内容正文:
高二化学试卷
考生注意:
1.满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围:鲁科版选择性必修2(20%),选择性必修3(80%)。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 我们生活的衣食住行都离不开有机化合物,下列说法不正确的是
A. 甲烷是一种清洁能源,是天然气的主要成分
B. 用溶液浸泡过的藻土可使水果保鲜,是利用了乙烯的还原性
C. 乙炔用于焊接或切割金属,是因为乙炔燃烧时放出大量的热
D. 聚氯乙烯(PVC)塑料,可用于制作食品包装袋
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. NaCl电子式:
B. σ键电子云轮廓图:
C. 的VSEPR模型:
D. 结构示意图:
3. 下列有关共价键和键参数的说法不正确的是
A. 杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对
B. 碳碳双键比碳碳单键键能更大,故碳碳双键更稳定
C. 键比键键长更短,故比更稳定
D. 和的中心原子的杂化轨道类型均为杂化
4. 如图所示的是一种抗癌药物的结构简式。下列有关该药物的叙述错误的是
A. 分子式为
B. 能发生加成反应、取代反应和氧化反应
C. 该药物的官能团有羟基、酮羰基、碳碳双键三种
D. 该药物与足量反应可产生(标准状况)
5. 下列叙述正确的是
A. 酯都能发生水解反应 B. 苯能与溴水发生加成反应
C. 乙醇和乙酸互为同分异构体 D. 卤代烃都能发生消去反应
6. 某油脂的结构如下图所示,下列有关该油脂的叙述错误的是
A. 属于纯净物
B. 能制取肥皂
C. 该物质最多可与氢气加成
D. 与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有3种
7. 石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构,具有优异性能的新型材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,平面结构被破坏,转化为如图所示的氧化石墨烯。下列说法正确的是
A. 石墨烯是一种新型化合物
B. 石墨烯、氧化石墨烯都是碳的同素异形体
C. 键角大小:
D. 在水中的溶解度:石墨烯>氧化石墨烯
8. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1.7g羟基含有的电子数目为
B. 2.8g乙烯和环丙烷混合气体中的碳原子数目为0.2
C. 1 mol完全电离,电离出的数目为3
D. 标准状况下,11.2L 中氯原子的数目为1.5
9. 用下列实验装置进行相应实验,能够达到实验目的的是
A. 装置①可用于实验室制取少量的硝基苯
B. 装置②可用于、浓硫酸共热制乙酸乙酯
C. 装置③可用于分离乙酸乙酯和碳酸钠溶液的混合物
D. 装置④可用于分离乙醇和乙醚的混合物
10. 化合物X的分子式为C5H11Cl,用NaOH的醇溶液处理X,可得分子式为C5H10的两种产物Y、Z,Y、Z经催化加氢后都可得到2-甲基丁烷。若将化合物X用NaOH的水溶液处理,则所得有机产物的结构简式可能是( )
A. CH3CH2CH2CH2CH2OH B.
C. D.
11. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W的最外层电子数比X的最外层电子数少1个,X、Y、Z为同一周期元素,X、Y、Z组成一种化合物(ZXY)2的结构式如图所示。下列说法错误的是
A. W位于元素周期表的p区 B. 第一电离能:Y>Z>X
C. W的原子中有9种运动状态不同的电子 D. Y、W可形成共价晶体
12. 下列实验能获得成功的是
A. 可以用热的浓溶液来区分植物油和矿物油
B. 向经唾液充分作用后的苹果汁中滴入碘水检验淀粉的存在
C 蛋白质溶液中加入丙酮可以使蛋白质从溶液中析出,再加水又能溶解
D. 欲证明淀粉的水解产物为葡萄糖,可向试管中加入淀粉及的稀硫酸,加热,再向试管中加入新制悬浊液煮沸,观察有红色沉淀生成
13. 已知伞形酮可用雷琐苯乙酮和苹果酸在一定条件下反应制得
下列说法错误的是
A 雷琐苯乙酮最多有8个碳原子同一平面
B. 雷琐苯乙酮和伞形酮均能在NaOH溶液中水解
C. 1mol苹果酸最多可与2 mol NaHCO3反应
D. 两分子苹果酸的一种脱水缩合产物是:
14. 为实现下列各选项中的实验目的,对应的实验操作、现象及结论错误的是
选项
实验目的
实验操作、现象及结论
A
实验室证明乙炔生成
将饱和食盐水滴在电石上,将生成的气体通入高锰酸钾溶液,溶液褪色,则有乙炔生成
B
检验苯和甲苯
取少量试剂,分别加入酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液不褪色,则待检试剂为苯,若高锰酸钾溶液褪色,则待检试剂为甲苯
C
鉴别乙醇和氯仿
取少量两种试剂,分别加入蒸馏水,其中与水互溶不分层的为乙醇,分层的为氯仿
D
除去乙烷中混有的少量乙烯
将混合气体通入溴的四氯化碳溶液,溴的四氯化碳溶液褪色,乙烯与溴反应的生成物为液态有机物,乙烷不与溴反应,从溶液中逸出
A. A B. B C. C D. D
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 按要求回答下列问题:
(1)现有六种有机物,回答下列问题:
A.;B.;C.;D.;E. ;F.。
①A物质中含有的官能团名称为_______。
②上述化合物中互为同分异构体是_______(填标号)。
(2)青蒿素(分子式为)是目前最有效的抗疟疾药物,可从黄花蒿茎叶中提取。它是无色针状晶体,可溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,难溶于水,熔点为156℃~157℃,热稳定性差。常见的提取方法如下:
下列玻璃仪器中在操作Ⅰ中需要使用的有_______(填标号),操作Ⅱ为_______。
(3)GaN、GaP、GaAs熔融状态均不导电,据此判断它们是_______(填“共价”或“离子”)化合物。它们的晶体结构与金刚石相似,其熔点如下表所示,试分析GaN、GaP、GaAs的熔点依次降低的原因:_______。
物质
GaN
GaP
GaAs
熔点/℃
1700
1480
1238
(4)氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物,N原子部分填充在Mo原子立方品格的八面体空隙中,晶胞结构如图所示,其中氮化钼晶胞参数anm,阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度为_______(设阿伏加德罗常数的值为,用含a、的代数式表示)。
16. 按要求回答下列问题:
(1)2-丁烯的键线式为_______,其顺式结构式为_______。
(2)某烷烃的碳骨架如图所示:
其系统命名法名称为_______,其一氯取代物有_______种。
(3)分子式为,核磁共振氢谱吸收峰有两组峰的烃的结构简式为_______。
(4)用*标出分子中的手性碳原子:_______。
(5)写出实验室制乙炔的化学方程式:_______。
(6)某有机物是汽车防冻液的成分之一,经元素分析测定,该有机物的质量分数是:碳,氢,氧。
①已知该有机物的密度是同温同压下氢气密度的31倍,则该有机物的相对分子质量为_______。
②根据该有机物的实验式和相对分子质量,确认其分子式为_______。
③若该有机物的红外光谱中有羟基和烃的吸收峰,写出其可能的结构简式:_______。
17. 己二酸(HOOCCH2CH2CH2CH2COOH)是一种工业上有重要意义的二元酸,实验室利用环己醇()合成己二酸的反应原理为:+8HNO3→HOOCCH2CH2CH2CH2COOH+8NO2↑+5H2O
实验装置如下图:
可能用到的有关数据如下表所示:
物质
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
相对分子质量
环己醇
25.9
160.8
20℃时水中溶解度为3.6g,可溶于乙醇、苯
100
己二酸
152
337.5
在水中溶解度:15℃时为1.44g,25℃时为2.3g,易溶于乙醇,不溶于苯
146
实验步骤如下:
①在三口烧瓶中加入50mL50%硝酸(密度为),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放5.4mL(5.2g)环己醇。
②水浴加热三口烧瓶至50℃左右,移去水浴,逐滴加入5~6滴环己醇,摇动三口烧瓶,观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩余的环己醇,维持反应温度在60~65℃之间。
③当环己醇全部加入后,将混合物用80~90℃水浴加热约10min(注意控制温度),直至_______为止。
④趁热将反应液倒入烧杯中,放入冰水浴中冷却,析出晶体后过滤、洗涤得粗产品。
⑤粗产品经提纯后称重为5.2g。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称为_______。
(2)步骤②环己醇要逐滴滴加的原因是_______。
(3)步骤③中,停止加热的判断依据是_______。
(4)烧杯中NaOH溶液的作用是_______(用离子方程式表示)。
(5)步骤④中为了除去可能的杂质和减少产品损失,可分别用冰水和_______洗涤晶体。
(6)粗产品可用_______法(填实验操作名称)提纯。
(7)本实验所得己二酸产率为_______。(保留一位小数)
18. 苯乙烯(A)是一种重要化工原料,以苯乙烯为原料可以制备一系列化工产品,如图所示。
回答下列问题:
(1)E中所含官能团的名称是______,F在一定条件下也可以得到A,则F→A的反应类型是_______。
(2)第②步反应所需的试剂是_______(填化学式)。
(3)写出D→E的化学方程式:_______。
(4)G是F的同分异构体,其中属于酚类的G有_______种,其中符合核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为6∶2∶1∶1的结构简式为_______(任写一种)。
(5)X为2-甲基丙烯,以它为原料合成,可利用题干信息设计如下一条合成路线。
则框图中X、Z的结构简式为_______、_______。
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高二化学试卷
考生注意:
1.满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围:鲁科版选择性必修2(20%),选择性必修3(80%)。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 我们生活的衣食住行都离不开有机化合物,下列说法不正确的是
A. 甲烷是一种清洁能源,是天然气的主要成分
B. 用溶液浸泡过的藻土可使水果保鲜,是利用了乙烯的还原性
C. 乙炔用于焊接或切割金属,是因为乙炔燃烧时放出大量的热
D. 聚氯乙烯(PVC)塑料,可用于制作食品包装袋
【答案】D
【解析】
【详解】A.天然气的主要成分是甲烷,甲烷燃烧放出大量的热,且产物CO2和H2O不会污染环境,故甲烷是一种清洁能源,故A正确;
B.用高锰酸钾浸泡过的藻土可使水果保鲜,是用酸性高锰酸钾溶液将乙烯氧化,即是利用了乙烯的还原性,故B正确;
C.因为乙炔燃烧时放出大量的热,所以乙炔用于焊接或切割金属,故C正确;
D.聚氯乙烯(PVC)含有氯元素,使用不当会产生有毒的氯化物等 ,故聚氯乙烯(PVC)塑料不可用于制作食品包装袋,故D错误;
故选D。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. NaCl电子式:
B. σ键电子云轮廓图:
C. 的VSEPR模型:
D. 结构示意图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaCl是离子化合物,电子式为,A错误;
B.σ键为“头碰头”的方式重叠成键,π键为“肩并肩”的方式重叠成键,是p-p π键电子云轮廓图,B错误;
C.价电子对数为,VSEPR模型为四面体型,C正确;
D.Cl﹣核外有18个电子,结构示意图为,D错误;
故选C。
3. 下列有关共价键和键参数的说法不正确的是
A. 杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对
B. 碳碳双键比碳碳单键键能更大,故碳碳双键更稳定
C. 键比键键长更短,故比更稳定
D. 和的中心原子的杂化轨道类型均为杂化
【答案】B
【解析】
【详解】A.杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键孤对电子,没有杂化的p轨道形成π键,故A正确;
B.碳碳双键的键能为615KJ,碳碳单键键能为348kJ,则碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的2倍,碳碳双键不稳定,易断裂,故B错误;
C.键长越短,键能越大,键越稳定,C-H键比Si-H键键长更短,键能更大,化学键更稳定,所以故CH4比SiH4更稳定,故C正确;
D.SiF4中Si原子价层电子对数=,中S原子价层电子对数=,二者的中心原子的杂化轨道类型均为杂化,故D正确;
故选B。
4. 如图所示的是一种抗癌药物的结构简式。下列有关该药物的叙述错误的是
A. 分子式为
B. 能发生加成反应、取代反应和氧化反应
C. 该药物的官能团有羟基、酮羰基、碳碳双键三种
D. 该药物与足量反应可产生(标准状况)
【答案】C
【解析】
【详解】A.由该药物结构式可知,分子式为,A正确;
B.该药物含有碳碳双键,能发生加成、氧化反应;含有羟基,能发生取代反应、氧化反应;含有羧基,能发生取代反应,B正确;
C.该药物含有的官能团有羟基、碳碳双键、羧基三种,C错误;
D.羧基上的氢和羟基上的氢都能与金属钠反应生成该药物与足量反应可产生,D正确;
答案选C。
5. 下列叙述正确的是
A. 酯都能发生水解反应 B. 苯能与溴水发生加成反应
C. 乙醇和乙酸互为同分异构体 D. 卤代烃都能发生消去反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.酯都有酯基,酯能水解为羧酸和醇(碱性条件下为羧酸盐和醇),故A正确;
B.苯能与液溴在催化剂作用下发生取代反应,与溴水不反应,故B错误;
C.乙醇的分子式为C2H6O、乙酸的分子式为C2H4O2,二者不是同分异构体,故C错误;
D.只有卤原子β位碳原子上有氢原子的卤代烃才能发生消去反应,故D错误;
故选A。
6. 某油脂的结构如下图所示,下列有关该油脂的叙述错误的是
A. 属于纯净物
B. 能制取肥皂
C. 该物质最多可与氢气加成
D. 与其互为同分异构体且完全水解后产物相同的油脂有3种
【答案】D
【解析】
【详解】A.有确定结构属于纯净物,该油脂结构确定,因此属于纯净物,故A正确;
B.油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸钠是肥皂的主要成分,,故B正确;
C.从该油脂的结构可知,1分子该油脂有6个碳碳双键,因此该物质最多可与氢气加成,故C正确;
D.与其互为同分异构体且完全水解后产物相同,则与甘油发生酯化的高级脂肪酸相同,只是发生酯化反应的位置不同,中间碳上的高级脂肪酸可分别与上、下的高级脂肪酸互换位置,因此存在两种同分异构体,故D错误;
故选D。
7. 石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构,具有优异性能的新型材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,平面结构被破坏,转化为如图所示的氧化石墨烯。下列说法正确的是
A. 石墨烯是一种新型化合物
B. 石墨烯、氧化石墨烯都是碳的同素异形体
C. 键角大小:
D. 在水中的溶解度:石墨烯>氧化石墨烯
【答案】C
【解析】
【详解】A.石墨烯是一种由单层碳原子构成的单质,不是化合物,A错误;
B.氧化石墨烯含有氢、氧元素,故不是碳的同素异形体,B错误;
C.石墨烯中的碳原子与相邻碳原子之间的键角为120°,氧化石墨烯中1个碳原子连4个原子且形成四面体结构,键角接近109.5°,所以键角大小:,C正确;
D.氧化石墨烯中的氧原子与水中的氢原子、氧化石墨烯中的氢原子与水中的氧原子都可以形成氢键,所以在水中的溶解度:石墨烯<氧化石墨烯,D错误;
故选C。
8. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1.7g羟基含有的电子数目为
B. 2.8g乙烯和环丙烷混合气体中的碳原子数目为0.2
C. 1 mol完全电离,电离出的数目为3
D. 标准状况下,11.2L 中氯原子的数目为1.5
【答案】B
【解析】
【详解】A.1.7g羟基物质的量是0.1 mol,羟基是电中性基团,一个羟基有9个电子,所以1.7g羟基含有的电子数目应为0.9,故A错误;
B.乙烯和环丙烷的最简式都是,所以2.8g乙烯和环丙烷混合气体中含有CH2的物质的量是0.2 mol,因此其中所含的C原子的数目是0.2,故B正确;
C.1 mol完全电离时只能电离出外界的2mol,即电离出的数目为2,故C错误;
D.标准状况下,为液态物质,不能使用22.4L/mol计算其物质的量,故D错误;
故答案为:B。
9. 用下列实验装置进行相应的实验,能够达到实验目的的是
A. 装置①可用于实验室制取少量的硝基苯
B. 装置②可用于、浓硫酸共热制乙酸乙酯
C. 装置③可用于分离乙酸乙酯和碳酸钠溶液的混合物
D. 装置④可用于分离乙醇和乙醚的混合物
【答案】D
【解析】
【详解】A.制备硝基苯应水浴加热,温度计测定水温度,加热至50℃~60℃,,A项错误;
B.制取乙酸乙酯时,导管口应放在溶液的液面上,防止发生倒吸,B项错误;
C.乙酸乙酯与碳酸钠溶液不互溶,会分层,互不相溶的液体的分离采用分液的方法,C项错误;
D.乙醚和乙醇的沸点相差较大,可采取蒸馏分离乙醇和乙醚的混合物,D正确;
答案选D。
10. 化合物X的分子式为C5H11Cl,用NaOH的醇溶液处理X,可得分子式为C5H10的两种产物Y、Z,Y、Z经催化加氢后都可得到2-甲基丁烷。若将化合物X用NaOH的水溶液处理,则所得有机产物的结构简式可能是( )
A. CH3CH2CH2CH2CH2OH B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据能跟H2加成生成2-甲基丁烷,说明Y和Z均为分子中含5个C原子的不饱和烃,其碳骨架为 ,氯代烃发生消去反应生成烯烃和烯烃加氢生成烷烃,碳架不变,故所得有机产物的碳架有一个支链甲基。
【详解】A.CH3CH2CH2CH2CH2OH没有支链,A错误;
B. 对应X为 ,生成的烯烃有2种,符合题目要求,B正确;
C. 对应的X发生消去反应生成一种烯烃,C错误;
D. 对应X为 ,不能发生消去反应,D错误。
答案选B。
【点晴】熟悉卤代烃消去的规律和烯烃的加成特点是解题的关键。卤代烃发生消去反应的条件是:①分子中碳原子数≥2;②与—X相连的碳原子的邻位碳上必须有氢原子。与—X相连的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子的卤代烃[如CH3X、(CH3)3C-CH2X等]不能发生消去反应。
11. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,W的最外层电子数比X的最外层电子数少1个,X、Y、Z为同一周期元素,X、Y、Z组成一种化合物(ZXY)2的结构式如图所示。下列说法错误的是
A. W位于元素周期表的p区 B. 第一电离能:Y>Z>X
C. W的原子中有9种运动状态不同的电子 D. Y、W可形成共价晶体
【答案】C
【解析】
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X、Y、Z为同一周期元素,根据价键结构得到X为C,Y为N,Z为O,W的最外层电子数比X的最外层电子数少1个,则W为Al,据此解答。
【详解】A.W为Al,位于元素周期表的p区,A正确;
B.由于氮元素的2p轨道电子处于半充满稳定状态,第一电离能大于相邻元素,所以第一电离能:,B正确;
C.原子中每个电子的运动状态均不相同,元素Al的原子中共有13种运动状态不同的电子,C错误;
D.氮元素和铝元素形成的化合物AlN属于共价晶体,D正确;
答案选C。
12. 下列实验能获得成功的是
A. 可以用热的浓溶液来区分植物油和矿物油
B. 向经唾液充分作用后的苹果汁中滴入碘水检验淀粉的存在
C. 蛋白质溶液中加入丙酮可以使蛋白质从溶液中析出,再加水又能溶解
D. 欲证明淀粉的水解产物为葡萄糖,可向试管中加入淀粉及的稀硫酸,加热,再向试管中加入新制悬浊液煮沸,观察有红色沉淀生成
【答案】A
【解析】
【详解】A.植物油的主要成分是酯,在热的浓溶液中水解,分层现象消失,矿物油的主要成分是烃,与不反应,会分层,A项正确;
B.经唾液充分作用后的苹果汁中的淀粉已完全水解,检验不出淀粉的存在,B项错误;
C.丙酮可使蛋白质变性,加水不再溶解,C项错误;
D.加入新制悬浊液之前没有加溶液中和稀硫酸,所以观察不到红色沉淀生成,D项错误;
答案选A。
13. 已知伞形酮可用雷琐苯乙酮和苹果酸在一定条件下反应制得
下列说法错误的是
A. 雷琐苯乙酮最多有8个碳原子同一平面
B. 雷琐苯乙酮和伞形酮均能在NaOH溶液中水解
C. 1mol苹果酸最多可与2 mol NaHCO3反应
D. 两分子苹果酸的一种脱水缩合产物是:
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.苯环上六个碳原子共面,支链上的两个碳原子可以和苯环上碳原子共面,A正确;
B.雷琐苯乙酮不能在NaOH溶液中水解,伞形酮能在NaOH溶液中水解,B错误;
C.1mol苹果酸含有2mol-COOH,最多可与2 mol NaHCO3反应,C正确;
D.苹果酸含有羧基和羟基,可发生酯化反应,两分子苹果酸的一种脱水缩合产物是:,D正确;
答案选B。
14. 为实现下列各选项中的实验目的,对应的实验操作、现象及结论错误的是
选项
实验目的
实验操作、现象及结论
A
实验室证明乙炔生成
将饱和食盐水滴在电石上,将生成的气体通入高锰酸钾溶液,溶液褪色,则有乙炔生成
B
检验苯和甲苯
取少量试剂,分别加入酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液不褪色,则待检试剂为苯,若高锰酸钾溶液褪色,则待检试剂为甲苯
C
鉴别乙醇和氯仿
取少量两种试剂,分别加入蒸馏水,其中与水互溶不分层的为乙醇,分层的为氯仿
D
除去乙烷中混有的少量乙烯
将混合气体通入溴的四氯化碳溶液,溴的四氯化碳溶液褪色,乙烯与溴反应的生成物为液态有机物,乙烷不与溴反应,从溶液中逸出
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.电石中含有杂质,与水反应能生成硫化氢等气体杂质,硫化氢也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A错误;
B.甲苯为苯的同系物,可以使酸性高锰酸钾褪色,而苯不能,故B正确;
C.乙醇与水互溶,乙醇加水后不分层,氯仿不溶于水,氯仿加水后会有分层现象,故C正确;
D.烯与溴反应生成液态油状的1,2-二溴乙烷,与气态乙烷分离,将混合气体通过溴的四氯化碳溶液可以除去乙烷混油的少量乙烯,故D正确;
故选A。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 按要求回答下列问题:
(1)现有六种有机物,回答下列问题:
A.;B.;C.;D.;E. ;F.。
①A物质中含有的官能团名称为_______。
②上述化合物中互为同分异构体的是_______(填标号)。
(2)青蒿素(分子式为)是目前最有效的抗疟疾药物,可从黄花蒿茎叶中提取。它是无色针状晶体,可溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,难溶于水,熔点为156℃~157℃,热稳定性差。常见的提取方法如下:
下列玻璃仪器中在操作Ⅰ中需要使用的有_______(填标号),操作Ⅱ为_______。
(3)GaN、GaP、GaAs熔融状态均不导电,据此判断它们是_______(填“共价”或“离子”)化合物。它们的晶体结构与金刚石相似,其熔点如下表所示,试分析GaN、GaP、GaAs的熔点依次降低的原因:_______。
物质
GaN
GaP
GaAs
熔点/℃
1700
1480
1238
(4)氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。它属于填隙式氮化物,N原子部分填充在Mo原子立方品格的八面体空隙中,晶胞结构如图所示,其中氮化钼晶胞参数anm,阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度为_______(设阿伏加德罗常数的值为,用含a、的代数式表示)。
【答案】(1) ①. 碳碳双键、羟基 ②. A和C
(2) ①. BD ②. 蒸馏
(3) ①. 共价 ②. 它们均为共价晶体,由于N、P、As的原子半径依次增大,故、、的键长依次增大,共价键越长,键能越小,熔点越低
(4)
【解析】
【小问1详解】
通过观察 A 物质中含有碳碳双键和羟基,故答案为:碳碳双键和羟基;同分异构体为分子式相同而结构不同的物质,故为A和C;
【小问2详解】
操作Ⅰ为分离固液的操作,是过滤,需要烧杯、漏斗、玻璃棒,选BD;Ⅱ为蒸馏分离物质的操作;
【小问3详解】
GaN、GaP、GaAs熔融状态均不导电,说明它们中没有那、阳离子,故据此判新它们是共价化合物,它们的晶体结构与金刚石相似,说明它们均为原子(共价)晶体,GaN、GaP、GaAs熔点分别为1700℃、1480℃、1238℃,且N、P、As原子半径增大,Ga-N 、Ga-P、Ga-As键长逐渐增大,键能减小,断裂化学键需要的能量小,因此熔点降低;故答案:它们均为共价晶体,由于N、P、As的原子半径依次增大,故、、的键长依次增大,共价键越长,键能越小,熔点越低;
【小问4详解】
由题图信息知,Mo原子位于晶胞的顶角和面心,1个晶胞含有Mo原子的个数为,N原子位于晶胞的棱上和体心,1个晶胞含有N原子的个数为,故氮化钼的化学式为;氮化钼晶胞边长为anm,晶体的密度为:。
16. 按要求回答下列问题:
(1)2-丁烯的键线式为_______,其顺式结构式为_______。
(2)某烷烃的碳骨架如图所示:
其系统命名法名称为_______,其一氯取代物有_______种。
(3)分子式为,核磁共振氢谱吸收峰有两组峰的烃的结构简式为_______。
(4)用*标出分子中的手性碳原子:_______。
(5)写出实验室制乙炔的化学方程式:_______。
(6)某有机物是汽车防冻液的成分之一,经元素分析测定,该有机物的质量分数是:碳,氢,氧。
①已知该有机物的密度是同温同压下氢气密度的31倍,则该有机物的相对分子质量为_______。
②根据该有机物的实验式和相对分子质量,确认其分子式为_______。
③若该有机物的红外光谱中有羟基和烃的吸收峰,写出其可能的结构简式:_______。
【答案】(1) ①. (或) ②.
(2) ①. 2,2-二甲基丙烷 ②. 1
(3) (4) (5)
(6) ①. 62 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
2-丁烯是有4个碳原子的单烯烃,双键在2号位,其键线式为(或),当双键两端的氢原子(或甲基)在双键的同侧时为顺式结构:;
【小问2详解】
该烷烃的主链有3个碳原子,2号位有2个甲基,系统命名法为2,2-二甲基丙烷,其结构中只有4个甲基上有氢原子,且这4个甲基等效,因此只有1种一氯代物;
【小问3详解】
分子式为属于烷烃,核磁共振氢谱吸收峰有两组峰的烃是2,3-二甲基丁烷,结构简式为;
【小问4详解】
手性碳是连接着4个不同原子或原子团的碳原子,因此中手性碳如图所示:;
【小问5详解】
向电石中加入饱和食盐水可以制得乙炔,其化学方程式为;
【小问6详解】
该有机物的密度是同温同压下氢气密度的31倍,则其相对分子量是氢气的31倍,该有机物的相对分子质量为62;该有机物中各元素的质量分数是:碳,氢,氧则其分子中碳原子、氢原子、氧原子的原子个数比为其实验式为CH3O,则其分子中有个CH3O,分子式为;该有机物的红外光谱中有羟基和烃的吸收峰且其分子式为,则其结构简式可能为。
17. 己二酸(HOOCCH2CH2CH2CH2COOH)是一种工业上有重要意义的二元酸,实验室利用环己醇()合成己二酸的反应原理为:+8HNO3→HOOCCH2CH2CH2CH2COOH+8NO2↑+5H2O
实验装置如下图:
可能用到的有关数据如下表所示:
物质
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
相对分子质量
环己醇
25.9
160.8
20℃时水中溶解度为3.6g,可溶于乙醇、苯
100
己二酸
152
337.5
在水中溶解度:15℃时为1.44g,25℃时为2.3g,易溶于乙醇,不溶于苯
146
实验步骤如下:
①在三口烧瓶中加入50mL50%硝酸(密度为),再加入1~2粒沸石,滴液漏斗中盛放5.4mL(5.2g)环己醇。
②水浴加热三口烧瓶至50℃左右,移去水浴,逐滴加入5~6滴环己醇,摇动三口烧瓶,观察到有红棕色气体放出时再慢慢滴加剩余的环己醇,维持反应温度在60~65℃之间。
③当环己醇全部加入后,将混合物用80~90℃水浴加热约10min(注意控制温度),直至_______为止。
④趁热将反应液倒入烧杯中,放入冰水浴中冷却,析出晶体后过滤、洗涤得粗产品
⑤粗产品经提纯后称重为5.2g。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称为_______。
(2)步骤②环己醇要逐滴滴加的原因是_______。
(3)步骤③中,停止加热的判断依据是_______。
(4)烧杯中NaOH溶液的作用是_______(用离子方程式表示)。
(5)步骤④中为了除去可能的杂质和减少产品损失,可分别用冰水和_______洗涤晶体。
(6)粗产品可用_______法(填实验操作名称)提纯。
(7)本实验所得己二酸产率为_______。(保留一位小数)
【答案】(1)球形冷凝管
(2)该反应为放热反应,滴加速度过快,反应过于剧烈,易引起爆炸,同时会使温度过高,导致硝酸分解,原料利用率降低
(3)无红棕色气体产生时
(4)2NO2+2OH-=++H2O
(5)苯 (6)重结晶
(7)68.5%
【解析】
【小问1详解】
由仪器构造可知,仪器B的名称为球形冷凝管,故答案为:球形冷凝管;
【小问2详解】
控制环己醇的加入速度,防止反应过于剧烈引起爆炸,温度迅速上升,还会使硝酸分解,原料利用率降低,故答案为:该反应为放热反应,滴加速度过快,反应过于剧烈,易引起爆炸,同时会使温度过高,导致硝酸分解,原料利用率降低;
【小问3详解】
判断反应完成需要有明确的实验现象,本实验中,基于反应有色物质是NO2,当NO2不再产生时,反应已经完成,从现象来说就是红棕色气体不再产生,故答案为:无红棕色气体产生时;
【小问4详解】
烧杯中NaOH溶液的作用是吸收NO2,防止污染空气,NO2与NaOH溶液反应生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,反应的离子方程式为2NO2+2OH-=++H2O,故答案为:2NO2+2OH-=++H2O;
【小问5详解】
己二酸溶解度随温度变化较大,用冰水洗涤有利于晶体析出;根据表格可知,己二酸易溶于乙醇,不溶于苯,而环己醇易溶于苯和乙醇,要减少因洗涤导致的损失,可以分别用冰水和苯洗涤晶体,故答案为:苯;
【小问6详解】
由于二者在水中的溶解度随温度的变化不同,则粗产品可用重结晶法提纯,故答案为:重结晶;
【小问7详解】
由制备反应可知,5.2g环己醇完全反应,理论上制得的己二酸的质量为146g/mol=146g,则己二酸产率为100%=68.5%,故答案为:68.5%。
18. 苯乙烯(A)是一种重要化工原料,以苯乙烯为原料可以制备一系列化工产品,如图所示。
回答下列问题:
(1)E中所含官能团的名称是______,F在一定条件下也可以得到A,则F→A的反应类型是_______。
(2)第②步反应所需的试剂是_______(填化学式)。
(3)写出D→E的化学方程式:_______。
(4)G是F的同分异构体,其中属于酚类的G有_______种,其中符合核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为6∶2∶1∶1的结构简式为_______(任写一种)。
(5)X为2-甲基丙烯,以它为原料合成,可利用题干信息设计如下一条合成路线。
则框图中X、Z的结构简式为_______、_______。
【答案】(1) ①. 羟基 ②. 消去反应
(2)、
(3)
(4) ①. 9 ②. 或
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】A是苯乙烯,和水加成生成F;A和氯气加成生成卤代烃B,B发生苯环上的取代反应引入氯原子生成C,C和氢气加成生成D,D发生水解生成醇E。
【小问1详解】
根据E的结构简式可知,E中所含官能团的名称是羟基;F中含有羟基,发生消去反应生成碳碳双键得到A,为消去反应;
【小问2详解】
第②步反应是B发生苯环上的取代反应,则该反应所需的试剂是:、;
【小问3详解】
D中氯原子在氢氧化钠水溶液加热条件下发生取代反应引入羟基得到E,反应为: +3NaOH +3NaCl;
【小问4详解】
G是F 的同分异构体,其属于酚类,则应将羟基直接连在苯环上,第一种情况为苯环上连有与,它们的位置关系有邻间对三种,第二种情况为苯环连有三个取代基分别为与两个,3个取代基中2个相同,则它们的位置关系有六种,故X的同分异构体中属于酚类一共有9种;其中符合核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为的X的结构简式则应该构造对称的两个甲基,故结构为: 或者 ;
【小问5详解】
利用题干信息,以2-甲基丙烯为原料 合成2-甲基-2-羟基丙酸 ,对照原料与目标合成物,2-甲基丙烯应先与加成,然后结合题干信息D→E,将卤素原子取代变成羟基,再将羟基氧化即得目标物(2号碳上的羟基无氢不能被氧化);故X为 、Z为;
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