内容正文:
华蓥中学高2027届5月月考
化学试题
可能用到的相对原子量:H-1 C-12 O-16 Ti-48 Fe-56
一、选择题(本题共15个小题,每小题3分,共45分)
1. 下列化学用语正确的是
A. 固体HF中的链状结构:
B. SO2的VSEPR模型为:
C. 中的化学键:键
D. 制备聚2-丁烯的反应:nCH3CH=CHCH3
2. 石油产品转化为化工、纺织等产业的基本原料可以提升对自然资源的开发利用,丙烯的利用也是我们关注的热点。下列反应获得的有机产物只有1种的是
A. 丙烯与HCl发生加成反应 B. 丙烯与Cl2发生加成反应
C. 丙烯与H2O发生加成反应 D. 丙烯在氧气中燃烧
3. X、Y、Z、W、Q为原子序数依次递增的短周期主族元素。基态X原子价电子层有3个单电子,Z与Y可形成原子个数比为1∶1的含非极性共价键的离子化合物。W、Q的最外层电子数之和等于Z的原子序数。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:Z>Y B. X、W单质的晶体类型一定相同
C. 简单气态氢化物的稳定性:X>Y D. Q的最高价含氧酸根的空间结构为正四面体形
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温常压下,与的混合气体中含有原子总数为
B. 和在光照下充分反应后,分子总数目大于
C. 标准状况下,中所含的数目为
D. 含键的数目为
5. 随着碳原子数目的增加,普通命名已不能满足需求。下列烷烃的系统命名正确的是
A. 5-甲基-4-乙基己烷 B. 2,4,4-三甲基-3-乙基戊烷
C. 2,2,3-三甲基丁烷 D. 3,3-二甲基-4-乙基戊烷
6. 常用于制备磁芯、磁盘和传感器等,它的晶胞(如图)为等轴晶系。已知:晶胞参数为bnm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是
A. 氧离子构成正八面体形 B. 和之间的距离为
C. 的分数坐标为 D. 晶体密度为
7. 下列说法正确的是
A. 分子式为的烷烃,含有3个甲基的同分异构体有2种
B. 乙烷与氯气在光照条件下反应生成的有机物共有6种
C. 该分子存在顺反异构,与H2完全加成(-COOH不与H2加成)后的产物有2个手性碳原子
D. 相同质量的甲烷、乙烯、乙炔完全燃烧,消耗O2量的关系是:乙炔<乙烯<甲烷
8. 己烯雌酚是一种激素类药物,结构如 下列叙述中正确的是
A. 分子中有7个碳碳双键,可以与氢气1:7加成
B. 该分子中有2个H,2个O,6个C共直线
C. 该分子对称性好,所以没有顺反异构
D. 该有机物分子中,最多可能有18个碳原子共平面
9. 下列反应不属于加成反应的是
A. 乙烯水化法合成乙醇 B. 2-戊烯与氯化氢反应
C. 1-丁烯使溴的四氯化碳溶液褪色 D. 1,3-丁二烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
10. 实验室常用电石制取乙炔,某兴趣小组利用如图所示装置制取乙炔并验证其性质,下列对装置和试剂的分析合理的是
A. 装置甲可用启普发生器代替
B. 装置乙中试剂X可选用溶液,用于净化乙炔
C. 装置丙、丁中均可看到试剂褪色,褪色的原理相同
D. 装置戊中可收集到纯净的乙炔
11. 下列化学方程式书写不正确的是
A. 乙炔水化法制备乙醛:
B. 2-甲基-2-丁烯的加聚反应:nC(CH3)2=CHCH3
C. 甲苯和氯气在光照条件下反应:+Cl2+HCl
D. 苯与浓硫酸制备苯磺酸:+HO-SO3H+H2O
12. 下列实验操作正确的是
A. 将氯水和苯混合光照可制得氯苯
B. 除去溴苯中红棕色的溴,可用稀溶液反复洗涤,并用分液漏斗分液
C. 用苯和浓、浓反应制取硝基苯时需水浴加热,温度计应放在混合液中
D. 制取硝基苯时,向反应器中依次添加试剂的顺序为:浓、浓、苯
13. 实验室中用苯和液溴在溴化铁的催化作用下制得粗溴苯,提纯粗溴苯的流程如图。
下列说法错误的是
A. 操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需用到分液漏斗 B. 试剂X可为溶液
C. 无水的作用是除去有机层③的水 D. 操作Ⅴ应选用球形冷凝管
14. 广霍香(如图1)是十大广药(粤十味)之一,在广东的主产地是湛江、肇庆等地。具有开胃止呕、发表解暑之功效,是藿香正气水的主要成分。愈创木烯(结构简式如图2)是广霍香的重要提取物之一。下列有关愈创木烯的说法正确的是
A. 常温下是气体
B. 属于乙烯的同系物
C. 除了甲基碳原子为sp3杂化,其他碳原子为sp2杂化
D. 能与Br2发生加成反应
15. 已知。若要合成,则所用的原料可为
A. 2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔 B. 1,3-戊二烯和2-丁炔
C. 2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 D. 2,3-二甲基-1,3-丁二烯和乙炔
二、填空题(本题共4个小题,共55分)
16. 根据下列有机物的结构,回答下列问题:
① ②
③ ④ ⑤
⑥ ⑦
⑧ ⑨
(1)属于芳香烃的是___________(填序号,下同)与⑧互为同分异构体的是___________。
(2)写出⑤中的含氧官能团的名称___________。
(3)有机物③的系统命名是___________。
(4)组成和结构可用表示的有机化合物共有___________(不考虑立体异构)种。
(5)①Y的结构简式为,Z是Y的同系物,Z的相对分子质量比Y大14,Z的核磁共振氢谱峰面积之比为1:1:6,写出Z的结构简式___________。
②若取和的混合物1 mol进行燃烧实验,该混合物完全燃烧消耗氧气的物质的量为___________。
(6)联苯的二溴代物有___________种。
17. 《Nature Energy》报道了中科院大连化学物理研究所科学家用、等作催化剂,实现了在常压、100℃-300℃的条件下合成氨。
(1)基态N原子的价层电子排布式为___________,核外电子有___________种空间运动状态,能量最高的电子所占据的轨道形状是___________形。
(2)下列状态的氮中,电离最外层一个电子所需能量最小的是___________(填字母)。
a. b. c.
(3)NH3能与许多金属离子形成配合物,如、等,已知配体给出孤电子对的能力越强,形成的配合物越稳定。相同条件下,、、三种配体中,最易与形成稳定配合物的是___________;气态再失去一个电子比气态再失去一个电子更难,原因是___________。
(4)氨在粮食生产、国防中有着无可替代的地位,可用于合成氨基酸、、TNT等。甘氨酸()是组成最简单的氨基酸,熔点为,沸点为。
①NaNH2中的空间构型为___________。
②甘氨酸中位于第二周期元素,第一电离能由小到大的顺序为___________(填元素符号),其熔点、沸点远高于相对分子质量几乎相等的丙酸(熔点为-21℃,沸点为141℃)的主要原因:一是甘氨酸能形成内盐;二是___________。
18. 铜及其化合物在工业生产上有许多用途。某工厂以辉铜矿(主要成分为,含少量、等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下:
已知:①常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表
金属离子
开始沉淀
7.5
2.7
5.6
8.3
完全沉淀
9.0
3.7
6.7
9.8
(1)为提高“浸取”速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有________(任写一种)。
(2)辉铜矿中亚铜离子的价电子排布式为________。
(3)滤渣I中的主要成分是、、,请写出“浸取”反应中生成S的离子反应方程式:________。
(4)常温下“除铁”时加入的试剂A可以是________,pH的调节范围为________。
(5)过滤II得到的沉淀经过洗涤、干燥可以得到碱式碳酸铜,判断沉淀是否洗净的操作是________。
19. 我国科学家成功实现甲烷在催化剂及无氧条件下,一步高效生产乙烯、芳香烃和氢气等化学品,为天然气化工开发了一条革命性技术。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:
已知:a.
b.
c.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:第一类取代基主要使新导入的取代基进入苯环的邻位和对位,如、(或烃基)、等;第二类取代基主要使新导入的取代基进入苯环的间位,如、等。
(1)乙烯分子中σ键和π键的个数比为___________。
(2)反应②的化学反应类型为___________,苯乙烯中官能团的名称为___________。
(3)聚苯乙烯的结构简式为___________。
(4)写出反应⑤的化学方程式___________。
(5)某芳香族化合物分子式为C8H8Br2,其同分异构体苯环上只有两个取代基,其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1的结构简式为___________。
(6)写出以苯为原料制备的合成路线流程图___________(无机试剂、两个碳以下的有机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
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华蓥中学高2027届5月月考
化学试题
可能用到的相对原子量:H-1 C-12 O-16 Ti-48 Fe-56
一、选择题(本题共15个小题,每小题3分,共45分)
1. 下列化学用语正确的是
A. 固体HF中的链状结构:
B. SO2的VSEPR模型为:
C. 中的化学键:键
D. 制备聚2-丁烯的反应:nCH3CH=CHCH3
【答案】B
【解析】
【详解】A.固体中,一个 HF 分子中的氢原子与相邻另一个 HF 分子中的氟原子之间形成分子间氢键,氢键具有方向性,其链状结构为:,
B.中心原子的价层电子对数为,VSEPR模型为平面三角形,包含1对孤电子对与2个键电子对,与选项给出的模型一致,B正确;
C.中原子采取杂化,杂化后的轨道与的轨道形成键,为 键,不是 键,C错误;
D.2-丁烯加聚时双键打开,重复单元为 ,选项给出的是1,3-丁二烯的加聚产物结构,正确的反应方程式为:,D错误;
故选B。
2. 石油产品转化为化工、纺织等产业的基本原料可以提升对自然资源的开发利用,丙烯的利用也是我们关注的热点。下列反应获得的有机产物只有1种的是
A. 丙烯与HCl发生加成反应 B. 丙烯与Cl2发生加成反应
C. 丙烯与H2O发生加成反应 D. 丙烯在氧气中燃烧
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙烯与HCl发生加成反应可生成CH3CHClCH3和ClCH2CH2CH3,A不符合题意;
B.丙烯与Cl2发生加成反应生成ClCH2CHClCH3,B符合题意;
C.丙烯与H2O发生加成反应可生成CH3CH(OH)CH3和HOCH2CH2CH3,C不符合题意;
D.丙烯在氧气中完全燃烧得到二氧化碳和水,D不符合题意;
故选B。
3. X、Y、Z、W、Q为原子序数依次递增的短周期主族元素。基态X原子价电子层有3个单电子,Z与Y可形成原子个数比为1∶1的含非极性共价键的离子化合物。W、Q的最外层电子数之和等于Z的原子序数。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:Z>Y B. X、W单质的晶体类型一定相同
C. 简单气态氢化物的稳定性:X>Y D. Q的最高价含氧酸根的空间结构为正四面体形
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、Q为原子序数依次递增的短周期主族元素,基态X原子价电子层有3个单电子,电子排布式应为1s22s22p3,所以X为N,Z与Y可形成原子个数比为1∶1的含非极性共价键的离子化合物应为Na2O2,所以Y为O,Z为Na,W、Q的最外层电子数之和等于Z的原子序数11,所以W、Q分别为P、S或Si、Cl。
【详解】A.简单离子半径:Na+<O2-,故A错误;
B.X单质为N2分子晶体,W单质可能为Si或P,可能是共价晶体,也可能是分子晶体,晶体类型不一定相同,故B错误;
C.非金属性O比N强,故简单气态氢化物的稳定性:NH3<H2O,故C错误;
D.Q的最高价含氧酸根可能为或者,两种离子中心原子价层电子对数均为4,均没有孤电子对,空间结构均为正四面体形,故D正确;
所以答案为D。
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 常温常压下,与的混合气体中含有原子总数为
B. 和在光照下充分反应后,分子总数目大于
C. 标准状况下,中所含的数目为
D. 含键的数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.和的最简式均为,1.4 g混合气体中 ,所含原子总物质的量为0.3 mol,数目为,A正确;
B.甲烷与氯气的取代反应中,每一步反应前后分子总数不变,初始总物质的量为 ,充分反应后分子总数仍为,B错误;
C.标准状况下为液态,不能用22.4 L/mol计算其物质的量,无法确定键数目,C错误;
D.1个中,Cu与配体形成4个配位键,4个含个键,共16个键,1 mol该配离子含键数目为,D错误;
故选A。
5. 随着碳原子数目的增加,普通命名已不能满足需求。下列烷烃的系统命名正确的是
A. 5-甲基-4-乙基己烷 B. 2,4,4-三甲基-3-乙基戊烷
C. 2,2,3-三甲基丁烷 D. 3,3-二甲基-4-乙基戊烷
【答案】C
【解析】
【详解】A.5-甲基-4-乙基己烷命名为编号错误,正确名称为2-甲基-3-乙基己烷,A不正确;
B.2,4,4-三甲基-3-乙基戊烷为编号错误,正确名称为2,2,4-三甲基-3-乙基戊烷,B不正确;
C.2,2,3-三甲基丁烷中,选主链、编号、名称书写都符合命名原则,C正确;
D.3,3-二甲基-4-乙基戊烷为选主链错误,正确的名称为3,3,4-三甲基己烷,D不正确;
故选C。
6. 常用于制备磁芯、磁盘和传感器等,它的晶胞(如图)为等轴晶系。已知:晶胞参数为bnm,NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是
A. 氧离子构成正八面体形 B. 和之间的距离为
C. 的分数坐标为 D. 晶体密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据晶胞结构示意图,氧离子构成正八面体形,故A正确;
B.Fe2+和Ti4+之间的距离为体对角线的,即为,故B错误;
C.根据图中已知的两个Ti原子的坐标(0,0,0)和(1,1,1),Fe2+在体心位置,分数坐标为,故C正确;
D.根据晶胞结构示意图,晶胞中Fe2+个数为1,O2-个数为,Ti4+的个数为,晶胞中含一个FeTiO3,晶胞的质量为,晶胞的体积为,晶体的密度,故D正确;
故答案为B。
7. 下列说法正确的是
A. 分子式为的烷烃,含有3个甲基的同分异构体有2种
B. 乙烷与氯气在光照条件下反应生成的有机物共有6种
C. 该分子存在顺反异构,与H2完全加成(-COOH不与H2加成)后的产物有2个手性碳原子
D. 相同质量的甲烷、乙烯、乙炔完全燃烧,消耗O2量的关系是:乙炔<乙烯<甲烷
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子式为的烷烃,含3个甲基说明仅存在1个支链,对应的同分异构体为2-甲基己烷、3-甲基己烷、3-乙基戊烷,共3种,A错误;
B.乙烷与氯气光照下取代生成的有机物包含一氯乙烷(1种)、二氯乙烷(2种)、三氯乙烷(2种)、四氯乙烷(2种)、五氯乙烷(1种)、六氯乙烷(1种),共9种,B错误;
C.根据烯烃顺反异构的定义,该有机物存在顺反异构,该有机物加氢以后,生成物的结构简式为,含有3个手性碳原子,C错误;
D.由C~CO2~2O,2H~H2O~O可知,相同质量的碳元素、氢元素燃烧,氢元素耗氧量更大,则等质量的烃完全燃烧,烃中氢元素质量分数越大,耗氧量越大,氢元素质量分数:乙炔<乙烯<甲烷,故耗氧量:乙炔<乙烯<甲烷,D正确;
故选D。
8. 己烯雌酚是一种激素类药物,结构如 下列叙述中正确的是
A. 分子中有7个碳碳双键,可以与氢气1:7加成
B. 该分子中有2个H,2个O,6个C共直线
C. 该分子对称性好,所以没有顺反异构
D. 该有机物分子中,最多可能有18个碳原子共平面
【答案】D
【解析】
【分析】本题主要考查有机化合物的基本性质以及结构问题。
A.分子中存在2个苯环,苯环中的化学键是介于单键与双键之间的一种特殊的化学键,只含有1个C=C双键;
B.O-H键与O-C键之间形成V型结构,H原子与O原子连接的苯环C原子不可能处于同一直线,O氧原子、-OH连接的苯环C原子及该C原子对位位置的C原子、连接苯环的碳碳双键中的1个C原子处于同一直线;
C.C=C双键中同一C原子连接不同的基团,该物质具有顺反异构;
D.旋转碳碳双键与苯环之间的单键,可以使苯环形成的平面与C=C双键形成的平面处于同一平面,旋转碳碳双键与乙基之间的碳碳单键,可以使甲基中的C原子落在C=C形成的平面。
【详解】A.分子中存在2个苯环,只含有1个C=C双键,能与氢气按1:7发生加成反应,故A错误;
B.O-H键与O-C键之间形成V型结构,H原子与O原子连接的苯环C原子不可能处于同一直线,O氧原子、-OH连接的苯环C原子及该C原子对位位置的C原子、连接苯环的碳碳双键中的1个C原子处于同一直线,即1个O原子,3个C原子共直线,故B错误;
C.C=C双键中同一C原子连接不同的基团,该物质具有顺反异构,故C错误;
D.旋转碳碳双键与苯环之间的单键,可以使苯环形成的平面与C=C双键形成的平面处于同一平面,旋转碳碳双键与乙基之间的碳碳单键,可以使甲基中的C原子落在C=C形成的平面,故分子中所以C原子都有可能处于同一平面,即最多有18个C原子处于同一平面,故D正确。
【点睛】本题考查有机物的结构和性质,为高考常见题型,侧重于有机物知识的综合应用,题目难度中等,易错点为D,注意把握有机物的结构特点。
9. 下列反应不属于加成反应的是
A. 乙烯水化法合成乙醇 B. 2-戊烯与氯化氢反应
C. 1-丁烯使溴的四氯化碳溶液褪色 D. 1,3-丁二烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烯水化法合成乙醇是乙烯与水发生加成反应生成乙醇,属于加成反应,A不符合题意;
B.2-戊烯与氯化氢反应是双键与HCl的加成,生成氯代烷烃,属于加成反应,B不符合题意;
C.1-丁烯使溴的四氯化碳溶液褪色是双键与Br2的加成反应,生成二溴丁烷,属于加成反应,C不符合题意;
D.1,3-丁二烯使酸性高锰酸钾溶液褪色是由于双键被氧化(如断裂生成羧酸等),属于氧化反应,D符合题意;
答案选D。
10. 实验室常用电石制取乙炔,某兴趣小组利用如图所示装置制取乙炔并验证其性质,下列对装置和试剂的分析合理的是
A. 装置甲可用启普发生器代替
B. 装置乙中试剂X可选用溶液,用于净化乙炔
C. 装置丙、丁中均可看到试剂褪色,褪色的原理相同
D. 装置戊中可收集到纯净的乙炔
【答案】B
【解析】
【详解】A.启普发生器适用于块状固体与液体不加热的反应,且固体不是粉末状、反应不剧烈,电石与水反应剧烈,生成的易堵塞启普发生器,不能用启普发生器代替,A错误;
B.电石中含、等杂质,与水反应生成、等还原性气体,溶液可与反应生成沉淀,同时与也能发生反应,起到净化乙炔的作用,B正确;
C.丙中溴的溶液褪色是乙炔与发生加成反应,丁中酸性溶液褪色是乙炔被氧化,褪色原理分别为加成反应和氧化反应,不相同,C错误;
D.乙炔密度与空气接近,排空气法收集易混入空气,且可能仍含少量未除尽杂质,无法收集到纯净乙炔,D错误;
故答案为:B。
11. 下列化学方程式书写不正确的是
A. 乙炔水化法制备乙醛:
B. 2-甲基-2-丁烯的加聚反应:nC(CH3)2=CHCH3
C. 甲苯和氯气在光照条件下反应:+Cl2+HCl
D. 苯与浓硫酸制备苯磺酸:+HO-SO3H+H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙炔水化法制备乙醛的反应为 ,方程式书写正确,A正确;
B.2-甲基-2-丁烯结构为,加聚时双键打开,得到的加聚产物结构与题给结构一致,方程式书写正确,B正确;
C.甲苯和氯气反应时,反应条件决定取代位置:光照条件下,氯气取代侧链甲基上的氢,产物应为;正确的方程式为,C错误;
D.苯与浓硫酸的磺化反应为可逆取代反应,加热条件下生成苯磺酸和水,方程式书写正确,D正确;
故选C。
12. 下列实验操作正确的是
A. 将氯水和苯混合光照可制得氯苯
B. 除去溴苯中红棕色的溴,可用稀溶液反复洗涤,并用分液漏斗分液
C. 用苯和浓、浓反应制取硝基苯时需水浴加热,温度计应放在混合液中
D. 制取硝基苯时,向反应器中依次添加试剂的顺序为:浓、浓、苯
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯制取氯苯需要与纯净的在(或)催化下发生取代反应,不能使用氯水、条件也不是光照,A错误;
B.溴苯不与稀溶液反应且难溶于水,溴可与反应生成易溶于水的盐,反应后混合液分层,可用分液漏斗分液分离,B正确;
C.制取硝基苯水浴加热的目的是控制体系温度为50~60℃,温度计需要测量水浴的温度,应放在水浴中,而非反应混合液中,C错误;
D.制取硝基苯时,试剂添加顺序应为:先加浓硝酸,再沿器壁缓慢加入浓硫酸(浓硫酸密度大,稀释放热,类似浓硫酸稀释),冷却后再加苯,防止苯挥发;若先加浓硫酸再加入浓硝酸,会因放热导致液体飞溅,D错误;
故答案选B。
13. 实验室中用苯和液溴在溴化铁的催化作用下制得粗溴苯,提纯粗溴苯的流程如图。
下列说法错误的是
A. 操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均需用到分液漏斗 B. 试剂X可为溶液
C. 无水的作用是除去有机层③的水 D. 操作Ⅴ应选用球形冷凝管
【答案】D
【解析】
【分析】粗溴苯中含有溴苯、苯、Br2、FeBr3等,粗溴苯水洗后,液体分层,FeBr3易溶于水进入水层,溴易溶于有机物,和苯、溴苯一起进入有机层,分液得水层①和有机层①,操作I为分液;再加入NaOH溶液除去Br2,再次分液,操作Ⅱ也为分液;水层②中主要含有NaBr、NaBrO等,有机层②中含有苯、溴苯等;第二次水洗除去有机层②中可能含有的少量NaOH、NaBr、NaBrO,加水分液后得水层③和有机层③,因此操作Ⅲ也是分液;加入无水氯化钙吸收有机层③中的水,过滤,得有机层④,其中含有苯和溴苯,最后根据二者沸点不同,利用蒸馏实现分离,因此操作V为蒸馏。
【详解】A.操作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均为分液,用到的仪器都为分液漏斗,故A正确;
B.溴苯中含有溴,需用碱液除杂后分液,所以试剂X为氢氧化钠溶液,故B正确;
C.无水氯化钙吸水后需通过过滤与苯和溴苯分离,故C正确;
D.操作V是蒸馏,冷凝时不可用球形冷凝管,应用直形冷凝管,故D错误;
故选D。
14. 广霍香(如图1)是十大广药(粤十味)之一,在广东的主产地是湛江、肇庆等地。具有开胃止呕、发表解暑之功效,是藿香正气水的主要成分。愈创木烯(结构简式如图2)是广霍香的重要提取物之一。下列有关愈创木烯的说法正确的是
A. 常温下是气体
B. 属于乙烯的同系物
C. 除了甲基碳原子为sp3杂化,其他碳原子为sp2杂化
D. 能与Br2发生加成反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.该物质碳原子数大于5,分子量较大,熔沸点较高,在常温下不是气体,A错误;
B.该物质中含有两个碳碳双键,同时含有环状结构,和乙烯的结构不相似,和乙烯不是同系物,B错误;
C.该物质结构中所有的饱和碳原子都是sp3杂化,C错误;
D.该物质中含有两个碳碳双键,可以与Br2发生加成反应,D正确;
故选D。
15. 已知。若要合成,则所用的原料可为
A. 2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔 B. 1,3-戊二烯和2-丁炔
C. 2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 D. 2,3-二甲基-1,3-丁二烯和乙炔
【答案】A
【解析】
【详解】A.2-甲基-1,3-丁二烯含1个甲基,2-丁炔含2个甲基,二者发生狄尔斯-阿尔德(D-A)环加成反应时,取代基的位置和总数量与目标产物完全匹配,可合成目标产物,A正确;
B.1,3-戊二烯的甲基位于共轭双键的末端,与2-丁炔反应后,产物的甲基位置与目标产物不符,B错误;
C.2,3-二甲基-1,3-戊二烯与乙炔反应得到的产物,虽然总甲基数为3个,但取代基的位置完全不符合目标产物结构,C错误;
D.2,3-二甲基-1,3-丁二烯含2个甲基,乙炔无甲基,反应后产物仅含2个甲基,与目标产物的3个甲基数量不匹配,D错误;
故答案选A。
二、填空题(本题共4个小题,共55分)
16. 根据下列有机物的结构,回答下列问题:
① ②
③ ④ ⑤
⑥ ⑦
⑧ ⑨
(1)属于芳香烃的是___________(填序号,下同)与⑧互为同分异构体的是___________。
(2)写出⑤中的含氧官能团的名称___________。
(3)有机物③的系统命名是___________。
(4)组成和结构可用表示的有机化合物共有___________(不考虑立体异构)种。
(5)①Y的结构简式为,Z是Y的同系物,Z的相对分子质量比Y大14,Z的核磁共振氢谱峰面积之比为1:1:6,写出Z的结构简式___________。
②若取和的混合物1 mol进行燃烧实验,该混合物完全燃烧消耗氧气的物质的量为___________。
(6)联苯的二溴代物有___________种。
【答案】(1) ①. ①、④、⑨ ②. ⑦
(2)羟基 (3)2-甲基-3-乙基戊烷
(4)12 (5) ①. ②. 3
(6)12
【解析】
【小问1详解】
①、④、⑨含有苯环,属于芳香烃;⑦和 ⑧结构不同、分子式都是C6H12,⑦和⑧互为同分异构体;
【小问2详解】
由图,⑤中的含氧官能团的名称是羟基;
【小问3详解】
有机物主链有5个碳原子,2号碳原子上有1个甲基、3号碳原子上有1个乙基,系统命名是2-甲基-3-乙基戊烷;
【小问4详解】
C4H9-的结构有CH3CH2CH2CH2-、、、四种结构,-C2H3Cl2有-CH2CHCl2、-CHClCH2Cl、-CCl2CH3三种结构,组成和结构可用表示的有机化合物共有4×3=12种。
【小问5详解】
①Y的结构简式为,Z是Y的同系物,Z的相对分子质量比Y大14,说明Z比Y多1个CH2,Z的核磁共振氢谱峰面积之比为1:1:6,则分子中含2个相同甲基,Z的结构简式为;
②1mol完全燃烧消耗3mol氧气,1mol完全燃烧消耗3mol氧气,所以取Y和的混合物1 mol进行燃烧实验,该混合物完全燃烧消耗氧气的物质的量为3mol。
【小问6详解】
由图,,共12种。
17. 《Nature Energy》报道了中科院大连化学物理研究所科学家用、等作催化剂,实现了在常压、100℃-300℃的条件下合成氨。
(1)基态N原子的价层电子排布式为___________,核外电子有___________种空间运动状态,能量最高的电子所占据的轨道形状是___________形。
(2)下列状态的氮中,电离最外层一个电子所需能量最小的是___________(填字母)。
a. b. c.
(3)NH3能与许多金属离子形成配合物,如、等,已知配体给出孤电子对的能力越强,形成的配合物越稳定。相同条件下,、、三种配体中,最易与形成稳定配合物的是___________;气态再失去一个电子比气态再失去一个电子更难,原因是___________。
(4)氨在粮食生产、国防中有着无可替代的地位,可用于合成氨基酸、、TNT等。甘氨酸()是组成最简单的氨基酸,熔点为,沸点为。
①NaNH2中的空间构型为___________。
②甘氨酸中位于第二周期元素,第一电离能由小到大的顺序为___________(填元素符号),其熔点、沸点远高于相对分子质量几乎相等的丙酸(熔点为-21℃,沸点为141℃)的主要原因:一是甘氨酸能形成内盐;二是___________。
【答案】(1) ①. 2s22p3 ②. 5 ③. 哑铃
(2)c (3) ①. ②. Cu失去一个4s上的电子,电子排布式为:1s22s22p63s23p63d10,3d轨道全充满,结构稳定,再失去一个电子需要破坏稳定结构,所需能量高;Cu失去2个电子得到,电子排布式为:1s22s22p63s23p63d9,3d轨道未达全充满,结构不稳定,所以再失去一个电子所需能量更低;故气态再失去一个电子比气态再失去一个电子更难
(4) ①. V形 ②. C<O<N ③. 分子数相同时,甘氨酸分子间形成的氢键数目比丙酸分子间形成的氢键数目多(或甘氨酸中氨基的存在也会使分子间产生氢键)
【解析】
【小问1详解】
氮是第7号元素,基态N原子的核外电子排布为1s22s22p3,价层电子排布式为2s22p3,所占轨道数为5个,核外电子有5种空间运动状态,能量最高的电子所占据的轨道是2p轨道,形状是哑铃形;
【小问2详解】
基态N原子的价层电子排布式为2s22p3,所以a:表示N+,b:表示基态氮原子,c:表示激发态氮原子,由于基态氮原子电离一个电子后再电离一个电子比较困难,所以a所需能量最高,激发态氮原子能量较高,电离最外层电子所需能量较小,所以c所需能量最小;故选c。
【小问3详解】
配体给出孤电子对能力越强,形成的配合物越稳定,三种配体的N原子均为配位原子,其孤电子对给出能力取决于N原子上电子云密度,中H对N的电子云有推电子效应,使得N原子电子云密度增大,孤电子对易给出;中O对N的电子云有吸电子效应,削弱N的电子云密度,孤电子对给出能力弱于;中F对N的电子云有强吸电子效应,N的电子云密度显著降低,孤电子对给出能力最弱;所以三种配体中,最易与形成稳定配合物的是。
Cu原子序数是29,基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,失去一个4s上的电子,电子排布式为:1s22s22p63s23p63d10,3d轨道全充满,结构稳定,再失去一个电子需要破坏稳定结构,所需能量高;Cu失去2个电子得到,电子排布式为:1s22s22p63s23p63d9,3d轨道未达全充满,结构不稳定,所以再失去一个电子所需能量更低;气态再失去一个电子比气态再失去一个电子更难。
【小问4详解】
①中N的价层电子对数,有2对孤电子对,所以空间构型为V形;
②甘氨酸中含H、C、N、O四种元素,同周期元素第一电离能从左到右呈增大趋势,但是N原子2p轨道半充满更稳定,第一电离能大于O,所以甘氨酸所含元素第一电离能由小到大的顺序为C<O<N;
分子数相同时,甘氨酸分子间形成的氢键数目比丙酸分子间形成的氢键数目多(或甘氨酸中氨基的存在也会使分子间产生氢键),导致其熔点、沸点远高于相对分子质量几乎相等的丙酸。
18. 铜及其化合物在工业生产上有许多用途。某工厂以辉铜矿(主要成分为,含少量、等杂质)为原料制备不溶于水的碱式碳酸铜的流程如下:
已知:①常温下几种物质开始形成沉淀与完全沉淀时的pH如下表
金属离子
开始沉淀
7.5
2.7
5.6
8.3
完全沉淀
9.0
3.7
6.7
9.8
(1)为提高“浸取”速率,除适当增加硫酸浓度外,还可采取的措施有________(任写一种)。
(2)辉铜矿中亚铜离子的价电子排布式为________。
(3)滤渣I中的主要成分是、、,请写出“浸取”反应中生成S的离子反应方程式:________。
(4)常温下“除铁”时加入的试剂A可以是________,pH的调节范围为________。
(5)过滤II得到的沉淀经过洗涤、干燥可以得到碱式碳酸铜,判断沉淀是否洗净的操作是________。
【答案】(1)充分搅拌,将辉铜矿粉碎,加热等
(2)
(3)
(4) ①. CuO(氢氧化铜,碱式碳酸铜合理即可) ②. (或)
(5)取少量最后一次洗涤液于洁净的试管中,加入足量稀盐酸酸化,再加入溶液,若无白色沉淀产生,则说明沉淀已洗净,反之未洗净
【解析】
【分析】经过第一步浸取,金属元素转化为相应硫酸盐,Cu2S被MnO2氧化CuSO4和S(第(3)问信息),SiO2未溶解,故滤渣I为过量的MnO2、S、SiO2,滤液中含有CuSO4、Fe2(SO4)3、MnSO4,经过除铁步骤Fe3+被转化为沉淀除去,CuSO4和 MnSO4进入沉锰步骤,Mn2+转化为沉淀除去,同时反应生成碱式碳酸铜。
【小问1详解】
加快浸取速率措施有:适当升温、将辉铜矿粉碎、充分搅拌等;
【小问2详解】
Cu是第29号元素,亚铜离子的价电子排布式为;
【小问3详解】
根据元素守恒确定浸取时生成的S来源于Cu2S,说明Cu2S被MnO2氧化,结合后续流程推断此时Cu元素也被氧化,MnO2被还原为Mn2+,初步确定反应为:;
【小问4详解】
铁离子水解后溶液显酸性,加入的试剂既能减弱酸性,同时又不引入杂质离子,可加入CuO、Cu(OH)2、CuCO3等;调节pH(或),使铁离子完全沉淀;
【小问5详解】
滤液II中主要含有盐为(NH4)2SO4,取少量最后一次洗涤液于洁净的试管中,是否洗净即判断句含还含有硫酸根,操作是加入足量稀盐酸酸化,再加入溶液,若无白色沉淀产生,则说明沉淀已洗净,反之未洗净。
19. 我国科学家成功实现甲烷在催化剂及无氧条件下,一步高效生产乙烯、芳香烃和氢气等化学品,为天然气化工开发了一条革命性技术。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:
已知:a.
b.
c.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:第一类取代基主要使新导入的取代基进入苯环的邻位和对位,如、(或烃基)、等;第二类取代基主要使新导入的取代基进入苯环的间位,如、等。
(1)乙烯分子中σ键和π键的个数比为___________。
(2)反应②的化学反应类型为___________,苯乙烯中官能团的名称为___________。
(3)聚苯乙烯的结构简式为___________。
(4)写出反应⑤的化学方程式___________。
(5)某芳香族化合物分子式为C8H8Br2,其同分异构体苯环上只有两个取代基,其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1的结构简式为___________。
(6)写出以苯为原料制备的合成路线流程图___________(无机试剂、两个碳以下的有机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)5:1 (2) ①. 加成反应 ②. 碳碳双键
(3) (4)+Br2+HBr↑
(5) (6)
【解析】
【分析】甲烷在催化剂作用下可生成乙烯和苯,苯和液溴在溴化铁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,乙苯脱氢生成苯乙烯,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】
乙烯分子的结构简式为CH2=CH2,共价单键为σ键,共价双键中含有1个σ键和1个π键,则乙烯分子中σ键和π键的个数比为5:1;
【小问2详解】
反应②为乙烯与苯发生加成反应生成乙苯,其反应类型为加成反应,苯乙烯中官能团的名称为碳碳双键;
【小问3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;
【小问4详解】
反应⑤为苯和液溴在溴化铁催化作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,其化学方程式为+Br2+HBr↑;
【小问5详解】
某芳香族化合物分子式为C8H8Br2,则除苯环外含2个碳、2个溴,其同分异构体苯环上只有两个取代基,其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1,则结构对称,结构简式为:;
【小问6详解】
由已知信息a可知,可由中的硝基被还原为氨基得到,中甲基位于硝基的间位,由已知信息b、c可知,可由与CH3Cl在AlCl3作用下发生取代反应得到,可由苯发生硝化反应得到,则合成路线流程图为:。
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