内容正文:
河南省实验中学2025——2026学年下期期中试卷
高二化学
(时间:75分钟,满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 P-31 Zn-65 As-75
一、选择题:(本大题共14小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个正确选项)
1. 化学用语是化学学科的专业语言,下列化学用语正确的是
A. 基态Cr原子的价电子排布式:3d44s2
B. 的电子式为
C. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键:
D. 中p-p σ键的形成:
2. 下列有机物的命名正确的是
A. :2,3-二甲基-2-乙基丁烷 B. :聚乙烯
C. :顺-2-丁烯 D. 乙二酸乙二酯
3. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列关于材料的说法正确的是
A. 糖类、蛋白质和天然橡胶都属于天然有机高分子材料
B. 北斗卫星使用氮化铝芯片:氮化铝属于新型金属材料
C. “天宫二号”空间实验室的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅
D. 嫦娥六号携带的月面国旗的材料——超细玄武岩纤维,属于无机非金属材料
4. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 冰晶体中,1mol水分子平均含有氢键的数目为4 NA
B. 常温常压下,31g白磷(P4)分子含有的P-P键数目为2 NA
C. 14g乙烯和丙烯的混合气体中含有2 NA个氢原子
D. 在22.4 L的乙炔气体分子中,含有σ键的数目为3 NA
5. 研究超分子的科学家发明了很多新型分子,这些分子可以充当“快递员”(主体),携带其他分子或离子(客体)运输到指定区域,称为“主客体化学”。二苯并-18-冠-6-醚可作为主体分子,结合水中的Pb2+,结合后的结构如图1所示;用KMnO4溶液氧化甲苯时,引入冠醚可促进向有机相转移,加快速率,原理如图2所示。下列说法错误的是
A. 用KMnO4溶液氧化甲苯时,引入的主体分子在反应过程中起催化作用
B. 主体分子中碳原子的杂化方式有2种
C. 主体分子内所有原子一定共平面
D. 主客体分子之间通过弱配位键形成超分子
6. 某同学设计以下实验,探究简单配合物的形成和转化。
下列说法错误的是
A. ②中沉淀与⑤中固体是同一种物质
B. ④中深蓝色沉淀在乙醇中的溶解度比在水中小
C. 若向⑤中改加浓盐酸,可以得到黄绿色溶液
D. 上述实验表明与形成配位键的能力:
7. X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,短周期中M电负性最小,Z与Y、Q相邻,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,下列说法正确的是
A. Z、Q的简单氢化物的键角:Z<Q
B. 离子半径大小:M>Q>Y>Z
C. 与离子空间结构均为三角锥形
D. 存在2种均由X、Z、M、Q四种元素所组成的化合物,可以在水中发生反应
8. 原子序数依次增大的W、X、Y、Z四种短周期主族元素,W、Y可形成如图所示的阴离子,Z原子最外层有1个电子,W、Y同周期且价电子数之和为10,下列说法正确的是
A. 第一电离能:Y>X>W
B. W、X、Y形成氢化物的稳定性:WXY
C. Z与Y可以形成,阴阳离子数之比为1:1
D. 中含离子键、极性键和非极性键,水溶液呈碱性
9. 下列有机实验装置及相关说法正确的是
A. 图1验证苯和溴发生取代反应
B. 图2分离萃取溴水后已分层的有机层和水层
C. 图3制乙炔
D. 图4装置从碘苯溶液中提取
10. 下列实验操作能达到其对应目的的是
实验目的
操作
A
检验蔗糖水解的产物乙酸
向蔗糖溶液中加入稀硫酸煮沸,冷却,加入银氨溶液,水浴加热
B
欲除去苯中混有的苯酚
向混合液中加入浓溴水,充分反应后,生成三溴苯酚白色沉淀,过滤
C
欲检验乙醇的消去反应产物
将乙醇与浓硫酸混合,迅速加热到170℃(务必迅速加热到170℃,140℃会有乙醚生成),将气体产物通过导气管直接通入酸性高锰酸钾溶液
D
检验电石与水反应生成的乙炔
将生成的气体先通过盛有足量CuSO4溶液的洗气瓶,再通入酸性高锰酸钾溶液
A. A B. B C. C D. D
11. 对乙酰氨基酚主要用于感冒引起的发热,也用于缓解疼痛,其分子结构如图所示。下列说法错误的是
A. 该分子中所有碳原子不可能处于同一平面上
B. 该分子中sp2杂化和sp3杂化的碳原子个数比为7:1
C. 该分子能发生氧化反应、取代反应、加成反应
D. 1mol该分子最多可以与2 mol NaOH发生反应
12. 植物提取物阿魏萜宁具有抗菌活性,其结构简式如图所示。下列关于阿魏萜宁的说法正确的是
A. 与溶液均能发生反应
B. 酸性条件下的水解产物均可生成高聚物
C. 消去反应产物最多有4种
D. 1 mol分子中手性碳原子数为5 NA
13. 下列有机物的同分异构体数目最少的是
A. C3H6Cl2 B. C5H10(烯烃) C. C4H10O D. C5H10O(含碳氧双键结构)
14. 稀磁半导体LixZnyAsz的立方晶胞结构如图所示,阿伏加德罗常数的值为NA.下列说法正确的是
A. 该晶体中,每个Li原子周围紧邻且距离相等的Zn原子共有4个
B. 该晶体的密度为
C. b点原子的分数坐标为
D. 晶胞x轴方向的投影图为
二、填空题(共4道大题,共计58分)
15. 前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍;C的简单氢化物的沸点最高;A和C的原子序数之和是B的2倍;D与C同主族且为相邻周期,最外层有2个未成对电子;E是生活中用途最广的一种金属。
(1)基态E2+的离子结构示意图为___________。[E(AB)6]4-中键与键的数目之比为___________。EDC4中阴离子的空间构型是___________。
(2)C3的中存在的化学键为___________(填字母)。
A.极性共价键 B.非极性共价键 C.离子键 D.金属键
写出一种与C3互为等电子的分子___________。
(3)B最高价氧化物对应水化物的熔点为-42℃,沸点为122℃,D最高价氧化物对应水化物的熔点为10℃,沸点为337℃,两者物理性质有差异的主要原因是___________。
16. 氮及其化合物在生产生活中有较多应用,根据所学知识回答下列问题
(1)[Cu(NH3)4]2+的H-N-H键角___________(填“>”、“=”或“<”)的H-N-H键角,原因___________。
(2)的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最大的___________。
(3)咪唑()具有类似苯环的芳香性,分子中也含有大键,其大键可表示为___________,更容易与钴形成配位键是___________(填“1”或“2”)号N原子。
17. 某化学兴趣小组设计图甲装置制备苯甲酸异丙酯,其装置如下:
物质的性质数据
物质
相对分子质量
密度/(g·cm-3)
沸点/℃
水溶性:
苯甲酸
122
1.27
249
微溶
异丙醇
60
0.79
82
易溶
苯甲酸异丙酯
164
1.08
218
不溶
实验步骤:
步骤ⅰ:在图甲干燥的仪器a中加入24.4 g苯甲酸、20 mL异丙醇和10 mL浓硫酸,再加入几粒沸石;
步骤ⅱ:加热至70℃左右保持恒温半小时;
步骤ⅲ:将图甲的仪器a中的液体混合物进行如下操作得到粗产品:
步骤ⅳ:将粗产品用图乙所示装置进行精制。
回答下列问题:
(1)图甲中仪器a的名称为___________,步骤ⅰ中选择的仪器a的容积大小为___________(填字母)。
A.50 mL B.100 mL C.250 mL D.500 mL
(2)实验中,加入的异丙醇需过量,其目的是___________。
(3)本实验一般可采用的加热方式为___________。
(4)操作Ⅰ中用饱和碳酸钠溶液洗涤的目的是___________。
(5)能够判断该酯化反应已经达到平衡状态的实验现象为___________。
(6)步骤ⅳ操作时应收集218℃的馏分,如果温度计水银球位置偏上,则收集的精制产品中可能混有的杂质为___________(填名称)。
(7)合成苯甲酸异丙酯化学方程式为___________。
(8)如果得到的苯甲酸异丙酯的质量为24.6 g,那么该实验的产率为___________。
18. 阿司匹林是常用的解热镇痛药。一种制备阿司匹林的路线如下:
请回答下列问题:
(1)C中所含官能团名称是___________。D的结构简式为___________。
(2)B→C的反应条件为___________,D→E的反应类型是___________。
(3)E→阿司匹林的化学方程式为___________。
(4)为检验阿司匹林中是否含有未反应完全的E,可选用的试剂为___________。
(5)阿司匹林与热NaOH溶液反应的化学方程式为___________。
(6)D的同分异构体中符合下列条件的共有___________种。
①苯环上共有2个取代基 ②能发生水解反应 ③不含过氧键和羧基
其中,能发生银镜反应、在核磁共振氢谱上显示有5组峰且峰的面积比为1∶2∶2∶2∶1的结构简式为___________(任写一种)。
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河南省实验中学2025——2026学年下期期中试卷
高二化学
(时间:75分钟,满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 P-31 Zn-65 As-75
一、选择题:(本大题共14小题,每小题3分,共42分,每小题只有一个正确选项)
1. 化学用语是化学学科的专业语言,下列化学用语正确的是
A. 基态Cr原子的价电子排布式:3d44s2
B. 的电子式为
C. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键:
D. 中p-p σ键的形成:
【答案】B
【解析】
【详解】A.铬是24号元素,基态Cr原子价层电子排布式为3d54s1,A错误;
B.COS的结构式为S=C=O,电子式为:,各原子均满足8电子稳定结构;B正确;
C.邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图为,C错误;
D.为N2中p-p π键的形成,D错误;
故答案选B。
2. 下列有机物的命名正确的是
A. :2,3-二甲基-2-乙基丁烷 B. :聚乙烯
C. :顺-2-丁烯 D. 乙二酸乙二酯
【答案】C
【解析】
【详解】A. 的最长碳链上有5个C原子,从离支链较近的一端给主链碳原子编号,应命名为2,3,3-三甲基戊烷,A错误;
B.是由乙炔加聚生成的聚乙炔,B错误;
C.中相同的原子或基团在碳碳双键的同侧,命名为顺-2-丁烯,C正确;
D.可由一分子乙二酸和两分子乙醇发生酯化反应生成,命名为乙二酸二乙酯,D错误;
故答案选C。
3. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础。下列关于材料的说法正确的是
A. 糖类、蛋白质和天然橡胶都属于天然有机高分子材料
B. 北斗卫星使用氮化铝芯片:氮化铝属于新型金属材料
C. “天宫二号”空间实验室的太阳能电池板的主要材料是二氧化硅
D. 嫦娥六号携带的月面国旗的材料——超细玄武岩纤维,属于无机非金属材料
【答案】D
【解析】
【详解】A.糖类中的单糖、二糖等相对分子质量较小,不属于高分子化合物,淀粉、纤维素等多糖属于高分子,并非所有糖类都属于天然有机高分子材料,A错误;
B.氮化铝是由金属元素铝和非金属元素氮组成的化合物,属于新型无机非金属材料,不属于金属材料,B错误;
C.太阳能电池板的主要材料是晶体硅,二氧化硅是光导纤维的主要原料,C错误;
D.超细玄武岩纤维的主要成分为硅酸盐类无机物,属于无机非金属材料,D正确;
故选D。
4. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 冰晶体中,1mol水分子平均含有氢键的数目为4 NA
B. 常温常压下,31g白磷(P4)分子含有的P-P键数目为2 NA
C. 14g乙烯和丙烯的混合气体中含有2 NA个氢原子
D. 在22.4 L的乙炔气体分子中,含有σ键的数目为3 NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.冰晶体中每个水分子可形成4个氢键,但每个氢键为2个水分子共用,因此1 mol 水分子平均含氢键数目为,A错误;
B.为正四面体结构,1个分子含6个P-P键,31 g 的物质的量为,含P-P键数目为,B错误;
C.乙烯和丙烯的最简式均为,14 g 混合气体中,含氢原子数目为,C正确;
D.未指明气体处于标准状况,无法计算22.4 L乙炔的物质的量,因此无法确定σ键数目,D错误;
故选C。
5. 研究超分子的科学家发明了很多新型分子,这些分子可以充当“快递员”(主体),携带其他分子或离子(客体)运输到指定区域,称为“主客体化学”。二苯并-18-冠-6-醚可作为主体分子,结合水中的Pb2+,结合后的结构如图1所示;用KMnO4溶液氧化甲苯时,引入冠醚可促进向有机相转移,加快速率,原理如图2所示。下列说法错误的是
A. 用KMnO4溶液氧化甲苯时,引入的主体分子在反应过程中起催化作用
B. 主体分子中碳原子的杂化方式有2种
C. 主体分子内所有原子一定共平面
D. 主客体分子之间通过弱配位键形成超分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.用溶液氧化甲苯时,冠醚作为相转移催化剂,将原本在水相的转移到有机相,从而加快反应速率,反应前后冠醚的化学性质和质量不变,起催化作用,A正确;
B.主体分子二苯并-18-冠-6-醚的结构中,苯环上的碳原子为杂化,亚甲基()上的碳原子为杂化,故碳原子的杂化方式有2种,B正确;
C.主体分子中含有饱和的亚甲基(),碳原子为杂化,具有四面体构型,因此分子内所有原子不可能共平面,C错误;
D.主体分子中的氧原子提供孤对电子,客体离子(如、)提供空轨道,二者之间形成弱配位键,属于主客体化学范畴,D正确;
故答案选C。
6. 某同学设计以下实验,探究简单配合物的形成和转化。
下列说法错误的是
A. ②中沉淀与⑤中固体是同一种物质
B. ④中深蓝色沉淀在乙醇中的溶解度比在水中小
C. 若向⑤中改加浓盐酸,可以得到黄绿色溶液
D. 上述实验表明与形成配位键的能力:
【答案】A
【解析】
【分析】该实验过程中,硫酸铜溶液加入氨水生成氢氧化铜沉淀,加入过量氨水,氢氧化铜转化为四氨合铜离子得到深蓝色溶液,加入乙醇析出硫酸四氨合铜晶体,过滤分离出晶体加入过量稀硫酸溶解得到蓝色溶液。
【详解】A.由分析,②、④中沉淀不是同一物质,A错误;
B.深蓝色溶液加入乙醇析出硫酸四氨合铜晶体,说明硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度比在水中小,B正确;
C.若向⑤中改加浓盐酸,氯离子会和四氨合铜离子转化为配离子[CuCl4]2-,可以得到黄绿色溶液,C正确;
D.⑤中深蓝色固体是硫酸四氨合铜,加入稀硫酸后,氨气分子与氢离子结合,生成含铜离子的蓝色溶液,表明与形成配位键的能力:,D正确;
故选A。
7. X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,短周期中M电负性最小,Z与Y、Q相邻,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,下列说法正确的是
A. Z、Q的简单氢化物的键角:Z<Q
B. 离子半径大小:M>Q>Y>Z
C. 与离子空间结构均为三角锥形
D. 存在2种均由X、Z、M、Q四种元素所组成的化合物,可以在水中发生反应
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,则X为H元素,短周期中M电负性最小,则M为Na元素,Z与Y、Q相邻,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,则Z的核外电子排布式为:1s22s22p4,则Z为O元素,Z与Y、Q相邻,则Y为N元素,Q为S元素。
【详解】A.由分析可知,Z、Q的简单氢化物分别为H2O、H2S,两分子中中心原子O和S均采用sp3杂化,都含2对孤电子对,但O的电负性大于S,O对成键电子对的吸引力更强,成键电子对更靠近中心原子,排斥力更大,因此键角H2O>H2S,即Z>Q,A错误;
B.根据离子半径的一般规则:电子层越多,半径越大;电子层相同时,原子序数越大半径越小,M、Q、Y、Z四种离子分别为Na+、S2-、N3-、O2-,故M、Q、Y、Z四种离子半径大小为:S2->N3->O2->Na+,即Q>Y>Z>M,B错误;
C.由分析可知,是,中心N原子的价层电子对数为,中心N采用sp2杂化,无孤电子对,故的空间结构为平面三角形;是,中心S原子的价层电子对数为,中心S采用sp3杂化,含1对孤电子对,故的空间结构为三角锥形,C错误;
D.由X(H)、Z(O)、M(Na)、Q(S)四种元素所组成的常见化合物有NaHSO3、NaHSO4,两者在水中可以发生反应:NaHSO3+NaHSO4=Na2SO4+SO2+H2O,D正确;
故选D。
8. 原子序数依次增大的W、X、Y、Z四种短周期主族元素,W、Y可形成如图所示的阴离子,Z原子最外层有1个电子,W、Y同周期且价电子数之和为10,下列说法正确的是
A. 第一电离能:Y>X>W
B. W、X、Y形成氢化物的稳定性:WXY
C. Z与Y可以形成,阴阳离子数之比为1:1
D. 中含离子键、极性键和非极性键,水溶液呈碱性
【答案】D
【解析】
【分析】W、Y同周期且价电子数之和为10,结合图中的成键情况,可知W为碳元素,Y为氧元素,X位于W和Y中间,推出X是氮元素,Z最外层有1个电子,则是第三周期的钠元素。
【详解】A.核外电子排布处于半充满状态,第一电离能大于相邻族元素,第一电离能:N>O>C,A错误;
B.元素的非金属性越强,简单氢化物越稳定,题目中未指明简单氢化物的稳定性,B错误;
C.为,其中含有2个,1个,故阴阳离子数之比为1:2,C错误;
D.为,含有离子键、极性键和非极性键,水解呈碱性,故其水溶液呈碱性,D正确;
故答案选D。
9. 下列有机实验装置及相关说法正确的是
A. 图1验证苯和溴发生取代反应
B. 图2分离萃取溴水后已分层的有机层和水层
C. 图3制乙炔
D. 图4装置从碘苯溶液中提取
【答案】B
【解析】
【详解】A.溴易挥发,挥发出的溴进入到硝酸银溶液中也会产生沉淀,故不能证明苯和溴发生取代反应,故A错误;
B.萃取溴后,密度比水大,则有机层在下层,水在上层,图中分层现象合理,故B正确;
C.制备乙炔会生成氢氧化钙,易堵塞瓶颈,不能用启普发生器制备,故C错误;
D.用蒸馏操作从碘苯溶液中提取,温度计应该放在支管口处,故D错误;
故选B。
10. 下列实验操作能达到其对应目的的是
实验目的
操作
A
检验蔗糖水解的产物乙酸
向蔗糖溶液中加入稀硫酸煮沸,冷却,加入银氨溶液,水浴加热
B
欲除去苯中混有的苯酚
向混合液中加入浓溴水,充分反应后,生成三溴苯酚白色沉淀,过滤
C
欲检验乙醇的消去反应产物
将乙醇与浓硫酸混合,迅速加热到170℃(务必迅速加热到170℃,140℃会有乙醚生成),将气体产物通过导气管直接通入酸性高锰酸钾溶液
D
检验电石与水反应生成的乙炔
将生成的气体先通过盛有足量CuSO4溶液的洗气瓶,再通入酸性高锰酸钾溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.蔗糖水解产物为葡萄糖和果糖,不含乙酸,且水解后溶液为酸性,未加碱中和过量稀硫酸就加入银氨溶液,银氨溶液会与酸反应而无法发生银镜反应,不能达到实验目的,A错误;
B.苯是良好的有机溶剂,苯酚与浓溴水反应生成的三溴苯酚及过量的溴均可溶于苯中,无法通过过滤除去,还会引入新杂质,不能达到除杂目的,B错误;
C.乙醇易挥发,且反应过程中浓硫酸会发生副反应生成还原产物,乙醇蒸汽和都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,会干扰乙烯的检验,不能达到实验目的,C错误;
D.电石与水反应生成的乙炔中混有等还原性杂质,足量溶液可除去等杂质,排除对乙炔检验的干扰,再通入酸性高锰酸钾溶液,若溶液褪色则证明存在乙炔,能达到实验目的,D正确;
故选D。
11. 对乙酰氨基酚主要用于感冒引起的发热,也用于缓解疼痛,其分子结构如图所示。下列说法错误的是
A. 该分子中所有碳原子不可能处于同一平面上
B. 该分子中sp2杂化和sp3杂化的碳原子个数比为7:1
C. 该分子能发生氧化反应、取代反应、加成反应
D. 1mol该分子最多可以与2 mol NaOH发生反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.对乙酰氨基酚分子中,苯环的 6 个碳原子、酰胺基上的碳原子(杂化),都为平面结构;苯环和酰胺基所在的平面由单键相连,由于单键可以旋转,该分子中所有碳原子有可能处于同一平面上,A错误;
B.对乙酰氨基酚分子中,苯环上的6个碳原子和酰胺基中的碳原子均为杂化,共7个;只有甲基中的1个碳原子为杂化,因此杂化和杂化的碳原子个数比为7:1,B正确;
C.该分子含有酚羟基,易被氧化,可发生氧化反应;含有苯环、酚羟基、酰胺基和甲基,能发生卤代、酯化、水解等取代反应;含有苯环,可与氢气发生加成反应,因此该分子能发生氧化反应、取代反应、加成反应,C正确;
D.1 mol对乙酰氨基酚分子中,酚羟基可与1 mol NaOH发生中和反应,酰胺基在NaOH溶液中发生水解反应消耗1 mol NaOH,因此1 mol该分子最多可以与2 mol NaOH发生反应,D正确;
故选A。
12. 植物提取物阿魏萜宁具有抗菌活性,其结构简式如图所示。下列关于阿魏萜宁的说法正确的是
A. 与溶液均能发生反应
B. 酸性条件下的水解产物均可生成高聚物
C. 消去反应产物最多有4种
D. 1 mol分子中手性碳原子数为5 NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,阿魏萜宁分子中含有的酚羟基和酯基,能与氢氧化钠溶液反应;但酚羟基酸性弱于碳酸,其不能与碳酸氢钠溶液反应, A错误;
B.由结构简式可知,阿魏萜宁分子酸性条件下酯基水解生成和;含碳碳双键,一定条件下能发生加聚反应生成高聚物,含有的2个醇羟基也能发生缩聚反应生成高聚物;同时含羧基和酚羟基,一定条件下可发生缩聚反应生成高聚物,故水解产物均可生成高聚物,B正确;
C.由结构简式可知,阿魏萜宁分子中含有的醇羟基一定条件下能发生消去反应,由于醇羟基所连碳原子的相邻碳上均有H,所得消去产物最多有3种,C错误;
D.由结构简式可知,阿魏萜宁分子中含有如图⁕所示的4个手性碳原子数:,D错误;
故答案选B。
13. 下列有机物的同分异构体数目最少的是
A. C3H6Cl2 B. C5H10(烯烃) C. C4H10O D. C5H10O(含碳氧双键结构)
【答案】A
【解析】
【详解】A.是丙烷的二氯代物,采用定一移一法计算:先固定1个氯原子在端位碳,另一个氯原子可在1、2、3位碳上,共3种;再固定1个氯原子在中间碳,另一个氯原子仅能在中间碳上,共1种,总共有4种同分异构体;
B.的烯烃,不考虑顺反异构时,正戊烷碳链对应2种烯烃、异戊烷碳链对应3种烯烃、新戊烷碳链无法形成双键,共5种同分异构体;
C.包含醇和醚两类:醇为丁基连羟基,因丁基共4种结构,故醇有4种;醚为烷基连醚键,共甲丙醚2种(丙基有正丙基、异丙基两种)、乙醚(1种),计3种;总共有7种同分异构体;
D.含碳氧双键,包含醛和酮两类:醛为丁基连醛基,丁基共4种,故醛有4种;酮为烷基连羰基,有2-戊酮、3-戊酮、3-甲基-2-丁酮,计3种,总共有7种同分异构体;
因此同分异构体数目最少的是,故选A。
14. 稀磁半导体LixZnyAsz的立方晶胞结构如图所示,阿伏加德罗常数的值为NA.下列说法正确的是
A. 该晶体中,每个Li原子周围紧邻且距离相等的Zn原子共有4个
B. 该晶体的密度为
C. b点原子的分数坐标为
D. 晶胞x轴方向的投影图为
【答案】B
【解析】
【分析】由晶胞图可知,Li原子位于棱心和体心,共有12×个锂原子,As原子位于晶胞内部,共有4个As原子,Zn原子位于顶角和面心。共有8×=4个Zn原子。
【详解】A.由晶胞结构可知,晶胞中位于体心的Li原子与位于面心的Zn原子紧邻且距离相等,则该晶体中,每个Li原子周围紧邻且距离相等的Zn原子共有6个,A错误;
B.由分析可知,晶胞化学式为LiZnAs,晶胞的质量= g,晶胞的体积=3×10-21cm3,该晶体的密度,B正确;
C.根据a点原子的分数坐标可推断出b点原子的分数坐标为(,,),C错误;
D.由晶胞结构可知,晶胞 x 轴方向的投影图为,D 错误;
故选B。
二、填空题(共4道大题,共计58分)
15. 前四周期元素A、B、C、D、E的原子序数依次增大。A原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍;C的简单氢化物的沸点最高;A和C的原子序数之和是B的2倍;D与C同主族且为相邻周期,最外层有2个未成对电子;E是生活中用途最广的一种金属。
(1)基态E2+的离子结构示意图为___________。[E(AB)6]4-中键与键的数目之比为___________。EDC4中阴离子的空间构型是___________。
(2)C3的中存在的化学键为___________(填字母)。
A.极性共价键 B.非极性共价键 C.离子键 D.金属键
写出一种与C3互为等电子的分子___________。
(3)B最高价氧化物对应水化物的熔点为-42℃,沸点为122℃,D最高价氧化物对应水化物的熔点为10℃,沸点为337℃,两者物理性质有差异的主要原因是___________。
【答案】(1) ①. ②. 1:1 ③. 正四面体
(2) ①. A ②. SO2
(3)硝酸形成分子内氢键,硫酸形成分子间氢键。分子间氢键使分子间作用力增大, 熔沸点升高,而分子内氢键将减弱相邻分子间的作用力,熔沸点降低
【解析】
【分析】前四周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大,A原子最外层电子数是次外层的2倍,可知A为碳(C);C的简单氢化物沸点最高,可知C为氧(O);A和C原子序数之和是B的2倍,故B为氮(N);D与C同主族且相邻周期,最外层有2个未成对电子,故D为硫(S);E是生活中用途最广的金属,故E为铁(Fe)。
【小问1详解】
基态Fe原子的核外电子排布式为,失去2个4s电子形成,其核电荷数为26,核外电子数为24,电子层结构为2、8、14,离子结构示意图为;在中,每个与形成1个配位键,6个共形成6个配位键;每个内部含1个键和2个键,6个共含6个键和12个键,因此总键数为,键数为12,数目之比为;中,中心S原子的价层电子对数为,无孤电子对,因此其空间构型为正四面体;
【小问2详解】
是由同种元素形成的极性分子,分子中只存在极性共价键(中心O原子与端位O原子的成键电子对偏移程度不同),因此选A;等电子体要求原子总数相同、价电子总数相同,的原子数为3、价电子数为18,因此其等电子体可以是(原子数3、价电子数);
【小问3详解】
B的最高价氧化物对应水化物为,D的为。分子中易形成分子内氢键,削弱了分子间作用力,因此熔沸点较低(熔点-42℃,沸点122℃);分子间易形成分子间氢键,增大了分子间作用力,因此熔沸点较高(熔点10℃,沸点337℃)。
16. 氮及其化合物在生产生活中有较多应用,根据所学知识回答下列问题
(1)[Cu(NH3)4]2+的H-N-H键角___________(填“>”、“=”或“<”)的H-N-H键角,原因___________。
(2)的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最大的___________。
(3)咪唑()具有类似苯环的芳香性,分子中也含有大键,其大键可表示为___________,更容易与钴形成配位键是___________(填“1”或“2”)号N原子。
【答案】(1) ①. > ②. 中,作为配体,其N原子上的孤对电子与形成配位键,此时N原子上不存在孤对电子,而中N原子含1对孤对电子,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,使得中键角减小
(2) (3) ①. ②. 1
【解析】
【小问1详解】
依据价层电子对互斥理论,电子对斥力顺序为:孤电子对-成键电子对 > 成键电子对-成键电子对。游离NH3的N原子有1对孤电子对,对N-H成键电子对斥力大,键角更小;形成配位键后N的孤电子对参与成键,仅存在成键电子对间的斥力,键角增大,即中,作为配体,其N原子上的孤对电子与形成配位键,此时N原子上不存在孤对电子,而中N原子含1对孤对电子,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,使得中键角减小。
【小问2详解】
取代基电子效应:甲基为推电子基团,可增大环上N原子的电子云密度;氯为吸电子基团,会降低N原子电子云密度。题目说明碱性随N原子电子云密度增大而增强,因此,碱性最强。
【小问3详解】
咪唑是平面结构,5个成环原子均为sp2杂化:3个C各提供1个p电子,1号双键N提供1个p电子,2号连H的N提供2个p电子,共6个离域电子,因此大π键可表示为。1号N形成两个键,其孤电子对位于sp2杂化轨道,未参与大π键,可给出孤电子对形成配位键;2号N的孤电子对参与大π键,难以给出,故1号N更容易配位。
17. 某化学兴趣小组设计图甲装置制备苯甲酸异丙酯,其装置如下:
物质的性质数据
物质
相对分子质量
密度/(g·cm-3)
沸点/℃
水溶性:
苯甲酸
122
1.27
249
微溶
异丙醇
60
0.79
82
易溶
苯甲酸异丙酯
164
1.08
218
不溶
实验步骤:
步骤ⅰ:在图甲干燥的仪器a中加入24.4 g苯甲酸、20 mL异丙醇和10 mL浓硫酸,再加入几粒沸石;
步骤ⅱ:加热至70℃左右保持恒温半小时;
步骤ⅲ:将图甲的仪器a中的液体混合物进行如下操作得到粗产品:
步骤ⅳ:将粗产品用图乙所示装置进行精制。
回答下列问题:
(1)图甲中仪器a的名称为___________,步骤ⅰ中选择的仪器a的容积大小为___________(填字母)。
A.50 mL B.100 mL C.250 mL D.500 mL
(2)实验中,加入的异丙醇需过量,其目的是___________。
(3)本实验一般可采用的加热方式为___________。
(4)操作Ⅰ中用饱和碳酸钠溶液洗涤的目的是___________。
(5)能够判断该酯化反应已经达到平衡状态的实验现象为___________。
(6)步骤ⅳ操作时应收集218℃的馏分,如果温度计水银球位置偏上,则收集的精制产品中可能混有的杂质为___________(填名称)。
(7)合成苯甲酸异丙酯化学方程式为___________。
(8)如果得到的苯甲酸异丙酯的质量为24.6 g,那么该实验的产率为___________。
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. B
(2)促进酯化反应向正反应方向进行,提高苯甲酸的转化率
(3)水浴加热 (4)除去剩余的硫酸和苯甲酸等酸性杂质
(5)油水分离器中水面保持稳定(或油水分离器中水层高度不变)
(6)苯甲酸 (7)
(8)75%
【解析】
【分析】实验室利用苯甲酸和异丙醇制取苯甲酸异丙酯的原理为:在三颈烧瓶中加入苯甲酸、异丙醇、浓硫酸,然后加入几粒沸石,加热到70℃左右保持恒温反应半小时,反应方程式为:,得到含苯甲酸异丙酯的液体混合物,先用水洗、然后再用饱和溶液洗涤,最后再次水洗后进行分液得到含苯甲酸异丙酯的有机层,再加入无水硫酸镁吸收残留水分后过滤,得到苯甲酸异丙酯的粗产品,最后再用蒸馏方法得到苯甲酸异丙酯纯品。
【小问1详解】
根据装置图可知仪器a的名称为:三颈烧瓶;实验中取用的液体体积为:20 mL异丙醇和10 mL浓硫酸,共30 mL,再考虑到24.4 g苯甲酸溶解后溶液体积增大,根据加热时液体体积不少于三颈烧瓶容积的,不多于可知,步骤i中选择的仪器a的容积大小应为:100 mL,故选B;
【小问2详解】
该反应为可逆反应,由于异丙醇沸点低易挥发,要保证苯甲酸反应完全,所以异丙醇需过量,使异丙醇稍过量有利于酯化反应向正反应方向进行,提高苯甲酸的转化率;
【小问3详解】
实验温度为70℃,低于水的沸点100℃,故本实验可采用的加热方式为:水浴加热;
【小问4详解】
酯类物质在饱和碳酸钠溶液中的溶解度很小,因此在操作Ⅰ中用饱和碳酸钠溶液洗涤苯甲酸异丙酯的混合物,可以除去剩余的硫酸和苯甲酸等酸性杂质;
【小问5详解】
由于苯甲酸异丙酯不溶于水,当平衡建立后,生成的水的体积不再改变,可以通过观察油水分离器中水面保持稳定(或油水分离器中水层高度不变)来确定反应已经达到平衡状态;
【小问6详解】
苯甲酸异丙酯的沸点为218℃,则对粗产品进行精制,蒸馏收集218℃的馏分,如果温度计水银球偏上,则蒸馏温度高于218℃,可能会使一部分苯甲酸(沸点为249℃)也被蒸馏出来,故收集的精制产品中可能混有的杂质为:苯甲酸;
【小问7详解】
苯甲酸和异丙醇在浓硫酸催化、加热条件下生成苯甲酸异丙酯和水:;
【小问8详解】
24.4 g苯甲酸为,20 mL异丙醇的物质的量为,则苯甲酸少量,理论上生成的苯甲酸异丙酯物质的量为0.2 mol,则该实验的产率为:。
18. 阿司匹林是常用的解热镇痛药。一种制备阿司匹林的路线如下:
请回答下列问题:
(1)C中所含官能团名称是___________。D的结构简式为___________。
(2)B→C的反应条件为___________,D→E的反应类型是___________。
(3)E→阿司匹林的化学方程式为___________。
(4)为检验阿司匹林中是否含有未反应完全的E,可选用的试剂为___________。
(5)阿司匹林与热NaOH溶液反应的化学方程式为___________。
(6)D的同分异构体中符合下列条件的共有___________种。
①苯环上共有2个取代基 ②能发生水解反应 ③不含过氧键和羧基
其中,能发生银镜反应、在核磁共振氢谱上显示有5组峰且峰的面积比为1∶2∶2∶2∶1的结构简式为___________(任写一种)。
【答案】(1) ①. 醛基、醚键 ②.
(2) ①. Cu/Ag,加热 ②. 取代反应
(3) (4)FeCl3溶液
(5) + 3NaOH+ CH3COONa + 2H2O
(6) ①. 15 ②. 或
【解析】
【分析】A发生一系列反应生成B;B与氧气在Cu/Ag催化并加热发生氧化反应生成C;C先被银氨溶液在加热条件氧化生成羧酸铵,再酸化生成D();D和HI发生取代反应生成E;E与乙酸酐()在催化剂加热条件下发生取代反应生成阿司匹林,据此分析:
【小问1详解】
C()中所含官能团名称是醛基、醚键;C中醛基经银氨溶液氧化、酸化后转化为羧基,得到D();
【小问2详解】
B中醇羟基催化氧化生成醛基,需要铜/银催化、加热条件;D和HI发生取代反应,转化为,属于取代反应;
【小问3详解】
E(邻羟基苯甲酸)与乙酸酐在催化剂加热条件下发生取代反应生成阿司匹林的化学方程式为: ;
【小问4详解】
E(水杨酸)含酚羟基,遇溶液显紫色,可用溶液检验;
【小问5详解】
阿司匹林含1个羧基、1个酚酯基,1mol阿司匹林共消耗3mol(羧基1mol、酚羟基1mol、乙酸1mol),反应方程式为: + 3NaOH+ CH3COONa + 2H2O;
【小问6详解】
D分子式为,除苯环外含有2个碳原子,3个氧原子,1个不饱和度;满足的条件为:①两个取代基;②能发生水解反应,含酯基; ③不含过氧键和羧基,满足条件的取代基组合共5种:①和、②和、③和、④和、⑤和,每种组合在苯环有邻/间/对3种位置异构,共种; 能发生银镜反应说明含甲酸酯基,对位取代结构对称,核磁共振氢谱恰好为5组峰,峰面积比为1∶2∶2∶2∶1,满足条件的同分异构体的结构简式为:或。
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