内容正文:
洛阳市2024——2025学年高二质量检测
化 学 试 卷
考试时间75分钟,共100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡上。
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 Fe 56
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列物质不属于高分子的是
A. 谷氨酸 B. 核酸 C. 聚己二酸乙二酯 D. 酚醛树脂
2. 下列化学用语正确的是
A. 乙醛的分子式:CH3CHO
B. 氨分子的球棍模型:
C. 基态 Cr原子的价电子排布式:3d54s1
D. 镁原子最高能级电子云轮廓图:
3. 美好生活靠劳动创造。下列劳动过程没有发生酯化反应的是
A. 以油脂为原料制取肥皂
B. 用纤维素制取醋酸纤维
C. 核酸检测中 DNA 的复制
D. 白酒陈化过程产生香味
4. 东晋葛洪《肘后备急方》中记载用青蒿抗疟是通过“绞汁”,而非“水煎法”。受此启发,屠呦呦团队用乙醚来提取青蒿中的有效成分,成功分离出青蒿素。下列说法错误的是
A. 青蒿素分子中含有醚键和酯基
B. 青蒿素具有抗疟作用可能与结构中含有过氧键有关
C. 乙醚提取法获得产物的药效比“水煎法”的好
D. 乙醚作溶剂从青蒿中提取青蒿素的操作方法是蒸馏
5. 下列四种有机物不是用于合成高分子材料()的单体的是
A. B.
C. D.
6. 下列反应过程能够实现目标的是
A. CH≡CHCH3CHO
B.
C.
D. HOCH2CH2OH
7. 某种聚碳酸酯的透光性好,可制成车、船的挡风玻璃,以及眼镜镜片、光盘等。其结构可表示为:
原来合成聚碳酸酯的一种原料是有毒的光气(COCl2,又称碳酰氯)。为贯彻绿色化学理念 可以改用碳酸二甲酯( )与有机物 M 缩合聚合生产聚碳酸酯。则M 的结构简式为
A. B.
C. D.
8. 下列实验装置设计或对应操作正确的是
A.验证乙酸、碳酸、苯酚的酸性强弱
B.制备溴苯并验证有HBr产生
C.萃取振荡时放气
D.铁钉镀锌
A. A B. B C. C D. D
9. 聚乙烯醇(PVA)广泛应用于建筑、医药、纺织、造纸、包装等诸多领域,可用如下方法制备。
下列说法错误的是
A. ①为加成反应 B. ②③分别为缩聚反应、水解反应
C. X可使溴水褪色 D. PVA 可用作高吸水性材料
10. 对于超分子聚合物和材料的组装而言,B-N配位键的动态性质和易于调节的特性起着重要作用。某种超分子的结构如图(Me-代表甲基)。
下列说法正确的是
A. 该超分子中涉及的元素均为 p区元素
B. 第一电离能:F>O>N>B
C. 超分子具有分子识别和自组装的特征
D. 该超分子形成的B-N配位键中,B原子提供孤电子对
11. 下列实验操作及现象不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验操作及现象
A
检验脱脂棉水解产物中含有醛基
向脱脂棉水解液中加入过量的 NaOH 溶液至碱性,再滴入少量 溶液,加热,出现砖红色沉淀
B
检验某液体样品中含有蛋白质
向样品中滴入5滴浓硝酸,有白色沉淀产生,加热后沉淀变黄色
C
检验乙酰水杨酸中酯基
向溶有乙酰水杨酸的澄清溶液中滴入2滴稀硫酸,加热后依次滴入几滴 3溶液和3溶液,振荡,溶液后显紫色
D
证明乙醇发生消去反应生成了乙烯
加热乙醇和浓硫酸的混合液至,将生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液,溶液紫红色褪去
A. A B. B C. C D. D
12. 晶体为层状结构,多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示,其中部分结构显示为图乙。下列说法错误的是
A. 电负性:Mg<Cl
B. Mg2+离子的配位数为3
C. 晶体中存在范德华力
D. 晶体的某些物理性质在平行和垂直于层的方向上表现出各向异性
13. 电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是
A. 电极a为阴极
B. 该离子交换膜为质子交换膜
C. 每生成1m ol半胱氨酸电路中转移2mole⁻
D. 电极b发生的反应为-6e-+2H2O=+6H+
14. 在钼基催化剂作用下,1,2-丙二醇脱氧、脱水反应循环机理如图所示。下列说法正确的是
A. 是催化剂,它降低了反应的活化能和反应热
B. 该循环机理的总反应是2HCHO+CH3CHO+CH2=CHCH3+2H2O
C. 该反应涉及的有机物中,没有构造异构体
D. 催化过程中金属元素Mo成键数没有发生改变
15. 25℃时,,下列说法正确是
A. AgCl悬浊液中一定存在:
B. Na2S溶液中:
C. 0.01mol/L的Na2S溶液中:
D. 的平衡常数数量级为
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 铁及其化合物在国防、电子信息和生产生活等领域中具有广泛应用。回答下列问题:
(1)一种新研发出的铁磁性材料M的分子结构如图1所示。
①M分子中的Fe2+与上、下两个五元环通过配位键相连且Fe2+共提供了6个杂化轨道,则铁原子最可能的杂化方式为_______(填字母)。
A.sp2 B. sp3 C. dsp2 D.
②分子中的大π键可用符号“π”表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π),则M分子中由碳、氧组成的平面五元环中的大π键应表示为_______。
(2)铁氮化合物因其特殊的组成和结构而具有优异的铁磁性能,某铁氮化合物的立方晶胞结构如图2所示,该化合物的化学式为_______ 。若晶胞中距离最近的铁原子和氮原子的距离为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,该晶胞的密度为_______g/cm3(列出计算式)。
(3)常温下,有关数据如表所示:
化合物
2
2
Ksp近似值
-17
-17
-39
常温下,分离某溶液中Fe2+和Zn2+时,常用方法是先加稀H2SO4和H2O2溶解,H2O2的作用是_______,加碱调节至pH约为_______时,铁离子刚好沉淀完全(离子浓度小于 时,即可认为该离子沉淀完全)。
(4)工业上,可用铁作阳极,电解 KOH 溶液制备 K2FeO4用作净水剂,装置如图3所示。
该电解池中离子交换膜为 _______(填“阴”或“阳”)离子交换膜,阳极电极反应式为_______。
17. 含特定取代基和官能团苯胺是医药化学和染料工业中非常重要的合成中间体。以下是以苯酚为原料选择性合成5-氯-2-甲氧基-1,3-苯二胺的路线。
回答下列问题:
(1)B的结构简式为_______。
(2)B→E的过程中引入磺酸基的目的是_______。
(3)C→D的反应方程式为_______。
(4)E→F反应所需要的试剂有_______。
(5)F→G的反应类型是_______。
(6)1molG与NaOH溶液反应最多可消耗_______molNaOH。
18. 乙酸乙酯在工业上有非常重要的作用。采用乙醇氧化脱氢法制备乙酸乙酯的反应原理及步骤如下:
Ⅰ.将17.8mL50%H₂SO₄溶液加入至50mL的三颈烧瓶中,冰盐浴条件下,加入10.7mL乙醇。
Ⅱ.将11.85gNa₂Cr₂O₇溶于7.4mLH₂O中,搅拌下逐滴加入三颈烧瓶中,反应温度控制在20℃。当混合物的粘度变大时,将温度升高到35℃,继续反应。
Ⅲ.将反应得到的绿色乳浊液用等量水稀释,分液,收集上层清液,纯化,干燥。
Ⅳ.分馏,收集73~78℃馏分。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中,使用冰盐浴(-25~-10℃)的原因是_______(填标号)。
A. 增强乙醇还原性 B. 有利于降温 C. 减少乙醇挥发 D. 减少硫酸挥发
(2)步骤Ⅱ中,混合物的粘度变大对反应的不利影响是_______。
(3)步骤Ⅲ中,上层清液中含有的主要杂质为_______。
(4)步骤Ⅲ中,纯化操作步骤为:先用_______、再用水洗涤。
(5)分馏装置如图所示,玻璃仪器X的名称为_______;指出装置(不含夹持、加热等装置)中错误之处_______。
(6)相比于用浓硫酸催化乙酸和乙醇制备乙酸乙酯的方法,从反应条件及绿色化学角度评价该方法的优点是_______;缺点是_______。
19. 阿斯巴甜(APM)是一种人工合成的甜味剂,采用内酯法合成APM的路线如下。
已知:
①芳香化合物A能发生银镜反应,核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢原子。
②
回答下列问题:
(1)由A生成B的化学反应方程式为_______。
(2)D的化学名称为_______。
(3)阿斯巴甜(APM)分子中的含氧官能团名称是酯基、_______。
(4)阿斯巴甜味美、甜度高、热量低,适用于糖尿病、高血压及心脑血管患者使用,其摄入后的消化、吸收和代谢过程与营养物质中的_______相似。
(5)由G生成H的反应分两步进行,先加成再酯化,加成后产物的结构简式为_______ 。
(6)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种(不考虑立体异构);
①含有苯环;②含有一个甲基;③属于α-氨基酸。
其中分子中含有两个手性碳的同分异构体的结构简式是_______。
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洛阳市2024——2025学年高二质量检测
化 学 试 卷
考试时间75分钟,共100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡上。
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 Fe 56
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列物质不属于高分子的是
A. 谷氨酸 B. 核酸 C. 聚己二酸乙二酯 D. 酚醛树脂
【答案】A
【解析】
【详解】A.谷氨酸的结构简式为HOOCCH2CH2CH(NH2)COOH,分子量较小,不属于高分子,故A符合题意;
B.核酸(如DNA、RNA)是生物大分子,属于高分子,故B不符合题意;
C.聚己二酸乙二酯是聚酯类高分子材料,属于高分子,故C不符合题意;
D.酚醛树脂是由酚与醛发生缩聚反应合成的塑料,属于高分子,故D不符合题意;
答案选A。
2. 下列化学用语正确的是
A. 乙醛的分子式:CH3CHO
B. 氨分子的球棍模型:
C. 基态 Cr原子的价电子排布式:3d54s1
D. 镁原子最高能级电子云轮廓图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醛的分子式为C2H4O,A错误;
B.氨分子是三角锥形,球棍模型为,B错误;
C.Cr是24号元素,基态Cr原子价电子排布式为,C正确;
D.镁原子的最高能级是3s,电子云图应该为球形,D错误;
故选C。
3. 美好生活靠劳动创造。下列劳动过程没有发生酯化反应的是
A. 以油脂为原料制取肥皂
B. 用纤维素制取醋酸纤维
C. 核酸检测中 DNA 的复制
D. 白酒陈化过程产生香味
【答案】A
【解析】
【详解】A.油脂制肥皂是皂化反应(水解反应),属于酯的水解而非酯化,故A符合题意;
B.纤维素与乙酸反应生成醋酸纤维,属于酯化反应,故B不符合题意;
C.DNA复制形成磷酸二酯键,属于酯化反应,故C不符合题意;
D.白酒陈化生成具有香味的酯类物质,属于酯化反应,故D不符合题意;
答案选A。
4. 东晋葛洪《肘后备急方》中记载用青蒿抗疟是通过“绞汁”,而非“水煎法”。受此启发,屠呦呦团队用乙醚来提取青蒿中的有效成分,成功分离出青蒿素。下列说法错误的是
A. 青蒿素分子中含有醚键和酯基
B. 青蒿素具有抗疟作用可能与结构中含有过氧键有关
C. 乙醚提取法获得产物的药效比“水煎法”的好
D. 乙醚作溶剂从青蒿中提取青蒿素操作方法是蒸馏
【答案】D
【解析】
【详解】A.青蒿素分子中含有醚键和酯基,A正确;
B.分子中含有过氧键,具有较强的氧化性,可用于杀菌消毒,B正确;
C.“水煎法”在加热下进行,说明青蒿素高温会被破坏,C正确;
D.青蒿素易溶于乙醚等有机溶剂,乙醚作溶剂从青蒿中提取青蒿素的操作方法是萃取,D错误;
故选D。
5. 下列四种有机物不是用于合成高分子材料()的单体的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】高分子材料是由三种单体苯乙烯()、苯乙炔()和聚合而成的;
故选D。
6. 下列反应过程能够实现目标是
A. CH≡CHCH3CHO
B.
C.
D. HOCH2CH2OH
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙炔与水加成生成乙烯醇,迅速异构化为稳定的乙醛,A正确;
B.甲苯在铁做催化剂作用下与氯气发生苯环上取代反应,而非烷烃基上取代,B错误;
C.卤代烃的消去反应是在氢氧化钠的醇溶液条件下发生,C错误;
D.醇的分子间取代反应,应该是在浓硫酸加热条件下发生,D错误;
故选A。
7. 某种聚碳酸酯的透光性好,可制成车、船的挡风玻璃,以及眼镜镜片、光盘等。其结构可表示为:
原来合成聚碳酸酯的一种原料是有毒的光气(COCl2,又称碳酰氯)。为贯彻绿色化学理念 可以改用碳酸二甲酯( )与有机物 M 缩合聚合生产聚碳酸酯。则M 的结构简式为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由结构简式可知,碳酸二甲酯一定条件下能与发生缩聚反应生成聚碳酸酯,故选B。
8. 下列实验装置设计或对应操作正确的是
A.验证乙酸、碳酸、苯酚酸性强弱
B.制备溴苯并验证有HBr产生
C.萃取振荡时放气
D.铁钉镀锌
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.醋酸与碳酸钠反应生成二氧化碳,醋酸具有挥发性,挥发的醋酸与生成的二氧化碳通入饱和碳酸氢钠,醋酸被除去,二氧化碳通入到苯酚钠反应产生白色沉淀,可以验证醋酸、碳酸和苯酚的酸性强弱,A正确;
B.液溴易挥发也会与溶液形成淡黄色沉淀,不能达成相应目的,B错误;
C.萃取操作时,振荡过程中通过打开分液漏斗下方的旋塞从下口放气,,C错误;
D.铁钉镀锌,锌连接电源正极做阳极,失去电子,锌离子在阴极锌片上得电子生成锌单质,D错误;
故选A。
9. 聚乙烯醇(PVA)广泛应用于建筑、医药、纺织、造纸、包装等诸多领域,可用如下方法制备。
下列说法错误的是
A. ①为加成反应 B. ②③分别为缩聚反应、水解反应
C. X可使溴水褪色 D. PVA 可用作高吸水性材料
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙酸中羟基氢氧键断裂后加成在乙炔碳碳三键上,故A正确;
B.合成PVA时,先碳碳双键上发生加聚反应,再水解反应,故B错误;
C.X存在碳碳双键,可使溴水褪色,故C正确;
D.PVA中含有大量的羟基,可用作高吸水性材料,故D正确;
答案选B。
10. 对于超分子聚合物和材料的组装而言,B-N配位键的动态性质和易于调节的特性起着重要作用。某种超分子的结构如图(Me-代表甲基)。
下列说法正确的是
A. 该超分子中涉及的元素均为 p区元素
B. 第一电离能:F>O>N>B
C. 超分子具有分子识别和自组装的特征
D. 该超分子形成的B-N配位键中,B原子提供孤电子对
【答案】C
【解析】
【分析】该超分子涉及的元素有H、B、C、N、O、F,据此分析;
【详解】A.H元素属于元素周期表s区元素,A错误;
B.同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,ⅡA族原子s能级全充满、ⅤA族原子p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,同一主族,随着能层数的增加,第一电离能依次减小,因此第一电离能:,B错误;
C.超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体,具有分子识别和自组装的特征,C正确;
D.该超分子形成的配位键中,N原子提供孤电子对,B提供空轨道,D错误;
故选C。
11. 下列实验操作及现象不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验操作及现象
A
检验脱脂棉水解产物中含有醛基
向脱脂棉水解液中加入过量的 NaOH 溶液至碱性,再滴入少量 溶液,加热,出现砖红色沉淀
B
检验某液体样品中含有蛋白质
向样品中滴入5滴浓硝酸,有白色沉淀产生,加热后沉淀变黄色
C
检验乙酰水杨酸中的酯基
向溶有乙酰水杨酸的澄清溶液中滴入2滴稀硫酸,加热后依次滴入几滴 3溶液和3溶液,振荡,溶液后显紫色
D
证明乙醇发生消去反应生成了乙烯
加热乙醇和浓硫酸的混合液至,将生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液,溶液紫红色褪去
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.脱脂棉水解产物葡萄糖含醛基,需在碱性条件下与新制Cu(OH)2共热反应生成砖红色沉淀。实验操作中先加过量NaOH中和酸,再滴少量CuSO4生成Cu(OH)2悬浊液,加热后出现砖红色沉淀,操作正确,能达到目的,故A不符合题意;
B.蛋白质遇浓硝酸发生显色反应,常温下先形成白色沉淀,加热后变黄色,实验现象符合蛋白质的检验,操作正确,故B不符合题意;
C.乙酰水杨酸中酯基酸性条件下、加热水解生成水杨酸和乙酸,实验中稀硫酸催化水解,NaHCO3中和酸,水杨酸中含酚羟基,加入FeCl3显紫色,操作正确,故C不符合题意;
D.乙醇消去反应生成乙烯,但反应中可能产生SO2等还原性气体,挥发的乙醇和生成的二氧化硫都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,直接通入酸性高锰酸钾褪色无法排除干扰,需先净化气体,实验设计不严谨,无法证明乙烯生成,故D符合题意;
答案选D。
12. 晶体为层状结构,多个晶胞无隙并置而成的结构如图甲所示,其中部分结构显示为图乙。下列说法错误的是
A. 电负性:Mg<Cl
B. Mg2+离子的配位数为3
C. 晶体中存在范德华力
D. 晶体的某些物理性质在平行和垂直于层的方向上表现出各向异性
【答案】B
【解析】
【详解】A.电负性越大的元素吸引电子的能力越强,活泼金属的电负性小于活泼非金属,因此,Mg的电负性小于Cl,A正确;
B.由图乙中结构可知,每 个与周围有6个最近且距离相等,因此的配位数为6,B错误;
C.由晶体结构可知,该结构中存在层状结构,层与层之间存在范德华力,C正确;
D.晶体属于晶体,存在各向异性,D正确;
故选B。
13. 电化学合成是一种绿色高效的合成方法。如图是在酸性介质中电解合成半胱氨酸和烟酸的示意图。下列叙述错误的是
A. 电极a为阴极
B. 该离子交换膜为质子交换膜
C. 每生成1m ol半胱氨酸电路中转移2mole⁻
D. 电极b发生的反应为-6e-+2H2O=+6H+
【答案】C
【解析】
【分析】该装置是电解池,电极b上3-甲基吡啶转化为烟酸过程中‘加氧去氢’,发生氧化反应,则b为阳极,阳极电极反应式为:-6e-+2H2O=+6H+,惰性电极a为阴极,阴极电极反应式为+2e-+2H+=2,交换膜为质子交换膜,质子由阳极向阴极移动,据此分析;
【详解】A.根据分析,a为阴极,发生还原反应,A正确;
B.根据分析及图可知,离子交换膜为质子交换膜,B正确;
C.阴极电极反应式为+2e-+2H+=2,每生成1m ol半胱氨酸电路中转移1mole⁻,C错误;
D.根据分析可知,b为阳极,阳极电极反应式为:-6e-+2H2O=+6H+,D正确;
故选C。
14. 在钼基催化剂作用下,1,2-丙二醇脱氧、脱水反应循环机理如图所示。下列说法正确的是
A. 是催化剂,它降低了反应的活化能和反应热
B. 该循环机理的总反应是2HCHO+CH3CHO+CH2=CHCH3+2H2O
C. 该反应涉及的有机物中,没有构造异构体
D. 催化过程中金属元素Mo成键数没有发生改变
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂可以降低了反应的活化能不能改变反应热,A错误;
B.由循环机理图可知最终生成物有HCHO、CH3CHO、CH3CH=CH2和水,MoO3为催化剂,反应正确,B正确;
C.CH3CH=CH2与环丙烷为同分异构体,存在构造异构,C错误;
D.催化过程中金属元素Mo成键数在③步骤时发生改变,D错误;
故选B。
15. 25℃时,,下列说法正确的是
A. AgCl悬浊液中一定存在:
B. Na2S溶液中:
C. 0.01mol/L的Na2S溶液中:
D. 的平衡常数数量级为
【答案】D
【解析】
【详解】A.AgCl悬浊液中,Ag+可水解生成AgOH,导致c(Ag+)≠c(Cl−),故A错误;
B.Na2S溶液中的物料守恒应为c(Na+)=2[c(S2−)+c(HS−)+c(H2S)],故B错误;
C.0.01mol/L的Na2S溶液中,,由原子守恒可知,则, 0.01mol/L Na2S溶液中c(OH−)>c(S2−),故C错误;
D.平衡常数,数量级为109,故D正确;
答案选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 铁及其化合物在国防、电子信息和生产生活等领域中具有广泛应用。回答下列问题:
(1)一种新研发出的铁磁性材料M的分子结构如图1所示。
①M分子中的Fe2+与上、下两个五元环通过配位键相连且Fe2+共提供了6个杂化轨道,则铁原子最可能的杂化方式为_______(填字母)。
A.sp2 B. sp3 C. dsp2 D.
②分子中的大π键可用符号“π”表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为π),则M分子中由碳、氧组成的平面五元环中的大π键应表示为_______。
(2)铁氮化合物因其特殊的组成和结构而具有优异的铁磁性能,某铁氮化合物的立方晶胞结构如图2所示,该化合物的化学式为_______ 。若晶胞中距离最近的铁原子和氮原子的距离为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,该晶胞的密度为_______g/cm3(列出计算式)。
(3)常温下,有关数据如表所示:
化合物
2
2
Ksp近似值
-17
-17
-39
常温下,分离某溶液中的Fe2+和Zn2+时,常用方法是先加稀H2SO4和H2O2溶解,H2O2的作用是_______,加碱调节至pH约为_______时,铁离子刚好沉淀完全(离子浓度小于 时,即可认为该离子沉淀完全)。
(4)工业上,可用铁作阳极,电解 KOH 溶液制备 K2FeO4用作净水剂,装置如图3所示。
该电解池中离子交换膜为 _______(填“阴”或“阳”)离子交换膜,阳极的电极反应式为_______。
【答案】(1) ① D ②.
(2) ①. ②.
(3) ①. 将Fe2+氧化为Fe3+ ②. 2.7
(4) ①. 阴 ②.
【解析】
【小问1详解】
①因为M分子中的Fe2+与上、下两个五元环通过配位键相连且Fe2+共提供了6个杂化轨道,即价层电子对数是6,则铁原子最可能的杂化方式为;②因为是平面五元环,则碳、氧都是sp2杂化,每个碳提供1个电子形成大π键,每个氧提供2个电子形成大π键,应表示为;
【小问2详解】
铁原子个数:,氮原子个数是1,则该化合物的化学式为;若晶胞中距离最近的铁原子和氮原子的距离为a pm,则晶胞参数为2a pm,晶胞体积为,晶胞质量:,该晶胞的密度为;
【小问3详解】
H2O2的作用是将Fe2+氧化为Fe3+,,,,,pH约为2.7;
【小问4详解】
铁作阳极,电解 KOH 溶液制备 K2FeO4,阳极的电极反应式为,阳极消耗氢氧根离子,则氢氧根离子从阴极向阳极移动,即离子交换膜为阴离子交换膜。
17. 含特定取代基和官能团的苯胺是医药化学和染料工业中非常重要的合成中间体。以下是以苯酚为原料选择性合成5-氯-2-甲氧基-1,3-苯二胺的路线。
回答下列问题:
(1)B的结构简式为_______。
(2)B→E的过程中引入磺酸基的目的是_______。
(3)C→D的反应方程式为_______。
(4)E→F反应所需要的试剂有_______。
(5)F→G的反应类型是_______。
(6)1molG与NaOH溶液反应最多可消耗_______molNaOH。
【答案】(1) (2)防止硝化时,硝基取代-OCH3对位上的氢原子
(3)+2HNO3+2H2O
(4)氯气和氯化铁 (5)还原反应
(6)2
【解析】
【分析】A与发生取代反应生成B(),B磺化生成C,C发生硝化反应生成D(),D在酸性条件转化E,E发生取代生成F,F还原生成G,据此分析;
【小问1详解】
根据分析可知,B的结构简式为;
【小问2详解】
引入磺酸基的目的是防止硝化时,硝基取代-OCH3对位上的氢原子;
【小问3详解】
C发生硝化反应生成D,反应方程式为+2HNO3+2H2O;
【小问4详解】
E→F是苯环上的取代反应,反应所需要的试剂有氯气和氯化铁;
【小问5详解】
F→G的反应是硝基的还原生成氨基,反应类型还原反应;
【小问6详解】
G含有C-Cl,可水解生成酚类,故1molG与NaOH溶液反应最多可消耗2molNaOH。
18. 乙酸乙酯在工业上有非常重要的作用。采用乙醇氧化脱氢法制备乙酸乙酯的反应原理及步骤如下:
Ⅰ.将17.8mL50%H₂SO₄溶液加入至50mL的三颈烧瓶中,冰盐浴条件下,加入10.7mL乙醇。
Ⅱ.将11.85gNa₂Cr₂O₇溶于7.4mLH₂O中,搅拌下逐滴加入三颈烧瓶中,反应温度控制在20℃。当混合物的粘度变大时,将温度升高到35℃,继续反应。
Ⅲ.将反应得到的绿色乳浊液用等量水稀释,分液,收集上层清液,纯化,干燥。
Ⅳ.分馏,收集73~78℃馏分。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中,使用冰盐浴(-25~-10℃)的原因是_______(填标号)。
A. 增强乙醇还原性 B. 有利于降温 C. 减少乙醇挥发 D. 减少硫酸挥发
(2)步骤Ⅱ中,混合物的粘度变大对反应的不利影响是_______。
(3)步骤Ⅲ中,上层清液中含有的主要杂质为_______。
(4)步骤Ⅲ中,纯化操作步骤为:先用_______、再用水洗涤。
(5)分馏装置如图所示,玻璃仪器X的名称为_______;指出装置(不含夹持、加热等装置)中错误之处_______。
(6)相比于用浓硫酸催化乙酸和乙醇制备乙酸乙酯的方法,从反应条件及绿色化学角度评价该方法的优点是_______;缺点是_______。
【答案】(1)BC (2)混合物的粘度变大,反应物分子间的接触面积减小,反应速率减小,产率减低
(3)、
(4)碳酸钠溶液中和 (5) ①. 锥形瓶 ②. 温度计插到了液体中,冷凝管和烧瓶之间导管过长
(6) ①. 反应温度较低 ②. 会产生含的酸性废液
【解析】
【小问1详解】
步骤I为将溶液加入至的三颈烧瓶中,冰盐浴条件下,加入乙醇,硫酸加入后会放热,使用冰盐浴(−25~−10℃)有利于降温,减少乙醇挥发,故答案选BC。
【小问2详解】
混合物的粘度变大,反应物分子间的接触面积减小,反应速率减小,产率减低。
【小问3详解】
根据反应可知,部分乙醇会被重铬酸钠氧化为乙酸,乙酸乙酯的密度比水小且不溶于水,故其在上层,根据相似相溶规则可知,上层清液中含有的主要杂质为和。
【小问4详解】
纯化乙酸乙酯,先使用饱和碳酸钠溶液中和后再使用水洗。
【小问5详解】
玻璃仪器X的名称为锥形瓶;该装置的错误之处有温度计插到了液体中,冷凝管和烧瓶之间导管过长。
【小问6详解】
浓硫酸催化乙酸和乙醇制备乙酸乙酯时,需要反应温度较高,而反应的反应温度仅为20℃,因此该方法的优点是反应温度较低;从绿色化学角度分析,采用乙醇氧化脱氢法制备乙酸乙酯会产生含的酸性废液,因此该方法的缺点是会产生含的酸性废液。
19. 阿斯巴甜(APM)是一种人工合成的甜味剂,采用内酯法合成APM的路线如下。
已知:
①芳香化合物A能发生银镜反应,核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢原子。
②
回答下列问题:
(1)由A生成B的化学反应方程式为_______。
(2)D的化学名称为_______。
(3)阿斯巴甜(APM)分子中的含氧官能团名称是酯基、_______。
(4)阿斯巴甜味美、甜度高、热量低,适用于糖尿病、高血压及心脑血管患者使用,其摄入后的消化、吸收和代谢过程与营养物质中的_______相似。
(5)由G生成H的反应分两步进行,先加成再酯化,加成后产物的结构简式为_______ 。
(6)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种(不考虑立体异构);
①含有苯环;②含有一个甲基;③属于α-氨基酸。
其中分子中含有两个手性碳的同分异构体的结构简式是_______。
【答案】(1)+HCN
(2)苯丙氨酸或2-氨基-3-苯丙酸
(3)酰胺基、羧基 (4)蛋白质
(5) (6) ①. 7 ②.
【解析】
【分析】结合E的结构,A为,A和HCN发生加成反应生成B为,B发生酸性水解生成C为,根据已知信息,C和NH3发生取代反应生成D为,D和CH3OH发生酯化反应生成E;F和发生取代反应生成G为,G和HCHO在苯中反应生成H,E和H反应生成APM,据此解答。
【小问1详解】
A为,A和HCN发生加成反应生成B为,由A生成B的化学反应方程式为+HCN。
【小问2详解】
D为,化学名称为苯丙氨酸或2-氨基-3-苯丙酸。
【小问3详解】
阿斯巴甜(APM)分子中的含氧官能团名称是酯基、酰胺基、羧基。
【小问4详解】
阿斯巴甜含有酰胺基,其摄入后的消化、吸收和代谢过程与营养物质中的蛋白质相似。
【小问5详解】
由G生成H的反应分两步进行,先加成再酯化,加成时,氨基和HCHO发生加成反应,则加成后产物的结构简式为。
【小问6详解】
E为,其同分异构体中,满足①含苯环;②含有一个甲基;③属于α-氨基酸;当存在苯环、,有1种;当存在苯环、-CH3、,存在邻间对3种;当存在苯环、、-CH2CH3,存在邻间对3种结构;故共1+3+3=7种结构,其中分子中含有两个手性碳的同分异构体的结构简式是。
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