内容正文:
泉州七中2024-2025学年度下学期高二年期中考化学试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16
第I卷(共40分)
一、选择题(本题有16小题,1-8题每小题2分,9-16题每小题3分,共40分。)每小题只有一个选项符合题意。
1. 化学与生产、生活、环境等密切相关。下列有关说法正确的是
A. 海洋深处贮存的可燃冰()中与存在分子间氢键
B. T-碳是中科院预言的一种三维碳结构晶体,其与互为同素异形体
C. 口罩的主要材料聚丙烯的结构简式为
D. 大力开发利用化石能源有利于实现“碳中和”
【答案】B
【解析】
【详解】A.可燃冰中的CH4与水分子之间不存在氢键,氢键存在于水分子之间,A错误;
B.T-碳和C60均为碳元素组成的不同晶体结构,互为同素异形体,B正确;
C.聚丙烯由丙烯(CH2=CHCH3)加聚形成,正确结构简式为,题目中结构式未正确表示甲基位置,C错误;
D.化石能源使用会增加CO2排放,与“碳中和”目标相悖,D错误;
故答案为:B。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 甲烷的空间填充模型: B. 的离子结构示意图:
C. 杂化轨道示意图: D. 过氧化氢的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲烷分子为正四面体形,碳原子半径大于氢原子,其空间填充模型为,故A错误;
B.Cu的价电子排布式为3d104s1,Cu原子失去4s能级、3d能级上各1个电子形成Cu2+,Cu2+核内有29个质子、核外有27个电子,结构示意图是,故B正确;
C.sp3杂化轨道示意图为四面体形,则sp3杂化轨道示意图:,为sp2杂化轨道示意图,故C错误;
D.H2O2是共价化合物,只存在原子不存在离子,电子式为,故D错误;
答案选B。
3. 下列物质的变化,破坏的作用主要是范德华力的是
A. 干冰的升华 B. 溶于水 C. 冰融化成水 D. 受热分解
【答案】A
【解析】
【详解】A.干冰的升华,二氧化碳分子不变,破坏的作用主要是范德华力,故选A;
B.溶于水形成自由移动的钠离子和氯离子,破坏离子键,故不选B;
C.冰融化成水,水分子不变,破坏的作用主要是氢键,故不选C;
D.受热分解生成水和氧气,破坏共价键,故不选D;
选A。
4. 下列关于核外电子排布及运动状态说法错误的是
A. 基态的电子排布式,违反了洪特规则
B. 电子云图中的小点越密表示该核外空间的电子越多
C. 基态的最外层电子排布式:
D. 电子层数为n的能层具有的原子轨道数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态碳原子2p能级上两个电子排布在两个不同的p轨道上,同时排布在px轨道上违背了洪特规则,A正确;
B.电子云图中小黑点的疏密代表电子在相关区域出现的概率,不代表具体电子的多少,B错误;
C.Fe原子电子排布式为:1s22s22p63s23p63d64s2,则Fe3+电子排布式为:1s22s22p63s23p63d5,其最外层为第三层,排布式为:3s23p63d5,C正确;
D.原子轨道总数=电子层数的平方,D正确;
故答案选B。
5. 下列分子的VSEPR模型与其空间构型不相同的是
A. BeCl2 B. BF3 C. SO2 D. CCl4
【答案】C
【解析】
【详解】A.BeCl2中Be的价层电子对数为2+=2,无孤对电子,则模型与构型均为直线形,A不合题意;
B.BF3中B的价层电子对数为3+=3,无孤对电子,,模型与构型均为平面三角形,B不合题意;
C.SO2中S的价层电子对数为2+=3,含1对孤电子对,模型为三角平面,但分子因孤对电子影响呈V形,C符合题意;
D.CCl4中C的价层电子对数为4+=4,无孤对电子,模型与构型均为正四面体,D不合题意;
故答案为:C。
6. 有7种物质:①甲烷;②苯;③聚乙烯;④环己烯;⑤2-丁炔;⑥环己烷;⑦邻二甲苯;既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色的是
A. ④⑤ B. ④⑤⑦ C. ②④⑤⑦ D. ③④⑤
【答案】A
【解析】
【详解】①甲烷结构稳定,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能与溴水反应使之褪色;
②苯不含碳碳双键,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能与溴水反应使之褪色;
③聚乙烯不含碳碳双键,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能与溴水反应使之褪色;
④环己烯含有碳碳双键,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色;
⑤2-丁炔含有碳碳三键,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色;
⑥环己烷不含碳碳双键,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能与溴水反应使之褪色;
⑦邻二甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能与溴水反应使之褪色;
既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色的是④⑤,选A。
7. 下列物质性质的比较中,不正确的是
A. 化学键中离子键成分百分数: B. 沸点:<
C. 热稳定性: D. 沸点:丁烷<戊烷<新戊烷
【答案】D
【解析】
【详解】A.已知电负性Ca小于Mg,则N和Mg之间电负性差值小于N与Ca之间电负性差值,故化学键中离子键成分百分数:,A正确;
B.形成分子内氢键导致沸点降低,而形成分子间氢键,导致沸点升高,故沸点:<,B正确;
C.已知P的电负性小于N,且P的原子半径比N大,导致P-Cl的键能比N-Cl键的键能,故热稳定性:,C正确;
D.烷烃分子的沸点随着碳原子个数的增加而升高,碳原子数相同时支链越多沸点越低,故沸点:丁烷<新戊烷<戊烷,D错误;
故答案为:D。
8. 下列关于同分异构体异构类型的说法,错误的是
A. 和属于碳骨架异构
B. 和属于官能团异构
C. 和属于立体异构中的对映异构
D. 和属于位置异构
【答案】C
【解析】
【详解】A.和分子式相同,碳骨架不同,属于碳架异构,故A正确;
B.H3CC≡CCH3中官能团是碳碳三键,CH2=CHCH=CH2中官能团是碳碳双键,两物质官能团类别不同,属于官能团异构,故B正确;
C.和属于立体异构中的顺反异构,故C错误;
D.位置异构:分子式相同,但官能团或取代基在碳链上的位置不同,和,甲基与—OH在苯环上的位置不同,属于位置异构,故D正确;
答案选C。
9. 下列说法正确的是
A. 如图结构()代表的高分子,由2种单体合成
B. 芳香烃联苯的二溴代物有12种
C. 键线式表示的有机物属于单烯烃,主链有5个碳原子数
D. 有机物最多8个原子处于同一平面
【答案】B
【解析】
【详解】A.由3种单体加聚生成,分别是CH2=CH2、CHCH、,故A错误;
B.根据位置异构进行判断,对应的二氯代物的同分异构体中,氯原子可位于1、2,1、3,1、4,1、5,2、3,2、4,1、6,1、7,1、8,2、7,2、8,3、8,共12种同分异构体,故B正确;
C.有机物只含有一个碳碳单键,属于单烯烃,主链有4个碳原子数,故C错误;
D.碳碳三键的直线在双键的平面内,单键可以绕轴旋转,两个甲基上各有1个H可能共面,故最多有10个原子共面,故D错误;
答案选B。
10. 下图所示的化合物是一种用于合成药物的重要试剂,已知X、Y、Z、M、N关原子序数依次增大的前20号元素,Z、M位于同一主族,化合物中Y、Z、M的微粒均满足8电子稳定结构。下列说法错误的是
A. 简单离子半径:
B. 元素Y和M的最高价氧化物对应水化物的酸性接近
C. 元素的第一电离能:
D. 元素Y和Z的原子,可通过轨道和轨道之间形成键
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的前20号元素,化合物中Z形成双键,Z、M位于同一主族,可知Z为O元素、M为S元素;N形成带1个单位正电荷的阳离子,结合原子序数可知N为K元素;化合物中Y、Z、M的微粒均满足8电子稳定结构,Y形成4个共价键,原子序数小于氧元素,Y为C元素;X只形成1个共价键,且原子序数小于碳元素,X为H元素,即X为H元素、Y为C元素、Z为O元素、M为S元素、N为K元素,以此来解答。
【详解】A.具有相同电子层结构的离子中原子序数大的离子半径小,则简单离子半径:M>N,故A正确;
B.非金属性S大于C,则Y的最高价氧化物对应水化物的酸性小于M的最高价氧化物对应水化物的酸性,故B错误;
C.K是活泼金属,第一电离能最小,O的第一电离能大于C,故C正确;
D.Y和Z的原子之间可通过2p轨道形成π键,如二氧化碳中存在π键,故D正确;
答案选B。
11. 实验室用如下装置制备溴苯并进行相关问题探究,下列相关实验操作或叙述正确的是
A. 制备过程中可将液溴换为溴水,从而减少溴的挥发
B. 移除装置乙也可检验出反应过程中有生成
C. 甲装置中三颈烧瓶内的苯和溴苯混合物可以通过分液分离
D. 根据丙装置实验现象可以判断制备反应是加成反应还是取代反应
【答案】D
【解析】
【分析】由实验装置可知,甲中苯与液溴发生取代反应生成溴苯和HBr,溴化铁作催化剂,乙中四氯化碳可除去挥发的溴,丙中AgNO3溶液可吸收HBr,且倒扣的漏斗可防止倒吸,反应结束后,甲中混合物经水洗涤分液、稀碱溶液洗涤分液、再水洗涤分液、干燥、蒸馏,即可得到溴苯,以此来解答。
【详解】A.苯与溴水发生萃取,而不发生化学反应,故制备过程中不可将液溴换为溴水,A错误;
B.由分析可知,乙中四氯化碳可除去挥发的溴,移除装置乙后则生成的HBr中混有挥发出来的Br2,而Br2能与H2O反应生成HBr和HBrO,故不可检验出反应过程中有HBr生成,B错误;
C.苯和溴苯互溶,不能通过分液的方法进行分离,故甲装置中三颈烧瓶内的苯和溴苯混合物可以通过蒸馏分离,C错误;
D.若发生加成反应则冰装置中没有明显现象,若发生取代反应则生成的HBr能与AgNO3反应生成淡黄色沉淀AgBr,故根据丙装置实验现象可以判断制备反应是加成反应还是取代反应,D正确;
故答案为:D。
12. 花柏烯是制精细化学品、药物和材料的中间体,其结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是
A. 与1,3-丁二烯互为同系物
B. 花柏烯完全燃烧,消耗的体积在标准状态下为
C. 该化合物最多能与发生加成反应
D. 不存在含有苯环结构的同分异构体
【答案】C
【解析】
【详解】A.与1,3-丁二烯的结构不相似,1,3-丁二烯含共轭结构,二者不属于同系物,故A错误;
B.分子式为C15H24,则1mol花柏烯完全燃烧消耗O2为1mol×(15+)=21mol,标况下体积为470.4L,故B错误;
C.只有碳碳双键与HBr发生加成反应,则1mol该化合物最多能与2molHBr发生加成反应,故C正确;
D.含2个环、2个双键,不饱和度为4,苯环的不饱和度为4,存在含有苯环结构的同分异构体,故D错误;
答案选C。
13. 某有机化合物A经李比希法测得其中碳的质量分数为,氢的质量分数为,其余为氧。A的质谱图、核磁共振氢谱图、红外光谱图分别表示如图:
下列关于该有机物的叙述错误的是
A. 有机物A的相对分子质量为136 B. 有机物A中有4种不同化学环境的H
C. 有机物A属于芳香羧酸类物质 D. 该有机物的实验式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.质谱图中的最大质荷比即相对分子质量,由质谱图可知,有机物A的相对分子质量为136,故A正确;
B.由核磁共振氢谱图可知其有4个吸收峰,即有4种不同化学环境的H,故B正确;
C.由红外光谱图可知,A含有苯环,占6个C原子,还含有C=O、C-O-C、C-C、C-H,其中C=O、C-O-C可组合为,所以该物质为酯类,故C错误;
D.A分子中C、H、O原子数目之比为:N(C):N(H):N(O)== 4:4:1,则A的实验式为C4H4O,故D正确;
答案选C。
14. 在光照下,螺吡喃发生开、闭环转换而变色,过程如图。下列关于开、闭环螺吡喃的说法正确的是
A. 闭环螺吡喃中含有2种官能团 B. 两种螺吡喃均有手性碳原子
C. 闭环螺吡喃的亲水性更好 D. 开环螺吡喃虚线框范围内的结构含有16个键
【答案】D
【解析】
【详解】A.闭环螺吡喃中含有次氨基,碳碳双键,醚键,共3种官能团,故A错误;
B.连接4个不同原子或原子团的碳原子是手性碳原子,开环螺吡喃分子中不含手性碳原子,闭环螺吡喃分子中同时连氮原子和氧原子的碳原子为手性碳原子,故B错误;
C.开环螺吡喃中氧原子显负电性,电子云密度大,容易与水分子形成分子间氢键,水溶性增大,因此开环螺吡喃亲水性更好,故C错误;
D.一个苯分子中6个碳碳键、6个碳氢键、一个大π键,开环螺吡喃虚线框范围内的结构含有16个键,故D正确;
答案选D。
15. Fe3+的配位化合物较稳定且应用广泛。Fe3+可与、、等配体形成使溶液呈浅紫色的、红色的、无色的配离子。某同学按如下步骤完成实验:
已知:向的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的配离子;不能与F-形成配离子。下列说法不正确的是
A. Fe第四电离能()大于其第三电离能()
B. I中溶液呈黄色可能是由Fe3+水解产物的颜色造成
C. 可用NaF和KSCN溶液检验溶液中是否含有
D. 可以推测、、三种微粒和Fe3+的配合能力依次减小
【答案】D
【解析】
【分析】溶于水后产生的呈无色,Fe3+发生水解产生使溶液变为黄色,加入KSCN产生红色的,继续向含的溶液中加入NaF转化成无色的。
【详解】A.Fe的电离能逐级增大,故Fe第四电离能()大于其第三电离能(),A正确;
B.I中溶液呈黄色可能是由Fe3+发生水解的产物的颜色造成,B正确;
C.若需检验溶液中是否含有,先加入KSCN,再加入过量的NaF,若溶液中残余蓝色,说明含有,C正确;
D.溶于水后产生的呈无色,加入KSCN产生红色的,说明转化为,继续向含的溶液中加入NaF转化成无色的,说明转化为,即、、三种微粒和Fe3+的配合能力依次增强,D错误。
故选D。
16. 一种羰基化合成反应机理的主要过程如下图所示(图中数字为键长的数值,单位相同且都省略)。下列说法错误的是
A. 在反应中被还原
B. 总反应的原子利用率未达100%
C. 整个过程发生了2步加成反应
D. 由上图可知,键长会受到周围基团的影响
【答案】C
【解析】
【分析】从反应机理的过程图可知,CO2与H2反应生成HCOOH,HCOOH反应生成HOCH2OH,HOCH2OH反应生成HCHO,HCHO最后反应生成CH3OH。
【详解】A.CO2在反应中与氢气发生加成反应,被还原,A正确;
B.HOCH2OH反应生成HCHO的过程中脱去了一分子水,原子利用率未达到100%,B正确;
C.整个过程中CO2与氢气加成生成HCOOH,HCOOH与氢气加成生成HOCH2OH,HCHO与H2加成生成CH3OH,整个过程发生了3步加成反应,C错误;
D.从图中可知,因为H2的影响,C=O的长度发生变化,D正确;
故答案选C。
第Ⅱ卷(共60分)
二、填空题(本题有4题,共60分)
17. 门捷列夫最早预言了具有半导体特性类硅元素锗(),工业上用精硫锗矿(主要成分为)制取高纯度锗,其工艺流程如图所示:
已知:硅和锗是同主族相邻元素,单质晶体结构和性质类似。
(1)基态锗原子的电子排布式为___________,晶体锗的晶体类型是___________,流程中涉及的元素,属于p区的有___________种。
(2)还原时发生反应:,比较键角:___________(填“>”“<”或“=”);上述反应涉及的非金属元素电负性由大到小的顺序为___________。
(3)写出一种与互为等电子体的阴离子___________;“氯化”反应生成和一种中心原子杂化的V形分子,写出相应的化学方程式:___________。
(4)理论计算预测,由锗()、汞()、锑()形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料,如图a、b、c.X的晶体可视为晶体(晶胞如图a所示)中部分原子被和取代后形成。
①锑()与砷()同主族且周期数多1,写出的价层电子轨道表示式___________。
②图b为晶胞中部分原子被和取代后形成的一种晶体单元结构,它___________(选填“属于”或“不属于”)晶胞结构。
③图c为X的一种晶体单元结构,X的晶体中与距离最近的的数目为___________。
④设X的最简式的式量为M,阿伏加德罗常数值为,密度为。则表示X晶体最简式的式量M的算式为___________。
【答案】(1) ①. [Ar]3d104s24p2 ②. 共价晶体 ③. 5
(2) ①. > ②. N>S> H
(3) ①. 、、(写一种就可以) ②.
(4) ①. ②. 不属于 ③. 4 ④.
【解析】
【分析】GeS2经“还原”过程,与氨气反应生成GeS和N2;“酸浸”过程中,GeS被氧化生成GeO2;后GeO2经 “氯化”生成GeCl4和SO2;所得GeCl4经“水解”、“失水”、“还原”等过程,最终得到Ge。
【小问1详解】
Ge位于周期表第四周期ⅣA族,故核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2;Ge原子通过共价键与周围4个Ge原子相连,形成三维骨架结构,属于共价晶体;上述流程中涉及元素属于p区的有N、O、S、Cl、Ge,共5种元素;
【小问2详解】
NH3和H2S的中心原子均为sp3杂化,孤电子对数分别为1和2,而孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,导致键角更小,故键角:NH3>H2S;一般来说电负性大的元素,在化合物中为负价,故N、S的电负性均大于H,而N元素的电负性数值(约3.04)大于S元素的电负性值(约2.58),故上述反应中涉及的非金属元素的电负性由大到小的顺序为:N>S> H;
【小问3详解】
等电子体是指原子总数和价电子数都相同的粒子。GeCl4的原子数为5,价电子数为4+7×4=32,故与GeCl4互为等电子体的阴离子有、、等;根据元素守恒,另外一种物质含S、O元素,又知中心原子为sp2杂化,且分子为V形,故该产物为SO2,故反应的方程式为;
【小问4详解】
①依题Sb位于周期表第五周期ⅤA族,故价层电子轨道表示为;
②平行六面体晶胞是8个顶点相同,三套各4根平行棱,三套各2个平行面,可以无隙并置,该基本单元8个顶点不同,三套各4根平行棱不相同,三套各2个平行面不同,不可以无隙并置,故不属于晶胞结构;
③图c晶胞底面中心原子为Hg原子,与其最近的Sb原子有两个,在其下方晶胞中还有2个Sb原子,故该晶胞中最近有Sb原子个数为4;
④根据均摊法,晶胞中Ge的数目为,Hg的数目为,Sb的数目为8,故X的最简式为GeHgSb2,根据晶胞密度计算式有d==,则M=。
18. 氮的化合物种类繁多,应用广泛。回答下列问题:
(1)能表示核外有6种空间运动状态电子且能量最高的N原子的电子排布式是___________(填字母)。
A. B. C.
(2)与烃类似,N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
①最简单的氮烯分子式为___________。
②四氮烷()的一氯代物有___________种。
(3)某含氮化合物晶胞如图。
则阴离子的结构式为___________;此化合物的化学式为___________;晶体中不存在的化学键类型为___________(填标号)。
A.离子键 B.极性共价键 C.氢键 D.配位键
(4)已知含氮有机化合物吡啶()含有与苯类似的大键。吡啶分子中,原子的价层孤电子对占据___________(填标号)。
A.轨道 B.轨道 C.杂化轨道 D.杂化轨道
在水中,吡啶的溶解度远大于苯,主要原因是:①吡啶能与分子形成分子间氢键,②___________。
【答案】(1)B (2) ①. N2H2 ②. 3
(3) ①. -N=C=N- ②. CaCN2 ③. D
(4) ①. C ②. 吡啶和均为极性分子,相似相溶,而苯为非极性分子
【解析】
【小问1详解】
核外电子有6种空间运动状态,说明电子共占据6个轨道,且核外电子排布为1s22s12p33s1 的N原子能量比核外电子排布为1s22s22p23s1的N原子能量高,故B正确;
【小问2详解】
①氮烯结构与烯烃相似,N原子可形成三个价键,则最简单的氮烯为2个N原子间形成双键,同时每个N原子与一个H原子形成单键,即H-N=N-H,故分子式为N2H2;②四氮烷(N4H6)可能的结构为、,故一氯代物为3种;
【小问3详解】
由晶胞图可知C原子与N原子形成阴离子为,结合C、N原子成键特点可知,阴离子结构为-N=C=N-;由晶胞图可知,有8个Ca2+位于晶胞顶点,2个Ca2+位于体心,由均摊法可知Ca2+的数目为,有4个位于晶胞棱上,2个位于体心,由均摊法可知Ca2+的数目为,故化合物的分子式为CaCN2;CaCN2中的-N=C=N-含有极性共价键,不含配位键、氢键(非化学键),Ca2+与与之间形成离子键,故答案选D;
【小问4详解】
已知吡啶中含有与苯类似的大键,则说明吡啶中N原子也采用sp2杂化,杂化轨道只用于形成键和存在孤电子对,则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道;吡啶和水均为极性分子,相似相溶,而苯为非极性分子。
19. 碳碳双键是一种重要官能团,含碳碳双键的有机物一般都是重要的化工原料。
I.苯的某些反应及某种生产聚苯乙烯的流程如图,回答下列问题:
(1)写出相应反应的化学方程式:反应①___________;反应④___________。
(2)A物质的名称为___________,核磁共振氢谱显示的各种峰面积由大到小的比值为___________;A的同分异构体中,核磁共振氢谱显示只有两类H的结构简式为___________(写一种)。
(3)流程中的转化,反应类型与苯的磺化反应相同的是反应___________(选填流程中序号);下列关于流程中物质的描述错误的是___________(选填字母)。
A.A和苯乙烯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.等质量的苯乙烯、聚苯乙烯完全燃烧,耗氧量相同
C.聚苯乙烯是混合物,没有固定熔沸点
D.A与溴蒸气在强光照射下发生取代反应,苯环上邻位或对位的H被取代
(4)比苯乙烯多1个碳原子的同系物的一种结构,存在顺反异构现象,写出顺式结构___________。
Ⅱ.异戊二烯()能发生以下反应:
已知:+。回答下列问题:
(5)写出反应①发生1,4-加成所得有机产物A的结构简式:___________。
(6)反应③发生完全加成的产物C的名称为___________。
(7)B为分子中含有六元环的有机化合物,其结构可能为(可用键线式表示)___________。
【答案】(1) ①. ++ H2O ②. n
(2) ①. 乙苯 ②. 3:2:2:2:1 ③.
(3) ①. ① ②. D
(4) (5) (6)异戊烷
(7)、
【解析】
【小问1详解】
苯在浓硫酸作用下,50~60℃条件下与浓硝酸发生反应生成硝基苯和水,反应的化学方程式为++ H2O;苯乙烯在催化剂作用下发生加聚反应生成聚苯乙烯,反应的方程式为n;
【小问2详解】
A的名称为乙苯;乙苯结构上的等效氢有5种,个数比为3:2:2:2:1,故核磁共振氢谱显示的各种峰面积由大到小的比值为3:2:2:2:1;A的同分异构体中含有2种等效氢的结构为;
【小问3详解】
苯的磺化反应属于取代反应,上述转化过程中属于取代反应的是苯生成硝基苯的反应;乙苯结构中与苯环相连的C原子连有氢,故乙苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化成苯甲酸,苯乙烯结构中含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化成苯甲酸,A正确;等质量的苯乙烯、聚苯乙烯含有相同质量的C、H元素,故完全燃烧时消耗的氧气量相同,B正确;苯乙烯生成聚苯乙烯过程中,每个分子的聚合度可能不一样,故聚苯乙烯是混合物,没有固定的熔沸点,C正确;乙苯与溴蒸气在强光照射下发生取代反应,乙基上的H被Br取代,D错误;故答案选D;
【小问4详解】
比苯乙烯多1个碳原子的同系物,且存在顺反异构现象的结构简式为,其顺式结构为;
【小问5详解】
异戊二烯与Br2发生1,4加成反应所得产物为;
【小问6详解】
异戊二烯与氢气发生完全加成生成异戊烷;
【小问7详解】
根据已知反应,异戊二烯分子()与丙烯发生加成反应生成B,B的六元环结构可能为、。
20. 已知己二酸是一种二元弱酸,通常为白色晶体,微溶于冷水,易溶于热水和乙醇。用浓硝酸氧化环己醇制备己二酸的反应机理如下所示:
+HNO3(浓)HOOC(CH2)4COOH+NO2+H2O(未配平)
制备己二酸的装置如图所示(夹持、加热装置省略)。向三颈烧瓶中加入浓,再缓慢滴加环己醇(),保持,持续反应。反应结束冷却至室温,在冰水浴中继续冷却,分离出己二酸()粗品。
(1)图中仪器A的名称为___________,仪器B的作用为___________。
(2)分离己二酸粗品的方法是___________,提纯己二酸粗品的方法是___________,洗涤己二酸粗品最合理的试剂为___________(填字母)。
A.乙醇 B.乙醇-水溶液 C.冰水 D.温水
(3)反应物的官能团名称为___________;中发生即杂化的原子有___________个;的一种同分异构体中只有1个碳原子发生杂化,且核磁共振氢谱显示只有两类氢,写出该同分异构体的结构简式___________。
(4)已知:“”是给电子基团。则酸性:己二酸___________(填“>”、“<”或“=”)乙二酸(),分析原因为:己二酸中“”是给电子基团,___________。
(5)若制得纯己二酸的质量为,则己二酸的产率为___________(用百分数表示,保留一位小数);称取提纯后的己二酸,与足量完全反应后,保持以上的温度,将产生的气体通过足量碱石灰,则碱石灰增重___________。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. 冷凝回流,提高反应物的转化率
(2) ①. 过滤 ②. 重结晶 ③. C
(3) ①. 羟基 ②. 7 ③.
(4) ①. < ②. 使得己二酸分子的羧基上的O-H键极性减弱,更难电离出H+,导致酸性减弱
(5) ①. 65.1% ②. 3.54g
【解析】
【分析】由题给环己醇的量,理论上可得到等物质的量的己二酸;结合己二醇的物理性质,在反应结束后,使液体温度降至室温,经过滤得到己二酸粗品;为减少产品损失,所得粗品可用冷水洗涤;因己二酸通常为白色晶体,故可用重结晶的方法提纯粗品。
【小问1详解】
A为恒压滴液漏斗;B为球形冷凝管,起到冷凝回流,提高反应物的转化率的作用;
【小问2详解】
由上述分析可知,分离的方法为过滤;提纯粗产品的方法为重结晶;用冷水洗涤粗产品;
【小问3详解】
环己醇的官能团为羟基;由环己醇的结构可知,所有C、O原子均为sp3杂化,即有7个原子为sp3杂化;环己烷的同分异构体中只有1个C原子为sp2杂化,则该C原子形成双键结构,因同分异构体结构中只有2种氢,则符合要求的同分异构体结构为;
【小问4详解】
己二酸中“—CH2—CH2—”是给电子基团,使得己二酸分子的羧基上的O-H键极性减弱,更难电离出H+,导致酸性减弱,故己二酸的酸性小于乙二酸;
【小问5详解】
理论上生成己二酸的质量为,故产率为;乙二酸与氧气反应的方程式为,已知1.46g(0.01mol)的己二酸能与2.08g(0.065mol)的氧气反应,完全转化为二氧化碳和水,产物全部被碱石灰吸收,故碱石灰增重3.54g。
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泉州七中2024-2025学年度下学期高二年期中考化学试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16
第I卷(共40分)
一、选择题(本题有16小题,1-8题每小题2分,9-16题每小题3分,共40分。)每小题只有一个选项符合题意。
1. 化学与生产、生活、环境等密切相关。下列有关说法正确的是
A. 海洋深处贮存的可燃冰()中与存在分子间氢键
B. T-碳是中科院预言的一种三维碳结构晶体,其与互为同素异形体
C. 口罩的主要材料聚丙烯的结构简式为
D. 大力开发利用化石能源有利于实现“碳中和”
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 甲烷的空间填充模型: B. 的离子结构示意图:
C. 杂化轨道示意图: D. 过氧化氢的电子式:
3. 下列物质的变化,破坏的作用主要是范德华力的是
A. 干冰的升华 B. 溶于水 C. 冰融化成水 D. 受热分解
4. 下列关于核外电子排布及运动状态说法错误的是
A. 基态的电子排布式,违反了洪特规则
B. 电子云图中的小点越密表示该核外空间的电子越多
C. 基态的最外层电子排布式:
D. 电子层数为n的能层具有的原子轨道数为
5. 下列分子的VSEPR模型与其空间构型不相同的是
A. BeCl2 B. BF3 C. SO2 D. CCl4
6. 有7种物质:①甲烷;②苯;③聚乙烯;④环己烯;⑤2-丁炔;⑥环己烷;⑦邻二甲苯;既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色的是
A. ④⑤ B. ④⑤⑦ C. ②④⑤⑦ D. ③④⑤
7. 下列物质性质的比较中,不正确的是
A. 化学键中离子键成分百分数: B. 沸点:<
C. 热稳定性: D. 沸点:丁烷<戊烷<新戊烷
8. 下列关于同分异构体异构类型的说法,错误的是
A. 和属于碳骨架异构
B. 和属于官能团异构
C. 和属于立体异构中的对映异构
D. 和属于位置异构
9. 下列说法正确的是
A. 如图结构()代表的高分子,由2种单体合成
B. 芳香烃联苯的二溴代物有12种
C. 键线式表示的有机物属于单烯烃,主链有5个碳原子数
D. 有机物最多8个原子处于同一平面
10. 下图所示的化合物是一种用于合成药物的重要试剂,已知X、Y、Z、M、N关原子序数依次增大的前20号元素,Z、M位于同一主族,化合物中Y、Z、M的微粒均满足8电子稳定结构。下列说法错误的是
A. 简单离子半径:
B. 元素Y和M的最高价氧化物对应水化物的酸性接近
C. 元素的第一电离能:
D. 元素Y和Z的原子,可通过轨道和轨道之间形成键
11. 实验室用如下装置制备溴苯并进行相关问题探究,下列相关实验操作或叙述正确的是
A. 制备过程中可将液溴换为溴水,从而减少溴的挥发
B. 移除装置乙也可检验出反应过程中有生成
C. 甲装置中三颈烧瓶内的苯和溴苯混合物可以通过分液分离
D. 根据丙装置实验现象可以判断制备反应是加成反应还是取代反应
12. 花柏烯是制精细化学品、药物和材料的中间体,其结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是
A. 与1,3-丁二烯互为同系物
B. 花柏烯完全燃烧,消耗的体积在标准状态下为
C. 该化合物最多能与发生加成反应
D. 不存在含有苯环结构的同分异构体
13. 某有机化合物A经李比希法测得其中碳的质量分数为,氢的质量分数为,其余为氧。A的质谱图、核磁共振氢谱图、红外光谱图分别表示如图:
下列关于该有机物的叙述错误的是
A. 有机物A的相对分子质量为136 B. 有机物A中有4种不同化学环境的H
C. 有机物A属于芳香羧酸类物质 D. 该有机物的实验式为
14. 在光照下,螺吡喃发生开、闭环转换而变色,过程如图。下列关于开、闭环螺吡喃的说法正确的是
A. 闭环螺吡喃中含有2种官能团 B. 两种螺吡喃均有手性碳原子
C. 闭环螺吡喃的亲水性更好 D. 开环螺吡喃虚线框范围内的结构含有16个键
15. Fe3+的配位化合物较稳定且应用广泛。Fe3+可与、、等配体形成使溶液呈浅紫色的、红色的、无色的配离子。某同学按如下步骤完成实验:
已知:向的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的配离子;不能与F-形成配离子。下列说法不正确的是
A. Fe第四电离能()大于其第三电离能()
B. I中溶液呈黄色可能是由Fe3+水解产物的颜色造成
C. 可用NaF和KSCN溶液检验溶液中是否含有
D. 可以推测、、三种微粒和Fe3+的配合能力依次减小
16. 一种羰基化合成反应机理的主要过程如下图所示(图中数字为键长的数值,单位相同且都省略)。下列说法错误的是
A. 在反应中被还原
B. 总反应的原子利用率未达100%
C. 整个过程发生了2步加成反应
D. 由上图可知,键长会受到周围基团的影响
第Ⅱ卷(共60分)
二、填空题(本题有4题,共60分)
17. 门捷列夫最早预言了具有半导体特性类硅元素锗(),工业上用精硫锗矿(主要成分为)制取高纯度锗,其工艺流程如图所示:
已知:硅和锗是同主族相邻元素,单质晶体结构和性质类似。
(1)基态锗原子的电子排布式为___________,晶体锗的晶体类型是___________,流程中涉及的元素,属于p区的有___________种。
(2)还原时发生反应:,比较键角:___________(填“>”“<”或“=”);上述反应涉及的非金属元素电负性由大到小的顺序为___________。
(3)写出一种与互为等电子体的阴离子___________;“氯化”反应生成和一种中心原子杂化的V形分子,写出相应的化学方程式:___________。
(4)理论计算预测,由锗()、汞()、锑()形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料,如图a、b、c.X的晶体可视为晶体(晶胞如图a所示)中部分原子被和取代后形成。
①锑()与砷()同主族且周期数多1,写出的价层电子轨道表示式___________。
②图b为晶胞中部分原子被和取代后形成的一种晶体单元结构,它___________(选填“属于”或“不属于”)晶胞结构。
③图c为X的一种晶体单元结构,X的晶体中与距离最近的的数目为___________。
④设X的最简式的式量为M,阿伏加德罗常数值为,密度为。则表示X晶体最简式的式量M的算式为___________。
18. 氮的化合物种类繁多,应用广泛。回答下列问题:
(1)能表示核外有6种空间运动状态电子且能量最高的N原子的电子排布式是___________(填字母)。
A. B. C.
(2)与烃类似,N、H两元素之间也可以形成氮烷、氮烯。
①最简单的氮烯分子式为___________。
②四氮烷()的一氯代物有___________种。
(3)某含氮化合物晶胞如图。
则阴离子的结构式为___________;此化合物的化学式为___________;晶体中不存在的化学键类型为___________(填标号)。
A.离子键 B.极性共价键 C.氢键 D.配位键
(4)已知含氮有机化合物吡啶()含有与苯类似的大键。吡啶分子中,原子的价层孤电子对占据___________(填标号)。
A.轨道 B.轨道 C.杂化轨道 D.杂化轨道
在水中,吡啶的溶解度远大于苯,主要原因是:①吡啶能与分子形成分子间氢键,②___________。
19. 碳碳双键是一种重要官能团,含碳碳双键的有机物一般都是重要的化工原料。
I.苯的某些反应及某种生产聚苯乙烯的流程如图,回答下列问题:
(1)写出相应反应的化学方程式:反应①___________;反应④___________。
(2)A物质的名称为___________,核磁共振氢谱显示的各种峰面积由大到小的比值为___________;A的同分异构体中,核磁共振氢谱显示只有两类H的结构简式为___________(写一种)。
(3)流程中的转化,反应类型与苯的磺化反应相同的是反应___________(选填流程中序号);下列关于流程中物质的描述错误的是___________(选填字母)。
A.A和苯乙烯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.等质量的苯乙烯、聚苯乙烯完全燃烧,耗氧量相同
C.聚苯乙烯是混合物,没有固定熔沸点
D.A与溴蒸气在强光照射下发生取代反应,苯环上邻位或对位的H被取代
(4)比苯乙烯多1个碳原子的同系物的一种结构,存在顺反异构现象,写出顺式结构___________。
Ⅱ.异戊二烯()能发生以下反应:
已知:+。回答下列问题:
(5)写出反应①发生1,4-加成所得有机产物A的结构简式:___________。
(6)反应③发生完全加成的产物C的名称为___________。
(7)B为分子中含有六元环的有机化合物,其结构可能为(可用键线式表示)___________。
20. 已知己二酸是一种二元弱酸,通常为白色晶体,微溶于冷水,易溶于热水和乙醇。用浓硝酸氧化环己醇制备己二酸的反应机理如下所示:
+HNO3(浓)HOOC(CH2)4COOH+NO2+H2O(未配平)
制备己二酸的装置如图所示(夹持、加热装置省略)。向三颈烧瓶中加入浓,再缓慢滴加环己醇(),保持,持续反应。反应结束冷却至室温,在冰水浴中继续冷却,分离出己二酸()粗品。
(1)图中仪器A的名称为___________,仪器B的作用为___________。
(2)分离己二酸粗品的方法是___________,提纯己二酸粗品的方法是___________,洗涤己二酸粗品最合理的试剂为___________(填字母)。
A.乙醇 B.乙醇-水溶液 C.冰水 D.温水
(3)反应物的官能团名称为___________;中发生即杂化的原子有___________个;的一种同分异构体中只有1个碳原子发生杂化,且核磁共振氢谱显示只有两类氢,写出该同分异构体的结构简式___________。
(4)已知:“”是给电子基团。则酸性:己二酸___________(填“>”、“<”或“=”)乙二酸(),分析原因为:己二酸中“”是给电子基团,___________。
(5)若制得纯己二酸的质量为,则己二酸的产率为___________(用百分数表示,保留一位小数);称取提纯后的己二酸,与足量完全反应后,保持以上的温度,将产生的气体通过足量碱石灰,则碱石灰增重___________。
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