内容正文:
2024~2025学年度下期高中2023级期末考试
化 学
考试时间75分钟,满分100分
注意事项:
1.答题前,考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写清楚,考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案;非选择题用0.5毫米黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答,超出答题区域答题的答案无效;在草稿纸上、试卷上答题无效。
3.考试结束后由监考老师将答题卡收回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Ni 59
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一个正确选项符合题目要求。
1. 化学在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是
A. 甘油分子具有亲水基团,可用于配制化妆品
B. 甲醛具有杀菌、防腐作用,可用于海鲜食品防腐
C. 苯酚具有杀菌、消毒作用,可用于医疗器械的消毒
D. 低级酯多具有特殊香味,饮料中常添加有酯类香料
2. 下列化学用语表示错误的是
A. 的系统命名:2-甲基丁烷
B. 基态S原子价电子轨道表达式:
C. 的电子式:
D. 的结构示意图:
3. 有关下列物质的说法正确的是
① ② ③ ④ ⑤
A. ①和②互为同系物 B. 可用酸性高锰酸钾溶液鉴别②和⑤
C. ③和④互为同分异构体 D. ①②⑤都可以与反应
4. 下列说法正确的是
A. 、、均为直线形结构
B. 的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
C. 、、均为非极性分子
D. 、、三种粒子中的键角依次增大
5. 化工生产中进行分离提纯是一项重要的工作。下列有关除杂(括号内物质为杂质)所用的试剂、方法、解释或反应方程式均正确的是
选项
样品(杂质)
试剂
方法
解释或反应方程式
A
()
粉
—
B
()
无水乙醇
浓硫酸
加热
发生酯化反应,乙酸转化为乙酸乙酯
C
苯(苯酚)
溶液
分液
苯酚与反应生成易溶于水的苯酚钠
D
()
溴的四氯化碳溶液
洗气
→
A. A B. B C. C D. D
6. 下列反应的方程式和反应类型的判断均正确的是
A
中和反应
B
消去反应
C
加成反应
D
复分解反应
A. A B. B C. C D. D
7. 烃X的相对分子质量是氢气的14倍,以X为原料合成六元环状化合物M()的反应过程如下(部分试剂、产物、反应条件略去)。下列说法正确的是
A. M的结构简式:
B. Y → Z的反应类型:加成反应
C. Z → M的反应条件:NaOH的乙醇溶液并加热
D. Z为乙醇
8. 有机合成需选择合理的反应条件和合成路线。下列途径不能达到目的的是
A.
B.
C.
D.
9. X、Y、Z、W为原子序数递增的短周期元素。X基态原子中没有成对电子;Z、W同主族,Z基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且成对电子数目与未成对电子数目之比为3:1;Y元素能形成多种单质,其中一种是自然界中最坚硬的固体。下列说法错误的是
A. 沸点:>
B. 元素电负性的大小关系:Y<Z<W
C. 化合物的晶体是典型的分子晶体
D. Y、W元素的最高价氧化物的水化物的酸性强弱:W>Y
10. 酚醛树脂是人们较早开始使用的合成高分子,其合成路线如下:
反应①:;
反应②:。
下列说法错误的是
A. 反应①为加成反应
B. 1 mol羟甲基苯酚最多与2 mol 反应生成1 mol
C. 1 mol苯酚中含有13 mol键
D. 酚醛树脂中碳原子的杂化方式有sp、sp3
11. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
向圆底烧瓶中加入无水乙醇、浓硫酸和碎瓷片,迅速加热到170℃,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
高锰酸钾溶液褪色
乙醇发生消去反应生成了乙烯
B
向试管中依次加入2 mL 2%溶液、5滴10%溶液、0.5 mL乙醛溶液,振荡,加热
先生成蓝色沉淀,加热后沉淀变成砖红色
乙醛具有还原性
C
向甲苯中加入几滴酸性高锰酸钾溶液,振荡、静置
酸性高锰酸钾溶液褪色
苯环使甲基活化而易被氧化
D
向试管中依次加入0.5 mL某卤代烃、1 mL 5%溶液,加热、振荡、静置,取上层水溶液移入盛有溶液的试管中
产生白色沉淀
该卤代烃含元素
A. A B. B C. C D. D
12. 有机化合物M可由如下途径合成。下列说法正确的是
A. 、、均可以发生加聚、氧化、取代反应
B. 区别、、可用溶液
C. 环上的一氯代物有2种(不考虑立体异构)
D. →反应的原子利用率为100%
13. 下列各组物质或元素的鉴定方法中,错误的是
A. 乙醛和环己烯():酸性高锰酸钾溶液
B. 某未知物质中所含元素:原子光谱分析
C. 金刚石和玻璃:X射线衍射实验
D. 苯和苯酚:溶液
14. 的某种氧化物的四方晶胞如下图甲,可作HMF转化为FDCA的催化剂(图乙)。下列说法错误的是
A. 的化学式为
B. 的四方晶胞中配位数为6
C. 转化为FDCA反应过程中HMF发生氧化反应
D. 和FDCA都有三种官能团
15. 下列说法错误的是
A. 烷烃基是推电子基,烷烃基中碳原子数越多,推电子能力越强,故胺的碱性:>
B. 和乙醇溶于水破坏的作用力相同
C. ,熔点-23.2℃,沸点136.2℃,易溶于,故晶体属于分子晶体
D. 晶体熔点高低:金刚石>晶体Si>冰醋酸>正丁烷
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 有机玻璃(PMMA,聚甲基丙烯酸甲酯)是一种开发较早的热塑性塑料,其合成路线如图所示(部分试剂及反应条件已略去):
已知:①A的分子式为;
② 。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为_______;D的结构简式为_______;E中含氧官能团名称为_______。
(2)有机物M是C的同分异构体,且能发生银镜反应,则M为_______(填名称)。
(3)B → C的反应方程式为_______。
(4)D → E的反应类型为_______。
(5)E → F的反应方程式为_______。
(6)H是F的同分异构体,请写出同时满足以下条件的H的结构简式:_______。
① 其核磁共振氢谱有2组峰;
②1 mol H与足量新制悬浊液反应最多生成2 mol沉淀。
17. 我国研制的固体无毒火箭推进剂ADN实现首次空间应用,其结构如图所示。已知X、Y、Z、E、D、R为原子序数依次增大的前四周期元素,其中Z元素为地壳中含量最高的元素,E元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子,D是第三周期原子半径最小的元素,R3+中有5个未成对电子。回答下列问题:
(1)Y元素的名称为_______,R的基态原子的价层电子排布式为_______,其基态原子有_______种能量不同的电子。
(2)化合物()具有强氧化性,其结构式为_______。
(3)和D最简单氢化物稳定性较强的是_______(填化学式)。
(4)的空间构型为_______,其中E的杂化方式为_______。
(5)晶体中存在的化学键有_______(填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.金属键 e.氢键
18. 肉桂酸( )对细菌、真菌等有杀灭或抑制作用,其制备实验原理如图:
实验步骤:
ⅰ.合成:在三颈烧瓶中加入适量醋酸钯和三聚氰胺(作催化剂)、50 mL蒸馏水,室温搅拌6 min后加入1.7 mL碘苯(0.015 mol)和1.2 mL丙烯酸(0.0175 mol),再缓慢加入3.2 g固体,在220℃下搅拌回流45 min。合成装置如图:
ⅱ.分离:趁热过滤。将滤液转移至烧杯中,边搅拌边滴加45 mL 1 mol·L−1盐酸,析出白色固体,减压过滤,用少量冷水洗涤。干燥,称重得1.88 g肉桂酸。
已知:肉桂酸在水中的溶解度随温度的升高而升高。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为_______。
(2)为了使冷凝回流效果更好,B处应使用_______冷凝管。
(3)合成过程中应采取_______加热(填“水浴”“油浴”或“酒精灯”)。
(4)分离操作过程中发生的主要反应有:、、_______(写化学反应方程式)。
(5)减压过滤后用冷水洗涤产物的原因是_______。
(6)肉桂酸的产率约为_______%(保留3位有效数字,已知肉桂酸相对分子质量为148)。
19. 硫酸镍广泛地应用于电镀、催化、医药及印染等行业中。从电镀污泥(含有、、、和等)中回收制备和其他金属及其化合物的工艺流程如图所示:
已知:
① 常温下,酸浸后浸出液中可能存在的各离子浓度与各离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表:
金属离子
浓度()
0.1
0.2
开始沉淀pH
4.7
2.0
7.2
4.3
完全沉淀pH
5.6
3.2
9.2
6.7
② 当溶液中金属离子浓度≤10−5 mol·L−1时,可认为该金属离子已沉淀完全;
③“萃取”可将金属离子进行富集与分离,原理如下:
。
回答下列问题:
(1)滤渣Ⅰ的主要成分为_______(填化学式)。
(2)通过电解酸浸液得到单质,则阴极主要的电极反应式为_______。
(3)加入碳酸钠调pH的目的是_______,调pH的范围为_______。
(4)“反萃取”时加入的试剂X为_______(填名称)。
(5)第四周期元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有_______(填元素符号)。
(6)立方氧化镍()晶胞结构如图所示,晶胞中原子坐标参数为A(0,0,0),B(1,1,0),则C原子坐标参数为_______;晶胞中最近的之间的距离为a nm,则的密度为_______(列出计算式,阿伏加德罗常数用表示)。
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2024~2025学年度下期高中2023级期末考试
化 学
考试时间75分钟,满分100分
注意事项:
1.答题前,考生务必在答题卡上将自己的姓名、座位号、准考证号用0.5毫米黑色签字笔填写清楚,考生考试条形码由监考老师粘贴在答题卡上的“贴条形码区”。
2.选择题使用2B铅笔填涂在答题卡上对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再填涂其它答案;非选择题用0.5毫米黑色签字笔在答题卡的对应区域内作答,超出答题区域答题的答案无效;在草稿纸上、试卷上答题无效。
3.考试结束后由监考老师将答题卡收回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Ni 59
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一个正确选项符合题目要求。
1. 化学在生产生活中应用广泛。下列说法错误的是
A. 甘油分子具有亲水基团,可用于配制化妆品
B. 甲醛具有杀菌、防腐作用,可用于海鲜食品防腐
C. 苯酚具有杀菌、消毒作用,可用于医疗器械的消毒
D. 低级酯多具有特殊香味,饮料中常添加有酯类香料
【答案】B
【解析】
【详解】A.甘油的羟基使其具有吸湿性,适合化妆品保湿,A正确;
B.甲醛虽具有杀菌、防腐作用(如福尔马林用于标本保存),但因剧毒、致癌,且易残留,禁止用于食品防腐(包括海鲜),B错误;
C.苯酚(石炭酸)能使蛋白质变性,具有强效杀菌消毒作用,常用于医疗器械消毒,C正确;
D.低级酯(如乙酸乙酯、乙酸异戊酯)多具有果香味,广泛用作食品和饮料中的香料添加剂,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语表示错误的是
A. 的系统命名:2-甲基丁烷
B. 基态S原子价电子轨道表达式:
C. 的电子式:
D. 的结构示意图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.最长碳链为4,甲基在2号碳,名称正确,A正确;
B.硫为16号元素,基态S原子价电子轨道表达式:,B正确;
C.的电子式:,C错误;
D.铁原子失去2个电子形成亚铁离子,的结构示意图:,D正确;
故选C。
3. 有关下列物质的说法正确的是
① ② ③ ④ ⑤
A. ①和②互为同系物 B. 可用酸性高锰酸钾溶液鉴别②和⑤
C. ③和④互为同分异构体 D. ①②⑤都可以与反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;①为酚、②为醇,不互为同系物,A错误;
B.②可以被酸性高锰酸钾氧化而使得溶液褪色、⑤不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,可用酸性高锰酸钾溶液鉴别②和⑤,B正确;
C.③和④为同一物质,不互为同分异构体,C错误;
D.酚和羧酸都会和氢氧化钠反应,而苯甲醇不和氢氧化钠反应,D错误;
故选B。
4. 下列说法正确的是
A. 、、均为直线形结构
B. 的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
C. 、、均为非极性分子
D. 、、三种粒子中的键角依次增大
【答案】B
【解析】
【详解】A.、中心原子价层电子对数等情况使其为直线形,但中N原子价层电子对数,有1对孤电子对,是V形结构,A错误;
B.中S原子价层电子对数 ,有一对孤电子对,VSEPR模型为平面三角形(题目中模型图符合),B正确;
C.、是非极性分子,是共价晶体,无简单分子,不存在极性分子说法,C错误;
D.(正四面体,键角约)、(三角锥形,键角约)、(V形,键角更小),键角依次减小,D错误;
综上,答案为B。
5. 化工生产中进行分离提纯是一项重要的工作。下列有关除杂(括号内物质为杂质)所用的试剂、方法、解释或反应方程式均正确的是
选项
样品(杂质)
试剂
方法
解释或反应方程式
A
()
粉
—
B
()
无水乙醇
浓硫酸
加热
发生酯化反应,乙酸转化为乙酸乙酯
C
苯(苯酚)
溶液
分液
苯酚与反应生成易溶于水的苯酚钠
D
()
溴的四氯化碳溶液
洗气
→
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.Fe与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁,反应后过滤可除杂,但离子反应为Fe+2Fe3+=3Fe2+,故A错误;
B.酯化反应为可逆反应,不能除杂,应选饱和碳酸钠溶液、分液,故B错误;
C.苯酚与NaOH反应生成水溶性的苯酚钠,苯不溶于水,分液后可分离。方法及解释均正确,故C正确;
D.CH3CH3会溶于四氯化碳,不能达到除杂的目的。应将混合气体通过溴水溶液除去乙烯,故D错误;
答案选C。
6. 下列反应的方程式和反应类型的判断均正确的是
A
中和反应
B
消去反应
C
加成反应
D
复分解反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.取代羟基,反应类型应为取代反应,A错误;
B.乙醇的消去反应,反应条件为浓硫酸,加热到170℃, ,B错误;
C.乙醛和氢氰酸反应生成2-羟基丙腈,反应方程式应为: ,C错误;
D.二氧化碳溶于水生成碳酸,碳酸酸性强于苯酚,为强酸制弱酸,为复分解反应,D正确;
故答案选D。
7. 烃X的相对分子质量是氢气的14倍,以X为原料合成六元环状化合物M()的反应过程如下(部分试剂、产物、反应条件略去)。下列说法正确的是
A. M的结构简式:
B. Y → Z的反应类型:加成反应
C. Z → M的反应条件:NaOH的乙醇溶液并加热
D. Z为乙醇
【答案】A
【解析】
【分析】烃X的相对分子质量是氢气的14倍,则X的相对分子质量为28,X为乙烯,乙烯与溴单质发生加成反应生成Y,Y为1,2-二溴乙烷,反应的化学方程式:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,1,2-二溴乙烷发生水解反应生成乙二醇,反应的化学方程式:CH2BrCH2Br+2 CH2OHCH2OH+2NaBr,两分子乙二醇发生取代反应,脱去两分子水生成六元环状化合物M(),反应的化学方程式:2CH2OHCH2OH+2H2O。
【详解】A.结合分析知,X为乙烯,Y为1,2-二溴乙烷,Z为乙二醇,两分子乙二醇发生取代反应,脱去两分子水生成六元环状化合物M(),则M的结构简式为,A正确;
B.Y → Z过程中,1,2-二溴乙烷在氢氧化钠水溶液、加热的条件下发生反应转化为乙二醇,反应的化学方程式为CH2BrCH2Br+2 CH2OHCH2OH+2NaBr,该反应属于取代反应,B错误;
C.Z → M过程中,两分子乙二醇在浓硫酸、加热的条件下发生反应,脱去两分子水生成,即反应条件为浓硫酸、加热,C错误;
D.根据分析,Z为乙二醇,D错误;
故选A。
8. 有机合成需选择合理的反应条件和合成路线。下列途径不能达到目的的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.与HCl在加热、催化剂条件下发生加成反应,可生成。
含有碳碳双键,在催化剂作用下能发生加聚反应,生成,该路线可达到目的,A正确;
B.CH3CH2CH2Br在NaOH/醇、加热条件下发生消去反应,生成CH2 = CHCH3。CH2 = CHCH3与Br2/水发生加成反应,生成CH2BrCHBrCH3。CH2BrCHBrCH3在NaOH/水、加热条件下发生水解反应,生成CH2OHCHOHCH3,该路线可达到目的,B正确;
C.甲苯与溴在FeBr3催化下,发生苯环上的取代反应,而不是侧链甲基上的取代,生成的是邻溴甲苯或对溴甲苯等,无法得到C6H5-CH2Br,后续水解也不能得到C6H5-CH2OH,该路线不能达到目的,C错误;
D.CH2=CH2与H2O在催化剂作用下发生加成反应,生成CH3CH2OH。CH3CH2OH在KMnO4/H+条件下被氧化,生成CH3COOH,该路线可达到目的,D正确;
故答案选C。
9. X、Y、Z、W为原子序数递增的短周期元素。X基态原子中没有成对电子;Z、W同主族,Z基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且成对电子数目与未成对电子数目之比为3:1;Y元素能形成多种单质,其中一种是自然界中最坚硬的固体。下列说法错误的是
A. 沸点:>
B. 元素电负性的大小关系:Y<Z<W
C. 化合物的晶体是典型的分子晶体
D. Y、W元素的最高价氧化物的水化物的酸性强弱:W>Y
【答案】B
【解析】
【分析】由X基态原子中没有成对电子可知X为H;由Z基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道,且成对电子数目与未成对电子数目之比为3:1,可知Z的电子排布式为1s22s22p4,Z为O,Z、W同主族,W为S;由Y元素能形成多种单质,其中一种是自然界中最坚硬的固体,Y为C,综上所述,X、Y、Z、W分别为H、C、O、S,据此分析。
【详解】A.X2Z为H2O,因形成分子间氢键,其沸点高于H2S,故A正确;
B.同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,同主族从上到下元素的电负性逐渐减小,则元素电负性的大小关系:O>S>C,故B错误;
C.化合物YZ2为CO2,其晶体为分子晶体,故C正确;
D.非金属越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,非金属性:S>C,则Y、W元素的最高价氧化物的水化物的酸性强弱:H2SO4>H2CO3,故D正确;
故选:B。
10. 酚醛树脂是人们较早开始使用的合成高分子,其合成路线如下:
反应①:;
反应②:。
下列说法错误的是
A. 反应①为加成反应
B. 1 mol羟甲基苯酚最多与2 mol 反应生成1 mol
C. 1 mol苯酚中含有13 mol键
D. 酚醛树脂中碳原子的杂化方式有sp、sp3
【答案】D
【解析】
【详解】A. 反应①为,是加成反应,故A正确;
B.在羟甲基苯酚中,可以与发生反应的官能团为:羟基(该结构中,既有醇羟基,又有酚羟基),因此,羟甲基苯酚最多与 反应生成,故B正确;
C.在苯酚这个结构中,含有5根键,一根键,一根,还有苯环中的6根键,因此,1 mol苯酚中含有13 mol键,故C正确;
D. 酚醛树脂中,苯环的碳原子为杂化,缩合结构中形成的亚甲基()中的C原子为杂化,因此,酚醛树脂中的碳原子的杂化方式为:杂化和杂化,故D错误;
11. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
操作
现象
结论
A
向圆底烧瓶中加入无水乙醇、浓硫酸和碎瓷片,迅速加热到170℃,将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
高锰酸钾溶液褪色
乙醇发生消去反应生成了乙烯
B
向试管中依次加入2 mL 2%溶液、5滴10%溶液、0.5 mL乙醛溶液,振荡,加热
先生成蓝色沉淀,加热后沉淀变成砖红色
乙醛具有还原性
C
向甲苯中加入几滴酸性高锰酸钾溶液,振荡、静置
酸性高锰酸钾溶液褪色
苯环使甲基活化而易被氧化
D
向试管中依次加入0.5 mL某卤代烃、1 mL 5%溶液,加热、振荡、静置,取上层水溶液移入盛有溶液的试管中
产生白色沉淀
该卤代烃含元素
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验中未除去挥发的乙醇,乙醇蒸气也能使酸性高锰酸钾褪色,无法确定乙烯的生成,结论不可靠,A错误;
B.试剂用量不准确,应先加NaOH至碱性环境,再加几滴CuSO4生成新制Cu(OH)2悬浊液,否则无法和乙醛反应,B错误;
C.甲苯的甲基被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸,说明苯环使甲基活化,现象与结论一致,C正确;
D.水解后未酸化直接加AgNO3,过量的NaOH会与AgNO3反应生成AgOH干扰实验,无法确定Cl⁻的存在,结论错误,D错误;
故答案选C。
12. 有机化合物M可由如下途径合成。下列说法正确的是
A. 、、均可以发生加聚、氧化、取代反应
B. 区别、、可用溶液
C. 环上的一氯代物有2种(不考虑立体异构)
D. →反应的原子利用率为100%
【答案】A
【解析】
【详解】A.X、Y、M均有碳碳双键,均可发生加聚、氧化反应,X中羧基、Y中羟基、M中酯基都能发生取代反应,故A正确;
B.X可与NaOH反应且产物溶于水,无明显现象;Y与NaOH溶液互溶,也无明显现象,X、Y不能用NaOH溶液鉴别;M加入NaOH溶液中,溶液分层,振荡反应后互溶,可鉴别,故B错误;
C.X环上有4种氢原子:,则X环上的一氯代物有4种(不考虑立体异构),故C错误;
D.X+Y→M的反应为取代反应,有水生成,原子利用率小于100%,故D错误;
故选:A。
13. 下列各组物质或元素的鉴定方法中,错误的是
A. 乙醛和环己烯():酸性高锰酸钾溶液
B. 某未知物质中所含元素:原子光谱分析
C. 金刚石和玻璃:X射线衍射实验
D. 苯和苯酚:溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醛含醛基,环己烯()含碳碳双键,均具有还原性,都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色,酸性高锰酸钾溶液无法鉴别二者,可将二者分别加入新制的氢氧化铜悬浊液中并加热,能产生砖红色沉淀的为乙醛,从而可以鉴定,A错误;
B.原子光谱主要用于测定物质的元素组成,通过原子光谱分析可鉴定未知物质中所含元素,B正确;
C.金刚石属于晶体,而玻璃属于非晶体,X射线衍射实验可区分晶体和非晶体,C正确;
D.苯酚遇溶液显紫色,而苯无此现象,利用溶液可鉴别苯和苯酚,D正确;
故选A。
14. 的某种氧化物的四方晶胞如下图甲,可作HMF转化为FDCA的催化剂(图乙)。下列说法错误的是
A. 的化学式为
B. 的四方晶胞中配位数为6
C. 转化为FDCA反应过程中HMF发生氧化反应
D. 和FDCA都有三种官能团
【答案】D
【解析】
【详解】A.晶胞中,位于体心、顶角,原子数目为:,O位于内部、面上,O原子数目为:,二者数目之比为2∶4=1∶2,该晶体的化学式为,A正确;
B.以体心分析,由图可知,原子周围有6个氧原子,的配位数为6,故B正确;
C.HMF中的羟基、醛基发生氧化反应生成羧基,C正确;
D.HMF中有羟基、碳碳双键、醛基和醚键四种官能团,FDCA中有羧基、碳碳双键、醚键三种官能团,D错误;
故答案选D。
15. 下列说法错误的是
A. 烷烃基是推电子基,烷烃基中碳原子数越多,推电子能力越强,故胺的碱性:>
B. 和乙醇溶于水破坏的作用力相同
C. ,熔点-23.2℃,沸点136.2℃,易溶于,故晶体属于分子晶体
D. 晶体熔点高低:金刚石>晶体Si>冰醋酸>正丁烷
【答案】B
【解析】
【详解】A.烷烃基(如甲基、乙基)具有推电子诱导效应,碳原子数越多,推电子能力越强,使胺的氮原子上电子云密度越大,更易结合形成配位键,碱性也就越强,故碱性:CH3CH2NH2>CH3NH2,A正确;
B.HCl溶于水破坏共价键(电离为H+和Cl⁻),而乙醇溶于水仅破坏分子间作用力(氢键和范德华力),两者破坏的作用力不同,B错误;
C.TiCl4的低熔沸点和易溶于CCl4的性质符合分子晶体的特征,C正确;
D.共价晶体中半径越小,键长越短,共价键越强,熔点越大,因键长C−C<Si−Si,则熔沸点为金刚石>晶体硅;而冰醋酸和正丁烷均为分子晶体,其熔沸点低于共价晶体,且冰醋酸分子间能形成氢键,熔点高于正丁烷,故熔点:金刚石>晶体Si>冰醋酸>正丁烷,D正确;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 有机玻璃(PMMA,聚甲基丙烯酸甲酯)是一种开发较早的热塑性塑料,其合成路线如图所示(部分试剂及反应条件已略去):
已知:①A的分子式为;
② 。
回答下列问题:
(1)A的结构简式为_______;D的结构简式为_______;E中含氧官能团名称为_______。
(2)有机物M是C的同分异构体,且能发生银镜反应,则M为_______(填名称)。
(3)B → C的反应方程式为_______。
(4)D → E的反应类型为_______。
(5)E → F的反应方程式为_______。
(6)H是F的同分异构体,请写出同时满足以下条件的H的结构简式:_______。
① 其核磁共振氢谱有2组峰;
②1 mol H与足量新制悬浊液反应最多生成2 mol沉淀。
【答案】(1) ①. ②. ③. 羧基
(2)丙醛 (3)
(4)消去反应 (5)
(6)
【解析】
【分析】由A与水发生加成反应生成B,B催化氧化生所C,C与HCN加成生成,逆推可知,A为,B为,C为,酸性条件下水解生成D(),D发生消去反应生成E(),E与甲醇酯化生成F(),F加聚生成,据此分析;
【小问1详解】
根据分析可知,A的结构简式为;D的结构简式为;E()中含氧官能团名称为羧基;
【小问2详解】
有机物M是C()的同分异构体,且能发生银镜反应,说明含有醛基,则M为丙醛;
【小问3详解】
B催化氧化生成C,反应方程式为;
【小问4详解】
D()发生醇的消去反应生成E(),故反应类型为消去反应;
【小问5详解】
E与甲醇酯化生成F,反应方程式为;
【小问6详解】
的同分异构体,①其核磁共振氢谱有2组峰;②1molH与足量新制悬浊液反应最多生成2mol沉淀,说明含有2mol醛基,根据有2种等效氢,H结构简式为:。
17. 我国研制的固体无毒火箭推进剂ADN实现首次空间应用,其结构如图所示。已知X、Y、Z、E、D、R为原子序数依次增大的前四周期元素,其中Z元素为地壳中含量最高的元素,E元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子,D是第三周期原子半径最小的元素,R3+中有5个未成对电子。回答下列问题:
(1)Y元素的名称为_______,R的基态原子的价层电子排布式为_______,其基态原子有_______种能量不同的电子。
(2)化合物()具有强氧化性,其结构式为_______。
(3)和D最简单氢化物稳定性较强的是_______(填化学式)。
(4)的空间构型为_______,其中E的杂化方式为_______。
(5)晶体中存在的化学键有_______(填标号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.金属键 e.氢键
【答案】(1) ①. 氮 ②. 3d64s2 ③. 7
(2)H-O-Cl (3)HCl
(4) ①. 平面三角形 ②. sp2
(5)abc
【解析】
【分析】Z元素为地壳中含量最高的元素,推出Z为O,E元素原子的M能层的p能级中有3个未成对电子,E的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3,推出E为P,D是第三周期原子半径最小的元素,同周期从左向右原子半径依次减小(稀有气体除外),推出D是Cl,R3+中有5个未成对电子,推出R为Fe,根据结构可知,X形成1个共价键,又因为原子序数依次增大,推出X为H,同理推出Y为N,据此分析;
【小问1详解】
根据上述分析,Y为氮元素;R为铁元素,位于第四周期Ⅷ族,价电子排布式为3d64s2,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,有7个能级,有7种能量不同的电子;
【小问2详解】
化合物XDZ的化学式为HClO,其结构式为H-O-Cl;
【小问3详解】
同周期从左向右非金属性逐渐增强(稀有气体除外),非金属性越强,其最简单氢化物稳定性越强,非金属性:Cl>P,最简单氢化物稳定性:HCl>PH3;
【小问4详解】
EZ的化学式为PO,价层电子对数为3+=3,杂化类型为sp2,无孤电子对,则空间构型为平面三角形;
【小问5详解】
根据ADN的结构式可知,晶体中存在的化学键有离子键、共价键,NH中含有配位键,故答案为abc。
18. 肉桂酸( )对细菌、真菌等有杀灭或抑制作用,其制备实验原理如图:
实验步骤:
ⅰ.合成:在三颈烧瓶中加入适量醋酸钯和三聚氰胺(作催化剂)、50 mL蒸馏水,室温搅拌6 min后加入1.7 mL碘苯(0.015 mol)和1.2 mL丙烯酸(0.0175 mol),再缓慢加入3.2 g固体,在220℃下搅拌回流45 min。合成装置如图:
ⅱ.分离:趁热过滤。将滤液转移至烧杯中,边搅拌边滴加45 mL 1 mol·L−1盐酸,析出白色固体,减压过滤,用少量冷水洗涤。干燥,称重得1.88 g肉桂酸。
已知:肉桂酸在水中的溶解度随温度的升高而升高。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为_______。
(2)为了使冷凝回流效果更好,B处应使用_______冷凝管。
(3)合成过程中应采取_______加热(填“水浴”“油浴”或“酒精灯”)。
(4)分离操作过程中发生的主要反应有:、、_______(写化学反应方程式)。
(5)减压过滤后用冷水洗涤产物的原因是_______。
(6)肉桂酸的产率约为_______%(保留3位有效数字,已知肉桂酸相对分子质量为148)。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)球形冷凝管 (3)油浴
(4) (5)减少洗涤时肉桂酸的损耗
(6)
【解析】
【分析】碘苯和丙烯酸发生取代反应生成肉桂酸和HI,碳酸钠的作用是与生成的HI反应,使反应向正反应方向进行,提高产率,同时会与肉桂酸反应生成肉桂酸钠,后续再酸化生成肉桂酸,据此分析;
【小问1详解】
仪器A的名称为恒压滴液漏斗;
【小问2详解】
有机物制备中,为了使冷凝回流效果更好,常采用球形冷凝管;
【小问3详解】
合成过程在220℃条件下搅拌回流45min,应采取油浴加热;
【小问4详解】
在制备肉桂酸时加入时形成了肉桂酸钠,故还有;
【小问5详解】
因肉桂酸在水中的溶解度随温度的升高而升高,故在冷水中溶解度最小,减压过滤后用冷水洗涤产物的原因是减少洗涤时肉桂酸的损耗;
【小问6详解】
碘苯(0.015mol)和1.2mL丙烯酸(0.0175 mol)反应可生成0.015mol肉桂酸,肉桂酸的产率约为。
19. 硫酸镍广泛地应用于电镀、催化、医药及印染等行业中。从电镀污泥(含有、、、和等)中回收制备和其他金属及其化合物的工艺流程如图所示:
已知:
① 常温下,酸浸后浸出液中可能存在的各离子浓度与各离子形成氢氧化物沉淀的pH见下表:
金属离子
浓度()
0.1
0.2
开始沉淀pH
4.7
2.0
7.2
4.3
完全沉淀pH
5.6
3.2
9.2
6.7
② 当溶液中金属离子浓度≤10−5 mol·L−1时,可认为该金属离子已沉淀完全;
③“萃取”可将金属离子进行富集与分离,原理如下:
。
回答下列问题:
(1)滤渣Ⅰ的主要成分为_______(填化学式)。
(2)通过电解酸浸液得到单质,则阴极主要的电极反应式为_______。
(3)加入碳酸钠调pH的目的是_______,调pH的范围为_______。
(4)“反萃取”时加入的试剂X为_______(填名称)。
(5)第四周期元素的基态原子中最外层电子数与铬原子相同的元素有_______(填元素符号)。
(6)立方氧化镍()晶胞结构如图所示,晶胞中原子坐标参数为A(0,0,0),B(1,1,0),则C原子坐标参数为_______;晶胞中最近的之间的距离为a nm,则的密度为_______(列出计算式,阿伏加德罗常数用表示)。
【答案】(1)SiO2
(2)Cu2++2e-=Cu
(3) ①. 将Fe3+转化为 ②. 3.2≤pH<4.7(或 )
(4)稀硫酸 (5)K、Cu
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】电镀污泥含有、、、和等,加入稀硫酸酸浸,、、、生成相应的金属阳离子,不反应,则滤渣1的主要成分为,电解得到金属铜,加入碳酸钠调节pH除去铁元素,得到,再加入磷酸钠除去铬元素,经过萃取和反萃取富集镍元素,得到。
【小问1详解】
电镀污泥中SiO2为酸性氧化物,不与硫酸反应,则滤渣I为SiO2。
【小问2详解】
酸浸液中有Cr3+、Fe3+、Cu2+ 、Ni2+,阴极发生还原反应,得到单质Cu,电极反应式: Cu2++2e-=Cu。
【小问3详解】
根据分析可知,电解之后加入碳酸钠调pH的目的是使Fe3+转化为Fe(OH)3除去;调节 pH使Fe3+完全沉淀而不沉淀其他离子,则pH范围为3.2≤pH<4.7。
【小问4详解】
根据,反萃取要增大氢离子浓度,还要不引入杂质,所以A为稀硫酸(或硫酸)。
【小问5详解】
铬元素的基态原子中最外层电子数是1(3d34s1),同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数是1的元素有K、Cu。
【小问6详解】
根据题意,C原子坐标参数为;晶胞中最近的O2-之间的距离为anm,则晶胞边长为anm,则NiO 的密度 。
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