内容正文:
2025—2026学年度下学期2024级
5月月考化学试卷
时间:75分钟 分数:100分 考试时间:2026年5月21日
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Zn 65 Br 80 Ag 108
一、选择题(本题包括15个小题,每小题3分,共45分,每小题只有1个选项符合题意)
1. 化学与生活密切相关,下列叙述正确的是
A. 湖北省博物馆馆藏的彩绘凤纹竹筒表面的彩绘可利用原子光谱分析获知含有的元素种类
B. 液晶显示器使用的液晶材料属于分子晶体,表现出晶体的各向异性
C. 不粘锅内壁涂敷的聚四氟乙烯是有机高分子化合物,容易发生加成反应
D. 氧炔焰使用的燃料为乙炔,实验室用电石制备乙炔时常含有杂质
2. 下列化学用语正确的是
A. 顺-2-丁烯的结构简式:
B. 丙炔的球棍模型:
C. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
D. 1-丁醇的键线式:
3. 化学在物质的分离、提纯和鉴别等方面有重要应用。下列说法错误的是
A. “杯酚”可用于分离C60和C70,这是利用了超分子的分子识别特征
B. 可以只用溴水来区分以下物质:苯、CCl4、戊烯、乙醇
C. 可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃
D. 甲苯 ()的质谱图中,相对丰度最大的峰即为质荷比最大的峰,归属于
4. 下列说法正确的是(为阿伏加德罗常数)
A. 46 g硝基(-NO2)与46 g二氧化氮所含的电子数均为23 NA
B. 若某气体组成为纯净物且在标况下的密度为1.25g/L,则该气体可能为烷烃
C. 标况下,2.24 L新戊烷所含的键数为1.6 NA
D. 等质量的丙烷和丁烷完全燃烧时,后者耗氧量大
5. 进行一氯取代反应后,只能生成4种沸点不同的有机产物的烷烃是
A. B.
C. D. (CH3CH2)2CHCH3
6. 下列有关说法正确的是
A. 属于芳香烃,分子式为C10H10
B. 系统名称是:2-甲基-3丁炔
C. 和互为同系物
D. 和为同一种物质
7. 有机化合物A的结构简式为,1mol有机化合物B与等物质的量的发生加成反应可得到有机化合物A。下列有关说法正确的是
A. 有机化合物A的分子式为
B. 有机化合物B的结构可能有3种(不考虑立体异构)
C. 有机化合物A能被酸性高锰酸钾溶液氧化成苯甲酸
D. 有机化合物A的密度比水大
8. 提纯苯甲酸粗品(含有NaCl、泥沙等杂质),得到苯甲酸纯品的方案如下。
下列说法不正确的是
A. 一系列操作包括:过滤、洗涤、干燥
B. 重结晶要求杂质必须在溶剂中溶解度较小且样品溶解度随温度变化不大
C. 趁热过滤的目的:除去泥沙,减少苯甲酸的析出,提升产率
D. 步骤III不宜用乙醇洗涤,可用冷水洗涤2~3次
9. 用下列仪器或装置(图中部分夹持装置略)进行相应实验,设计合理的是
A.检验消去反应后有丙烯
B.实验室制硝基苯
C.实验室制备乙炔
D.分离苯和溴苯
A. A B. B C. C D. D
10. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片使其分解,产生的气体通入酸性溶液中,紫红色褪去
分解产物中含有乙烯
B
向含有的溶液中滴加KSCN溶液,立即变为血红色,加入过量NaF溶液,得到无色溶液
配位能力:
C
向溶有冠醚的烯烃中加入酸性溶液,紫红色迅速褪去
冠醚在此反应中作催化剂
D
涂改液与KOH溶液混合加热,充分反应后取上层清液,加入硝酸银溶液,出现白色沉淀
涂改液中存在含氯有机物
A. A B. B C. C D. D
11. 下列有关物质结构、性质的实例与解释描述错误的是
选项
实例
解释
A
用蒸馏法分离提纯二氯甲烷和三氯甲烷
利用二氯甲烷和三氯甲烷沸点的差异性
B
乙酸的酸性大于丙酸
烷基越长,推电子效应越大,使羧基中的羟基极性越小,羧酸酸性越弱
C
干冰中每个分子周围有12个等距且最近的分子
干冰晶胞的堆积方式为分子密堆积
D
臭氧在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度
臭氧和四氯化碳均为非极性分子,符合“相似相溶”的规律
A. A B. B C. C D. D
12. 下列关于有机物同分异构体数目的分析不正确的是
A. 分子式为的醇有8种不同结构
B. 的二溴代物有17种
C. 菲的结构简式为,它的一硝基取代物有3种
D. “立方烷”,如图所示,呈正六面体结构,其六氯代物有3种
13. 下列说法不正确的是
A. 仅含有3种官能团
B. 甲苯与浓硫酸和浓硝酸的混酸反应生成2,4,6-三硝基甲苯说明苯环对侧链基团有影响
C. 最多共线的碳原子数和最多共面的原子数分别为4、25
D. “本(苯)宝宝福(氟)禄(氯)双全(醛)”的有机物曾经刷爆朋友圈,其结构简式为,该物质的同分异构体中具有相同的谐音且两个醛基位于苯环对位的有机物只有3种
14. 在的催化下,1-苯基丙炔与氯化氢反应,主要产物为氯代烯烃A和B,1-苯基丙炔及产物的含量随时间变化关系如图1,整个反应的历程如图2,下列说法错误的是
A. 产物B为
B. 该反应为加成反应,产物A、B互为立体异构
C. 生成产物A反应的活化能小于生成产物B反应的活化能
D. 可发生消去、氧化、加聚等反应
15. 叔丁基溴在纯溶剂中会发生溶剂解,叔丁基溴在水中的溶剂解反应生成两种产物的机理分别为:
机理1:
机理2:
下列说法正确的是
A. 两种反应机理的决速步骤是不同的
B. 把反应物中一个甲基换成,反应更容易进行
C. 把叔丁基溴换成叔丁基碘,产物比例不变
D. 把换成,消去产物比例减小
二、非选择题(本题包括4个小题,共55分)
16. 溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的仪器装置(夹持和加热装置略去)及有关数据如下:
物质
苯
溴
溴苯
相对分子质量
78
160
157
密度/
0.88
3.00
1.50
沸点/℃
80
59
156
水中溶解度
不溶
微溶
不溶
实验步骤如下:
①向三颈烧瓶加入足量苯和少量铁粉,水浴控温55℃~60℃,缓慢滴加4 mL液溴至反应结束,向装置中通入一段时间。
②向反应后的三颈烧瓶中加入10 mL水,振荡后静置分液,下层滤液依次用8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。
③分液后向有机层加入少量的无水氯化钙,静置、过滤,得到粗产品。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________;B中试剂可以为___________(填名称,一种即可)。
(2)水浴控温55℃~60℃的原因是___________;A中发生反应的化学方程式为___________。
(3)步骤②加10% NaOH溶液的目的为___________(用离子方程式表示)。
(4)步骤③所得粗产品需进一步提纯,下列仪器中可以用于提纯的有___________(填标号)。
(5)反应产率测定:步骤①反应结束后,C中水层总体积为100 mL,取水层溶液20.00 mL,用的标准液进行滴定,共消耗标准液12.00 mL,则反应产率为___________(假定实验过程HBr无损失)。
17. 硫化锌(ZnS)是一种重要的化工原料,难溶于水,可由炼锌的废渣锌灰(含ZnO及少量Fe、Cu、Pb等金属的氧化物)制取,某学习小组在实验室模拟制备ZnS的流程如图:
回答下列问题:
(1)Zn元素的最高能层符号为_____。
(2)“浸渣”的主要成分为_____(填化学式)。
(3)写出“除铁”时步骤①中发生反应的离子方程式:_____。
(4)“除铁”时若加入的KMnO4不足,则除铁后的溶液中会含有Fe元素。请设计实验方案加以证明:_____。
(5)ZnS是一种优良的锂离子电池负极材料。在充电过程中,负极材料晶胞的组成变化如图所示。
①图示的LixZnyS晶胞中x:y=______。
②ZnS晶体的密度为_____g•cm﹣3。
18. 一定温度下,向一容积为5L的恒容密闭容器中充入 和,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196kJ/mol,当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的,请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是___________(填字母)。
A.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2
B.容器内气体的压强不变
C.容器内混合气体的密度保持不变
D.SO3的物质的量不再变化
E.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
(2)平衡时SO2的转化率为___________。
(3)其他条件不变时,判断下列条件的改变引起反应速率减慢的是___________。
A.降低温度 B.压强不变充入氩气使体积增大 C.体积不变充入0.2mol氩气
Ⅱ.合成氨对人类的生存和发展有着重要意义,1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨,实现了人工固氮。
(4)对于反应在一定条件下氨的平衡含量如下表。
温度/℃
压强/ MPa
氨的平衡含量
200
10
81.5%
550
10
8.25%
①下列条件既能提高反应速率,又能升高氨的平衡含量的是___________(填字母序号)。
A.加催化剂 B.升高温度至400-550℃ C.采取10MPa-30MPa的高压条件
②哈伯选用的条件是550℃、10MPa,而非200℃、10MPa,可能的原因是___________。
(5)下图是合成氨反应平衡混合气中NH₃的体积分数随温度或压强变化的曲线,图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是___________(填“温度”或“压强”);判断、的大小关系并说明理由___________。
19. 有机物H是一种重要的有机合成中间体,其一种合成路线如图所示:
已知结构不能稳定存在,回答下列问题:
(1)A的实验式是___________,B的官能团名称为___________,的反应试剂和条件是___________。
(2)的化学方程式为___________。
(3)D→E的反应类型是___________;G的结构简式是___________。
(4)满足下列条件的C的具有稳定结构的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
i.能使溴水褪色,且1 mol该有机物可消耗;
ii.有机物分子中含有两个甲基。
其中核磁共振氢谱有2组峰,且峰面积之比为2:3的结构简式为___________(任写一种即可)。
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2025—2026学年度下学期2024级
5月月考化学试卷
时间:75分钟 分数:100分 考试时间:2026年5月21日
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Zn 65 Br 80 Ag 108
一、选择题(本题包括15个小题,每小题3分,共45分,每小题只有1个选项符合题意)
1. 化学与生活密切相关,下列叙述正确的是
A. 湖北省博物馆馆藏的彩绘凤纹竹筒表面的彩绘可利用原子光谱分析获知含有的元素种类
B. 液晶显示器使用的液晶材料属于分子晶体,表现出晶体的各向异性
C. 不粘锅内壁涂敷的聚四氟乙烯是有机高分子化合物,容易发生加成反应
D. 氧炔焰使用的燃料为乙炔,实验室用电石制备乙炔时常含有杂质
【答案】A
【解析】
【详解】A.原子光谱利用不同元素的特征谱线差异,可定性分析彩绘中含有的元素种类,A正确;
B.液晶材料是介于液态和晶态之间的特殊聚集状态,不属于分子晶体,B错误;
C.聚四氟乙烯是四氟乙烯发生加聚反应得到的有机高分子化合物,结构中不存在碳碳双键,不能发生加成反应,C错误;
D.实验室用电石与水反应制备乙炔,电石中含有的硫化钙、磷化钙等杂质与水反应会生成硫化氢、磷化氢等杂质,不含,D错误;
故选A。
2. 下列化学用语正确的是
A. 顺-2-丁烯的结构简式:
B. 丙炔的球棍模型:
C. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
D. 1-丁醇的键线式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.给出的结构中两个甲基位于碳碳双键异侧,为反-2-丁烯,不符合顺式结构要求,顺式结构中两个甲基应位于碳碳双键同侧,A错误;
B.丙炔分子中碳碳三键为直线形结构,三个碳原子应共直线,给出的球棍模型中碳原子不在同一直线,不符合空间构型要求,B错误;
C.邻羟基苯甲醛的分子内氢键为羟基的氢原子与醛基的氧原子之间的相互作用,需用虚线连接氧原子与氢原子,给出的示意图氢键连接方式错误,C错误;
D.1-丁醇的结构简式为 ,键线式中共有4个碳原子,羟基位于1号碳,与给出的键线式匹配,D正确;
故选 D。
3. 化学在物质的分离、提纯和鉴别等方面有重要应用。下列说法错误的是
A. “杯酚”可用于分离C60和C70,这是利用了超分子的分子识别特征
B. 可以只用溴水来区分以下物质:苯、CCl4、戊烯、乙醇
C. 可用X射线衍射实验来鉴别晶体硅和玻璃
D. 甲苯 ()的质谱图中,相对丰度最大的峰即为质荷比最大的峰,归属于
【答案】D
【解析】
【详解】A.超分子“杯酚”具有分子识别特性,其空腔大小适配C60而不能适配C70,可通过分子间作用力选择性结合C60从而分离C70,A正确;
B.苯与溴水混合后,溴被萃取到苯层(上层),液体分层且上层呈橙红色;CCl4与溴水混合后,溴被萃取到CCl4层(下层),液体分层且下层呈橙红色;戊烯与溴水发生加成反应,溴水褪色且液体分层,水层在上;乙醇与溴水互溶,液体不分层且颜色无明显变化(或因混合稀释稍变浅),四种物质现象不同,可以区分,B正确;
C.晶体硅为晶体,玻璃为非晶体,X-射线衍射实验可通过是否产生衍射图谱鉴别晶体与非晶体,C正确;
D.质谱图中,相对丰度最大的峰(基峰)是质荷比为91的,质荷比最大的峰为分子离子峰(质荷比为92,对应甲苯分子),二者并非同一峰,D错误;
因此答案选D。
4. 下列说法正确的是(为阿伏加德罗常数)
A. 46 g硝基(-NO2)与46 g二氧化氮所含的电子数均为23 NA
B. 若某气体组成为纯净物且在标况下的密度为1.25g/L,则该气体可能为烷烃
C. 标况下,2.24 L新戊烷所含的键数为1.6 NA
D. 等质量的丙烷和丁烷完全燃烧时,后者耗氧量大
【答案】A
【解析】
【详解】A.硝基和的摩尔质量均为46 g/mol,46 g二者物质的量均为1 mol,两种微粒均为中性,每个微粒含电子数为,故1 mol微粒所含电子数均为23 NA ,A正确;
B.该气体摩尔质量 ,烷烃通式为,则,解得不为整数,不存在摩尔质量为的烷烃,B错误;
C.标准状况下新戊烷是液体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,无法得出键数为,C错误;
D.等质量的烃完全燃烧,氢元素质量分数越大耗氧量越高,丙烷()的氢质量分数大于丁烷(),故等质量时丙烷耗氧量更大,D错误;
因此答案选A。
5. 进行一氯取代反应后,只能生成4种沸点不同的有机产物的烷烃是
A. B.
C. D. (CH3CH2)2CHCH3
【答案】D
【解析】
【详解】A.中含有5种环境的H原子:,进行一氯取代反应后,能生成5种沸点不同的有机产物,A不选;
B.中含有3种环境的H原子:,进行一氯取代反应后,能生成3种沸点不同的有机产物,B不选;
C.中含有2种环境的H原子:,进行一氯取代反应后,能生成2种沸点不同的有机产物,C不选;
D.(CH3CH2)2CHCH3中含有4种环境的H原子:,进行一氯取代反应后,能生成4种沸点不同的有机产物,D选;
故答案选D。
6. 下列有关说法正确的是
A. 属于芳香烃,分子式为C10H10
B. 系统名称是:2-甲基-3丁炔
C. 和互为同系物
D. 和为同一种物质
【答案】D
【解析】
【详解】A.该结构属于芳香烃,分子式为,A错误;
B.该物质结构为,炔烃命名应从离三键最近端编号,主链4个碳,三键在1位,3号碳有甲基,正确名称为3-甲基-1-丁炔,B错误;
C.前者为苯甲醇,后者为苯酚,官能团位置不同,结构不相似,不互为同系物,C错误;
D.两者均为CH2BrCl,甲烷为正四面体结构,四面体中相同基团位置等效,故为同一种物质,D正确;
故选D。
7. 有机化合物A的结构简式为,1mol有机化合物B与等物质的量的发生加成反应可得到有机化合物A。下列有关说法正确的是
A. 有机化合物A的分子式为
B. 有机化合物B的结构可能有3种(不考虑立体异构)
C. 有机化合物A能被酸性高锰酸钾溶液氧化成苯甲酸
D. 有机化合物A的密度比水大
【答案】C
【解析】
【详解】A.观察其结构知,该有机化合物A的分子式为,A错误;
B.不考虑立体异构时,1mol有机化合物B与等物质的量的发生加成反应可得到有机化合物A,说明B中含有一个碳碳双键,有机物A相邻两个碳原子上各去掉一个H可得到有机物B,可能结构有4种,B错误;
C.有机化合物A中与苯环直接相连的碳原子含有氢原子,能被酸性高锰酸钾溶液氧化成苯甲酸,C正确;
D.有机化合物A属于烃类,密度比水小,D错误;
故选 C。
8. 提纯苯甲酸粗品(含有NaCl、泥沙等杂质),得到苯甲酸纯品的方案如下。
下列说法不正确的是
A. 一系列操作包括:过滤、洗涤、干燥
B. 重结晶要求杂质必须在溶剂中溶解度较小且样品溶解度随温度变化不大
C. 趁热过滤的目的:除去泥沙,减少苯甲酸的析出,提升产率
D. 步骤III不宜用乙醇洗涤,可用冷水洗涤2~3次
【答案】B
【解析】
【分析】苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水。粗苯甲酸中混有泥沙和氯化钠,加水、加热溶解,苯甲酸、NaCl溶解在水中,泥沙不溶,从而形成悬浊液;趁热过滤出泥沙,同时防止苯甲酸结晶析出;将滤液冷却结晶,大部分苯甲酸结晶析出,氯化钠仍留在母液中;过滤、用冷水洗涤,便可得到纯净的苯甲酸,据此分析;
【详解】A.结晶后需分离晶体,一系列操作包括过滤(分离晶体与母液)、洗涤(除去表面杂质)、干燥(得到纯品),A正确;
B.重结晶要求被提纯物质(样品)溶解度随温度变化大(高温溶解、低温析出),杂质溶解度要么很大(留在母液)要么很小(提前过滤除去),而非“杂质溶解度较小且样品溶解度随温度变化不大”,B错误;
C.趁热过滤时温度高,苯甲酸溶解度大,可除去不溶性泥沙,同时减少苯甲酸析出损失,提升产率,C正确;
D.乙醇易溶解苯甲酸,用乙醇洗涤会导致晶体损失;冷水能洗去表面杂质(如NaCl)且苯甲酸溶解度小,可减少损失,D正确;
故选B。
9. 用下列仪器或装置(图中部分夹持装置略)进行相应实验,设计合理的是
A.检验消去反应后有丙烯
B.实验室制硝基苯
C.实验室制备乙炔
D.分离苯和溴苯
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.1-溴丙烷在NaOH醇溶液中发生消去反应生成丙烯,同时反应中挥发出来的乙醇也可以还原酸性,使溶液褪色,会干扰丙烯的检验,设计不合理,A错误;
B.实验室制硝基苯,需要苯与浓硝酸在浓硫酸催化下,控制温度水浴加热反应。该装置水浴加热、温度计测定水浴温度,玻璃管可以冷凝回流易挥发的苯,设计合理,B正确;
C.电石与食盐水制备乙炔,该反应剧烈、放出大量热,且电石遇水会碎成粉末,无法通过多孔隔板实现固液分离,不能用该简易启普发生器装置,设计不合理,C错误;
D.苯和溴苯互溶,用蒸馏法分离时,温度计需要测定馏出蒸气的温度,水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处,该装置温度计水银球插入反应液中,操作错误,设计不合理,D错误;
故选B。
10. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片使其分解,产生的气体通入酸性溶液中,紫红色褪去
分解产物中含有乙烯
B
向含有的溶液中滴加KSCN溶液,立即变为血红色,加入过量NaF溶液,得到无色溶液
配位能力:
C
向溶有冠醚的烯烃中加入酸性溶液,紫红色迅速褪去
冠醚在此反应中作催化剂
D
涂改液与KOH溶液混合加热,充分反应后取上层清液,加入硝酸银溶液,出现白色沉淀
涂改液中存在含氯有机物
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.将石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片,分解得到的气体通入酸性溶液,溶液褪色,说明分解得到的气体中含有不饱和键,但不一定含乙烯,A错误;
B.与形成血红色的配合物,加入过量后得到无色溶液,是因为与形成了更稳定的配合物,这说明配位能力:,B正确;
C.酸性高锰酸钾在水相,烯烃在有机相,冠醚的作用是络合,将转移到有机相(烯烃相),增大反应物接触速率,不属于该氧化反应的催化剂,C错误;
D.涂改液与KOH溶液混合加热后,上层清液中含有过量的,直接加硝酸银溶液生成沉淀,干扰的检验,因此操作需要先加稀硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,D错误;
故选B。
11. 下列有关物质结构、性质的实例与解释描述错误的是
选项
实例
解释
A
用蒸馏法分离提纯二氯甲烷和三氯甲烷
利用二氯甲烷和三氯甲烷沸点的差异性
B
乙酸的酸性大于丙酸
烷基越长,推电子效应越大,使羧基中的羟基极性越小,羧酸酸性越弱
C
干冰中每个分子周围有12个等距且最近的分子
干冰晶胞的堆积方式为分子密堆积
D
臭氧在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度
臭氧和四氯化碳均为非极性分子,符合“相似相溶”的规律
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.蒸馏法利用沸点差异分离物质,二氯甲烷和三氯甲烷沸点差异明显,可用蒸馏法分离,A正确;
B.乙酸的酸性强于丙酸,因乙基的推电子效应比甲基强,导致丙酸羧基极性更弱,酸性更弱,B正确;
C.干冰为面心立方密堆积,每个分子周围有12个等距且最近的分子,符合分子密堆积特征,C正确;
D.臭氧(V形结构)是弱极性分子,四氯化碳是非极性分子,水是极性分子,D错误;
故答案选D。
12. 下列关于有机物同分异构体数目的分析不正确的是
A. 分子式为的醇有8种不同结构
B. 的二溴代物有17种
C. 菲的结构简式为,它的一硝基取代物有3种
D. “立方烷”,如图所示,呈正六面体结构,其六氯代物有3种
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子式为C5H12O的醇可看作戊烷分子的1个氢原子被羟基取代所得,根据戊烷的3种同分异构体:有3种等效氢、有4种等效氢、有1种等效氢,得到等效氢共有3+4+1=8种,故对应的醇有8种结构,A正确;
B.的二溴取代物有、、、、、、、、、、、、、、、、17种,B正确;
C.菲的结构对称,分子中有5种不等效氢,故其一硝基取代物有5种,C错误;
D.“立方烷”分子中8个氢原子等效,其六氯代物的同分异构体数目与其二氯代物的同分异构体数目相同,其二氯代物有邻、间、对3种,即其六氯代物有3种,D正确;
故答案选C。
13. 下列说法不正确的是
A. 仅含有3种官能团
B. 甲苯与浓硫酸和浓硝酸的混酸反应生成2,4,6-三硝基甲苯说明苯环对侧链基团有影响
C. 最多共线的碳原子数和最多共面的原子数分别为4、25
D. “本(苯)宝宝福(氟)禄(氯)双全(醛)”的有机物曾经刷爆朋友圈,其结构简式为,该物质的同分异构体中具有相同的谐音且两个醛基位于苯环对位的有机物只有3种
【答案】B
【解析】
【详解】A.该有机物含有的官能团为溴原子、酚羟基、羧基,共3种,A正确;
B.甲苯与浓硫酸和浓硝酸的混酸反应生成2,4,6-三硝基甲苯,反应中甲基使苯环邻对位氢的活性增强,易发生取代反应,体现侧链对苯环的影响,不是苯环对侧链基团的影响,B错误;
C.有机物中心连接四个苯环的碳原子为杂化,四个苯环呈四面体空间分布,最多2个苯环共平面,苯环对位的碳原子共线,最多共线的碳原子数为4;2个共平面的苯环含22个原子,加中心碳原子、两个与苯环直接相连的甲基碳原子,每个甲基最多有1个氢原子处于该平面,总共面原子数为25,C正确;
D.固定两个醛基位于苯环对位,苯环剩余4个位置需要引入1个F原子和1个Cl原子,结合苯环的对称结构,共存在3种不同的同分异构体,如图,D正确;
故选B。
14. 在的催化下,1-苯基丙炔与氯化氢反应,主要产物为氯代烯烃A和B,1-苯基丙炔及产物的含量随时间变化关系如图1,整个反应的历程如图2,下列说法错误的是
A. 产物B为
B. 该反应为加成反应,产物A、B互为立体异构
C. 生成产物A反应的活化能小于生成产物B反应的活化能
D. 可发生消去、氧化、加聚等反应
【答案】A
【解析】
【分析】1-苯基丙炔与发生加成反应,结合图1可知反应前期产物A生成速率更快,后期产物B含量更高,说明A为动力学控制产物,B为热力学控制产物。结合图2反应能量历程,生成产物A的过渡态相对能量更低,对应活化能更小,产物A的总能量高于产物B,B的稳定性更强。两种产物为碳碳双键的顺反异构体,属于立体异构。
【详解】A.产物B为热力学更稳定的产物,对应图2中总能量更低的结构,选项给出的结构总能量更高,为动力学产物A,A错误;
B.该反应为炔烃与氯化氢的加成反应,产物A、B为碳碳双键的顺反异构体,属于立体异构,B正确;
C.生成产物A的反应速率更快,对应过渡态能量更低,活化能小于生成产物B的活化能,C正确;
D.该有机物含碳碳双键,可发生氧化、加聚反应,含氯原子且邻位碳原子连有氢原子,可发生消去反应,D正确;
故选A。
15. 叔丁基溴在纯溶剂中会发生溶剂解,叔丁基溴在水中的溶剂解反应生成两种产物的机理分别为:
机理1:
机理2:
下列说法正确的是
A. 两种反应机理的决速步骤是不同的
B. 把反应物中一个甲基换成,反应更容易进行
C. 把叔丁基溴换成叔丁基碘,产物比例不变
D. 把换成,消去产物比例减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.两种机理分别是卤代烃的取代反应机理和消去反应机理,两种机理都是形成碳正离子的步骤为慢反应,所以控速步骤相同,A错误;
B.是强吸电子基团,会使带正电的叔丁基碳正离子正电荷更集中,稳定性下降,更难生成碳正离子,反应更难进行,B错误;
C.该反应第一步生成碳正离子后,后续取代/消去的竞争由碳正离子本身决定,与原离去基团()无关,生成的碳正离子均为叔丁基碳正离子,因此产物比例不变,C正确;
D.水的极性大于乙醇,极性大的溶剂更有利于稳定碳正离子,促进取代反应;乙醇极性更小,乙醇的体积较大,进攻处在结构中间的碳正离子的能力降低,更易进攻处在外围的氢原子,所以消去产物比例增大,D错误;
故答案为C。
二、非选择题(本题包括4个小题,共55分)
16. 溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的仪器装置(夹持和加热装置略去)及有关数据如下:
物质
苯
溴
溴苯
相对分子质量
78
160
157
密度/
0.88
3.00
1.50
沸点/℃
80
59
156
水中溶解度
不溶
微溶
不溶
实验步骤如下:
①向三颈烧瓶加入足量苯和少量铁粉,水浴控温55℃~60℃,缓慢滴加4 mL液溴至反应结束,向装置中通入一段时间。
②向反应后的三颈烧瓶中加入10 mL水,振荡后静置分液,下层滤液依次用8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。
③分液后向有机层加入少量的无水氯化钙,静置、过滤,得到粗产品。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为___________;B中试剂可以为___________(填名称,一种即可)。
(2)水浴控温55℃~60℃的原因是___________;A中发生反应的化学方程式为___________。
(3)步骤②加10% NaOH溶液的目的为___________(用离子方程式表示)。
(4)步骤③所得粗产品需进一步提纯,下列仪器中可以用于提纯的有___________(填标号)。
(5)反应产率测定:步骤①反应结束后,C中水层总体积为100 mL,取水层溶液20.00 mL,用的标准液进行滴定,共消耗标准液12.00 mL,则反应产率为___________(假定实验过程HBr无损失)。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 四氯化碳或苯
(2) ①. 适当升温,加快反应速率;防止温度过高造成苯与溴的挥发 ②. +Br2+HBr
(3)
(4)bcf (5)80%
【解析】
【分析】本实验核心目的为制备溴苯,装置A为反应发生装置,加入的铁粉与溴反应生成溴化铁作催化剂,苯与溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢,通入氮气可将装置内残留的溴化氢全部吹入后续装置。装置B主要用于吸收挥发的溴单质,避免其干扰溴化氢的检验。装置C中的四氯化碳用于检验溴蒸汽是否除尽及防倒吸,水层吸收溴化氢,石蕊试液变红可验证生成溴化氢,证明反应为取代反应。反应后粗产品经水洗、氢氧化钠溶液洗、水洗除去可溶性杂质,干燥后通过蒸馏分离溴苯与未反应的苯,得到纯溴苯。
【小问1详解】
仪器a为球形冷凝管,可冷凝回流挥发的苯和溴,提高原料利用率。装置B的作用是吸收挥发出的溴单质,溴易溶于四氯化碳、苯等有机溶剂,故B中试剂可选用四氯化碳或苯。
【小问2详解】
苯的沸点为80℃,溴的沸点为59℃,温度低于55℃时反应速率过慢,温度高于60℃会导致苯和溴大量挥发,降低原料利用率,故选择水浴控温55℃~60℃。A中首先铁与溴反应生成溴化铁,之后苯与溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢,对应化学方程式为+Br2+HBr。
【小问3详解】
步骤②加入10%NaOH溶液的目的是除去粗产品中残留的溴单质,溴与氢氧化钠反应生成溴化钠、次溴酸钠和水,反应的离子方程式为 。
【小问4详解】
粗产品中含有未反应的苯,溴苯与苯的沸点差异较大,可通过蒸馏的方法提纯,蒸馏所需仪器为蒸馏烧瓶b、直形冷凝管c、酒精灯f,故选bcf。
【小问5详解】
加入的液溴的总物质的量为 ,根据反应关系,1mol 完全反应理论上生成1mol 。滴定消耗的硝酸银的物质的量为 ,由于与按物质的量之比1:1反应,故20.00mL水层中的 ,100mL水层中总 ,即反应的的物质的量为0.06mol,反应产率为 。
17. 硫化锌(ZnS)是一种重要的化工原料,难溶于水,可由炼锌的废渣锌灰(含ZnO及少量Fe、Cu、Pb等金属的氧化物)制取,某学习小组在实验室模拟制备ZnS的流程如图:
回答下列问题:
(1)Zn元素的最高能层符号为_____。
(2)“浸渣”的主要成分为_____(填化学式)。
(3)写出“除铁”时步骤①中发生反应的离子方程式:_____。
(4)“除铁”时若加入的KMnO4不足,则除铁后的溶液中会含有Fe元素。请设计实验方案加以证明:_____。
(5)ZnS是一种优良的锂离子电池负极材料。在充电过程中,负极材料晶胞的组成变化如图所示。
①图示的LixZnyS晶胞中x:y=______。
②ZnS晶体的密度为_____g•cm﹣3。
【答案】(1)N (2)PbSO4
(3)
(4)取样,向其中滴入KSCN溶液无现象,再滴加H2O2溶液,若溶液变红,则溶液中含有Fe元素或向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若产生蓝色沉淀,则溶液中含有Fe元素
(5) ①. 6∶1 ②.
【解析】
【分析】锌灰(含ZnO及少量Fe、Cu、Pb等金属的氧化物)加入稀硫酸酸浸,金属氧化物和硫酸反应而溶解转化为金属离子,其中PbSO4难溶,是浸渣的主要成分,溶液中有Zn2+、Fe2+、Fe3+、Cu2+,加入高锰酸钾氧化将Fe2+转化为Fe3+,pH=4时,Fe3+以Fe(OH)3沉淀析出,KMnO4还原产物为MnO2,溶液中还有Zn2+和Cu2+,加入Zn粉置换出Cu,再使Zn2+转化为ZnS沉淀。
【小问1详解】
Zn是30号元素,位于第四周期,电子层(能层)为K、L、M、N,最高能层符号为N。
【小问2详解】
锌灰中Pb的氧化物与稀硫酸反应生成难溶于水的PbSO4,因此浸渣主要成分为PbSO4。
【小问3详解】
酸性条件下,KMnO4将Fe2+氧化为Fe3+,自身被还原为MnO2,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平得到“除铁”时步骤①中发生反应的离子方程式:。
【小问4详解】
KMnO4不足时,Fe2+未被完全氧化,留在溶液中,可通过检验Fe2+证明溶液中含有Fe元素,“除铁”时若加入的KMnO4不足,则除铁后的溶液中会含有Fe元素。请设计实验方案加以证明:取样,向其中滴入KSCN溶液无现象,再滴加H2O2溶液,若溶液变红,则溶液中含有Fe元素或向其中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,若产生蓝色沉淀,则溶液中含有Fe元素。
【小问5详解】
① S2−位于晶胞顶点和面心,晶胞中S2−数目为8×+6×=4;根据电荷守恒得x×1+y×2=4×2=8,晶胞内共8个阳离子空位,数得填充的阳离子总数x+y=7,联立解得x=6,y=1,故x:y=6:1。①图示的LixZnyS晶胞中x∶y=6∶1。
②1个ZnS晶胞含4个ZnS,晶胞质量m=,晶胞边长a pm=a×10−10cm,体积V=(a×10−10)3=a3×10−30cm3,密度ρ==g•cm﹣3。
18. 一定温度下,向一容积为5L的恒容密闭容器中充入 和,发生反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-196kJ/mol,当反应达到平衡时,容器内压强变为起始时的,请回答下列问题:
(1)判断该反应达到平衡状态的标志是___________(填字母)。
A.SO2、O2、SO3三者的浓度之比为2∶1∶2
B.容器内气体的压强不变
C.容器内混合气体的密度保持不变
D.SO3的物质的量不再变化
E.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
(2)平衡时SO2的转化率为___________。
(3)其他条件不变时,判断下列条件的改变引起反应速率减慢的是___________。
A.降低温度 B.压强不变充入氩气使体积增大 C.体积不变充入0.2mol氩气
Ⅱ.合成氨对人类的生存和发展有着重要意义,1909年哈伯在实验室中首次利用氮气与氢气反应合成氨,实现了人工固氮。
(4)对于反应在一定条件下氨的平衡含量如下表。
温度/℃
压强/ MPa
氨的平衡含量
200
10
81.5%
550
10
8.25%
①下列条件既能提高反应速率,又能升高氨的平衡含量的是___________(填字母序号)。
A.加催化剂 B.升高温度至400-550℃ C.采取10MPa-30MPa的高压条件
②哈伯选用的条件是550℃、10MPa,而非200℃、10MPa,可能的原因是___________。
(5)下图是合成氨反应平衡混合气中NH₃的体积分数随温度或压强变化的曲线,图中L(L1、L2)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是___________(填“温度”或“压强”);判断、的大小关系并说明理由___________。
【答案】(1)BDE (2)
(3)AB (4) ①. C ②. 提高合成氨反应的化学反应速率(或其他合理答案)
(5) ①. 压强 ②. L1L2,合成氨的反应是放热反应,压强相同时,温度升高,平衡逆向移动,氨的体积分数减小
【解析】
【小问1详解】
A.浓度比等于计量数比不能说明浓度不再变化,不是平衡标志,A错误;
B.反应前后气体分子数不等,恒容下压强不变说明总物质的量不变,反应达平衡,B正确;
C.总质量不变、容器体积不变,密度始终不变,不能判断平衡,C错误;
D.生成物物质的量不变,说明正逆反应速率相等,达平衡,D正确;
E.平均摩尔质量 ,不变,随反应变化,不变说明不变,达平衡,E正确;
故答案为:BDE。
【小问2详解】
转化率计算: 起始总物质的量,恒温恒容下压强比等于物质的量比,;设转化x mol,总物质的量,得x=0.18,转化了0.36 mol,转化率。
【小问3详解】
A.降低温度,反应速率减慢,A正确;
B.压强不变充入氩气,容器体积增大,反应物浓度降低,反应速率减慢,B正确;
C.体积不变充入氩气,反应物浓度不变,速率不变,C错误;
故答案为:AB。
【小问4详解】
① 合成氨反应是正向气体分子数减少的放热反应:催化剂不改变平衡含量;升温速率加快但平衡左移,氨含量降低;加压既加快速率,又使平衡右移,氨含量升高,故选C;
② 工业生产需要兼顾反应速率和产率,550℃时催化剂活性较高,低温下反应速率太慢,需要提高温度使得反应速率更快,因此选用550℃。
【小问5详解】
从图中可以观察到随着X的增大,L1与L2曲线的氨气平衡体积分数不断增大,说明反应的平衡随着X的增大而正向移动,如果是温度,因为该反应为放热反应,所以曲线应该随着X的增大而降低,如果是压强,因为反应为气体分子减少的反应,所以曲线会随着X的增大而正向移动,X为压强;L1<L2,因为合成氨的反应是放热反应,所以压强相同时,温度升高,平衡逆向移动,导致氨的体积分数减小。
19. 有机物H是一种重要的有机合成中间体,其一种合成路线如图所示:
已知结构不能稳定存在,回答下列问题:
(1)A的实验式是___________,B的官能团名称为___________,的反应试剂和条件是___________。
(2)的化学方程式为___________。
(3)D→E的反应类型是___________;G的结构简式是___________。
(4)满足下列条件的C的具有稳定结构的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
i.能使溴水褪色,且1 mol该有机物可消耗;
ii.有机物分子中含有两个甲基。
其中核磁共振氢谱有2组峰,且峰面积之比为2:3的结构简式为___________(任写一种即可)。
【答案】(1) ①. CH2 ②. 氯原子 ③. Cl2、光照
(2)
(3) ①. 消去反应 ②.
(4) ①. 9 ②. 、(1种即可)
【解析】
【小问1详解】
A为环己烷,分子式为C6H12,其实验式CH2;氯原子;环己烷发生自由基取代反应生成氯代环己烷,因此其反应条件应当为Cl2、光照。
【小问2详解】
B→C是卤代烃在醇和氢氧化钾、加热条件下的消去反应,生成环己烯,故其反应方程式为:。
【小问3详解】
D为1,2-二氯环己烷,在强碱醇溶液中发生双消去反应,生成1,3-环己二烯,故反应类型是消去反应;F中的氰基在酸性条件下发生水解,生成羧基 -COOH,双键在此条件下保留,故答案为。
【小问4详解】
C为环己烯,分子式为C6H10,不饱和度为2,1 mol消耗2 mol Br2,说明无环,为开链二烯烃或炔烃,因此符合条件的同分异构体包括:炔烃(4种):2-己炔、3-己炔、3-甲基-1-戊炔、4-甲基-1-戊炔;共轭二烯烃(5种):2,4-己二烯、2-甲基-1,3-戊二烯、3-甲基-1,3-戊二烯、4-甲基-1,3-戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯。共计9种。
要求核磁共振氢谱只有2组峰且面积比为2:3,说明分子具有高度对称性,在上述9种物质中,3-己炔()和2,3-二甲基-1,3-丁二烯()具有两组处于不同化学环境的氢(亚甲基4个H,甲基6个H),符合2:3的峰面积比,故答案为或(1种即可)
【点睛】
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