内容正文:
大连市2024~2025学年度第二学期期末考试
高二化学
注意事项:1.请在答题纸上作答,在试卷上作答无效。
2.本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,满分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的4个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A. “复方氯乙烷气雾剂”可用于运动中急性损伤的镇痛
B. 聚氯乙烯塑料制品不能用于包装食品
C. 苯酚不慎沾到皮肤上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
D. 饮酒产生醉酒症状是因为人体内缺少乙醇脱氢酶
2. 下列叙述错误的是
A. 白酒在陈化过程中产生香味是因为发生了酯化反应
B. 医用酒精可用来消毒,是因为乙醇能使细菌蛋白质发生变性
C. 所有的饱和一元醇都可以发生消去反应
D. 木糖醇与丙三醇都属于多元醇
3. 可降解塑料聚羟基丁酸酯(PHB)可由3-羟基丁酸生产,下列说法正确的是
A. 合成PHB的反应属于加聚反应
B. 合成PHB的反应属于缩聚反应
C. PHB的结构简式为
D. PHB的结构简式为
4. 下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A. 和 B. NaBr和HBr C. 和KCl D. 和
5. 下列化学用语描述错误的是
A. 为非极性分子
B. 的名称是邻甲基苯甲酸
C. 羟甲基苯酚分子中最多有14个原子共平面
D. 聚乙炔的结构简式是:
6. 下列说法错误的是
A. 酸性条件下,脂肪水解可得到饱和脂肪酸,植物油水解可得到不饱和脂肪酸
B. 纤维素与浓硝酸反应得到的硝酸纤维可用于生产火药
C. 蔗糖、麦芽糖互为同分异构体,其中蔗糖不能发生银镜反应
D. DNA分子中的碱基通过共价键进行配对
7. 抗衰老药物Z的制备方法如下,下列说法正确的是
A. 1mol X与足量金属钠反应可产生2mol
B. Y与足量氢气加成后的产物中含有3个手性碳原子
C. Y和足量浓溴水反应,有机产物主要为
D. Z在酸性条件下的水解产物有2种
8. 下列实验目的对应的实验操作、现象及结论错误的是
选项
实验目的
实验操作、现象及结论
A
探究2-溴丁烷中是否含有溴元素
取少量2-溴丁烷,加入NaOH溶液并煮沸,再加入溶液,若有淡黄色沉淀产生,说明有溴元素
B
探究纤维素能否水解
在小试管中放入少量脱脂棉,加入几滴蒸馏水和几滴浓,用玻璃棒将混合物搅拌成糊状。加入过量NaOH溶液调节至碱性,再加入3滴5% 溶液,加热,有砖红色沉淀产生,说明纤维素能水解
C
用溴水鉴别己烯、苯、四氯化碳
取三支装有等量溴水的试管,分别加入适量三种试剂,其中溶液褪色的为己烯;溶液分层,上层为橙色的是苯,下层为橙色的是四氯化碳
D
探究溶液是否能降低蛋白质的溶解性
向饱和溶液中加入几滴鸡蛋清溶液振荡,有沉淀析出,继续滴加蒸馏水,振荡后溶液澄清,说明溶液能降低蛋白质的溶解性
A. A B. B C. C D. D
9. 某化合物分子式为,含有苯环结构,且核磁共振氢谱图符合下图的物质种数为
A. 5种 B. 6种 C. 7种 D. 8种
10. 物质结构决定性质,性质影响用途。下列结构、性质或用途表述错误的是
选项
结构或性质
用途
A
乙二醇与水混合能显著提高水的熔点
乙二醇用于生产汽车防冻液
B
壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性
壳聚糖可制成手术缝合线、环保包装袋
C
烷基磺酸根离子在水中会形成亲水基团向外、疏水基团向内的胶束
烷基磺酸钠可用作洗涤剂
D
18-冠-6能与形成超分子,将带入有机相
用酸性高锰酸钾溶液氧化甲苯,加入18-冠-6,氧化速率加快
A. A B. B C. C D. D
11. 用下列装置进行实验,能达到实验目的是
A.制乙炔并探究其性质
B.制乙烯并探究其性质
C.探究1-溴丁烷消去反应的产物
D.探究与苯酚酸性强弱
A. A B. B C. C D. D
12. 钛酸钡耐高温材料可由碳酸钡和二氧化钛在高温下制备。二氧化钛、钛酸钡的晶胞结构如图1、图2所示。下列说法正确的是
A. 图1白球代表钛原子,黑球代表氧原子
B 图2钛酸钡晶胞中含有一种阴离子和多种阳离子
C. 钛酸钡晶体中,每个钡离子周围与其距离最近且相等的氧离子的数目是8
D. 若将钛离子置于晶胞的体心,钡离子置于晶胞顶点,则氧离子处于晶胞棱心
13. 制备异丁酸甲酯的某种反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 化合物2是反应的催化剂 B. 若用乙烯替换丙烯,可制得乙酸甲酯
C. 物质8和9互为同分异构体 D. 反应过程中Co的成键数目保持不变
14. 内酯Y可以由X通过电解合成,并可在一定条件下转化为Z,转化路线如图所示。下列说法错误的是
A. X、Z均能与溶液反应
B. 在催化剂作用下Z可与甲醛发生反应
C. 1mol Y与足量NaOH溶液反应最多消耗2mol NaOH
D. X→Y的反应在电解池阴极发生
15. 葫芦脲在超分子化学和材料科学中发挥着重要的作用。葫芦[7]脲的合成路线如下图所示。已知:试剂a和试剂b均能发生银镜反应。下列说法正确的是
A. E与试剂a反应中二者消耗的物质的量之比为
B. 试剂a、b的核磁共振氢谱均仅有一组峰
C. 由E为原料制取1 mol G生成14 mol
D. 葫芦[7]脲是一种中间空腔较大的超分子
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 苯乙胺可以影响多巴胺、肾上腺素等神经递质的活性。苯乙胺工业制备流程如下:
回答下列问题:
(1)化合物A名称为___________。
(2)化合物D的同分异构体E含有苯环,核磁共振氢谱图只有4组峰,且呈碱性,则E的结构简式为___________(写出1种即可)。
(3)关于上述合成路线中的相关物质及转化,下列说法正确的是___________(填标号)。
A. 化合物A、B中均无手性碳原子
B. 化合物D不能与水分子形成分子间氢键
C. 化合物C转变为化合物D的过程中存在π键断裂
D. 化合物C中碳原子的杂化方式只有和
(4)根据化合物D的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂
反应形成的新物质
反应类型
①
___________
___________
②
___________
___________
取代反应
(5)在一定条件下,以含氯无机物和有机物F为原料制备化合物,已知反应的原子利用率为100%。F的键线式为___________。
(6)向D中加入盐酸,从物质结构角度分析二者能反应的原因:___________。
17. 元素周期表中四种元素A、B、E、F,原子序数依次增大。A的基态原子价层电子排布为;B的基态原子2p能级有3个单电子;的3d轨道中有10个电子;F单质在金属活动性顺序中排最末位。
(1)写出E的基态原子的电子排布式:___________。
(2)元素B的气态氢化物中B原子的杂化方式为___________。元素B的气态氢化物的键角___________(填大于、小于或等于)元素A的气态氢化物的键角。
(3)E、F均能与形成配离子,已知与形成配离子时,配位数为4;与形成配离子时,配位数为2,工业上常用和形成的配离子与E单质反应提取单质F,写出该反应的离子方程式:___________。
(4)A元素能形成多种同素异形体,其中两种同素异形体的晶体结构分别如图(a)和图(b)所示。(a)的晶体结构可看成(b)晶体中每个A原子被正四面体结构单元(由四个A原子组成)取代。
一个(a)晶胞中含有___________个A原子。(a)的密度非常小,是(b)的一半,则(a)晶胞的棱长和(b)晶胞的棱长之比为___________。
(5)可看作是中的一个O原子被S原子取代的产物。与可形成配合物,该配合物中配位原子是端基上的S原子而不是O原子,理由是___________。
18. 二苯乙醇酸是一种皮肤再生调节剂。由二苯乙二酮制备二苯乙醇酸的反应原理为:
实验步骤如下:
Ⅰ.在圆底烧瓶中加入1.30gKOH、2.6mL水、1.05g二苯乙二酮和4.0mL95%乙醇溶液,加热回流(装置如图,加热及夹持装置省略)。
Ⅱ.将Ⅰ中所得混合物转入烧杯中,冰水浴冷却结晶,过滤、洗涤。将晶体溶于35.0mL蒸馏水中,调节pH至少量胶状物(未反应的二苯乙二酮)浮于液面,加入活性炭,搅拌、过滤。
Ⅲ.向滤液中缓慢滴加5.0%盐酸,调节(用刚果红试纸检测)。冰水浴冷却,有大量晶体析出。过滤、冰水洗涤,得粗产品。
Ⅳ.将粗产品加热水溶解,冷却结晶,过滤、冰水洗涤、干燥,得0.48g产品。
已知:①二苯基羟基乙酸负离子由于中心碳原子同时连有两个电负性较大的基团(羟基和羧基负离子),所以稳定性较差。升高回流温度、延长回流时间或者在浓溶液中趁热用浓酸酸化都会加速脱羧反应生成二苯甲酮。
②相关物质信息见下表
物质
相对分子质量
性质
熔点/℃
pKa
溶解性
二苯乙二酮
210
淡黄色固体
95
-
不溶于水,溶于乙醇、苯
二苯乙醇酸
228
无色晶体
150
3.06
易溶于热水或苯,难溶于冰水
③刚果红试纸变色范围:pH
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中加热温度及回流时间最合适的是___________(填标号)。
A 沸水,50分钟 B. 95~98℃,50分钟
C. 沸水,15分钟 D. 95~98℃,15分钟
(2)圆底烧瓶中加沸石的作用是___________,球型冷凝管的作用是___________。
(3)若将步骤Ⅰ反应后的溶液转入烧杯,立即加入浓盐酸,会生成___________(填结构简式)而导致产率降低。
(4)步骤Ⅱ加活性炭的目的是___________。
(5)步骤Ⅲ中刚果红试纸变___________色时,停止滴加盐酸,溶液中涉及的离子方程式为___________。
(6)二苯乙醇酸的产率为___________%(保留三位有效数字)。
19. 化合物M是一种治疗丙型肝炎药物的中间体,其合成路线如下:
已知:Me表示甲基;TBATB表示四丁基三溴化铵;TBSCl表示叔丁基二甲基氯硅烷;Ms表示甲磺酰基。回答下列问题:
(1)B中含氧官能团的名称为___________,测定B中所含化学键和官能团的仪器是___________(填标号)。
A.元素分析仪 B.质谱仪 C.红外光谱仪 D.核磁共振仪
(2)B→C反应的目的是___________。
(3)由G生成H的化学方程式为___________。
(4)J→K中的作用为___________。
(5)由H生成I的化学方程式为___________(Fe转化为),反应类型为___________。
(6)写出符合下列条件A的所有同分异构体的结构简式___________。
①遇显紫色
②能发生银镜和水解反应
③核磁共振氢谱显示有4组峰,其峰面积之比为
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大连市2024~2025学年度第二学期期末考试
高二化学
注意事项:1.请在答题纸上作答,在试卷上作答无效。
2.本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,满分100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的4个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生活密切相关。下列说法错误的是
A. “复方氯乙烷气雾剂”可用于运动中急性损伤的镇痛
B. 聚氯乙烯塑料制品不能用于包装食品
C. 苯酚不慎沾到皮肤上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
D. 饮酒产生醉酒症状是因为人体内缺少乙醇脱氢酶
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯乙烷气化吸热可用于局部冷冻麻醉,A正确;
B.聚氯乙烯高温分解产生有毒物质,不可包装食品,B正确;
C.乙醇溶解苯酚减少腐蚀,处理正确,C正确;
D.醉酒主因是乙醛脱氢酶不足导致乙醛积累,而非缺少乙醇脱氢酶,D错误;
答案选D。
2. 下列叙述错误的是
A. 白酒在陈化过程中产生香味是因为发生了酯化反应
B. 医用酒精可用来消毒,是因为乙醇能使细菌蛋白质发生变性
C. 所有饱和一元醇都可以发生消去反应
D. 木糖醇与丙三醇都属于多元醇
【答案】C
【解析】
【详解】A.白酒陈化过程中醇与酸发生酯化反应生成香味酯类,A正确;
B.医用酒精使细菌蛋白质变性从而消毒,B正确;
C.只有羟基邻位碳有H的饱和一元醇才能发生消去反应(如甲醇不能),C错误;
D.木糖醇(五元醇)和丙三醇(三元醇)均为多元醇,D正确;
故选C。
3. 可降解塑料聚羟基丁酸酯(PHB)可由3-羟基丁酸生产,下列说法正确的是
A. 合成PHB的反应属于加聚反应
B. 合成PHB的反应属于缩聚反应
C. PHB结构简式为
D. PHB的结构简式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.3-羟基丁酸(CH3CH(OH)CH2COOH)在一定条件下发生缩聚反应生成PHB()和水,故A错误;
B.3-羟基丁酸(CH3CH(OH)CH2COOH)在一定条件下发生缩聚反应生成PHB()和水,故B正确;
C.3-羟基丁酸(CH3CH(OH)CH2COOH)在一定条件下发生缩聚反应生成PHB和水,则PHB的结构简式为:,故C错误;
D.3-羟基丁酸(CH3CH(OH)CH2COOH)在一定条件下发生缩聚反应生成PHB和水,则PHB的结构简式为:,故D错误。
故选:B。
4. 下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A. 和 B. NaBr和HBr C. 和KCl D. 和
【答案】D
【解析】
【详解】A.SiO2和CO2的化学键均为共价键,但SiO2是共价晶体,CO2是分子晶体,晶体类型不同,A不符合题意;
B.NaBr含离子键,属于离子晶体,HBr含共价键,属于分子晶体,化学键和晶体类型均不同,B不符合题意;
C.CCl4含共价键,属于分子晶体,KCl含离子键,属于离子晶体,化学键和晶体类型均不同,C不符合题意;
D.CH4和H2O的化学键均为共价键,且两者均为分子晶体,化学键类型和晶体类型均相同,D符合题意;
答案选D。
5. 下列化学用语描述错误的是
A. 为非极性分子
B. 的名称是邻甲基苯甲酸
C. 羟甲基苯酚分子中最多有14个原子共平面
D. 聚乙炔的结构简式是:
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙炔(C2H2)分子中的碳原子通过三键相连,整个分子是对称的,因此是非极性分子,故A正确;
B.给定结构的化合物名称是邻甲基苯甲酸,符合命名规则,故B正确;
C.羟甲基苯酚包含一个苯环、一个羟基(-OH)和一个羟甲基(-CH2OH)基团,苯环是平面结构,饱和碳原子是四面体结构,则羟甲基苯酚分子中最多有15个原子共平面,包括苯环上的6个碳原子、2个羟基上的原子、以及与苯环直接相连的原子,故C错误;
D.聚乙炔的结构简式是,故D正确;
故选:C。
6. 下列说法错误的是
A. 酸性条件下,脂肪水解可得到饱和脂肪酸,植物油水解可得到不饱和脂肪酸
B. 纤维素与浓硝酸反应得到的硝酸纤维可用于生产火药
C. 蔗糖、麦芽糖互为同分异构体,其中蔗糖不能发生银镜反应
D. DNA分子中的碱基通过共价键进行配对
【答案】D
【解析】
【详解】A.油脂是高级脂肪酸甘油酯,脂肪水解生成饱和脂肪酸和甘油,植物油水解生成不饱和脂肪酸和甘油,故A正确;
B.纤维素与浓硝酸反应生成硝酸纤维,高含氮量的火棉用于火药,故B正确;
C.蔗糖和麦芽糖分子式相同,结构不同,互为同分异构体;蔗糖无游离醛基,不能发生银镜反应,故C正确;
D.DNA碱基配对通过氢键连接,而非共价键,故D错误;
选D。
7. 抗衰老药物Z的制备方法如下,下列说法正确的是
A. 1mol X与足量金属钠反应可产生2mol
B. Y与足量氢气加成后的产物中含有3个手性碳原子
C. Y和足量浓溴水反应,有机产物主要为
D. Z在酸性条件下的水解产物有2种
【答案】C
【解析】
【详解】A.-OH、-COOH都能和Na反应生成氢气,且存在关系式2-OH~H2、2-COOH~H2,1mol X与足量金属钠反应可产生1mol H2,故A错误;
B.连接4个不一样的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,Y与足量氢气加成后的产物中连接羟基的碳原子为手性碳原子,含有2个手性碳原子,如图故B错误;
C.Y与足量浓溴水发生取代反应时,苯环上酚羟基的邻位、对位氢原子能和浓溴水发生取代反应,产物为,故C正确;
D.Z在酸性条件下水解生成一种产物,故D错误;
故选:C。
8. 下列实验目的对应的实验操作、现象及结论错误的是
选项
实验目的
实验操作、现象及结论
A
探究2-溴丁烷中是否含有溴元素
取少量2-溴丁烷,加入NaOH溶液并煮沸,再加入溶液,若有淡黄色沉淀产生,说明有溴元素
B
探究纤维素能否水解
在小试管中放入少量脱脂棉,加入几滴蒸馏水和几滴浓,用玻璃棒将混合物搅拌成糊状。加入过量NaOH溶液调节至碱性,再加入3滴5% 溶液,加热,有砖红色沉淀产生,说明纤维素能水解
C
用溴水鉴别己烯、苯、四氯化碳
取三支装有等量溴水的试管,分别加入适量三种试剂,其中溶液褪色的为己烯;溶液分层,上层为橙色的是苯,下层为橙色的是四氯化碳
D
探究溶液是否能降低蛋白质的溶解性
向饱和溶液中加入几滴鸡蛋清溶液振荡,有沉淀析出,继续滴加蒸馏水,振荡后溶液澄清,说明溶液能降低蛋白质的溶解性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.2-溴丁烷水解后需先用硝酸酸化以中和过量的NaOH,否则直接加入AgNO3会生成AgOH沉淀,最后分解为氧化银,干扰实验。选项A未酸化,结论不可靠,A错误;
B.纤维素水解后加入过量NaOH中和酸性,生成碱性环境,再加入CuSO4形成Cu(OH)2悬浊液,加热后与水解产物葡萄糖反应生成砖红色沉淀,步骤合理,结论正确,B正确;
C.己烯使溴水褪色(加成反应),苯与溴水分层且上层显橙色(苯密度小),四氯化碳与溴水分层且下层显橙色(密度大),现象描述和结论均正确,C正确;
D.硫酸铵使蛋白质盐析(可逆沉淀),加水后沉淀溶解,说明其降低蛋白质溶解性,实验现象和结论正确,D正确;
答案选A。
9. 某化合物分子式为,含有苯环结构,且核磁共振氢谱图符合下图的物质种数为
A. 5种 B. 6种 C. 7种 D. 8种
【答案】B
【解析】
【分析】根据分子式C8H8O2,计算不饱和度Ω=(8×2+2-8)=5,因为含有苯环(不饱和度为4),所以还含有一个双键(不饱和度为1);从核磁共振氢谱图可知,有4组峰,说明分子中有4种不同化学环境的氢原子据以上分析解答。
【详解】含有苯环,不饱和度为5,故支链上有一个双键,核磁共振氢谱有四个吸收峰,说明分子中含有4种氢原子,峰面积之比为2:2:1:3,则四种H原子个数之比=2:2:1:3;
当只有1个支链时,存在以下情况:①—COOCH3有1种同分异构;②—OOCCH3有1种同分异构;
当存在2个支链时,存在以下情况:①支链为—COOH和—CH3,处于对位,有1种同分异构体;②支链为—CH3和—O—CHO,处于对位,有1种同分异构体,③支链为—O—CH3和—CHO,处于对位,有1种同分异构体,④支链为—OH和—COCH3,处于对位,有1种同分异构;
则同分异构体中核磁共振氢谱图符合图的物质种数共6种,故B正确;
故选:B。
10. 物质结构决定性质,性质影响用途。下列结构、性质或用途表述错误的是
选项
结构或性质
用途
A
乙二醇与水混合能显著提高水的熔点
乙二醇用于生产汽车防冻液
B
壳聚糖具有良好的生物相容性和生物可降解性
壳聚糖可制成手术缝合线、环保包装袋
C
烷基磺酸根离子在水中会形成亲水基团向外、疏水基团向内胶束
烷基磺酸钠可用作洗涤剂
D
18-冠-6能与形成超分子,将带入有机相
用酸性高锰酸钾溶液氧化甲苯,加入18-冠-6,氧化速率加快
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙二醇与水混合会降低水的凝固点而非提高熔点,因此表述错误,A错误;
B.壳聚糖的生物相容性和可降解性,符合实际用途,B正确;
C.烷基磺酸根形成胶束的描述正确,符合洗涤剂的作用原理,C正确;
D.18-冠-6与结合促进进入有机相,加快反应速率,D正确;
故答案选A。
11. 用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A.制乙炔并探究其性质
B.制乙烯并探究其性质
C.探究1-溴丁烷消去反应的产物
D.探究与苯酚酸性强弱
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.硫酸铜溶液可除去乙炔中硫化氢等杂质,乙炔使酸性高锰酸钾溶液褪色,可制乙炔并探究其性质,故A正确;
B.挥发的乙醇可使酸性高锰酸钾溶液褪色,则紫色褪去,不能证明乙醇发生消去反应生成乙烯,故B错误;
C.挥发的乙醇可使酸性高锰酸钾溶液褪色,则紫色褪去,不能证明1-溴丁烷发生消去反应生成丁烯,故C错误;
D.挥发的盐酸与苯酚钠反应生成苯酚,不能比较碳酸、苯酚的酸性强弱,故D错误;
故选:A。
12. 钛酸钡耐高温材料可由碳酸钡和二氧化钛在高温下制备。二氧化钛、钛酸钡的晶胞结构如图1、图2所示。下列说法正确的是
A. 图1白球代表钛原子,黑球代表氧原子
B. 图2钛酸钡晶胞中含有一种阴离子和多种阳离子
C. 钛酸钡晶体中,每个钡离子周围与其距离最近且相等的氧离子的数目是8
D. 若将钛离子置于晶胞的体心,钡离子置于晶胞顶点,则氧离子处于晶胞棱心
【答案】B
【解析】
【详解】A.图1晶胞结构中白球6个其中4个位于上下底面,2个位于体内,黑球9个,其中8个位于顶点,一个位于体心,利用均摊法可知一个晶胞中白球:,黑球:,图1表示TiO2晶胞结构,所以白球代表氧原子,黑球代表钛原子,A错误;
B.图2晶胞结构中,1个钡离子位于晶胞的体心,12个氧离子位于棱上,8个钛离子位于顶点,根据均摊法可知一个晶胞中钛离子数是、钡离子数是1、氧离子数是,个数比为1:1:3;该物质的化学式为BaTiO3,含有多种金属阳离子和氧离子,B正确;
C.钛酸钡晶体中,1个钡离子位于晶胞的体心,12个氧离子位于棱上,每个钡离子周围与其距离最近且相等的氧离子的数目是12,C错误;
D.该晶胞结构中,1个钡离子位于晶胞的体心,12个氧离子位于棱上,8个钛离子位于顶点。若将钛离子置于晶胞的体心,钡离子置于晶胞顶点,将共用一个Ti4+的8个晶胞的体心钡离子连接起来构成新的立方体晶胞,则O2-正好处在面心位置,D错误;
答案选B。
13. 制备异丁酸甲酯的某种反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 化合物2是反应的催化剂 B. 若用乙烯替换丙烯,可制得乙酸甲酯
C. 物质8和9互为同分异构体 D. 反应过程中Co的成键数目保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.化合物2是第一个反应生成物、第二个反应的反应物,则化合物2是中间产物,不是该反应的催化剂,故A错误;
B.根据图知,丙烯、CO和CH3OH反应生成(CH3)2CHCOOCH3,如果用乙烯代替丙烯,则得到CH3CH2COOCH3,生成物是丙酸甲酯,故B错误;
C.8、9的分子式相同、结构不同,所以二者互为同分异构体,故C正确;
D.2、8中Co的成键数目与其它含Co化合物中成键数目不同,则反应过程中Co的成键数目有变化,故D错误;
故选:C。
14. 内酯Y可以由X通过电解合成,并可在一定条件下转化为Z,转化路线如图所示。下列说法错误的是
A. X、Z均能与溶液反应
B. 在催化剂作用下Z可与甲醛发生反应
C. 1mol Y与足量NaOH溶液反应最多消耗2mol NaOH
D. X→Y的反应在电解池阴极发生
【答案】D
【解析】
【详解】A.X含有羧基、Z含有酚羟基,所以X、Z都能和Na2CO3溶液反应,故A正确;
B.Z的苯环上酚羟基的邻位、对位含有氢原子,所以能与甲醛反应,故B正确;
C.Y中酯基水解生成的羧基、酚羟基都能与NaOH以1:1反应,1mol Y与足量NaOH溶液反应最多消耗2mol NaOH,故C正确;
D.X失去2个氢原子生成Y,则X发生氧化反应生成Y,需要失去电子,所以在电解池阳极发生,故D错误;
故选:D。
15. 葫芦脲在超分子化学和材料科学中发挥着重要的作用。葫芦[7]脲的合成路线如下图所示。已知:试剂a和试剂b均能发生银镜反应。下列说法正确的是
A. E与试剂a反应中二者消耗的物质的量之比为
B. 试剂a、b的核磁共振氢谱均仅有一组峰
C. 由E为原料制取1 mol G生成14 mol
D. 葫芦[7]脲是一种中间空腔较大的超分子
【答案】B
【解析】
【分析】E与试剂a反应生成F,对比E与F的结构简式,试剂a能发生银镜反应,则试剂a为OHCCHO;F与试剂b反应生成G,对比F与G的结构简式,试剂b能发生银镜反应,则试剂b为HCHO。
【详解】A.E与试剂a反应的化学方程式为2 +OHCCHO→+2H2O,即E与试剂a的化学计量数之比是2:1,故A错误;
B.a为OHCCHO、b为HCHO,a、b都含有一种氢原子,所以a、b的核磁共振氢谱均仅有一组峰,故B正确;
C.E→F的化学方程式为2+OHCCHO→+2H2O,F→G的化学方程式为7+14HCHO→+14H2O,则E→1mol G时有28mol H2O生成,故C错误;
D.超分子是两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚合体。结合选项C可知,葫芦[7]脲中间空腔较大、但不属于超分子,故D错误;
故选:B。
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 苯乙胺可以影响多巴胺、肾上腺素等神经递质的活性。苯乙胺工业制备流程如下:
回答下列问题:
(1)化合物A的名称为___________。
(2)化合物D的同分异构体E含有苯环,核磁共振氢谱图只有4组峰,且呈碱性,则E的结构简式为___________(写出1种即可)。
(3)关于上述合成路线中的相关物质及转化,下列说法正确的是___________(填标号)。
A. 化合物A、B中均无手性碳原子
B. 化合物D不能与水分子形成分子间氢键
C. 化合物C转变为化合物D的过程中存在π键断裂
D. 化合物C中碳原子的杂化方式只有和
(4)根据化合物D的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂
反应形成的新物质
反应类型
①
___________
___________
②
___________
___________
取代反应
(5)在一定条件下,以含氯无机物和有机物F为原料制备化合物,已知反应的原子利用率为100%。F的键线式为___________。
(6)向D中加入盐酸,从物质结构角度分析二者能反应的原因:___________。
【答案】(1)甲苯 (2)或或 (3)AC
(4) ①. 酸性高锰酸钾溶液 ②. 氧化反应 ③. 乙酸 ④.
(5) (6)氨基氮原子提供1对孤电子,氢离子提供空轨道,二者形成配位键
【解析】
【分析】苯乙胺工业制备流程为:甲苯通过取代反应生成一氯甲苯,一氯甲苯和发生取代反应生成化合物C,化合物C和反应生成化合物D(苯乙胺);
【小问1详解】
结合A的结构简式,可知A为甲苯;
【小问2详解】
化合物 D 的同分异构体 E 的分子式为,含有苯环,呈碱性说明其中含有氨基,在核磁共振氢谱图上只有4组峰说明结构高度对称,则还含有2个甲基,且位于苯环两侧的对称位置,故 E 的结构可能为:或或;
【小问3详解】
A.化合物A、B 中的饱和碳原子上均连有多个氢原子,不是手性碳原子, A 正确;
B.化合物 D 分子中含有氨基,能与水分子形成分子间氢键,B错误;
C.化合物C中存在,化合物C转化为化合物D时,有键断裂,C正确;
D.化合物C中,苯环上的碳原子的杂化方式为,亚甲基中碳原子的杂化方式为,氰基中碳原子的杂化方式为,D错误;
故答案选AC。
【小问4详解】
①化合物 A/D 中与苯环相连的碳原子上有氢原子,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸;
②发生的是氧化反应;
③化合物 D 中氨基可以和乙酸发生取代反应生成:,故加入的试剂乙酸;
④反应形成的新物质为:;
【小问5详解】
以含氯无机物为原料制备,有两种方法:一是乙苯和氯气在光照条件下发生取代反应,该反应有副产物,无法达到100%的利用率;二是苯乙烯与氯化氢发生加成反应,该反应没有副反应发生,原子利用率高;故为苯乙烯发生加成反应制备,苯乙烯键线式为:
【小问6详解】
氨基能与盐酸反应,生成盐,反应原理是氨基氮原子提供1对孤电子,氢离子提供空轨道,二者形成配位键。
17. 元素周期表中四种元素A、B、E、F,原子序数依次增大。A的基态原子价层电子排布为;B的基态原子2p能级有3个单电子;的3d轨道中有10个电子;F单质在金属活动性顺序中排最末位。
(1)写出E的基态原子的电子排布式:___________。
(2)元素B的气态氢化物中B原子的杂化方式为___________。元素B的气态氢化物的键角___________(填大于、小于或等于)元素A的气态氢化物的键角。
(3)E、F均能与形成配离子,已知与形成配离子时,配位数为4;与形成配离子时,配位数为2,工业上常用和形成的配离子与E单质反应提取单质F,写出该反应的离子方程式:___________。
(4)A元素能形成多种同素异形体,其中两种同素异形体的晶体结构分别如图(a)和图(b)所示。(a)的晶体结构可看成(b)晶体中每个A原子被正四面体结构单元(由四个A原子组成)取代。
一个(a)晶胞中含有___________个A原子。(a)的密度非常小,是(b)的一半,则(a)晶胞的棱长和(b)晶胞的棱长之比为___________。
(5)可看作是中的一个O原子被S原子取代的产物。与可形成配合物,该配合物中配位原子是端基上的S原子而不是O原子,理由是___________。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 小于
(3)
(4) ①. 32 ②.
(5)端基硫原子含有孤电子对,且端基S原子电负性小于O原子,更易提供孤电子对形成配位键
【解析】
【分析】A的基态原子价层电子排布为,则n为2,A为碳,B的基态原子2p能级有3个单电子,则B为氮,的3d轨道中有10个电子,则E的价电子排布式为,为锌,F单质在金属活动性顺序中排最末位,则F为金。
【小问1详解】
由分析知,E为锌,基态原子的电子排布式为,故答案为;
【小问2详解】
由分析知, B的气态氢化物是,N的价层电子对数=3(成键电子对)+1(孤对电子)=4,故N原子的杂化方式为,A的气态氢化物为,C的价层电子对数 =4(成键电子对)+0(孤对电子)=4,杂化方式为,但中孤对电子对成键电子的斥力大于成键电子对成键电子的斥力,导致键角更小,故键角小于键角,故答案为;小于。
【小问3详解】
由分析和已知信息知,为,和形成的配离子为,和形成的配离子为,故离子方程式为。
【小问4详解】
(b)晶体的晶胞中碳原子有8个位于顶点、6个位于面心、4个位于体内,利用均摊法知,一个(b)晶体的晶胞含有碳原子数为8,(a)的晶体结构可看成(b)晶体中每个A原子被正四面体结构单元(由四个A原子组成)取代,则一个(a)晶胞中含有的碳原子数为;设晶胞棱长为r,N为晶胞中所含碳原子数,M为碳原子的摩尔质量,为阿伏加德罗常数,则晶体密度,,因(a)的密度是(b)的一半则(a)晶胞的棱长和(b)晶胞的棱长之比为,故答案为32;。
【小问5详解】
端基硫原子含有孤电子对,且端基S原子电负性小于O原子,更易提供孤电子对形成配位键,从而该配合物中配位原子是端基上的S原子而不是O原子,故答案为:端基硫原子含有孤电子对,且端基S原子电负性小于O原子,更易提供孤电子对形成配位键。
18. 二苯乙醇酸是一种皮肤再生调节剂。由二苯乙二酮制备二苯乙醇酸的反应原理为:
实验步骤如下:
Ⅰ.在圆底烧瓶中加入1.30gKOH、2.6mL水、1.05g二苯乙二酮和4.0mL95%乙醇溶液,加热回流(装置如图,加热及夹持装置省略)。
Ⅱ.将Ⅰ中所得混合物转入烧杯中,冰水浴冷却结晶,过滤、洗涤。将晶体溶于35.0mL蒸馏水中,调节pH至少量胶状物(未反应的二苯乙二酮)浮于液面,加入活性炭,搅拌、过滤。
Ⅲ.向滤液中缓慢滴加5.0%盐酸,调节(用刚果红试纸检测)。冰水浴冷却,有大量晶体析出。过滤、冰水洗涤,得粗产品。
Ⅳ.将粗产品加热水溶解,冷却结晶,过滤、冰水洗涤、干燥,得0.48g产品。
已知:①二苯基羟基乙酸负离子由于中心碳原子同时连有两个电负性较大的基团(羟基和羧基负离子),所以稳定性较差。升高回流温度、延长回流时间或者在浓溶液中趁热用浓酸酸化都会加速脱羧反应生成二苯甲酮。
②相关物质的信息见下表
物质
相对分子质量
性质
熔点/℃
pKa
溶解性
二苯乙二酮
210
淡黄色固体
95
-
不溶于水,溶于乙醇、苯
二苯乙醇酸
228
无色晶体
150
3.06
易溶于热水或苯,难溶于冰水
③刚果红试纸变色范围:pH
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中加热温度及回流时间最合适的是___________(填标号)。
A. 沸水,50分钟 B. 95~98℃,50分钟
C. 沸水,15分钟 D. 95~98℃,15分钟
(2)圆底烧瓶中加沸石的作用是___________,球型冷凝管的作用是___________。
(3)若将步骤Ⅰ反应后的溶液转入烧杯,立即加入浓盐酸,会生成___________(填结构简式)而导致产率降低。
(4)步骤Ⅱ加活性炭的目的是___________。
(5)步骤Ⅲ中刚果红试纸变___________色时,停止滴加盐酸,溶液中涉及的离子方程式为___________。
(6)二苯乙醇酸的产率为___________%(保留三位有效数字)。
【答案】(1)D (2) ①. 防止暴沸 ②. 冷凝回流
(3) (4)吸附少量胶状物
(5) ①. 蓝色 ②. +H+
(6)42.1
【解析】
【分析】本题是有机物制备类的实验题,由二苯乙二酮制备二苯乙醇酸,由反应条件控制:步骤l的加热温度和回流时间需平衡反应效率与副反应风险。关键点在于避免高温或长时间导致副反应(脱羧生成二苯甲酮),因此需选择较低温度和较短时间,以此解题。
【小问1详解】
结合题中信息可知,二苯基羟基乙酸负离子由于中心碳原子同时连有两个电负性较大的基团(羟基和羧基负离子),所以稳定性较差,则回流温度不能太高,则排除AC,另外,延长回流时间或者在浓溶液中趁热用浓酸酸化都会加速脱羧反应生成二苯甲酮,则回流时间不能太长,故选D;
【小问2详解】
圆底烧瓶中加沸石的作用是防止加热时液体暴沸,则答案为:防止暴沸;
【小问3详解】
结合题中信息可知,在浓溶液中趁热用浓酸酸化都会加速脱羧反应生成二苯甲酮,则若将步骤Ⅰ反应后的溶液转入烧杯,立即加入浓盐酸,会生成;
【小问4详解】
步骤Ⅱ中调节后产生少量胶状物(未反应的二苯乙二酮)浮于液面,加入活性炭,搅拌可吸附少量的胶状物(未反应的二苯乙二酮),故答案为:吸附少量胶状物;
【小问5详解】
由刚果红试纸变色范围可知,当时刚果红试纸会变成蓝色,则当刚果红试纸变成蓝色时,停止滴加盐酸;滴加盐酸的作用是酸化,离子方程式为+H+;
【小问6详解】
,,则二苯乙醇酸的产率;
19. 化合物M是一种治疗丙型肝炎药物的中间体,其合成路线如下:
已知:Me表示甲基;TBATB表示四丁基三溴化铵;TBSCl表示叔丁基二甲基氯硅烷;Ms表示甲磺酰基。回答下列问题:
(1)B中含氧官能团的名称为___________,测定B中所含化学键和官能团的仪器是___________(填标号)。
A.元素分析仪 B.质谱仪 C.红外光谱仪 D.核磁共振仪
(2)B→C反应的目的是___________。
(3)由G生成H的化学方程式为___________。
(4)J→K中的作用为___________。
(5)由H生成I化学方程式为___________(Fe转化为),反应类型为___________。
(6)写出符合下列条件A的所有同分异构体的结构简式___________。
①遇显紫色
②能发生银镜和水解反应
③核磁共振氢谱显示有4组峰,其峰面积之比为
【答案】(1) ①. 羟基、酯基 ②. C
(2)保护酚羟基 (3)+HNO3+H2O
(4)碳酸钾与生成的HI反应,促进反应正向进行
(5) ①. +3Fe+6HCl+3FeCl2+2H2O ②. 还原反应
(6)、
【解析】
【分析】A为,含有羟基和酯基,与TBATB发生取代反应生成B,B与TBSCl发生取代反应生成C,C与发生取代反应生成E,E发生水解生成F,由于酚羟基不稳定,易被氧化,说明B→C反应的目的是保护酚羟基,F转化成G生成了五元环,G与硝酸发生取代反应生成H,引入了硝基,硝基发生还原反应生成I,I与MsCl发生取代反应J,J与碘甲烷反应生成K和HI,加入碳酸钾可中和碘化氢,促进反应正向进行,K与氢氧化锂发生反应生成L,L经过一步转化得到目标产物。
【小问1详解】
B为,含有羟基,酯基,碳溴键,其中含氧官能团的名称为羟基,酯基;用红外光照射有机物分子时,分子中的化学键或官能团可发生振动吸收,不同的化学键或官能团吸收频率不同,在红外光谱上将处于不同位置,从而可获得分子中含有何种化学键或官能团的信息,所以测定化学键和官能团的仪器是红外光谱仪,故答案为:羟基、酯基;C;
【小问2详解】
B为,含有不稳定的酚羟基,先与TBSCl发生取代反应生成C,然后得到E,E发生水解反应生成F,又生成了酚羟基,说明B→C反应的目的是保护酚羟基;
【小问3详解】
由分析可知,G为,与硝酸发生取代反应生成了和水,所以由G生成H的化学方程式为:+HNO3+H2O;
【小问4详解】
由分析可知,J为,与碘甲烷反应生成K和HI,加入碳酸钾,能与HI反应,促进反应正向进行,J→K中的作用为:碳酸钾与生成的HI反应,促进反应正向进行;
【小问5详解】
H为,含有硝基,硝基能与铁粉和盐酸发生还原反应生成氨基,得到I,根据题意,生成了氯化亚铁,根据元素守恒,可知还有水生成,所以由H生成I的化学方程式为+3Fe+6HCl+3FeCl2+2H2O,反应类型为:还原反应;
【小问6详解】
A为,分子式为C9H10O3,满足:
①遇显紫色,说明含有酚羟基;
②一个分子中含有3个氧原子,能发生银镜和水解反应,说明含有酯基(甲酸酯类);
③核磁共振氢谱显示有4组峰,其峰面积之比为,说明含有两个甲基在对称位置上;
结合以上信息,可知满足条件的同分异构体为:、。
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