知,X为亚铜离子,故A正确;
B.二氧化硒分子中硒原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为1,分子的空间构型为V形,故B错误;
C.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点硒离子与位于体对角线上的亚铜离子距离最近,则硒离子的配位数为8,故C正确;
D.由题意可知,硒化亚铜在空气中煅烧发生的反应为硒化亚铜高温条件下与氧气反应生成氧化铜和二氧化硒,反应的化学方程式为,故D正确;
故选B。
7. 乙苯、苯乙烯是重要的工业原料,可发生反应:。下列相关分析正确的是
A. I→Ⅱ属于取代反应 B. 可以用溴水鉴别I和Ⅱ
C. I和Ⅱ都属于苯的同系物 D. I和Ⅱ中所有碳原子都不可能共平面
【答案】B
【解析】
【详解】A.由方程式可知,I→Ⅱ的反应为一定条件下苯乙烯与氢气发生加成反应生成乙苯,故A错误;
B.苯乙烯分子中含有的碳碳双键能与溴水发生加成反应使溶液褪色,乙苯不能与溴水发生加成反应,但可以萃取溴水中的溴,加入溴水,溶液分层,上层溶液呈橙色,则用溴水可以鉴别I和Ⅱ,故B正确;
C.苯的同系物中含有1个苯环,侧链为烷烃基,苯乙烯分子的侧链为乙烯基,所以苯乙烯不属于苯的同系物,故C错误;
D.乙苯分子中苯环为平面结构,由三点成面可知,分子中所有碳原子可能共平面;乙烯苯分子中苯环、乙烯基两个平面可以通过单键寻转达成共面,故D错误;
故选B。
8. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列物质实验对应的反应方程式书写正确的是
选项
实验操作
反应方程式
A
往苯酚溶液中加入饱和溴水
+3Br2→↓+3HBr
B
乙酸、乙醇、浓硫酸混合后加热
C
向苯酚钠溶液中通入二氧化碳气体
2+CO2+H2O→2+Na2CO3
D
苯与浓硫酸混合,加热至在70~80℃
+H2SO4(浓)+H2O
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.往苯酚溶液中加入饱和溴水发生的反应为苯酚溶液与浓溴水发生取代反应生成2,4,6-三溴苯酚沉淀和溴化氢,反应的化学方程式为+3Br2→↓+3HBr,故A错误;
B.浓硫酸作用下乙酸与CH3CHOH共热发生酯化反应生成CH3CO18O CH2CH3和水,反应的化学方程式为,故B错误;
C.向苯酚钠溶液中通入二氧化碳气体发生的反应为苯酚钠溶液与二氧化碳反应生成苯酚和碳酸氢钠,反应的化学方程式为+CO2+H2O→+NaHCO3,故C错误;
D.苯与浓硫酸混合,加热至在70~80℃发生的反应为苯与浓硫酸发生取代反应生成苯磺酸和水,反应的化学方程式为+H2SO4(浓) +H2O,故D正确;
故选D。
9. 连花清瘟胶囊的有效成分大黄素有很强的抗炎抗菌药理活性,其结构如图所示。关于大黄素的说法正确的是
A. 该物质属于芳香烃
B. 该分子中含3种官能团
C. 该物质不能发生取代反应
D. 1mol该物质最多能与3mol氢氧化钠反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.烃只含有碳氢两种元素,该物质由碳氢氧三种元素组成不属于烃类,故A错误;
B.该分子中含羰基、羟基2种官能团,故B错误;
C.该物质的酚羟基、酚羟基的邻对位上含有H故能发生取代反应,故C错误;
D.1mol分子含有3个酚羟基,故1mol该物质最多能与3mol氢氧化钠反应,故D正确;
答案选D。
10. 已知某多肽分子结构如图,下列说法正确的是
A. 该多肽可发生取代反应 B. 该多肽含4个肽键,为四肽
C. 该多肽水解后可得到5种氨基酸 D. 1mol该多肽最多能与2molNaOH反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,多肽分子含有的肽键、羧基一定条件下能发生取代反应,故A正确;
B.由结构简式可知,多肽分子含有4个肽键,一定条件下水解生成5个α—氨基酸,所以该多肽五肽,故B错误;
C.由结构简式可知,多肽分子含有4个肽键,一定条件下水解生成两分子丙氨酸,所以生成4种α—氨基酸,故C错误;
D.由结构简式可知,多肽分子含有的肽键、羧基一定条件下能与氢氧化钠溶液反应,分子中有两个羧基、四个肽键,所以1mol该多肽最多能与6mol氢氧化钠反应,故D错误;
故选A。
11. 下列关于实验操作与预期的现象及结论描述不合理的是
选项
实验操作
预期现象及结论
A
往盛有1mL溴乙烷的试管中滴入2滴溶液
产生浅黄色沉淀,说明溴乙烷在水中能电离出
B
向新制的中滴入少量葡萄糖溶液并加热
产生砖红色沉淀,说明葡萄糖含醛基
C
将少量乙酸乙酯加入NaOH溶液中,加热
出现分层,加热一段时间后酯层消失,说明乙酸乙酯可在碱性条件下水解
D
向盛有2mL鸡蛋清溶液的试管中加入5滴浓硝酸,加热
产生白色沉淀,加热后沉淀变黄色,说明鸡蛋清的蛋白质含有苯环
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.溴乙烷是非电解质,在水中不能电离出溴离子,不能与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀,故A错误;
B.向新制的氢氧化铜中滴入少量葡萄糖溶液并加热发生的反应为葡萄糖与新制氢氧化铜共热发生氧化反应生成氧化亚铜砖红色沉淀,则产生砖红色沉淀说明葡萄糖分子中含醛基,故B正确;
C.将少量乙酸乙酯加入氢氧化钠溶液中,出现分层,加热发生的反应为乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成乙酸钠和乙醇,则加热一段时间后酯层消失,说明乙酸乙酯可在碱性条件下水解,故C正确;
D.含有苯环的蛋白质能与浓硝酸发生显色反应,使蛋白质变为黄色,则向盛有2mL鸡蛋清溶液的试管中加入5滴浓硝酸,加热,产生白色沉淀,加热后沉淀变黄色,说明鸡蛋清的蛋白质含有苯环,故D正确;
故选A。
12. 一种在航空航天、国防军工等领域具有应用前景的液晶聚芳酯G可由如下反应制备,下列说法错误的是
A. ,化合物X为乙酸
B. 化合物E的核磁共振氢谱上共有4种H
C. 反应说明化合物F可发生缩聚反应
D. 聚芳酯G可与NaOH溶液反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.由方程式可知,一定条件下,E与F发生缩聚反应生成G和乙酸,其中p=2n—1,故A错误;
B.由结构简式可知,E分子中含有4类氢原子,所以核磁共振氢谱上共有4种氢,故B正确;
C.由方程式可知,F分子中含有酯基和羧基,所以F也可以发生缩聚反应,故C正确;
D.由结构简式可知,聚芳酯G分子中含有的酯基能与氢氧化钠溶液反应,故D正确;
故选A。
13. 利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化Diels-Alder反应取得重要进展,荣获2021年诺贝尔化学奖。某Diels-Alder反应以1为原料合成V,催化机理如下。下列说法错误的是
A. V的分子式为 B. 总反应是:I+Ⅲ→V
C. I和V互为同系物 D. Ⅵ是反应的催化剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,Ⅴ的分子式为C8H10O,A项正确;
B.由催化机理可知,总反应为+,B项正确;
C.I为链状结构,V结构中有多个环状结构,它们结构不相似,分子组成相差的也不是CH2原子团,故不互为同系物,C项错误;
D.由催化机理可知,反应过程中先消耗Ⅵ,后又生成了Ⅵ,故Ⅵ是反应的催化剂,D项正确;
答案选C。
14. 如图为甲烷晶体的晶胞结构,下列有关说法不正确的是
A. 晶体熔化时破坏了共价键
B. 一个甲烷晶胞中含有4个甲烷分子
C. 甲烷晶胞中的每个球体代表一个甲烷分子
D. 晶体中1个甲烷分子周围有12个紧邻的甲烷分子
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲烷晶体是分子晶体,熔化时只需克服范德华力,不需要破坏共价键,故A错误;
B.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和面心的甲烷分子的个数为8×+6×=4,故B正确;
C.由晶胞结构可知,晶胞中甲烷分子位于顶点和面心,所以晶胞中的每个球体代表一个甲烷分子,故C正确;
D.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的甲烷分子与位于面心的甲烷分子的距离最近,所以晶体中1个甲烷分子周围有12个紧邻的甲烷分子,故D正确;
故选A。
15. 已知的熔点是890℃,的熔点是190℃,气态常以二聚体形式存在,其结构如下图所示。下列有关说法正确的是
A. 溶于水能导电,故为离子晶体
B. 二聚体分子结构中存在配位键
C. 二聚体中所有原子均在同一平面
D. 和的二者熔点差异大是因为可形成分子间氢键
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯化铝是熔融状态不能导电的共价化合物,属于分子晶体,故A错误;
B.氯化铝二聚体分子中具有空轨道的铝离子与具有孤电子对的氯离子形成一个配位键,故B正确;
C.氯化铝二聚体分子中铝原子的价层电子对数为4,原子的杂化方式为sp3杂化,分子中所有原子不可能在同一平面,故C错误;
D.氟化铝的熔点高于氯化铝是因为氟化铝是熔点高的离子晶体,氯化铝是熔点低的分子晶体,且氟化铝不可能形成分子间氢键,故D错误;
故选B。
16. 实验室用乙酸、异戊醇、浓硫酸制备乙酸异戊酯(沸点142℃),并利用环己烷-水的共沸体系(沸点69℃)带出水分。已知体系中沸点最低的有机物是环己烷(沸点81℃),实验装置如图(夹持和水浴加热装置略去)。下列说法不正确的是
A. 以共沸体系带水促使反应正向进行 B. 冷凝水从b口进a口出
C. 接收瓶中会出现分层现象 D. 反应时水浴温度必须控制69℃
【答案】D
【解析】
【详解】A.制备乙酸异戊酯的反应是可逆反应,生成物之一是水,以共沸体系带水可以促进反应正向进行,A项正确;
B.冷凝管的水要下进上出,冷凝效果更好,B项正确;
C.环己烷不溶于水,则接收瓶中会出现分层现象,环己烷在上层,水在下层,C项正确;
D.实验中产品的沸点是142℃,环己烷的沸点是81℃,环己烷-水的共沸体系沸点是69℃,利用环己烷-水的共沸体系(沸点69℃)带出水分,反应时水浴温度控制在69℃~81℃之间即可,D项错误;
答案选D。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂。某小组同学设想通过乙烯与溴水反应进行制备。已知部分有机化合物的数据如下:
物质
乙醇
1,2-二溴乙烷
2-溴乙醇
溶解性
与水任意比互溶
难溶于水
与水互溶
沸点/℃
78.5
132
149
熔点/℃
-117.3
9
-80
I.乙烯的制备
(1)仪器i的名称为___________;制备乙烯的化学方程式为___________。
(2)仪器ii的作用是除去乙烯中的和等杂质,应盛放的试剂为___________。
Ⅱ.1,2-二溴乙烷的制备
(3)仪器iii中是已知浓度与pH的溴水,向其中通入足量已除杂的乙烯气体,充分反应后再测定iii中溶液的pH。
预期实验现象:溴水褪色,溶液的pH变大,溶液分层。
预期产品分离方法:将仪器得到的混合物进行___________(填分离操作)。
(4)仪器iv中NaOH溶液的作用:___________。
Ⅲ.探究乙烯与溴水的反应原理
(5)如步骤Ⅱ进行实验,反应后实际观察的现象:澳水褪色,溶液的pH变小,溶液没有明显的分层现象。
查阅资料乙烯与反应生成1,2-二溴乙烷的机理如下图所示:
根据实际观察的现象,结合反应机理,写出乙烯与溴水反应的化学方程式:___________。
(6)实验结论
结合(5)中现象和机理,实验室制备1,2-二溴乙烷时应在无水环境中进行,可将乙烯气体通入_____。
(7)写出乙烯在生产生活中的一种应用___________。
【答案】(1) ①. 圆底烧瓶 ②.
(2)NaOH (3)分液
(4)吸收未反应完的溴单质和副产物如溴化氢等,防止污染环境
(5)
(6)溴的四氯化碳溶液制取1,2-二溴乙烷
(7)合成塑料、合成纤维、化肥工业、果实催熟等
【解析】
【小问1详解】
由图可知,仪器i的名称为圆底烧瓶。图中利用乙醇和浓硫酸制备乙烯,故制备乙烯的化学方程式为;
【小问2详解】
NaOH溶液与二氧化碳和二氧化硫反应,不与乙烯反应,故可用氢氧化钠来除去乙烯中的CO2、SO2等杂质气体;
【小问3详解】
因为产物1,2-二溴乙烷不溶于水,溶液分层,故可采用分液将混合液进行分离;
【小问4详解】
仪器iv中NaOH溶液能够吸收未反应完的溴单质和副产物如溴化氢等,防止污染环境;
【小问5详解】
乙烯与溴水发生加成反应时H2O参与反应,则乙烯与溴水反应的化学方程式为;
【小问6详解】
实验室制备1,2-二溴乙烷时应在无水环境中进行,可将乙烯气体通入溴的四氯化碳溶液制取1,2-二溴乙烷;
【小问7详解】
乙烯在生产生活中的应用如:合成塑料、合成纤维、化肥工业、果实催熟等。
18. 硼是一种用途广泛的化工原料矿物,主要用于生产硼砂、硼酸和硼的各种化合物。回答下列问题:
I.一种比事光声探针M与配位,可用于小鼠脑内铜(II)的高时空分辨率动态成像。反应如下所示:
已知:“”表示的化学键伸向纸面外,“”表示的化学键伸向纸面内。
(1)H、C、N、F四种元素电负性由大到小顺序为________,M中F-B-F键角_________中F-B-F键角(填“>”、“<”或“=”)。
II.B简单氢化物不能游离存在,常倾向于形成较稳定的或与其他分子结合。
(2)分子结构如图,则B原子的杂化方式为___________。
Ⅲ.硼酸在电子器件工业和医疗上有重要用途。硼酸是一种片层状结构白色晶体,层内结构如下图所示:
(3)加热时,硼酸在水中的溶解度增大,主要原因是___________。
(4)硼酸在水中电离产生过程为:,是___________酸。
A. 一元强酸 B. 一元弱酸 C. 三元强酸 D. 三元弱酸
Ⅳ.硼砂是含结晶水的四硼酸钠,请根据模型回答有关问题。
(5)硼砂中阴离子(含B、O,H三种元素)的球棍模型如图所示,则在中,2号硼原子的价层电子对数为___________,m=___________(填数字)。
(6)和过量NaF作用可生成,的空间构型为___________,的电子式为___________。
【答案】(1) ①. F>N>C>H ②. <
(2)sp3 (3)加热破坏了硼酸分子间氢键,有利于硼酸与水分子形成分子间氢键 (4)B
(5) ①. 3 ②. 2
(6) ①. 正四面体形 ②.
【解析】
【小问1详解】
元素的非金属性越强,电负性越大,四种非金属元素的非金属性强弱顺序为F>N>C>H,则电负性的大小顺序为F>N>C>H;由图可知,M中硼原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为0,硼原子的空间构型为四面体形,三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3,孤对电子对数为0,分子的空间构型为平面正三角,所以M中F-B-F键角小于三氟化硼中F-B-F键角,故答案为:F>N>C>H;<;
【小问2详解】
由图可知,B2H6分子中硼原子的价层电子对数为4,则原子的杂化方式为sp3杂化,故答案为:sp3;
【小问3详解】
由图可知,硼酸分子间形成的分子间氢键影响硼酸与水分子形成分子间氢键,加热破坏了硼酸分子间氢键,有利于硼酸与水分子形成分子间氢键,所以加热时,硼酸在水中的溶解度增大,故答案为:加热破坏了硼酸分子间氢键,有利于硼酸与水分子形成分子间氢键;
【小问4详解】
由电离方程式可知,硼酸与水部分反应电离出四羟基合硼离子和1个氢离子,所以硼酸是一元弱酸,故选B;
【小问5详解】
由图可知,2号硼原子与3个氧原子形成3个σ键,所以硼原子的价层电子对数为3;阴离子的化学式为[H4B4O9]m—,离子中氢元素、硼元素、氧元素的化合价分别为+1、+3、—2,由化合价代数和为0可知,m=2,故答案为:3;2;
【小问6详解】
四氟合硼离子中硼硼原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为0,离子的空间构型为正四面体形,四氟合硼酸钠是含有离子键、极性键和配位键的离子化合物,电子式为,故答案为:正四面体形;。
19. 铜及其合金是人类最早使用的金属材料,铜的化合物在现代生活和生产中有着广泛的应用。
(1)基态铜原子的价电子排布式是___________。
(2)铜和钙都是金属晶体,铜的熔点比钙的高,其原因是___________。
(3)如图是金属Ca和Cu所形成的某种合金的晶胞结构示意图,则该合金中Ca和Cu的原子个数比为___________。
(4)科学家通过X射线推测,胆矾的结构如下图所示。
①胆矾的阳离子中心原子的配位数为___________,
胆矾的化学式用配合物的形式可表示为___________;
②具有对称的空间构型,中的两个被两个取代,能得到两种不同结构的产物,则的中心离子与配体形成的空间构型是___________。
A.三角锥形 B.正四面体 C.平面正方形 D.四角锥形
(5)Cu与Cl构成晶体的晶胞结构如下图所示,该晶体组成的最简式为___________,已知该晶体的密度为4.14g/cm3,则该晶胞的边长为___________pm(列计算式,设为阿伏加德罗常数的值)。若将该物质气化后实验测定其蒸汽的相对分子质量为199,则其气体的分子式为___________。
【答案】(1)3d104s1
(2)铜离子的半径比钙离子小,铜的金属键强度大于钙
(3)1:5 (4) ①. 4 ②. ③. C
(5) ①. CuCl ②. ③. Cu2Cl2
【解析】
【小问1详解】
铜是29号元素,基态铜原子的价电子排布式是3d104s1;
【小问2详解】
铜和钙都是金属晶体,铜的熔点比钙的高,其原因是铜离子的半径比钙离子小,铜的金属键强度大于钙;
【小问3详解】
根据均摊原则,该合金晶胞中Ca原子数 ,Cu原子数,原子个数比为1:5。
【小问4详解】
①根据图示,胆矾晶体中铜离子与周围4个氧原子形成配位键,配位数为4;胆矾晶体中铜离子与周围4个水分子中的氧原子形成配位键,则胆矾的化学式用配合物的形式可表示为;
②具有对称的空间构型,中的两个被两个取代,能得到两种不同结构的产物,则的中心离子与配体形成的空间构型是平面正方形,选C。
【小问5详解】
根据均摊原则,Cu原子数为4,Cl原子数为,该晶体组成的最简式为CuCl,已知该晶体的密度为4.14g/cm3,设该晶胞的边长为apm,则,pm;设气体分子式为(CuCl)n,若将该物质气化后实验测定其蒸汽的相对分子质量为199,则(64+35.5)n=199,解得n=2,所以气体的分子式为Cu2Cl2。
20. 有机太阳能电池利用有机半导体将光能转换为电能。科学家设计了一种新型有机太阳能电池材料,其部分合成路线如下:
(1)化合物ii的含氧官能团名称是___________,化合物iii的分子式是___________。
(2)化合物i的同分异构体中,能发生水解反应的芳香化合物的结构简式为___________。
(3)根据化合物vi的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
结构特征
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
___________
___________
b
___________
___________
,
取代反应
(4)由化合物生成化合物iv涉及以下转化过程(未注明反应条件),下列有关叙述正确的有___________。
A. 反应②是消去反应
B. 反应③中,有C-O键的断裂和生成
C. 化合物x中,碳原子均采取杂化
D. 化合物ix是手性分子,含有2个手性碳原子
(5)化合物v()可通过频哪醇()和联硼酸[]的脱水反应制备,频哪醇的结构简式是___________。
(6)以第(4)问中化合物ii转化为化合物iv的原理为依据,设计以<>和化合物iii()为原料合成化合物xi。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
(a)最后一步反应中,有机反应物为___________(写结构简式)。
(b)第一步的化学方程式为___________(注明反应条件)。
【答案】(1) ①. 羟基、醛基 ②. C4H6O3
(2) (3) ①. H2,催化剂,加热 ②. 加成反应 ③. —COO— ④. NaOH溶液,加热 (4)AB
(5) (6) ①. ②. +2NaOH+NaCl+H2O
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,与溴发生取代反应生成,则ⅰ为;碳酸钠作用下与乙酸酐发生取代反应生成,一定条件下与发生取代反应生成,一定条件下与发生取代反应生成;与乙酸酐发生加成反应生成,浓硫酸作用下共热发生消去反应生成,发生分子内取代反应生成。
【小问1详解】
由结构简式可知,化合物ii的含氧官能团为羟基、醛基,化合物iii的分子式为C4H6O3,故答案为:羟基、醛基;C4H6O3;
【小问2详解】
化合物i结构简式为,i的同分异构体为能发生水解反应的芳香化合物说明同分异构体分子中含有甲酸酯基,结构简式为,故答案为:;
【小问3详解】
由结构简式可知,催化剂作用下分子中含有的碳碳双键与氢气共热发生加成反应生成,分子中含有的酯基在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成,故答案为:H2,催化剂,加热;加成反应;NaOH溶液,加热;
【小问4详解】
A.由分析可知,反应②为浓硫酸作用下共热发生消去反应生成和水,故正确;
B.由分析可知,反应③为发生分子内取代反应生成和水,反应中有C-O键的断裂和生成,故正确;
C.由结构简式可知,分子中甲基碳原子的杂化方式为sp3杂化,故错误;
D.由结构简式可知,分子中与醇羟基直接相连的碳原子为手性碳原子,只有1个手性碳原子,故错误;
【小问5详解】
由图可知,化合物v的反应为与发生分子间脱水反应生成和水,则频哪醇的结构简式为,故答案为:;
【小问6详解】
由化合物ii转化为化合物iv的原理可知,以和为原料合成的合成步骤为与氢氧化钠溶液共热发生水解反应,铜做催化剂条件下与氧气共热发生催化氧化反应生成,酸化生成,与乙酸酐发生加成反应生成,浓硫酸作用下共热发生消去反应生成,发生分子内取代反应生成;
(a)由分析可知,最后一步反应为发生分子内取代反应生成和水,故答案为:;
(b) 由分析可知,第一步反应为与氢氧化钠溶液共热发生水解反应、氯化钠和水,反应的化学方程式为+2NaOH+NaCl+H2O,故答案为:+2NaOH+NaCl+H2O。
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