内容正文:
山东省临沂市临沭县2024-2025学年高二下学期期中考试
化学试题
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和试卷指定位置上。
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 Al-27 S-32 Ti-48
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 下列有关说法错误的是
A. 门捷列夫将元素按相对原子质量递增排列,提出第一张元素周期表
B. 荷兰化学家范托夫提出了甲烷是正四面体结构的理论
C. 中国科学家经红外光谱和核磁共振氢谱分析,确定青蒿素分子中含有酯基和甲基等片段
D. 掺杂的聚乙炔导电性弱于纯聚乙炔膜的导电性
【答案】D
【解析】
【详解】A.门捷列夫按相对原子质量递增排列元素并制作了第一张周期表,A正确;
B.范托夫提出甲烷的正四面体结构理论,B正确;
C.红外光谱可检测酯基中的特征峰,核磁共振氢谱可分析甲基等结构,C正确;
D.掺杂的聚乙炔因载流子增加导电性增强,故导电性应强于纯聚乙炔,D错误;
故选D。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 的VSEPR模型:
B. 不存在顺反异构
C. 氯溴碘代甲烷的两种对映异构体
D. 键的电子云形状:
【答案】CD
【解析】
【详解】A.OF2分子的中心O原子价层电子对数是:2+=4,由于O原子上有2对孤电子对,故OF2分子的VSEPR模型为,F原子的半径小于O原子的半径,A错误;
B.存在顺反异构:(顺式)、(反式),B错误;
C.氯溴碘代甲烷中C为手性碳,具有对映异构,同分异构体为、,C正确;
D.键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成的,,D正确;
故选CD。
3. 下列化学用语对硫原子的价层电子的运动状态的描述最详尽的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.是S的电子式,只表示最外层有6个电子,故A错误;
B.只能看出在S原子的电子在3个电子层上运动,故B错误;
C.能看出S原子的价电子在4个不同的原子轨道上运动,故C错误;
D.能看出S原子的价电子在2个不同的能级、4个不同的原子轨道上运动,且能表示出自旋方向,故D正确;
故选D。
4. 下列有关分类的说法正确的是
A. 都是直线型分子 B. 属于环烷烃
C. 化合物与苯互为同系物 D. 化合物所含官能团为羧基
【答案】B
【解析】
【详解】A.含2对孤电子对,为V形结构,不是直线型分子,A错误;
B.中碳原子之间以单键结合为环状,属于环烷烃,B正确;
C.苯的同系物是只含有1个苯环而且侧链均为烷基的化合物,所以不是苯的同系物,C错误;
D.化合物为酯类物质,所含官能团为酯基,D错误;
故选B。
5. 关于的说法,错误的是
A. 该有机物常温下呈液态 B. 该有机物与属于同系物
C. 该有机物的一氯代物有3种 D. 该有机物是2,3-二甲基丁烷的同分异构体
【答案】D
【解析】
【详解】A.一般常温下碳原子数5~18的烷烃呈液态,故常温下呈液态,A正确;
B.的分子式为C7H16,的分子式为C5H12,都是饱和烃,分子式相差2个CH2,属于同系物,B正确;
C.两个甲基上的氢原子是一样的,两个乙基连接在同一个碳上,所以乙基上的氢原子有两种等效氢,故该有机物的一氯代物有3种,C正确;
D.2,3-二甲基丁烷的化学式为C6H14,,与的分子式不同,不互为同分异构体,D错误;
故选D。
6. 一些分子晶体的熔点如下表:
分子晶体
氧气
氮气
白磷
水
熔点
-218.3
-210.1
44.2
0
分子晶体
硫化氢
甲烷
乙酸
尿素
熔点
-85.6
-182
16.6
132.7
分析上述数据可知,下列说法错误的是
A. 水、乙酸、尿素分子间存在氢键,熔点较高
B. 是极性分子,分子的极性越大,范德华力越大,熔点较高
C. 影响等3种分子熔点的因素主要是相对分子质量
D. 白磷因相对分子质量大,范德华力较强,熔点较高
【答案】C
【解析】
【详解】A.水、乙酸、尿素分子间存在氢键,氢键的作用强于范德华力,能显著提高熔点,A正确;
B.H2S为极性分子,CH4为非极性分子,极性分子间范德华力更强,H2S熔点较高,B正确;
C.O2、N2、CH3的熔点顺序为:CH4>N2>O2,但相对分子质量顺序为:O2>N2>CH4,说明熔点并非由相对分子质量主导,可能受分子对称性等因素影响,C错误;
D.白磷(P4)相对分子质量大,范德华力强,熔点显著高于其他小分子物质,D正确;
故选C。
7. 设阿伏加德罗常数的值为,下列叙述正确的是
A. 1molAlCl3晶体中含有的数目为3
B. 标准状况下,22.4L苯分子中含有3个键
C. 吡啶()中有与苯类似的大键,N原子的孤电子对占据杂化轨道
D. 中键的数目为12
【答案】C
【解析】
【详解】A.1molAlCl3晶体没有发生电离,无氯离子生成,故A错误;
B.标准状况下,苯是液体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,故B错误;
C.吡啶与苯是等电子体,则吡啶中有与苯类似的大π键,N采取sp2杂化,则N原子的孤电子对占据sp2杂化轨道,故C正确;
D.中Cu2+与NH3之间的配位键属于键,NH3中的氮原子与氢原子之间的共价键属于键,则中键的数目为16,故D错误;
故选C。
8. 烃是一类重要的有机物,下列说法正确的是
A. 的系统命名为:2,4,4-三甲基戊烷
B. 分子中至少有10个碳原子处于同一平面上
C. 等物质的量的1,3-丁二烯与液溴反应产物一定是
D. 丙烷的五氯代物有4种
【答案】B
【解析】
【详解】A.主链有5个碳,取代基在2号、4号碳上,所以系统命名为:2,2,4-三甲基戊烷,A错误;
B.中与苯环相连的甲基碳原子一定在同一平面,单键可以旋转,但是相连苯环碳的对位上的碳原子及连接的甲基处于一条直线上,如图所示,,所以也一定在该平面上,所以至少有10个碳原子处于同一平面上,B正确;
C.等物质的量的1,3-丁二烯与液溴反应,可能发生1,2加成,也可能是发生1,4加成,结构式为或,C错误;
D.丙烷的五氯代物也可理解成C3Cl8有三个氯被氢取代,所以五氯代物的数目与三氯代物的数目相同,可求出三氯代物的数目即可,分别为:CCl3CH2CH3(1,1,1-三氯丙烷)、CHCl2CHClCH3(1,1,2-三氯丙烷)、CHCl2CH2CH2Cl(1,1,3-三氯丙烷)、CH2ClCHClCH2Cl(1,2,3-三氯丙烷)和CH2ClCCl2CH3(1,2,2-三氯丙烷),共有5种,D错误;
故选B。
9. 某物质结构如图所示,是原子序数依次增大的同一短周期元素,Z元素的最高正价与最低负价代数和为6.下列说法错误的是
A. 基态X原子核外电子有8种空间运动状态 B. 第一电离能:
C. 简单氢化物的还原性: D. 共价键极性:
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的同一短周期元素,Z元素的最高正价与最低负价代数和为6,可知Z为Cl;W的阳离子带一个单位的正电荷,可知W为Na;根据X与Y所形成的共价键的数量可知X为Si,Y为P,综上W为Na,X为Si,Y为P,Z为Cl。
【详解】A.X为Si,核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,所以基态X原子核外电子有8种空间运动状态,A正确;
B.W为Na,X为Si,Y为P,Z为Cl,同周期元素第一电离能从左往右逐渐增大,所以第一电离能:,B正确;
C.Y为P,Z为Cl,同周期从左往右非金属性逐渐增强,简单氢化物的还原性逐渐减弱,所以Z<Y,C错误;
D.X为Si,Y为P,Z为Cl,非金属性越强,则共价键的极性越强,氯的非金属性强于磷,则共价键极性:,D正确;
故选C。
10. 实验室利用苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸的流程如下。已知:①苯甲醛在强碱性环境下可生成苯甲醇()和苯甲酸盐;②苯甲酸易溶于热水、难溶于冷水。下列说法正确的是
A. 提纯粗苯甲酸的具体操作:加热溶解、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
B. 生成白色糊状物的化学方程式:
C. “操作Ⅰ”和“操作Ⅲ”相同
D. “操作Ⅱ”是蒸馏
【答案】A
【解析】
【分析】根据流程:苯甲醛与NaOH、H2O发生反应:2C6H5CHO+NaOHC6H5CH2OH+C6H5COONa,白色糊状物为苯甲醇和苯甲酸钠,加入水和乙醚,苯甲醇易溶于乙醚,而苯甲酸钠为可溶性盐,易溶于水,可用分液的方法将两种溶液分离,水溶液中为苯甲酸钠,乙醚溶液中为苯甲醇,然后根据苯甲醇和乙醚沸点的差异采用蒸馏的方法将二者分离,产品甲为苯甲醇;向苯甲酸钠溶液中加入盐酸反应制得苯甲酸:C6H5COONa+HCl→C6H5COOH↓+NaCl,根据题中给出的物理性质可知其为微溶于水的固体,应采用过滤的方法将其分离出来,产品乙为苯甲酸,据此分析作答;
【详解】A.苯甲酸在水中溶解度较小,且随温度升高而增大,故提纯粗苯甲酸采用重结晶法,其具体操作:加热溶解、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,A正确;
B.生成白色糊状物的化学方程式:2C6H5CHO+NaOHC6H5CH2OH+C6H5COONa,B错误;
C.“操作Ⅰ”是萃取分析,“操作Ⅲ”是蒸馏,C错误;
D.“操作Ⅱ”是过滤,D错误;
故选A。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每题只有一或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料,充电时随着脱出,其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A. 晶胞Ⅲ中键数目为36 B. Ⅲ转化为Ⅰ是自发过程
C. 充电过程中Fe或Mn的价态降低 D. 晶体Ⅱ的化学式为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由晶胞结构可知,MnN6的个数为4,FeC6的个数为4,晶胞Ⅲ的化学式为,所以一个晶胞中含有24个,含有碳氮三键,一个三键含有2个π键,所以晶胞Ⅲ中键数目为48,A错误;
B.Ⅲ转化为Ⅰ是原电池放电过程,放电过程中会发生自发的氧化还原反应,B正确;
C.充电过程阳极发生氧化反应,K+脱出,Fe或Mn的价态升高,C错误;
D.据“均摊法”,1个晶胞Ⅱ中含12×+1=4个FeC6,8×+6×=4个MnN6,4个K,则化学式为,D正确;
故选BD。
12. 气相条件下,立方烷能自发地发生热重排反应生成一系列化合物,已知物质g中碳碳键有两种不同的键长。下列说法中错误的是
A. 化合物中碳原子均存在2种杂化方式
B. 化合物e具有4个手性碳原子
C. 化合物f的核磁共振氢谱有4组峰
D. 化合物d和g均不能使酸性溶液褪色
【答案】D
【解析】
【详解】A.在化合物a、b中单键碳的杂化方式为sp3,双键碳的杂化方式为sp2,均存在两种杂化方式,A正确;
B.手性碳原子是连接4个不同的原子或基团的碳原子,由e的结构简式可知,其中存在4个手性碳,如图,B正确;
C.根据化合物f的结构简式可知,其中有4种等效氢,其核磁共振氢谱有4组峰,C正确;
D.化合物g中含有碳碳双键,能被高锰酸钾氧化,能使酸性溶液褪色,D错误;
故选D。
13. 类比推理是化学中常用的思维方法,下列说法正确的是
A. 中的键角小于中的键角,则中的键角小于中的键角
B. 苯胺()微溶于水,则硝基苯也微溶于水
C. 和的杂化类型相同,所以二者空间结构也相同
D. 酸性强于的酸性,则的碱性强于的碱性
【答案】A
【解析】
【详解】A.中心N原子孤电子对数,中心N原子孤电子对数为,孤电子对数越多,对成键电子对排斥作用越大,键角越小,故键角小于。中心N原子孤电子对数为,中心N原子孤电子对数为,同理,孤电子对数多的键角小于,故A正确;
B.苯胺()中氨基()能与水形成氢键,助力其微溶于水。硝基苯中硝基()是强吸电子基,难与水形成氢键,且苯环疏水,硝基苯难溶于水,故B错误;
C.中P原子价层电子对数为,中P原子价层电子对数为,二者均为杂化。但存在双键,双键与单键键长、键能不同,导致空间结构有差异,因双键存在键长不均等是四面体,是正四面体,二者空间结构不同,故C错误;
D.中F是强吸电子基,使羧基中H更易电离,酸性强于。中F吸电子原子,使N原子电子云密度降低,结合能力变弱,碱性弱于,故D错误;
故选A。
14. 乙烯与溴单质发生加成反应的机理如图所示。下列说法错误的是
①
②
A. 将乙烯通入含NaCl杂质的溴水中,可能生成BrCH2CH2Cl
B. 相同条件下,乙烯与溴的CCl4溶液反应比与溴水反应更容易
C. 玻璃容器表面的Si-O键,对反应进行有一定的促进作用
D. 为得到纯净的1,2-二溴乙烷,应选择乙烯与溴的CCl4溶液发生反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.从反应机理可知,第一步Br2在环境诱导下键的极性增强,形成和,若体系中有NaCl,有可能参与后续反应,与溴鑰离子结合,从而生成BrCH2CH2Cl,A正确;
B.溴水中存在水,水是极性分子,会对Br2分子产生诱导作用,增强Br - Br键的极性,更有利于反应进行;而CCl4为非极性溶剂,对Br2分子的诱导作用较弱,所以相同条件下,乙烯与溴水反应比与溴的CCl4溶液反应更容易,B错误;
C.玻璃容器表面的Si - O键具有一定极性,能对Br2分子产生环境诱导,增强Br - Br键的极性,对反应进行有一定的促进作用,C正确;
D.乙烯与溴的CCl4溶液反应,体系中只有乙烯、溴和CCl4,CCl4不参与反应,能减少其他副反应的发生,从而可得到更纯净的1,2-二溴乙烷,D正确;
故选B。
15. 金属钛(Ti)与氮形成的某种化合物常被用作高温结构材料和超导材料。研究表明,用Al代替其中部分的Ti可提升耐磨性,掺杂Al后的晶胞结构如图所示。已知该晶体属立方晶系,阿伏加德罗常数的值为NA.下列说法正确的是
A. b点原子的分数坐标为
B. 掺杂Al后,晶体中
C. 氮化钛晶胞中,Ti原子位于N原子形成的八面体空隙中
D. 已知最近的两个N原子之间的距离为c nm,则氮化钛晶体的密度为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.b点原子的分数坐标为,A错误;
B.结合晶胞结构,Ti为12×=3,Al为1,N为8×+6×=4,晶体中,B错误;
C.由晶胞结构可知,钛原子位于氮原子构成的八面体空隙中,C正确;
D.最近的两个N原子之间的距离为c nm,则晶胞边长为cnm,氮化钛晶胞中有4 Ti,4个N,则氮化钛晶体的密度为,D正确;
故选CD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 以甲烷为原料合成部分化工产品流程如下(部分反应条件已略去),回答下列问题:
已知:①
②+ClCH2CH3+HCl
(1)乙烯分子中键和键的个数比为___________;反应②的化学反应类型为___________。
(2)写出反应⑤的化学方程式___________。
(3)写出符合下列条件的乙苯的同分异构体的结构简式,属于芳香烃且分子中不同化学环境的氢原子数比为3:1:1___________。
(4)以苯为原料制备的合成路线流程图如下,请写出对应物质的结构简式,完成流程图___________。
(5)某实验小组用如图所示装置进行反应⑥实验
①在实验过程中,铜网出现红色和黑色交替的实验现象,请写出铜网由黑变红时的化学反应方程式___________,在这个反应中,说明乙醇具有___________性(填“氧化”“还原”)。
②已知:乙醛的沸点为,乙醇的沸点为。实验装置中甲和乙两个水浴作用不相同,甲的作用是___________,乙的作用是___________。
【答案】(1) ①. 1:5 ②. 加成反应
(2)+Br2+HBr
(3) (4)、
(5) ①. ②. 还原 ③. 加热使乙醇气化 ④. 冷却使乙醛蒸汽液化
【解析】
【分析】由流程,甲烷催化反应可以生成乙烯或苯;乙烯和苯发生加成反应生成乙苯,乙苯发生消去反应生成苯乙烯,苯乙烯发生加聚反应生成聚苯乙烯;乙烯和水发生加成反应生成乙醇,乙醇发生催化氧化生成乙醛;溴和苯发生取代反应生成溴苯;
【小问1详解】
单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键,乙烯分子中键和键的个数比为1:5;反应②为乙烯和苯加成生成乙苯,化学反应类型为加成反应;
【小问2详解】
溴和苯发生取代反应生成溴苯和HBr:+Br2+HBr;
【小问3详解】
乙苯除苯环外含有2个碳,符合下列条件的乙苯的同分异构体:属于芳香烃且分子中不同化学环境的氢原子数比为3:1:1,则除苯外含甲基且结构对称,可以为;
【小问4详解】
苯发生硝化反应生成硝基苯,发生已知②反应原理,和一氯甲烷发生取代反应在硝基邻位引入甲基,再将硝基还原为氨基得到产品,故为:;
【小问5详解】
该实验将空气和乙醇一起鼓入加热的Cu网,Cu与O2反应生成CuO,铜网由红变黑,灼热的CuO又被乙醇还原,生成Cu和乙醛,铜网由黑变红,生成的乙醛可在乙中的试管中冷却下来。
①由上述分析可知,铜网由黑变红时的化学反应方程式为:;该反应中,乙醇表现还原性;
②根据上述分析可以知道,在甲处用热水浴加热使乙醇挥发与空气中的氧气混合,有利于下一步反应;乙处作用为冷水浴,降低温度,使生成的乙醛冷凝成为液体,沉在试管的底部。
17. 某化学小组的同学利用电石(含和少量CaS)在实验室制备乙炔并探究乙炔的性质。已知:块状的电石不溶于酒精。
(1)制备乙炔
该小组同学准备了如下气体发生装置(夹持装置省略):
①乙装置中仪器a的名称为___________。甲装置中用饱和食盐水替代水的目的是___________。
②与甲装置相比,乙、丙装置的优点为___________。
③常用净化乙炔,除去的杂质是___________(填化学式),发生反应的离子方程式是___________。
(2)丙烯腈是合成纤维、合成橡胶和合成树脂的重要单体。时,用下图所示装置(含试剂和催化剂)制备丙烯腈。
①HCN的电子式:___________。
②写出仪器A发生的化学方程式:___________。
③HCN属于弱酸,但其酸性明显大于乙炔,其原因是___________。
④装置B中应盛放的溶液___________(填选项)。
A.高锰酸钾溶液 B.NaOH溶液 C.饱和食盐水 D.盐酸
【答案】(1) ①. 长颈漏斗 ②. 减缓反应速率 ③. 可以随时控制反应的开始与停止 ④. ⑤.
(2) ①. ②. ③. N原子的电负性大,-CN具有吸电子效应,使HCN中的极性更大,更容易断裂,因而更容易电离产生,酸性更强 ④. A
【解析】
【分析】小问1:根据仪器形状识别仪器,结合反应特点分析饱和食盐水的作用;通过装置中反应物接触/分离的控制方式,判断能否控制反应启停;依据杂质来源(CaS与水反应生成H2S),结合CuSO4与H2S的反应现象(生成黑色沉淀)及离子反应规律写方程式。
小问2:根据原子成键规律(H、C、N的价电子数)书写电子式;根据反应物(乙炔、HCN)、产物(丙烯腈)及反应条件,书写化学方程式;从电负性差异(N电负性大)对化学键极性的影响,分析酸性差异原因;结合HCN的性质(易挥发、有毒),判断能吸收/处理它的试剂。
【小问1详解】
乙装置中仪器a为长颈漏斗。电石与水反应剧烈,用饱和食盐水替代水,由于饱和食盐水中水的浓度相对较低,能减缓反应速率;
乙装置中,通过打开或关闭止水夹,可使块状电石与50%酒精接触或分离,从而控制反应的开始与停止;丙装置中,将块状电石放在铜丝网上,通过提升或降低铜丝网可实现块状电石与50%酒精的接触或分离,也能随时控制反应的开始与停止;
因为电石中含少量CaS,与水反应会生成H2S杂质。CuSO4与H2S反应的离子方程式为:,CuS是黑色沉淀,从而除去H2S。
【小问2详解】
HCN的电子式为:,H与C之间形成一对共用电子对,C与N之间形成三对共用电子对;
仪器A中是乙炔与HCN在、CuCl作催化剂的条件下反应生成丙烯腈(CH2=CHCN),化学方程式为;
HCN中C为-1价,乙炔中C为-1价,但HCN中N原子的电负性较大,对C - N键的电子对吸引能力强,使得H - C键的极性增强,H+更易电离出来,所以HCN的酸性明显大于乙炔;
因为HCN易挥发且有毒,需要进行尾气处理。
A.KMnO4溶液能氧化HCN,将其除去,A正确;
B.HCN与NaOH溶液反应较慢,不能很好地吸收HCN,B错误;
C.饱和食盐水不能吸收HCN,C错误;
D.盐酸不能吸收HCN,D错误;
故选A。
18. 樟脑属于一种中药材,有消肿止痛的功效。
(1)《本草纲目》中介绍煎樟脑法:用樟木新者切片,以井水浸三日三夜,入锅煎之,柳木频搅。待汁减半,柳上有白霜,即滤去滓,倾汁入瓦盆内。经宿,自然结成块也。以上记述中涉及的实验操作有___________(选填序号)
①萃取 ②蒸发 ③过滤 ④蒸馏 ⑤结晶。
(2)香樟树中提取的樟脑键线式为。樟脑的分子式为___________,含有的官能团名称为___________,该分子中含有___________个手性碳原子。根据碳骨架分类,樟脑属于___________(填“脂肪烃衍生物”“脂环化合物”或“芳香烃衍生物”)。下列物质中,与樟脑互为官能团异构体的是___________(填选项)。
A. B. C. D.
(3)一种以樟脑为起始原料合成某药物的路线(部分)如下图所示。
①反应I的化学方程式为___________。
②研究发现物质B溶于水具有酸性,请分析其呈酸性的原因___________。
【答案】(1)②③⑤ (2) ①. ②. 酮羰基(羰基) ③. 2 ④. 脂环化合物 ⑤. AD
(3) ①. +H2SO4(浓) +H2O ②. B中含有磺酸基,能电离出,所以呈酸性
【解析】
【小问1详解】
待汁减半即蒸发过程,柳上有白霜,即滤去滓,则为过滤过程,倾汁入瓦盆内,经宿,自然结成块也即结晶过程,故答案为②③⑤。
【小问2详解】
根据樟脑键线式可知其分子式为C10H16O;含有的官能团名称为羰基或酮羰基;手性碳原子是连有4个不同原子或原子团的碳原子,共有2个碳原子满足条件,故该分子中含有2个手性碳原子,如图:;脂肪烃衍生物一般是链状或非芳香环的烃衍生物,芳香烃衍生物含苯环,樟脑分子含环状结构(非苯环),所以属于脂环化合物;官能团异构要求分子式相同、官能团不同,A和D的分子式均为C10H16O,且官能团不是羰基,B的分子式为C10H17O,C的官能团与樟脑相同,故答案选AD。
【小问3详解】
反应Ⅰ是樟脑与浓硫酸在作乙酸酐用下,发生磺化反应,则反应方程式为:+H2SO4(浓)+H2O;B溶于水具有酸性,是因为B中含有磺酸基,能电离出H+,所以呈酸性。
19. 铜、钒(V)、氮等元素在超导领域和生命体系研究中发挥着至关重要的作用。
(1)高温超导材料中有部分铜以形式存在。基态时的电子排布式为___________。第四周期主族元素基态原子中,和未成对电子数相同的元素有___________种。
(2)双核铜物种存在于色素细胞中,某种双核铜配合物的配离子结构如图:
①该配离子中所含第二周期元素的基态原子第一电离能由小到大的顺序为___________。
②键角α___________β(填“>”“<”或“=”)。
(3)某种含钒超导材料的晶胞结构及晶体结构俯视图如下图,晶胞参数为。
①该晶体的化学式为___________,钒原子周围紧邻的锑原子数为___________。
②若该含钒超导材料的摩尔质量为,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体密度为___________(用含x、y、M等计算式表示)。
(4)二甲胺常用作医药等有机中间体的原料,可形成阳离子,其中N原子的杂化方式为___________。二甲胺的水溶液显___________(填“酸”“碱”或“中”)性,其理由是___________(用离子方程式表示)。
【答案】(1) ①. 或 ②. 2
(2) ①. ②. >
(3) ①. ②. 6 ③.
(4) ①. ②. 碱 ③.
【解析】
【小问1详解】
Cu是29号元素,表示基态铜原子失去3个电子,则电子排布式为或;其价电子排布式为3d8,含有2个未成对电子,第四周期主族元素基态原子中,和未成对电子数相同的元素有Ge和Se共2种。
【小问2详解】
①该配离子中所含第二周期元素有N、O、C,同一周期从左到右第一电离能有增大的趋势,其中第IIA,VA元素第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能,故基态原子第一电离能由小到大的顺序为:;
②N=C中N原子采取sp2杂化(孤对电子用于形成配位键),饱和碳原子采取sp3杂化,使得键角α>β;
【小问3详解】
①该晶胞中Cs的个数为=1,Sb的个数为4+ =5,V的个数为1+ =3,则该化合物的化学式为,以位于体心的V原子为研究对象,钒原子周围紧邻的锑原子数为6,如图:;
②由晶胞参数为,计算晶胞体积V=,晶胞质量m=,则该晶体密度为;
【小问4详解】
阳离子中的N形成4条键,为杂化;二甲胺中的N原子有1对孤对电子,能和水电离出的氢离子形成配合物,故其溶液呈碱性,离子方程式为:。
20. 石墨烯就是一种多孔碳材料,可以由石墨剥离得到,因其独特的物理和化学特性,在多个领域展现出广泛的应用前景。
(1)研究表明单层石墨烯为二维平面结构,某化学兴趣小组对石墨烯的微观结构展开了讨论,提出了如图两种结构,请判断哪种结构是石墨烯的合理结构___________,并说明理由:___________。
(2)石墨烯是一种如图所示的二维平面结构。晶体学中有如下要点:①用结构基元代表晶体结构中最小重复单元;②在二维周期结构中,结构基元要求为平行四边形;③将结构基元并置排列,即可得到二维周期结构。请在图中画出石墨烯在二维平面内的结构基元___________,一个晶胞中有___________个原子。
(3)石墨烯非常稳定,请写出一个石墨烯所拥有的特性___________。石墨烯因其比表面积大(比表面积指单位质量物料所具有的总面积),附着能力强,常用作各种载体。已知石墨烯中C-C键为apm,则单层石墨烯的比表面积为___________m2/g(NA表示阿伏伽德罗常数的数值,忽略碳原子的厚度)。
(4)我国科学家利用氧化石墨烯(用GO表示,结构如图)研制出了火灾自动报警耐火墙纸。火情发生时,室温下是绝缘体的GO就会转化为导体触发警报。
从结构的角度分析,GO在常温下是绝缘体,但是火情发生时能导电的原因___________。
(5)阿霉素(结构如图)是一种抗肿瘤抗生素。用阿霉素与氧化石墨烯的复合材料实现了氧化石墨烯对阿霉素的有效负载和可控释放。
阿霉素能够负载在氧化石墨烯上的原因可能是___________。
【答案】(1) ①. B ②. 图A中碳原子采用sp3杂化不可能为平面结构,图B中碳原子采用sp2杂化是平面结构
(2) ①. (三种画法都正确,其他合理画法也可) ②. 2
(3) ①. 导电性 ②.
(4)由于含氧基团的加入使C原子的杂化方式发生变化,破坏了原来的大键,故常温下氧化石墨烯不导电;火焰产生的高温可以移除氧化石墨烯中的含氧基团,重新形成大键,故恢复其导电性(两个方面都要解释)
(5)阿霉素和氧化石墨烯形成氢键作用
【解析】
【小问1详解】
石墨烯中每个碳原子连接3个碳原子,形成平面六元环网状结构,B是石墨烯的合理结构;理由是图A中碳原子采用sp3杂化不可能为平面结构,图B中碳原子采用sp2杂化是平面结构;
【小问2详解】
石墨烯在二维平面内的结构基元:(三种画法都正确,其他合理画法也可);由图可知一个晶胞中有2个原子;
【小问3详解】
石墨烯具有导电性;石墨烯C—C键键长apm,将石墨烯中一个六元环分为六个边长为apm的正三角形,已知1pm=1×10-12m,则单个六元环几何面积为,在石墨烯晶体中,每个最小的六元环占有的碳原子数=6×=2;12g的石墨烯含有0.5mol六元环,阿伏加德罗常数为NAmol-1,则12g石墨烯中六元环的个数是0.5NA,石墨烯是单层石墨,忽略原子厚度,所以石墨烯表面积是该单层石墨正反两个面面积之和,即每个六元环面积要计算两遍,所以石墨烯的比表面积为。
【小问4详解】
GO在常温下是绝缘体,但是火情发生时能导电的原因由于含氧基团的加入使C原子的杂化方式发生变化,破坏了原来的大键,故常温下氧化石墨烯不导电;火焰产生的高温可以移除氧化石墨烯中的含氧基团,重新形成大键,故恢复其导电性(两个方面都要解释);
【小问5详解】
阿霉素含有羟基、氨基,阿霉素能够负载在氧化石墨烯上的原因可能是阿霉素和氧化石墨烯形成氢键作用。
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山东省临沂市临沭县2024-2025学年高二下学期期中考试
化学试题
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和试卷指定位置上。
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 Al-27 S-32 Ti-48
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 下列有关说法错误的是
A. 门捷列夫将元素按相对原子质量递增排列,提出第一张元素周期表
B. 荷兰化学家范托夫提出了甲烷是正四面体结构的理论
C. 中国科学家经红外光谱和核磁共振氢谱分析,确定青蒿素分子中含有酯基和甲基等片段
D. 掺杂的聚乙炔导电性弱于纯聚乙炔膜的导电性
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 的VSEPR模型:
B. 不存在顺反异构
C. 氯溴碘代甲烷的两种对映异构体
D. 键的电子云形状:
3. 下列化学用语对硫原子的价层电子的运动状态的描述最详尽的是
A. B.
C. D.
4. 下列有关分类的说法正确的是
A. 都是直线型分子 B. 属于环烷烃
C. 化合物与苯互为同系物 D. 化合物所含官能团为羧基
5. 关于的说法,错误的是
A. 该有机物常温下呈液态 B. 该有机物与属于同系物
C. 该有机物的一氯代物有3种 D. 该有机物是2,3-二甲基丁烷的同分异构体
6. 一些分子晶体的熔点如下表:
分子晶体
氧气
氮气
白磷
水
熔点
-218.3
-210.1
44.2
0
分子晶体
硫化氢
甲烷
乙酸
尿素
熔点
-85.6
-182
16.6
132.7
分析上述数据可知,下列说法错误的是
A. 水、乙酸、尿素分子间存在氢键,熔点较高
B. 是极性分子,分子的极性越大,范德华力越大,熔点较高
C. 影响等3种分子熔点的因素主要是相对分子质量
D. 白磷因相对分子质量大,范德华力较强,熔点较高
7. 设阿伏加德罗常数的值为,下列叙述正确的是
A. 1molAlCl3晶体中含有的数目为3
B. 标准状况下,22.4L苯分子中含有3个键
C. 吡啶()中有与苯类似的大键,N原子的孤电子对占据杂化轨道
D. 中键的数目为12
8. 烃是一类重要的有机物,下列说法正确的是
A. 的系统命名为:2,4,4-三甲基戊烷
B. 分子中至少有10个碳原子处于同一平面上
C. 等物质的量的1,3-丁二烯与液溴反应产物一定是
D. 丙烷的五氯代物有4种
9. 某物质结构如图所示,是原子序数依次增大的同一短周期元素,Z元素的最高正价与最低负价代数和为6.下列说法错误的是
A. 基态X原子核外电子有8种空间运动状态 B. 第一电离能:
C. 简单氢化物的还原性: D. 共价键极性:
10. 实验室利用苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸的流程如下。已知:①苯甲醛在强碱性环境下可生成苯甲醇()和苯甲酸盐;②苯甲酸易溶于热水、难溶于冷水。下列说法正确的是
A. 提纯粗苯甲酸的具体操作:加热溶解、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
B. 生成白色糊状物的化学方程式:
C. “操作Ⅰ”和“操作Ⅲ”相同
D. “操作Ⅱ”是蒸馏
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每题只有一或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 钾锰铁基普鲁士白是一种钾离子电池正极材料,充电时随着脱出,其结构由Ⅰ经Ⅱ最终转变为Ⅲ;Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的晶胞俯视图及Ⅱ的晶胞结构如图所示。下列说法正确的是
A. 晶胞Ⅲ中键数目为36 B. Ⅲ转化为Ⅰ是自发过程
C. 充电过程中Fe或Mn的价态降低 D. 晶体Ⅱ的化学式为
12. 气相条件下,立方烷能自发地发生热重排反应生成一系列化合物,已知物质g中碳碳键有两种不同的键长。下列说法中错误的是
A. 化合物中碳原子均存在2种杂化方式
B. 化合物e具有4个手性碳原子
C. 化合物f的核磁共振氢谱有4组峰
D. 化合物d和g均不能使酸性溶液褪色
13. 类比推理是化学中常用的思维方法,下列说法正确的是
A. 中的键角小于中的键角,则中的键角小于中的键角
B. 苯胺()微溶于水,则硝基苯也微溶于水
C. 和的杂化类型相同,所以二者空间结构也相同
D. 酸性强于的酸性,则的碱性强于的碱性
14. 乙烯与溴单质发生加成反应的机理如图所示。下列说法错误的是
①
②
A. 将乙烯通入含NaCl杂质的溴水中,可能生成BrCH2CH2Cl
B. 相同条件下,乙烯与溴的CCl4溶液反应比与溴水反应更容易
C. 玻璃容器表面的Si-O键,对反应进行有一定的促进作用
D. 为得到纯净的1,2-二溴乙烷,应选择乙烯与溴的CCl4溶液发生反应
15. 金属钛(Ti)与氮形成的某种化合物常被用作高温结构材料和超导材料。研究表明,用Al代替其中部分的Ti可提升耐磨性,掺杂Al后的晶胞结构如图所示。已知该晶体属立方晶系,阿伏加德罗常数的值为NA.下列说法正确的是
A. b点原子的分数坐标为
B. 掺杂Al后,晶体中
C. 氮化钛晶胞中,Ti原子位于N原子形成的八面体空隙中
D. 已知最近的两个N原子之间的距离为c nm,则氮化钛晶体的密度为
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 以甲烷为原料合成部分化工产品流程如下(部分反应条件已略去),回答下列问题:
已知:①
②+ClCH2CH3+HCl
(1)乙烯分子中键和键的个数比为___________;反应②的化学反应类型为___________。
(2)写出反应⑤的化学方程式___________。
(3)写出符合下列条件的乙苯的同分异构体的结构简式,属于芳香烃且分子中不同化学环境的氢原子数比为3:1:1___________。
(4)以苯为原料制备的合成路线流程图如下,请写出对应物质的结构简式,完成流程图___________。
(5)某实验小组用如图所示装置进行反应⑥实验
①在实验过程中,铜网出现红色和黑色交替的实验现象,请写出铜网由黑变红时的化学反应方程式___________,在这个反应中,说明乙醇具有___________性(填“氧化”“还原”)。
②已知:乙醛的沸点为,乙醇的沸点为。实验装置中甲和乙两个水浴作用不相同,甲的作用是___________,乙的作用是___________。
17. 某化学小组的同学利用电石(含和少量CaS)在实验室制备乙炔并探究乙炔的性质。已知:块状的电石不溶于酒精。
(1)制备乙炔
该小组同学准备了如下气体发生装置(夹持装置省略):
①乙装置中仪器a的名称为___________。甲装置中用饱和食盐水替代水的目的是___________。
②与甲装置相比,乙、丙装置的优点为___________。
③常用净化乙炔,除去的杂质是___________(填化学式),发生反应的离子方程式是___________。
(2)丙烯腈是合成纤维、合成橡胶和合成树脂的重要单体。时,用下图所示装置(含试剂和催化剂)制备丙烯腈。
①HCN的电子式:___________。
②写出仪器A发生的化学方程式:___________。
③HCN属于弱酸,但其酸性明显大于乙炔,其原因是___________。
④装置B中应盛放的溶液___________(填选项)。
A.高锰酸钾溶液 B.NaOH溶液 C.饱和食盐水 D.盐酸
18. 樟脑属于一种中药材,有消肿止痛的功效。
(1)《本草纲目》中介绍煎樟脑法:用樟木新者切片,以井水浸三日三夜,入锅煎之,柳木频搅。待汁减半,柳上有白霜,即滤去滓,倾汁入瓦盆内。经宿,自然结成块也。以上记述中涉及的实验操作有___________(选填序号)
①萃取 ②蒸发 ③过滤 ④蒸馏 ⑤结晶。
(2)香樟树中提取的樟脑键线式为。樟脑的分子式为___________,含有的官能团名称为___________,该分子中含有___________个手性碳原子。根据碳骨架分类,樟脑属于___________(填“脂肪烃衍生物”“脂环化合物”或“芳香烃衍生物”)。下列物质中,与樟脑互为官能团异构体的是___________(填选项)。
A. B. C. D.
(3)一种以樟脑为起始原料合成某药物的路线(部分)如下图所示。
①反应I的化学方程式为___________。
②研究发现物质B溶于水具有酸性,请分析其呈酸性的原因___________。
19. 铜、钒(V)、氮等元素在超导领域和生命体系研究中发挥着至关重要的作用。
(1)高温超导材料中有部分铜以形式存在。基态时的电子排布式为___________。第四周期主族元素基态原子中,和未成对电子数相同的元素有___________种。
(2)双核铜物种存在于色素细胞中,某种双核铜配合物的配离子结构如图:
①该配离子中所含第二周期元素的基态原子第一电离能由小到大的顺序为___________。
②键角α___________β(填“>”“<”或“=”)。
(3)某种含钒超导材料的晶胞结构及晶体结构俯视图如下图,晶胞参数为。
①该晶体的化学式为___________,钒原子周围紧邻的锑原子数为___________。
②若该含钒超导材料的摩尔质量为,阿伏加德罗常数为NA,则该晶体密度为___________(用含x、y、M等计算式表示)。
(4)二甲胺常用作医药等有机中间体的原料,可形成阳离子,其中N原子的杂化方式为___________。二甲胺的水溶液显___________(填“酸”“碱”或“中”)性,其理由是___________(用离子方程式表示)。
20. 石墨烯就是一种多孔碳材料,可以由石墨剥离得到,因其独特的物理和化学特性,在多个领域展现出广泛的应用前景。
(1)研究表明单层石墨烯为二维平面结构,某化学兴趣小组对石墨烯的微观结构展开了讨论,提出了如图两种结构,请判断哪种结构是石墨烯的合理结构___________,并说明理由:___________。
(2)石墨烯是一种如图所示的二维平面结构。晶体学中有如下要点:①用结构基元代表晶体结构中最小重复单元;②在二维周期结构中,结构基元要求为平行四边形;③将结构基元并置排列,即可得到二维周期结构。请在图中画出石墨烯在二维平面内的结构基元___________,一个晶胞中有___________个原子。
(3)石墨烯非常稳定,请写出一个石墨烯所拥有的特性___________。石墨烯因其比表面积大(比表面积指单位质量物料所具有的总面积),附着能力强,常用作各种载体。已知石墨烯中C-C键为apm,则单层石墨烯的比表面积为___________m2/g(NA表示阿伏伽德罗常数的数值,忽略碳原子的厚度)。
(4)我国科学家利用氧化石墨烯(用GO表示,结构如图)研制出了火灾自动报警耐火墙纸。火情发生时,室温下是绝缘体的GO就会转化为导体触发警报。
从结构的角度分析,GO在常温下是绝缘体,但是火情发生时能导电的原因___________。
(5)阿霉素(结构如图)是一种抗肿瘤抗生素。用阿霉素与氧化石墨烯的复合材料实现了氧化石墨烯对阿霉素的有效负载和可控释放。
阿霉素能够负载在氧化石墨烯上的原因可能是___________。
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