内容正文:
湛江市第二中学2023-2024学年第二学期学段二
高二化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Cl-35.5 V-51 Ni-59 Ag-108
一、选择题(本大题共16小题,共44分。第1-10小题,每小题2分;第11-16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. “葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催”。下列中国酒具,主要成分为有机高分子的是
A
B
C
D
青铜兽面纹爵
斫木云纹漆耳杯
酒泉玉制夜光杯
清代彩绘龙纹蓝瓷壶
A. A B. B C. C D. D
2. 下列不属于烃的含氧衍生物的是
A. 石炭酸 B. 甘油 C. 氯仿 D. 酒精
3. 化学与人类的生活息息相关,下列有关说法错误的是
A. 苯酚有毒,使用时若不慎沾到皮肤上,应立即用水冲洗
B. 液态的氯乙烷汽化时大量吸热,可用于运动中急性损伤的镇痛剂
C. 蚂蚁会分泌蚁酸,被蚂蚁叮咬后可及时涂抹肥皂水,起到止痒作用
D. 喝酒后脸红、昏迷等症状,是由于酒精代谢过程中产生的乙醛刺激毛细血管
4. 化学用语是学习化学的重要手段,下列化学用语表述正确的是
A. 的名称:2-乙基丙烷
B. 基态氧原子核外电子轨道表达式为
C. 聚丙烯的结构简式:
D. 铝原子最高能级的电子云轮廓图:
5. 下列卤代烃既能发生消去反应生成烯烃,又能发生水解反应生成醇的是
①②③④⑤⑥
A. ①③⑤ B. ③④⑤ C. ②④⑥ D. ①②⑥
6. 玉米芯与稀硫酸在加热加压下反应,可以制得重要的化工原料糠醛(结构简式如图所示)。关于糠醛的说法不正确的是
A. 分子式为 B. 含有2种含氧官能团
C. 能发生氧化反应 D. 最多能与2倍物质的量的发生反应
7. 下图所示装置或操作能达到实验目的的是
A. 用图甲装置验证苯与液溴发生了取代反应
B. 用图乙装置除去甲烷中混有的乙烯
C. 用图丙装置检验1-氯丁烷中的氯元素
D. 用图丁装置验证乙炔的还原性
8. 下列事实能用键能解释的是
A. 稀有气体一般很难发生化学反应 B. 浓硝酸易挥发而浓硫酸难挥发
C. 氮气的化学性质比氧气的稳定 D. 常温常压下,溴为液体,碘为固体
9. 下列有关、、、的说法正确的是
A. 第一电离能: B. 的空间构型为直线形
C. 与中的键角相等 D. 中心原子采取杂化
10. 按下图装置进行实验,将I装置迅速升温至170℃制乙烯,下列说法正确的是
A. I中溶液变黑,说明I中发生了副反应
B. II中溶液由黄色变为浅绿色,说明乙烯具有还原性
C. III中红色逐渐褪去,说明具有漂白性
D. V中溶液褪色,说明V中发生取代反应
11. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 100mL2mol/L蔗糖溶液中所含分子数为0.2
B. 标准状况下,气体中数目为
C. 由乙酸和甲醛组成的混合物中含氧原子数为
D. ,生成乙烷时断裂的共价键总数为
12. LDFCB是电池的一种电解质,该电解质阴离子由同周期元素原子W、X、Z构成(如图),Y的最外层电子数等于X的核外电子总数,四种原子最外层电子数之和为20,下列说法正确的是
A. X的杂化方式是
B. 四种元素形成的简单氢化物中Z的沸点最高
C. 对应简单离子半径:
D. 元素Z的最高价氧化物的水化物为一元强酸
13. 利用反应可检验氯气管道是否泄漏。下列说法正确的是
A. 键角:
B. 的电子式:
C. 4种物质中均含有键
D. 每生成,转移电子数为(设为阿伏加德罗常数的值)
14. 某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A. 的配位数为6 B. 与距离最近的是
C. 该物质的化学式为 D. 若换为,则晶胞棱长将改变
15. 莲藕含多酚类物质,其典型结构简式如图所示。下列有关该类物质的说法错误的是
A. 不能与溴水反应 B. 可用作抗氧化剂
C. 有特征红外吸收峰 D. 能与发生显色反应
16. Cr(NH3)4Cl3是铬的一种配合物,向100 mL 0.2 mol/L该配合物的溶液中加入足量AgNO3溶液,生成2.87 g白色沉淀。下列说法正确的是
A. Cr为周期表的s区元素
B. NH3和中N的杂化类型相同
C. 该配合物的配体只有NH3
D. 该配合物中心离子的配位数为6
二、非选择题(本大题4大题,共56分)
17. 已知乳酸的结构简式为,试回答下列问题:
(1)乳酸分子中含有___________和___________(写名称)两种官能团。
(2)乳酸分子中σ键与π键的数目比为 ___________。
(3)对该有机物性质的描述中,正确的是 ___________(填写选项的字母)。
a.能与NaHCO3溶液反应 b.具有两性
c.能发生水解反应 d.氧原子采取sp2,sp3杂化,并存在手性碳原子
(4)乳酸的一种同分异构体,有下列性质:能发生银镜反应;1mol该物质与足量金属钠反应可生成1mol氢气;该物质分子中有一个碳原子与四种不同的原子或原子团相连。写出该同分异构体的结构简式___________。
(5)足量乳酸与Na2CO3反应的化学方程式为___________。
(6)写出该分子间脱水为六元环产物的化学反应方程式:___________。
(7)聚乳酸是目前广泛使用的绿色高分子化合物,写出用乳酸制备聚乳酸的化学方程式___________。
18. 化学上研究有机化合物一般先进行分离提纯,再测定有机物的组成和结构。
(1)已知青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,在水中几乎不溶,可溶于乙醇、乙醚等,青蒿素在95%乙醇中的溶解度随温度的升高而增大。熔点为156~157℃,沸点389.9℃,热稳定性差。乙醚的沸点为35℃。如图1是从黄花青蒿中提取青蒿素的工艺流程。
①操作Ⅰ、Ⅱ中,不会用到的装置是____________填序号)。
A. B. C.
②操作Ⅲ的步骤是蒸发浓缩、趁热过滤、__________、过滤、洗涤、干燥。
③某科研小组用石油醚作溶剂研究提取青蒿素实验,实验中通过控制其他条件不变,来研究原料的粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取率的影响,得到的数据图像如下。
由图可知控制其他实验条件不变,最佳原料粒度、提取时间和提取温度为____________(填标号)。
a.80目、100 min、50℃ b.60目、120 min、50℃ c.60目、120 min、55℃
(2)为测定青蒿素的最简式,某同学设计下图实验装置,将青蒿素样品放在装置A硬质玻璃管中,缓缓通入氧气数分钟后,再点燃酒精灯充分反应,精确测定装置C和D实验前后的质量,根据所测数据计算。
①装置B中CuO的作用是___________。
②装置C中盛装的固体试剂为___________。
③实验结束,称得装置C、D分别增重19.8 g和66 g,则青蒿素的最简式为___________。
(3)下列有关青蒿素结构研究的说法正确的是___________。
A. 研究青蒿素结构的基本步骤:分离、提纯→元素分析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式
B. 可用X射线衍射测定分子的空间结构
C. 元素分析仪可以确定青蒿素中是否含有C、H、O等元素
D. 可用质谱法确定分子中含有何种官能团的信息
19. 金属镍及其化合物在合成材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:
(1)基态Ni原子的价电子排布图为___________。
(2)NiO、FeO晶体类型及晶胞与NaCl相同,则NiO晶胞结构中Ni2+的配位数为___________;又知Ni2+、Fe2+的离子半径分别为69pm、78pm,则NiO熔点___________FeO(填“>”“<”或“=”)。
(3)丁二酮肟常用于检验Ni2+:在稀氨水介质中,丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀,其结构如图甲所示,则该沉淀中C原子的杂化类型为___________;元素H、C、N、O、Ni电负性由大到小的顺序为___________。
(4)一种镍钒合金的四方晶胞结构如图所示。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标。图中位于体心的V原子分数坐标为,则图中A原子的分数坐标为___________。阿伏加德罗常数的值为NA,该合金的密度ρ=___________g·cm-3(用含a、b、NA的代数式表示)。
20. 室温下可见光催化合成技术,对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于、碘代烃类等,合成化合物ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物ⅱ的分子式为___________,官能团名称为___________。化合物x为i的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为___________(写一种),其名称为___________。
(2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为。y为___________。
(3)根据化合物V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、条件
反应生成的有机物结构简式
反应类型
a
___________
___________
消去反应
b
___________
___________
氧化反应(生成有机产物)
(4)关于反应⑤的说法中,不正确的有___________。
A. 属于极性分子,分子中存在由p轨道“头碰头”形成的键
B. 反应过程中,有双键和单键形成
C. 反应物i中,氧原子采取杂化,并且存在手性碳原子
D. 反应过程中,有键和键断裂
(5)以苯、乙烯和为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ:。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
(a)最后一步反应中,有机反应物为___________(写结构简式)。
(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为___________。
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湛江市第二中学2023-2024学年第二学期学段二
高二化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Cl-35.5 V-51 Ni-59 Ag-108
一、选择题(本大题共16小题,共44分。第1-10小题,每小题2分;第11-16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. “葡萄美酒夜光杯,欲饮琵琶马上催”。下列中国酒具,主要成分为有机高分子的是
A
B
C
D
青铜兽面纹爵
斫木云纹漆耳杯
酒泉玉制夜光杯
清代彩绘龙纹蓝瓷壶
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.青铜兽面纹爵的主要成分为铜合金,铜合金属于金属材料,不属于有机高分子,故A不符合题意;
B.斫木云纹漆耳杯的主要成分为纤维素,纤维素是天然高分子化合物,故B符合题意;
C.酒泉玉制夜光杯的主要成分为硅酸盐,硅酸盐属于无机非金属材料,不属于有机高分子,故C不符合题意;
D.清代彩绘龙纹蓝瓷壶的主要成分为硅酸盐,硅酸盐属于无机非金属材料,不属于有机高分子,故D不符合题意;
故选B。
2. 下列不属于烃的含氧衍生物的是
A. 石炭酸 B. 甘油 C. 氯仿 D. 酒精
【答案】C
【解析】
【详解】只含C、H两元素的化合物为烃,烃分子中的氢原子被其他原子或者原子团所取代而生成的一系列化合物称为烃的衍生物,石炭酸(苯酚)、甘油、酒精均为含氧衍生物,氯仿是三氯甲烷,是甲烷被氯气取代后的产物,为卤代烃,不是含氧衍生物,故选C。
3. 化学与人类的生活息息相关,下列有关说法错误的是
A. 苯酚有毒,使用时若不慎沾到皮肤上,应立即用水冲洗
B. 液态的氯乙烷汽化时大量吸热,可用于运动中急性损伤的镇痛剂
C. 蚂蚁会分泌蚁酸,被蚂蚁叮咬后可及时涂抹肥皂水,起到止痒作用
D. 喝酒后脸红、昏迷等症状,是由于酒精代谢过程中产生的乙醛刺激毛细血管
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性,如不慎沾到皮肤上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗,A错误;
B.液态氯乙烷汽化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用,可在身体局部产生快速镇痛效果,常用于运动中急性损伤的镇痛剂,B正确;
C.由于肥皂水显碱性,可消除蚁酸带来的酸性,起到止痒作用,C正确;
D.酒精在人体内的代谢:乙醇通过乙醇脱氢酶转化成乙醛,乙醛通过乙醛脱氢酶转化为乙酸,一些人缺少乙醛脱氢酶,使得体内的乙醛不易被氧化成乙酸,从而使得人脸部毛细血管扩张充血,并产生其他醉酒症状,D正确;
答案选A。
4. 化学用语是学习化学的重要手段,下列化学用语表述正确的是
A. 的名称:2-乙基丙烷
B. 基态氧原子核外电子轨道表达式为
C. 聚丙烯的结构简式:
D. 铝原子最高能级的电子云轮廓图:
【答案】D
【解析】
【详解】A.最长碳链为4个碳,第二个碳上有甲基,其名称为:2-甲基丁烷,A错误;
B.氧为8号元素,基态氧原子核外电子轨道表达式为,B错误;
C.聚丙烯的结构简式为,C错误;
D.铝原子最高能级为3p能级,其电子云轮廓图为:,D正确;
故选D。
5. 下列卤代烃既能发生消去反应生成烯烃,又能发生水解反应生成醇的是
①②③④⑤⑥
A. ①③⑤ B. ③④⑤ C. ②④⑥ D. ①②⑥
【答案】C
【解析】
【分析】卤代烃中与卤素原子直接相连碳原子的邻碳上含氢原子,能发生消去反应;卤代烃在氢氧化钠溶液中水解能得到醇。
【详解】①③⑤不能发生消去反应,能水解得到醇;②④⑥既能发生消去反应生成烯烃,又能发生水解反应生成醇;
故选C。
6. 玉米芯与稀硫酸在加热加压下反应,可以制得重要的化工原料糠醛(结构简式如图所示)。关于糠醛的说法不正确的是
A. 分子式为 B. 含有2种含氧官能团
C. 能发生氧化反应 D. 最多能与2倍物质的量的发生反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据糠醛的结构简式可知,其分子式为C5H4O2,A正确;
B.糠醛分子中存在醚键、醛基两种含氧官能团,B正确;
C.糠醛中含有碳碳双键和醛基,能发生氧化反应,C正确;
D.一个糠醛分子中存在2个碳碳双键和1个醛基,1mol糠醛最多能与3mol物质的量的H2发生反应,D错误;
故答案选D。
7. 下图所示装置或操作能达到实验目的的是
A. 用图甲装置验证苯与液溴发生了取代反应
B. 用图乙装置除去甲烷中混有的乙烯
C. 用图丙装置检验1-氯丁烷中的氯元素
D. 用图丁装置验证乙炔的还原性
【答案】B
【解析】
【详解】A.挥发的溴能和硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀,干扰和硝酸银溶液的反应,A错误;
B.溴水可以除去甲烷中混有的乙烯且不产生新的气体杂质,B正确;
C.1-氯丁烷和硝酸银溶液不反应,检验1-氯丁烷中的氯元素,应先加氢氧化钠溶液水解,再加硝酸中和氢氧化钠至溶液呈酸性,最后加硝酸银溶液,C错误;
D.电石与饱和食盐水反应得到的乙炔气体中含硫化氢气体,硫化氢也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以装置丁不能证明乙炔的还原性,D错误;
故选B。
8. 下列事实能用键能解释的是
A. 稀有气体一般很难发生化学反应 B. 浓硝酸易挥发而浓硫酸难挥发
C. 氮气的化学性质比氧气的稳定 D. 常温常压下,溴为液体,碘为固体
【答案】C
【解析】
【详解】A.稀有气体的最外层电子已经达到稳定结构,其单质分子为单原子分子,不存在化学键, A不选;
B.溶质的挥发性和键能无关,与其分子间的作用力(硝酸存在分之内氢键、硫酸存在分子间氢键)、沸点是有关的, B不选;
C.氮气中是氮氮三键,氮氮三键键能大、键能大于氧气的,所以氮气稳定, C选;
D.溴和碘形成的晶体是分子晶体,其熔沸点和分子间作用力有关,碘的分子间作用力强于溴的,熔沸点高于溴的,D不选;
答案是C。
9. 下列有关、、、的说法正确的是
A. 第一电离能: B. 的空间构型为直线形
C. 与中的键角相等 D. 中心原子采取杂化
【答案】D
【解析】
【详解】A.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;第一电离能:,A错误;
B.的中心原子S原子的价层电子对数为,为sp2杂化,空间构型为V形,B错误;
C.的中心原子S原子的价层电子对数为,为sp3杂化,空间构型为正四面体形;中为S为sp2杂化,空间构型为平面三角形;两者键角不相等,C错误;
D.的中心原子S原子的价层电子对数为,为sp3杂化,,D正确;
故选D。
10. 按下图装置进行实验,将I装置迅速升温至170℃制乙烯,下列说法正确的是
A. I中溶液变黑,说明I中发生了副反应
B. II中溶液由黄色变为浅绿色,说明乙烯具有还原性
C. III中红色逐渐褪去,说明具有漂白性
D. V中溶液褪色,说明V中发生取代反应
【答案】A
【解析】
【分析】由实验装置图可知,装置I中乙醇与浓硫酸在170℃条件下反应制备乙烯,浓硫酸具有脱水性,可能使乙醇脱水碳化并放出热量,碳与具有强氧化性的浓硫酸共热反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,装置II中盛有的氯化铁溶液用于吸收、验证二氧化硫的生成,装置III中盛有的滴有酚酞的氢氧化钠溶液用于吸收、验证二氧化碳的生成,装置Ⅳ中盛有的浓硫酸用于干燥乙烯,装置Ⅴ中盛有的溴的四氯化碳溶液用于吸收、验证乙烯的生成,装置Ⅵ中盛有的硝酸银溶液和装置Ⅶ中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收挥发出的溴,防止污染空气。
【详解】A.由分析可知,装置I中乙醇与浓硫酸在170℃条件下反应制备乙烯,浓硫酸具有脱水性,可能使乙醇脱水碳化并放出热量,所以I中溶液变黑,说明I中发生了副反应,故A正确;
B.由分析可知,装置II中盛有的氯化铁溶液用于吸收、验证二氧化硫的生成,则装置II中溶液由黄色变为浅绿色,说明二氧化硫具有还原性,故B错误;
C.由分析可知,装置III中盛有的滴有酚酞的氢氧化钠溶液用于吸收、验证二氧化碳的生成,则装置III中红色逐渐褪去,说明二氧化碳表现酸性氧化物的性质,故C错误;
D.由分析可知,置Ⅴ中盛有的溴的四氯化碳溶液用于吸收、验证乙烯的生成,则装置V中溶液褪色,说明V中乙烯与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,故D错误;
故选A。
11. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 100mL2mol/L蔗糖溶液中所含分子数为0.2
B. 标准状况下,气体中数目为
C. 由乙酸和甲醛组成的混合物中含氧原子数为
D. ,生成乙烷时断裂的共价键总数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.100mL2mol/L蔗糖溶液中所含蔗糖分子数为0.2NA,但溶液中还存在水分子,A项错误;
B.标准状况下,22.4LHCl气体中含有HCl的物质的量为1mol,但是气体未电离,不存在,B项错误;
C.乙酸和甲醛的分子式分别为和,两者的实验式均为,则由乙酸和甲醛组成的混合物中含氧原子数==,C项正确;
D.乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷时,碳碳双键和氢分子中的共价键均会断裂,则生成乙烷时断裂的共价键总数为,D项错误;
答案选C。
12. LDFCB是电池的一种电解质,该电解质阴离子由同周期元素原子W、X、Z构成(如图),Y的最外层电子数等于X的核外电子总数,四种原子最外层电子数之和为20,下列说法正确的是
A. X的杂化方式是
B. 四种元素形成的简单氢化物中Z的沸点最高
C. 对应简单离子半径:
D. 元素Z的最高价氧化物的水化物为一元强酸
【答案】C
【解析】
【分析】根据图示可知,X形成4个共价键,Y形成2个共价键,结合“Y的最外层电子数等于X的核外电子数”,可知X是C、Y是O;Z形成一个共价键,结合“同周期元素W、X、Z”,则Z是F,因为“4种元素原子最外层电子数之和为20”,则W的最外层电子数等于 20-4-6-7=3,所以W是B,据此作答。
【详解】A.X是C,形成1个双键、2个单键,所以X杂化方式是sp2,故A错误;
B.四种元素形成的简单氢化物分别为BH3、CH4、H2O、HF,由于H2O分子间、HF分子间均存在氢键,所以H2O、HF沸点比前两者高,但由于相同物质的量的水分子间的氢键比氟化氢分子间的氢键多,所以水的沸点比氟化氢的高,故B错误;
C.Z是F,Y是O对应简单离子半径看核电荷数,核电荷数越大,半径越小,得,故C正确;
D.Z是F,F元素无正价,故D错误;
答案选C。
13. 利用反应可检验氯气管道是否泄漏。下列说法正确的是
A. 键角:
B. 的电子式:
C. 4种物质中均含有键
D. 每生成,转移电子数为(设为阿伏加德罗常数的值)
【答案】C
【解析】
【详解】A.中心原子均为sp3杂化,中心原子有1个孤电子对,对成键电子排斥力较强,键角较小,键角:,A错误;
B.的电子式:,B错误;
C.反应涉及的4种物质中均含有键,C正确;
D.没有给出标准状况,无法计算气体物质的量,D错误;
故选C。
14. 某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A. 的配位数为6 B. 与距离最近的是
C. 该物质的化学式为 D. 若换为,则晶胞棱长将改变
【答案】B
【解析】
【详解】A.配位数为与其距离最近且等距离的F-的个数,如图所示,位于体心,F-位于面心,所以配位数为6,A正确;
B.与的最近距离为棱长的,与的最近距离为棱长的,所以与距离最近的是,B错误;
C.位于顶点,所以个数==1,F-位于面心,F-个数==3,位于体心,所以个数=1,综上,该物质的化学式为,C正确;
D.与半径不同,替换后晶胞棱长将改变,D正确;
故选B。
15. 莲藕含多酚类物质,其典型结构简式如图所示。下列有关该类物质的说法错误的是
A. 不能与溴水反应 B. 可用作抗氧化剂
C. 有特征红外吸收峰 D. 能与发生显色反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯酚可以和溴水发生取代反应,取代位置在酚羟基的邻、对位,同理该物质也能和溴水发生取代反应,A错误;
B.该物质含有酚羟基,酚羟基容易被氧化,故可以用作抗氧化剂,B正确;
C.该物质红外光谱能看到有O-H键等,有特征红外吸收峰,C正确;
D.该物质含有酚羟基,能与铁离子发生显色反应,D正确;
故答案选A。
16. Cr(NH3)4Cl3是铬的一种配合物,向100 mL 0.2 mol/L该配合物的溶液中加入足量AgNO3溶液,生成2.87 g白色沉淀。下列说法正确的是
A. Cr为周期表的s区元素
B. NH3和中N的杂化类型相同
C. 该配合物的配体只有NH3
D. 该配合物中心离子的配位数为6
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cr是24号元素,Cr元素位于周期表的d区,A错误;
B.NH3中N原子价层电子对数是3+=4,因此N原子的杂化类型为sp3杂化,中N原子价层电子对数是3+=3,因此N原子的杂化类型为sp2杂化,因此二者中N的杂化类型不同,B错误;
C.配合物的物质的量为n[Cr(NH3)4Cl3]=0.2 mol/L×0.1 L=0.02 mol,其与AgNO3溶液反应产生的AgCl的物质的量为n(AgCl)=,只有外界Cl-能够与Ag+反应产生AgCl沉淀,配离子Cl-不与Ag+不能发生沉淀反应,则1 mol该配合物生成1 mol AgCl沉淀,说明1 mol该配合物中含1 mol外界离子Cl-,2 mol Cl-为配位体,故该配合物的化学式可写为[Cr(NH3)4Cl2]Cl,中心离子的配体为NH3和Cl-,C错误;
D.根据选项C分析可知:中心离子结合4个NH3、2个Cl-,配位数6,D正确;
故合理选项是D。
二、非选择题(本大题4大题,共56分)
17. 已知乳酸的结构简式为,试回答下列问题:
(1)乳酸分子中含有___________和___________(写名称)两种官能团。
(2)乳酸分子中σ键与π键的数目比为 ___________。
(3)对该有机物性质的描述中,正确的是 ___________(填写选项的字母)。
a.能与NaHCO3溶液反应 b.具有两性
c.能发生水解反应 d.氧原子采取sp2,sp3杂化,并存在手性碳原子
(4)乳酸的一种同分异构体,有下列性质:能发生银镜反应;1mol该物质与足量金属钠反应可生成1mol氢气;该物质分子中有一个碳原子与四种不同的原子或原子团相连。写出该同分异构体的结构简式___________。
(5)足量乳酸与Na2CO3反应的化学方程式为___________。
(6)写出该分子间脱水为六元环产物的化学反应方程式:___________。
(7)聚乳酸是目前广泛使用的绿色高分子化合物,写出用乳酸制备聚乳酸的化学方程式___________。
【答案】(1) ①. 羧基 ②. 羟基
(2)11:1 (3)ad
(4)HOCH2CH(OH)CHO
(5)2+Na2CO3→2+H2O+CO2↑
(6)2 +2H2O
(7)n+(n-1)H2O
【解析】
【小问1详解】
乳酸分子中含有羧基、羟基两种官能团。
【小问2详解】
共价单键为σ键,共价双键中含有1个σ键、1个π键,中存在4个C-Hσ键、2个C-Oσ键、2个C-Cσ键、2个O-Hσ键、1个C=O键中含有1个σ键和1个π键,则该分子中含有σ键、π键个数之比为11:1。
【小问3详解】
a.该有机物含羧基,能与NaHCO3溶液反应,a正确;
b.该有机物含羧基,显酸性,不具有两性,b错误;
c.该有机物不含酯基,不能发生水解反应,c错误;
d.中O形成单键、碳氧双键,氧原子采取sp2,sp3杂化,连接羟基、羧基的C为手性碳原子,d正确;
故选ad。
【小问4详解】
乳酸的一种同分异构体,能发生银镜反应,则含醛基;1mol该物质与足量金属钠反应可生成1mol氢气,则只能含2个羟基;该物质分子中有一个碳原子与四种不同的原子或原子团相连,该同分异构体的结构简式HOCH2CH(OH)CHO。
【小问5详解】
足量乳酸与Na2CO3反应的化学方程式为2+Na2CO3→2+H2O+CO2↑。
【小问6详解】
该分子间脱水为六元环产物的化学反应方程式:2 +2H2O。
【小问7详解】
乳酸制备聚乳酸的化学方程式n+(n-1)H2O。
18. 化学上研究有机化合物一般先进行分离提纯,再测定有机物的组成和结构。
(1)已知青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,在水中几乎不溶,可溶于乙醇、乙醚等,青蒿素在95%乙醇中的溶解度随温度的升高而增大。熔点为156~157℃,沸点389.9℃,热稳定性差。乙醚的沸点为35℃。如图1是从黄花青蒿中提取青蒿素的工艺流程。
①操作Ⅰ、Ⅱ中,不会用到的装置是____________填序号)。
A. B. C.
②操作Ⅲ的步骤是蒸发浓缩、趁热过滤、__________、过滤、洗涤、干燥。
③某科研小组用石油醚作溶剂研究提取青蒿素实验,实验中通过控制其他条件不变,来研究原料的粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取率的影响,得到的数据图像如下。
由图可知控制其他实验条件不变,最佳原料粒度、提取时间和提取温度为____________(填标号)。
a.80目、100 min、50℃ b.60目、120 min、50℃ c.60目、120 min、55℃
(2)为测定青蒿素的最简式,某同学设计下图实验装置,将青蒿素样品放在装置A硬质玻璃管中,缓缓通入氧气数分钟后,再点燃酒精灯充分反应,精确测定装置C和D实验前后的质量,根据所测数据计算。
①装置B中CuO的作用是___________。
②装置C中盛装的固体试剂为___________。
③实验结束,称得装置C、D分别增重19.8 g和66 g,则青蒿素的最简式为___________。
(3)下列有关青蒿素结构研究的说法正确的是___________。
A. 研究青蒿素结构的基本步骤:分离、提纯→元素分析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式
B. 可用X射线衍射测定分子的空间结构
C. 元素分析仪可以确定青蒿素中是否含有C、H、O等元素
D. 可用质谱法确定分子中含有何种官能团的信息
【答案】(1) ①. C ②. 冷却结晶 ③. b
(2) ①. 将可能生成的CO氧化为CO2 ②. 无水CaCl2或P2O5 ③. C15H22O5 (3)ABC
【解析】
【分析】根据题给流程可知,对黄花青蒿进行干燥、研碎,可以增大黄花青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率;用乙醚对固体粉末进行浸取后,过滤,可得提取液和残渣;提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品;向粗品中加入乙醇,浓缩、结晶、过滤可得精品;据此解答。
采用燃烧方法确定青蒿素的组成。通入氧气将青蒿素燃烧,完全燃烧产生CO2、H2O,CuO的作用是进一步氧化青蒿素可能不完全燃烧产生的CO为CO2;装置C的作用是吸收反应产生的H2O蒸气,装置D的作用是吸收反应产生的CO2气体,盛有碱石灰的干燥管作用是吸收空气中的CO2、H2O,防止对实验结果进行干扰。
【小问1详解】
①由上述分析可知,操作Ⅰ是将固体和液体分开的操作,操作是过滤;操作Ⅱ是将提取液中的乙醚分离出去,得到粗产品,采用蒸馏操作;操作Ⅲ是重结晶,可知不使用的操作是灼烧,故合理选项是C;
②操作Ⅲ是重结晶,操作的步骤是蒸发浓缩、趁热过滤、冷却结晶、、过滤、洗涤、干燥;
③由图可知控制其他实验条件不变,最佳原料粒度是60目,提取时间是120 min;提取温度为50℃,故合理选项是b;
【小问2详解】
①装置B中CuO的作用是在加热条件下与青蒿素可能不完全燃烧产生的CO反应产生CO2;
②装置C的U型管中盛装的固体试剂作用是吸收水蒸气,但不能吸收CO2气体,试剂为无水CaCl2或P2O5;
③实验结束,称得装置C质量增加19.8 g,则H2O的质量为19.8 g,n(H2O)==1.1 mol,n(H)=2n(H2O)=2.2 mol,装置D质量增加66 g,说明CO2质量为66 g,n(CO2)==1.5 mol,n(C)=n(CO2)=1.5 mol,则28.2 g青蒿素中含有O元素的物质的量n(O)==0.5 mol,n(C):n(H):n(O)=1.5 mol:2.2 mol:0.5 mol=15:22:5,故该物质最简式是C15H22O5;
【小问3详解】
A.由有机物研究的一般步骤可知,利用黄花蒿茎叶研究青蒿素结构的基本步骤为分离、提纯→元素分析确定实验式→测定相对分子质量确定分子式→波谱分析确定结构式,A正确;
B.利用X射线衍射的方法可以测定分子的空间结构,B正确;
C.利用元素分析仪可以确定青蒿素分子中是否含有碳、氢、氧等元素,C正确;
D.利用质谱法可以确定青蒿素分子的相对分子质量,但不能确定物质分子中含有的官能团的种类,D错误;
故合理选项是ABC。
19. 金属镍及其化合物在合成材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答下列问题:
(1)基态Ni原子的价电子排布图为___________。
(2)NiO、FeO晶体类型及晶胞与NaCl相同,则NiO晶胞结构中Ni2+的配位数为___________;又知Ni2+、Fe2+的离子半径分别为69pm、78pm,则NiO熔点___________FeO(填“>”“<”或“=”)。
(3)丁二酮肟常用于检验Ni2+:在稀氨水介质中,丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀,其结构如图甲所示,则该沉淀中C原子的杂化类型为___________;元素H、C、N、O、Ni电负性由大到小的顺序为___________。
(4)一种镍钒合金的四方晶胞结构如图所示。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子的分数坐标。图中位于体心的V原子分数坐标为,则图中A原子的分数坐标为___________。阿伏加德罗常数的值为NA,该合金的密度ρ=___________g·cm-3(用含a、b、NA的代数式表示)。
【答案】(1) (2) ①. 6 ②. >
(3) ①. sp2、sp3 ②. O>N>C>H>Ni
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
Ni元素在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族,原子序数为28,基态Ni原子的价电子排布图为:;
【小问2详解】
NaCl晶体中钠离子和氯离子的配位数均为6,因为NiO、FeO晶体类型及晶胞与NaCl相同,所以Ni2+的配位数为6;离子半径:Ni2+<Fe2+,则晶格能:NiO>FeO,所以前者熔点高;
【小问3详解】
从图甲中可以看出有饱和碳原子和形成双键的碳原子,因此C原子的杂化类型为sp2、sp3;根据元素周期律,同周期电负性从左到右依次增大,同主族从上到下依次减弱,金属电负性小于非金属,所以H、C、N、O、Ni电负性由大到小的顺序为:O>N>C>H>Ni;
【小问4详解】
图中A原子在xyz轴上坐标分别为、、0,分数坐标为。根据“均摊法”,晶胞中含个Ni、个V,则晶体密度为。
20. 室温下可见光催化合成技术,对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于、碘代烃类等,合成化合物ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物ⅱ的分子式为___________,官能团名称为___________。化合物x为i的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为___________(写一种),其名称为___________。
(2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为。y为___________。
(3)根据化合物V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、条件
反应生成的有机物结构简式
反应类型
a
___________
___________
消去反应
b
___________
___________
氧化反应(生成有机产物)
(4)关于反应⑤的说法中,不正确的有___________。
A. 属于极性分子,分子中存在由p轨道“头碰头”形成的键
B. 反应过程中,有双键和单键形成
C. 反应物i中,氧原子采取杂化,并且存在手性碳原子
D. 反应过程中,有键和键断裂
(5)以苯、乙烯和为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ:。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
(a)最后一步反应中,有机反应物为___________(写结构简式)。
(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. C5H9Br ②. 碳溴键 ③. (或或) ④. 戊酮(或2,2-二甲基丙醛或3,3-二甲基氧杂环丁烷)
(2)或氧气
(3) ①. 浓硫酸,加热 ②. ③. 、,加热(或酸性溶液) ④. (或) (4)AC
(5) ①. 和 ②. CH2=CH2+H2OCH3CH2OH
【解析】
【分析】环戊醇()发生取代反应生成,乙烯()发生氧化反应生成环氧乙烷,和环氧乙烷开环反应生成,发生取代反应生成碘代烃vi(),再由CO、以及环戊醇合成化合物vii(,据此分析;
【小问1详解】
化合物ⅱ()的分子式为C5H9Br,官能团为碳溴键(溴原子);化合物x为i的同分异构体,化合物i()的同分异构体,满足核磁共振氢谱上只有2组峰,x有以下三种结构、、;其名称为戊酮(或2,2-二甲基丙醛或3,3-二甲基氧杂环丁烷);
【小问2详解】
反应②为乙烯生成环氧乙烷,乙烯和无色无味的气体发生原子利用率为100%的反应,则乙烯与该气体发生加成反应,所以气体为O2;
【小问3详解】
化合物v()为醇,a发生消去反应,醇发生消去反应的条件为“浓硫酸,加热”,生成烯烃;b发生氧化反应,醇在Cu的催化和加热条件下与O2发生催化氧化反应,生成醛;醇也可以在酸性KMnO4等强氧化剂的作用下发生氧化反应,生成酸;
【小问4详解】
反应⑤是由CO、碘代烃vi()以及反应物i ()合成化合物vii(),反应过程中碘代烃vi()中的C-I键断裂、CO中的三键断裂、环戊醇()中H-O断裂,生成C-O单键和C-C单键;
A. CO属于极性分子,分子中存在由p轨道“肩并肩”形成的键,故A错误;
B. 反应过程中,三键断裂生成双键和C-O单键,故B正确;
C. 反应物i()中氧原子采取杂化,但不存在手性碳原子,故C错误;
D. 反应过程中,有C-I键和H-O键断裂,故D正确;
答案选AC;
【小问5详解】
以苯、乙烯和为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物。乙烯与水在催化剂加热加压条件下合成乙醇;乙烯在银催化作用下氧化生成;苯在铁催化作用下与溴生成溴苯,溴苯与生成,与HI反应合成,最后根据反应⑤的原理,与乙醇、CO合成化合物,则合成路线为:
(a)最后一步反应中,有机反应物为和;
(b)步骤⑤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为。
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