内容正文:
嘉陵一中高2023级高二下期期中考试
化学试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,再选涂其它答案标号。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,将答题卡交回。
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:C-12 O-16 Ti-48 Fe-56
一、选择题:(本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 下列化学用语表示错误的是
A. 2-甲基-1,3-丁二烯的键线式
B. 基态As原子的价电子排布式:
C. 反-2-丁烯的结构简式:
D. H2中共价键的电子云图:
2. 科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是
A. 分子的极性:SiH4>NH3 B. 键的极性:H—Cl>H—H
C. 键角:H2O>CH4 D. 分子中三键的键长:HC≡N>HC≡CH
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1mol[Cu(NH3)3CO]+中σ键的个数为
B. 在某一密闭容器中,0.1molSO2与足量的O2反应,生成的SO3分子数为
C. 标准状况下,1mol的含有的碳碳双键数目为
D. 标准状况下,11.2LCCl4中所含分子数为
4. 下列图示装置中,能达到实验目的的是
A.证明乙炔可使溴水褪色
B.蒸馏用冷凝管
C.分离乙醇和水
D.凝华获得晶体
A. A B. B C. C D. D
5. 下列物质中一氯取代物最多的是
A. (CH3)3CCH2CH3 B. C. D.
6. 环己烷的制备原理如图。下列说法正确的是
A. 1,3-丁二烯和乙烯属于同系物
B. 反应①和反应②的类型均为加成反应
C. 已知,则船式环己烷比椅式环己烷更稳定
D. 环己烷中混有的环己烯可通过滴加足量溴水,静置后分液除去
7. 噻吩、呋喃、吡咯、咪唑是五元杂环化合物,分子内所有原子共平面,结构简式如图所示。下列说法错误的是
噻吩
呋喃
吡咯
咪唑
A. 分子中C、O、N、S的杂化方式均相同 B. 水中的溶解度:吡咯噻吩
C. 分子中均存在的大键 D. 咪唑中原子均可与金属离子形成配位键
8. W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,由这些元素组成的阴离子的结构如下图所示。W、Y原子序数之和等于Z,Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法不正确的是
A. W、X、Y组成阴离子的水溶液可能显酸性
B. 简单氢化物沸点:Y>Z>X
C. Y、Z、Q中简单离子半径最大的是Q
D. 该阴离子中X、Y、Q的杂化类型相同
9. 合金可用作储氢材料,吸氢和脱氢过程如下图所示,其中吸氢过程放热。已知晶胞属于立方晶系,合金的密度为。下列说法错误的是
A. 晶胞中x=1
B. 晶胞中原子的配位数为8
C. 降压或升温有利于脱氢
D. 晶胞中和原子最近距离为
10. 含有一个双键的烯烃或一个三键的炔烃,和足量H2加成后的产物的结构简式如图所示,此烯烃和炔烃可能的结构有(不考虑立体异构)
A. 5种 B. 6种 C. 7种 D. 8种
11. 如图是甲苯的转化关系(部分产物没有标出),叙述错误的是
A. ①为取代反应,其一氯产物有3种
B. 反应②说明了苯环对甲基的影响
C. 反应③说明了甲基对苯环的影响
D. ④是加成反应,加成产物所有碳原子均共平面
12. 高铁酸钾()常用作水处理剂,有强氧化性,酸性条件下,其氧化性强于、等。工业上湿法制备的流程如下:
下列关于的说法正确的是
A. “反应”时,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3
B. 将与盐酸混合使用,可增强其杀菌消毒效果
C. “转化”时,反应能进行的原因是该条件下的溶解度比小
D. 中,基态的核外三个电子能层均充满电子
13. 由下列实验操作及现象不能得到相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
以甲烷球棍模型为基础,用两个代表氯原子的小球替换代表氢原子的小球,得到的只有一种结构
甲烷为正四面体结构
B
将通入滴有酚酞的氨水,溶液由红色变为无色
是酸性氧化物
C
将洁净的铂丝在酒精灯外焰灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取某溶液在外焰上灼烧,火焰呈黄色
该溶液的溶质为钠盐
D
常温下,等物质的量浓度的溶液与溶液等体积混合,测得混合溶液
为弱酸
A. A B. B C. C D. D
14. 有机物和反应生成的机理如下:
下列说法正确的是
A. X分子中所有碳原子一定共平面
B. X可使溴水和高锰酸钾褪色,原理相同
C. Z分子不存在顺反异构体
D. Z与足量加成后的产物分子中有3个手性碳
二、非选择题:(包括第15-18题,共计58分)
15. C60独特的笼状结构使其及其衍生物表现出特殊的性质。
(1)金刚石与C60的晶胞结构如图,比较二者熔点大小:金刚石___________C60(填“>”、“<”或“=”),并从结构角度分析原因___________。金刚石和C60互为___________。晶体中C60的配位数为___________。
(2)一种金属富勒烯配合物合成过程如图所示。
已知:烯烃、C60等因能提供π电子与中心原子形成配位键,被称为“π配体”。
①Ph表示苯基,(PPh3)分子中C—P—C键的键角___________配合物中C—P—C键的键角(填“>”“<”或“=”)。
②比较两种π配体与Pt的配位能力:乙烯___________C60(填“>”“<”或“=”),推测C60分子中C原子的杂化类型为___________。
(3)烷烃也是一类重要的含碳物质,用系统命名法命名:___________,其同分异构体中,含三个甲基的有___________种。
16. 苯甲酰氯()是无色液体,遇水或乙醇逐渐分解,可用作制备染料、香料、有机过氧化物、药品和树脂的重要中间体。实验室可用苯甲酸与氯化亚砜(SOCl2)制备苯甲酰氯。
I.氯化亚砜的制备:采用硫黄、二氧化硫、氯气为原料,在活性炭催化作用下的合成反应为2S+Cl2=S2Cl2、S2Cl2+3Cl2+2SO2=4SOCl2(部分加热仪器略,已知:氯化亚砜遇水易分解)。
回答下列问题:
(1)仪器N的名称是___________。玻璃导管e与N作用类似,均可___________。
(2)按气流进出三颈烧瓶的接口连接顺序是e→___________→c;d→f→g(填字母)。
(3)碱石灰的作用是___________。
Ⅱ.制备苯甲酰氯的装置如图所示:
(4)从含NaCl的苯甲酸粗产品中提纯苯甲酸的方法是___________。
(5)试剂Y是___________。
(6)三颈烧瓶中等物质的量的苯甲酸()与SOCl2发生反应生成苯甲酰氯的化学方程式是___________。
17. 硫代硫酸钠(Na2S2O3)可与Cu2+、Ag+、Au+等离子形成配合物;也可被一定浓度的Cu2+氧化,反应为2Cu2++62[Cu(S2O3)2]3-+。
(1)从结构上看,硫代硫酸根可看成中的一个O被S替换形成的产物。
的空间构型为___________;
与Cu2+等配位时,配原子是___________S原子(填“中心”或“端基”)。
(2)Na2S2O3可与胶卷上未感光的AgBr配位使其溶解。
已知:Ag++2[Ag(S2O3)2]3-K=2×1013;Ksp(AgBr)=5×10-13.
①反应AgBr+2[Ag(S2O3)2]3-+Br-的平衡常数K=___________。
从废定影液(主要含Na+、Br-、[Ag(S2O3)2]3-)中回收银的工艺如下。
②“沉银”和“焙烧”都需要处理尾气SO2,“沉银”过程的滤渣主要成分为AgBr和S,则“沉银”反应的离子方程为___________。
③若“还原”过程用电解法代替回收银,则AgBr作___________极(填“阴”或“阳”)。
(3)Na2S2O3溶液可浸取金矿石(含FeS2)中的Au。
①矿石需在空气中焙烧使Au暴露,便于后继浸取,焙烧时加入适量CaCO3的目的是___________。
②Na2S2O3溶液中加入一定量的CuSO4溶液和氨水溶液,可使单位时间内的Au浸取率大幅提高,反应机理如图1所示。当其他条件相同时,Cu2+浓度对Au浸取率的影响如图2所示。随着c(Cu2+)增大,Au浸取率先增大后下降的可能原因是___________。
18. 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:
(1)反应②的化学反应类型为___________;
(2)聚苯乙烯的结构简式为___________;
(3)写出反应⑤的化学方程式___________。
(4)已知:R1-C≡C-R2 →(R1、R2均可以为烃基或H原子)。M相对分子质量为102,碳的质量分数约为94.1%,则M的分子式为___________。一定条件下M与氢气反应可得到苯乙烯,则M与H2O在一定条件下反应最终生成___________或___________(填结构简式)。
(5)已知①R-NO2R-NH2
②+ClCH2CH3+HCl
③苯环上原有的取代基对新导入苯环上的取代基的位置有一定的影响:
邻对位定位基主要使新导入的取代基进入苯环的邻位和对位,如-OH、-CH3(或烃基)、-Cl等;
间位定位基主要使新导入的取代基进入苯环的间位,如-NO2、-SO3H等。
写出以苯和CH3Cl为原料合成的路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图即由原料指向主要有机产物,在箭头上标明所加试剂及反应条件,无需配平,示例见本题题干)___________。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
嘉陵一中高2023级高二下期期中考试
化学试卷
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
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,再选涂其它答案标号。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,将答题卡交回。
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:C-12 O-16 Ti-48 Fe-56
一、选择题:(本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。)
1. 下列化学用语表示错误的是
A. 2-甲基-1,3-丁二烯的键线式
B. 基态As原子的价电子排布式:
C. 反-2-丁烯的结构简式:
D. H2中共价键的电子云图:
【答案】D
【解析】
【详解】A.2-甲基-1,3-丁二烯说明甲基取代基在2号碳上,有两个双键,键线式为,A正确;
B.As位于第四周期第ⅤA族,所以基态As原子的价电子排布式:,B正确;
C.相同的基团在双键两端,名称为:反-2-丁烯,C正确;
D.H原子轨道为球形,所以H2中共价键的电子云图:,D错误;
故选D。
2. 科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是
A. 分子的极性:SiH4>NH3 B. 键的极性:H—Cl>H—H
C. 键角:H2O>CH4 D. 分子中三键的键长:HC≡N>HC≡CH
【答案】B
【解析】
【详解】A.SiH4中四条Si—H键完全相同,均为极性键,但由于SiH4为正四面体结构,故为非极性分子,NH3为三角锥形结构,3条N—H键的极性不能抵消,故为极性分子,故A错误;
B.H—H为非极性键,H—Cl为极性键,则键的极性:H—Cl>H—H,故B正确;
C.水分子为V形结构,含两对孤对电子,甲烷为正四面体结构,不含孤对电子,孤对电子对成键电子对斥力较大,则键角:H2O<CH4,故C错误;
D.原子半径C>N,分子中三键的键长:HC≡N<HC≡CH,故D错误;
故选B。
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1mol[Cu(NH3)3CO]+中σ键的个数为
B. 在某一密闭容器中,0.1molSO2与足量的O2反应,生成的SO3分子数为
C. 标准状况下,1mol的含有的碳碳双键数目为
D. 标准状况下,11.2LCCl4中所含分子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.1mol[Cu(NH3)3CO]+中Cu2+与NH3,CO形成配位键,NH3中N与H形成N-H共价键,CO中C与O形成C≡O共价键,所以1mol[Cu(NH3)3CO]+中σ键的个数为(3×3+4+1)NA=,故A正确;
B.二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫为可逆反应,生成三氧化硫的分子数一定小于,故B错误;
C.苯环中没有碳碳双键,苯环中的碳碳键是介于单键和双键之间的一种特殊的化学键,故标准状况下,1mol的,含有的碳碳双键数目为,故C错误;
D.CCl4在标准状况下为液体,无法计算其物质的量,所以分子数目不是,故D错误;
故选:A。
4. 下列图示装置中,能达到实验目的的是
A.证明乙炔可使溴水褪色
B.蒸馏用冷凝管
C.分离乙醇和水
D.凝华获得晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.电石与饱和食盐水反应除了产生乙炔外,还能产生硫化氢等杂质,硫化氢也能使溴水褪色,所以不能证明乙炔可使溴水褪色,A错误;
B.蒸馏时应该用直型冷凝管,不用球形冷凝管,B错误;
C.乙醇和水不能分层,不能用分液的方式分离,C错误;
D.气态物质冷却不经液态直接凝固可得到晶体,所以凝华可获得晶体,D正确;
故选D。
5. 下列物质中一氯取代物最多的是
A. (CH3)3CCH2CH3 B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.(CH3)3CCH2CH3有三种等效氢,所以一氯取代物有3种;
B.有一种等效氢,所以一氯取代物有1种;
C.有四种等效氢,所以一氯取代物有4种;
D.有二种等效氢,所以一氯取代物有2种;
综上所述,的一氯取代物最多,故选C。
6. 环己烷的制备原理如图。下列说法正确的是
A. 1,3-丁二烯和乙烯属于同系物
B. 反应①和反应②的类型均为加成反应
C. 已知,则船式环己烷比椅式环己烷更稳定
D. 环己烷中混有的环己烯可通过滴加足量溴水,静置后分液除去
【答案】B
【解析】
【详解】A.1,3-丁二烯含有2个碳碳双键,乙烯含1个碳碳双键,二者结构不相似,所以二者不互为同系物,,故A错误;
B.由制备原理可知,反应①和反应②均为烯烃的加成反应,故B正确;
C.能量越低越稳定,根据图知,生成环己烷的反应都是放热反应,则△H1、△H2都小于0,,说明椅式环己烷的能量低,所以椅式环己烷比船式环己烷更稳定,故C错误;
D.环己烯和溴水发生加成反应生成溴代烃,溴代烃溶于环己烷,所以不能用溴水除去环己烷中的环己烯,故D错误;
故选B。
7. 噻吩、呋喃、吡咯、咪唑是五元杂环化合物,分子内所有原子共平面,结构简式如图所示。下列说法错误的是
噻吩
呋喃
吡咯
咪唑
A. 分子中C、O、N、S的杂化方式均相同 B. 水中的溶解度:吡咯噻吩
C. 分子中均存在的大键 D. 咪唑中原子均可与金属离子形成配位键
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题干信息可知,分子内所有原子共平面,故分子中C、O、N、S的杂化方式均相同,均为sp2杂化,A正确;
B.由题干分子结构简式可知,吡咯能与水分子形成分子间氢键,而噻吩不能与水分子间形成氢键,导致水中的溶解度:吡咯噻吩,B正确;
C.由题干信息可知,分子内所有原子共平面,类似于苯环的平面结构可知,上述分子中均存在的大键,C正确;
D.由题干信息可知,根据咪唑的结构简式可知,咪唑分子中与H相连的N原子上的孤电子对参与形成大键,该N原子不可与金属离子形成配位键,咪唑中另一个原子上有孤电子对可与金属离子形成配位键,D错误;
故答案为:D。
8. W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,由这些元素组成的阴离子的结构如下图所示。W、Y原子序数之和等于Z,Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法不正确的是
A. W、X、Y组成阴离子的水溶液可能显酸性
B. 简单氢化物沸点:Y>Z>X
C. Y、Z、Q中简单离子半径最大的是Q
D. 该阴离子中X、Y、Q的杂化类型相同
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W形成1个共价键且核电荷数最小,W为H,X形成4个共价键,核电荷数大于H,且小于其他三种元素,X为C,Y形成2个共价键,核电荷数大于C,Y为O,W、Y原子序数之和等于Z,Z为F,Y原子价电子数为Q原子价电子数的2倍,Q为Al。
【详解】由分析可知,W为H,X为C,Y为O,Z为F,Q为Al。
A.W、X、Y组成某种阴离子可能是HCO,也可能是HC2O,其水溶液可能呈碱性,也可能呈酸性,A正确;
B.X为C,Y为O,Z为F,对应的简单氢化物为CH4,H2O,HF,氟化氢和水都含有氢键,但水中氢键数更多,所以水的沸点最高,氟化氢其次,甲烷不含氢键,沸点最低,所以简单氢化物沸点:Y>Z>X,B正确;
C.Y为O,Z为F,Q为Al,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,所以Y、Z、Q中简单离子半径最大的是Y,C错误;
D.该阴离子中,C、O、Al价层电子对数均为4,均为sp3杂化,D正确;
故选C。
9. 合金可用作储氢材料,吸氢和脱氢过程如下图所示,其中吸氢过程放热。已知晶胞属于立方晶系,合金的密度为。下列说法错误的是
A. 晶胞中x=1
B. 晶胞中原子的配位数为8
C. 降压或升温有利于脱氢
D. 晶胞中和原子最近距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.2个Ti位于体内,Fe位于面上,个数为,H位于顶点和棱上,个数为,其化学式为TiFeH,则x=1,A正确;
B.由TiFe晶胞图可知,Ti原子配位数为8,由化学式TiFe可知,Ti、Fe原子个数比为1∶1,则Fe原子的配位数也为8,B正确;
C.TiFe合金吸氢过程为气体体积减小的放热过程,则降压或升温,平衡逆向移动,有利于脱氢,C正确;
D.晶胞中Ti、Fe原子个数均为1,晶胞质量为,设晶胞参数为anm,晶胞体积为,由可得,,则,TiFe晶胞中Ti和Fe原子最近距离为体对角线的一半,即为,D错误;
故选D。
10. 含有一个双键的烯烃或一个三键的炔烃,和足量H2加成后的产物的结构简式如图所示,此烯烃和炔烃可能的结构有(不考虑立体异构)
A. 5种 B. 6种 C. 7种 D. 8种
【答案】C
【解析】
【详解】该产物分子中,相邻的碳原子上若都连接H原子,则可能为烯烃或炔烃加成而成。若为烯烃,1与2、2与3、3与4、3与5、6与7号碳原子间都可形成碳碳双键,可能结构有5种;若为炔烃,1与2、6与7号碳原子间都可形成三键,可能结构有2种,所以此烯烃和炔烃可能的结构有(不考虑立体异构)7种,故选C。
11. 如图是甲苯的转化关系(部分产物没有标出),叙述错误的是
A. ①为取代反应,其一氯产物有3种
B. 反应②说明了苯环对甲基的影响
C. 反应③说明了甲基对苯环的影响
D. ④是加成反应,加成产物所有碳原子均共平面
【答案】AD
【解析】
【详解】A.在光照条件下,甲苯中只有甲基与氯气发生取代反应,若为一氯产物,则只有一种产物,A错误;
B.苯环对甲基的影响,使甲基活性增强了,甲苯才可以被高锰酸钾氧化为苯甲酸,B正确;
C.甲苯发生硝化反应可以在甲基的邻对位发生取代,说明甲基使苯环活化,使邻对位的氢原子活性更高,C正确;
D.④发生加成反应生成了,全部为饱和碳原子,为sp3杂化,所有碳原子不可能共平面,D错误;
故选AD。
12. 高铁酸钾()常用作水处理剂,有强氧化性,酸性条件下,其氧化性强于、等。工业上湿法制备的流程如下:
下列关于的说法正确的是
A. “反应”时,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3
B. 将与盐酸混合使用,可增强其杀菌消毒效果
C. “转化”时,反应能进行的原因是该条件下的溶解度比小
D. 中,基态的核外三个电子能层均充满电子
【答案】C
【解析】
【分析】由制备流程可知,反应中发生,过滤I得到溶液中含Na2FeO4,转化时加过量饱和KOH发生,析出溶解度小的,过滤分离出,以此来解答。
【详解】A.“反应”时,发生,Fe元素的化合价升高,作还原剂,次氯酸钠中氯元素化合价降低,作氧化剂,所以氧化剂和还原剂的物质的量之比为3:2,故A错误;
B.高铁酸钾有强氧化性,酸性条件下,其氧化性强于Cl2、KMnO4等,可氧化盐酸,不能与盐酸混合使用,故B错误;
C.由分析可知,转化时加过量饱和KOH发生,析出溶解度小的,所以反应能进行的原因是该条件下的溶解度比小,故C正确;
D.基态的核外三个电子能层分别为K、L、M,M层没有充满电子,故D错误;
故选C。
13. 由下列实验操作及现象不能得到相应结论的是
选项
实验操作及现象
结论
A
以甲烷球棍模型为基础,用两个代表氯原子的小球替换代表氢原子的小球,得到的只有一种结构
甲烷为正四面体结构
B
将通入滴有酚酞的氨水,溶液由红色变为无色
是酸性氧化物
C
将洁净的铂丝在酒精灯外焰灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取某溶液在外焰上灼烧,火焰呈黄色
该溶液的溶质为钠盐
D
常温下,等物质的量浓度的溶液与溶液等体积混合,测得混合溶液
为弱酸
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.只能得到一种结构模型,说明结构与表示同一种物质,则无同分异构体,说明甲烷为正四面体结构,A正确;
B.通入滴有酚酞的氨水,溶液由红色变为无色是由于其酸性氧化物的性质,与氨水反应生成盐,导致溶液碱性减弱,B正确;
C.将洁净的铂丝在酒精灯外焰灼烧至与原来火焰颜色相同,再蘸取某溶液在外焰上灼烧,火焰呈黄色,说明该溶液的溶质中含有Na元素,不一定为钠盐,可能是氢氧化钠,C错误;
D.常温下,等物质的量浓度的CH3COOH溶液与KOH溶液等体积混合生成醋酸钾,测得混合溶液pH=8,说明醋酸钾水解显碱性,故说明CH3COOH为弱酸,D正确;
故选C。
14. 有机物和反应生成的机理如下:
下列说法正确的是
A. X分子中所有碳原子一定共平面
B. X可使溴水和高锰酸钾褪色,原理相同
C. Z分子不存在顺反异构体
D. Z与足量加成后的产物分子中有3个手性碳
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯环为平面结构,6和C原子和6个H原子一定共平面,乙炔分子碳碳三键为直线型结构,4个原子全部在一条直线上,所以X分子中所有碳原子一定共平面,A正确;
B.X含有碳碳三键,能与溴水发生加成反应而使溴水褪色,也能与高锰酸钾发生氧化反应使高锰酸钾褪色,它们原理不同,B错误;
C.Z分子中含有碳碳双键,存在顺反异构体如图所示,、,C错误;
D.Z与足量H2加成后的产物分子为,与-Br相连的两个碳原子所连的原子或原子团都不相同,所以有2个手性碳原子,D错误;
故选A。
二、非选择题:(包括第15-18题,共计58分)
15. C60独特的笼状结构使其及其衍生物表现出特殊的性质。
(1)金刚石与C60的晶胞结构如图,比较二者熔点大小:金刚石___________C60(填“>”、“<”或“=”),并从结构角度分析原因___________。金刚石和C60互为___________。晶体中C60的配位数为___________。
(2)一种金属富勒烯配合物合成过程如图所示。
已知:烯烃、C60等因能提供π电子与中心原子形成配位键,被称为“π配体”。
①Ph表示苯基,(PPh3)分子中C—P—C键的键角___________配合物中C—P—C键的键角(填“>”“<”或“=”)。
②比较两种π配体与Pt的配位能力:乙烯___________C60(填“>”“<”或“=”),推测C60分子中C原子的杂化类型为___________。
(3)烷烃也是一类重要的含碳物质,用系统命名法命名:___________,其同分异构体中,含三个甲基的有___________种。
【答案】(1) ①. > ②. 金刚石为共价晶体,而C60为分子晶体,共价键强度大于分子间作用力 ③. 同素异形体 ④. 12
(2) ①. < ②. < ③. sp2
(3) ①. 2,3-二甲基戊烷 ②. 3
【解析】
【小问1详解】
金刚石是原子晶体,原子间以共价键结合,共价键键能较大,C60是分子晶体,分子间以范德华力结合,范德华力比共价键弱得多,所以熔点:金刚石>C60;金刚石和C60都是碳单质,互为同素异形体;由图可知,C60是为面心立方最密堆积,其配位数为12,故答案为:>金刚石为共价晶体,而C60为分子晶体,共价键强度大于分子间作用力;同素异形体;12;
【小问2详解】
①PPh3分子中,P原子连接3个苯基,含孤电子对,其空间构型三角锥形,该配合物中,Pt与P形成配位键,中心原子P没有孤电子对,孤电子对对成键电子对斥力大于成键电子对之间的斥力,斥力大,键角变小,则PPh3分子中C—P—C键的键角<配合物中C—P—C键的键角,故答案为:<;
②乙烯和C60都是π配体,能够通过π电子与中心金属原子形成配位键,根据合成过程可知,反应后乙烯被C60取代,说明C60的配位能力更强,则与Pt的配位能力大小:乙烯<C60;C60分子中每个C原子与周围3个C原子相连,形成平面结构,且存在大π键,则C60分子中C原子的杂化类型为sp2,故答案为:<;sp2;
【小问3详解】
该烷烃最长碳链有5个碳原子,为戊烷,从离支链最近的一端开始编号,在2号和3号碳原子上各有一个甲基,则该烷烃的名称为 2,3 - 二甲基戊烷;该烷烃的分子式为C7H16,含有三个甲基的结构有:、、,共3种,故答案为:2,3-二甲基戊烷;3。
16. 苯甲酰氯()是无色液体,遇水或乙醇逐渐分解,可用作制备染料、香料、有机过氧化物、药品和树脂的重要中间体。实验室可用苯甲酸与氯化亚砜(SOCl2)制备苯甲酰氯。
I.氯化亚砜的制备:采用硫黄、二氧化硫、氯气为原料,在活性炭催化作用下的合成反应为2S+Cl2=S2Cl2、S2Cl2+3Cl2+2SO2=4SOCl2(部分加热仪器略,已知:氯化亚砜遇水易分解)。
回答下列问题:
(1)仪器N的名称是___________。玻璃导管e与N作用类似,均可___________。
(2)按气流进出三颈烧瓶的接口连接顺序是e→___________→c;d→f→g(填字母)。
(3)碱石灰的作用是___________。
Ⅱ.制备苯甲酰氯的装置如图所示:
(4)从含NaCl的苯甲酸粗产品中提纯苯甲酸的方法是___________。
(5)试剂Y是___________。
(6)三颈烧瓶中等物质的量的苯甲酸()与SOCl2发生反应生成苯甲酰氯的化学方程式是___________。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. 平衡气压,使液体能顺利流下
(2)bahi (3)吸收SO2和Cl2,同时防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶中
(4)重结晶 (5)NaOH溶液
(6)+SOCl2→ +SO2↑+HCl↑
【解析】
【分析】I.氯化亚砜:制备氯化亚砜需要先制备SO2和Cl2,实验室用用浓盐酸和二氧化锰加热反应制备Cl2,盐酸易挥发,制得的氯气中含有HCl杂质,用饱和食盐水除去HCl杂质,再通入浓硫酸除去水蒸气,由c口进入三颈烧瓶,70%硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体,经浓硫酸干燥,通入三颈烧瓶中,在三颈烧瓶中,二氧化硫与氯气反应生成氯化亚砜,最后用碱石灰进行尾气处理;
Ⅱ.制备苯甲酰氯:苯甲酸与氯化亚砜在三颈烧瓶中反应生成苯甲酰氯、二氧化硫和氯化氢,试剂Y用于处理尾气,应当为NaOH溶液。
【小问1详解】
根据仪器构造可知,仪器N的名称为恒压滴液漏斗,玻璃导管e能够平衡气压,使液体能顺利流下,故答案为:恒压滴液漏斗;平衡气压,使液体能顺利流下;
【小问2详解】
制备氯化亚砜时,氯气从e进入,先通过饱和食盐水除去氯化氢,再通过浓硫酸干燥,然后与二氧化硫一起进入三颈烧瓶,所以按气流进出三颈烧瓶的接口连接顺序是 e→b→a→h→i→c;d→f→g,故答案为:bahi;
【小问3详解】
氯化亚砜遇水易分解,且反应中有氯气和二氧化硫参与,所以碱石灰的作用是吸收未反应的氯气和二氧化硫,防止污染空气,同时防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶使氯化亚砜水解,故答案为:吸收SO2和Cl2,同时防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶中;
【小问4详解】
苯甲酸微溶于水,而NaCl易溶于水,所以从含NaCl的苯甲酸粗产品中提纯苯甲酸可以采用重结晶的方法,具体操作是将粗产品溶于热水中形成饱和溶液,然后冷却结晶,苯甲酸结晶析出,而NaCl留在母液中,过滤即可得到较纯净的苯甲酸,故答案为:重结晶;
【小问5详解】
在制备苯甲酰氯的反应中,会生成HCl、SO2等酸性气体,需要用碱性试剂吸收,则试剂Y为NaOH溶液,故答案为:NaOH溶液;
【小问6详解】
等物质的量的苯甲酸与SOCl2发生反应生成苯甲酰氯,反应的化学方程式为:+SOCl2→ +SO2↑+HCl↑,故答案为:+SOCl2→ +SO2↑+HCl↑。
17. 硫代硫酸钠(Na2S2O3)可与Cu2+、Ag+、Au+等离子形成配合物;也可被一定浓度的Cu2+氧化,反应为2Cu2++62[Cu(S2O3)2]3-+。
(1)从结构上看,硫代硫酸根可看成中的一个O被S替换形成的产物。
的空间构型为___________;
与Cu2+等配位时,配原子是___________S原子(填“中心”或“端基”)。
(2)Na2S2O3可与胶卷上未感光的AgBr配位使其溶解。
已知:Ag++2[Ag(S2O3)2]3-K=2×1013;Ksp(AgBr)=5×10-13.
①反应AgBr+2[Ag(S2O3)2]3-+Br-的平衡常数K=___________。
从废定影液(主要含Na+、Br-、[Ag(S2O3)2]3-)中回收银的工艺如下。
②“沉银”和“焙烧”都需要处理尾气SO2,“沉银”过程的滤渣主要成分为AgBr和S,则“沉银”反应的离子方程为___________。
③若“还原”过程用电解法代替回收银,则AgBr作___________极(填“阴”或“阳”)。
(3)Na2S2O3溶液可浸取金矿石(含FeS2)中的Au。
①矿石需在空气中焙烧使Au暴露,便于后继浸取,焙烧时加入适量CaCO3的目的是___________。
②Na2S2O3溶液中加入一定量的CuSO4溶液和氨水溶液,可使单位时间内的Au浸取率大幅提高,反应机理如图1所示。当其他条件相同时,Cu2+浓度对Au浸取率的影响如图2所示。随着c(Cu2+)增大,Au浸取率先增大后下降的可能原因是___________。
【答案】(1) ①. 四面体形 ②. 端基
(2) ①. 10 ②. [Ag(S2O3)2]3-+4H++Br-=AgBr↓+2SO2↑+2S↓+2H2O ③. 阴
(3) ①. 吸收焙烧时生成的SO2,防止污染环境 ②. c(Cu2+)<0.03mol·L-1时,随着c(Cu2+)增大,[Cu(NH3)4]2+的浓度增大,浸金速率增大;c(Cu2+)>0.03mol·L-1时,Cu2+消耗,c()减小,浸金速率减小
【解析】
【分析】从废定影液(主要含Na+、Br-、[Ag(S2O3)2]3-)中回收银:向废定影液中加入硫酸沉银,“沉银”过程的滤渣主要成分为AgBr和S,则“沉银”过程中发生反应::[Ag(S2O3)2]3-+4H++Br-=AgBr↓+2SO2↑+2S↓+2H2O,焙烧分离出SO2,加入锌粉和盐酸还原得到Ag,分离出滤液2得到纯Ag。
【小问1详解】
为正四面体形,硫代硫酸根可看成中的一个O被S替换形成的产物,其中心原子的成键情况和价层电子对数与类似,所以的空间构型为四面体形;从结构上看,中心S原子与周围原子形成化学键时,无孤电子对,而端基S原子有更多的孤电子对,配原子需要提供孤电子对与中心离子形成配位键,端基S原子上的孤电子对比中心S原子更容易提供出来与Cu2+等形成配位键,所以与Cu2+等配位时,配原子是端基S原子,故答案为:四面体形;端基;
【小问2详解】
①AgBr+2[Ag(S2O3)2]3-+Br-的平衡常数,故答案为:10;
②“沉银”过程中有SO2生成,“沉银”过程的滤渣主要成分为AgBr和S,则“沉银”反应的离子方程为:[Ag(S2O3)2]3-+4H++Br-=AgBr↓+2SO2↑+2S↓+2H2O,故答案为:[Ag(S2O3)2]3-+4H++Br-=AgBr↓+2SO2↑+2S↓+2H2O;
③在电解池中,阴极发生还原反应,AgBr中的Ag+要得到电子被还原为Ag,所以AgBr应作阴极,故答案为:阴;
【小问3详解】
①焙烧含FeS2的金矿石时,会生成SO2,加入适量CaCO3,CaCO3在高温下分解生成CaO与SO2反应,进而吸收焙烧时生成的SO2,防止污染环境,故答案为:吸收焙烧时生成的SO2,防止污染环境;
②由图可知,c(Cu2+)<0.03mol·L-1时,随着c(Cu2+)增大,[Cu(NH3)4]2+的浓度增大,浸金速率增大;c(Cu2+)>0.03mol·L-1时,Cu2+消耗,c()减小,浸金速率减小,因此随着c(Cu2+)增大,Au浸取率先增大后下降,故答案为:c(Cu2+)<0.03mol·L-1时,随着c(Cu2+)增大,[Cu(NH3)4]2+的浓度增大,浸金速率增大;c(Cu2+)>0.03mol·L-1时,Cu2+消耗,c()减小,浸金速率减小。
18. 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:
(1)反应②的化学反应类型为___________;
(2)聚苯乙烯的结构简式为___________;
(3)写出反应⑤的化学方程式___________。
(4)已知:R1-C≡C-R2 →(R1、R2均可以为烃基或H原子)。M相对分子质量为102,碳的质量分数约为94.1%,则M的分子式为___________。一定条件下M与氢气反应可得到苯乙烯,则M与H2O在一定条件下反应最终生成___________或___________(填结构简式)。
(5)已知①R-NO2R-NH2
②+ClCH2CH3+HCl
③苯环上原有的取代基对新导入苯环上的取代基的位置有一定的影响:
邻对位定位基主要使新导入的取代基进入苯环的邻位和对位,如-OH、-CH3(或烃基)、-Cl等;
间位定位基主要使新导入的取代基进入苯环的间位,如-NO2、-SO3H等。
写出以苯和CH3Cl为原料合成的路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图即由原料指向主要有机产物,在箭头上标明所加试剂及反应条件,无需配平,示例见本题题干)___________。
【答案】(1)加成反应
(2) (3)+Br2+HBr
(4) ①. C8H6 ②. ③.
(5)
【解析】
【分析】甲烷在催化剂的作用下可生成乙烯和苯,苯与液溴在溴化铁的催化作用下发生取代反应生成溴苯;乙烯与苯发生加成反应生成乙苯,乙苯去氢生成苯乙烯,苯乙烯在催化剂条件下发生加聚反应生成聚苯乙烯。
【小问1详解】
反应②为乙烯与苯发生加成反应生成乙苯,反应类型为加成反应,故答案为:加成反应;
【小问2详解】
苯乙烯发生加聚反应生成聚苯乙烯,聚苯乙烯的结构简式为,故答案为:;
【小问3详解】
反应⑤为苯与液溴在溴化铁的催化作用下生成溴苯和HBr,化学方程式为:+Br2+HBr,故答案为:+Br2+HBr;
【小问4详解】
M相对分子质量为102,碳的质量分数约为94.1%,则碳原子的相对原子质量和为,一个碳原子的相对原子质量为12,则M中含有8个C原子,H原子数目为,则M的分子式为C8H6;一定条件下M与氢气反应可得到苯乙烯,结合已知反应可知,M为苯乙炔,苯乙炔与水在一定条件下反应生成或,故答案为:C8H6;;
【小问5详解】
苯和CH3Cl为原料合成,苯先发生硝化反应生成硝基苯,根据已知信息②③可知,硝基苯与CH3Cl在AlCl3条件下发生取代反应得到,在Fe、HCl条件下发生还原反应,将硝基还原为氨基得到产物,则合成路径为:,故答案为:。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$