内容正文:
腾冲市第八中学2024--2025学年下学期高二年级5月月考
化学试卷
考生注意:
1.答卷前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号及科目,在规定的位置贴好条形码。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 S—32 Cr—52 Fe—56
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、单项选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题所给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是
A. 借助质谱图,仅能获得有机化合物的相对分子质量信息
B. 借助红外光谱,可以获得有机化合物中官能团或化学键信息
C. 氯乙烷气雾剂可用于运动损伤的镇痛剂
D. 浸有高锰酸钾的硅藻土可用于水果保鲜
2. 下列说法或化学用语使用正确的是
A. H只能形成键,而O可以形成键和键
B. 符号为M的能层最多容纳的电子数为32个
C. 基态碳原子的价电子轨道表示式:
D. 的原子核外电子排布式:
3. 下面关于四种微粒的比较正确的是
①基态原子的电子排布式:;②价电子排布式:;③2p轨道为半充满的原子;④原子的2p轨道上只有两对成对电子
A. 原子半径:②>①>③>④
B. 最高正化合价:④>①>③=②
C. 电负性:④>③>②>①
D. 第一电离能:④>③>①>②
4. 下列关于丙烯(CH3—CH=CH2)的说法错误的是( )
A. 丙烯分子有8个σ键,1个π键 B. 丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化
C. 丙烯分子存在非极性键 D. 丙烯分子中3个碳原子在同一平面上
5. 下列说法正确的是
A. 按系统命名法的名称为2-甲基-3,5-二乙基己烷
B. 下列物质的沸点按由低到高顺序为:
C. 等质量的甲烷、乙烯、1,3-丁二烯分别充分燃烧,所耗氧气的量依次增加
D. 用溶液能区分、苯、硝基苯四种物质
6. 有X、Y、Z、W、M五种短周期主族元素,其中X、Y、Z、W同周期,Z、M同主族;X+与具有相同的电子层结构;离子半径:;Y的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料。下列说法正确的是
A. X、M两种元素只能形成型化合物
B. 元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体
C. 元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂
D. 由于W、Z、M元素的简单氢化物的相对分子质量依次减小,所以其沸点依次降低
7. 有机物靛蓝是一种蓝色染料,其结构如图所示。下列有关靛蓝的说法正确的是
A. 属于芳香烃 B. 分子式为
C. 含有的官能团为苯基、氨基、酮羰基 D. 苯环上的一氯代物有2种
8. 用水就能鉴别的一组物质是
A. 乙烯、乙炔 B. 乙酸、乙醛 C. 苯、甲苯 D. 己烷、乙醇
9. 下列实验方案中,操作正确且可以达到实验目的的是
序号
实验目的
实验操作和现象
①
除去苯中混有的苯酚
向溶液中滴加少量浓溴水充分反应后过滤弃去沉淀
②
检验中存在的溴元素
将与溶液共热,冷却后,取出上层水溶液,加入溶液,观察是否产生淡黄色沉淀
③
证明蔗糖未水解
向20%蔗糖溶液中加入少量稀,加热,再加入银氨溶液,未出现银镜
④
证明溴乙烷发生消去反应有乙烯生成
向试管中加入适量的溴乙烷和的乙醇溶液,加热,将反应产生的气体通入溴水中,溴水褪色
⑤
检验绿茶中否含有酚类物质
向茶水中滴加溶液
A. ②③④⑤ B. ④⑤ C. ①⑤ D. ②④⑤
10. 某有机物的结构简式为,下列关于该有机物的叙述正确的是
A. 易溶于水和有机溶剂
B 该有机物能与水溶液反应,但不能与醇溶液反应
C. 在一定条件下,该有机物最多能和发生加成反应
D. 以为催化剂,加入足量浓溴水,可发生苯环上取代反应
11. 下列卤代烃,既能发生水解,又能发生消去反应且能得到三种单烯烃的是
A. B.
C. D.
12. 类推的思维方法是一种常用的方法,但类推出的结论需经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论正确的是
A. 晶体中有阴离子,必有阳离子;则晶体中有阳离子,也必有阴离子
B. H2O常温下液态,H2S常温下也为液态
C. 因C-C键键长金刚石>C60,所以熔点C60>金刚石
D. 从、为正四面体结构,可推测PH、也为正四面体结构
13. 利用下列实验装置完成对应的实验,能达到实验目的的是
A. 装置甲验证苯与液溴发生取代反应 B. 装置乙分离硝化反应产物获得纯净的硝基苯
C. 装置丙制备乙酸乙酯并提高产率 D. 装置丁制备乙炔
14. 实验室制备较为纯净的乙酸乙酯的过程中,下列装置不需要用到的是
A. B.
C. D.
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、填空题(本大题共4小题,共58分)
15. 氧族元素是元素周期表中第VIA族元素,包含氧、硫、硒、碲、钋五种元素,它们及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)基态原子的简化核外电子排布式为___________。
(2)、、、的沸点由高到低的顺序为___________。
(3)依布硒是一种有机硒化物,具有良好的抗炎活性,其结构简式为。依布硒分子中、原子的杂化类型分别为___________、___________。
(4)国家速滑馆又称为“冰丝带”,所用的碲化镉()“发电玻璃”被誉为“挂在墙上的油田”。碲化镉立方晶胞结构如图。
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。已知晶胞中、原子的分数坐标分别为,,则点原子的分数坐标为___________。
②碲化镉晶体的密度为,设为阿伏加德罗常数的值,则其晶胞边长为___________。
16. 环己基氯为无色液体,不溶于水,常用于合成橡胶防焦剂、杀虫剂三环锡、抗癫痫剂等。请回答下列问题:
Ⅰ.有两种方法可制备环己基氯:
①环己烷氯化法:;
②环己烯氯化氢加成法:。
(1)工业生产多采用方法②制备环己基氯,原因是_______。
Ⅱ.某化学兴趣小组用如图所示装置模拟I中方法②制备环己基氯:
步骤如下:在仪器c中加入35mL(0.35mol)环己烯、3g催化剂,搅拌升温。打开仪器a的活塞,向c中加入105mL30%(约1mol)的盐酸,调节反应温度为75℃,搅拌1.5h,待反应结束,冷却,将反应液转移至分液漏斗中,静置分层。弃去水层,分别使用饱和氯化钠溶液和碳酸钠溶液洗涤有机层2次。用无水氯化钙干燥,蒸馏得产品30.81g。
(2)仪器c的名称是_______,仪器b的进水口是_______(填“上口”或“下口”)。
(3)仪器a中支管的作用是_______。
(4)使用碳酸钠溶液洗涤的目的是_______。
(5)和都可以作该反应的催化剂,但在工业生产中常用,其原因是_______(从安全环保角度考虑)。
(6)该实验中环己基氯的产率为_______(保留三位有效数字)。
17. 磷是人体含量较多的元素之一,磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题:
(1)基态磷原子的核外价层电子排布图为___________。
(2)可用于制造火柴,其分子结构如下图所示。
①第一电离能:磷___________硫(填“>”或“<”下同);电负性:磷___________硫。
②P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为___________。
③每个P4S3分子中孤电子对的数目为___________。
(3)N、P、As、Sb均是ⅤA族的元素。
①上述元素的简单氢化物的沸点关系如下图所示,沸点:PH3<NH3,原因是___________。
②离子的结构式是___________(如有配位键请标出)写出一种与互为等电子体的分子___________。
18. 有机物H是一种酯类化合物,H的一种合成路线如图:
已知:(R、R'为H或烃基)。
回答下列问题:
(1)由D生成E的反应类型为________
(2)E中官能团的名称为________
(3)G的结构简式为________
(4)写出由B→C反应的化学方程式(Cu作催化剂):________
(5)P是E的芳香族同分异构体,写出一种满足下列条件的P的结构简式:________
①能发生水解反应且1molP能与2molNaOH恰好完全反应;
②核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为1∶1∶2∶2∶6。
(6)一种制备的合成路线如下:
M中碳原子的杂化方式为________;N的结构简式为________。
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腾冲市第八中学2024--2025学年下学期高二年级5月月考
化学试卷
考生注意:
1.答卷前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号及科目,在规定的位置贴好条形码。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 S—32 Cr—52 Fe—56
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、单项选择题(本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题所给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 化学与生活、生产密切相关。下列说法错误的是
A. 借助质谱图,仅能获得有机化合物的相对分子质量信息
B. 借助红外光谱,可以获得有机化合物中官能团或化学键信息
C. 氯乙烷气雾剂可用于运动损伤的镇痛剂
D. 浸有高锰酸钾的硅藻土可用于水果保鲜
【答案】A
【解析】
【详解】A.质谱图可以获得有机化合物的相对分子质量信息,还可以获得有机化合物的结构信息,A错误;
B.红外光谱图可确定有机物中的化学键及官能团,对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子的结构,B正确;
C.氯乙烷易挥发,具有冷冻麻醉作用,所以“复方氯乙烷气雾剂”常用于运动中急性损伤的镇痛,C正确;
D.乙烯为催熟剂,含有碳碳双键,可被高锰酸钾氧化,则用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果,D正确;
故选A;
2. 下列说法或化学用语的使用正确的是
A. H只能形成键,而O可以形成键和键
B. 符号为M的能层最多容纳的电子数为32个
C. 基态碳原子的价电子轨道表示式:
D. 的原子核外电子排布式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.H原子只有s轨道,故只能形成键,而O可以形成键和键,A正确;
B.符号为M的能层序号为3,最多容纳的电子数为2×32=18个,B错误;
C.基态碳原子的价电子为2s22p2,轨道表示式为,C错误;
D.24Cr的原子核外有24个电子,排布式为[Ar]3d54s1,D错误;
故选A。
3. 下面关于四种微粒的比较正确的是
①基态原子的电子排布式:;②价电子排布式:;③2p轨道为半充满的原子;④原子的2p轨道上只有两对成对电子
A. 原子半径:②>①>③>④
B. 最高正化合价:④>①>③=②
C. 电负性:④>③>②>①
D. 第一电离能:④>③>①>②
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】由核外电子排布特点可知①为S,②为P,③为N,④为F。
A.一般而言,电子层越多,原子半径越大,同周期从左向右,原子半径逐渐减小,则原子半径:②>①>③>④,A正确;
B.N、P最外层电子数相同,最高正化合价相同,都为+5价,S最外层电子数为6,最高正化合价为+6,F没有正价,最高正化合价:①>③=②,B错误;
C.非金属性越强,元素的电负性越大,则电负性:④>③>①>②,C错误;
D.同一周期,从左到右,元素的第一电离能逐渐增大,但第ⅡA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素,P的3p电子为半满稳定结构,第一电离能大于S,同一主族,从上到下,第一电离能逐渐减小,因此第一电离能:④>③>②>①,D错误;
故选:A。
4. 下列关于丙烯(CH3—CH=CH2)的说法错误的是( )
A. 丙烯分子有8个σ键,1个π键 B. 丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化
C. 丙烯分子存在非极性键 D. 丙烯分子中3个碳原子在同一平面上
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙烯中含有6个C-H单键,1个C-C单键和1个碳碳双键,因为双键是由1个σ键和1个π键构成,A选项正确;
B.丙烯中的2个不饱和碳原子是sp2杂化,甲基碳原子才是sp3杂化,B选项错误;
C.丙烯分子中的C原子和C原子之间形成非极性键,C选项正确;
D.由于甲基是和不饱和碳原子直接相连的,而碳碳双键是平面型结构,所以丙烯分子中3个碳原子在同一平面上,D选项正确;
答案选B。
5. 下列说法正确的是
A. 按系统命名法名称为2-甲基-3,5-二乙基己烷
B. 下列物质的沸点按由低到高顺序为:
C. 等质量的甲烷、乙烯、1,3-丁二烯分别充分燃烧,所耗氧气的量依次增加
D. 用溶液能区分、苯、硝基苯四种物质
【答案】D
【解析】
【详解】A.该有机物最长碳链有7个碳原子,取代基分别在2、3、5号碳上,2,5号碳上各有一个甲基,3号碳上有一个乙基,名称为2,5-二甲基-3-乙基庚烷,A错误;
B.烷烃中碳原子数越多,沸点越高,互为同分异构体的烷烃,支链越多,沸点越低,故沸点由低到高顺序为:,B错误;
C.甲烷、乙烯、1,3-丁二烯中H元素的质量分数:甲烷>乙烯>1,3-丁二烯,而等质量的烃燃烧,H元素的质量分数越大,耗氧量越多,故等质量的甲烷、乙烯、1,3-丁二烯分别充分燃烧,耗氧量依次减少,C错误;
D.碳酸钠和醋酸反应生成二氧化碳气体,有气泡冒出,和乙醇互溶不反应,溶液不分层,和苯分层且油状液体在上层,和硝基苯分层且油状液体在下层,故可用碳酸钠区分这四种物质,D正确;
故选D。
6. 有X、Y、Z、W、M五种短周期主族元素,其中X、Y、Z、W同周期,Z、M同主族;X+与具有相同的电子层结构;离子半径:;Y的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料。下列说法正确的是
A. X、M两种元素只能形成型化合物
B. 元素Y、Z、W的单质晶体属于同种类型的晶体
C. 元素W和M的某些单质可作为水处理中的消毒剂
D. 由于W、Z、M元素的简单氢化物的相对分子质量依次减小,所以其沸点依次降低
【答案】C
【解析】
【分析】X+与M2-具有相同的电子层结构且均属于短周期元素,可推知X为钠元素,M为氧元素,由此可知Z为硫元素;X、Y、Z、W属于同周期元素,由离子半径:Z2->W-,可推知W为氯元素;Y的单质晶体熔点高、硬度大,是一种重要的半导体材料,不难判断,Y为硅元素。
【详解】A.Na与O两种元素可形成Na2O和Na2O2两种化合物,故A项错误;
B.单质Si属于共价晶体,单质S和Cl2属于分子晶体,故B项错误;
C.O3和Cl2都具有强氧化性,可作为水处理的消毒剂,故C项正确;
D.虽然HCl、H2S、H2O的相对分子质量依次减小,但因H2O分子间存在氢键,沸点高于HCl和H2S,故D项错误;
故答案为:C。
7. 有机物靛蓝是一种蓝色染料,其结构如图所示。下列有关靛蓝的说法正确的是
A. 属于芳香烃 B. 分子式为
C. 含有的官能团为苯基、氨基、酮羰基 D. 苯环上的一氯代物有2种
【答案】B
【解析】
【详解】A.该有机物中含有O元素和N元素,不属于烃,A错误;
B.根据靛蓝结构简式可知,其分子式为,B正确;
C.根据靛蓝结构简式可知,含有的官能团为氨基、酮羰基、碳碳双键,C错误;
D.根据靛蓝结构可知,该结构对称,则其苯环上的一氯代物有4种,D错误;
故选B。
8. 用水就能鉴别的一组物质是
A. 乙烯、乙炔 B. 乙酸、乙醛 C. 苯、甲苯 D. 己烷、乙醇
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烯、乙炔常温下为气体,二者都不溶于水,不能鉴别,A不符题意;
B.乙酸、乙醛都与水混溶,现象相同无法鉴别,B不符题意;
C.苯、甲苯常温下为液态,二者都不溶于水且密度都比水小,现象相同无法鉴别,C不符题意;
D.己烷不溶于水,但乙醇能与水混溶,现象不同可以鉴别,D符合题意。
答案选D。
9. 下列实验方案中,操作正确且可以达到实验目的的是
序号
实验目的
实验操作和现象
①
除去苯中混有的苯酚
向溶液中滴加少量浓溴水充分反应后过滤弃去沉淀
②
检验中存在的溴元素
将与溶液共热,冷却后,取出上层水溶液,加入溶液,观察是否产生淡黄色沉淀
③
证明蔗糖未水解
向20%蔗糖溶液中加入少量稀,加热,再加入银氨溶液,未出现银镜
④
证明溴乙烷发生消去反应有乙烯生成
向试管中加入适量的溴乙烷和的乙醇溶液,加热,将反应产生的气体通入溴水中,溴水褪色
⑤
检验绿茶中是否含有酚类物质
向茶水中滴加溶液
A. ②③④⑤ B. ④⑤ C. ①⑤ D. ②④⑤
【答案】B
【解析】
【详解】①苯酚与浓溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚沉淀,2,4,6-三溴苯酚可以溶于苯,因此无法达到除杂的目的,①错误;
②溴乙烷的取代反应需要再碱性环境中进行,因此加入溶液之前需要先加入硝酸调节溶液为酸性,②错误;
③银镜反应需要在碱性条件下进行,因此加入银氨溶液之前,需要先加入溶液调节溶液为碱性,③错误;
④溴乙烷和的乙醇溶液加热,消去反应生成乙烯,乙烯能够与溴水发生加成反应而使溴水褪色,挥发的乙醇不发生反应,因此将反应产生的气体通入溴水中,溴水褪色,可以证明溴乙烷发生消去反应,④正确;
⑤酚类物质和溶液发生显色反应,溶液呈紫色,因此向茶水中滴加溶液,可以检验是否含有酚类物质,⑤正确;
答案选B。
10. 某有机物的结构简式为,下列关于该有机物的叙述正确的是
A. 易溶于水和有机溶剂
B. 该有机物能与水溶液反应,但不能与醇溶液反应
C. 在一定条件下,该有机物最多能和发生加成反应
D. 以为催化剂,加入足量浓溴水,可发生苯环上的取代反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.该有机物没有亲水基团,难溶于水,A错误;
B.该有机物能与水溶液反应,氯原子所连碳的邻位碳上没有氢,不能发生消去反应,不能与醇溶液反应,B正确;
C.该有机物含有苯环和碳碳双键,在一定条件下,该有机物最多能和发生加成反应,C错误;
D.以为催化剂,加入液溴,可发生苯环上的取代反应,D错误;
故选B。
11. 下列卤代烃,既能发生水解,又能发生消去反应且能得到三种单烯烃的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】卤代烃都能发生水解反应,则4种有机物都能发生水解反应;发生消去反应的卤代烃的结构需满足:与卤素原子相连的C原子的相邻碳原子有H原子才能发生消去反应,据此分析。
【详解】A.能发生消去反应,得到2,3,3-三甲基-1-丁烯,1种单烯烃,A不符合题意;
B.能发生消去反应,得到2-甲基-1-丁烯和2-甲基-2-丁烯,共2种单烯烃,B不符合题意;
C.能发生消去反应,得到3-甲基-2-乙基-1-丁烯、3,4-二甲基-2-戊烯、2,3-二甲基-2-戊烯,共3种单烯烃,C符合题意;
D.中与Br相连的C原子的相邻C原子上没有H原子,不能发生消去反应,D不符合题意;
故选C。
12. 类推的思维方法是一种常用的方法,但类推出的结论需经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论正确的是
A. 晶体中有阴离子,必有阳离子;则晶体中有阳离子,也必有阴离子
B. H2O常温下为液态,H2S常温下也为液态
C. 因C-C键键长金刚石>C60,所以熔点C60>金刚石
D. 从、为正四面体结构,可推测PH、也为正四面体结构
【答案】D
【解析】
【详解】A.晶体中有阴离子,必有阳离子,但晶体中有阳离子,不一定有阴离子,比如金属晶体中有金属阳离子和自由电子,A项错误;
B.水分子之间存在氢键,硫化氢分子之间不存在氢键,所以水的熔沸点大于硫化氢,H2S常温下为气态,B项错误;
C.金刚石是共价晶体,C60是分子晶体,共价晶体的熔点高于分子晶体,所以金刚石的熔点高于C60,C项错误;
D.PH中P原子价层电子对数=且P原子不含孤电子对,中P原子价层电子对数=且不含孤电子对,所以二者空间构型均正四面体结构,D项正确;
答案选D。
13. 利用下列实验装置完成对应的实验,能达到实验目的的是
A. 装置甲验证苯与液溴发生取代反应 B. 装置乙分离硝化反应产物获得纯净的硝基苯
C 装置丙制备乙酸乙酯并提高产率 D. 装置丁制备乙炔
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯与液溴在三溴化铁作催化剂条件下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,由于溴也有挥发性,也会随着溴化氢一起进入硝酸银溶液,溴可以和水反应生成溴化氢,也会与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀,干扰了对实验结果的验证,故A错误;
B.硝化反应产物中混入了没有反应完的苯,苯与硝基苯互溶,混合后不分层,不能用分液法分离,故B错误;
C.乙醇和乙酸在浓硫酸作催化剂的条件下发生酯化反应,碎瓷片用于防止暴沸,但由于乙酸、乙醚、乙醇和水都有挥发性,会随着乙酸乙酯一起蒸出,故利用分水器,将水冷凝回流,再通过冷凝管,提高乙酸乙酯的产率,故C正确;
D.电石与水反应生成的氢氧化钙易堵塞瓶颈处,且该反应剧烈,发出大量热,不能选图中启普发生器制备乙炔,故D错误;
故选C
14. 实验室制备较为纯净的乙酸乙酯的过程中,下列装置不需要用到的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙酸乙酯难溶于水,密度比水小;乙醇溶于碳酸钠溶液中,乙酸与碳酸钠反应产生乙酸钠也溶解在水溶液中,可以采用分液方法分离,使用装置A,A正确;
B.反应产生的乙酸乙酯沸点较低会挥发逸出,沸点较低的未反应的乙醇及乙酸也会随乙酸乙酯由导气管进入到盛有饱和碳酸钠溶液的试管中,为防止因乙醇及乙酸的溶解而产生倒吸现象的发生,导气管要在液面以上,可以使用装置B,B正确;
C.在实验室中用乙醇与乙酸在浓硫酸催化作用下加热发生酯化反应制取乙酸乙酯,液体混合物加热反应,生成乙酸乙酯可以蒸出后冷凝收集,可以使用装置C,C正确;
D.该装置适合易升华的物质与不易升华物质的分离,不用于实验室制备较为纯净的乙酸乙酯,D错误;
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、填空题(本大题共4小题,共58分)
15. 氧族元素是元素周期表中第VIA族元素,包含氧、硫、硒、碲、钋五种元素,它们及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)基态原子的简化核外电子排布式为___________。
(2)、、、的沸点由高到低的顺序为___________。
(3)依布硒是一种有机硒化物,具有良好的抗炎活性,其结构简式为。依布硒分子中、原子的杂化类型分别为___________、___________。
(4)国家速滑馆又称为“冰丝带”,所用的碲化镉()“发电玻璃”被誉为“挂在墙上的油田”。碲化镉立方晶胞结构如图。
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。已知晶胞中、原子的分数坐标分别为,,则点原子的分数坐标为___________。
②碲化镉晶体的密度为,设为阿伏加德罗常数的值,则其晶胞边长为___________。
【答案】(1)[Ar]3d104s24p4
(2)H2O>H2Te>H2Se>H2S
(3) ①. sp3 ②. sp2
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
基态 Se 原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p4 其简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4,故答案为:[Ar]3d104s24p4;
【小问2详解】
因为H2O分子间存在氢键,沸点最高,而H2S、H2Se、H2Te的组成结构相似,相对分子质量越大,沸点越高,故答案为:H2O>H2Te>H2Se>H2S;
【小问3详解】
由结构简式可知,依布硒分子中 Se 形成了两个键,还有两对孤对电子,故杂化方式为sp3,分子中的6个碳原子皆采取sp2杂形成三条杂化轨道,其中一条杂化轨道与其它原子结合形成键,另外两条杂化轨道和相邻的两个碳原子结合形成两个键,故依布硒分子中 Se 、C原子的杂化类型分别为sp3,sp2;故答案为:sp3,sp2;
【小问4详解】
①已知晶胞中A、B原子的分数坐标分别为A(0,0,0)、,又由碲化镉立方晶胞结构可知,C点原子的分数坐标为;故答案为:;
②每个晶胞含有Cd个数为,含Te的个数为4,则晶胞的质量为,则晶胞边长为pm,故答案为:。
16. 环己基氯为无色液体,不溶于水,常用于合成橡胶防焦剂、杀虫剂三环锡、抗癫痫剂等。请回答下列问题:
Ⅰ.有两种方法可制备环己基氯:
①环己烷氯化法:;
②环己烯氯化氢加成法:。
(1)工业生产多采用方法②制备环己基氯,原因是_______。
Ⅱ.某化学兴趣小组用如图所示装置模拟I中方法②制备环己基氯:
步骤如下:在仪器c中加入35mL(0.35mol)环己烯、3g催化剂,搅拌升温。打开仪器a的活塞,向c中加入105mL30%(约1mol)的盐酸,调节反应温度为75℃,搅拌1.5h,待反应结束,冷却,将反应液转移至分液漏斗中,静置分层。弃去水层,分别使用饱和氯化钠溶液和碳酸钠溶液洗涤有机层2次。用无水氯化钙干燥,蒸馏得产品30.81g。
(2)仪器c的名称是_______,仪器b的进水口是_______(填“上口”或“下口”)。
(3)仪器a中支管的作用是_______。
(4)使用碳酸钠溶液洗涤的目的是_______。
(5)和都可以作该反应的催化剂,但在工业生产中常用,其原因是_______(从安全环保角度考虑)。
(6)该实验中环己基氯的产率为_______(保留三位有效数字)。
【答案】(1)方法①副产物多,产品分离困难,方法②原子利用率高或其他合理答案
(2) ①. 三颈烧瓶 ②. 下口
(3)平衡气压,使液体顺利流下
(4)除去残留的酸 (5)有毒,会对人体健康造成危害,并且污染环境或其他合理答案
(6)74.3%
【解析】
【分析】用环己烯和盐酸在加热和催化剂条件下制取环己基氯,反应结束弃去水层后用饱和氯化钠溶液洗去大部分没有反应的盐酸,再用碳酸钠溶液洗去残余的盐酸,然后用无水氯化钙干燥除水,最后蒸馏除去环己烯,得到产品。
【小问1详解】
方法①除了得到产品,还生成氯化氢,副产物多,产品分离困难,且使用了有毒的原料氯气,方法②是加成反应,原子利用率100%,所以工业生产多采用方法②制备环己基氯。
【小问2详解】
根据仪器构造可知,仪器c是三颈烧瓶,为了保证冷凝效果,冷凝管应从下口进水。
【小问3详解】
仪器a中的支管连通了恒压滴液漏斗和三颈烧瓶,可以平衡气压,使液体顺利流下。
【小问4详解】
由以上分析可知,使用碳酸钠溶液洗涤的目的是除去残留的酸。
【小问5详解】
Cd是重金属,其离子能使蛋白质变性,会对人体健康造成危害,并且污染环境,所以在工业生产中常用 Zn−Cu/ZrO2 做催化剂,而不用CdCl2 。
【小问6详解】
0.35mol环己烯和1molHCl发生反应②,HCl是过量的,所以理论上生成的环己基氯的物质的量为0.35mol,质量为0.35mol×118.5g/mol=41.475g,则环己基氯的产率为74.3%。
17. 磷是人体含量较多的元素之一,磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。回答下列问题:
(1)基态磷原子的核外价层电子排布图为___________。
(2)可用于制造火柴,其分子结构如下图所示。
①第一电离能:磷___________硫(填“>”或“<”下同);电负性:磷___________硫。
②P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为___________。
③每个P4S3分子中孤电子对的数目为___________。
(3)N、P、As、Sb均是ⅤA族的元素。
①上述元素的简单氢化物的沸点关系如下图所示,沸点:PH3<NH3,原因是___________。
②离子的结构式是___________(如有配位键请标出)写出一种与互为等电子体的分子___________。
【答案】(1) (2) ①. > ②. < ③. sp3 ④. 10
(3) ①. NH3分子间存在氢键,PH3分子间无氢键 ②. ③. CH4
【解析】
【小问1详解】
P是15号元素,根据构造原理可知:基态磷原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p3,其价电子排布式是3s23p3,则基态磷原子的核外价层电子排布图为;
【小问2详解】
①一般情况下同一周期元素,原子序数越大,元素的第一电离能就越大,但当元素处于第ⅡA、第ⅤA元素时,原子核外电子处于轨道的全满、半满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻元素。P、S是第三周期元素,P是第ⅤA元素,S是第ⅥA元素,所以第一电离能:P>S;
一般情况下同一周期元素,原子序数越大,元素的电负性就越大,P、S是同一周期元素,原子序数:P<S,所以元素的电负性:P<S;
②根据图示可知在P4S3分钟中,每个S原子形成2个S-P键,每个S原子上还有2个孤电子对,其价层电子对数是4,所以S原子杂化类型是sp3杂化;
③P原子最外层有5个电子,3个成单电子,1个孤电子对。根据图示可知:在P4S3分钟中每个P原子形成3个P-S键,P原子上还含有1个孤电子对、每个S原子含有2个孤电子对,所以每个P4S3分子中含有孤电子对数目是4+2×3=10个;
【小问3详解】
①N、P、As、Sb是同一主族元素,它们形成的氢化物NH3、PH3、AsH3、SbH3结构相似,都是由分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体。对于结构相似的物质,相对分子质量越大,分子间作用力就越大,物质的熔沸点就越高。但由于N元素的非金属性很强,原子半径较小,在NH3分子之间存在氢键,增加了分子之间的吸引作用,导致其沸点比PH3的高,而PH3分钟之间无氢键,因此沸点:NH3>PH3;
②为带有一个单位正电荷的阳离子,N与3个H原子原子形成3个共价键,还有一个共价键是配位键,该共价键是N原子提供孤电子对,H+提供空轨道形成的,其结构式是;与互为等电子体的分子是CH4。
18. 有机物H是一种酯类化合物,H的一种合成路线如图:
已知:(R、R'为H或烃基)。
回答下列问题:
(1)由D生成E的反应类型为________
(2)E中官能团的名称为________
(3)G的结构简式为________
(4)写出由B→C反应的化学方程式(Cu作催化剂):________
(5)P是E的芳香族同分异构体,写出一种满足下列条件的P的结构简式:________
①能发生水解反应且1molP能与2molNaOH恰好完全反应;
②核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为1∶1∶2∶2∶6。
(6)一种制备的合成路线如下:
M中碳原子的杂化方式为________;N的结构简式为________。
【答案】(1)取代反应
(2)酮羰基、(酚)羟基
(3) (4) (5)或
(6) ①. 、 ②.
【解析】
【分析】根据合成路线,A→B是在苯环上两甲基的共同邻位碳上发生溴代反应,引入溴原子,B→C发生碳卤键的水解反应,生成的酚羟基具有酸性,与NaOH中和,最终生成酚的钠盐,C→D利用强酸制弱酸原理,使酚钠盐转化为:,D→E使苯环上酚羟基对位碳上的氢原子被-COCH3取代,生成E的结构简式为:,E→F不仅使E中羟基的氢被取代,取代产物中的羧基还与NaOH中和,F→G先发生羟醛缩合反应,生成的产物在强酸作用下恢复羧基,因此G的结构简式为:,G→H发生酯化反应,H结构简式为:。
【小问1详解】
D→E使苯环上酚羟基对位碳上的氢原子被-COCH3取代,反应类型为取代反应。
【小问2详解】
E的结构简式为:,含有的官能团的名称为酮羰基、(酚)羟基。
【小问3详解】
由分析可知,G的结构简式为:。
【小问4详解】
B→C发生碳卤键的水解反应,生成的酚羟基具有酸性,与NaOH中和,最终生成酚的钠盐,反应的化学方程式为:。
【小问5详解】
符合条件的同分异构体含有一个苯环、 一个异丙基、一个-COO-且以碳氧单键与苯环相连接,因此同分异构体的结构简式有:或。
【小问6详解】
M中甲基的碳原子杂化方式为sp3,苯环上的碳原子与C=O中的碳原子杂化方式均是sp2。 N发生加聚反应生成,则N的结构简式为:。
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