精品解析：北京市北京工业大学附属中学2024-2025学年高二下学期期中考试 化学试题

2024-2025学年第二学期期中考试 高二年级化学学科试卷 (考试时间90分钟，总分100分) 所需相对原子质量C 12 H 1 O 16 一、选择题(本大题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的) 1. 我国科研人员发现中药成分黄芩素能明显抑制新冠病毒的活性。下列关于黄芩素的说法不正确的是 A. 分子中有3种官能团 B. 能与Na2CO3溶液反应 C. 在空气中可发生氧化反应 D. 能和Br2发生取代反应和加成反应 2. 下列化学用语或图示表达不正确的是 A. 的模型为 B. 的电子云轮廓图为 C. 乙烯的结构简式为 D. 过氧化钠的电子式为 3. 一定条件下，欲实现下列物质转化，所选试剂不正确的是 选项 物质转化 试剂 A NaOH的乙醇溶液 B 酸性溶液 C → 浓硫酸和浓硝酸的混合溶液 D 溴的四氯化碳溶液 A. A B. B C. C D. D 4. 下列事实不能用键能的数据解释的是 A. 的化学性质很稳定 B. 的沸点小于的沸点 C. 、、、的稳定性逐渐减弱 D. 金刚石的熔点大于晶体硅的熔点 5. 布洛芬具有抗炎、镇痛、解热作用，但口服该药对胃、肠道有刺激性，可以对该分子进行如图所示的成酯修饰。下列说法不正确的是 A. 布洛芬和成酯修饰产物的分子中苯环上的一氯代物的种数不同 B. 布洛芬和成酯修饰产物的分子中均含手性碳原子 C. 布洛芬和成酯修饰产物均可发生取代反应、加成反应 D. 布洛芬和成酯修饰产物的分子中碳原子均有、两种杂化方式 6. 下列实验装置能达到实验目的的是 A．制备并收集乙酸乙酯 B．除去乙炔中混有的等杂质 C．检验1-溴丁烷的消去产物 D．证明苯酚的酸性比碳酸的弱 A. A B. B C. C D. D 7. 桂皮中的肉桂醛( )是一种食用香料，一种合成路线如下： 下列说法不正确的是 A. 实验室制取的反应为： B. M能发生银镜反应： C. 苯甲醛与肉桂醛互为同系物 D. 肉桂醛分子中含有碳碳双键，存在顺反异构体 8. 分子的构型如下，下列说法正确的是 A. 三种分子都是极性分子 B. 键角大小顺序为 C. 的沸点低于 D. 的热稳定性强于 9. 研究碘在不同溶剂中的溶解度。进行实验： ①向试管里放入一小粒碘晶体，再加入蒸馏水，充分溶解后，得到黄色溶液和少量不溶的碘； ②取5mL溶液，再加入1mL四氯化碳，振荡，静置，液体分层，下层呈紫色，上层无色； ③将②所得下层溶液全部取出，加入1mL溶液，振荡，静置，下层溶液紫色变浅，上层溶液呈黄色(颜色比溶液深)。 已知：i．；ii．。 下列说法不正确的是 A. 是极性溶剂，是非极性溶剂，非极性更易溶于 B. ②中的下层溶液为碘的四氯化碳溶液 C. 溶液中<溶液中 D. 向①所得浊液中加入，使增大，反应i平衡逆向移动，析出I2 10. 采用下图装置制备乙烯并研究乙烯与溴水的反应。实验观察到溴水褪色，得到无色透明的溶液。进一步分析发现反应产物主要为BrCH2CH2OH，含少量BrCH2CH2Br。下列说法不正确的是 A. 实验室制乙烯的方程式：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O B. 除杂试剂A为NaOH溶液 C. 乙烯与溴水反应后的溶液近乎中性 D. BrCH2CH2OH与H2O之间存在氢键 11. 某课题小组探究苯酚与显色反应的影响因素，设计了如下实验。 实验 操作 现象 I 向苯酚稀溶液中滴加几滴溶液 溶液呈浅紫色 II 向同浓度苯酚溶液中滴加与I中相同滴数的0.1mol/L溶液 溶液呈浅紫色 III 向同浓度苯酚溶液（调）中滴加与I中相同滴数的溶液 生成红褐色沉淀 IV 向实验III所得悬浊液中逐滴加入0.1mol/L盐酸 沉淀逐渐溶解，溶液变为紫色；继续滴加盐酸，溶液变为浅黄色 已知：可发生如下反应。 i．与苯酚发生显色反应： ii．与发生反应：（黄色） 下列说法不正确的是 A. 中提供孤电子对，与形成配位键 B. 实验I和II说明少量不会干扰苯酚与的显色反应 C. III中调后，增大，i中平衡正向移动 D. 溶液、阴离子种类和浓度都可能影响苯酚与的显色反应 12. 石墨炔是一类新型碳材料。一种具有弯曲碳碳三键结构的二维多孔石墨炔合成路线如图。下列说法不正确的是 A. 均三甲苯的核磁共振氢谱有两组峰 B. 反应条件1为、，反应条件2为光照 C. 方框中C原子的杂化方式变化趋势为： D. ⑥的反应类型为加聚反应 13. 冠醚能与碱金属离子结合(如图所示)，是有机反应很好的催化剂，能加快KMnO4与环己烯的反应速率。 用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力，结合常数越大两者结合能力越强。 碱金属离子 结合常数 冠醚 Na+ (直径：204pm) K+ (直径：276pm) 冠醚A(空腔直径：260～320pm) 199 1183 冠醚B(空腔直径：170～220pm) 371 312 下列说法不正确的是 A. 推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关 B. 实验 中c(Na+)：①＞②＞③ C. 冠醚通过与K+结合将携带进入有机相，从而加快反应速率 D. 为加快KMnO4与环己烯的反应速率，选择冠醚A比冠醚B更合适 14. 化学小组研究的性质，完成如下实验： 已知：；； 下列说法不正确的是 A. 溶液中加入NaCl固体： B. 溶液a中加入浓氨水时不可能出现蓝色沉淀 C. 溶液a、b中铁片的颜色不同证明 D. 溶液b中加入足量乙醇时可以析出深蓝色晶体 解答题(本大题共5个小题，共58分。) 15. 我国科学家屠呦呦因成功从黄花蒿中提取青蒿素而获得2015年诺贝尔奖。 （1）青蒿素是治疗疟疾的有效药物，属于酯类化合物，其分子结构如图所示，请用笔在图中将酯基圈出来_______。 （2）从黄花蒿中提取青蒿素的流程如下： 研究团队经历了使用不同溶剂和不同温度的探究过程，实验结果如下： 溶剂 水 乙醇 乙醚 沸点/℃ 100 78 35 提取效率 几乎为0 35% 95% 用水作溶剂，提取无效的原因是青蒿素难溶于水，研究发现，青蒿素分子中的某个基团对热不稳定，据此分析用乙醚作溶剂，提取效率高于乙醇的原因是_______。 （3）研究还发现，将青蒿素通过下面反应转化为水溶性增强的双氢青蒿素，治疗疟疾的效果更好。 ①的作用是_______。的空间结构为_______。 ②从分子结构与性质的关系角度推测双氢青蒿素疗效更好的原因_______。 （4）提取并转化青蒿素治疗疟疾的过程中，应考虑物质的_______、_______等性质。 （5）青蒿素晶胞(长方体，含4个青蒿素分子)及分子结构如下图所示。 ①测量晶胞中各处电子云密度大小，可确定原子的位置、种类。比较青蒿素分子中C、H、O的原子核附近电子云密度大小：_______。 ②图中晶胞的棱长分别为、、，晶体的密度为_______。(用表示阿伏加德罗常数；；青蒿素的相对分子质量为282) ③能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角，从而得出分子空间结构的一种方法是_______。 a．质谱法 b．X射线衍射 c．核磁共振氢谱 d．红外光谱 16. 有机化合物A在生产生活中具有重要的价值，研究其结构及性质具有非常重要的意义。 Ⅰ．测定分子组成 有机化合物A在足量氧气中完全燃烧，生成和。 （1）该有机化合物的实验式是___________。 Ⅱ．确定分子式 该有机化合物的质谱信息如下。 （2）A的相对分子质量是___________。 Ⅲ．确定结构简式 有机化合物A的核磁共振氢谱有3组峰，峰面积之比为。 （3）A的结构简式是___________。 Ⅳ．解释性质 （4）有机化合物A能与水互溶的原因是A与水形成分子间氢键。在方框中画出1个A分子中两个不同的原子分别与形成的氢键(氢键用“∙∙∙”表示) _______。 Ⅴ．测定某A溶液中A的物质的量浓度()，步骤如下。 ①酸性条件下，向溶液中加入溶液。A被氧化为B(B比A少2个氢原子，多1个氧原子)，被还原为。 ②充分反应后，向①中加入过量溶液()。 ③向②反应后的溶液中滴加溶液，达到滴定终点时，消耗的体积为()。 （5）①中参与反应的A与的物质的量之比是___________。 （6）结合实验数据，得___________(用代数式表示)。 （7）A与B在一定条件下可以发生反应，其化学方程式是___________。 17. 晶体具有周期性的微观结构，表现出许多独特的性质，用于制造各种材料。 （1）干冰常用作制冷剂、人工降雨材料等。 ①1个分子周围等距且最近的分子有_______个。 ②铜金合金的晶胞结构与干冰相似，若顶点为、面心为，则铜金合金晶体中Au与Cu原子数之比是_______。 ③下图是冰的结构。下列事实能解释干冰的密度比冰大的是_______(填字母序号)。 a．二氧化碳分子的质量大于水分子 b．干冰晶胞中二氧化碳分子堆积得更密集 c．水分子极性强，分子间作用力大 d．冰中氢键存在方向性，晶体有较大空隙，空间利用率低 （2）单晶硅等作为制造太阳能电池的材料已得到广泛应用。 ①单晶硅中最小的环上有_______个Si原子。 ②单晶硅中含有_______键。 （3）是一种碳的单质。 ①1个晶胞中含有_______个分子。 ②世界上第一辆单分子“纳米小车”的四个轮子是，小车运行情况如图所示，从处化学键的特点说明其运动原因：_______。 （4）NiO晶体与NaCl晶体结构相似。 ①的熔点远高于，结合下表说明理由：_______。 晶体 离子间距/pm 熔点/℃ NaCl 801 NiO 1960 ②晶体普遍存在各种缺陷。某种晶体中存在如下图所示的缺陷：当一个空缺，会有两个被两个所取代，但晶体仍呈电中性。经测定某氧化镍样品中与的离子数之比为。若该晶体的化学式为，则_______。 18. 药物“肉桂硫胺”的部分合成路线如图所示(部分反应条件已略去)： 已知： (1)A属于芳香烃，有机物D中所含的官能团的名称是___________。 (2)B→D的化学方程式是___________。 (3)下列关于A的说法正确的是___________。 a．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 b．分子中所有原子位于同一平面 c．一氯代物有4种 (4)D→E的化学方程式是___________。 (5)试剂a是___________。 (6)有机物F为反式结构，其结构简式是___________。写出同时符合下列要求的F的所有同分异构体的结构简式___________(不考虑立体异构)。 ① 苯环上有2个取代基，核磁共振氢谱显示苯环上有2种不同化学环境的氢原子 ② 能与饱和溴水反应产生白色沉淀 ③ 能发生银镜反应 19. 实验表明，当乙醛加入到溴水中，溴水会褪色。针对此现象，某小组同学依据乙醛结构进行探究。 【实验假设】 （1）假设Ⅰ：醛基含有不饱和键，可与发生_________反应(填反应类型)。 假设Ⅱ：乙醛具有α－H，可与溴水发生取代反应。一元取代反应如下： 无论是几元取代，参加反应的与生成的HBr物质的量之比为_________。 假设Ⅲ：乙醛具有较强的还原性，可被溴水氧化为乙酸，补全下面反应方程式。 _________ 【实验过程】针对以上假设，该小组同学设计了两组方案。 方案Ⅰ：通过对比反应现象判断反应类型。 序号 操作 现象 试管1 1mL溴水＋1mL乙醛，充分振荡后静置 褪色 试管2 1mL溴的溶液＋1mL乙醛，充分振荡后静置 ____ 结论：假设Ⅰ不成立。 （2）试管2中的实验现象为__________。 方案Ⅱ：通过测定反应后混合液的pH判断反应类型。 序号 操作 pH 试管1 加入20mL溴水，再加入10mL苯酚溶液，待完全反应后(苯酚过量)，测定混合液pH 1.85 [] 试管2 加入20mL相同浓度的溴水，再加入10mL 20%的乙醛溶液(乙醛过量)，3min后完全褪色，测定混合液pH ____________ 注：苯酚和乙酸的电离及温度变化对混合液pH的影响可忽略。 （3）写出苯酚与溴水反应的化学方程式：____________________________________。 （4）若试管2中反应后混合液的pH＝1.85，则证明乙醛与溴水的反应类型为______反应；若pH接近______，则证明为氧化反应(lg2≈0.3)；若pH介于两者之间，则证明两种反应类型皆有。 【实验结论与反思】 （5）根据实验数据得出结论：乙醛与溴水发生氧化反应。查阅资料，乙醛并非直接与发生反应，而是与次溴酸(HBrO)反应，从平衡移动的角度解释乙醛使溴水褪色的原因：______________。 （6）已知柠檬醛的结构如图，结合上述实验，检验柠檬醛分子中存在碳碳双键的合理方法为 (填字母序号)。 A. 向酸性高锰酸钾溶液中加适量柠檬醛，观察其是否褪色 B. 向溴水中加适量柠檬醛，观察其是否褪色 C. 向溴的溶液中加适量柠檬醛，观察其是否褪色 D. 向新制氢氧化铜悬浊液中加适量柠檬醛，加热，冷却后取上层清液再加溴水，观察其是否褪色 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年第二学期期中考试 高二年级化学学科试卷 (考试时间90分钟，总分100分) 所需相对原子质量C 12 H 1 O 16 一、选择题(本大题共14小题，每小题3分，共42分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合要求的) 1. 我国科研人员发现中药成分黄芩素能明显抑制新冠病毒的活性。下列关于黄芩素的说法不正确的是 A. 分子中有3种官能团 B. 能与Na2CO3溶液反应 C. 在空气中可发生氧化反应 D. 能和Br2发生取代反应和加成反应 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】A．根据物质结构简式可知：该物质分子中含有酚羟基、醚键、羰基、碳碳双键四种官能团，A错误； B．黄芩素分子中含有酚羟基，由于酚的酸性比NaHCO3强，所以黄芩素能与Na2CO3溶液反应产生NaHCO3，B正确； C．酚羟基不稳定，容易被空气中的氧气氧化，C正确； D．该物质分子中含有酚羟基，由于羟基所连的苯环的邻、对位有H原子，因此可以与浓溴水发生苯环上的取代反应；分子中含有不饱和的碳碳双键，可以与Br2等发生加成反应，D正确； 故合理选项是A。 2. 下列化学用语或图示表达不正确的是 A. 的模型为 B. 的电子云轮廓图为 C. 乙烯的结构简式为 D. 过氧化钠的电子式为 【答案】B 【解析】 【详解】A．水分子中心原子的价电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，A正确； B．的电子云轮廓图为球形，B错误； C．乙烯的官能团是碳碳双键，结构简式为CH2=CH2，C正确； D．过氧化钠是离子化合物，由Na+和离子组成，电子式为，D正确； 答案选B。 3. 一定条件下，欲实现下列物质转化，所选试剂不正确的是 选项 物质转化 试剂 A NaOH的乙醇溶液 B 酸性溶液 C → 浓硫酸和浓硝酸的混合溶液 D 溴的四氯化碳溶液 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．溴乙烷发生消去反应的条件是NaOH的乙醇溶液并加热，A正确； B．乙醇能被K2Cr2O7酸性溶液氧化为乙酸，B正确； C．苯和浓硫酸和浓硝酸的混合溶液加热发生取代反应生成硝基苯，C正确； D．CH2=CH-CH3与溴的四氯化碳溶液发生加成反应，而生成CH2=CH-CH2Br是取代反应，应该是与溴蒸气在光照条件下反应，D错误； 答案选D。 4. 下列事实不能用键能的数据解释的是 A. 的化学性质很稳定 B. 的沸点小于的沸点 C. 、、、的稳定性逐渐减弱 D. 金刚石的熔点大于晶体硅的熔点 【答案】B 【解析】 【详解】A．氮气分子中含有氮氮三键，氮氮三键的键能大，化学性质稳定，则氮气的化学性质稳定能用键能的大小来解释，故A不符合题意； B．的沸点小于的沸点是因为氯气的相对分子质量较大，氯气分子间的作用力较大，其的沸点高于溴单质不能用键能的大小来解释，故B符合题意； C．氟、氯、溴的电负性依次减小，氢氟键、氢氯键、氢溴键的键能依次减小，则氟化氢、氯化氢、溴化氢的稳定性逐渐减弱，所以氟化氢、氯化氢、溴化氢的稳定性逐渐减弱能用键能的大小来解释，故C不符合题意； D．碳元素的电负性大于硅元素，金刚石中碳碳键的键能大于晶体硅中的硅硅键，碳碳键强于硅硅键，则金刚石的熔点高于晶体硅，所以金刚石比晶体硅的熔点高能用键能的大小来解释，故D不符合题意； 故选B。 5. 布洛芬具有抗炎、镇痛、解热作用，但口服该药对胃、肠道有刺激性，可以对该分子进行如图所示的成酯修饰。下列说法不正确的是 A. 布洛芬和成酯修饰产物的分子中苯环上的一氯代物的种数不同 B. 布洛芬和成酯修饰产物的分子中均含手性碳原子 C. 布洛芬和成酯修饰产物均可发生取代反应、加成反应 D. 布洛芬和成酯修饰产物的分子中碳原子均有、两种杂化方式 【答案】A 【解析】 【详解】A．布洛芬和成酯修饰产物的分子中含有的苯环都是上下对称有两个不同的取代基，所以一氯代物的种数相同，A错误； B．连接四个不同原子或基团的碳原子，称为手性碳原子，布洛芬和成酯修饰产物中均含1个手性碳原子(与羧基或酯基相连碳原子)，B正确； C．布洛芬和成酯修饰产物结构中都有苯环都可发生加成反应，结构中碳原子上均连接氢原子都可发生取代反应，C正确； D．布洛芬结构中构成环和羧基的碳原子是杂化方式，其它碳原子是杂化方式，成酯修饰产物中构成环和酯基的碳原子是杂化方式，其它碳原子是杂化方式，D正确； 故选A。 6. 下列实验装置能达到实验目的的是 A．制备并收集乙酸乙酯 B．除去乙炔中混有的等杂质 C．检验1-溴丁烷的消去产物 D．证明苯酚的酸性比碳酸的弱 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．实验室用乙醇、乙酸在浓硫酸做催化剂的条件下制备乙酸乙酯，并用饱和碳酸钠溶液溶解挥发出来的乙醇、吸收挥发出来的乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度，接收乙酸乙酯，所以装置A能达到实验目的，A正确； B．因为乙炔也能和溴水发生加成反应，所以不能用溴水除去乙炔中混有的H2S等杂质，B错误； C．1-溴丁烷在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应，生成1-丁烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色，但是挥发的乙醇也具有还原性，也能被酸性高锰酸钾氧化使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法进行检验，C错误； D．醋酸具有挥发性，且酸性比碳酸强，所以醋酸也能与苯酚钠溶液反应生成苯酚，无法验证苯酚的酸性比碳酸的弱，D错误； 故答案为A。 7. 桂皮中的肉桂醛( )是一种食用香料，一种合成路线如下： 下列说法不正确的是 A. 实验室制取的反应为： B. M能发生银镜反应： C. 苯甲醛与肉桂醛互为同系物 D. 肉桂醛分子中含有碳碳双键，存在顺反异构体 【答案】C 【解析】 【分析】M和苯甲醛反应生成肉桂醛，由肉桂醛的结构简式逆推，可知M是乙醛。 【详解】A．实验室用电石和水反应制取，反应方程式为：，故A正确； B．M是乙醛，乙醛能发生银镜反应生成乙酸铵、氨气、银、水，反应的方程式为，，故B正确； C．苯甲醛不含碳碳双键，肉桂醛含有碳碳双键，苯甲醛与肉桂醛不是同系物，故C错误； D．肉桂醛分子中含有碳碳双键，存在顺反异构体、，故D正确； 选C。 8. 分子的构型如下，下列说法正确的是 A. 三种分子都是极性分子 B. 键角大小顺序为 C. 的沸点低于 D. 的热稳定性强于 【答案】D 【解析】 【详解】A．CH4空间构型为正四面体形，分子正负电中心重合，是非极性分子，故A错误； B．NH3、H2O、CH4中心原子价层电子对数分别为3+=4、2+=4、4+=4，NH3、H2O、CH4三分子中心原子都是sp3杂化，VSEPR模型为四面体形，CH4中没有孤电子对，NH3中存在1个孤电子对，H2O中存在2个孤电子对，孤对子对数越多，键角越小，所以键角：CH4＞NH3＞H2O，故B错误； C．NH3分子间存在氢键，分子间不能形成氢键，故NH3沸点高于甲烷，故C错误； D．同主族元素，从上往下，非金属性依次减小，则非金属性：O>S，非金属性越强，元素简单氢化物越稳定，故H2O的热稳定性强于H2S，故D正确； 故选：D。 9. 研究碘在不同溶剂中的溶解度。进行实验： ①向试管里放入一小粒碘晶体，再加入蒸馏水，充分溶解后，得到黄色溶液和少量不溶的碘； ②取5mL溶液，再加入1mL四氯化碳，振荡，静置，液体分层，下层呈紫色，上层无色； ③将②所得下层溶液全部取出，加入1mL溶液，振荡，静置，下层溶液紫色变浅，上层溶液呈黄色(颜色比溶液深)。 已知：i．；ii．。 下列说法不正确的是 A. 是极性溶剂，是非极性溶剂，非极性更易溶于 B. ②中的下层溶液为碘的四氯化碳溶液 C. 溶液中<溶液中 D. 向①所得浊液中加入，使增大，反应i平衡逆向移动，析出I2 【答案】D 【解析】 【分析】操作①中得到的黄色溶液含有I−、HIO和少量碘单质；操作②静置分层后，下层紫色为碘的CCl4溶液，上层无色为含I−、HIO溶液；操作③发生的反应为I2+I−=，下层溶液中碘单质减少，故紫色变浅，上层溶液中增加，故溶液为黄色。 【详解】A．根据相似相溶原理，H2O是极性溶剂，CCl4是非极性溶剂，非极性I2更易溶于CCl4，故A正确； B．CCl4密度大于水，②中的下层溶液为碘的四氯化碳溶液，故B正确； C．加入KI溶液，发生反应I2+I−=，I2转化为，溶液b中c(I2)<溶液a中c(I2)，故C正确； D．向①所得浊液中加入KI，使c(I−)增大，I2+I−=，反应生成溶解性更大的，不会析出I2，故D错误； 答案选D。 10. 采用下图装置制备乙烯并研究乙烯与溴水的反应。实验观察到溴水褪色，得到无色透明的溶液。进一步分析发现反应产物主要为BrCH2CH2OH，含少量BrCH2CH2Br。下列说法不正确的是 A. 实验室制乙烯的方程式：CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O B. 除杂试剂A为NaOH溶液 C. 乙烯与溴水反应后的溶液近乎中性 D. BrCH2CH2OH与H2O之间存在氢键 【答案】C 【解析】 【详解】A．实验室制乙烯用乙醇和浓硫酸在170℃下加热发生消去反应，A项正确； B．此法制得的乙烯中可能会混有二氧化硫气体，二氧化硫也能使溴水褪色，因此应用氢氧化钠溶液除去二氧化硫，B项正确； C．乙烯与溴水发生加成反应的主要产物为BrCH2CH2OH，说明一定生成了HBr，而HBr会使溶液呈酸性，C项错误； D．BrCH2CH2OH与H2O中都有O-H键，因此分子之间可以形成氢键，D项正确； 答案选C。 11. 某课题小组探究苯酚与显色反应的影响因素，设计了如下实验。 实验 操作 现象 I 向苯酚稀溶液中滴加几滴溶液 溶液呈浅紫色 II 向同浓度苯酚溶液中滴加与I中相同滴数的0.1mol/L溶液 溶液呈浅紫色 III 向同浓度苯酚溶液（调）中滴加与I中相同滴数的溶液 生成红褐色沉淀 IV 向实验III所得悬浊液中逐滴加入0.1mol/L盐酸 沉淀逐渐溶解，溶液变为紫色；继续滴加盐酸，溶液变为浅黄色 已知：可发生如下反应。 i．与苯酚发生显色反应： ii．与发生反应：（黄色） 下列说法不正确的是 A. 中提供孤电子对，与形成配位键 B. 实验I和II说明少量不会干扰苯酚与的显色反应 C. III中调后，增大，i中平衡正向移动 D. 溶液、阴离子种类和浓度都可能影响苯酚与的显色反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．配离子中具有孤对电子的苯氧根离子与具有空轨道的铁离子形成配位键，配位数为6，故A正确； B．由实验现象可知，实验I和II说明少量氯离子不能与铁离子形成配离子，不会干扰苯酚与铁离子的显色反应，故B正确； C．由实验现象可知，实验III中调节溶液pH为9时，溶液中铁离子与氢氧根离子反应生成红褐色的氢氧化铁沉淀，铁离子浓度减小，i中平衡向逆反应方向移动，故C错误； D．由实验现象可知，溶液pH、阴离子种类和浓度都可能影响苯酚与溶液中铁离子的显色反应，故D正确； 故选C。 12. 石墨炔是一类新型碳材料。一种具有弯曲碳碳三键结构的二维多孔石墨炔合成路线如图。下列说法不正确的是 A. 均三甲苯的核磁共振氢谱有两组峰 B. 反应条件1为、，反应条件2为光照 C. 方框中C原子的杂化方式变化趋势为： D. ⑥的反应类型为加聚反应 【答案】D 【解析】 【分析】分析反应路线及物质结构：起始物：均三甲苯（1,3,5-三甲苯），分子式为，结构高度对称。反应①：均三甲苯在条件1下生成含有三个溴原子取代在苯环上的产物。这是苯环上的亲电取代反应。反应②：产物在条件2下，甲基上的氢原子被溴原子取代，生成含有基团的产物。这是侧链上的自由基取代反应。反应③：基团在水溶液中发生水解反应，生成基团。反应④：基团被氧化为醛基。反应⑤：醛基转化为含有碳碳三键的基团（）。反应⑥：含有碳碳三键的单体发生聚合反应，形成二维多孔石墨炔。据此分析以下各选项； 【详解】A．均三甲苯（1,3,5-三甲苯）分子具有高度对称性。分子中含有两类氢原子：一类是三个甲基（）上的9个氢原子，它们的化学环境完全相同；另一类是苯环上的3个氢原子，它们的化学环境也完全相同。因此，其核磁共振氢谱确实只有两组峰，A正确； B．反应①是将溴原子引入到苯环上，属于苯环上的亲电取代反应，通常需要路易斯酸（如）作催化剂，试剂为液溴（）。反应②是将溴原子引入到甲基（侧链）上，属于自由基取代反应，通常在光照或加热条件下进行，试剂为溴单质（）。因此，反应条件1为、，反应条件2为 、光照，B正确； C．图中方框标示了反应过程中碳原子官能团的演变：反应②前的中间体含有-CH3基团，以及反应③前的中间体含有基团，其中碳原子形成四个单键，为饱和碳原子，杂化方式为。反应④后的中间体含有醛基，其中碳原子形成一个双键（）和两个单键，杂化方式为。反应⑤后的中间体含有碳碳三键  ，其中碳原子形成一个三键和一个单键，杂化方式为。所以，方框中碳原子的杂化方式变化趋势确实是  ，C正确； D选项：．反应⑥是由含有碳碳三键的单体（图中带有基团的分子）生成二维多孔石墨炔的过程。观察反应前后的结构，单体之间通过形成新的碳碳键连接成大分子网络，同时反应物中的溴（）原子在生成的二维多孔石墨炔结构中消失了（通常以等形式脱去）。加聚反应（加成聚合反应）的特点是单体间相互加成，不产生小分子副产物，原子利用率为100%。而该反应有溴原子等原子或基团的脱去，不符合加聚反应的定义，D错误； 故选D。 13. 冠醚能与碱金属离子结合(如图所示)，是有机反应很好的催化剂，能加快KMnO4与环己烯的反应速率。 用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力，结合常数越大两者结合能力越强。 碱金属离子 结合常数 冠醚 Na+ (直径：204pm) K+ (直径：276pm) 冠醚A(空腔直径：260～320pm) 199 1183 冠醚B(空腔直径：170～220pm) 371 312 下列说法不正确的是 A. 推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关 B. 实验 中c(Na+)：①＞②＞③ C. 冠醚通过与K+结合将携带进入有机相，从而加快反应速率 D. 为加快KMnO4与环己烯的反应速率，选择冠醚A比冠醚B更合适 【答案】B 【解析】 【详解】A．从表中数据可以看出，冠醚的空腔直径与Na+或K+直径接近时，结合常数大，由此可推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关，A正确； B．冠醚A结合Na+的能力弱于结合K+的能力，所以K+可将冠醚A中的部分Na+替代出来，由实验 中，可得出c(Na+)：①＞③＞②，B不正确； C．冠醚与K+结合，从而将携带进入有机相，催化KMnO4与环己烯的反应，从而加快反应速率，C正确； D．由表中数据可推出，冠醚A结合K+的能力比冠醚B强，为加快KMnO4与环己烯的反应速率，选择冠醚A比冠醚B更合适，D正确； 故选B。 14. 化学小组研究的性质，完成如下实验： 已知：；； 下列说法不正确的是 A. 溶液中加入NaCl固体： B. 溶液a中加入浓氨水时不可能出现蓝色沉淀 C. 溶液a、b中铁片的颜色不同证明 D. 溶液b中加入足量乙醇时可以析出深蓝色晶体 【答案】B 【解析】 【详解】A． CuSO4溶液中加入NaCl固体，四水合铜离子会和氯离子反应生成四氯合铜离子，A正确； B．溶液a中加入少量浓氨水产生氢氧化铜蓝色沉淀，B错误； C．从颜色上可以看出，四氨合铜离子浓度大于四氯合铜离子，故K稳[Cu(NH3)4]2+>K稳()，C正确； D．溶液b中加入足量乙醇时硫酸四氨合铜的溶解度减小而析出，D正确； 故选B。 解答题(本大题共5个小题，共58分。) 15. 我国科学家屠呦呦因成功从黄花蒿中提取青蒿素而获得2015年诺贝尔奖。 （1）青蒿素是治疗疟疾的有效药物，属于酯类化合物，其分子结构如图所示，请用笔在图中将酯基圈出来_______。 （2）从黄花蒿中提取青蒿素的流程如下： 研究团队经历了使用不同溶剂和不同温度的探究过程，实验结果如下： 溶剂 水 乙醇 乙醚 沸点/℃ 100 78 35 提取效率 几乎为0 35% 95% 用水作溶剂，提取无效的原因是青蒿素难溶于水，研究发现，青蒿素分子中的某个基团对热不稳定，据此分析用乙醚作溶剂，提取效率高于乙醇的原因是_______。 （3）研究还发现，将青蒿素通过下面反应转化为水溶性增强的双氢青蒿素，治疗疟疾的效果更好。 ①的作用是_______。的空间结构为_______。 ②从分子结构与性质的关系角度推测双氢青蒿素疗效更好的原因_______。 （4）提取并转化青蒿素治疗疟疾的过程中，应考虑物质的_______、_______等性质。 （5）青蒿素晶胞(长方体，含4个青蒿素分子)及分子结构如下图所示。 ①测量晶胞中各处电子云密度大小，可确定原子的位置、种类。比较青蒿素分子中C、H、O的原子核附近电子云密度大小：_______。 ②图中晶胞的棱长分别为、、，晶体的密度为_______。(用表示阿伏加德罗常数；；青蒿素的相对分子质量为282) ③能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角，从而得出分子空间结构的一种方法是_______。 a．质谱法 b．X射线衍射 c．核磁共振氢谱 d．红外光谱 【答案】（1） （2）由于乙醚沸点比较低，蒸馏提取所需温度较低，可保护键不被破坏 （3） ①. 还原(加成) ②. 正四面体 ③. 双氢青蒿素分子内有羟基，可以与水分子形成氢键，水溶性增强、疗效更好 （4） ①. 溶解性 ②. 热稳定性、沸点(答案合理得分) （5） ①. ②. ③. b 【解析】 【小问1详解】 酯基的结构为：，则青蒿素分子中酯基的位置如图所示：。 【小问2详解】 青蒿素分子中-O-O-键热稳定性较差，提取过程中不宜使用较高温度，而乙醚沸点比较低，蒸馏提取所需温度较低，可保护-O-O-键不被破坏。 【小问3详解】 ①青蒿素和NaBH4反应后，羰基变为了醇羟基，则NaBH4的作用是还原（加成）；中心原子价层电子对数为4+=4，且不含孤电子对，空间结构为正四面体； ②相比于青蒿素，双氢青蒿素分子内有羟基，可以与水分子形成氢键，水溶性增强、疗效更好。 【小问4详解】 根据题（2）、（3）可知，该过程中，应考虑物质的溶解性、热稳定性、沸点等性质。 【小问5详解】 ①原子的电负性越大，该原子吸引电子能力越强，原子核附近电子云密度，电负性：O＞C＞H，所以青蒿素分子中C、H、O的原子核附近电子云密度大小顺序是O＞C＞H； ②青蒿素晶胞含有4个青蒿素分子，晶胞质量m=g，晶胞体积V=a×10-7cm×b×10-7cm×c×10-7cm=abc×10-21cm3，晶体的密度ρ=； ③a．一般用质谱法测定有机物的相对分子质量，故a不符合题意； b．测定分子的空间结构最普遍的方法是X射线衍射法，X射线衍射可以看到微观结构，可以测定晶体的晶胞参数，从而确定分子的空间结构，故b符合题意； c．核磁共振氢谱可以测定不同环境氢的种类和个数，故c不符合题意； d．用红外光谱得到分子中含有的化学键或官能团信息，故d不符合题意； 故选b。 16. 有机化合物A在生产生活中具有重要的价值，研究其结构及性质具有非常重要的意义。 Ⅰ．测定分子组成 有机化合物A在足量氧气中完全燃烧，生成和。 （1）该有机化合物的实验式是___________。 Ⅱ．确定分子式 该有机化合物的质谱信息如下。 （2）A的相对分子质量是___________。 Ⅲ．确定结构简式 有机化合物A的核磁共振氢谱有3组峰，峰面积之比为。 （3）A的结构简式是___________。 Ⅳ．解释性质 （4）有机化合物A能与水互溶的原因是A与水形成分子间氢键。在方框中画出1个A分子中两个不同的原子分别与形成的氢键(氢键用“∙∙∙”表示) _______。 Ⅴ．测定某A溶液中A的物质的量浓度()，步骤如下。 ①酸性条件下，向溶液中加入溶液。A被氧化为B(B比A少2个氢原子，多1个氧原子)，被还原为。 ②充分反应后，向①中加入过量溶液()。 ③向②反应后的溶液中滴加溶液，达到滴定终点时，消耗的体积为()。 （5）①中参与反应的A与的物质的量之比是___________。 （6）结合实验数据，得___________(用代数式表示)。 （7）A与B在一定条件下可以发生反应，其化学方程式是___________。 【答案】（1） （2）46 （3） （4） （5） （6） （7） 【解析】 【分析】根据有机物的燃烧推出其最简式，再根据质谱图推出相对分子质量，进而通过核磁共振推出结构简式，通过中的滴定测定溶液中乙醇的含量，进行性质分析； 【小问1详解】 ，根据质量守恒定律，m(O2)= m(CO2) + m (Н2О)- m(A)= 0.2mol44g/mol + 0.3mol18g/mol-4.6g，m (O2) = 9.6g，n(O2)== 0.3mol，则有机物A中，n(O) = 0.2mol 2 + 0.3mol - 0.3mol2 =0.1mol，n(H) = 0.3mol2 = 0.6mol，n(С) = 0.2mol，n(С) :n(H) :n(O) = 0.2mol : 0.6mol: 0.1mol=2:6:1，则该有机物的实验式为C2 H6O； 【小问2详解】 一般来说，质谱图最右侧的分子离子峰即可看出化合物的相对分子质量，该图为46， 因此A的相对分子质量为46； 【小问3详解】 有机化合物A的核磁共振氢谱有3组峰，峰面积之比为，则A的结构简式是； 【小问4详解】 氢键是分子间的作用力，是由两个分子中的氢原子和一个氧、氮或氟原子之间的相互作用形成的，分子中两个不同的原子分别与形成的氢键可表示为 ； 【小问5详解】 ①中与反应的离子方程式为，故参与反应的与的物质的量之比是3：2； 【小问6详解】 根据反应、可得关系式，则与I-反应的的物质的量为，故与反应的的物质的量为，则； 【小问7详解】 与CH3COOH在一定条件下可以发生反应，生成乙酸乙酯和水，其化学方程式是。 17. 晶体具有周期性的微观结构，表现出许多独特的性质，用于制造各种材料。 （1）干冰常用作制冷剂、人工降雨材料等。 ①1个分子周围等距且最近的分子有_______个。 ②铜金合金的晶胞结构与干冰相似，若顶点为、面心为，则铜金合金晶体中Au与Cu原子数之比是_______。 ③下图是冰的结构。下列事实能解释干冰的密度比冰大的是_______(填字母序号)。 a．二氧化碳分子的质量大于水分子 b．干冰晶胞中二氧化碳分子堆积得更密集 c．水分子极性强，分子间作用力大 d．冰中氢键存在方向性，晶体有较大空隙，空间利用率低 （2）单晶硅等作为制造太阳能电池的材料已得到广泛应用。 ①单晶硅中最小的环上有_______个Si原子。 ②单晶硅中含有_______键。 （3）是一种碳的单质。 ①1个晶胞中含有_______个分子。 ②世界上第一辆单分子“纳米小车”的四个轮子是，小车运行情况如图所示，从处化学键的特点说明其运动原因：_______。 （4）NiO晶体与NaCl晶体结构相似。 ①的熔点远高于，结合下表说明理由：_______。 晶体 离子间距/pm 熔点/℃ NaCl 801 NiO 1960 ②晶体普遍存在各种缺陷。某种晶体中存在如下图所示的缺陷：当一个空缺，会有两个被两个所取代，但晶体仍呈电中性。经测定某氧化镍样品中与的离子数之比为。若该晶体的化学式为，则_______。 【答案】（1） ①. 12 ②. ③. abd （2） ①. 6 ②. 2 （3） ①. 4 ②. a处通过单键相连，可以绕键轴旋转 （4） ①. 和晶体类型相同；和都是二价离子，和都是一价离子；和间距比和间距更小，晶体中作用力更强 ②. 0.97 【解析】 【小问1详解】 ①根据干冰结构，以1个顶点的二氧化碳分子为中心，则与之最近的二氧化碳分子位于相邻的3个面心上，将晶胞补全可知，顶点的二氧化碳分子被8个晶胞共用，每个面心的二氧化碳分子又被2个晶胞共用，则1个分子周围等距且最近的分子的个数为：； ②铜金合金的晶胞结构与干冰相似，若顶点为，则个数为：；面心为，则个数为：；则铜金合金晶体中Au与Cu原子数之比为1：3； ③根据冰和干冰的结构，下列事实能解释干冰的密度比冰大的为： a．二氧化碳分子的质量大于水分子，则相同体积的二氧化碳分子质量比冰大，其密度也就比冰大，a正确； b．干冰晶胞中二氧化碳分子堆积得更密集，则相同体积时二氧化碳分子个数多，质量大，其密度比冰大，b正确； c．水分子极性强，分子间作用力大，只能证明熔沸点差异，不能证明密度大小，c错误； d．冰中氢键存在方向性，晶体有较大空隙，空间利用率低，则相同体积时堆积的水分子个数少，质量小，则其密度比干冰要小，d正确； 符合条件的组合为：abd。 【小问2详解】 ①根据单晶硅的结构可知，每个Si原子连接4个Si原子，其结构和金刚石的结构相似，则最小的环中含有6个Si原子； ②单晶硅中每个Si原子连接4个Si原子，形成4个共价键，而每个共价键又被2个Si原子共用，则每个Si原子平均形成2个键，则1mol单晶硅中含有键。 【小问3详解】 ①根据的晶胞结构可知，有8个位于顶点，有6个位于面心，则1个晶胞中含有的分子数为：； ②a处通过单键相连，其可以绕键轴进行旋转，因此单分子“纳米小车”的四个轮子可以通过旋转向前滚动； 【小问4详解】 NiO晶体与NaCl晶体结构相似：，则1个NiO晶胞中Ni原子数为：，O原子数为：； ①的熔点远高于的原因为：NiO和NaCl晶体类型相同，和都是二价离子，和都是一价离子；和间距比和间距更小，晶体中作用力更强，熔点更高； ②根据某氧化镍样品中与的离子数之比为，得到镍元素的平均化合价为：，而晶体仍呈电中性，根据该晶体的化学式为，由化合物的化合价代数和为零有：，解得：。 18. 药物“肉桂硫胺”的部分合成路线如图所示(部分反应条件已略去)： 已知： (1)A属于芳香烃，有机物D中所含的官能团的名称是___________。 (2)B→D的化学方程式是___________。 (3)下列关于A的说法正确的是___________。 a．能使酸性高锰酸钾溶液褪色 b．分子中所有原子位于同一平面 c．一氯代物有4种 (4)D→E的化学方程式是___________。 (5)试剂a是___________。 (6)有机物F为反式结构，其结构简式是___________。写出同时符合下列要求的F的所有同分异构体的结构简式___________(不考虑立体异构)。 ① 苯环上有2个取代基，核磁共振氢谱显示苯环上有2种不同化学环境的氢原子 ② 能与饱和溴水反应产生白色沉淀 ③ 能发生银镜反应 【答案】 ①. 羟基 ②. +NaOH+NaCl ③. ac ④. 2+O22+2H2O ⑤. ⑥. ⑦. 、 【解析】 【分析】A→B为一氯取代，则A的分子式为C7H8，含有苯环和甲基，A为，B为，B→D为卤代烃的水解反应，D为，D→E为醇的催化氧化，E为，结合F的分子式可得F为，F→G为已知信息的反应，G为，G→产物为-Cl断裂和-NH2的一个H断裂，再接在一起，则试剂a为； 【详解】(1) D为，所含的官能团的名称是羟基； (2)B→D为卤代烃的水解反应，化学方程式是+NaOH+NaCl； (3) A为， a．甲苯能被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸，使溶液褪色，a正确； b．分子中存在甲基，类似甲烷的正四面体结构，所有原子不可能在同一平面，b错误； c．H种类有4种，则一氯代物有4种，c正确； 故选：ac； (4)D→E为醇的催化氧化，化学方程式是2+O22+2H2O； (5)由分析知，试剂a是； (6)有机物F为，反式结构则相同取代基在异侧，其结构简式是；① 苯环上有2个取代基，核磁共振氢谱显示苯环上有2种不同化学环境的氢原子，则取代基在对位；② 能与饱和溴水反应产生白色沉淀，说明含有苯酚结构，③ 能发生银镜反应，说明含有醛基，F的同分异构体为：、。 19. 实验表明，当乙醛加入到溴水中，溴水会褪色。针对此现象，某小组同学依据乙醛结构进行探究。 【实验假设】 （1）假设Ⅰ：醛基含有不饱和键，可与发生_________反应(填反应类型)。 假设Ⅱ：乙醛具有α－H，可与溴水发生取代反应。一元取代反应如下： 无论是几元取代，参加反应的与生成的HBr物质的量之比为_________。 假设Ⅲ：乙醛具有较强的还原性，可被溴水氧化为乙酸，补全下面反应方程式。 _________ 【实验过程】针对以上假设，该小组同学设计了两组方案。 方案Ⅰ：通过对比反应现象判断反应类型。 序号 操作 现象 试管1 1mL溴水＋1mL乙醛，充分振荡后静置 褪色 试管2 1mL溴的溶液＋1mL乙醛，充分振荡后静置 ____ 结论：假设Ⅰ不成立。 （2）试管2中的实验现象为__________。 方案Ⅱ：通过测定反应后混合液的pH判断反应类型。 序号 操作 pH 试管1 加入20mL溴水，再加入10mL苯酚溶液，待完全反应后(苯酚过量)，测定混合液pH 1.85 [] 试管2 加入20mL相同浓度的溴水，再加入10mL 20%的乙醛溶液(乙醛过量)，3min后完全褪色，测定混合液pH ____________ 注：苯酚和乙酸的电离及温度变化对混合液pH的影响可忽略。 （3）写出苯酚与溴水反应的化学方程式：____________________________________。 （4）若试管2中反应后混合液的pH＝1.85，则证明乙醛与溴水的反应类型为______反应；若pH接近______，则证明为氧化反应(lg2≈0.3)；若pH介于两者之间，则证明两种反应类型皆有。 【实验结论与反思】 （5）根据实验数据得出结论：乙醛与溴水发生氧化反应。查阅资料，乙醛并非直接与发生反应，而是与次溴酸(HBrO)反应，从平衡移动的角度解释乙醛使溴水褪色的原因：______________。 （6）已知柠檬醛的结构如图，结合上述实验，检验柠檬醛分子中存在碳碳双键的合理方法为 (填字母序号)。 A. 向酸性高锰酸钾溶液中加适量柠檬醛，观察其是否褪色 B. 向溴水中加适量柠檬醛，观察其是否褪色 C. 向溴的溶液中加适量柠檬醛，观察其是否褪色 D. 向新制氢氧化铜悬浊液中加适量柠檬醛，加热，冷却后取上层清液再加溴水，观察其是否褪色 【答案】（1） ①. 加成反应 ②. 1:1 ③. （2）溶液分层，溴水不褪色； （3） （4） ①. 取代反应 ②. 1.55 （5）乙醛与HBrO反应，使得平衡正向移动，消耗，溶液褪色 （6）C 【解析】 【分析】乙醛结构中含有不饱和键，α－H，具有较强的还原性，可能与溴发生加成反应，取代反应和氧化反应；溴水和苯酚溶液反应为取代反应，翻译后混合液pH值为1.85，将溴水与乙醛溶液反应，如果pH＝1.85，则证明乙醛与溴水的反应类型为取代反应；如果发生氧化反应，生成的HBr为取代反应的2倍，所以，pH=1.55，所以若pH接近1.55，则证明为氧化反应；若pH介于两者之间，则证明两种反应类型皆有；据此分析解题。 【小问1详解】 假设Ⅰ：可以与双键发生加成反应，醛基含有不饱和键，可与发生加成反应；故答案为加成反应； 假设Ⅱ：发生取代反应时，参加反应的其中一个Br原子取代H原子，另一个Br与被取代的H生成HBr，所以无论是几元取代，参加反应的与生成的HBr物质的量之比为1:1，故答案为1:1； 假设Ⅲ：乙醛具有较强的还原性，可被溴水氧化为乙酸，反应方程式为；故答案为； 【小问2详解】 1mL溴的溶液＋1mL乙醛，充分振荡后静置，溶液分层，溴水不褪色；故答案为溶液分层，溴水不褪色； 【小问3详解】 溴水与苯酚发生取代反应，反应为；故答案为； 【小问4详解】 若试管2中反应后混合液的pH＝1.85，与试管1中pH一致，则证明乙醛与溴水的反应类型为取代反应；如果发生氧化反应，生成的HBr为取代反应的2倍，所以，pH=1.55，所以若pH接近1.55，则证明为氧化反应；应故答案为取代反应；1.55； 【小问5详解】 与水反应式为，乙醛与HBrO反应，使得平衡正向移动，消耗，溶液褪色；故答案为乙醛与HBrO反应，使得平衡正向移动，消耗，溶液褪色； 【小问6详解】 柠檬醛分子中含有碳碳双键和醛基，根据上述实验，检验柠檬醛分子中存在碳碳双键是方法是向溴的溶液中加适量柠檬醛，观察其是否褪色；选项C符合题意，故答案选C。 【点睛】本题主要考查化学实验方案的评价，题目难度中等，注意根据反应的类型判断反应可能的产物，把握实验原理是解题的关键。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $