内容正文:
2025-2026学年度第二学期
高二化学期中考试卷
(满分100分,60分钟完成。答案一律写在答题纸上。)
相对原子质量:H-1 C-12 O-16
一、生命之源——水
民以食为天,食以水为先。水是生命之源,其丰富而独特的性质与其结构密切相关。
1. 对于水分子中的共价键,依据原子轨道重叠的方式判断,属于_______键;
A.σ键 B.π键
依据O与H的电负性判断,属于_______共价键。
A.非极性 B.极性
2. 水分子中,氧原子的价层电子对数为_______,分子的构型为_______。
3. 下列事实可用“水分子间存在氢键”解释的是_______。(不定项)
A. 水结成冰时体积变大
B. 水的沸点比硫化氢的沸点高160℃
C. 水的热稳定性比硫化氢强
D. 水分子属于极性分子
4. 酸溶于水可形成H3O+,H3O+的电子式为_______;H3O+和H2O的键角大小:H3O+_______H2O(选填:A.>B.<),请解释原因:_______。
5. 水的电离平衡为,下列操作中,能促进水的电离平衡,且使得溶液呈酸性的是_______。
A. 向水中加入少量NaCl固体 B. 向水中加入少量NH4Cl固体
C. 向水中加入少量NaHSO4固体 D. 将水加热到100℃
6. CuSO4溶于水后显蓝色,是因为铜离子与水分子形成水合铜离子,已知1 mol水合铜离子中含有12NAσ键,该水合铜离子的化学式是_______。
7. FeSO4·7H2O可用于水的净化,结构如图。下列说法正确的是_______。
A. Fe2+易被氧化,随后转化为Fe(OH)3胶体从而能够净水
B. FeSO4·7H2O中存在的化学键有离子键、共价键、氢键
C. 第一电离能:S>O>H
D. 硫酸亚铁溶液通过蒸发结晶获得FeSO4·7H2O
【答案】1. ①. A ②. B
2. ①. 4 ②. V形 3. AB
4. ①. ②. A ③. H2O和H3O+中O都采取sp3杂化,H2O中O有2对孤电子对,H3O+中O有1对孤电子对,孤电子对数越多对成键电子对的斥力越强,键角越小,因此H3O+的键角大于H2O 5. B
6. 7. A
【解析】
【1题详解】
水分子中,O原子以sp3方式杂化,H原子的s轨道与O原子的sp3杂化轨道以“头碰头”方式形成σ共价键,故选A;O原子的电负性大于H原子,O-H的共用电子对偏向O原子,形成的共价键属于极性共价键,故选B;
【2题详解】
H2O分子的中心原子价层电子对数为,采用sp3杂化,含有2对孤电子对,为V形分子;
【3题详解】
A.结冰后,H2O分子间通过氢键排列成四面体结构,使水分子间距变大,密度减小,体积增加,A符合题意;
B.H2O分子间存在氢键,H2S分子间不存在氢键,H2O分子间相互作用力更强,因此沸点更高,B符合题意;
C.O-H键的键能大于S-H键的键能,因此H2O的稳定性强于H2S,不能用“水分子键存在氢键”解释,C不符合题意;
D.H2O分子的空间构型为V形,且O原子的电负性强于H原子,共用电子对偏向O原子,使得H2O分子内部正负电中心不重合,属于极性分子,不能用“水分子键存在氢键”解释,D不符合题意;
故答案选AB;
【4题详解】
H+的空轨道与H2O+中O原子的孤电子对形成配位键形成H3O+,该粒子中,O原子与3个H原子分别共用1对电子,有1对孤电子对,形成8电子结构,其电子式为:;
H2O和H3O+中O都采取sp3杂化,H2O中O有2对孤电子对,H3O+中O有1对孤电子对,孤电子对数越多对成键电子对的斥力越强,键角越小,因此H3O+的键角大于H2O;
【5题详解】
A.NaCl是强酸强碱盐,在水中电离成钠离子和氯离子且两种离子均不水解,不影响水的电离平衡,溶液呈中性,A不符合题意;
B.NH4Cl是强酸弱碱盐,在水中电离成铵根离子,铵根离子水解生成氢离子,促进水的电离,且使溶液呈酸性,B符合题意;
C.NaHSO4是强酸的酸式盐,在水溶液中电离成钠离子、硫酸根离子、氢离子,使溶液呈酸性,但会抑制水的电离,C不符合题意;
D.水的电离是吸热反应,升温使平衡正向移动,促进电离,但氢离子和氢氧根离子的浓度仍相等,呈中性,D不符合题意;
故答案选B;
【6题详解】
设水合铜离子的化学式为,1个水分子中含2个O-H σ键,铜离子与水分子形成n个配位σ键,则1个水合铜离子中σ键总数为,由题意得,解得,故该水合铜离子的化学式是;
【7题详解】
A.Fe2+具有还原性,在空气中易被氧化为Fe3+,Fe3+在水中水解形成氢氧化铁胶体,可用于净水,A正确;
B.由结构可知,FeSO4·7H2O中与形成离子键,S原子和O原子、H原子和O原子之间形成共价键,Fe2+与H2O之间形成配位共价键,H2O之间、H2O与之间形成氢键,但氢键不属于化学键,B错误;
C.同主族元素从上到下,第一电离能依次减小,因此S的第一电离能小于O,C错误;
D.Fe2+具有还原性,易被氧化为Fe3+,,且FeSO4·7H2O受热会失去结晶水,将FeSO4溶液直接蒸发结晶无法获得FeSO4·7H2O晶体,硫酸亚铁溶液应通过加热浓缩、冷却结晶获得FeSO4·7H2O,D错误;
故答案选A。
二、有机化合物的研究思路
有机化合物种类繁多、数量庞大,对有机化合物鉴定是研究有机化合物的重要环节。
I.有机物A(仅含C、H、O三种元素)完全燃烧只生成CO2和H2O。称取0.1 mol A样品,利用下图所示的装置进行实验。生成物先后通过分别装有足量无水氯化钙固体和碱石灰的U形管,被完全吸收后U形管质量分别增加5.4 g和8.8 g,消耗氧气6.72 L(标准状况下)。
8. 装置a的名称为_______。
A. U形管 B. 球形干燥管 C. 洗耳球 D. 球形冷凝管
9. 有机物A的最简式为_______。
10. 已知有机物A的质谱、核磁共振氢谱分别如下图所示,经分析,A为乙醇,则A的核磁共振氢谱中峰面积之比为_______。
11. 有机物A存在一种同分异构体B,有机物B的核磁共振氢谱上只存在一组峰,B的结构简式为_______。
确认有机物结构之后,其性质的验证也是必不可少的。
Ⅱ.乙醇和金属钠的反应
12. 某同学取一小块钠置于盛有乙醇的烧杯中,观察现象,描述正确的是_______。(不定项)
A.反应开始时,烧杯中钠沉入液面下
B.反应一段时间后,烧杯中钠熔化成小球,在液体中四处游动
C.反应开始后,钠表面有气泡产生
13. 乙醇与钠反应的化学方程式为_______。
Ⅲ.乙醇的催化氧化
某同学设计了如图所示装置(夹持装置已省略)进行乙醇的催化氧化实验。先按图示安装好实验装置,关闭活塞a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞a、b、c,通过控制活塞a和b,有节奏、间歇性地通入气体。
回答下列问题:
14. 装置B的作用是_______。
15. 乙醇在铜催化作用下发生反应的化学方程式为_______。
16. 硬质玻璃管E中铜丝变化的现象为_______。
17. 装置C和装置G中水浴作用不相同。装置C中水浴的作用是_______,装置G中水浴的作用是_______。
18. 检验乙醇催化氧化产物的最简单的方法是:常温下用_______试剂检验,该试剂变紫红色。
【答案】8. B 9.
10.
11.
12. AC 13.
14. 干燥氧气,除去氧气中混有的水蒸气
15.
16. 受热的铜丝随着间歇性通入气体,交替出现变黑、变红的现象
17. ①. 加热使无水乙醇汽化,产生稳定的乙醇气流,进入反应管参与反应 ②. 冷却,使乙醛蒸气冷凝液化,便于收集产物
18. 品红亚硫酸(希夫试剂/品红醛试剂)
【解析】
【分析】I有机物A(仅含C、H、O三种元素)完全燃烧只生成和,无水氯化钙固体和碱石灰分别吸收水和,装置a阻止空气中的水和进入装置干扰实验;
Ⅲ乙醇的催化氧化:装置A中,过氧化氢在二氧化锰催化条件下反应生成氧气;装置B中,浓硫酸干燥氧气;装置C中,乙醇在水浴加热条件下生成乙醇蒸气;乙醇与氧气在铜催化作用下发生氧化反应生成乙醛;最后利用冰水冷却,收集乙醛。
【8题详解】
由装置图可知,装置a为球形干燥管,用来盛放碱石灰,防止空气中的水和二氧化碳进入体系干扰测定,因此选B;
【9题详解】
无水氯化钙吸收生成的水,,则;碱石灰吸收,,则;标况下消耗氧气,质量为;根据质量守恒,的质量,则,因此,最简式为;
【10题详解】
乙醇结构简式为,分子中有3种不同化学环境的氢,个数比为,因此核磁共振氢谱峰面积比为;
【11题详解】
分子式为的同分异构体,核磁共振氢谱只有1组峰,说明所有氢原子化学环境完全相同,为二甲醚,结构简式为;
【12题详解】
A.钠密度大于乙醇,反应开始时钠沉入乙醇液面下,A正确;
B.乙醇与钠反应比较平缓,放热量少,不能使钠熔化,B错误;
C.反应生成氢气,因此钠表面始终有气泡产生,C正确;
故答案选AC。
【13题详解】
乙醇与钠发生取代反应生成乙醇钠和氢气,反应方程式为:;
【14题详解】
A中双氧水分解制得的氧气混有水蒸气,浓硫酸具有吸水性,作用是干燥氧气;
【15题详解】
乙醇在铜作催化剂作用下,发生催化氧化反应生成乙醛和水,反应的化学方程式为;
【16题详解】
通入氧气时,与反应生成黑色;通入乙醇蒸气时,被乙醇还原为红色的,因此可观察到受热的铜丝交替出现变黑、变红现象;
【17题详解】
C的作用是加热使无水乙醇汽化,产生稳定的乙醇气流,进入反应管参与反应;G的作用是冷却,使乙醛蒸气冷凝液化,便于收集产物;
【18题详解】
乙醇催化氧化反应产物为乙醛(),而检验乙醛最简单的常温方法就是使用希夫试剂(又称品红亚硫酸试剂),品红被褪色后得到的无色希夫试剂,遇醛基会重新显出紫红色。
三、含铜化合物的转化
用硫化铜矿可制得海绵铜,进一步可制得CuSO4、Cu2O等。
19. “氧化酸浸法”处理硫化铜矿制取海绵铜的流程如图所示。
①“氧化酸浸”时CuS(难溶于水)发生反应的离子方程式为____________。
②实际生产中,“氧化酸浸”时还需通入O2,通入O2的作用不包括_______。
A.通入的气流可以起到搅动液体的效果,促进反应物充分混合
B.将生成的NO最终氧化为硝酸,实现硝酸循环利用
C.减少有毒气体排放,防止环境污染
D.将单质S转化成SO2,防止其附着在容器内壁
③检验“置换”后滤液中含Fe2+而不含Fe3+的试剂应先用_______,后用_______。
20. 补充完整由海绵铜制备CuSO4溶液的实验方案:向海绵铜中加入过量稀硫酸,充分搅拌,使Fe完全溶解,过滤,用蒸馏水洗涤滤渣,取最后一次洗涤液,_______,证明得到纯净的铜粉。向铜粉中分批加入H2O2溶液和稀硫酸,充分搅拌直至固体全部溶解,得到CuSO4溶液。
21. 由CuSO4溶液制备Cu2O的装置如图所示。
①水合肼(N2H4·H2O)是一种常见的还原剂,具有强还原性。实验室可用氨水和NaClO溶液反应制备水合肼。两种溶液混合时,正确的加料方式是_______。
A.将NaClO溶液缓慢滴入氨水中 B.将氨水缓慢滴入NaClO溶液中
②先向三颈烧瓶中滴加NaOH溶液,有蓝色沉淀生成,继续滴加水合肼则可得Cu2O。向三颈烧瓶中逐滴加入水合肼,制备得到的固体物质的X射线衍射谱(X射线衍射谱图可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)与水合肼的体积的关系如下图所示。当水合肼的加入量为2.0 mL时,产物中含有铜元素的物质为_______
A.Cu2O B.Cu C.Cu2O和Cu D.Cu2O或Cu
与水合肼加入量为1.0 mL时的产物是否相同?_______(填“是”或“否”),原因是_______。
22. 本实验中用到的硝酸,工业中是利用NH3和空气为原料生产的,在生产过程中会排放含一定量NOx的烟气;
①NOx造成的环境问题有_______(任写一条)。
②写出加热条件下NH3催化氧化反应方程式:_______。
③反应生成的高温NO2气体冷却后再用H2O吸收,NO2气体先冷却的可能原因是_______。
【答案】19. ①. ②. D ③. KSCN ④. 氯水
20. 滴加氯化钡溶液,不产生沉淀
21. ①. A ②. C ③. 否 ④. 过量的水合肼将Cu2O还原为Cu单质
22. ①. 导致酸雨 ②. ③. 增大二氧化氮在水中溶解度,利于二氧化氮的吸收,且可以防止生成的硝酸受热分解
【解析】
【分析】硫化铜主要含CuS加入稀硫酸、稀硝酸 “氧化酸浸”,发生氧化还原反应生成铜离子、硫单质、NO,得到酸浸液加入Fe置换出铜。
【19题详解】
①酸性条件下硝酸氧化CuS,S元素被氧化为S单质,硝酸被还原为NO,反应为。
②A.通入的气流可以起到搅动液体的效果,促进反应物充分混合,提高反应效率,A不符合题意;
B.反应生成的NO有毒,氧气氧化NO和水生成硝酸,实现硝酸循环利用,B不符合题意;
C.氧气氧化NO和水生成硝酸,减少有毒气体NO排放,防止环境污染,C不符合题意;
D.常温下,硫单质和氧气不生成SO2,D符合题意;
故选D;
③铁离子和KSCN溶液变为红色,亚铁离子可以被氯气氧化为铁离子,故检验“置换”后滤液中含Fe2+而不含Fe3+的试剂方法为:取少量滤液于试管中,先滴加KSCN溶液,溶液不变红,说明不含铁离子;再滴加氯水,溶液变红,说明含亚铁离子(合理即可)。
【20题详解】
洗涤干净就是证明洗涤液中不含硫酸根离子,故取最后一次洗涤液,滴加氯化钡溶液,不产生沉淀,证明得到纯净的铜粉;
【21题详解】
①水合肼还原性强,若氨水滴入过量NaClO溶液,生成的水合肼会被NaClO氧化,因此需要将NaClO缓慢滴入氨水中,保证氨水过量,避免产物被氧化,故选A;
②由图,2.0 mL时同时存在Cu2O、Cu的衍射峰,故选C;
1.0 mL时衍射谱只有Cu2O的衍射峰,产物只有Cu2O;2.0 mL时同时存在Cu2O、Cu的衍射峰,出现了新的归属于Cu的衍射峰,说明产物中含有新物质Cu,原因是过量的水合肼将Cu2O还原为Cu单质;
【22题详解】
①NOx可以在空气中转化为酸性物质,导致酸雨等;
②加热条件下NH3催化氧化生成NO和水,反应方程式:;
③反应生成的高温NO2气体冷却后再用H2O吸收,NO2气体先冷却的可能原因是增大二氧化氮在水中溶解度,利于二氧化氮的吸收,且可以防止生成的硝酸受热分解。
四、金属-有机框架材料——MOF材料
2025年诺贝尔化学奖授予三位科学家,他们开创性地合成了金属-有机框架材料(简称MOF材料)。MOF材料具备富含孔隙的空间立体网状结构,可实现气体储存和分离。
23. 金刚石、晶体硅是常见的空间立体网状结构的物质。Si元素在周期表中的位置是_______;金刚石熔点高于晶体硅,下列因素可用于解释该事实的有_______。(不定项)
A.相对原子质量 B.最外层电子数 C.原子半径 D.键能
科学家用Cu[BF4]与四氰基苯基甲烷[结构简式如图1,简写为C(C6H4CN)4]合成了一种MOF材料,其晶胞如图2。
24. 基态Cu+的价层电子排布式为_______。
25. C(C6H4CN)4中,C原子的杂化方式有_______种。
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
26. 下列关于C(C6H4CN)4说法正确的是_______。
A. 所有碳原子可能共平面
B. 最多有4个碳原子共直线
C. 苯环能与氢气加成,是因为其中含有的3根π键不够稳定
D. 该有机物的一氯代物有4种
27. ①晶胞中与Cu+形成配位键的配位原子是_______,配位数是_______。
②已知:Cu[BF4]、C(C6H4CN)4的相对质量分别为M1、M2,该晶体的密度为_______ g/cm³。(1 nm= 10−7 cm)
某MOFs多孔材料能高选择性吸附NO2废气中的NO2被吸附后,经处理能全部转化为HNO3,其原理如图所示。已知:
28. 该MOFs处理废气的原理是NO2分子通过________吸附在MOFs的孔道中;
A.共价键 B.范德华力 C.氢键 D.配位键
该作用原理体现了超分子的________功能。
【答案】23. ①. 第三周期第ⅣA族 ②. CD
24.
3d10 25. C 26. B
27. ①.
N(或氮原子) ②.
4 ③.
28. ①.
B ②.
分子识别
【解析】
【23题详解】
Si原子序数为14,电子层结构为2、8、4,位于周期表第三周期第族。金刚石和晶体硅均为共价晶体,熔点取决于共价键键能:C原子半径小于Si原子,C-C键长更短,键能更大,因此金刚石熔点更高,与相对原子质量、最外层电子数无关,选CD。
【24题详解】
Cu原子核外电子排布为,失去1个电子形成时失去4s电子,因此基态价层电子排布式为。
【25题详解】
该分子中,中心碳原子为单键连接4个苯环,为杂化;苯环中的碳原子为杂化;氰基中三键的碳原子为杂化,共3种杂化方式,选C。
【26题详解】
A.中心C为杂化,呈四面体构型,所有碳原子不可能共平面,错误;
B.中心C为杂化,任意两个C-苯环键的夹角不是180°,无法共线,一条直线最多容纳:氰基C→苯环对位两个C→中心C,共4个碳原子,正确;
C.苯环不存在3个独立π键,苯环是6中心6电子的离域大π键,错误;
D.该分子结构对称,四个苯环等价,每个苯环上只有2种等效H,因此一氯代物共2种,错误;
故选B。
【27题详解】
①配体为-CN,N原子存在孤对电子,因此配位原子为N;根据晶胞结构,每个与4个来自不同分子的N原子形成配位键,因此配位数为4。
②根据均摊法,晶胞中个数为;数目与相同,为2个;为个。此晶胞中含2个和2个,总质量;晶胞体积,密度。
【28题详解】
与MOFs材料之间是分子间作用力,通过范德华力吸附,不存在共价键、氢键、配位键,故选B;该材料高选择性吸附,体现了超分子的分子识别功能。
五、精神类药物合成
盐酸舍曲林是一种合成精神类药物,其合成路线如下:
29. D中含氧官能团的结构简式为________,其它官能团的名称为________。
30. 请写出C→D的化学反应方程式________。
31. E转化成F时,经历两步反应,可能经历的反应类型有________(不定项)。
A. 取代 B. 缩合 C. 加成 D. 消去
32. 已知:碳氮双键、苯等有机结构,在催化剂存在时都能氢化。结合G分析,可得到的结论是________。
33. 请写出H中正离子的结构简式________,将G转化为H的目的可能是________。
34. 符合下列条件的G的同分异构体的结构简式是________。
①含有两个苯环;②核磁共振谱显示三组峰且面积之比为12:4:1。
35. 已知:。
设计以、、为原料,制备的合成路线________(无机试剂任选)。
【答案】29. ①. -COOR ②. 碳氯键
30. 31. CD
32. 该氢化条件下,碳氮双键比苯(芳环)更容易发生氢化加成,催化剂具有选择性,仅还原碳氮双键,不加成苯环;
33. ①. ②. 将有机胺转化为盐酸盐,增大药物水溶性,同时便于提纯结晶分离,提升药物吸收效果,符合用药要求
34. 或等其它合理答案
35.
【解析】
【分析】由A→B的反应条件AlCl3可知,该步为傅-克酰基化反应,A与酸酐作用在苯环上引入酰基侧链,生成含有酮羰基和羧基的B;B在H2/Pd-C、加热条件下,羰基被还原为醇羟基,得到C;C在浓H2SO4、加热条件下发生分子内酯化反应,生成含五元内酯环的D。D与苯在HF条件下生成中间体E,E与甲胺反应形成亚胺F,F经催化加氢还原生成含氨基的G,最后G与扁桃酸、HCl作用形成盐酸舍曲林H,据此分析。
【29题详解】
根据D的结构,D中含氧官能团的结构简式为-COOR,其它官能团的名称为碳氯键;
【30题详解】
C→D的反应为C中羟基与羧基发生分子内酯化反应,方程式为;
【31题详解】
E转化成F时,经历两步反应,甲胺中N-H键断裂与E中的碳氧双键发生加成反应,生成O-H后再进行消去形成双键,故可能的类型为CD;
【32题详解】
题干说明碳氮双键、苯都可氢化,而G中苯环保留,仅碳氮双键被加成,该氢化条件下,碳氮双键比苯(芳环)更容易发生氢化加成,催化剂具有选择性,仅还原碳氮双键,不加成苯环;
【33题详解】
胺是弱碱,与HCl成盐后,N结合质子带正电,正离子的结构简式为;将有机胺转化为盐酸盐,增大药物水溶性,同时便于提纯结晶分离,提升药物吸收效果。
【34题详解】
G的同分异构体要求含有两个苯环,并且核磁共振氢谱显示三组峰且面积比为 12:4:1,说明分子具有较高对称性,其中12个氢通常来自四个等效甲基,4个氢来自两个对称取代苯环上的芳香氢,1个氢来自-NH-,满足以上条件即可:或(或其它合理答案)
【35题详解】
该合成设计可利用Diels-Alder反应原理,先用苯和丁二酸酐在HF条件下发生傅—克酰基化并关环得到四氢萘酮,再经H2/Pd-C、加热还原为醇,浓硫酸加热脱水生成二氢萘结构;随后与1,3-丁二烯发生Diels-Alder反应构建稠环骨架,最后在H2/Ni、加热条件下加氢还原双键,即可得到目标的三环烷烃结构,合成路线为:
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2025-2026学年度第二学期
高二化学期中考试卷
(满分100分,60分钟完成。答案一律写在答题纸上。)
相对原子质量:H-1 C-12 O-16
一、生命之源——水
民以食为天,食以水为先。水是生命之源,其丰富而独特的性质与其结构密切相关。
1. 对于水分子中的共价键,依据原子轨道重叠的方式判断,属于_______键;
A.σ键 B.π键
依据O与H的电负性判断,属于_______共价键。
A.非极性 B.极性
2. 水分子中,氧原子的价层电子对数为_______,分子的构型为_______。
3. 下列事实可用“水分子间存在氢键”解释的是_______。(不定项)
A. 水结成冰时体积变大
B. 水的沸点比硫化氢的沸点高160℃
C. 水的热稳定性比硫化氢强
D. 水分子属于极性分子
4. 酸溶于水可形成H3O+,H3O+的电子式为_______;H3O+和H2O的键角大小:H3O+_______H2O(选填:A.>B.<),请解释原因:_______。
5. 水的电离平衡为,下列操作中,能促进水的电离平衡,且使得溶液呈酸性的是_______。
A. 向水中加入少量NaCl固体 B. 向水中加入少量NH4Cl固体
C. 向水中加入少量NaHSO4固体 D. 将水加热到100℃
6. CuSO4溶于水后显蓝色,是因为铜离子与水分子形成水合铜离子,已知1 mol水合铜离子中含有12NAσ键,该水合铜离子的化学式是_______。
7. FeSO4·7H2O可用于水的净化,结构如图。下列说法正确的是_______。
A. Fe2+易被氧化,随后转化为Fe(OH)3胶体从而能够净水
B. FeSO4·7H2O中存在的化学键有离子键、共价键、氢键
C. 第一电离能:S>O>H
D. 硫酸亚铁溶液通过蒸发结晶获得FeSO4·7H2O
二、有机化合物的研究思路
有机化合物种类繁多、数量庞大,对有机化合物鉴定是研究有机化合物的重要环节。
I.有机物A(仅含C、H、O三种元素)完全燃烧只生成CO2和H2O。称取0.1 mol A样品,利用下图所示的装置进行实验。生成物先后通过分别装有足量无水氯化钙固体和碱石灰的U形管,被完全吸收后U形管质量分别增加5.4 g和8.8 g,消耗氧气6.72 L(标准状况下)。
8. 装置a的名称为_______。
A. U形管 B. 球形干燥管 C. 洗耳球 D. 球形冷凝管
9. 有机物A的最简式为_______。
10. 已知有机物A的质谱、核磁共振氢谱分别如下图所示,经分析,A为乙醇,则A的核磁共振氢谱中峰面积之比为_______。
11. 有机物A存在一种同分异构体B,有机物B的核磁共振氢谱上只存在一组峰,B的结构简式为_______。
确认有机物结构之后,其性质的验证也是必不可少的。
Ⅱ.乙醇和金属钠的反应
12. 某同学取一小块钠置于盛有乙醇的烧杯中,观察现象,描述正确的是_______。(不定项)
A.反应开始时,烧杯中钠沉入液面下
B.反应一段时间后,烧杯中钠熔化成小球,在液体中四处游动
C.反应开始后,钠表面有气泡产生
13. 乙醇与钠反应的化学方程式为_______。
Ⅲ.乙醇的催化氧化
某同学设计了如图所示装置(夹持装置已省略)进行乙醇的催化氧化实验。先按图示安装好实验装置,关闭活塞a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻,然后打开活塞a、b、c,通过控制活塞a和b,有节奏、间歇性地通入气体。
回答下列问题:
14. 装置B的作用是_______。
15. 乙醇在铜催化作用下发生反应的化学方程式为_______。
16. 硬质玻璃管E中铜丝变化的现象为_______。
17. 装置C和装置G中水浴作用不相同。装置C中水浴的作用是_______,装置G中水浴的作用是_______。
18. 检验乙醇催化氧化产物的最简单的方法是:常温下用_______试剂检验,该试剂变紫红色。
三、含铜化合物的转化
用硫化铜矿可制得海绵铜,进一步可制得CuSO4、Cu2O等。
19. “氧化酸浸法”处理硫化铜矿制取海绵铜的流程如图所示。
①“氧化酸浸”时CuS(难溶于水)发生反应的离子方程式为____________。
②实际生产中,“氧化酸浸”时还需通入O2,通入O2的作用不包括_______。
A.通入的气流可以起到搅动液体的效果,促进反应物充分混合
B.将生成的NO最终氧化为硝酸,实现硝酸循环利用
C.减少有毒气体排放,防止环境污染
D.将单质S转化成SO2,防止其附着在容器内壁
③检验“置换”后滤液中含Fe2+而不含Fe3+的试剂应先用_______,后用_______。
20. 补充完整由海绵铜制备CuSO4溶液的实验方案:向海绵铜中加入过量稀硫酸,充分搅拌,使Fe完全溶解,过滤,用蒸馏水洗涤滤渣,取最后一次洗涤液,_______,证明得到纯净的铜粉。向铜粉中分批加入H2O2溶液和稀硫酸,充分搅拌直至固体全部溶解,得到CuSO4溶液。
21. 由CuSO4溶液制备Cu2O的装置如图所示。
①水合肼(N2H4·H2O)是一种常见的还原剂,具有强还原性。实验室可用氨水和NaClO溶液反应制备水合肼。两种溶液混合时,正确的加料方式是_______。
A.将NaClO溶液缓慢滴入氨水中 B.将氨水缓慢滴入NaClO溶液中
②先向三颈烧瓶中滴加NaOH溶液,有蓝色沉淀生成,继续滴加水合肼则可得Cu2O。向三颈烧瓶中逐滴加入水合肼,制备得到的固体物质的X射线衍射谱(X射线衍射谱图可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同)与水合肼的体积的关系如下图所示。当水合肼的加入量为2.0 mL时,产物中含有铜元素的物质为_______
A.Cu2O B.Cu C.Cu2O和Cu D.Cu2O或Cu
与水合肼加入量为1.0 mL时的产物是否相同?_______(填“是”或“否”),原因是_______。
22. 本实验中用到的硝酸,工业中是利用NH3和空气为原料生产的,在生产过程中会排放含一定量NOx的烟气;
①NOx造成的环境问题有_______(任写一条)。
②写出加热条件下NH3催化氧化反应方程式:_______。
③反应生成的高温NO2气体冷却后再用H2O吸收,NO2气体先冷却的可能原因是_______。
四、金属-有机框架材料——MOF材料
2025年诺贝尔化学奖授予三位科学家,他们开创性地合成了金属-有机框架材料(简称MOF材料)。MOF材料具备富含孔隙的空间立体网状结构,可实现气体储存和分离。
23. 金刚石、晶体硅是常见的空间立体网状结构的物质。Si元素在周期表中的位置是_______;金刚石熔点高于晶体硅,下列因素可用于解释该事实的有_______。(不定项)
A.相对原子质量 B.最外层电子数 C.原子半径 D.键能
科学家用Cu[BF4]与四氰基苯基甲烷[结构简式如图1,简写为C(C6H4CN)4]合成了一种MOF材料,其晶胞如图2。
24. 基态Cu+的价层电子排布式为_______。
25. C(C6H4CN)4中,C原子的杂化方式有_______种。
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
26. 下列关于C(C6H4CN)4说法正确的是_______。
A. 所有碳原子可能共平面
B. 最多有4个碳原子共直线
C. 苯环能与氢气加成,是因为其中含有的3根π键不够稳定
D. 该有机物的一氯代物有4种
27. ①晶胞中与Cu+形成配位键的配位原子是_______,配位数是_______。
②已知:Cu[BF4]、C(C6H4CN)4的相对质量分别为M1、M2,该晶体的密度为_______ g/cm³。(1 nm= 10−7 cm)
某MOFs多孔材料能高选择性吸附NO2废气中的NO2被吸附后,经处理能全部转化为HNO3,其原理如图所示。已知:
28. 该MOFs处理废气的原理是NO2分子通过________吸附在MOFs的孔道中;
A.共价键 B.范德华力 C.氢键 D.配位键
该作用原理体现了超分子的________功能。
五、精神类药物合成
盐酸舍曲林是一种合成精神类药物,其合成路线如下:
29. D中含氧官能团的结构简式为________,其它官能团的名称为________。
30. 请写出C→D的化学反应方程式________。
31. E转化成F时,经历两步反应,可能经历的反应类型有________(不定项)。
A. 取代 B. 缩合 C. 加成 D. 消去
32. 已知:碳氮双键、苯等有机结构,在催化剂存在时都能氢化。结合G分析,可得到的结论是________。
33. 请写出H中正离子的结构简式________,将G转化为H的目的可能是________。
34. 符合下列条件的G的同分异构体的结构简式是________。
①含有两个苯环;②核磁共振谱显示三组峰且面积之比为12:4:1。
35. 已知:。
设计以、、为原料,制备的合成路线________(无机试剂任选)。
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