内容正文:
东北育才高中2024-2025学年度下学期
高二年级化学科期中考试试卷
总分:100分 时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 K-39 Zr-91 Sr-88 Mn-55 Te-128
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、选择题(本题包括15小题。每小题3分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学符号的正确表达是“化学人”交流的基础。下列有关化学用语,表述正确的是
A. 醛基的电子式:
B. 基态O原子最高能层电子排布式:2s22p4
C. 乙烯的实验式:CnH2n
D. 镁原子最外层电子的电子云轮廓图:
【答案】B
【解析】
【详解】A.醛基的电子式:,A错误;
B.O为8号元素,基态O最高能层为L,电子排布式:2s22p4,B正确;
C.乙烯的实验式:CH2,C错误;
D.镁原子最外层电子在3s能级,电子云轮廓图为球形,D错误;
故选B。
2. 下列说法错误的是
A. 根据水的沸点高于氟化氢,推断分子间氢键数目:
B. 根据H2O和H2S的空间构型相似,推断CaO2和CaH2的化学键类型完全相同
C. 根据推电子基团种类不同,推断酸性:
D. 根据冰晶体中水分子采用分子非密堆积,推断氨晶体中氨气分子也采用分子非密堆积
【答案】B
【解析】
【详解】A.水分子之间和HF分子之间都存在氢键,水常温下为液体,HF常温下为气体,则分子间氢键数目H2O>HF,故A正确;
B.CaO2由Ca2+和组成,存在离子键和共价键,CaH2由Ca2+和H-组成,只有离子键,故B错误;
C.乙基的推电子能力比甲基大,则正丙酸中的羧基较难电离出氢离子,其酸性较弱,故C正确;
D.氨分子与水分子结构类似,分子间均能形成氢键,晶体中采用分子非密堆积,故D正确;
故答案为B。
3. BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3,一定条件下(H2O)2·BF3可发生如图转化,下列说法中正确的是
A. (H2O)2·BF3属于离子晶体
B. BF3是仅含极性共价键的极性分子
C. (H2O)2·BF3分子之间存在着配位键和氢键
D. H2O中的H-O-H键角小于H3O+中的键角
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据示意图可知,(H2O)2·BF3构成为分子,属于分子晶体,A错误;
B.BF3中B原子的价层电子对数为3,则B原子采取sp2杂化,分子空间构型为平面三角形,结构对称,是仅含极性共价键的非极性分子,B错误;
C.(H2O)2·BF3分子之间水分子与水分子间形成氢键,分子中O原子提供孤电子对,B原子提供空轨道,O与B之间存在配位键,但分子间不存在配位键,C错误;
D.H3O+中只有一对孤电子对,H2O中有2对孤电子对,孤电子对越多,排斥力越大,键角越小,故H2O中的H-O-H键角小于H3O+中的键角,D正确;
答案选D。
4. 根据下面合成路线判断烃A为
A(烃类)BC
A. 1﹣丁烯 B. 乙烯
C. 乙炔 D. 1,3﹣丁二烯
【答案】B
【解析】
【详解】由反应条件、目标物的结构简式可知,烃A与溴发生加成反应生成B,B发生卤代烃的水解反应生成C,2分子C之间脱去2分子水生成目标物,推知A为CH2=CH2、B为BrCH2CH2Br、 C为HOCH2CH2OH,则烯烃A的名称为乙烯。
故选B。
5. 实验室制备乙酸丁酯,反应温度要控制在115℃~125℃之间,其他有关数据如下表:
物质
乙酸
1−丁醇
乙酸丁酯
98%浓硫酸
沸点
117.9℃
117.2℃
126.3℃
338.0℃
溶解性
溶于水和有机溶剂
溶于水和有机溶剂
微溶于水,溶于有机溶剂
与水混溶
关于实验室制备乙酸丁酯的叙述错误的是
A. 不用水浴加热是因为:乙酸丁酯的沸点高于100℃
B. 不能边反应边蒸出乙酸丁酯的原因:乙酸丁酯的沸点比反应物和反应控制温度都高
C. 从反应后混合物分离出粗品的方法:用水、饱和Na2CO3溶液洗涤后分液
D. 由粗品制精品需要进行的一步操作:蒸馏
【答案】A
【解析】
【详解】A.实验室制备乙酸丁酯的环境温度(反应温度)是115-125°C,而水浴的温度为100°C,故A错误;B.由表中数据可知乙酸丁酯的沸点比反应物和反应控制温度都高,则不能边反应边蒸出乙酸丁酯,以提高反应物的利用率,故B正确;C.反应后混合物中含有乙酸、1-丁醇、乙酸丁酯,乙酸可以和碳酸钠反应生成乙酸钠的水溶液,1-丁醇能溶于水,乙酸丁酯在饱和碳酸钠中的溶解度极小,所以用水、饱和Na2CO3溶液洗涤后分液可得乙酸丁酯粗品,故C正确;D.粗品中含有水,可加吸水剂除去水然后再蒸馏,故D正确;故答案为A。
6. 下列说法中,不正确的是
A. 室温下,在水中的溶解度:甘油>苯酚>溴乙烷
B. 用溴水可以鉴别苯酚溶液、2,4-己二烯、甲苯、氯仿
C. 苯中除杂质苯酚可以用浓溴水,过滤除去三溴苯酚
D 乙烯、乙炔、乙醛都能使溴水或酸性溶液褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.甘油含多个羟基,与水形成氢键的能力强,极易溶于水;苯酚室温下在水中溶解度较小;溴乙烷为卤代烃,难溶于水,溶解度顺序正确,A正确;
B.溴水与苯酚反应生成白色沉淀,与2,4-己二烯发生加成反应使溴水褪色,甲苯萃取溴后上层呈橙红色,氯仿萃取溴后下层呈橙红色,四种物质现象不同,可以鉴别,B正确;
C.三溴苯酚属于有机物,可溶于苯中,无法通过过滤除去,且过量的溴也会溶于苯引入新杂质,除杂方法错误,C错误;
D.乙烯含碳碳双键、乙炔含碳碳三键、乙醛含醛基,均能被酸性KMnO₄氧化,也均能与溴水反应(乙烯、乙炔发生加成反应,乙醛被溴水氧化),可使两种溶液褪色,D正确;
故选C。
7. 铁镁储氢合金的晶胞结构如图所示,铁原子位于晶胞顶点和面心的位置,镁原子位于将晶胞平分为8个小立方体的体心位置。下列说法正确的是
A. 镁有12种空间运动状态不同的电子
B. 晶胞中Fe原子与Mg原子个数比为7:4
C. Fe原子的配位数是4
D. 晶体储氢时,H2位于晶胞体心和棱中心位置,若储氢后的化学式为FeMg2H,则储氢率为50%
【答案】D
【解析】
【详解】A.基态镁原子电子排布式为,电子共占据6个轨道,故有6种空间运动状态不同的电子,A错误;
B.晶胞中铁原子数目为:,镁原子数目为:8,Fe原子与Mg原子个数比为1:2,B错误;
C.依据晶胞结构示意图可知,距离面心的铁原子最近且相等的镁原子有8个,因此铁原子的配位数为8,C错误;
D.晶胞中位于顶点和面心的铁原子个数为8×+6×=4,位于体内的镁原子个数为8,位于体心和棱的中心位置的氢分子个数为12×+1=4,完全储氢后化学式为FeMg2H2,若储氢后的化学式为FeMg2H,则储氢率为50%,D正确;
故选D。
8. 锆酸锶主要用于玻璃、陶瓷工业,可用碳酸锶和二氧化锆在高温下反应制得,同时有二氧化碳生成。二氧化锆的立方晶胞(图1)、锆酸锶的立方晶胞(图2)结构如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 属于非极性分子,大键可表示为
B. 图2晶胞沿z轴方向的投影图为
C. 若a点的原子分数坐标为,则b点的原子分数坐标为
D. 若图2晶体的密度为,则相邻O原子之间的最短距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.属于非极性分子,大键可表示为,A项错误;
B.图2晶胞沿轴方向的投影图为,B项错误;
C.b点的原子分数坐标为,C项错误;
D.图2晶胞的化学式为,设该晶胞参数为,由可得:,相邻氧原子之间的最短距离为面对角线的一半,即,D项正确;
故选D。
9. 下列说法中正确的是
①分子间作用力越大,分子越稳定
②共价晶体中共价键越强,熔点越高
③干冰是分子通过氢键和分子间作用力有规则排列成的分子晶体
④金刚石为共价键三维骨架结构,晶体中的最小环上有6个碳原子且最多4个碳原子共面
⑤上述四种有机物:①与②、③与④分别互为同分异构体
⑥B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似,分子中B和N的杂化方式相同
⑦HI的相对分子质量大于HF,但是HF的沸点高于HI
⑧I2和Si的晶体类型相同
⑨已知,如果要合成,所用的起始原料可以是1,3—戊二烯和2—丁炔
A. ①②③④⑤ B. ②④⑦⑨ C. ⑥⑦⑧⑨ D. ②④⑤⑥⑦
【答案】D
【解析】
【详解】①分子间作用力影响物质的熔沸点,不影响分子的稳定性,错误;
②共价晶体中共价键越强,破坏共价键所需能量更大,则熔点越高,正确;
③干冰是分子通过分子间作用力有规则排列成的分子晶体,不存在氢键,错误;
④金刚石为共价键三维骨架结构:,晶体中的最小环为六元环,环上有6个碳原子且最多4个碳原子共面,正确;
⑤同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物;,上述四种有机物:①与②、③与④分别互为同分异构体,正确;
⑥B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似,则为共面结构,那么分子中B和N的杂化方式相同,均为sp2杂化,正确;
⑦HI的相对分子质量大于HF,但是HF分子间能形成氢键,导致HF的沸点高于HI ,正确;
⑧I2为分子晶体,Si为共价晶体,错误;
⑨已知,如果要合成,所用的起始原料可以是(丙炔)和(2,3-二甲基-1,3-丁二烯)或(2-甲基-1.3-丁二烯)和(2-丁炔),错误;
故选D。
10. 已知:醛或酮可与格氏试剂(R′MgX):
由乙醇合成(2-丁烯)的流程如下:
下列说法错误的是
A. ③发生氧化反应,⑥发生消去反应
B. N能使酸性高锰酸钾溶液褪色、P不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. P的分子式为
D. M的结构简式为
【答案】B
【解析】
【分析】根据题中所给信息可知,M应为CH3CH2X,N应为CH3CHO,从而得出P为。
【详解】A.反应③中,CH3CH2OH转化为CH3CHO,发生氧化反应,反应⑥中,转化为CH3CH=CHCH3,发生消去反应,A正确;
B.CH3CHO能被酸性高锰酸钾氧化成乙酸,使酸性高锰酸钾溶液褪色,P结构上有-OH,且与-OH相连的C上有H,能被酸性高锰酸钾氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;
C.P的结构简式为,分子式为C4H10O,C正确;
D.由以上分析可知,M的结构简式为CH3CH2X,D正确;
故答案选B。
11. 化学是一门以实验为基础的自然科学。利用如图装置和试剂进行实验(部分夹持装置略),能达到相应实验目的的是
A
B
验证盐酸、碳酸和苯酚酸性强弱
验证乙醇脱水生成乙烯
C
D
检验溴乙烷消去生成乙烯
检验丙烯醇中含碳碳双键
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.盐酸易挥发,挥发出的HCl会随生成的一起进入苯酚钠溶液,也可以和苯酚钠反应生成苯酚,无法证明碳酸酸性强于苯酚,不能达到实验目的,A错误;
B.乙醇与浓硫酸加热制乙烯时,虽然溶液可以除去、乙醇等杂质,但该实验需要控制反应液温度为,图示温度计水银球位置错误(未完全浸入反应液中,无法准确测量反应液温度),不能保证生成乙烯,B错误;
C.溴乙烷和的乙醇溶液加热发生消去反应生成乙烯,反应中乙醇会随乙烯挥发出来,乙醇也可以被酸性高锰酸钾氧化,使高锰酸钾褪色,干扰乙烯检验;乙醇能溶于氢氧化钠溶液,排除干扰后,乙烯能使酸性高锰酸钾褪色,可以检验溴乙烷消去产物乙烯,C正确;
D.丙烯醇中,碳碳双键和醇羟基都可以被酸性高锰酸钾氧化,都能使酸性高锰酸钾褪色,无法检验出碳碳双键,不能达到实验目的,D错误;
故选C。
12. 化合物Z是一种药物中间体,可用下列方法合成。下列说法不正确的是
A. X→Y的反应为取代反应 B. Y→Z的反应过程中有乙醇生成
C. 可用银氨溶液鉴别Y和Z D. 1molY最多可以与4molH2反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.X中硝基发生还原反应生成Y中氨基,则X生成Y的反应为还原反应,故A错误;
B.CH3COCOOCH2CH3可以水解生成CH3CH2OH,根据Y、Z的结构简式知,Y→Z的反应中,Y与CH3COCOOCH2CH3反应中包含酯基的水解,则反应过程中有乙醇生成,故B正确;
C.含有醛基的有机物能发生银镜反应,Y能发生银镜反应,Z不能发生银镜反应,所以可以用银氨溶液鉴别Y、Z,故C正确;
D.苯环和氢气以1:3发生加成反应,醛基和氢气以1:1发生加成反应,1molY最多消耗4molH2,故D正确。
故选A。
13. 从大豆分离出来异黄酮类物质X,结构简式如图。下列关于该有机物的说法错误的是
A. 1 mol X与溴水反应最多消耗
B. 分子中所有碳原子不可能共面
C. 物质X不溶于水可溶于NaOH溶液
D. 1 mol X最多能消耗3 mol钠
【答案】B
【解析】
【详解】A.溴水与该有机物的反应:酚羟基的邻对位未取代位置发生取代反应,碳碳双键发生加成反应: 该物质共有3个酚羟基,可发生取代的邻对位空位共3个,消耗;结构中共有2个碳碳双键,加成消耗,总共消耗,A说法正确;
B.苯环、碳碳双键、羰基均为平面结构,单键可以旋转,虽然存在杂化的亚甲基碳,亚甲基的碳原子本身位于两个相连基团的连线上,氢原子在平面外不影响碳原子的共面,所有碳原子都可以通过旋转单键转到同一平面,B说法错误;
C.该有机物分子中烃基部分很大,憎水性强,因此不溶于水;分子含有酚羟基,可与反应生成易溶于水的酚钠,因此可溶于溶液,C说法正确;
D.只有羟基能与钠反应,该分子共有3个酚羟基,因此最多消耗钠,D说法正确;
答案选B。
14. 硫酸四氨合铜晶体中铜含量可按下列步骤测定:
下列说法不正确的是
A. 步骤Ⅰ,和反应破坏了的稳定性,从而释放出
B. 步骤Ⅱ,KI需过量,以确保完全还原为CuI
C. 步骤Ⅲ,可以用淀粉溶液作为指示剂
D. 计算Cu元素含量必须需要的数据有:晶体的质量、KI固体的质量、滴定时消耗标准溶液的浓度和体积
【答案】D
【解析】
【分析】硫酸四氨合铜晶体加入稀硫酸溶解,加入碘化钾将铜离子还原为碘化亚铜,碘离子被氧化生成碘单质,用硫代硫酸钠溶液滴定碘单质,从而计算Cu元素含量。
【详解】A.中存在,用稀硫酸溶解该配合物时,H+与结合成,破坏了中Cu–NH3配位键的稳定性,释放出,A正确;
B.滴加KI固体时通常需要过量KI,以确保Cu2+完全反应生成CuI和,减少实验误差,B正确;
C.用硫代硫酸钠标准溶液滴定碘时,淀粉与碘显蓝色,故可以用淀粉溶液作为指示剂,滴定终点的现象为:滴入最后半滴硫代硫酸钠标准溶液,溶液由蓝色褪为无色,且30s内不恢复,C正确;
D.计算晶体中Cu元素含量所需的关键数据是晶体质量以及滴定过程中所用溶液的浓度和体积,通过硫代硫酸钠与碘的物质的量关系再推算出Cu的含量,KI的加入量只需保证足量即可,实验无需精确测定KI的质量,D错误;
故选D。
15. 下列说法不正确的是(均不考虑立体异构)
A. 同分异构体有12种,其同分异构体中能与Na反应产生氢气的有8种
B. 某烃的相对分子质量为86,如果分子中含有3个、2个和1个,则符合该结构的烃的一氯取代物一共有9种
C. 组成和结构可用表示的有机物共有20种
D. 分子式为的物质,能使溴的溶液褪色且能与碳酸氢钠反应的物质有3种
【答案】A
【解析】
【详解】A.可以是醇或醚,醇可以看作中的一个H被-OH取代,有正戊烷(3种等效H)、异戊烷(4种等效H)、新戊烷(1种等效H),3+4+1=8种醇;醚CH3-OC4H9(丁基有4种)、C2H5O-C3H7(丙基有2种),共4+2=6种醚,同分异构体有14种,其同分异构体中能与Na反应产生氢气的是醇,共有8种,A错误;
B.设该烃分子式为CnH2n+2,12n+2n+2=86,解得n=6,即C6H14,根据基团确定结构:分子中含有3个-CH3、2个-CH2和一个,符合条件的结构CH3CH2CH(CH3)CH2CH3有4种等效氢,(CH3)2CHCH2CH2CH3有5种等效氢,一氯取代物一共有9种,B正确;
C.-C4H9有4种结构,分别为CH3CH2CH2CH2-、CH3CH2CH(CH3)-、(CH3) 2CHCH2-、(CH3) 3C-,分析-C3H6Cl的结构:-C3H6Cl可以看作-C3H7中1个H被Cl取代,-C3H7有-CH2CH2CH3(3种一氯代物)、(CH3)2 CH-(2种一氯代物),一共5种,两者结合,共有种,C正确;
D.分子式为的物质,能使溴的溶液褪色说明含碳碳双键,能与碳酸氢钠反应说明含有羧基,可能的结构有CH2=CH2CH2COOH、CH3CH=CHCOOH、CH2=C(CH3)COOH,共3种,D正确;
故选A。
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、填空题(本题包括4小题,共55分)
16. 有机物数量众多,不仅构成了生机勃勃的生命世界,也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。请按要求回答下列问题:
(1)相对分子质量为114,其一氯代物只有一种的链状烷烃的结构简式为___________,该物质的名称为___________。
(2)一种有机物X的键线式如图所示
①X的分子式为___________;
②有机物Y是X的同分异构体,且属于芳香族化合物,Y在一定条件下可发生反应生成高分子化合物,该反应的化学方程式为___________。
(3)中官能团名称为___________,其同分异构体中,满足下列条件(①属于酚类;②含有2个甲基,且连在同一个碳原子上)的结构有___________种;其中,核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为6:2:2:1的结构简式为___________。
(4)已知烯烃能发生如下的反应:,请写出下列反应产物的结构简式:___________。
【答案】(1) ①. ②. 2,2,3,3-四甲基丁烷
(2) ①. ②.
(3) ①. 碳氯键、羟基 ②. 13 ③.
(4)
【解析】
【小问1详解】
烷烃的通式为CnH2n+2,相对分子质量为114,则该烷烃14n+2=114,解得n=8,该烷烃分子式为C8H18,其一氯代物只有一种的烷烃,说明只有一种位置的氢,即有6个甲基,其结构简式,该物质的名称为2,2,3,3−四甲基丁烷;
【小问2详解】
)①根据X的键式得到X的分子式为;故答案为:。
②有机物Y是X的同分异构体,且属于芳香族化合物,则Y为苯乙烯,Y在一定条件下可发生反应生成高分子化合物,该反应的化学方程式n;
【小问3详解】
的官能团:碳氯键、羟基;) 的同分异构体中,满足下列条件①属于酚类,含有酚羟基;②含有2个甲基,且连在同一个碳原子上,则含有、−OH、−Cl,当、−Cl在邻位,苯环上有四种位置的氢,则−OH分别取代四个位置的氢,有4种结构;当、−Cl在间位,苯环上有四种位置的氢,则−OH分别取代四个位置的氢,有4种结构;当、−Cl在对位,苯环上有两种位置的氢,则−OH分别取代两个位置的氢,有2种结构;含有、−OH,处于邻、间、对三种结构,因此其同分异构体的结构有13种;其中,核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为6∶2∶2∶1的结构简式为 ;
【小问4详解】
根据题意是断裂碳碳双键,由于碳碳双键上都有氢原子,因此形成醛基,其产物的结构简式: ;
17. 一种被称为“交错磁性”的新型磁性正引起人们的极大关注,因为它被视为不属于常规铁磁性或反铁磁性的第三种磁性,碲化锰就是一种重要的交错磁体,其六方晶胞结构如图所示:
请回答下列问题:
(1)碲化锰交错磁体的化学式为_________。碲与氧、硫、硒位于同一主族,四种元素的简单氢化物的沸点由大到小为:_________。
(2)有机物M()与检验“锰试剂”互为同分异构体,M中发生杂化的原子有_________种。
(3)锰的一种配合物的化学式为,该配合物中阴离子为,其空间构型为_________。THF为四氢呋喃,结构简式为,其同分异构体中能与Na反应产生氢气但不能使溴水褪色的有_________种。
(4)碲化锰还存在立方晶系,可用于太阳能电池材料。该立方晶系的晶胞结构如图所示:
若a点和b点的原子分数坐标分别为和,则c点的原子分数坐标为_________。若该晶体的密度为,则最近的Mn和Te的核间距为_________pm(列出计算式即可,不必化简)。
【答案】(1) ①. MnTe ②.
(2)3 (3) ①. 正四面体形 ②. 4
(4) ①. (,,) ②.
【解析】
【小问1详解】
Mn位于顶点和棱上,由于晶胞为六方晶胞,Mn的个数为,两个Te在体内,N(Mn)∶N(Te )= 1∶1,所以化学式为MnTe;H2S,H2Se,H2Te为结构相似的分子晶体,分子晶体相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高,因为相对分子质量:H2Te > H2Se > H2S,所以沸点:H2Te > H2Se > H2S,H2O分子间能形成氢键,沸点最高,因此沸点由大到小的顺序为; 。
【小问2详解】
苯环中的C为sp2杂化,甲基中的C为sp3杂化,O原子为sp3杂化,N原子也为sp3杂化,所以发生sp3杂化的原子有C、N、O,3种。
【小问3详解】
中心原子价层电子对数为:,没有孤电子对,空间构型为正四面体形;能与Na反应生成H2,结构中存在-OH,且不能使得溴水褪色,说明结构中不存在C=C,所以结构中可能存在四元碳环或者三元碳环,四元碳环时,结构为:一种,三元碳环时,结构为:三种。共4种。
【小问4详解】
a 点与b点的原子分数坐标分别为与,c点原子位于右后上方小立方体的体心,所以c点的原子分数坐标为:;设晶胞的边长为x pm,晶胞的体积为,Mn分别位于顶点与面心,个数为,4个Te位于体内,晶胞的质量为,根据密度公式,可得到,解得,最近的Mn与Te的核间距离为体对角线的,即pm。
18. 联苄()是常用的有机合成中间体,实验室可用苯和1,2-二氯乙烷为原料(两种原料均易挥发且有毒),在无水催化下加热制得联苄。
反应原理为:
查阅资料已知:
物质
相对分子质量
密度/
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
78
0.88
5.5
80.1
难溶于水
99
1.5
83.5
难溶于水,可溶于苯
无水
1335
2.4
190
178
遇水水解,微溶于苯
联苄
182
1.0
52
284
难溶于水,易溶于苯
实验装置如图所示(加热和夹持仪器省略)
实验步骤:
①三颈烧瓶中加入100 mL苯(过量)和适量无水,再通过仪器a向三颈烧瓶中滴加9.9 mL1,2-二氯乙烷。
②控制温度60~65℃,反应约60 min。
③将反应后混合物依次用稀盐酸、溶液和水洗涤分离,在所得产物中加入少量无水固体,静置、过滤,先常压蒸馏,再减压蒸馏得到联苄18.2 g。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称_________。
(2)该实验中仪器a的优点为_________。
(3)实验过程中为了控制反应温度,除了使用60~65℃水浴外,还可以_________。
(4)通过观察反应过程中溶液b中的现象变化,可以验证该反应的反应类型,则溶液b可以选用的试剂为_________。(填字母)
A. 石蕊溶液 B. 水 C. 硝酸银溶液 D. 氢氧化钠溶液
(5)常压蒸馏除杂时,最低温度应控制在_________℃。
(6)该实验的产率约为_________%(保留到小数点后一位)。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)平衡气压,便于液体顺利流下;防止有毒物质1,2-二氯乙烷挥发进入空气中
(3)缓慢(或分批次)滴加1,2-二氯乙烷;并不断搅拌 (4)AC
(5)83.5 (6)66.7
【解析】
【分析】根据原理可知,苯与1,2-二氯乙烷在无水AlCl3作用下,控制温度为60~65℃,发生反应产生联苄,同时产生HCl,根据题中所给物质的物理性质,结合可能存在的杂质进行除杂,得到纯净的联苄。
【小问1详解】
仪器a为恒压滴液漏斗;
【小问2详解】
恒压滴液漏斗和普通分液漏斗相比,优点是:平衡气压,便于液体顺利流下;防止有毒物质1,2-二氯乙烷挥发进入空气中;
【小问3详解】
根据题干信息可知,该反应为放热反应,因此实验过程中为了控制反应温度,除了使用60~65 ℃水浴外,还可以缓慢(或分批次)滴加1,2-二氯乙烷;并不断搅拌,这样可以防止局部温度过高;
【小问4详解】
该反应为取代反应,有HCl生成,HCl能使石蕊溶液变红、HCl能与硝酸银溶液反应生成氯化银沉淀,通过观察反应过程中溶液b中的现象变化,可以验证该反应的反应类型,则溶液b可以选用的试剂为石蕊溶液或硝酸银溶液,选AC;
【小问5详解】
常压蒸馏除杂,除去苯和1,2-二氯乙烷,根据苯和1,2-二氯乙烷的沸点,最低温度应控制在83.5 ℃;
【小问6详解】
9.9 mL1,2-二氯乙烷的物质的量为,根据反应方程式,理论上生成联苄的物质的量是0.15 mol,该实验的产率约为。
19. 甲苯和甲烷是有机合成中的重要原料,以二者为原料合成某有机物的历程如下。
已知:a.两个羟基同时连在同一个碳原子上的结构是不稳定的,会发生脱水反应:。
b.。
完成下列填空:
(1)G中所含官能团名称为_________。
(2)E和F→G的反应类型为_________。
(3)A→B的化学方程式为_________。
(4)H的结构简式为_________。
(5)下列说法正确的是_________。
A. F可以与新制生成砖红色沉淀
B. 甲苯是煤干馏的主要产物之一
C. 1 mol E最多与4 mol银氨溶液充分反应生成碳酸铵
D. G分子中最多有4个原子共平面
(6)与G具有相同官能团的同分异构体有_________种
(7)以乙苯为原料(其他原料任选)制备目标产物聚苯乙烯()_________。
合成路线流程图示例如图:原料中间产物1中间产物2目标产物
【答案】(1)醛基 羟基
(2)加成反应 (3)2+O22 +2H2O
(4) (5)ABC (6)4
(7)
【解析】
【分析】在碱性条件下发生水解得到A苯甲醇,苯甲醇催化氧化得到B苯甲醛,苯甲醛继续被氧化得到C苯甲酸;甲烷与氯气在光照条件下发生水解反应得到D,D在碱性条件下发生水解,根据已知a、c可知E为HCHO,E与F反应生成G,通过I的分子式,C的结构简式,可推知H的结构简式为,I的结构简式为,由此分析回答。
【小问1详解】
由G的结构简式可知其所含官能团为羟基、醛基。
【小问2详解】
根据已知b,该反应是醛的羟醛加成,属于加成反应。
【小问3详解】
A到B为苯甲醇催化氧化生成苯甲醛,化学方程式为:2+O22 +2H2O。
【小问4详解】
根据分析,H的结构简式为。
【小问5详解】
A.F中含有醛基,可以使希夫试剂变为紫红色,故A正确;
B.甲苯的生产主要有两种方法:石油炼制和煤化工法。石油炼制法是通过石油裂解和催化重整过程获得的甲苯,故B正确;
C.E为HCHO,可视为含2个醛基,则lmolE最多与4mol银氨溶液充分反应生成碳酸铵,故C正确;
D.G中含醛基,分子中最少有4个原子共平面,故D错误;
故选ABC。
【小问6详解】
根据分析,与G具有相同官能团的同分异构体有:,故共有4种。
【小问7详解】
可由加聚得到,可由发生消去反应得到,可由乙苯与氯气发生取代反应得到,合成路线为: 。
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东北育才高中2024-2025学年度下学期
高二年级化学科期中考试试卷
总分:100分 时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 K-39 Zr-91 Sr-88 Mn-55 Te-128
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、选择题(本题包括15小题。每小题3分,每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学符号的正确表达是“化学人”交流的基础。下列有关化学用语,表述正确的是
A. 醛基的电子式:
B. 基态O原子最高能层电子排布式:2s22p4
C. 乙烯的实验式:CnH2n
D. 镁原子最外层电子的电子云轮廓图:
2. 下列说法错误的是
A. 根据水的沸点高于氟化氢,推断分子间氢键数目:
B. 根据H2O和H2S的空间构型相似,推断CaO2和CaH2的化学键类型完全相同
C. 根据推电子基团种类不同,推断酸性:
D. 根据冰晶体中水分子采用分子非密堆积,推断氨晶体中氨气分子也采用分子非密堆积
3. BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3,一定条件下(H2O)2·BF3可发生如图转化,下列说法中正确的是
A. (H2O)2·BF3属于离子晶体
B. BF3是仅含极性共价键的极性分子
C. (H2O)2·BF3分子之间存在着配位键和氢键
D. H2O中的H-O-H键角小于H3O+中的键角
4. 根据下面合成路线判断烃A为
A(烃类)BC
A. 1﹣丁烯 B. 乙烯
C. 乙炔 D. 1,3﹣丁二烯
5. 实验室制备乙酸丁酯,反应温度要控制在115℃~125℃之间,其他有关数据如下表:
物质
乙酸
1−丁醇
乙酸丁酯
98%浓硫酸
沸点
117.9℃
117.2℃
126.3℃
338.0℃
溶解性
溶于水和有机溶剂
溶于水和有机溶剂
微溶于水,溶于有机溶剂
与水混溶
关于实验室制备乙酸丁酯的叙述错误的是
A. 不用水浴加热是因为:乙酸丁酯的沸点高于100℃
B. 不能边反应边蒸出乙酸丁酯的原因:乙酸丁酯的沸点比反应物和反应控制温度都高
C. 从反应后混合物分离出粗品的方法:用水、饱和Na2CO3溶液洗涤后分液
D. 由粗品制精品需要进行的一步操作:蒸馏
6. 下列说法中,不正确的是
A. 室温下,在水中的溶解度:甘油>苯酚>溴乙烷
B. 用溴水可以鉴别苯酚溶液、2,4-己二烯、甲苯、氯仿
C. 苯中除杂质苯酚可以用浓溴水,过滤除去三溴苯酚
D. 乙烯、乙炔、乙醛都能使溴水或酸性溶液褪色
7. 铁镁储氢合金的晶胞结构如图所示,铁原子位于晶胞顶点和面心的位置,镁原子位于将晶胞平分为8个小立方体的体心位置。下列说法正确的是
A. 镁有12种空间运动状态不同的电子
B. 晶胞中Fe原子与Mg原子个数比7:4
C. Fe原子的配位数是4
D. 晶体储氢时,H2位于晶胞体心和棱中心位置,若储氢后的化学式为FeMg2H,则储氢率为50%
8. 锆酸锶主要用于玻璃、陶瓷工业,可用碳酸锶和二氧化锆在高温下反应制得,同时有二氧化碳生成。二氧化锆的立方晶胞(图1)、锆酸锶的立方晶胞(图2)结构如图所示。设为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 属于非极性分子,大键可表示为
B. 图2晶胞沿z轴方向的投影图为
C. 若a点的原子分数坐标为,则b点的原子分数坐标为
D. 若图2晶体的密度为,则相邻O原子之间的最短距离为
9. 下列说法中正确的是
①分子间作用力越大,分子越稳定
②共价晶体中共价键越强,熔点越高
③干冰是分子通过氢键和分子间作用力有规则排列成的分子晶体
④金刚石为共价键三维骨架结构,晶体中的最小环上有6个碳原子且最多4个碳原子共面
⑤上述四种有机物:①与②、③与④分别互为同分异构体
⑥B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似,分子中B和N的杂化方式相同
⑦HI的相对分子质量大于HF,但是HF的沸点高于HI
⑧I2和Si的晶体类型相同
⑨已知,如果要合成,所用起始原料可以是1,3—戊二烯和2—丁炔
A. ①②③④⑤ B. ②④⑦⑨ C. ⑥⑦⑧⑨ D. ②④⑤⑥⑦
10. 已知:醛或酮可与格氏试剂(R′MgX):
由乙醇合成(2-丁烯)的流程如下:
下列说法错误的是
A. ③发生氧化反应,⑥发生消去反应
B. N能使酸性高锰酸钾溶液褪色、P不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. P的分子式为
D. M的结构简式为
11. 化学是一门以实验为基础的自然科学。利用如图装置和试剂进行实验(部分夹持装置略),能达到相应实验目的的是
A
B
验证盐酸、碳酸和苯酚酸性强弱
验证乙醇脱水生成乙烯
C
D
检验溴乙烷消去生成乙烯
检验丙烯醇中含碳碳双键
A. A B. B C. C D. D
12. 化合物Z是一种药物中间体,可用下列方法合成。下列说法不正确的是
A. X→Y的反应为取代反应 B. Y→Z的反应过程中有乙醇生成
C. 可用银氨溶液鉴别Y和Z D. 1molY最多可以与4molH2反应
13. 从大豆分离出来的异黄酮类物质X,结构简式如图。下列关于该有机物的说法错误的是
A. 1 mol X与溴水反应最多消耗
B 分子中所有碳原子不可能共面
C. 物质X不溶于水可溶于NaOH溶液
D. 1 mol X最多能消耗3 mol钠
14. 硫酸四氨合铜晶体中铜含量可按下列步骤测定:
下列说法不正确的是
A. 步骤Ⅰ,和反应破坏了的稳定性,从而释放出
B. 步骤Ⅱ,KI需过量,以确保完全还原为CuI
C. 步骤Ⅲ,可以用淀粉溶液作为指示剂
D. 计算Cu元素含量必须需要的数据有:晶体的质量、KI固体的质量、滴定时消耗标准溶液的浓度和体积
15. 下列说法不正确的是(均不考虑立体异构)
A. 同分异构体有12种,其同分异构体中能与Na反应产生氢气的有8种
B. 某烃的相对分子质量为86,如果分子中含有3个、2个和1个,则符合该结构的烃的一氯取代物一共有9种
C. 组成和结构可用表示的有机物共有20种
D. 分子式为的物质,能使溴的溶液褪色且能与碳酸氢钠反应的物质有3种
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、填空题(本题包括4小题,共55分)
16. 有机物数量众多,不仅构成了生机勃勃的生命世界,也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。请按要求回答下列问题:
(1)相对分子质量为114,其一氯代物只有一种的链状烷烃的结构简式为___________,该物质的名称为___________。
(2)一种有机物X键线式如图所示
①X的分子式为___________;
②有机物Y是X的同分异构体,且属于芳香族化合物,Y在一定条件下可发生反应生成高分子化合物,该反应的化学方程式为___________。
(3)中官能团名称为___________,其同分异构体中,满足下列条件(①属于酚类;②含有2个甲基,且连在同一个碳原子上)结构有___________种;其中,核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为6:2:2:1的结构简式为___________。
(4)已知烯烃能发生如下的反应:,请写出下列反应产物的结构简式:___________。
17. 一种被称为“交错磁性”的新型磁性正引起人们的极大关注,因为它被视为不属于常规铁磁性或反铁磁性的第三种磁性,碲化锰就是一种重要的交错磁体,其六方晶胞结构如图所示:
请回答下列问题:
(1)碲化锰交错磁体的化学式为_________。碲与氧、硫、硒位于同一主族,四种元素的简单氢化物的沸点由大到小为:_________。
(2)有机物M()与检验“锰试剂”互为同分异构体,M中发生杂化的原子有_________种。
(3)锰的一种配合物的化学式为,该配合物中阴离子为,其空间构型为_________。THF为四氢呋喃,结构简式为,其同分异构体中能与Na反应产生氢气但不能使溴水褪色的有_________种。
(4)碲化锰还存在立方晶系,可用于太阳能电池材料。该立方晶系的晶胞结构如图所示:
若a点和b点的原子分数坐标分别为和,则c点的原子分数坐标为_________。若该晶体的密度为,则最近的Mn和Te的核间距为_________pm(列出计算式即可,不必化简)。
18. 联苄()是常用的有机合成中间体,实验室可用苯和1,2-二氯乙烷为原料(两种原料均易挥发且有毒),在无水催化下加热制得联苄。
反应原理为:
查阅资料已知:
物质
相对分子质量
密度/
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
78
0.88
5.5
80.1
难溶于水
99
1.5
83.5
难溶于水,可溶于苯
无水
133.5
2.4
190
178
遇水水解,微溶于苯
联苄
182
1.0
52
284
难溶于水,易溶于苯
实验装置如图所示(加热和夹持仪器省略)
实验步骤:
①三颈烧瓶中加入100 mL苯(过量)和适量无水,再通过仪器a向三颈烧瓶中滴加9.9 mL1,2-二氯乙烷。
②控制温度为60~65℃,反应约60 min。
③将反应后的混合物依次用稀盐酸、溶液和水洗涤分离,在所得产物中加入少量无水固体,静置、过滤,先常压蒸馏,再减压蒸馏得到联苄18.2 g。
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称_________。
(2)该实验中仪器a的优点为_________。
(3)实验过程中为了控制反应温度,除了使用60~65℃水浴外,还可以_________。
(4)通过观察反应过程中溶液b中的现象变化,可以验证该反应的反应类型,则溶液b可以选用的试剂为_________。(填字母)
A. 石蕊溶液 B. 水 C. 硝酸银溶液 D. 氢氧化钠溶液
(5)常压蒸馏除杂时,最低温度应控制在_________℃。
(6)该实验的产率约为_________%(保留到小数点后一位)。
19. 甲苯和甲烷是有机合成中的重要原料,以二者为原料合成某有机物的历程如下。
已知:a.两个羟基同时连在同一个碳原子上的结构是不稳定的,会发生脱水反应:。
b.。
完成下列填空:
(1)G中所含官能团名称为_________。
(2)E和F→G的反应类型为_________。
(3)A→B的化学方程式为_________。
(4)H的结构简式为_________。
(5)下列说法正确的是_________。
A. F可以与新制生成砖红色沉淀
B. 甲苯是煤干馏的主要产物之一
C. 1 mol E最多与4 mol银氨溶液充分反应生成碳酸铵
D. G分子中最多有4个原子共平面
(6)与G具有相同官能团的同分异构体有_________种
(7)以乙苯为原料(其他原料任选)制备目标产物聚苯乙烯()_________。
合成路线流程图示例如图:原料中间产物1中间产物2目标产物
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