内容正文:
绵阳实验高级中学高2023级高二(下)6月考试试题
化学
相对原子量:H 1 C 12 N 14 O 16 Fe 56 Cu 64
1. 规范的化学用语是学习化学的基础。下列化学用语或描述正确的是
A. 的空间构型为平面三角形
B. 基态硫原子的价层电子排布式违背了洪特规则
C. 2-甲基1,3丁二烯的键线式:
D. 甲醇沸点大于甲醛,主要是前者分子量大,范德华力大,所以沸点高
2. 下列研究物质的方法正确的是
A. 2-甲基丁烷的核磁共振氢谱共有4组吸收峰
B. 李比希元素分析仪可确定有机物的化学式
C. 甲烷和氯气在光照条件下的有机产物采用重结晶方法分离
D. 利用红外光谱法能确定有机物的分子式
3. 下列化学用语或表述正确的是
A. 聚丙烯酸的结构简式: B. 的电子式:
C. HBr的键电子云轮廓图: D. 基态Mg原子核外电子的空间运动状态有12种
4. 下列反应的化学方程式错误的是
A. 乙醛与氰化氢加成:CH3CHO+H-CNCH3CH2OCN
B. 苯酚钠溶液中通入少量的CO2:
C. AgCl浊液中加氨水,沉淀溶解的反应:AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl
D. 苯酚与甲醛的缩聚反应:
5. 下列说法不正确的是
A. 用溴水可以一次性鉴别溴乙烷、乙醇、乙醛和苯酚溶液
B. 苯甲酸及其钠盐可作为食品防腐剂,该钠盐溶液pH小于7
C. 1-溴丁烷中加入氢氧化钠乙醇溶液,微热;将产生气体直接通入溴水中,根据现象可推测该反应是消去反应
D. 苯酚、乙醇、甲醛、乙酸乙酯均可用于杀菌消毒
6. 化合物 M 可作为一种废水处理剂,去除废水中的金属离子,其结构如图所示。W 、X 、Y 和 Z 均 为短周期主族元素,X 、Y 和 Z 位于同一周期。W 原子核外的电子只有一种自旋取向,基态 Z 原 子 s 轨道上的电子数和 p 轨道上的电子数相等。下列说法正确的是
A. X 、Y 、Z 的氢化物中沸点最高的是 Z的氢化物
B. 第二电离能:Z>Y
C. X 分别与 W 、Y 形成的化合物均为分子晶体
D. 化合物 M中所有原子均满足 8电子结构
7. 环糊精是一类环状低聚糖,常见的环糊精结构和空间模型如图 1 所示,环糊精的空腔与某些药物 形成包合物如图2 所示。下列说法正确的是
A. 图 1 中 3 种环糊精属于同系物
B. 环糊精空腔的内壁具有亲水性
C. 环糊精与药物形成包合物能增大药物的水溶性,控制药物的释放速度
D. 药物分子与环糊精之间的作用力是一种配位键
8. 结构决定性质,下列物质性质或事实、解释中,有不正确的是
性质或事实
解释
A
稳定性:H2O>H2S
H-O的键能大于H-S的键能
B
酸性:Cl3CCOOH>Br3CCOOH
Cl吸引电子能力比Br强
C
Na2O、MgO、Al2O3的离子键成分百分数减少
金属元素与O元素电负性差值减小
D
碳原子杂化轨道中s成分占比:
-C≡CH<-CH═CH2
三键、双键中C原子分别为sp、sp2杂化
A. A B. B C. C D. D
9. 结构决定性质,性质决定用途。下列事实对应的解释不合理的是
事实
解释
A
石墨能导电
未参与杂化 2p 电子可在整个石墨层中运动
B
二氧化硅的熔点低于碳化硅
氧原子半径比碳原子半径小,Si-O 键键能比 Si-C 键键能强
C
2-丁烯存在顺反异构
碳碳双键连接的原子或原子团不能绕碳碳键键轴旋转
D
CH2=CHCH2Cl与HClO加成的主要产物是ClCH2CHClCH2OH
CH2=CHCH2Cl中 Cl的电负性较大,使双键电子云向 中心碳原子偏移,HClO中带正电性的 Cl 易连在带负 电性中心碳原子上
A. A B. B C. C D. D
10. 下列实验能达到实验目的的是
A.制备溴苯
B.制备硝基苯
C.制取并收集乙炔
D.验证酸性:碳酸>苯酚
A. A B. B C. C D. D
11. 水杨酸是治疗皮炎的一种外用药,对水杨酸进行分子结构修饰能得到解热镇痛的乙酰水杨酸(阿司匹林)。下列说法错误的是
A. 水杨酸分子中所有原子可能共平面
B. 反应①的氧化过程中需注意保护酚羟基
C. 乙酰水杨酸最多与反应
D. 可以用石蕊鉴别邻甲基苯酚和水杨酸
12. 靛蓝是一种古老的蓝色染料。染色时发生以下反应,有关说法正确的是
A. 靛蓝耐碱、耐酸、耐氧化
B. 靛蓝分子苯环上的一氯代物有8种
C. 靛白分子中N原子是sp2杂化,靛白分子中存在N…H-O氢键
D. 由靛白与碱反应生成靛白盐的反应可推知,靛白中的五元环有着类似于苯环的性质
13. 某实验小组为探究配合物的性质,进行如下实验:
已知:溶液中,为浅紫色,为红色,为无色。
下列说法正确的是
A. 与形成配位键时,提供孤电子对
B. 和中共价键数目之比为
C. 溶于水后溶液呈黄色而不是浅紫色,是因为转化成了沉淀
D. 上述实验说明与配位键强度弱于与配位键强度
14. 铁和氨气在640℃发生反应得到有磁性的FexNy,其中一种晶胞结构如图甲所示,晶胞边长为a nm。一定条件下Cu可以完全替代该晶体中面心或顶点位置的Fe,替代后晶胞参数和晶体能量均会发生变化,已知FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图乙所示,下列说法正确的是
A. FexNy晶胞中与Fe等距且最近的Fe有12个
B. 图甲的FexNy中,x=3,y=1
C. FeCu3N比Fe3CuN稳定
D. Cu替代顶点位置后晶体的密度为:g·cm−3
15. 烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应,原理如图所示。自由基中间产物越稳定,产物选择性越高,某研究人员研究了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例,结果如下图。下列说法正确的是
A. 异丁烷中C-H键的极性:-CH3>-CH-
B. 丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,1-溴丙烷含量更高
C. 光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤
D. 反应过程中异丁烷形成的自由基比稳定
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16. 回答下列问题:
Ⅰ.
(1)试剂X可以可选用_______(填字母)。
A. CH3COONa溶液 B. NaOH溶液 C. NaHCO3溶液 D. Na2CO3溶液
(2),该结构有多种属于酯的同分异构体,请写出能与FeCl3溶液发生显色反应,且苯环上有两种一硝基取代物的同分异构体的结构简式_______ (任写一中)。
(3)已知:乙炔 A B CH3CH(OH)COOH →聚乳酸
A能发生银镜反应,写出A与银氨溶液反应化学方程式_______,反应类型_______;生成聚乳酸化学方程式_______,反应类型_______。
Ⅱ.含硅、砷、钴等元素的相关物质在医药、电池、集成电路等领域发挥着重要作用。按要求填空:
(4)基态砷原子的价电子轨道表示式为_______。
(5)①HCN ② ③键角由大到小的顺序为_______ (填序号)。
(6)钴元素能形成很多重要的配合物,某含钴配离子结构如图所示。
下列对该配离子中钴离子杂化方式推断合理的是_______(填字母标号)。
A. sp3 B. dsp2 C. d2sp3 D. sp3d
17. 苯甲酸甲酯常用作有机合成中间体、溶剂、食品保鲜剂等,可利用苯甲酸和甲醇在如图所示装置中制得。相关物质的物理性质见下表。回答下列问题:
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g/cm3)
水溶性
苯甲酸
122
249
1.2659
0.17g(25℃)、
0.95g(50℃)
甲醇
-93.9
65
0792
易溶
苯甲酸甲酯
-12.3
199.6
1.0888
难溶
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入18.3g苯甲酸(M=122g/mol)和19.2g甲醇(M=32g/mol),再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒沸石,小心加热75min,获得苯甲酸甲酯(M=136g/mol)粗产品。
(1)仪器a名称是_______;实验过程中忘记加沸石,应该如何操作_______。
(2)写出苯甲酸与CH318OH反应化学方程式_______。
Ⅱ.粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现拟用下列流程进行精制:
(3)蒸馏时,温度应控制在_______℃左右,饱和Na2CO3溶液作用是_______。
(4)操作a的名称是_______,实验制得苯甲酸甲酯精制品13.2g,则本实验中苯甲酸甲酯的产率为_______%(结果保留三位有效数字)。
Ⅲ.探究苯甲酸甲酯的碱性水解并回收苯甲酸(装置如下图)
(5)能说明i装置中反应基本完全的现象是_______。
(6)写出苯甲酸甲酯在碱性条件下水解方程式_______。
(7)步骤②能实现的原理为_______。
18. 锌是一种重要的金属,一种以固体废锌催化剂(主要成分为ZnO,含少量CuO、SiO2)为原料制备锌的工艺流程如图所示:
已知:①25℃时,Ksp(CuS)=1.0×10−36,Ksp(ZnS)=8×10−24
②25℃时,Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+,K=2.5×109
③“萃取”可将金属离子进行富集与分离,原理如下:X2+(水相)+2RH(有机相)XR2(有机相)+2H+(水相)。
(1)Zn在元素周期表中的位置是_______,属于_______区元素。
(2)“浸取”时,ZnO、CuO分别转化为[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+进入溶液。“浸取”温度应控制在30℃左右,其原因为_______。
(3)“除铜”时发生反应的离子方程式为:_______。
(4)滤渣1的主要成分为_______,反萃取后电解ZnSO4溶液制取Zn,则反萃取剂为_______(填化学式)。
(5)Zn原子能形成多种配位化合物,一种锌的配合物结构如图。则配位键a和b相比,较稳定的是_______(选填“a”或“b”),判断理由是_______。
19. 某新型有机酰胺化合物M在工业生产中有重要的作用,其合成路线如下:
已知:①R-COOHR-COCl
②
回答下列问题:
(1)A的官能团名称为_______;X的结构简式为_______。
(2)H的名称为_______; GH的反应类型为_______。
(3)F+H→M的化学方程式为_______。
(4)芳香族化合物Q是C的同分异构体,满足下列条件的Q的同分异构体共有_______种。
①苯环上只有两个取代基; ② 1mol Q只能与1mol NaOH反应;
其中两种Q的核磁共振氢谱峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3,写出其结构简式_______、_______。
(5)参照上述合成路线,仅以CH≡CH为有机原料(无机试剂任选),设计制备OHC-CH═CH-CHO的合成路线_______。
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绵阳实验高级中学高2023级高二(下)6月考试试题
化学
相对原子量:H 1 C 12 N 14 O 16 Fe 56 Cu 64
1. 规范的化学用语是学习化学的基础。下列化学用语或描述正确的是
A. 的空间构型为平面三角形
B. 基态硫原子的价层电子排布式违背了洪特规则
C. 2-甲基1,3丁二烯的键线式:
D. 甲醇沸点大于甲醛,主要是前者分子量大,范德华力大,所以沸点高
【答案】B
【解析】
【详解】A.对于,中心S原子的价层电子对数,且含有1个孤电子对,根据价层电子对互斥理论,其空间构型为三角锥形,A错误;
B.洪特规则是指电子在能量相同的轨道(即简并轨道)上排布时,总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同。基态硫原子的价层电子排布式为,3p轨道上的4个电子应分占不同轨道,即 ,而违背了洪特规则,B正确;
C.键线式中,拐点和端点表示碳原子,中主链上位5个碳原子,1,4号碳原子上有碳碳双键,3号碳原子上有甲基,故名称为:3-甲基-1,4-戊二烯,C错误;
D.甲醇 (CH3OH)分子间存在氢键,甲醛(HCHO)分子间不存在氢键,甲醇沸点大于甲醛是因为氢键的存在,使甲醇分子间作用力显著增大,而不是因为分子量和范德华力,D错误;
故选B。
2. 下列研究物质的方法正确的是
A. 2-甲基丁烷的核磁共振氢谱共有4组吸收峰
B. 李比希元素分析仪可确定有机物的化学式
C. 甲烷和氯气在光照条件下的有机产物采用重结晶方法分离
D. 利用红外光谱法能确定有机物的分子式
【答案】A
【解析】
【详解】A.2-甲基丁烷的结构为CH(CH3)2CH2CH3。连在同一碳上的两个甲基等效,所以共四种氢,其核磁共振氢谱中共4组吸收峰,A正确;
B.李比希元素分析仪通过燃烧法测定有机物中各元素的质量百分比,确定实验式(最简式),但无法直接确定分子式(需结合分子量),故B错误。
C.甲烷与Cl2光照取代产物为CH3Cl(气体)、CH2Cl2、CHCl3、CCl4(液体)的混合物,互溶且均为有机物,无法通过重结晶(用于分离固体与液体)分离。正确方法为分馏,C错误。
D.红外光谱通过官能团特征吸收峰确定结构信息,但无法直接确定分子式,D错误。
故答案选A。
3. 下列化学用语或表述正确的是
A. 聚丙烯酸的结构简式: B. 的电子式:
C. HBr的键电子云轮廓图: D. 基态Mg原子核外电子的空间运动状态有12种
【答案】C
【解析】
【详解】A.聚丙烯酸的结构简式为,故A错误;
B.共价化合物,电子式为,故B错误;
C.HBr的键是H原子的1s轨道和Br原子的4p轨道“头碰头”形成的共价键,电子云轮廓图为,故C正确;
D.基态Mg原子核外电子排布式为1s22s22p63s2,电子占用6个原子轨道,电子的空间运动状态有6种,故D错误;
选C。
4. 下列反应的化学方程式错误的是
A. 乙醛与氰化氢加成:CH3CHO+H-CNCH3CH2OCN
B. 苯酚钠溶液中通入少量的CO2:
C. AgCl浊液中加氨水,沉淀溶解的反应:AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl
D. 苯酚与甲醛的缩聚反应:
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醛与氰化氢加成,化学方程式为:,A错误;
B.由于酸性:碳酸>苯酚>碳酸氢根,苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳生成苯酚和碳酸氢钠;所给化学方程式正确,B正确;
C.AgCl浊液中加氨水,沉淀溶解生成[Ag(NH3)2]Cl,反应化学方程式为:AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl,C正确;
D.苯酚与甲醛发生缩聚反应脱去水可得到酚醛树脂,化学方程式正确,D正确;
故选A。
5. 下列说法不正确的是
A. 用溴水可以一次性鉴别溴乙烷、乙醇、乙醛和苯酚溶液
B. 苯甲酸及其钠盐可作为食品防腐剂,该钠盐溶液pH小于7
C. 1-溴丁烷中加入氢氧化钠乙醇溶液,微热;将产生气体直接通入溴水中,根据现象可推测该反应是消去反应
D. 苯酚、乙醇、甲醛、乙酸乙酯均可用于杀菌消毒
【答案】D
【解析】
【详解】A.溴乙烷难溶于水与溴水混合后分层;乙醇与溴水互溶,混合后不分层;乙醛与溴水发生氧化反应褪色;苯酚与溴水生成白色沉淀;用溴水可以一次性鉴别溴乙烷、乙醇、乙醛和苯酚溶液,故A正确;
B.苯甲酸钠本身抑菌作用较弱,但在酸性环境(pH < 3.6)中,它会转化为具有强效抑菌活性的苯甲酸,苯甲酸能穿透微生物的细胞膜,干扰细胞内的酶系统(特别是呼吸酶系和乙酰辅酶A缩合反应),抑制微生物的生长和繁殖,从而起到防腐作用,故苯甲酸及其钠盐可作为食品防腐剂,该钠盐溶液pH应小于7,故B正确;
C.1-溴丁烷中加入氢氧化钠乙醇溶液,微热;1-溴丁烷发生消去反应生成1-丁烯,1-丁烯能使溴水褪色,故C正确;
D.乙酸乙酯常用作溶剂或香料,无杀菌消毒作用,故D错误;
选D。
6. 化合物 M 可作为一种废水处理剂,去除废水中的金属离子,其结构如图所示。W 、X 、Y 和 Z 均 为短周期主族元素,X 、Y 和 Z 位于同一周期。W 原子核外的电子只有一种自旋取向,基态 Z 原 子 s 轨道上的电子数和 p 轨道上的电子数相等。下列说法正确的是
A. X 、Y 、Z 的氢化物中沸点最高的是 Z的氢化物
B. 第二电离能:Z>Y
C. X 分别与 W 、Y 形成的化合物均为分子晶体
D. 化合物 M中所有原子均满足 8电子结构
【答案】B
【解析】
【分析】W、X、Y和Z均为短周期主族元素,X、Y和Z位于同一周期,W原子核外的电子只有一种自旋取向,电子排布式为1s1,W为H元素;基态Z原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2,结合Z连接2个共价键,则Z为O元素,X 、Y 和 Z 位于同一周期。Y连接4各共价键且带1各正电荷,Y为N元素,X为C元素,据此回答。
【详解】A.X(C)的氢化物有多种烃类,Y (N)的氢化物有NH3等 ,Z (O)的氢化物有H2O等。烃类有气态、液态、固态,固态烃的沸点可能高于H2O的沸点,所以不能确定X、Y、Z的氢化物中沸点最高的是Z的氢化物,A错误;
B.Z为O,价电子排布式为,失去一个电子后价电子排布式为,2p轨道为半充满稳定结构;Y为N,价电子排布式为,失去一个电子后价电子排布式为, 第二电离能是失去第二个电子所需能量,O失去第二个电子时,是从稳定的半充满结构中失去,N失去第二个电子时,是从中失去,所以第二电离能: Z(O)>Y(N) ,B正确;
C.X(C)与W(H)形成的化合物如烃类,属于分子晶体;X(C)与Y(N)形成的化合物如C3N4化合物等,C3N4类似结构的(Si3N4)是共价晶体,所以不一定均为分子晶体,C错误;
D.化合物M中O连接2个共价键,N原子连接4个共价键,C原子连接4个共价键,均满足8电子结构,而H原子连接1个共价键,满足2电子结构,D错误;
故选B。
7. 环糊精是一类环状低聚糖,常见的环糊精结构和空间模型如图 1 所示,环糊精的空腔与某些药物 形成包合物如图2 所示。下列说法正确的是
A. 图 1 中 3 种环糊精属于同系物
B. 环糊精空腔的内壁具有亲水性
C. 环糊精与药物形成包合物能增大药物的水溶性,控制药物的释放速度
D. 药物分子与环糊精之间的作用力是一种配位键
【答案】C
【解析】
【详解】A.同系物是指结构相似、分子组成相差一个或若干个CH2原子团的有机化合物,图1中3种环糊精的结构单元组成相同,但聚合度n不同,它们的分子组成不是相差若干个CH2原子团 ,不属于同系物,A错误;
B.环糊精的分子结构呈现出一种环形圆筒状,其内部空腔由于含有C-H和糖苷结合的-O-原子而表现出疏水性,B错误;
C.环糊精的外侧有多个-OH,具有亲水性,其空腔可容纳药物分子,形成包合物后能增大药物的水溶性,同时可以控制药物的释放速度,使药物缓慢释放,C正确;
D.药物分子与环糊精之间是通过分子间作用力(如范德华力、氢键等 )结合形成包合物,配位键是一方提供孤电子对,另一方提供空轨道形成的化学键,二者之间不存在配位键,D错误;
故选C。
8. 结构决定性质,下列物质性质或事实、解释中,有不正确的是
性质或事实
解释
A
稳定性:H2O>H2S
H-O的键能大于H-S的键能
B
酸性:Cl3CCOOH>Br3CCOOH
Cl吸引电子的能力比Br强
C
Na2O、MgO、Al2O3的离子键成分百分数减少
金属元素与O元素电负性差值减小
D
碳原子杂化轨道中s成分占比:
-C≡CH<-CH═CH2
三键、双键中C原子分别为sp、sp2杂化
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.H-O键能大于H-S键能,因此H2O更稳定,解释正确,A正确;
B.Cl电负性比Br大,吸电子效应更强,使Cl3CCOOH酸性更强,解释正确,B正确;
C.Na到Al金属电负性增大,与O的电负性差值减小,导致离子键成分减少,解释正确,C正确;
D.sp杂化s成分(50%)应大于sp²杂化(33.3%),但题干中s成分占比描述为-C≡CH<-CH═CH2,事实错误,解释正确,D错误;
故选D。
9. 结构决定性质,性质决定用途。下列事实对应的解释不合理的是
事实
解释
A
石墨能导电
未参与杂化的 2p 电子可在整个石墨层中运动
B
二氧化硅的熔点低于碳化硅
氧原子半径比碳原子半径小,Si-O 键键能比 Si-C 键键能强
C
2-丁烯存在顺反异构
碳碳双键连接的原子或原子团不能绕碳碳键键轴旋转
D
CH2=CHCH2Cl与HClO加成的主要产物是ClCH2CHClCH2OH
CH2=CHCH2Cl中 Cl的电负性较大,使双键电子云向 中心碳原子偏移,HClO中带正电性的 Cl 易连在带负 电性中心碳原子上
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.石墨导电是由于未杂化的2p电子形成离域大π键,电子可自由移动,解释合理,A正确;
B.SiO2熔点低于SiC,但Si-O键键能(466 kJ/mol)大于Si-C键(318 kJ/mol),键能越大熔点应越高,解释与事实矛盾,B错误;
C.2-丁烯因双键不可旋转导致顺反异构,解释符合结构化学原理,C正确;
D.Cl的吸电子效应使双键电子云偏移,HClO中Cl+优先连接负电性碳,产物符合区域选择性规律,解释合理,D正确;
故选B。
10. 下列实验能达到实验目的是
A.制备溴苯
B.制备硝基苯
C.制取并收集乙炔
D.验证酸性:碳酸>苯酚
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.在铁粉作催化剂(实际是(FeBr3)的条件下,苯与液溴发生取代反应生成溴苯 ,而不能用浓溴水,因为苯与浓溴水不发生取代反应(发生萃取),不能达到实验目的,A错误;
B.苯和浓硝酸在浓硫酸作催化剂、50-60℃条件下发生取代反应生成硝基苯,装置中用水浴加热控制温度在60℃,符合制备硝基苯的反应条件,能达到实验目的,B正确;
C.电石(CaC2)与水反应生成乙炔(CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑),反应剧烈,故使用饱和食盐水使反应平稳,但用向下排空气法收集时导管口不能使用橡皮塞,C错误;
D.浓盐酸具有挥发性,大理石(主要成分CaCO3)与浓盐酸反应生成CO2的同时会挥发出HCl气体,HCl也能与苯酚钠溶液反应生成苯酚,干扰CO2与苯酚钠的反应,无法验证酸性:碳酸>苯酚,应先除去CO2中混有的HCl(如通过饱和NaHCO3溶液),D错误;
故选B。
11. 水杨酸是治疗皮炎的一种外用药,对水杨酸进行分子结构修饰能得到解热镇痛的乙酰水杨酸(阿司匹林)。下列说法错误的是
A. 水杨酸分子中所有原子可能共平面
B. 反应①的氧化过程中需注意保护酚羟基
C. 乙酰水杨酸最多与反应
D. 可以用石蕊鉴别邻甲基苯酚和水杨酸
【答案】C
【解析】
【详解】A.水杨酸分子中苯环、羰基均为平面结构,单键可以旋转,所有原子可能共平面,故A正确;
B.反应①中甲基被氧化为羧基,酚羟基易被氧化,氧化过程中需注意保护酚羟基,故B正确;
C.乙酰水杨酸与氢氧化钠反应生成z、CH3COONa,乙酰水杨酸最多与3molNaOH反应,故C错误;
D.酚羟基酸性弱,邻甲基苯酚不能使石蕊变色,水杨酸含有羧基,水杨酸能使石蕊变红,故D正确;
选C。
12. 靛蓝是一种古老的蓝色染料。染色时发生以下反应,有关说法正确的是
A. 靛蓝耐碱、耐酸、耐氧化
B. 靛蓝分子苯环上的一氯代物有8种
C. 靛白分子中N原子是sp2杂化,靛白分子中存在N…H-O氢键
D. 由靛白与碱反应生成靛白盐的反应可推知,靛白中的五元环有着类似于苯环的性质
【答案】D
【解析】
【详解】A.靛蓝含有亚胺基,显碱性,不与碱反应,但要和酸反应,不耐酸。靛蓝含有不饱和的碳碳双键,可以被高锰酸钾等氧化剂氧化,不耐氧化,故A错误;
B.靛蓝分子关于中间碳碳双键中心对称,故苯环上的一氯代物有4种 ,故B错误;
C.靛白中的N原子属于饱和结构,属于sp3杂化,靛白分子中存在N···H-O氢键,故C错误;
D.靛白与碱反应以后,其羟基上的氢原子与碱反应,说明显酸性,该性质和苯酚性质相似,则靛白中的五元环有着类似于苯环的性质,故D正确;
答案选D。
13. 某实验小组为探究配合物的性质,进行如下实验:
已知:溶液中,为浅紫色,为红色,为无色。
下列说法正确的是
A. 与形成配位键时,提供孤电子对
B. 和中共价键数目之比为
C. 溶于水后溶液呈黄色而不是浅紫色,是因为转化成了沉淀
D. 上述实验说明与配位键强度弱于与配位键强度
【答案】D
【解析】
【详解】A.与形成配位键时,提供空轨道,A错误;
B.中含6个配位键和12和O-H键,共价键数目为18,中含6个配位键,共价键数目为6,比值为3:1,B错误;
C.溶于水电离出,在水溶液中发生强烈的水解,生成一系列水解产物——羟基水合络离子,这些离子的颜色常为黄色,使溶液呈黄色,C错误;
D.由题干信息可知溶液Ⅱ中含,加NaF后,转化为,说明与配位键强度弱于与配位键强度,D正确;
答案选D。
14. 铁和氨气在640℃发生反应得到有磁性的FexNy,其中一种晶胞结构如图甲所示,晶胞边长为a nm。一定条件下Cu可以完全替代该晶体中面心或顶点位置的Fe,替代后晶胞参数和晶体能量均会发生变化,已知FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图乙所示,下列说法正确的是
A. FexNy晶胞中与Fe等距且最近的Fe有12个
B. 图甲的FexNy中,x=3,y=1
C. FeCu3N比Fe3CuN稳定
D. Cu替代顶点位置后晶体的密度为:g·cm−3
【答案】A
【解析】
【分析】根据图甲,结合各原子位置可计算晶体的化学式为Fe4N,Cu替代面心位置的Fe后晶体的化学式为:FeCu3N,Cu替代顶点位置的Fe后晶体的化学式为:Fe3CuN,根据图乙可以分析铜替代型产物的稳定性,据此答题。
【详解】A.以顶点位置的Fe为中心,面心位置的Fe与之距离最近且等距,因此与Fe等距且最近的Fe有12个,A正确;
B.根据图甲,结合各原子位置可计算晶体的化学式为Fe4N,即图甲的FexNy中,x=4,y=1,B错误;
C.根据图乙,FeCu3N的能量高于Fe3CuN,因此Fe3CuN更稳定,C错误;
D.Cu替代顶点位置后晶体的化学式为Fe3CuN,替代后晶胞参数和晶体能量均会发生变化,则晶胞边长不等于anm,故无法计算晶胞密度,D错误;
故选A。
15. 烷烃(以甲烷为例)在光照条件下发生卤代反应,原理如图所示。自由基中间产物越稳定,产物选择性越高,某研究人员研究了异丁烷发生溴代反应生成一溴代物的比例,结果如下图。下列说法正确的是
A. 异丁烷中C-H键的极性:-CH3>-CH-
B. 丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,1-溴丙烷含量更高
C. 光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤
D. 反应过程中异丁烷形成的自由基比稳定
【答案】C
【解析】
【详解】A.异丁烷的结构简式:,叔碳(-CH-)周围有3个-CH3推电子基团,使C-H键的电子偏离碳,极性降低。而-CH3中的C-H键无此效应,C-H键极性更强,故A错误;
B.根据异丁烷发生溴代反应生成一溴代物比例,丙烷在光照条件下发生溴代反应,生成的一溴代物中,2-溴丙烷含量更高,故B错误;
C.根据在烷烃光照条件下发生卤代反应的机理图,光照条件下卤素单质分子中化学键断裂是引发卤代反应的关键步骤,故C正确;
D.根据烷烃卤代反应的机理,可知形成的自由基越稳定,产物选择性越高,形成相应卤代烃的量就越多,异丁烷形成的自由基比稳定,,故D错误;
选C。
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16. 回答下列问题:
Ⅰ.
(1)试剂X可以可选用_______(填字母)。
A. CH3COONa溶液 B. NaOH溶液 C. NaHCO3溶液 D. Na2CO3溶液
(2),该结构有多种属于酯的同分异构体,请写出能与FeCl3溶液发生显色反应,且苯环上有两种一硝基取代物的同分异构体的结构简式_______ (任写一中)。
(3)已知:乙炔 A B CH3CH(OH)COOH →聚乳酸
A能发生银镜反应,写出A与银氨溶液反应化学方程式_______,反应类型_______;生成聚乳酸化学方程式_______,反应类型_______。
Ⅱ.含硅、砷、钴等元素的相关物质在医药、电池、集成电路等领域发挥着重要作用。按要求填空:
(4)基态砷原子的价电子轨道表示式为_______。
(5)①HCN ② ③键角由大到小的顺序为_______ (填序号)。
(6)钴元素能形成很多重要的配合物,某含钴配离子结构如图所示。
下列对该配离子中钴离子杂化方式推断合理的是_______(填字母标号)。
A. sp3 B. dsp2 C. d2sp3 D. sp3d
【答案】(1)BD (2)
(3) ①. CH3CHO+2Ag[(NH3)2]OH→CH3COONH4+H2O+2Ag+3NH3↑ ②. 氧化反应 ③. ④. 缩聚反应
(4) (5)①②③ (6)C
【解析】
【小问1详解】
A.碳酸酸性大于苯酚,则CH3COONa与苯酚无法反应,A项错误;
B.苯酚显弱酸性,则NaOH溶液与苯酚反应,会生成苯酚钠,B项正确;
C.苯酚酸性强于醇类,但弱于碳酸,因此苯酚能与Na2CO3溶液反应生成苯酚钠和NaHCO3,但不与NaHCO3反应,C项错误;
D.苯酚酸性强于醇类,但弱于碳酸,因此苯酚能与Na2CO3溶液反应生成苯酚钠和NaHCO3,D项正确;
故答案为:BD。
【小问2详解】
该结构有多种属于酯的同分异构体,且能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有苯酚结构,且苯环上有两种一硝基取代物,说明结构对称,可知酯基可以为、、,则满足的结构简式为:,故答案为:。
【小问3详解】
乙炔与水反应,生成A能发生银镜反应,说明含有醛基,则A为乙醛,乙醛与银氨溶液发生氧化反应,化学方程式为:CH3CHO+2Ag[(NH3)2]OHCH3COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3↑;CH3CH(OH)COOH发生分子间的缩聚反应,生成聚乳酸,化学方程为:,故答案为:CH3CHO+2Ag[(NH3)2]OHCH3COONH4+H2O+2Ag↓+3NH3↑;氧化反应;;缩聚反应。
【小问4详解】
砷元素的原子序数为33,位于第四周期ⅤA族,价电子为4s24p3,价电子轨道表示式为,故答案为:。
小问5详解】
①HCN中碳为sp杂化,键角为180°,②中硅形成4个共价键,为sp3杂化,键角109°28′,③中硫为sp3杂化,且存在两对孤电子对,为V性,键角约为103°,则键角由大到小的顺序为①②③,故答案为:①②③。
【小问6详解】
钴配离子的配位数为6,则中心原子的杂化方式为,故答案为:C。
17. 苯甲酸甲酯常用作有机合成中间体、溶剂、食品保鲜剂等,可利用苯甲酸和甲醇在如图所示装置中制得。相关物质的物理性质见下表。回答下列问题:
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g/cm3)
水溶性
苯甲酸
122
249
1.2659
0.17g(25℃)、
0.95g(50℃)
甲醇
-93.9
65
0.792
易溶
苯甲酸甲酯
-12.3
199.6
1.0888
难溶
Ⅰ.合成苯甲酸甲酯粗产品
在圆底烧瓶中加入18.3g苯甲酸(M=122g/mol)和19.2g甲醇(M=32g/mol),再小心加入3mL浓硫酸,混匀后,投入几粒沸石,小心加热75min,获得苯甲酸甲酯(M=136g/mol)粗产品。
(1)仪器a名称是_______;实验过程中忘记加沸石,应该如何操作_______。
(2)写出苯甲酸与CH318OH反应化学方程式_______。
Ⅱ.粗产品的精制
苯甲酸甲酯粗产品中含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,现拟用下列流程进行精制:
(3)蒸馏时,温度应控制在_______℃左右,饱和Na2CO3溶液的作用是_______。
(4)操作a的名称是_______,实验制得苯甲酸甲酯精制品13.2g,则本实验中苯甲酸甲酯的产率为_______%(结果保留三位有效数字)。
Ⅲ.探究苯甲酸甲酯的碱性水解并回收苯甲酸(装置如下图)
(5)能说明i装置中反应基本完全的现象是_______。
(6)写出苯甲酸甲酯在碱性条件下的水解方程式_______。
(7)步骤②能实现的原理为_______。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 熄灭酒精灯冷却后补加
(2)++ (18O写错位置不给分)
(3) ①. 65 ②. 除去混合液中的混酸
(4) ①. 分液 ②. 64.7
(5)烧瓶中液体不再分层或油层消失或无香味溢出
(6)+NaOH+CH3OH
(7)盐酸的酸性强于苯甲酸(写出方程也给分)
【解析】
【分析】苯甲酸()、甲醇和浓硫酸混匀后,投入几粒沸石,小心加热75min,获得苯甲酸甲酯粗产品;苯甲酸甲酯粗产品中含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸和水等,控制温度蒸馏得乙醇,剩余的混合溶液用饱和碳酸钠溶液洗涤后分液,得水层和有机层,有机层经过一系列操作得苯甲酸甲酯;苯甲酸甲酯在碱性条件下水解,得到苯甲酸钠,苯甲酸钠在酸性条件下变为苯甲酸,到达回收目的,据此分析作答。
【小问1详解】
由仪器a的构造可知,其名称是球形冷凝管;混合液体加热时,加入沸石的作用是防止暴沸,实验过程中忘记加沸石,应该熄灭酒精灯冷却后补加,故答案为:球形冷凝管;熄灭酒精灯冷却后补加。
【小问2详解】
苯甲酸()、甲醇CH318OH和浓硫酸加热反应制取苯甲酸甲酯,制取苯甲酸甲酯的化学方程式为:++,故答案为:++。
【小问3详解】
据表格可知蒸馏时得甲醇,甲醇的沸点为65℃,所以温度应控制在65℃左右;苯甲酸甲酯粗产品中含有少量甲醇、硫酸、苯甲酸,加入饱和Na2CO3溶液的作用是除去混合液中的混酸,故答案为:65;除去混合液中的混酸。
【小问4详解】
操作a后得水层和有机层,所以操作a名称是分液;18.3g苯甲酸()的物质的量为,19.2g甲醇的物质的量为,即甲醇过量,所以苯甲酸甲酯的理论产量为0.15mol×136g/mol=20.4g,实验制得苯甲酸甲酯精制品13.2g,则本实验中苯甲酸甲酯的产率为,故答案为:分液;64.7。
【小问5详解】
苯甲酸甲酯和氢氧化钠溶液不互溶,液体会分层,苯甲酸甲酯和氢氧化钠溶液反应生成苯甲酸钠和甲醇,苯甲酸钠和甲醇均溶于水,当烧瓶中液体不再分层时说明i装置中反应基本完全,故答案为:烧瓶中液体不再分层或油层消失或无香味溢出。
【小问6详解】
在碱性条件下的水解,生成和甲醇,水解方程式为:+NaOH+CH3OH,故答案为:+NaOH+CH3OH。
【小问7详解】
盐酸的酸性强于苯甲酸,向苯甲酸钠中加入盐酸,会生成苯甲酸,苯甲酸微溶于水,会在水中析出,干燥后可以回收苯甲酸,故答案为:盐酸的酸性强于苯甲酸。
18. 锌是一种重要的金属,一种以固体废锌催化剂(主要成分为ZnO,含少量CuO、SiO2)为原料制备锌的工艺流程如图所示:
已知:①25℃时,Ksp(CuS)=1.0×10−36,Ksp(ZnS)=8×10−24
②25℃时,Zn2++4NH3[Zn(NH3)4]2+,K=2.5×109
③“萃取”可将金属离子进行富集与分离,原理如下:X2+(水相)+2RH(有机相)XR2(有机相)+2H+(水相)。
(1)Zn在元素周期表中的位置是_______,属于_______区元素。
(2)“浸取”时,ZnO、CuO分别转化为[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+进入溶液。“浸取”温度应控制在30℃左右,其原因为_______。
(3)“除铜”时发生反应的离子方程式为:_______。
(4)滤渣1的主要成分为_______,反萃取后电解ZnSO4溶液制取Zn,则反萃取剂为_______(填化学式)。
(5)Zn原子能形成多种配位化合物,一种锌的配合物结构如图。则配位键a和b相比,较稳定的是_______(选填“a”或“b”),判断理由是_______。
【答案】(1) ①. 第四周期第ⅡB族 ②. ds
(2)温度过高,氨挥发量增加,生成[Zn(NH3)4]2+减少,温度过低反应速率慢,均不利于废锌催化剂中锌的浸出
(3)S2−+[Cu(NH3)4]2+=CuS↓+4NH3↑
(4) ①. SiO2 ②. H2SO4
(5) ①. a ②. N的电负性比O弱,更容易提供孤电子对,配位键更加稳定
【解析】
【分析】废锌催化剂加入氨水氯化铵混合液浸取,锌、铜元素以[Zn(NH3)4]2+、[Cu(NH3)4]2+进入溶液,二氧化硅不反应成为滤渣1,滤液加入硫化铵生成硫化铜沉淀,过滤除去沉淀,滤液加入有机萃取剂萃取分离出含锌的有机相,加入硫酸反萃取得到含锌的水相,电解得到锌,据此解答。
【小问1详解】
Zn的原子序数是30,在元素周期表中的位置是第四周期第ⅡB族,属于ds区元素。
【小问2详解】
温度过高,氨挥发量增加,生成减少,温度过低反应速率慢,均不利于废锌催化剂中锌浸出,因此“浸取”温度应控制在30℃左右。
【小问3详解】
“除铜”时硫化铵与[Cu(NH3)4]2+反应生成硫化铜沉淀,发生反应的离子方程式为S2-+[Cu(NH3)4]2+=CuS↓+4NH3↑。
【小问4详解】
根据分析,滤渣1的主要成分为SiO2;由于反萃取后电解溶液制取Zn,则反萃取剂为硫酸,化学式为H2SO4。
【小问5详解】
N和O相比,N的电负性弱,更容易提供孤电子对,配位键更加稳定,故更加稳定的是配位键a。
19. 某新型有机酰胺化合物M在工业生产中有重要的作用,其合成路线如下:
已知:①R-COOHR-COCl
②
回答下列问题:
(1)A的官能团名称为_______;X的结构简式为_______。
(2)H的名称为_______; GH的反应类型为_______。
(3)F+H→M的化学方程式为_______。
(4)芳香族化合物Q是C的同分异构体,满足下列条件的Q的同分异构体共有_______种。
①苯环上只有两个取代基; ② 1mol Q只能与1mol NaOH反应;
其中两种Q的核磁共振氢谱峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3,写出其结构简式_______、_______。
(5)参照上述合成路线,仅以CH≡CH为有机原料(无机试剂任选),设计制备OHC-CH═CH-CHO的合成路线_______。
【答案】(1) ①. 碳碳双键、醛基 ②. CH2=CH2
(2) ①. 苯胺 ②. 还原反应
(3) (4) ①. 12 ②. ③.
(5)
【解析】
【小问1详解】
由A的结构简式()可知A中含有碳碳双键和醛基两种官能团;结合已知②和B、C的结构简式可知,C比B多两个C原子,且B→C为加成反应,所以X为CH2=CH2,故答案为:碳碳双键、醛基;CH2=CH2;
【小问2详解】
由已知①可知F的结构简式为,再集合M的结构简式可得H的结构简式为,名称为:苯胺;G由本与浓硫酸浓硝酸混合液加热反应的产物,则G为硝基苯(),而H的结构简式为, 由发生还原反应转化为,故答案为:苯胺;还原反应;
【小问3详解】
F的结构简式为,H的结构简式为,由F和H反应生成M的方程式为:,故答案为:;
【小问4详解】
Q为C的同分异构体,由C的结构简式可得Q分子式为,①苯环上只有两个取代基,则Q中含苯环;② 1mol Q只能与1mol NaOH反应,结合Q的分子式可得Q中含有1个酚羟基,则、本还上的另一个支链分别为、、和,均含有邻、间、对三种同分异构体,所以Q共有12 种;其中两种Q的核磁共振氢谱峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3,则两种Q中含有甲基,且良支链处于对位,故答案为:12;;;
【小问5详解】
由A 与乙醛反应生成B可知,是由乙二醛与乙醛反应的产物;乙二醛为乙二醇催化氧化的产物;乙二醇为1,2-二氯乙烷水解的产物;1,2-二氯乙烷为乙烯与氯气加成的产物;乙烯为乙炔与氢气不完全加成的产物;乙炔水加成的到乙醛,据此分析可得:,故答案为:。
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