内容正文:
辽宁省东北师范大学连山实验高中2023—2024学年高二下学期
4月月考化学试题
总分:100分 时长:75分钟
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Zn:65 Se:79 N:14 Si:28
一、单选题(本题共15小题,每小题3分,共45分,有且只有一个选项是正确的)
1. 建设美丽中国,发展强国科技,化学学科功不可没。下列说法错误是
A. 北斗三号卫星搭载了精密计时的铷原子钟,铷(Rb)是金属元素位于s区
B. 奋斗者号潜水器载人舱外壳使用了钛合金,钛合金属于无机非金属材料
C. 长征五号B遥二火箭把天利核心舱送入太空,火箭动力源于氧化还原反应
D. “北斗系统”组网成功,北斗芯片中的半导体材料为硅
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 乙烯的结构式: B. 甲基的电子式:
C. 的空间填充模型: D. 氧原子核外能量最高的电子云的形状:
3. 下列说法正确的是
A. 氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃
B. 1个丙炔分子中含有5个σ键和3个π键
C. 和一定互为同系物
D. 等质量的物质燃烧耗量:乙烷>乙烯>甲烷
4. 下列有机化合物的分子中,所有原子不可能处于同一平面的是
A. B. C. (苯) D. (甲苯)
5. 为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 24g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为
B. 通常状况下,60g 晶体中含有的分子数为
C. 18g冰中含有氢键数为4
D. 标准状况下,22.4L己烷中共价键数目为19
6. 向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物;继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液;再加入适量乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,析出深蓝色的晶体.与上述实验相关的说法中正确的是
A. 沉淀溶解后,生成深蓝色的配离子
B. 析出的深蓝色晶体是
C. 中含有共价键
D. 中,提供空轨道,原子给出孤电子对
7. 用下列装置(夹持仪器已略去)进行相关实验,装置正确且能达到实验目的的是
A. 图1装置配制银氨溶液 B. 图2分离乙醇和乙酸
C. 图3除去甲烷中的乙烯 D. 图4除去溴苯中的溴单质
8. 下列叙述正确的是
A. 熔点由高到低:Na>Mg>Al
B. 由于氢键的存在,水分子的稳定性好,高温下也很难分解
C. 属于烯烃的同分异构体有6种(考虑顺反异构)
D. 立方烷()的六氯取代物有6种
9. 有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是
A. 在NaCl晶体(图甲)中,距Na+最近的Cl-形成正八面体
B. 该气态团簇分子(图乙)的分子式为EF或FE
C. 在CO2晶体(图丙)中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻
D. 在碘晶体(图丁)中,存在非极性共价键和范德华力
10. 下列说法正确的是( )
A. 芳香烃的组成通式是(为正整数)
B. 分子中仅含有一个苯环的烃类物质都是苯的同系物
C. 苯和甲苯都不能使酸性溶液褪色
D. 苯和甲苯都能与、硝酸等发生取代反应
11. 抗癌新药活性成份MDM2抑制剂R的结构简式如图所示,下列说法正确的是
A. R分子小碳原子的杂化方式为、两种
B. R分子中含有三种含氧官能团
C. 有机物R属于芳香烃
D. R分子中含有碳碳双键,可发生加成反应
12. 下列对一些实验事实的理论解释,错误的是
选项
实验事实
理论解释
A
金刚石比晶体硅熔点高
碳原子半径比硅原子半径小
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P—P键的键角是109°28′
C
I2在H2O中的溶解能力比I2在CCl4中的溶解能力小
“相似相溶”原理”
D
对羟基苯甲醛()比邻羟基苯甲醛()的沸点高
对羟基苯甲醛形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛形成分子内氢键
A. A B. B C. C D. D
13. 硒化锌()是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲所示,乙图为该晶胞沿z轴方向在xy平面的投影,已知晶胞边长为,阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A. Zn位于元素周期表的ds区
B. 基态Se原子核外有18种不同空间运动状态的电子
C. A点原子坐标为,则B点原子坐标为
D. 该体密度为
14. 化合物可作阻燃剂,其中W、X、Y、Z均为短周期主族元素,Y在地壳中含量最多,X的基态原子价层p轨道半充满,Y只与Z同周期,Y与W的价电子数之和等于Z的价电子数,W为金属元素。下列说法正确的是
A. 第一电离能: B. 简单氢化物沸点:
C. 简单离子半径: D. 中心原子的价层电子对数为5
15. 化合物A分子式为。A的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1∶2∶2∶3,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其红外光谱与核磁共振氢谱如下图关于A的下列说法中,正确的是
A. A分子属于酯类化合物,在一定条件下不能发生水解反应
B. A分子属于羧酸类化合物,在一定条件下能发生酯化反应
C. 符合题中A分子结构特征的有机物只有1种
D. 与A属于同类化合物的同分异构体只有2种
二、填空题(本大题共4小题,共55分)
16. 按照要求填空:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
(1)上述物质中互为同系物的是___________(填物质序号)。
(2)用系统命名法对物质⑥进行命名,其名称是___________。
(3)②的一氯取代产物有___________种,⑤的该磁共振氢谱中有___________组峰。
(4)写出⑤与完全加成的化学反应方程式:___________。
(5)含有一个碳碳三键的炔烃与氢气完全加成后所得产物的结构简式如图所示,此炔烃可能的结构有___________种。
17. 治疗疟疾的有效药物青蒿素是白色针状晶体,受热不稳定,易溶于乙醇和乙醚。按要求回答下列问题,
(1)青蒿素的提取:在浸取、蒸馏过程中,发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取,效果更好,用乙醚提取效果更好,原因是___________。
(2)青蒿素的结构
①写出基态碳原子核外电子轨道表示式___________,电负性最大的是___________。
②测定晶体结构最常用的方法是___________,其分子结构如下图甲所示。
③测定其分子的相对分子质量为282,其物理方法是___________。
(3)青蒿素结构的修饰:一定条件下,用将青蒿素选择性反应,结构修饰为双氢青蒿素(如图乙)
①青蒿素结构修饰发生的反应类型___________,其过程中杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为___________。
②BH的空间构型为___________。
③从结构与性质关系的角度推测双氢青蒿素比青蒿素的水溶性、疗效更好的原因:___________。
18. 苯胺是一种重要精细化工原料,在染料、医药等行业中具有广泛应用。实验室以苯为原料制取苯胺,其原理简示如下:
物质
相对分子质量
沸点/℃
密度g/mL
溶解性
硝基苯
123
210.9
1.23
不溶于水,易溶于乙醇、乙醚
苯胺
93
184.4
1.02
微溶于水,易溶于乙醇、乙醚;还原性强、易被氧化
Ⅰ.制取硝基苯
实验步骤:实验室采用如图所示装置制取硝基苯,恒压滴液漏斗中装有一定量的苯,三颈烧瓶装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物。
请回答下列问题:
(1)实验装置中长玻璃管可以用___________代替(填仪器名称)。
(2)下列说法中正确的是___________(填序号)
A. 配制混酸时,将浓硝酸沿杯壁缓缓加入浓硫酸中,并不断搅拌、冷却
B. 温度控制在50~60℃原因之一是减少副反应的发生
C. 制得的粗硝基苯可以先用乙醇萃取,分液后再洗涤
D. 浓硫酸可以降低该反应活化能
(3)粗硝基苯用5% NaOH溶液洗涤的目的是___________。
Ⅱ.制取苯胺
①组装好实验装置(如下图,夹持仪器已略出),并检查气密性。
②先向三颈烧瓶中加入沸石及硝基苯,再取下恒压滴液漏斗,换上温度计
③打开活塞K,进入一段时间。
④利用油浴加热,使反应液温度维持140℃进行反应。
⑤反应结束后,关闭活塞K,向三颈烧瓶中加入生石灰。
⑥调整好温度计的位置,继续加热,收集182~186℃馏分,得到较纯苯胺。
问答下列问题:
(4)步骤②中温度计水银球的位置位于___________(填序号,下同),步骤⑥中位于___________
A.烧瓶内反应液中 B.贴近烧瓶内液面处 C.三颈烧瓶出气口(等高线)附近
(5)若实验步骤③和①的顺序颠倒,则实验中可能产生的不良后果是___________
(6)步骤⑤中,加入生石灰的作用是___________。
(7)若实验中硝基苯用量为10mL,最后得到苯胺5.6g,苯胺的产率为___________(计算结果精确到0.1%)。
19. 已知:①A、B是两种单烯烃,A分子中含有4个碳原子,B分子中含有6个碳原子,其中B的核磁共振氢谱中只有一个吸收峰而A有两个;②烯烃复分解反应可表示为:,请根据如图转化关系,回答相关问题:
(1)写出物质A的结构简式为___________,②的反应类型为___________物质B的系统命名为___________。
(2)当与Br2按物质的量之比为1∶1反应时,所得产物有___________种。
(3)写出高聚物C的结构简式为___________。
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辽宁省东北师范大学连山实验高中2023—2024学年高二下学期
4月月考化学试题
总分:100分 时长:75分钟
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Zn:65 Se:79 N:14 Si:28
一、单选题(本题共15小题,每小题3分,共45分,有且只有一个选项是正确的)
1. 建设美丽中国,发展强国科技,化学学科功不可没。下列说法错误的是
A. 北斗三号卫星搭载了精密计时的铷原子钟,铷(Rb)是金属元素位于s区
B. 奋斗者号潜水器载人舱外壳使用了钛合金,钛合金属于无机非金属材料
C. 长征五号B遥二火箭把天利核心舱送入太空,火箭动力源于氧化还原反应
D. “北斗系统”组网成功,北斗芯片中的半导体材料为硅
【答案】B
【解析】
【详解】A. 北斗三号卫星搭载了精密计时铷原子钟,铷(Rb)是第五周期ⅠA族金属元素,位于s区,故A正确;
B.奋斗者号潜水器载人舱外壳使用了钛合金,钛合金属于金属材料,故B错误;
C.长征五号B遥二火箭把天利核心舱送入太空,火箭动力源于氧化还原反应,将化学能转化为动能等,故C正确;
D.硅是常用的半导体材料,北斗芯片中的半导体材料为硅,故D正确;
故选B。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 乙烯的结构式: B. 甲基的电子式:
C. 的空间填充模型: D. 氧原子核外能量最高的电子云的形状:
【答案】D
【解析】
【详解】A. 乙烯的结构简式为:,A错误;
B. 甲基中C原子有3对共用电子对、1个单电子,甲基的电子式:,B错误;
C.CO2分子是直线形分子,呈V形,不能表示的空间填充模型,C错误;
D. O是8号元素,根据构造原理,可知基态O原子核外电子排布式是1s22s22p4,则O原子核外能量最高能级电子是2p电子,p能级电子云的形状为哑铃形,可表示为,D正确;
答案选D。
3. 下列说法正确的是
A. 氯乙烯、聚乙烯都是不饱和烃
B. 1个丙炔分子中含有5个σ键和3个π键
C. 和一定互为同系物
D. 等质量的物质燃烧耗量:乙烷>乙烯>甲烷
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯乙烯含有氯元素,不属于烃,而聚乙烯为饱和烃,故A错误;
B.丙炔的结构式如图:,三键中含1个σ键和2个π键,单键全部是σ键,共含6个σ键和2个π键,故B错误;
C.结构相似,组成相差一个或多个CH2原子团的化合物互称同系物,和符合的通式,均属于烷烃,且分子组成上相差4个CH2原子团,因此互为同系物,故C正确;
D.根据含氢量越高,燃烧耗氧量越高,CH4含氢量最高,乙烷其次,乙烯最低,所以等质量的物质燃烧耗O2量:甲烷> 乙烷>乙烯,故D错误;
故选C
4. 下列有机化合物的分子中,所有原子不可能处于同一平面的是
A. B. C. (苯) D. (甲苯)
【答案】D
【解析】
【详解】A.,为乙炔,为直线型结构,故A错误;
B.,为乙烯,为平面结构,故B错误;
C.,为平面结构,故C错误;
D.中含有甲基,甲基为四面体结构,故D正确;
故选D。
5. 为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 24g石墨烯(单层石墨)中含有六元环的个数为
B. 通常状况下,60g 晶体中含有的分子数为
C. 18g冰中含有氢键数为4
D. 标准状况下,22.4L己烷中共价键数目为19
【答案】A
【解析】
【详解】A.24g石墨烯(单层石墨)含碳的物质的量为2mol,一个六元环平均含有2个碳原子,因此2mol石墨烯含有六元环的个数为NA,故A正确;
B.SiO2为共价晶体,不含有分子,故B错误;
C.1mol冰中存在2mol氢键,18g冰的物质的量为1mol,18g冰中所含的氢键数为2NA,故C错误;
D.标况下,己烷为液态,故不能根据气体摩尔体积来计算物质的量,22.4L己烷中共价键数目远大于19 NA,故D错误;
答案选A。
6. 向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物;继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液;再加入适量乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,析出深蓝色的晶体.与上述实验相关的说法中正确的是
A. 沉淀溶解后,生成深蓝色的配离子
B. 析出的深蓝色晶体是
C. 中含有共价键
D. 中,提供空轨道,的原子给出孤电子对
【答案】D
【解析】
【详解】A.沉淀溶解后,生成深蓝色的配离子,故A错误;
B.析出的深蓝色晶体是,加入是为了降低溶解度便于其结晶析出,故B错误;
C.中含有4mol,1mol中含2molH-O键;同时与Cu之间存在配位键,则1mol该离子中含共价键,故C错误;
D.与形成配位键,其中提供空轨道,中N原子存在孤对电子,形成配位键是N原子提供孤电子对,故D正确;
故选:D。
7. 用下列装置(夹持仪器已略去)进行相关实验,装置正确且能达到实验目的的是
A. 图1装置配制银氨溶液 B. 图2分离乙醇和乙酸
C. 图3除去甲烷中的乙烯 D. 图4除去溴苯中的溴单质
【答案】A
【解析】
【详解】A.配制银氨溶液时,往AgNO3溶液中滴加氨水至产生的沉淀刚好完全溶解为止,A正确;
B.乙醇和乙酸互溶,分离二者的混合物时,应采用蒸馏法,B不正确;
C.除去甲烷中的乙烯,若使用KMnO4(H+),乙烯会被氧化成CO2,混在甲烷中,C不正确;
D.除去溴苯中的溴单质,不能使用过滤法,应先加NaOH溶液,然后分液,D不正确;
故选A。
8. 下列叙述正确的是
A. 熔点由高到低:Na>Mg>Al
B. 由于氢键的存在,水分子的稳定性好,高温下也很难分解
C. 属于烯烃的同分异构体有6种(考虑顺反异构)
D. 立方烷()的六氯取代物有6种
【答案】C
【解析】
【详解】A.钠、镁、铝均属于金属晶体,熔点与阳离子半径和电荷有关,阳离子半径越小,电荷数越多,金属键越强,熔点越高,铝的离子半径最小,电荷数最多,金属键最强,熔点最高,故熔点由高到低: Al>Mg> Na,A项错误;
B.水分子的稳定性好,高温下也很难分解,与氢键无关,氢键属于分子间作用力,影响物理性质,稳定性是化学性质,取决于H-O键强弱,B项错误;
C.戊烷的同分异构体有CH3-CH2-CH2-CH2-CH3、、,若为CH3-CH2-CH2-CH2-CH3,相应烯烃有CH2═CH-CH2-CH2-CH3、CH3-CH═CH-CH2-CH3(有顺式和反式),即有3种异构,若为,相应烯烃有:CH2═C(CH3)CH2CH3;CH3C(CH3)═CHCH3;CH3CH(CH3)CH═CH2,即有3种异构,若为,没有相应烯烃,所以分子式为C5H10的烯烃共有(包括顺反异构)3+3=6种,C项正确;
D.立方烷的六氯代物可以看成两个氢原子取代八氯代物的两个氯原子,氢位于相邻的两个碳上、面对角线的两碳上、体对角线的两碳上,两个氢原子有三种相对位置,故立方烷的六氯取代物有3种,D项错误;
答案选C。
9. 有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是
A. 在NaCl晶体(图甲)中,距Na+最近的Cl-形成正八面体
B. 该气态团簇分子(图乙)的分子式为EF或FE
C. 在CO2晶体(图丙)中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻
D. 在碘晶体(图丁)中,存在非极性共价键和范德华力
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.由NaCl晶胞结构知,Na+周围最近的Cl-有6个,分别位于Na+的上下左右前后,形成正八面体结构,A正确;
B.分子中不涉及原子共用的问题,故该分子中含有4个E原子和4个F原子,分子式为:E4F4或F4E4,B错误;
C.以顶点CO2分子作为参考点,相邻三个面面心上CO2分子离其最近,考虑晶胞无隙并置原理,一个顶点周围共有8个晶胞,每个晶胞中各有3个CO2分子离顶点CO2最近,又考虑面心共用,故离顶点CO2最近的CO2分子有:个,C正确;
D.碘分子内部两个碘原子之间为非极性共价键,碘分子之间为范德华力,D正确;
故答案选B。
10. 下列说法正确的是( )
A. 芳香烃的组成通式是(为正整数)
B. 分子中仅含有一个苯环的烃类物质都是苯的同系物
C. 苯和甲苯都不能使酸性溶液褪色
D. 苯和甲苯都能与、硝酸等发生取代反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.芳香烃是含有苯环结构烃,苯环的数目可以是一个或多个,侧链可以是饱和烃基也可以是不饱和烃基,故芳香烃没有固定的组成通式,A项错误;
B.苯的同系物中只含有一个苯环,侧链都是烷基,苯的同系物的通式为(n≥6,n为正整数),B项错误;
C.甲苯可以使酸性溶液褪色,C项错误。
D.苯与溴发生取代反应生成溴苯,甲苯也可以和溴在光照或溴化铁催化下发生取代反应,苯与硝酸发生取代反应生成硝基苯,甲苯也可以和硝酸发生取代反应生成2,4,6-三硝基甲苯,D项正确;
故选D。
【点睛】芳香族化合物是分子中含苯环的化合物,如苯、甲苯、萘、硝基苯、苯甲酸等;芳香烃是分子中含苯环的烃,组成元素只有碳和氢两种,如苯、甲苯、萘等;苯的同系物中是分子中只含有一个苯环,侧链都是烷基的芳香烃,三者是包含关系。
11. 抗癌新药活性成份MDM2抑制剂R的结构简式如图所示,下列说法正确的是
A. R分子小碳原子的杂化方式为、两种
B. R分子中含有三种含氧官能团
C. 有机物R属于芳香烃
D. R分子中含有碳碳双键,可发生加成反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.由题给结构简式可知R分子中碳原子的杂化方式为、两种,A正确;
B.R中含氧官能团有羟基、酰胺基2种,B错误;
C.有机物的组成元素中还含有O、F、Cl、N,不属于芳香烃,C错误;
D.R中不含碳碳双键,但含有苯环,能发生加成反应,D错误;
故选A。
12. 下列对一些实验事实的理论解释,错误的是
选项
实验事实
理论解释
A
金刚石比晶体硅熔点高
碳原子半径比硅原子半径小
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P—P键的键角是109°28′
C
I2在H2O中的溶解能力比I2在CCl4中的溶解能力小
“相似相溶”原理”
D
对羟基苯甲醛()比邻羟基苯甲醛()的沸点高
对羟基苯甲醛形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛形成分子内氢键
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳原子半径比硅原子半径小,则C-C键键长比Si-Si键键长短,则键能更大,故金刚石比晶体硅熔点高,故A正确;
B. 白磷为正四面体分子,白磷分子中P-P键的键角是60°,故B错误;
C. I2、CCl4均为非极性分子,H2O为极性分子,根据“相似相溶”原理”可知,I2在H2O中的溶解能力比I2在CCl4中的溶解能力小,故C正确;
D. 对羟基苯甲醛形成分子间氢键,形成分子间氢键可提高物质的熔沸点,邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,形成分子内氢键会降低物质的熔沸点,则对羟基苯甲醛()比邻羟基苯甲醛()的沸点高,故D正确;
故选B。
13. 硒化锌()是一种重要半导体材料,其晶胞结构如图甲所示,乙图为该晶胞沿z轴方向在xy平面的投影,已知晶胞边长为,阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A. Zn位于元素周期表的ds区
B. 基态Se原子核外有18种不同空间运动状态的电子
C. A点原子坐标为,则B点原子坐标为
D. 该体密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.Zn的价层电子排布式为,位于元素周期表的ds区,A正确;
B.基态Se原子核外电子排布式为,电子的空间运动状态数=电子所占原子轨道数,s、p、d原子轨道数分别为1、3、5,所以基态Se原子核外有种不同空间运动状态的电子,B正确;
C.A点原子坐标为,由图乙可知,B点原子坐标为,C错误;
D.该晶胞中,位于晶胞内部的Zn原子个数为4,位于晶胞顶点和面心的Se原子个数为,则,D正确;
故选C。
14. 化合物可作阻燃剂,其中W、X、Y、Z均为短周期主族元素,Y在地壳中含量最多,X的基态原子价层p轨道半充满,Y只与Z同周期,Y与W的价电子数之和等于Z的价电子数,W为金属元素。下列说法正确的是
A. 第一电离能: B. 简单氢化物沸点:
C. 简单离子半径: D. 中心原子的价层电子对数为5
【答案】B
【解析】
【分析】Y在地壳中含量最多,则Y是O;X的基态原子价层p轨道半充满可以是N或P,Y只与Z同周期,Y位于第二周期,X与Y不在同一周期,则X只能是P,Y与W的价电子数之和等于Z的价电子数,W为金属元素,则Z为F,W为Na。
【详解】A.由分析可知,Y为O,X为P,Z为F,W为Na,第一电离能应为,即,A错误;
B.简单氢化物沸点为,即,B正确;
C.简单离子半径:,即,C错误;
D.的中心原子为P,其价层电子对数为4,D错误;
答案选B。
15. 化合物A分子式为。A的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1∶2∶2∶3,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其红外光谱与核磁共振氢谱如下图关于A的下列说法中,正确的是
A. A分子属于酯类化合物,在一定条件下不能发生水解反应
B. A分子属于羧酸类化合物,在一定条件下能发生酯化反应
C. 符合题中A分子结构特征的有机物只有1种
D. 与A属于同类化合物的同分异构体只有2种
【答案】C
【解析】
【分析】有机物A的分子式为C8H8O2,不饱和度为5,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,A的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1:2:2:3,说明A含有四种氢原子且其原子个数之比为1:2:2:3,结合红外光谱可知,分子中存在酯基等基团,故有机物A的结构简式为,据此分析。
【详解】A.A含有酯基,属于酯类化合物,在一定条件下能发生水解反应,A项错误;
B.A含有酯基,属于酯类化合物,不能发生酯化反应,B项错误;
C.有机物A的结构简式为,符合题中A分子结构特征的有机物只有1种,C项正确
D.含有酯基、苯环,可能、、(邻间对三种),共有五种,D项错误;
答案选C。
二、填空题(本大题共4小题,共55分)
16. 按照要求填空:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
(1)上述物质中互为同系物的是___________(填物质序号)。
(2)用系统命名法对物质⑥进行命名,其名称是___________。
(3)②的一氯取代产物有___________种,⑤的该磁共振氢谱中有___________组峰。
(4)写出⑤与完全加成的化学反应方程式:___________。
(5)含有一个碳碳三键的炔烃与氢气完全加成后所得产物的结构简式如图所示,此炔烃可能的结构有___________种。
【答案】(1)①⑥ (2)2,4-二甲基己烷
(3) ①. 6 ②. 4
(4)+H2
(5)2
【解析】
【小问1详解】
结构相似,分子组成上相差n个CH2原子团的有机物互为同系物,①、⑥均为烷烃且分子式不同,则上述物质中互为同系物的是①⑥。
【小问2详解】
⑥最长碳链为6个碳原子,2、4号碳原子上分别连接一个甲基,用系统命名法对物质⑥进行命名,其名称是2,4-二甲基己烷。
【小问3详解】
②有6种类型的氢原子,一氯取代产物有6种,⑤有4种类型的氢原子,该磁共振氢谱中有4组峰。
【小问4详解】
⑤与完全加成的化学反应方程式:+H2。
【小问5详解】
含有一个碳碳三键的炔烃与氢气完全加成后所得产物的结构简式如图所示,此炔烃可能的结构有、,共2种。
17. 治疗疟疾的有效药物青蒿素是白色针状晶体,受热不稳定,易溶于乙醇和乙醚。按要求回答下列问题,
(1)青蒿素的提取:在浸取、蒸馏过程中,发现用沸点比乙醇低的乙醚()提取,效果更好,用乙醚提取效果更好,原因是___________。
(2)青蒿素的结构
①写出基态碳原子核外电子轨道表示式___________,电负性最大的是___________。
②测定晶体结构最常用的方法是___________,其分子结构如下图甲所示。
③测定其分子的相对分子质量为282,其物理方法是___________。
(3)青蒿素结构的修饰:一定条件下,用将青蒿素选择性反应,结构修饰为双氢青蒿素(如图乙)
①青蒿素结构修饰发生的反应类型___________,其过程中杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为___________。
②BH的空间构型为___________。
③从结构与性质关系的角度推测双氢青蒿素比青蒿素的水溶性、疗效更好的原因:___________。
【答案】(1)乙醚沸点低,蒸馏时需要的温度低,青蒿素不易分解
(2) ①. ②. O ③. X射线衍射法 ④. 质谱法
(3) ①. 加成反应 ②. sp3 ③. 正四面体 ④. 与青蒿素相比,双氢青蒿素分子中含有羟基,与水分子能形成氢键,水溶性更好
【解析】
【小问1详解】
乙醚沸点低,蒸馏时需要的温度低,青蒿素不易分解,所以用乙醚提取效果更好。
【小问2详解】
①基态碳原子的电子排布式为1s22s22p2,,轨道表示式为,元素的非金属性越强,电负性越大,电负性最大的是O。
②测定晶体结构最常用的方法是X射线衍射法。
③测定分子的相对分子质量的物理方法是质谱法。
【小问3详解】
①青蒿素结构修饰过程中氢气与羰基发生加成反应,其过程中,双键碳原子变为单键,杂化轨道发生变化的碳原子的杂化方式变为sp3。
②中B的价电子对数为4,无孤电子对,空间结构名称为正四面体。
③双氢青蒿素比青蒿素的水溶性、疗效更好的原因是与青蒿素相比,双氢青蒿素分子中含有羟基,与水分子能形成氢键,水溶性更好,疗效更好。
18. 苯胺是一种重要精细化工原料,在染料、医药等行业中具有广泛的应用。实验室以苯为原料制取苯胺,其原理简示如下:
物质
相对分子质量
沸点/℃
密度g/mL
溶解性
硝基苯
123
210.9
1.23
不溶于水,易溶于乙醇、乙醚
苯胺
93
184.4
1.02
微溶于水,易溶于乙醇、乙醚;还原性强、易被氧化
Ⅰ.制取硝基苯
实验步骤:实验室采用如图所示装置制取硝基苯,恒压滴液漏斗中装有一定量的苯,三颈烧瓶装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物。
请回答下列问题:
(1)实验装置中长玻璃管可以用___________代替(填仪器名称)。
(2)下列说法中正确的是___________(填序号)
A. 配制混酸时,将浓硝酸沿杯壁缓缓加入浓硫酸中,并不断搅拌、冷却
B. 温度控制在50~60℃原因之一是减少副反应的发生
C. 制得的粗硝基苯可以先用乙醇萃取,分液后再洗涤
D. 浓硫酸可以降低该反应活化能
(3)粗硝基苯用5% NaOH溶液洗涤的目的是___________。
Ⅱ.制取苯胺
①组装好实验装置(如下图,夹持仪器已略出),并检查气密性。
②先向三颈烧瓶中加入沸石及硝基苯,再取下恒压滴液漏斗,换上温度计。
③打开活塞K,进入一段时间。
④利用油浴加热,使反应液温度维持在140℃进行反应。
⑤反应结束后,关闭活塞K,向三颈烧瓶中加入生石灰。
⑥调整好温度计的位置,继续加热,收集182~186℃馏分,得到较纯苯胺。
问答下列问题:
(4)步骤②中温度计水银球的位置位于___________(填序号,下同),步骤⑥中位于___________
A.烧瓶内反应液中 B.贴近烧瓶内液面处 C.三颈烧瓶出气口(等高线)附近
(5)若实验步骤③和①的顺序颠倒,则实验中可能产生的不良后果是___________
(6)步骤⑤中,加入生石灰的作用是___________。
(7)若实验中硝基苯用量为10mL,最后得到苯胺5.6g,苯胺的产率为___________(计算结果精确到0.1%)。
【答案】(1)球形冷凝管 (2)BD
(3)除去粗硝基苯中混有的硫酸、硝酸等
(4) ①. A ②. C
(5)生成的苯胺会被空气中O2氧化,且装置内温度较高,加热时H2和O2混合会发生爆炸
(6)吸收反应生成的水
(7)60.2%
【解析】
【分析】I.制取硝基苯,根据题中图示装置,在恒压滴液漏斗中装有一定量的苯,三颈烧瓶装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物,将苯加入三颈烧瓶中,在50-60℃下发生反应,制取硝基苯;
Ⅱ.制取苯胺,根据题中图示装置,左边为产生H2装置,中间为硝基苯和H2在140℃条件下,发生反应,制取苯胺,右边为收集苯胺装置;据此解答。
【小问1详解】
实验装置中长玻璃管的作用是冷凝回流,可以用球形冷凝管代替。
【小问2详解】
A.浓硫酸的密度大于浓硝酸,配制混酸时,将浓硫酸沿杯壁缓缓加入浓硝酸中,并不断搅拌、冷却,故A错误;
B.温度控制在50~60℃原因之一是减少副反应的发生,故B正确;
C.硝基苯、苯都易溶于酒精,制得的粗硝基苯不能用乙醇萃取,故C错误;
D.浓硫酸是该反应的催化剂,浓硫酸可以降低该反应活化能,故D正确;
选BD。
【小问3详解】
硫酸、硝酸和氢氧化钠反应生成盐和水,用氢氧化钠溶液洗涤粗硝基苯可以除去粗硝基苯中混有的硫酸、硝酸等。
【小问4详解】
步骤②中温度计是测反应液的温度,水银球的位置位于烧瓶内反应液中,步骤⑥中是蒸馏,温度计是测蒸气的温度,液泡位于三颈烧瓶出气口(等高线)附近,答案为A;C。
【小问5详解】
通入H2的目的是排尽装置中的空气,若③④的顺序颠倒,生成的苯胺会被空气中O2氧化,且装置内温度较高,加热时H2和O2混合会发生爆炸;故不良后果为生成的苯胺会被空气中O2氧化,且装置内温度较高,加热时H2和O2混合会发生爆炸。
【小问6详解】
氧化钙和水反应生成氢氧化钙,步骤⑤中,加入生石灰的作用是吸收反应生成的水。
【小问7详解】
若实验中硝基苯用量为10mL,硝基苯的物质的量是 ,理论上生成苯胺的质量为0.1mol×93g/mol=9.3g,最后得到苯胺5.6g,苯胺的产率为。
19. 已知:①A、B是两种单烯烃,A分子中含有4个碳原子,B分子中含有6个碳原子,其中B的核磁共振氢谱中只有一个吸收峰而A有两个;②烯烃复分解反应可表示为:,请根据如图转化关系,回答相关问题:
(1)写出物质A的结构简式为___________,②的反应类型为___________物质B的系统命名为___________。
(2)当与Br2按物质的量之比为1∶1反应时,所得产物有___________种。
(3)写出高聚物C的结构简式为___________。
【答案】(1) ①. CH3CH=CHCH3 ②. 加成反应 ③. 2,3-二甲基-2-丁烯
(2)3 (3)
【解析】
【分析】由流程图及信息,可逆推出A为CH3CH=CHCH3,B为;二者发生复分解反应,可生成2个分子的;与溴发生加成反应生成;在NaOH、醇溶液中加热,发生消去反应,生成,发生加聚反应,可生成C为。
【小问1详解】
根据分析,物质A的结构简式为CH3CH=CHCH3,②为与溴发生加成反应生成,B为,系统命名为2,3-二甲基-2-丁烯。
【小问2详解】
当与Br2按物质的量之比为1∶1反应时,可以发生1,2-加成,生成物的结构简式为、;也可以发生1,4-加成,生成物的结构简式为,故有3种产物。
【小问3详解】
发生加聚反应,可生成C,则C的结构简式为。
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