内容正文:
湛江第一中学2024~2025学年度第二学期期末考试
高二化学
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案填在答题卡上,选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围:人教版选择性必修2;选择性必修3。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 F 19 S 32 Zn 65 Br 80 Xe 131
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16题,每小题4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.中华民族创造了辉煌灿烂的文化,下列说法错误的是
A.内江糖画制作所用白糖的主要成分属于二糖
B.“缣帛”是丝织品制成的“纸”,其主要成分属于纤维素
C.北京绢花、扬州绒花用到的主要材料蚕丝是天然高分子材料
D.虞弘墓汉白玉石椁的汉白玉晶体结构可用X射线衍射仪测定
2.化学与科技、生产、生活密切相关。下列叙述错误的是
A.冠醚可用于识别碱金属离子
B.苯酚消毒液是利用其酸性破坏病毒蛋白结构进行杀毒
C.飞船返回舱使用氮化硅耐高温结构材料,Si2N4属于分子晶体
D.油脂在人体内水解为氨基酸和甘油
3.荜茇酰胺是从中药荜茇中提取的一种有抗癌活性的天然生物碱,结构如下图所示。
下列说法错误的是
A.分子式为C17H19NO5 B.能使溴水褪色
C.分子中有3种官能团 D.不存在顺反异构
4.下列有关化学用语错误的是
A.H2Se分子的价层电子对互斥模型:
B.基态铍原子最高能级的电子云轮廓图:
C.反-2-丁烯的结构简式:
D.基态Co2+的价层电子轨道表示式:
5.物质结构决定性质,下列有关物质结构与性质的说法正确的是
A.分子呈三角锥形结构,其中的N原子采用杂化
B.CO为极性分子,N2为非极性分子,因此沸点:CO<N2
C.NaCl晶体中,和以分子形式存在于晶胞中
D.Mg2+的半径比Ca2+小,CaO的熔点比MgO高
6.下列物质结构、性质与用途具有对应关系的是
A.乙烯分子中有碳碳双键,可用于制聚乙烯保鲜膜
B.甲醛能发生银镜反应,可用于浸制生物标本
C.乙二醇易溶于水,可用作汽车防冻液
D.甲苯具有挥发性,可用于制备2,4,6-三硝基甲苯
7.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.1mol羟基所含电子数为10NA
B.2.6 g苯和乙炔的混合物中含有原子总数为0.2NA
C.1 mol[Cu(NH3)4]2+中σ键数为12NA
D.12 g石墨晶体中六元环数量为0.5NA
8.一种对乙酰氨基酚的合成路线如下。下列说法错误的是
A.a至少有12个原子共平面
B.b→c的反应类型为还原反应
C.c苯环上的二氯代物有3种
D.1mol d最多能与2mol NaOH反应
9.有机物M、N、Q的转化关系如下图。下列说法错误的是
A.M→N的反应类型为取代反应
B.N中存在手性碳原子
C.Q分子中所有的碳原子一定共面
D.Q中碳原子的杂化方式为sp2、sp3
10.硫化亚砷()常用作颜料、还原剂和药物等,易溶于NaOH溶液,反应原理为 。下列说法正确的是
A.第一电离能:O>N>S
B.键角:
C.电负性:As>S>O
D.的空间结构是平面三角形
11.实验室提纯以下物质(括号内为杂质),所选用除杂试剂和实验方法都正确的是
选项
被提纯的物质
除杂试剂
实验方法
A
乙酸(乙醇)
氢氧化钠溶液
蒸馏
B
苯甲酸(含少量泥沙、NaCl)
水
重结晶
C
甲烷(乙烯)
酸性高锰酸钾溶液
洗气
D
苯(环己烯)
溴水
过滤
12.F2和Xe可在一定条件下反应生成X,若Xe过量则生成Y,X和Y的晶胞示意图如图所示,晶胞体积之比为V(X):V(Y)=17∶13。下列关于X和Y的说法错误的是
A.两种晶体都属于分子晶体 B.Xe F4的配位数为8
C.晶体密度:X>Y D.两种分子都属于非极性分子
13.下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
检验苯中是否含有苯酚
在盛有苯和苯酚混合溶液的试管中滴加少量溴水。观察实验现象
B
检验氯丙烷中是否含有氯元素
将氯丙烷和NaOH溶液混合后加热,再滴加硝酸银溶液,观察实验现象
C
探究葡萄糖的还原性
在一支试管中先加入2mL10%NaOH溶液,滴入5滴5%CuSO4溶液,再加入2mL10%葡萄糖溶液,加热。观察实验现象用
D
探究乙醇发生消去反应
加热乙醇与浓硫酸的混合液至170℃,将生成的气体通人溴水中,观察溴水是否褪色
14.是白色难溶于水的化合物,溶于较浓盐酸时生成。可以定量吸收,也能吸收、、等气体,其吸收形成,其结构为,下列说法正确的是
A.该化合物中Cu+提供空轨道,中碳原子提供孤电子对,形成的是配位键
B.测定混合气体N2、CO和O2中CO的含量时,应先用CuCl的盐酸溶液吸收CO
C.中只有Cl-、作配体
D.中Cu的化合价为+1,配位数为3
15.通过以下反应机理可以实现有机增环反应:
已知:为。
下列说法错误的是
A.a与b生成c的反应类型为加成反应
B.d中含氧官能团为酯基和酮羰基
C.e与足量氢气加成后的分子中含有4个手性碳
D.与经上述反应可生成
16.某除草剂的分子结构如图所示。X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,E与Z同族,W与Z同周期。下列说法正确的是
A.基态原子的未成对电子数:Y>Z
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y>E
C.Y的氢化物的沸点小于Z的氢化物的沸点
D.Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:W<Z
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.(14分)有机物种类繁多,回答下列问题:
(1)下列几组物质中,互为同系物的是 ,互为同分异构体的是 (填序号) 。
①氯气和液氯;②D和T;③和;④和;⑤和
(2)填写下列空白:
①的单体是 和 。
②的单体是 和 。
③已知A和B发生狄尔斯-阿尔德反应生成,则则A、B分别为 和 。
(3)有机物A、B的结构简式如下图所示:
①下列关于A物质的叙述中,正确的是 (填标号)。
A.可以发生还原反应
B.与FeCl3溶液发生显色反应
C.1 mol A最多可与1 mol H2反应
D.可与NaHCO3溶液反应
②写出1 mol B与过量Na2CO3溶液反应的化学方程式:
③写出1-溴丁烷与NaOH水溶液共热反应的化学方程式:
18.(14分)山梨酸乙酯()对细菌、霉菌等有很好的灭活作用,广泛地用作各类食品的保鲜剂以及家畜、家禽的消毒剂。直接酯化法合成山梨酸乙酯的装置(夹持装置省略)如图所示,该方法简单,原料易得,产物纯度高。
可能用到的有关数据如下表:
物质
相对分子质量
密度/( g cm3 )
沸点/℃
水溶性
山梨酸
112
1.204
228
易溶
乙醇
46
0.789
78
易溶
山梨酸乙酯
140
0.926
195
难溶
环己烷
84
0.780
80.7
难溶
实验步骤:
在三颈烧瓶中加人5.6 g山梨酸()、乙醇、环己烷、少量催化剂和几粒沸石,油浴加热三颈烧瓶,反应温度为110℃,回流4小时后停止加热和搅拌,反应液冷却至室温,滤去催化剂和沸石,将滤液倒入分液漏斗中,先用5% NaHCO3溶液洗涤至中性,再用水洗涤、分液,在有机层中加入少量无水MgSO4,静置片刻,过滤,最后再进行蒸馏,收集195℃的馏分得到纯净的山梨酸乙酯5.2 g。
回答下列问题:
(1)仪器 a 的名称是 ,仪器 b 的作用是 。
(2)为了将反应中生成的水及时移出反应体系,常加入带水剂。该山梨酸乙酯合成过程中在使用带水剂的同时还需在三颈烧瓶和仪器b之间装一个干燥管,该干燥管中可填充的试剂是 。
a.碱石灰 b.无水Na2SO4 c.浓硫酸
(3) 洗涤、分液过程中,加入5% NaHCO3溶液的目的是 ,有机层从分液漏斗的 (填“上口倒出”或“下口放出”)。
(4) 写出山梨酸和乙醇反应制取山梨酸乙酯的化学方程式: 。
(5) 对滤液进行蒸馏时,可使用到的仪器是下列中的 (填标号)。
(6) 本实验中,山梨酸乙酯的产率是 (精确至0.1%)。
19.(14分)实验室以含锌废液(主要成分为,含少量的、、)为原料制备活性的实验流程如图所示。
已知:常温下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示(当溶液中金属阳离子浓度为时恰好完全沉淀):
物质
开始沉淀的pH
1.9
6.8
6.2
完全沉淀的pH
2.8
8.3
8.2(注:开始溶解)
请回答下列问题:
(1)基态锌原子的价层电子排布式为 ,处于周期表的 区。
(2)“除锰”阶段被氧化的元素有 (填元素名称)。
(3)“除铁”时需调节溶液的pH范围为 。
(4)用必要的化学用语和平衡移动原理解释“除铁”原理: 。
(5)利用与醋酸反应也能制备。若、、分别用、、表示,则的化学平衡常数 (用含、、的代数式表示)
(6)“一系列操作”包括 、过滤、洗涤、干燥等。
(7)用锌与铜制得的高纯铜锌合金滤料被广泛应用于各种水处理设备。一种铜锌合金的晶胞结构如图,已知:晶胞参数为nm。
①与Cu等距离且最近的Cu有 个。
②该铜锌合金晶体密度为 (设为阿伏加德罗常数的值)。
20.(14分)偶联反应在有机合成中应用比较广泛,常用于增长碳链,一种利用该方法合成化工中间体(Ⅵ)的路线如图所示:
回答下列问题:
(1)I的化学名称为 。
(2)写出Ⅱ→Ⅲ的化学方程式: 。
(3)根据VI的结构特征,分析预测其化学性质,完成下表。
序号
官能团名称
可反应的试剂
反应形成新官能团的名称
反应类型
①
碳碳三键
碳碳双键
加成反应
②
(4)已知写出V()与HCHO在催化剂条件下发生羟醛缩合反应的化学方程式: 。
(5)属于二烯烃且两个碳碳双键仅间隔一个碳碳单键的Ⅲ的链状同分异构体有 种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为3∶1∶1的结构简式为 。
(6)参照上述合成路线和信息,以苯和苯乙炔为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线: (不用写具体反应条件)。
湛江第一中学2024~2025学年度第二学期期末考试
高二化学参考答案
考生注意:
1.本试卷满分100分,考试时间75分钟。
2.考生作答时,请将答案填在答题卡上,选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
3.本卷命题范围:人教版选择性必修2;选择性必修3。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 F 19 S 32 Zn 65 Br 80 Xe 131
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16题,每小题4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.中华民族创造了辉煌灿烂的文化,下列说法错误的是
A.内江糖画制作所用白糖的主要成分属于二糖
B.“缣帛”是丝织品制成的“纸”,其主要成分属于纤维素
C.北京绢花、扬州绒花用到的主要材料蚕丝是天然高分子材料
D.虞弘墓汉白玉石椁的汉白玉晶体结构可用X射线衍射仪测定
【答案】B
【详解】A. 白糖(蔗糖)属于二糖,A正确;
B. “ 帛”是丝织品制成的“纸”,其主要成分属于蛋白质,B错误;
C. 蚕丝的主要成分是蛋白质,属于天然高分子材料,C正确;
D. 晶体与非晶体最本质的区别是组成物质的粒子在微观空间是否有序排列,X射线衍射仪可以看到微观结构,能用于测定汉白玉晶体结构,D正确。
故选B。
2.化学与科技、生产、生活密切相关。下列叙述错误的是
A.冠醚可用于识别碱金属离子
B.苯酚消毒液是利用其酸性破坏病毒蛋白结构进行杀毒
C.飞船返回舱使用氮化硅耐高温结构材料,Si2N4属于分子晶体
D.油脂在人体内水解为氨基酸和甘油
【答案】A
【详解】A.冠醚是环状结构,冠醚可以与某些金属阳离子形成配合物,因此可用于识别碱金属离子,A正确;
B.苯酚能够使蛋白质变性,具有杀菌消毒作用,与苯酚具有酸性没有关系,B错误;
C.氮化硅耐高温属于共价晶体,C错误,
D.油脂是高级脂肪酸甘油酯,在人体内水解为高级脂肪酸和甘油,D错误;
故选A。
3.荜茇酰胺是从中药荜茇中提取的一种有抗癌活性的天然生物碱,结构如下图所示。
下列说法错误的是
A.分子式为C17H19NO5 B.能使溴水褪色
C.分子中有3种官能团 D.不存在顺反异构
【答案】D
【详解】A.由图知,该分子的分子式为C17H19NO5,A正确,
B.由图知,分子中含有碳碳双键,能使水褪色,B正确;
C.由图知,分子中含有醚键、碳碳双键、酰胺基三种官能团,C正确,
D.由图知,该分子中的碳碳双键上的碳连接不同基团,则存在顺反异构,D错误;
故选D。
4.下列有关化学用语错误的是
A.H2Se分子的价层电子对互斥模型:
B.基态铍原子最高能级的电子云轮廓图:
C.反-2-丁烯的结构简式:
D.基态Co2+的价层电子轨道表示式:
【答案】B
【详解】A.H2Se分子的中心原子Se的价层电子对数为,有2个孤电子对,价层电子对互斥模型为,A正确;
B. 基态敏原子的电子排布式为1s22s2,最高能级为2s能级,其电子云轮廓图为球形,B错误;C. 反-2-丁烯的两个甲基在双键异侧,故反-2-丁烯的结构简式为,C正确;
D. 基态Co2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d7,基态Co2+的价层电子式为:3d7,轨道表示式为,D正确;
故选B。
5.物质结构决定性质,下列有关物质结构与性质的说法正确的是
A.分子呈三角锥形结构,其中的N原子采用杂化
B.CO为极性分子,N2为非极性分子,因此沸点:CO<N2
C.NaCl晶体中,和以分子形式存在于晶胞中
D.Mg2+的半径比Ca2+小,CaO的熔点比MgO高
【答案】A
【详解】A.中心原子价层电子对数为3+=4,且含有1个孤电子对,呈三角锥形结构,其中的N原子采用杂化,A正确;
B.CO和N2结构相似,相对分子质量相等,但CO为极性分子,N2为非极性分子,CO分子间的范德华力强于N2的,因此CO的沸点高于N2的沸点,B错误;;
C.NaCl晶体是离子晶体,和以离子形式存在于晶胞中,C错误;
D.离子晶体的熔点取决于离子的半径和所带电荷,通常半径小、所带电荷多的熔点高,Mg2+和Ca2+所带的电荷数一样,Mg2+的半径比Ca2+小,所以MgO的熔点比CaO高,D错误;
故选A。
6.下列物质结构、性质与用途具有对应关系的是
A.乙烯分子中有碳碳双键,可用于制聚乙烯保鲜膜
B.甲醛能发生银镜反应,可用于浸制生物标本
C.乙二醇易溶于水,可用作汽车防冻液
D.甲苯具有挥发性,可用于制备2,4,6-三硝基甲苯
【答案】A
【详解】A.乙烯分子中有碳碳双键,可发生加聚反应生成聚乙烯,具有对应关系,A正确;
B.甲醛具有毒性,能使蛋白质变性,所以可用其水溶液保存动物标本,与其能发生银镜反应无关,B错误;
C.乙二醇与水混合通过氢键形成复合物,有效锁住水分子,使水分子难挥发,改变了水的蒸汽压,降低防冻液的冰点,易溶于水与汽油防冻液无对应关系,C错误;
D.甲苯能发生取代反应,可用于制备2,4,6-三硝基甲苯,与其具有挥发性无关,D错误;
故选A。
7.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.1mol羟基所含电子数为10NA
B.2.6 g苯和乙炔的混合物中含有原子总数为0.2NA
C.1 mol[Cu(NH3)4]2+中σ键数为12NA
D.12 g石墨晶体中六元环数量为0.5NA
【答案】D
【详解】A.羟基中含有9个电子,1mol羟基中含有9mol电子,所含的电子总数为9NA,故A错误;
B.苯和乙炔的最简式为CH,则2.6 g CH的物质的量为0.2 mol,1个CH中有2个原子,则2.6g苯和乙炔的混合物中含有原子总数为0.4NA,故B错误;
C.[Cu(NH3)4]2+中氮氢键、N原子和Cu之间的配位键均属于σ键,则1 mol [Cu(NH3)4]2+中σ键数为16 NA,故C错误;
D.依据石墨的结构可知,每个六元环拥有2个碳原子,12g 石墨晶体中含有碳原子的物质的量为1 mol,因此所含六元环数目为0.5 NA,故D正确;
故选D。
8.一种对乙酰氨基酚的合成路线如下。下列说法错误的是
A.a至少有12个原子共平面
B.b→c的反应类型为还原反应
C.c苯环上的二氯代物有3种
D.1mol d最多能与2mol NaOH反应
【答案】C
【详解】A.与苯环直接相连的原子共面,故a至少有12个原子共平面,故A项正确;
B.反应为硝基被还原为氨基的反应,属于还原反应,故B项正确;
C.c苯环上有2种等效氢,则其二氯代物有4种,故C项错误;
D.d分子中,苯环上有一个酚羟基和一个酰胺基,都能与氢氧化钠反应,,因此 d最多能与 NaOH反应,故D项正确;
答案选C。
9.有机物M、N、Q的转化关系如下图。下列说法错误的是
A.M→N的反应类型为取代反应
B.N中存在手性碳原子
C.Q分子中所有的碳原子一定共面
D.Q中碳原子的杂化方式为sp2、sp3
【答案】C
【分析】从图中可以看出,由M在一定条件下转化为N,与Cl2发生取代反应;由N在一定条件下转化为Q,发生消去反应。
【详解】
A.M在一定条件下和氯气发生取代反应生成N,A正确;
B.手性碳原子是指同一C原子上连接4个不同的原子或原子团,由图知,N 中与CI 原子相接的C原子为手性碳原子,B正确;
C.Q中甲基、次甲基均为四面体结构,所有碳原子不可能共面,C错误;
D.Q中碳原子杂化方式有两种,碳碳双键上的碳原子是sp2化,其余碳原子为sp3杂化,D正确;
故选C。
10.硫化亚砷()常用作颜料、还原剂和药物等,易溶于NaOH溶液,反应原理为 。下列说法正确的是
A.第一电离能:O>N>S
B.键角:
C.电负性:As>S>O
D.的空间结构是平面三角形
【答案】B
【详解】A.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势, 原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则氮元素第一电离能大于氧元素,A错误;
B.原子的原子半径越大,氢化物分子中的成键电子对间的斥力越大,键角越大,三种原子的原子半径的大小顺序为N>P>As,则三种氢化物的键角的大小顺序为,B正确;
C.根据元素周期表,同一主族从上至下电负性减小,同一周期从左至右电负性增大。O和S同属第ⅥA族,由于O位于S上方,因此O的电负性大于S。S和As同处第三周期,但As属于第ⅤA族且在第四周期,因此As的电负性远小于S,C错误;
D.亚酸根离子中原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1,离子的空间结构为三角锥形,D错误;
故选B。
11.实验室提纯以下物质(括号内为杂质),所选用除杂试剂和实验方法都正确的是
选项
被提纯的物质
除杂试剂
实验方法
A
乙酸(乙醇)
氢氧化钠溶液
蒸馏
B
苯甲酸(含少量泥沙、NaCl)
水
重结晶
C
甲烷(乙烯)
酸性高锰酸钾溶液
洗气
D
苯(环己烯)
溴水
过滤
【答案】B
【详解】A.乙酸能与氢氧化钠溶液反应生成乙酸钠和水,乙醇与氢氧化钠溶液不反应,则向混合溶液中加人 氢氧化钠溶液后蒸馏可以除去乙醇中混有的乙酸杂质,但不能除去乙酸中的乙醇杂质,A错误;
B.粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙,可先溶解、过滤除去泥沙,滤液含苯甲酸、氯化钠,然后结晶分离出苯甲酸,B正确;
C.C2H4能够被酸性KMnO4溶液氧化为CO2,产生新的杂质气体,C错误;
D.环己烯与溴水发生加成反应得到的产物与苯是互溶,因此不能用溴水和过滤的方法除掉苯中环己烯,D错误;
故选B。
12.F2和Xe可在一定条件下反应生成X,若Xe过量则生成Y,X和Y的晶胞示意图如图所示,晶胞体积之比为V(X):V(Y)=17∶13。下列关于X和Y的说法错误的是
A.两种晶体都属于分子晶体 B.Xe F4的配位数为8
C.晶体密度:X>Y D.两种分子都属于非极性分子
【答案】C
【详解】A.由晶胞结构可知,XeF4和XeF2形成的晶体的构成微粒都是分子,都属于分子晶体,故A正确;
B.X 的晶胞中,XeF的配位数为8,故B正确;
C.由晶胞结构可知,XeF4晶胞中位于顶点和体心的XeF4个数为8×+1=2,XeF2晶胞中位于顶点和体心的XeF2个数为8×+1=2,设XeF4和XeF2晶体的密度分别为d1g/cm3、d2g/cm3,晶胞体积之比为V(X):V(Y)=17∶13,由晶胞的质量公式可得:d1:d2=:,则XeF4晶体的密度小于XeF2晶体的密度,故C错误;
D.由图可知,X为XeF4,空间结构为平面四边形,Y为XeF2,空间结构为直线形,则四氟化氙分子和二氟化氙分子都是结构对称的非极性分子, D正确;
故选C。
13.下列实验方案能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
检验苯中是否含有苯酚
在盛有苯和苯酚混合溶液的试管中滴加少量溴水。观察实验现象
B
检验氯丙烷中是否含有氯元素
将氯丙烷和NaOH溶液混合后加热,再滴加硝酸银溶液,观察实验现象
C
探究葡萄糖的还原性
在一支试管中先加入2mL10%NaOH溶液,滴入5滴5%CuSO4溶液,再加入2mL10%葡萄糖溶液,加热。观察实验现象用
D
探究乙醇发生消去反应
加热乙醇与浓硫酸的混合液至170℃,将生成的气体通人溴水中,观察溴水是否褪色
【答案】C
【详解】A.生成的三溴苯酚会溶于苯中,观察不到沉淀,不能达到实验目的,A不符合题意;
B..将氯丙烷和NaOH溶液混合后加热,滴加硝酸银溶液会与 NaOH 反应干扰氯元素的检验,在滴加AgNO3溶液之前应先加稀硝酸至水解液呈酸性,B不符合题意;
C.葡萄糖含有醛基,在碱性条件下能和新制氢氧化铜发生氧化还原反应生成红色沉淀,故能达到实验目的,C符合题意;
D.生成的乙烯中可能混有二氧化硫,均与溴水反应,则溴水褪色,不能证明乙醇发生消去反应,D不符合题意;
故选A。
14.是白色难溶于水的化合物,溶于较浓盐酸时生成。可以定量吸收,也能吸收、、等气体,其吸收形成,其结构为,下列说法正确的是
A.该化合物中Cu+提供空轨道,中碳原子提供孤电子对,形成的是配位键
B.测定混合气体N2、CO和O2中CO的含量时,应先用CuCl的盐酸溶液吸收CO
C.中只有Cl-、作配体
D.中Cu的化合价为+1,配位数为3
【答案】A
【详解】A.Cu+含有空轨道,中碳原子含有孤电子对,由的结构可知,该化合物中Cu+提供空轨道,中碳原子提供孤电子对,形成的是配位键,A正确;
B.测定混合气体N2、CO和O2中CO的含量时,用 CuCl的盐酸溶液吸收CO,也能吸收O2,B错误;
C.由结构可知,中有Cl-、、H2O作配体,C错误;
D.由结构可知,中Cu+形成4个配位键,配位数为4,D错误;
故选A。
15.通过以下反应机理可以实现有机增环反应:
已知:为。
下列说法错误的是
A.a与b生成c的反应类型为加成反应
B.d中含氧官能团为酯基和酮羰基
C.e与足量氢气加成后的分子中含有4个手性碳
D.与经上述反应可生成
【答案】C
【详解】A.由a、b、c的结构简式可知,a和b反应生成c的过程中没有其他物质生成,说明该反应为加成反应,A正确;
B.由d的结构简式可知,d中含氧官能团为酯基和酮羰基,B正确;
C.e与足量氢气加成后的分子为,手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子, 中含有3个手性碳原子,位置为,C错误;
D.和先反应生成,在碱性环境中转化为,在碱性环境中转化为,发生消去反应生成,D正确;
故选C。
16.某除草剂的分子结构如图所示。X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,E与Z同族,W与Z同周期。下列说法正确的是
A.基态原子的未成对电子数:Y>Z
B.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y>E
C.Y的氢化物的沸点小于Z的氢化物的沸点
D.Z、W原子形成稀有气体电子构型的简单离子的半径:W<Z
【答案】D
【分析】由题干信息可知,X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期主族元素,E与Z同族,W与Z同周期,并结构分子结构可知,X形成一个共价键,Y形成4个共价键,Z形成3个共价键,W形成2个共价键,E形成5个共价键,由此可推测,X为H、Y为C、Z为N、W为O、E为P,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,Y为C、Z为N,Y(C)基态原子未成对电子数为2,Z(N)为3,基态原子的未成对电子数:C<N即Y<Z,A错误;
B.由分析可知,非金属性Z(N)>E(P)>(C),最高价氧化物对应水化物酸性HNO3>H3PO4>H2CO3,即Z>E>Y ,B错误;
C.由分析可知,Y为C、Z为N,Y的氢化物有多种烃类,Z的氢化物为NH3、N2H4,烃类有气态、液态、固态等,无法确定Y氢化物与NH3、N2H4沸点高低,C错误;
D.Z(N)、W(O)简单离子N3-、O2-,电子层结构相同,核电荷数越大半径越小,故W<Z,D正确;
故答案为:D。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.(14分)有机物种类繁多,回答下列问题:
(1)下列几组物质中,互为同系物的是 ,互为同分异构体的是 (填序号) 。
①氯气和液氯;②D和T;③和;④和;⑤和
(2)填写下列空白:
①的单体是 和 。
②的单体是 和 。
③已知A和B发生狄尔斯-阿尔德反应生成,则则A、B分别为 和 。
(3)有机物A、B的结构简式如下图所示:
①下列关于A物质的叙述中,正确的是 (填标号)。
A.可以发生还原反应
B.与FeCl3溶液发生显色反应
C.1 mol A最多可与1 mol H2反应
D.可与NaHCO3溶液反应
②写出1 mol B与过量Na2CO3溶液反应的化学方程式:
③写出1-溴丁烷与NaOH水溶液共热反应的化学方程式:
【答案】(1) ③ ④⑤
(2)① HOCH2CH2OH
② CH2=CH2
③
(3)①AC
②
③BrCH2CH2CH2CH3+NaOHHO CH2CH2CH2CH3+H2O+NaBr
【详解】(1)①氯气和液氯属于同一物质,但一种是气态、一种是液态;
②D和T是H元素的不同原子,二者互为同位素;
③CH3CH3和(CH3)2CH2CH3的结构相似,在分子组成上相差2个CH2原子团,二者互为同系物;
④和分子式都是C8H8,结构不同,互为同分异构体;
⑤和CH2=CHCH2CH3的分子式都是C4H8,结构不同,互为同分异构体;
互为同系物的③,互为同分异构体的是④⑤;
(2)①聚合物结构可知,的单体是和HOCH2CH2OH,两者发生缩聚反应生成高聚物。
②由 和CH2=CH2发生加聚反应得到,所以的单体是 和CH2=CH2。
③A和B发生狄尔斯-阿尔德反应生成,则A、B分别为、。
(3)①A. A能与氢气发生加成反应,因此可以发生还原反应,A正确;
B.A中不含酚羟基,不能与FeCl3溶液发生显色反应,B错误;
C. A中含有1个碳碳双键,1 mol A最多可与1 mol H2反应,C正确;
D. A中不含酚羟基,不与 NaHCO3溶液反应,D错误;故选 AC。
②B中酚羟基和羧基都能与碳酸钠溶液反应,反应的化学方程式为
③1-溴丁烷与氢氧化钠水溶液共热发生消去反应生成丁醇,化学方程式:
BrCH2CH2CH2CH3+NaOHHO CH2CH2CH2CH3+H2O+NaBr。
18.(14分)山梨酸乙酯()对细菌、霉菌等有很好的灭活作用,广泛地用作各类食品的保鲜剂以及家畜、家禽的消毒剂。直接酯化法合成山梨酸乙酯的装置(夹持装置省略)如图所示,该方法简单,原料易得,产物纯度高。
可能用到的有关数据如下表:
物质
相对分子质量
密度/( g cm3 )
沸点/℃
水溶性
山梨酸
112
1.204
228
易溶
乙醇
46
0.789
78
易溶
山梨酸乙酯
140
0.926
195
难溶
环己烷
84
0.780
80.7
难溶
实验步骤:
在三颈烧瓶中加人5.6 g山梨酸()、乙醇、环己烷、少量催化剂和几粒沸石,油浴加热三颈烧瓶,反应温度为110℃,回流4小时后停止加热和搅拌,反应液冷却至室温,滤去催化剂和沸石,将滤液倒入分液漏斗中,先用5% NaHCO3溶液洗涤至中性,再用水洗涤、分液,在有机层中加入少量无水MgSO4,静置片刻,过滤,最后再进行蒸馏,收集195℃的馏分得到纯净的山梨酸乙酯5.2 g。
回答下列问题:
(1)仪器 a 的名称是 ,仪器 b 的作用是 。
(2)为了将反应中生成的水及时移出反应体系,常加入带水剂。该山梨酸乙酯合成过程中在使用带水剂的同时还需在三颈烧瓶和仪器b之间装一个干燥管,该干燥管中可填充的试剂是 。
a.碱石灰 b.无水Na2SO4 c.浓硫酸
(3) 洗涤、分液过程中,加入5% NaHCO3溶液的目的是 ,有机层从分液漏斗的 (填“上口倒出”或“下口放出”)。
(4) 写出山梨酸和乙醇反应制取山梨酸乙酯的化学方程式: 。
(5) 对滤液进行蒸馏时,可使用到的仪器是下列中的 (填标号)。
(6) 本实验中,山梨酸乙酯的产率是 (精确至0.1%)。
【答案】(1) 三颈烧瓶 冷凝回流
(2) b
(3) 除去剩余的山梨酸 上口倒出
(4)
(5) BD
(6)
【详解】(1)仪器a的名称为三颈烧瓶;乙醇、环己烷的沸点比较低,易气化,仪器b的作用是冷凝回流未反应的乙醇和环己烷;
(2)浓硫酸是酸性干燥剂,吸水性强,但通常以液态形式用于洗气瓶,而非干燥管,干燥管一般填充固体干燥剂;碱石灰是碱性干燥剂,会与反应体系中的山梨酸发生反应,不适用在此干燥管中填充;无水硫酸钠是中性干燥剂,它能有效吸收水分且不会与反应体系中的物质发生反应,故答案选b;
(3)①山梨酸中含有羧基,能与碳酸氢钠反应生成山梨酸钠、二氧化碳和水,洗涤、分液过程中,加入5% NaHCO3溶液的目的是除去剩余的山梨酸;
②有机层的密度小于水,浮在水上,水层从下口放出,有机层从分液漏斗的上口倒出;
(4)山梨酸和乙醇反应制取山梨酸乙酯的化学方程式为
(5)蒸馏需蒸馏烧瓶(B)和冷凝管(D),A是分液漏斗用于分液,C是容量瓶用于配制溶液,E是漏斗用于过滤,均不选,故答案选BD;
(6)根据反应方程式,1mol山梨酸理论上生成1mol 山梨酸乙酯,5.6g山梨酸理论上生成山梨酸乙酯,本实验中,山梨酸乙酯的产率是 。
19.(14分)实验室以含锌废液(主要成分为,含少量的、、)为原料制备活性的实验流程如图所示。
已知:常温下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示(当溶液中金属阳离子浓度为时恰好完全沉淀):
物质
开始沉淀的pH
1.9
6.8
6.2
完全沉淀的pH
2.8
8.3
8.2(注:开始溶解)
请回答下列问题:
(1)基态锌原子的价层电子排布式为 ,处于周期表的 区。
(2)“除锰”阶段被氧化的元素有 (填元素名称)。
(3)“除铁”时需调节溶液的pH范围为 。
(4)用必要的化学用语和平衡移动原理解释“除铁”原理: 。
(5)利用与醋酸反应也能制备。若、、分别用、、表示,则的化学平衡常数 (用含、、的代数式表示)
(6)“一系列操作”包括 、过滤、洗涤、干燥等。
(7)用锌与铜制得的高纯铜锌合金滤料被广泛应用于各种水处理设备。一种铜锌合金的晶胞结构如图,已知:晶胞参数为nm。
①与Cu等距离且最近的Cu有 个。
②该铜锌合金晶体密度为 (设为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1) ds
(2)锰、铁
(3)
(4)溶液中存在水解平衡:,加入的消耗,溶液中减小,水解平衡正向移动
(5)
(6)蒸发浓缩、冷却结晶
(7) ①8 ②
【分析】含锌废液的主要成分为,还含少量的、、,向废液中加入,可将转化为,将氧化为,滤液中此时含有、、和,加入后可将转化为,随后加入,将转化为,最终加入醋酸,得到。
【详解】(1)核外有30个电子,电子排布式为,价层电子排布式为,处于周期表的区;
(2)由分析可知,在“除锰”阶段,向废液中加入,可将转化为,将氧化为,故被氧化的元素为锰和铁;
(3)“除铁”时,加入后可将转化为,根据已知条件表格中的数据可知,要让完全沉淀,此时,但又不能让以沉淀的形式存在,因此,故“除铁”时需调节溶液的pH范围为;
(4)在“除铁”的过程中存在的水解平衡,向其中加入,可消耗体系中的,使平衡正向移动,即可将完全沉淀;
(5),,,反应的平衡常数;
(6)中加入醋酸,得到,经过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤,洗涤,干燥,可得到;
(7)①由晶胞的结构可知,与等距离的原子有8个;
②根据均摊法可知,该晶胞中含:个,含:个,故该铜锌合金晶体密度为。
20.(14分)偶联反应在有机合成中应用比较广泛,常用于增长碳链,一种利用该方法合成化工中间体(Ⅵ)的路线如图所示:
回答下列问题:
(1)I的化学名称为 。
(2)写出Ⅱ→Ⅲ的化学方程式: 。
(3)根据VI的结构特征,分析预测其化学性质,完成下表。
序号
官能团名称
可反应的试剂
反应形成新官能团的名称
反应类型
①
碳碳三键
碳碳双键
加成反应
②
(4)已知写出V()与HCHO在催化剂条件下发生羟醛缩合反应的化学方程式: 。
(5)属于二烯烃且两个碳碳双键仅间隔一个碳碳单键的Ⅲ的链状同分异构体有 种(不考虑立体异构);其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为3∶1∶1的结构简式为 。
(6)参照上述合成路线和信息,以苯和苯乙炔为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线: (不用写具体反应条件)。
【答案】(1)3,3-二甲基-1-丁烯
(2)
(3) 酮羰基 H2 羟基 加成反应
(4)
(5) 7
(6)
【分析】与Cl2发生加成反应,生成,发生消去反应生成,最后发生偶联反应生成产物。
【详解】(1)I的化学名称为3,3-二甲基-1-丁烯;
故答案为:3,3-二甲基-1-丁烯;
(2)根据分析,Ⅱ→Ⅲ为氯代烃的消去反应,方程式为 ;
故答案为: ;
(3)VI中的官能团为酮羰基和碳碳三键,酮羰基可与H2发生加成反应生成羟基;
故答案为:酮羰基;H2;羟基;加成反应;
(4)根据已知信息,与HCHO反应的化学方程式为。
(5)满足条件的Ⅲ的同分异构体如下,若数字表示甲基位置:,,若数字表示乙基位置:,共7种;其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积比为3∶1∶1的结构简式为;
故答案为:7;
(6)
对照原料苯和苯乙炔与目标产物的结构,可知需要增长碳链,考虑利用上述流程的偶联反应,由逆合B成分析法,可得合成路线:;
故答案为:。
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