内容正文:
26届高二12月期中考试
化学试题
可能用到的相对原子质量:B:11 C:12 N:14 O:16 P:31 S:32 Cl:35.5 Cu:64 Zn:65
第I卷 选择题(共42分)
一、选择题:本题包括14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题意。
1. 高分子材料在人类生产、生活中有广泛的应用,下列说法正确的是
A. 在制备高吸水性树脂时加入少量交联剂得到网状结构的树脂,是为了增强其稳定性
B. 以木材、秸秆等农副产品为原料,经加工处理后可以得到合成纤维
C. 在碱催化下,苯酚与过量甲醛反应可以制得网状结构的酚醛树脂,受热不能软化或熔融
D. 聚氯乙烯薄膜透明性好,具有防潮、防水、绝缘等功能,广泛用作食品包装袋、雨衣、塑料大棚等
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 羧基的电子式: B. 对羟基苯甲酸的分子式:
C. NaCl的晶胞: D. 统命名为:2,4,4一三甲基己烷
3. 下列关于有机化合物的说法不正确的是
A.木糖醇()是一种天然甜味剂,属于糖类化合物
B.聚乙烯由线型结构转变为网状结构能够增加材料的强度
C.DNA分子复制过程中存在氢键的断裂和形成
D.烷基磺酸钠(表面活性剂)在水中聚集形成的胶束属于超分子
A. A B. B C. C D. D
4. 下列说法正确的是
A. 同温同物质的量浓度酸的酸性强弱顺序:
B. 晶体各向异性导致石墨在层与层垂直方向上的电导率大
C. 苯酚钠溶液中通入少量:+
D. 戊二醛分子式是,符合此分子式的二元醛有3种
5. 阿莫西林是常见的抗生素,其结构如图所示,下列说法错误的是
A. 阿莫西林与溶液共热时最多可消耗
B. 阿莫西林的分子式为
C. 阿莫西林与反应时最多消耗
D. 阿莫西林能与浓溴水反应
6. 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 46g分子式为的有机物含有的键数目一定为
B. 标准状况下,11.2L一氯甲烷所含分子数为
C. 常温常压下,中所含键数目为
D. 某气态团簇分子结构如上图所示,该气态团簇分子的分子式为
7. 下列实验方案不能达到实验目的是
实验目的
实验方案
A
证明1-溴丁烷发生消去反应有烯烃生成
向圆底烧瓶中加入NaOH和乙醇,搅拌后加入适量的1-溴丁烷,微热,将产生的气体通入盛水的试管后,再通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
B
验证乙炔能否被酸性高锰酸钾溶液氧化
将电石与饱和食盐水反应生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液是否褪色
C
证明溴乙烷中的Br变成了
将溴乙烷与氢氧化钠溶液共热,取冷却后反应液先滴加硝酸,再滴加硝酸银溶液,观察沉淀颜色
D
验证苯和液溴在FeBr3的催化下发生取代反应
将反应产生的混合气体先通入CCl4,再通入AgNO3溶液中,观察是否有淡黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
8. 冠醚可以夹带碱金属离子,如18-冠-6通过“夹带”而将携带进入烯烃,已知的空间结构与相同。下列说法错误的是
A. 的空间结构为正四面体形 B. 18-冠-6“夹带”时,O提供孤电子对
C. 18-冠-6的外部骨架具有亲水性 D. 18-冠-6能加快氧化烯烃的反应速率
9. X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素,由其组成化合物的结构如图所示,Q的原子最外层电子数是电子层数的3倍,下列说法正确的是
A. 原子半径:W>Q>Z>Y>X
B. Z2X4中既有极性键,又有非极性键
C. 电负性:Z>Q>Y
D. W、Q形成的二元化合物与X2Q、YQ2反应都是氧化还原反应
10. 双水杨醛缩乙二胺合铜席夫碱金属配合物应用广泛,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 该配合物中铜离子的配位数为4
B. 键角:CH4>NH3>H2O
C. 基态原子的第一电离能:C<N<O
D. 该配合物中碳原子的杂化方式有sp2和sp3
11. 对氨基苯甲酸( )可用作医药、染料中间体。以对硝基苯甲酸( )为原料,采用电解法合成对氨基苯甲酸的装置如图所示(两电极均为惰性电极)。下列说法正确的是
A. M电极上发生还原反应,失去电子
B. N电极上的电极反应式为
C. 电池工作时,每转移0.6mol电子,则左侧工作室生成0.1mol对氨基苯甲酸
D. 电池工作时,右侧工作室的穿过阳离子交换膜向M电极方向移动
12. 光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。下列说法错误的是
A. 该高分子材料可降解 B. 异山梨醇中所有碳原子共平面
C. 反应式中化合物X为甲醇 D. 该聚合反应为缩聚反应
13. 阿司匹林肠溶片的有效成分为乙酰水杨酸()。为检验其官能团,某小组同学进行如下实验。下列说法不正确的是
A. 对比①②中实验现象说明乙酰水杨酸中含有羧基
B. ③中加热时发生的反应为+H2O+CH3COOH
C. 对比②③中实验现象说明乙酰水杨酸中含有酯基
D. ④中实验现象说明乙酰水杨酸在碱性条件下未发生水解
14. 磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,其结构与金刚石类似,磷化硼的晶胞结构如图所示。已知:①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标;②设该晶胞的参数为。
下列说法正确的是
A. 基态磷原子的电子在原子核外的空间运动状态有15种
B. 该晶体的密度为
C. c原子的坐标为
D. 磷化硼晶胞沿z轴方向上的投影图为
第II卷(非选择题 共58分)
二、非选择题:本题包括4小题,共58分。
15. 我国科学家首次报道了双金属Cu/Ni催化剂催化醛亚胺酯的不对称苄基化反应,获得了一系列含有苄基()取代的季碳氨基酸衍生物。这是双金属催化剂在不对称合成领域的重大突破。
(1)基态Cu原子中,电子占据的最高能层具有的原子轨道数为___________。在火焰上灼烧时火焰的颜色为绿色,从微观角度解释部分金属元素在火焰上灼烧呈现特殊颜色的原因___________。
(2)4-氯卞氯()是合成L-苯丙氨酸()的中间体。比较4-氯卞氯与L-苯丙氨酸沸点大小并说明原因:___________。
(3)晶体中,1mol配离子含有的键个数为___________个,的空间构型为___________,基态Ni原子价层电子的轨道表达式为___________。
(4)自然界中原生铜的硫化物经氧化、淋滤后变成溶液,遇到ZnS(晶胞结构如下图所示,晶胞参数为a nm)可缓慢转化为CuS。ZnS晶胞中,的配位数为___________,与的最短距离为___________nm。
16. 硫酸四氨合铜晶体{}是一种重要的染料及农药中间体,小组同学拟用溶液为原料来制备。
I.制备溶液
实验1:
实验2:
(1)实验2中溶液由最初的蓝色变为深蓝色,是因为其中的配离子由___________(写化学式)变为。
(2)研究实验1、2中现象不同的原因。
【提出猜测】i.可能影响的生成。
ii.促进了的生成。
【进行实验】将浊液a过滤,洗涤沉淀,把所得固体分成两份。
①向其中一份加入___________(填试剂),若出现的现象为___________,则猜测i不成立。
②向另一份加入过量氨水,再滴入几滴___________溶液,沉淀溶解,得到深蓝色溶液,则猜测ii成立
II.制备硫酸四氨合铜晶体
(3)向实验2得到的深蓝色溶液中,加入一定量无水乙醇,析出深蓝色晶体。关于上述由硫酸铜溶液制得硫酸四氨合铜晶体过程中,下列说法不正确的是___________。
A. 上述过程中涉及3种配离子
B. 上述过程涉及的含铜配离子的配位数均为4
C. 上述的转化过程说明铜离子与不同配体形成的配位键强度不同
D. 析出深蓝色晶体的原因是乙醇分子的极性小于水
(4)Cu元素位于周期表的___________区,已知高温下比CuO更稳定,试从铜原子核外电子结构角度解释其原因:___________。
17. 邻苯二甲酰亚胺广泛用于染料、农药医药橡胶、香料等行业,是许多重要有机精细化学品的中间体。反应原理为:
制备邻苯二甲酰亚胺的实验装置如图所示。
物质
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯酐
131~134
284
不溶于冷水,微溶于热水
邻氨甲酰苯甲酸
140~143
394.2
稍溶于热水
邻苯二甲酰亚胺
232~235
366
微溶于水,易溶于碱溶液
实验步骤:向装置甲的三颈烧瓶中加入14.8000g苯酐(相对分子质量为148),然后再加入15.0mL氨水(过量),加热至冷凝管中有部分液体回流时开启搅拌,控制温度为80~95℃,待苯酐固体完全反应后,改为蒸馏装置乙,继续加热,将装置中的水蒸出,体系温度逐渐升高至固体熔化。保温反应60min后,冷却至室温,洗涤、抽滤、烘干,进一步提纯得固体邻苯二甲酰亚胺(相对分子质量为147)14.1120g。
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称是___________。
(2)仪器Y中冷水由___________(填“a”或“b”)口流出。
(3)装置甲中温度控制在80-95℃,若温度过低导致的结果是___________。
(4)反应①中除了生成邻氨甲酰苯甲酸,还可能生成的副产物是___________(写一种物质的结构简式)。
(5)蒸馏时,需要及时将装置中的水蒸出,目的是___________。
(6)该固体产品产率是___________。
(7)邻苯二甲酰亚胺还可以用邻二甲苯与氨气、空气在加热条件下催化反应一步制得,写出该反应的化学方程式:___________。
18. 普瑞巴林(J)是一种抗癫痫药物,以烃A为原料制备J的合成路线如下:
已知:
①
②
回答下列问题:
(1)A的名称为___________。
(2)B中所含官能团的名称为___________。F→G的反应类型是___________。
(3)C→D的化学方程式是___________。
(4)D→E化学方程式是___________。
(5)已知I分子中含有1个六元环,其结构简式为___________。
(6)K有多种同分异构体,其中属于-氨基酸,即结构式可表示为且分子中含有2个手性碳原子的结构有___________种。
(7)写出以1-丙醇和为主要原料制备有机物M()的合成路线___________,无机试剂任选。
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26届高二12月期中考试
化学试题
可能用到的相对原子质量:B:11 C:12 N:14 O:16 P:31 S:32 Cl:35.5 Cu:64 Zn:65
第I卷 选择题(共42分)
一、选择题:本题包括14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题意。
1. 高分子材料在人类生产、生活中有广泛的应用,下列说法正确的是
A. 在制备高吸水性树脂时加入少量交联剂得到网状结构树脂,是为了增强其稳定性
B. 以木材、秸秆等农副产品为原料,经加工处理后可以得到合成纤维
C. 在碱催化下,苯酚与过量甲醛反应可以制得网状结构的酚醛树脂,受热不能软化或熔融
D. 聚氯乙烯薄膜透明性好,具有防潮、防水、绝缘等功能,广泛用作食品包装袋、雨衣、塑料大棚等
【答案】C
【解析】
【详解】A.高吸水性树脂加入少量交联剂获得网状结构,可以防止其溶于水,故A错误;
B.以木材、秸秆等农副产品为原料,经加工处理后可以得到再生纤维或人造纤维,故B错误;
C.在碱催化下,苯酚可与过量甲醛反应,制得网状结构的酚醛树脂,故C正确;
D.聚氯乙烯塑料有毒,不可用于食品包装袋,故D错误;
故选C。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 羧基的电子式: B. 对羟基苯甲酸的分子式:
C. NaCl的晶胞: D. 统命名为:2,4,4一三甲基己烷
【答案】D
【解析】
【详解】A.羧基的电子式为,A项错误;
B.对羟基苯甲酸的结构简式为:,其分子式为,B项错误;
C.氯化钠为体心立方晶胞,晶胞图为,C项错误;
D.由键线式可知,该有机物的名称为2,4,4-三甲基己烷,D项正确;
答案选D。
3. 下列关于有机化合物的说法不正确的是
A.木糖醇()是一种天然甜味剂,属于糖类化合物
B.聚乙烯由线型结构转变为网状结构能够增加材料的强度
C.DNA分子复制过程中存在氢键的断裂和形成
D.烷基磺酸钠(表面活性剂)在水中聚集形成的胶束属于超分子
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.糖是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物,木糖醇属于多羟基醇类化合物,不属于糖类,A项错误;
B.网状结构相对线性结构具有更大的强度,B项正确;
C.DNA分子的两条链通过氢键相连,DNA分子在复制过程中存在氢键的断裂和形成,C项正确;
D.当溶液中的表面活性剂超过一定浓度时,众多表面活性剂分子或离子会缔合形成胶束,属于超分子,D项正确;
答案选A。
4. 下列说法正确的是
A. 同温同物质的量浓度酸的酸性强弱顺序:
B. 晶体的各向异性导致石墨在层与层垂直方向上的电导率大
C. 苯酚钠溶液中通入少量:+
D. 戊二醛分子式是,符合此分子式的二元醛有3种
【答案】C
【解析】
【详解】A.对于一元羧酸,α-碳所连基团吸电子能力越强,则酸性越强,电负性F>Cl>H,同温同物质的量浓度酸的酸性强弱顺序:,故A错误;
B.晶体的各向异性导致石墨在层与层垂直方向上电导率小,而不是大,故B错误;
C.苯酚钠中通入少量的CO2,反应生成苯酚和NaHCO3,:+,故C正确;
D.戊二醛含两个醛基,分子式为C5H8O2,此分子式的二元醛有戊二醛,2-甲基丁二醛,2、2-二甲基丙二醛,2-乙基丙二醛4种,故D错误;
故选C。
5. 阿莫西林是常见的抗生素,其结构如图所示,下列说法错误的是
A. 阿莫西林与溶液共热时最多可消耗
B. 阿莫西林的分子式为
C 阿莫西林与反应时最多消耗
D. 阿莫西林能与浓溴水反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.阿莫西林分子中有1个酚羟基、2个酰胺键和1个羧基能与反应,故最多消耗,A正确;
B.阿莫西林的分子式为,B正确;
C.阿莫西林中仅苯环结构能与氢气发生加成反应,阿莫西林最多消耗氢气,C错误;
D.阿莫西林中含有酚羟基结构,邻位有氢,能与浓溴水发生取代反应,D正确;
故选:C。
6. 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 46g分子式为的有机物含有的键数目一定为
B. 标准状况下,11.2L一氯甲烷所含分子数为
C. 常温常压下,中所含键的数目为
D. 某气态团簇分子结构如上图所示,该气态团簇分子的分子式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.46g分子式为C2H6O的物质的量为1mol,若C2H6O为二甲醚,1mol中含有6mol碳氢极性键,若是乙醇,含有5molC-H键,故A错误;
B.标准状况下,一氯甲烷为气体,11.2L一氯甲烷的物质的量为0.5mol,所含分子数为0.5NA,故B正确;
C.1个白磷分子含有6个P-P键,常温常压下,124gP4中所含P-P键数目为6NA,故C错误;
D.由某气态团簇分子结构如图所示可知,该分子模型其实就是一个分子,不是晶胞,不能按晶胞去处理,而是直接数出其中的Ti原子和 C原子个数即可,根据结构图可知Ti(大球)有14个,C(小球)有13个,所以其分子式为 Ti14C13,故D错误;
故本题选B.
7. 下列实验方案不能达到实验目的是
实验目的
实验方案
A
证明1-溴丁烷发生消去反应有烯烃生成
向圆底烧瓶中加入NaOH和乙醇,搅拌后加入适量的1-溴丁烷,微热,将产生的气体通入盛水的试管后,再通入酸性高锰酸钾溶液,溶液褪色
B
验证乙炔能否被酸性高锰酸钾溶液氧化
将电石与饱和食盐水反应生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液是否褪色
C
证明溴乙烷中的Br变成了
将溴乙烷与氢氧化钠溶液共热,取冷却后反应液先滴加硝酸,再滴加硝酸银溶液,观察沉淀颜色
D
验证苯和液溴在FeBr3的催化下发生取代反应
将反应产生的混合气体先通入CCl4,再通入AgNO3溶液中,观察是否有淡黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.1-溴丁烷在NaOH和乙醇条件下加热发生消去反应生成烯烃,生成气体通过水除去挥发的乙醇,然后在通入酸性高锰酸钾溶液,烯烃和高锰酸钾反应而使溶液褪色,能达到实验目的,A不符合题意;
B.电石与水反应产生的气体中混有H2S气体,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,对乙炔气体的检验产生干扰,不能达到实验目的,B符合题意;
C.检验卤素原子,先与氢氧化钠溶液反应,冷却后,加硝酸酸化,再滴加硝酸银溶液,根据沉淀颜色,判断卤素原子,能够达到实验目的,C不符合题意;
D.先通入四氯化碳溶液,目的是除去挥发出来的溴单质,避免对HBr检验产生干扰,然后再通入硝酸银溶液,出现淡黄色沉淀,说明发生取代反应,能够达到实验目的,D不符合题意;
故选B。
8. 冠醚可以夹带碱金属离子,如18-冠-6通过“夹带”而将携带进入烯烃,已知的空间结构与相同。下列说法错误的是
A. 的空间结构为正四面体形 B. 18-冠-6“夹带”时,O提供孤电子对
C. 18-冠-6的外部骨架具有亲水性 D. 18-冠-6能加快氧化烯烃的反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.的空间结构与相同,均为正四面体形,故A项正确;
B.从该超分子的结构分析可知,18-冠-6“夹带”时O提供孤电子对,故B项正确;
C.18-冠-6的外部骨架为烃基结构,无亲水性,故C项错误;
D.18-冠-6通过“夹带”而将携带进入烯烃,能加快氧化烯烃的反应速率,故D项正确;
答案选C。
9. X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素,由其组成化合物的结构如图所示,Q的原子最外层电子数是电子层数的3倍,下列说法正确的是
A. 原子半径:W>Q>Z>Y>X
B. Z2X4中既有极性键,又有非极性键
C. 电负性:Z>Q>Y
D. W、Q形成的二元化合物与X2Q、YQ2反应都是氧化还原反应
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的五种短周期主族元素,最外层电子数是电子层数的3倍,则Q为O元素;由化合物的结构可知,W为带一个单位正电荷的阳离子,则W为Na元素;阴离子中X、Y、Z形成共价键的数目为1、3、4,则X为H元素、Y为C元素、Z为N元素。
【详解】A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则碳原子、氮原子、氧原子的原子半径大小顺序为C>N>O,故A错误;
B.肼分子是含有氮氢极性键和氮氮非极性键的共价化合物,故B正确;
C.同周期元素,从左到右元素的非金属性依次增强,电负性依次增大,则三种元素的电负性大小顺序为O>N>C,故C错误;
D.氧化钠与水、二氧化碳的反应都是没有元素发生化合价变化的非氧化还原反应,故D错误;
故选B。
10. 双水杨醛缩乙二胺合铜席夫碱金属配合物应用广泛,其结构如图所示。下列说法错误的是
A. 该配合物中铜离子的配位数为4
B. 键角:CH4>NH3>H2O
C. 基态原子的第一电离能:C<N<O
D. 该配合物中碳原子的杂化方式有sp2和sp3
【答案】C
【解析】
【详解】A.该配合物中铜离子的配位数为4,A正确;
B.三者中心原子均为sp3杂化,H2O有两个孤电子对,NH3有1个孤电子对,CH4无孤电子对,孤电子对越多,键角越小,故键角:CH4>NH3>H2O,B正确;
C.氮元素的p能级是半充满,故其第一电离能大于氧,C错误;
D.该配合物中有饱和碳原子,是sp3杂化;该配合物中还有双键碳原子,是sp2杂化,D正确;
故选C。
11. 对氨基苯甲酸( )可用作医药、染料中间体。以对硝基苯甲酸( )为原料,采用电解法合成对氨基苯甲酸的装置如图所示(两电极均为惰性电极)。下列说法正确的是
A. M电极上发生还原反应,失去电子
B. N电极上的电极反应式为
C. 电池工作时,每转移0.6mol电子,则左侧工作室生成0.1mol对氨基苯甲酸
D. 电池工作时,右侧工作室穿过阳离子交换膜向M电极方向移动
【答案】C
【解析】
【分析】以对硝基苯甲酸( )电解制备对氨基苯甲酸( ),发生还原反应,该装置为电解池,故M为阴极,N为阳极。
【详解】A.M电极上 转化为 发生还原反应,得到电子,故A错误;
B.N电极为阳极,电极反应式为,故B错误;
C.电池工作时,每转移0.6mol电子,则左侧工作室生成0.1mol对氨基苯甲酸,C正确;
D.电池工作时,右侧工作室的H+穿过阳离子交换膜向M电极方向移动,故D错误。
答案为:C。
12. 光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。下列说法错误的是
A. 该高分子材料可降解 B. 异山梨醇中所有碳原子共平面
C. 反应式中化合物X为甲醇 D. 该聚合反应为缩聚反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.该高分子材料中包含酯基,可以降解,故A正确;
B.异山梨醇中存在着sp3杂化的饱和碳原子,存在四面体空间结构,无法让所有碳原子共平面,故B错误;
C.反应式中异山梨醇释放出氢原子与碳酸二甲酯释放出的甲氧基结合生成甲醇,故C正确;
D.该反应在生成聚合物过程中同时还有小分子物质生成,缩聚反应,故D正确;
答案选B。
13. 阿司匹林肠溶片的有效成分为乙酰水杨酸()。为检验其官能团,某小组同学进行如下实验。下列说法不正确的是
A. 对比①②中实验现象说明乙酰水杨酸中含有羧基
B. ③中加热时发生的反应为+H2O+CH3COOH
C. 对比②③中实验现象说明乙酰水杨酸中含有酯基
D. ④中实验现象说明乙酰水杨酸在碱性条件下未发生水解
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验①说明溶液显酸性,实验②说明开始溶液中不含酚羟基,对比①②中实验现象说明乙酰水杨酸中含有羧基,故A正确;
B.③中加热后加FeCl3立即变紫色,说明有酚羟基生成,发生的反应为+H2O+CH3COOH,故B正确;
C.实验②说明开始溶液中不含酚羟基,实验③说明加热后有酚羟基生成,对比②③中实验现象说明乙酰水杨酸中含有酯基,故C正确;
D.实验④溶液呈碱性,碱性条件下FeCl3生成Fe(OH)3沉淀,溶液没有变紫色,不能说明乙酰水杨酸在碱性条件下未发生水解,故D错误;
选D。
14. 磷化硼是一种超硬耐磨涂层材料,其结构与金刚石类似,磷化硼的晶胞结构如图所示。已知:①以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标;②设该晶胞的参数为。
下列说法正确的是
A. 基态磷原子的电子在原子核外的空间运动状态有15种
B. 该晶体的密度为
C. c原子的坐标为
D. 磷化硼晶胞沿z轴方向上的投影图为
【答案】C
【解析】
【详解】A.基态磷原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,因而空间运动状态个数等于轨道数,故基态磷原子在原子核外的空间运动状态有9种,故A错误;
B.该晶胞中,B的个数为4,P的个数为,该晶体的密度为 ,故B错误;
C.c原子位于体对角线的处,其坐标为,故C正确;
D.磷化硼晶胞沿z轴方向上的投影图为 ,故D错误。
答案为:C。
第II卷(非选择题 共58分)
二、非选择题:本题包括4小题,共58分。
15. 我国科学家首次报道了双金属Cu/Ni催化剂催化醛亚胺酯的不对称苄基化反应,获得了一系列含有苄基()取代的季碳氨基酸衍生物。这是双金属催化剂在不对称合成领域的重大突破。
(1)基态Cu原子中,电子占据的最高能层具有的原子轨道数为___________。在火焰上灼烧时火焰的颜色为绿色,从微观角度解释部分金属元素在火焰上灼烧呈现特殊颜色的原因___________。
(2)4-氯卞氯()是合成L-苯丙氨酸()的中间体。比较4-氯卞氯与L-苯丙氨酸沸点大小并说明原因:___________。
(3)晶体中,1mol配离子含有的键个数为___________个,的空间构型为___________,基态Ni原子价层电子的轨道表达式为___________。
(4)自然界中原生铜的硫化物经氧化、淋滤后变成溶液,遇到ZnS(晶胞结构如下图所示,晶胞参数为a nm)可缓慢转化为CuS。ZnS晶胞中,的配位数为___________,与的最短距离为___________nm。
【答案】(1) ①. 16 ②. 电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,以光的形式释放能量
(2)沸点:L-苯丙氨酸4-氯卞氯,原因:L-苯丙氨酸分子间存在氢键,而4-氯卞氯无分子间氢键
(3) ①. ②. 正四面体形 ③.
(4) ①. 4 ②.
【解析】
【小问1详解】
基态Cu原子中,电子占据的最高能层的符号为N;N能层有4s、4p、4d、4f四种能级,轨道数分别是1、3、5、7个,故N能层共有1+3+5=7=16个;
CuCl2在火焰上灼烧时火焰的颜色为绿色,这是由于灼烧时原子核外的电子吸收能量,从能量较低的基态跃迁到较高能量的激发态,电子在较高能级的激发态时不稳定,会再从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时,以光的形式释放能量;
【小问2详解】
4-氯卞氯、L-苯丙氨酸都是由分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体,分子间作用力越大,物质的熔沸点就越高,但由于L-苯丙氨酸分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,增加了分子之间的吸引作用,导致该物质的沸点比只存在分子间作用力的4-氯卞氯的高,故物质沸点高低比较是:4-氯卞氯<L-苯丙氨酸;
【小问3详解】
在配合物[Ni(NH3)6]SO4晶体中,络离子[Ni(NH3)6]2+的中心Ni2+与6个配位体NH3的N原子形成6个配位键,在配位体NH3中,N原子与3个H原子形成3个N-H共价键,配位键和N-H共价键都是σ键,1个[Ni(NH3)6]2+中含有6+3×6=24个σ键,则在1 mol配离子中含有σ键数目是24NA;
的中心S原子价层电子对数是:4+=4,中心S原子上无孤对电子,故的空间构型是正四面体形;
Ni为28号元素,核外有28个电子,基态Ni原子价层电子的轨道表达式为;
【小问4详解】
ZnS晶胞中,Zn2+和S2-个数比为1:1,由图可知,Zn2+的配位数为4,则的配位数也为4;
体对角线长度为,S2-与Zn2+的最短距离为体对角线的,即最短距离为nm。
16. 硫酸四氨合铜晶体{}是一种重要的染料及农药中间体,小组同学拟用溶液为原料来制备。
I.制备溶液
实验1:
实验2:
(1)实验2中溶液由最初的蓝色变为深蓝色,是因为其中的配离子由___________(写化学式)变为。
(2)研究实验1、2中现象不同的原因。
【提出猜测】i.可能影响的生成。
ii.促进了的生成。
【进行实验】将浊液a过滤,洗涤沉淀,把所得固体分成两份。
①向其中一份加入___________(填试剂),若出现的现象为___________,则猜测i不成立。
②向另一份加入过量氨水,再滴入几滴___________溶液,沉淀溶解,得到深蓝色溶液,则猜测ii成立。
II.制备硫酸四氨合铜晶体
(3)向实验2得到的深蓝色溶液中,加入一定量无水乙醇,析出深蓝色晶体。关于上述由硫酸铜溶液制得硫酸四氨合铜晶体过程中,下列说法不正确的是___________。
A. 上述过程中涉及3种配离子
B. 上述过程涉及的含铜配离子的配位数均为4
C. 上述的转化过程说明铜离子与不同配体形成的配位键强度不同
D. 析出深蓝色晶体的原因是乙醇分子的极性小于水
(4)Cu元素位于周期表的___________区,已知高温下比CuO更稳定,试从铜原子核外电子结构角度解释其原因:___________。
【答案】(1)
(2) ①. 过量氨水 ②. 蓝色沉淀不溶解 ③. (3)A
(4) ①. ds ②. 离子价电子排布式为,核外电子处于稳定的全充满状态
【解析】
【分析】往硫酸铜溶液中加入氨水,生成氢氧化铜蓝色沉淀。若往沉淀中继续加入氨水,沉淀不溶解;若往硫酸铜溶液中加入氨水,生成的氢氧化铜蓝色沉淀能溶于氨水,则表明起初反应生成的硫酸铵能促进铜氨离子的生成。
【小问1详解】
实验2中溶液由最初的蓝色变为深蓝色,是因为其中的配离子由变为;
【小问2详解】
①将浊液a过滤,洗涤沉淀,把所得固体分成两份①向其中一份加入过量氨水,若蓝色沉淀不溶解,则证明不影响的生成;
②向另一份加入过量氨水,再滴入几滴溶液,沉淀溶解,得到深蓝色溶液,则猜测ii成立。
【小问3详解】
A.由硫酸铜溶液制得硫酸四氨合铜晶体过程中涉及2种配离子:和,故A错误;
B.上述过程涉及的含铜配离子和的配位数均为4,故B正确;
C.由向转化说明铜离子与不同配体形成的配位键强度不同,故C正确;
D.根据相似相溶原理,析出深蓝色晶体的原因是乙醇分子的极性小于水,故D正确;
选A。
【小问4详解】
Cu是29号元素,是第四周期ⅠB族元素,位于周期表的ds区; 价电子排布式为,价电子排布式为,核外电子处于稳定的全充满状态,所以高温下比CuO更稳定。
17. 邻苯二甲酰亚胺广泛用于染料、农药医药橡胶、香料等行业,是许多重要有机精细化学品的中间体。反应原理为:
制备邻苯二甲酰亚胺的实验装置如图所示。
物质
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯酐
131~134
284
不溶于冷水,微溶于热水
邻氨甲酰苯甲酸
140~143
394.2
稍溶于热水
邻苯二甲酰亚胺
232~235
366
微溶于水,易溶于碱溶液
实验步骤:向装置甲的三颈烧瓶中加入14.8000g苯酐(相对分子质量为148),然后再加入15.0mL氨水(过量),加热至冷凝管中有部分液体回流时开启搅拌,控制温度为80~95℃,待苯酐固体完全反应后,改为蒸馏装置乙,继续加热,将装置中的水蒸出,体系温度逐渐升高至固体熔化。保温反应60min后,冷却至室温,洗涤、抽滤、烘干,进一步提纯得固体邻苯二甲酰亚胺(相对分子质量为147)14.1120g。
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称是___________。
(2)仪器Y中冷水由___________(填“a”或“b”)口流出。
(3)装置甲中温度控制在80-95℃,若温度过低导致的结果是___________。
(4)反应①中除了生成邻氨甲酰苯甲酸,还可能生成副产物是___________(写一种物质的结构简式)。
(5)蒸馏时,需要及时将装置中的水蒸出,目的是___________。
(6)该固体产品的产率是___________。
(7)邻苯二甲酰亚胺还可以用邻二甲苯与氨气、空气在加热条件下催化反应一步制得,写出该反应的化学方程式:___________。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)b (3)温度过低反应速率慢,容易生成邻氨甲酰苯甲酸等副产物,导致产率降低
(4) (5)减少反应②的产物的量,使反应②平衡正向移动,提高产率
(6)
(7)
【解析】
【分析】由题给流程可知,装置甲中发生的反应为苯酐先与氨水反应生成邻氨甲酰苯甲酸,邻氨甲酰苯甲酸在80~95°C的热水浴中脱水生成邻苯二甲酰亚胺,装置乙用于除去所得固体中的水分,除水所得固体经冷却,洗涤、抽滤、烘干,进一步提纯得固体邻苯二甲酰亚胺。
【小问1详解】
由实验装置图可知,仪器X为球形冷凝管;
【小问2详解】
由实验装置图可知,仪器Y为直形冷凝管,为增强冷凝效果,实验时,冷水应由下口a通入,上口b流出;
【小问3详解】
由题意可知,装置甲中温度控制在80~95°C目的是防止温度过低时,反应速率慢,容易生成邻氨甲酰苯甲酸等副产物,导致产率降低;
【小问4详解】
由题给流程可知,反应①中生成的邻氨甲酰苯甲酸能与氨水继续发生取代反应生成副产物;
【小问5详解】
蒸馏时,及时将装置中的水蒸出可以减少反应②的水,使反应②的平衡向正反应方向移动,有利于提高邻苯二甲酰亚胺的产率;
【小问6详解】
由题意可知,14.8000g苯酐制得14.1120g邻苯二甲酰亚胺,则邻苯二甲酰亚胺的产率为×100%=96%;
【小问7详解】
由题意可知,邻二甲苯与氨气、空气在加热条件下催化反应生成邻苯二甲酰亚胺和水,反应的化学方程式为。
18. 普瑞巴林(J)是一种抗癫痫药物,以烃A为原料制备J的合成路线如下:
已知:
①
②
回答下列问题:
(1)A的名称为___________。
(2)B中所含官能团的名称为___________。F→G的反应类型是___________。
(3)C→D的化学方程式是___________。
(4)D→E的化学方程式是___________。
(5)已知I分子中含有1个六元环,其结构简式为___________。
(6)K有多种同分异构体,其中属于-氨基酸,即结构式可表示为且分子中含有2个手性碳原子的结构有___________种。
(7)写出以1-丙醇和为主要原料制备有机物M()的合成路线___________,无机试剂任选。
【答案】(1)2-甲基-1,3-丁二烯
(2) ①. 碳碳双键、碳溴键 ②. 加成反应
(3)
(4)
(5) (6)8
(7)
【解析】
【分析】据A的分子式以及B的结构简式可判断A为二烯烃,则A的结构简式为:,A与HBr加成得到B,B与氢气加成为卤代烃C,C的结构简式为,根据D→E的反应条件判断D为醇(),则C→D为卤代烃的水解,D催化氧化生成E(),结合已知信息和分子式可推断出F(),通过对比F、G分子式中原子个数变化可判断F→G的反应为加成反应,则G的结构简式为);G先在酸性环境下水解成羧酸,再脱去CO2生成H(),H脱水后形成的I含有1个六元环且I能与氨水反应,则I为,J→K发生已知②的反应,将K中氨基换成酰胺基即为J,据此解答。
【小问1详解】
根据A的分子式以及B的结构简式可判断A为二烯烃,则A的结构简式为:,根据系统命名法,A的名称为:2-甲基-1,3-丁二烯;
【小问2详解】
由B的结构简式可知,B中所含官能团的名称为碳碳双键、碳溴键;通过对比F、G分子式中原子个数变化可判断该反应类型是加成反应;
【小问3详解】
由分析可知,C的结构简式为,D的结构简式为,则C→D为卤代烃的水解,其化学方程式是:;
【小问4详解】
D()催化氧化生成E(),反应的化学方程式是:;
【小问5详解】
H为,H脱水后形成的I含有1个六元环且I能与氨水反应,则I结构简式为:;
【小问6详解】
K有多种同分异构体,属于α-氨基酸,即结构式可表示为,则可看作是己基与两部分,中与羧基和氨基相连的碳是手性碳原子,可连接的位置如图、、、、符合条件的结构有8种;
【小问7详解】
以1-丙醇和为主要原料制备有机物M(),参考流程路线D→E→F→G即可得到合成路线:
。
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