内容正文:
北京市第十三中学2024~2025学年度第二学期
高二化学期中测试
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,考试时间90分钟。请在答题卡规定位置书写班级、姓名和考号。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23
第Ⅰ卷 (选择题 共42分)
选择题(每小题只有一项符合题意,1-12每小题2分,13-18每小题3分,共42分)
1. 下列有机物的系统命名正确的是
A. 2,3-甲基丁烷 B. 3-甲基-2-乙基戊烷
C. 3-甲基-1-丁烯 D. 2-甲基-4-戊醇
2. 下列表述正确的是
A. 羟基的电子式: B. 醛基的结构简式:-COH
C. 1-丁烯的键线式: D. 聚丙烯的结构简式:
3. 下列物质互为同系物的是
A. 与 B. 与
C. 与 D. 与
4. 下列有机物存在顺反异构现象的是
A. HC≡CH B. CH3CH2CH=CHCH3 C. CH2=CH2 D. CH3CH=CH2
5. 下列有机物中,有三种不同类型的氢原子的是
A. B.
C. CH3CH2OH D.
6. 下列反应中,属于取代反应的是
A. 苯与氢气反应生成环己烷 B. 乙醇转化为乙酸
C. 乙烯与氯化氢反应生成氯乙烷 D. 溴乙烷与NaOH溶液反应生成乙醇
7. 维生素C的结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 分子式是C6H8O6
B. 分子中含有多个羟基,其水溶性较好
C. 分子中含有碳碳双键、羟基、醚键3种官能团
D. 能使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色
8. 已知苯可以进行如下转化:
下列说法正确的是
A. 用蒸馏水可鉴别苯和化合物
B. 化合物和互为同系物
C. 反应发生的条件均为光照
D. 化合物能发生加成反应,不能发生氧化反应
9. 有机化合物分子中的邻近基团往往存在相互影响,这种影响会使有机化合物性质产生差异。下列事实不能说明上述观点的是
A. 甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化,而甲烷不能
B. 乙酸能与碳酸钠发生反应,而乙醇不能
C. 与苯相比,甲苯更易与浓HNO3发生取代反应
D. 2-甲基-1-丙醇能发生消去反应,2,2-二甲基-1-丙醇不能发生消去反应
10. 下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A. (金刚石)和 B. 和
C. 和 D. 和
11. 下列对于物质结构和性质的分析不正确的是
A. 碳的原子半径小于硅,使金刚石熔点高于晶体硅
B. 邻羟基苯甲醛形成了分子内氢键,其沸点高于对羟基苯甲醛
C. 氟的电负性大于氯,导致三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸
D. 卤代烃中键极性较强,使卤素原子易被取代
12. 硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶是PM2.5的成分之一,科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如下:
下列说法不正确的是
A. H2O中的O为sp3杂化 B. SO的VSEPR模型为平面三角形
C. HNO2是由极性键形成的极性分子 D. 反应过程中涉及氧氢键断裂和硫氧键形成
13. 元素X、Y、Z、W的电负性如右表所示。
元素
X
Y
Z
W
电负性
3.5
2.5
2.1
0.9
其中,两种元素的原子最易形成离子键的是
A. X和W B. X和Z C. X和Y D. Y和Z
14. 下列事实不能用氢键解释的是
A. 沸点: B. 稳定性:
C. 密度: D. 溶解性(水中):
15. 干冰()的晶胞结构如下图所示。下列说法不正确的是
A. 干冰晶体属于分子晶体
B. 干冰晶胞中,含有4个分子
C. 干冰晶体中,每个周围等距且紧邻的有6个
D. 干冰晶体中分子间作用力较小,常压下易升华
16. 下列实验能达到实验目的的是
A.制备并检验乙炔的性质
B.粗苯甲酸的提纯
C.分离甲烷和氯气反应后的液态混合物
D.检验溴乙烷的水解产物
A. A B. B C. C D. D
17. 硒()在医药、催化、材料等领域有广泛应用,乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构式如下图所示。关于硒及其化合物,下列说法不正确的是
A. Se原子在周期表中位于p区
B. 乙烷硒啉分子中,C原子的杂化类型有、
C. 乙烷硒啉分子中有5种不同化学环境的氢原子
D. 键角大小:气态
18. 一定温度下,CH3CH2CH3的氯化、溴化反应能量变化及一段时间后产物的选择性如图。下列叙述不正确的是
资料:R+XRX(R为烷基自由基,X为卤素自由基);通常活化能越大,反应速率受温度影响越大。
A. 丙烷氯代或溴代反应均可能产生同分异构体
B. 正丙基自由基(CH3CH2CH2)比异丙基自由基[CH(CH3)2]稳定
C. 升高温度,体系中n(1-氯丙烷)∶n(2-氯丙烷)的值增大
D. 以丙烷为原料通过“卤代-水解”过程合成2-丙醇时,Br2比Cl2更适于作取代试剂
第Ⅱ卷 (非选择题 共58分)
19. 餐厨垃圾在酶的作用下可获得乙醇,进一步反应可制备有机物C和高分子材料G,转化关系如下:
(1)乙醇含有的官能团是___________。
(2)A的结构简式是___________。
(3)反应①的化学方程式是___________。
(4)D的结构简式是___________
(5)下列说法中,不正确的是___________。
a.D、E、F均属烃 b.E和一氯甲烷互为同系物 c.反应②为取代反应
(6)反应③的化学方程式是___________。
20. 硼酸(H3BO3)在电子器件工业和医疗上有重要用途。它是一种白色片状晶体,具有类似于石墨的层状结构,有滑腻感。H3BO3的层内结构如下图所示。
(1)H3BO3中,含有___________(填“极性”或“非极性”)共价键。
(2)H3BO3层内结构中,虚线部分表示存在___________(填序号)。
a.离子键 b.配位键 c.氢键
(3)H3BO3可由BCl3水解得到。
①依据价电子对互斥理论(VSEPR)推测,BCl3的空间结构为___________。
②BCl3属于___________(填“极性”或“非极性”)分子。
(4)H3BO3是一元酸,在水溶液中发生如下过程:H3BO3+H2O⇌ +H+。
①[B(OH)4]-中硼原子的杂化方式为___________。
②从化学键的角度说明H3BO3形成[B(OH)4]-的过程:___________。
③用中和滴定法测定H3BO3纯度。
取agH3BO3样品(所含杂质不与NaOH反应),用0.5mol·L−1NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液VmL,测得H3BO3的纯度为___________(用质量分数表示,H3BO3的摩尔质量为62g·mol−1)。
21. NaCN是优良的浸金试剂,但毒性强。有望被低毒的硫氰酸盐替代。属于离子晶体。一定温度下,NaCN某种晶型的立方晶胞如下图所示,已知其边长为。
(1)NaCN中,σ键和π键的个数比为___________。
(2)距离最近的阴离子有___________个。
(3)已知阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度是___________。()
22. 根据有机化学基础,请回答下列问题:
(1)如图是含C、H、O三种元素的某有机分子模型(图中球与球之间的连线代表单键、双键等化学键),其所含官能团的名称为___________。
(2)有机物的系统命名为___________。
(3)分子式为,且属于烯烃的同分异构体有___________种(考虑顺反异构)。
(4)有机化合物A可由葡萄糖发酵得到,在医药和食品领域中有广泛应用,研究有机化合物A的分子结构如下:
①确定A的分子式
经元素分析得到化合物A的实验式为,通过___________法(填仪器分析方法)可以测得A的相对分子质量为90,则A的分子式为___________。
②确定A的分子结构
使用现代分析仪器对A的分子结构进行测定,结果如下:
谱图
数据分析结果
红外光谱
含有—COOH、—OH
核磁共振氢谱
峰面积比为
A的结构简式为___________。
23. 科学家用增长某些有机物的碳链。
(1)利用碘化物做催化剂,、可以与醚生成羧酸。1个分子内σ键的个数是___________,1个分子内π键的个数是___________。
(2)的熔点高于主要原因是___________。
(3)利用钴的化合物做催化剂,与反应可生成,该生成物中C原子的杂化轨道类型有___________和___________。
(4)可以作为有机反应的溶剂,具有环境友好、易气化分离的优点。下列关于分子的说法正确的是___________(填字母)。
a.的VSEPR模型为直线形
b.非极性分子易溶于
c.易分离的原因是分子间只存在范德华力
24. 某化学兴趣小组用下图所示装置制备乙烯并验证乙烯的性质。当温度迅速上升后,可观察到试管中的溴水褪色,烧瓶中浓H2SO4与乙醇的混合液体变为棕黑色。
(1)装置Ⅰ生成乙烯的化学方程式是___________。
(2)甲同学认为:溴水褪色的现象不能证明装置Ⅰ中有乙烯生成,原因是___________。
(3)乙同学建议:在装置Ⅰ和Ⅱ之间增加一个洗气装置,洗气的试剂是___________。
(4)丁同学查文献得知:若用溴水验证,反应后装置Ⅱ的产物主要为BrCH2CH2OH,含少量BrCH2CH2Br。建议装置Ⅱ中的试剂改为“溴的CC14溶液”以排除H2O对乙烯与Br2反应的干扰。写出乙烯与溴水反应生成BrCH2CH2OH的化学方程式___________。
25. 某研究小组探究铜配合物的制备及处理。
Ⅰ.验室制备铜配合物
实验ⅰ:
(1)基态的价电子排布式是___________。
(2)氨水中,除外,还可能与配位的微粒有___________。
(3)过程①的离子方程式是___________。
(4)经实验确定深蓝色溶液a中的配离子为,为探究蓝色沉淀转化为深蓝色溶液的原因,甲同学补充以下实验:
实验ⅱ:
分析实验ⅱ,结合化学用语,从平衡移动的角度解释实验ⅰ中蓝色沉淀转化为深蓝色溶液的原因:___________。
Ⅱ.实验室通过有机溶液萃取并进一步处理获取单质。
(5)有机化合物W的结构简式为,能与形成稳定的极性较小的配合物X,X结构中含氢键,相关反应为。
①补全下图中X的结构并用“…”标出氢键___________。
②X在水中的溶解度降低的原因可能是:X为极性较小的有机配合物;___________。
26. 以石油裂解产物烯烃为原料合成一些新物质的路线如下。
已知:a:Diels-Alder反应:
b:
(1)生成X的反应类型是___________。
(2)A→B的化学方程式是___________。
(3)E的结构简式是___________。
(4)Y的结构简式是___________。
(5)用系统命名法命名甲物质:___________;Z→W的化学方程式是___________。
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北京市第十三中学2024~2025学年度第二学期
高二化学期中测试
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,考试时间90分钟。请在答题卡规定位置书写班级、姓名和考号。考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23
第Ⅰ卷 (选择题 共42分)
选择题(每小题只有一项符合题意,1-12每小题2分,13-18每小题3分,共42分)
1. 下列有机物的系统命名正确的是
A. 2,3-甲基丁烷 B. 3-甲基-2-乙基戊烷
C. 3-甲基-1-丁烯 D. 2-甲基-4-戊醇
【答案】C
【解析】
【详解】A.2,3-甲基丁烷的名称中取代基个数未写出,正确的名称为:2,3-二甲基丁烷,A错误;
B.3-甲基-2-乙基戊烷名称中主碳链选错,正确名称为:3,4-二甲基己烷,B错误;
C.3-甲基-1-丁烯符合系统命名法,C正确;
D.2-甲基-4-戊醇名称中的主碳链起点选错,正确名称为:4-甲基-2-戊醇,D错误;
故选C。
2. 下列表述正确的是
A. 羟基的电子式: B. 醛基的结构简式:-COH
C. 1-丁烯的键线式: D. 聚丙烯的结构简式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.羟基的电子式为 A错误;
B.醛基的结构简式为—CHO,B错误;
C.1-丁烯的结构简式为CH2=CHCH2CH3,键线式为,C正确;
D.丙烯发生加聚反应生成聚丙烯,聚丙烯的结构简式为,D错误;
答案选C。
3. 下列物质互为同系物的是
A. 与 B. 与
C. 与 D. 与
【答案】D
【解析】
【详解】A.是一元醇,只含1个羟基,是二元醇,含2个羟基,二者官能团数目不同,结构不相似,A错误;
B.属于烷烃,只含单键,属于烯烃,含碳碳双键,二者物质类别不同,结构不相似,B错误;
C.前者羟基直接连在苯环上,属于酚类,后者羟基连在苯环侧链上,属于醇类,二者物质类别不同,结构不相似,C错误;
D.和均为饱和一元醇,结构相似,分子组成相差1个原子团,互为同系物,D正确;
故答案为D。
4. 下列有机物存在顺反异构现象的是
A. HC≡CH B. CH3CH2CH=CHCH3 C. CH2=CH2 D. CH3CH=CH2
【答案】B
【解析】
【详解】A.HC≡CH只有一种结构,故不选A;
B.CH3CH2CH=CHCH3存在、两种结构,故选B;
C.CH2=CH2只有一种结构,故不选C;
D.CH3CH=CH2只有一种结构,故不选D;
选B。
5. 下列有机物中,有三种不同类型的氢原子的是
A. B.
C. CH3CH2OH D.
【答案】C
【解析】
【详解】A、分子中有2种不同类型的氢原子,选项A错误;
B、分子中含有4种不同类型的氢原子,选项B错误;
C、CH3CH2OH分子中含有3种不同类型的氢原子,选项C正确;
D、分子中只有5种不同类型的氢原子,选项D错误;
答案选C。
【点睛】本题以核磁共振氢谱为载体考查有机物的结构,难度较小,清楚核磁共振氢谱中有几个不同的峰,分子中就有几种H原子。峰的面积之比等于氢原子数之比.核磁共振氢谱图有3三种信号,说明分子中有3种H原子,利用等效氢原子判断:
①分子中同一甲基上连接的氢原子等效;
②同一碳原子所连甲基上的氢原子等效,同一碳原子所连氢原子等效;
③处于镜面对称位置上的氢原子等效。
6. 下列反应中,属于取代反应的是
A. 苯与氢气反应生成环己烷 B. 乙醇转化为乙酸
C. 乙烯与氯化氢反应生成氯乙烷 D. 溴乙烷与NaOH溶液反应生成乙醇
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯与氢气反应生成环己烷,发生加成反应,故A错误;
B.乙醇发生连续催化氧化反应转化为乙酸,故B错误;
C.乙烯与氯化氢发生加成反应生成氯乙烷,故C错误;
D.溴乙烷与NaOH反应过程中,溴原子被羟基取代,生成乙醇,属于取代反应,故D正确;
故选:D。
7. 维生素C的结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 分子式是C6H8O6
B. 分子中含有多个羟基,其水溶性较好
C. 分子中含有碳碳双键、羟基、醚键3种官能团
D. 能使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子式是C6H8O6,A正确;
B.分子中含有多个羟基,其水溶性较好,B正确;
C.分子中含有碳碳双键、羟基、酯基3种官能团,C错误;
D.分子中含有碳碳双键能使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色,D正确;
故答案为C。
8. 已知苯可以进行如下转化:
下列说法正确的是
A. 用蒸馏水可鉴别苯和化合物
B. 化合物和互为同系物
C. 反应发生的条件均为光照
D. 化合物能发生加成反应,不能发生氧化反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.化合物K为溴苯,溴苯的密度比水大,苯的密度比水小,且都不溶于水,与水分层现象不同,所以可以用蒸馏水可鉴别苯和溴苯,A正确;
B.化合物M的分子式为C6H12与L的分子式为C6H10,不满足同系物的定义,两者不是同系物,B错误;
C.反应①为苯制溴苯的取代反应,反应条件为溴、铁或溴化铁作催化剂,C错误;
D.化合物L中有碳碳双键能发生加成反应,也能发生氧化反应,D错误;
答案选A。
【点睛】结构相似,在分子组成上相差1个或几个“CH2”的物质互称为同系物。
9. 有机化合物分子中的邻近基团往往存在相互影响,这种影响会使有机化合物性质产生差异。下列事实不能说明上述观点的是
A. 甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化,而甲烷不能
B. 乙酸能与碳酸钠发生反应,而乙醇不能
C. 与苯相比,甲苯更易与浓HNO3发生取代反应
D. 2-甲基-1-丙醇能发生消去反应,2,2-二甲基-1-丙醇不能发生消去反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲苯受苯环影响导致甲基的活泼性增强,所以甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不能,能说明上述观点,故A不符合题意;
B.乙酸能与碳酸钠反应放出气体,而乙醇不能,甲基影响-COOH易电离显酸性,可说明原子团之间相互影响导致化学性质不同,故B不符合题意;
C.羟基影响苯环,苯环上H变活泼,则与苯相比,苯酚更易与HNO3发生取代反应,说明羟基活化了苯环,故C不符合题意;
D.2-甲基-1-丙醇能发生消去反应是因为2号C上有H,2,2-二甲基-1-丙醇不能发生消去反应是因为2号C上没有H,与基团之间的相互影响无关,故D符合题意;
答案选D。
10. 下列各组物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A. (金刚石)和 B. 和
C. 和 D. 和
【答案】C
【解析】
【详解】A.C(金刚石)为原子(共价)晶体,所含化学键为共价键,CO2为分子晶体,所含化学键为共价键,晶体类型不同,A不符合题意;
B.NaBr为离子晶体,含有离子键,HBr为分子晶体,含有共价键,晶体类型和化学键均不同,B不符合题意;
C.CH4和H2O都是分子晶体,含有共价键,C符合题意;
D.Cl2为分子晶体,含有共价键,KCl为离子晶体,含有离子键,晶体类型和化学键均不同,D不符合题意;
本题选C。
11. 下列对于物质结构和性质的分析不正确的是
A. 碳的原子半径小于硅,使金刚石熔点高于晶体硅
B. 邻羟基苯甲醛形成了分子内氢键,其沸点高于对羟基苯甲醛
C. 氟的电负性大于氯,导致三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸
D. 卤代烃中键极性较强,使卤素原子易被取代
【答案】B
【解析】
【详解】A.原子半径越小,键长越短,键能越大,熔点越高, A正确;
B.分子内氢键会导致沸点降低,故邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛,B错误;
C.氟的电负性大于氯,故其诱导效应氟强于氯,所以三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸,C正确;
D.卤代烃中 C-X 键极性较强,容易断裂,使卤素原子易被取代 ,D正确;
故选B。
12. 硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶是PM2.5的成分之一,科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如下:
下列说法不正确的是
A. H2O中的O为sp3杂化 B. SO的VSEPR模型为平面三角形
C. HNO2是由极性键形成的极性分子 D. 反应过程中涉及氧氢键断裂和硫氧键形成
【答案】B
【解析】
【详解】A.H2O中O的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4,O采取sp3杂化,A正确;
B.SO中S的价层电子对数为3+×(6+2-3×2)=4,孤电子对数为1,VSEPR模型为四面体形,B错误;
C.HNO2只存在极性键,分子的正负电中心不重合,是极性分子,C正确;
D.有氢氧键断裂,SO转化为的过程中有硫氧键形成,D正确;
故选B。
13. 元素X、Y、Z、W的电负性如右表所示。
元素
X
Y
Z
W
电负性
3.5
2.5
2.1
0.9
其中,两种元素的原子最易形成离子键的是
A. X和W B. X和Z C. X和Y D. Y和Z
【答案】A
【解析】
【分析】电负性差值最大的两种元素最易形成离子键,由表格可知X和W电负性差值最大,故选A。
【详解】由表格可知X和W电负性差值最大,故选A。
14. 下列事实不能用氢键解释的是
A. 沸点: B. 稳定性:
C. 密度: D. 溶解性(水中):
【答案】B
【解析】
【详解】A.水的沸点高于硫化氢是因为水分子能形成分子间氢键,硫化氢不能形成分子间氢键,则水的沸点高于硫化氢能用氢键解释,故A不符合题意;
B.氟化氢的稳定性强于水是因为氟元素的非金属性强于氧元素,则氟化氢的稳定性强于水不能用氢键解释,故B符合题意;
C.水的密度大于冰是因为液态水中每个水分子与4个水分子形成4个氢键,而冰中水分子形成的氢键会拉伸水分子,使水分子之间距离增大,造成体积膨胀,密度减小,则水的密度大于冰能用氢键解释,故C不符合题意;
D.甲醇在水中的溶解度大于甲烷是因为甲醇能与水分子能形成分子间氢键,甲烷不能与水分子形成分子间氢键,则甲醇在水中的溶解度大于甲烷能用氢键解释,故D不符合题意;
故选B。
15. 干冰()的晶胞结构如下图所示。下列说法不正确的是
A. 干冰晶体属于分子晶体
B. 干冰晶胞中,含有4个分子
C. 干冰晶体中,每个周围等距且紧邻的有6个
D. 干冰晶体中分子间作用力较小,常压下易升华
【答案】C
【解析】
【详解】A.干冰晶体是由CO2分子通过分子间作用力结合而成的,为分子晶体,A正确;
B.CO2分子在晶胞的顶点和面心,顶点上的CO2分子被8个晶胞共有,面心上的CO2分子被2个晶胞共有,所以每个晶胞中含有=4个CO2分子,B正确;
C.干冰晶体为分子密堆积,二氧化碳的配位数为12,即每个CO2分子周围有12个紧邻的CO2分子,C错误;
D.干冰晶体是由CO2分子通过分子间作用力结合而成的,又分子间作用力较小,即常压下易升华,D正确;
故选C。
16. 下列实验能达到实验目的的是
A.制备并检验乙炔的性质
B.粗苯甲酸的提纯
C.分离甲烷和氯气反应后的液态混合物
D.检验溴乙烷的水解产物
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.电石制备乙炔时,电石中含硫化物杂质,生成的乙炔中混有等还原性气体,也能使酸性溶液褪色,干扰乙炔性质的检验,装置无除杂步骤,不能达到目的,A错误;
B.粗苯甲酸提纯采用重结晶法,利用苯甲酸溶解度随温度变化大的特点,热溶液趁热过滤后,冷却即可结晶析出苯甲酸,不需要蒸发结晶,图示第二步蒸发操作错误,B错误;
C.甲烷和氯气取代反应后,得到的液态混合物是互溶的多种氯代甲烷,沸点不同,可用蒸馏分离;图示蒸馏装置中温度计位置、冷凝水方向(下进上出)均正确,能达到分离目的,C正确;
D.溴乙烷碱性水解后,溶液中存在过量,直接加会生成沉淀,干扰的检验;检验前必须加稀硝酸酸化除去,图示缺少酸化步骤,操作错误,D错误;
故选C。
17. 硒()在医药、催化、材料等领域有广泛应用,乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构式如下图所示。关于硒及其化合物,下列说法不正确的是
A. Se原子在周期表中位于p区
B. 乙烷硒啉分子中,C原子的杂化类型有、
C. 乙烷硒啉分子中有5种不同化学环境的氢原子
D. 键角大小:气态
【答案】D
【解析】
【详解】A.Se原子在周期表的位置是第4周期ⅥA,价层电子排布式为:4s24p4,位于p区,A正确;
B.乙烷硒啉分子中,C原子的杂化类型有、,苯环上的C为杂化, 此处的C为杂化,B正确;
C.乙烷硒啉分子中有5种不同化学环境的氢原子 ,C正确;
D.中硒原子的价层电子对数3,孤电子对数为 0,分子的空间结构为平面三角形,键角为 120°,中硒原子的价层电子对数4,孤电子对数为1,离子的空间结构为三角锥形,键角小于120°,键角大小:气态,D错误;
故选D。
18. 一定温度下,CH3CH2CH3的氯化、溴化反应能量变化及一段时间后产物的选择性如图。下列叙述不正确的是
资料:R+XRX(R为烷基自由基,X为卤素自由基);通常活化能越大,反应速率受温度影响越大。
A. 丙烷氯代或溴代反应均可能产生同分异构体
B. 正丙基自由基(CH3CH2CH2)比异丙基自由基[CH(CH3)2]稳定
C. 升高温度,体系中n(1-氯丙烷)∶n(2-氯丙烷)的值增大
D. 以丙烷为原料通过“卤代-水解”过程合成2-丙醇时,Br2比Cl2更适于作取代试剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙烷氯代反应可生成互为同分异构体的CH3CH2CH2Cl和(CH3)2CHCl,丙烷溴代反应可生成互为同分异构体的CH3CH2CH2Br和(CH3)2CHBr,A项正确;
B.由图可知,正丙基自由基(CH3CH2CH2)具有的能量比异丙基自由基[CH(CH3)2]具有的能量高,能量越低越稳定,则异丙基自由基比正丙基自由基稳定,B项错误;
C.由图可知,生成1-氯丙烷的活化能比生成2-氯丙烷的活化能大,通常活化能越大、反应速率受温度影响越大,故升高温度,生成1-氯丙烷的速率增大得更快,体系中n(1-氯丙烷)∶n(2-氯丙烷)的值增大,C项正确;
D.由图可知,以丙烷氯代反应生成的2-氯丙烷的选择性为55%,而发生溴代反应生成的2-溴丙烷的选择性为97%,故以丙烷为原料通过“卤代-水解”过程合成2-丙醇时,使用Br2作为取代试剂所得产品的纯度更高,即Br2比Cl2更适于作取代试剂,D项正确;
答案选B。
第Ⅱ卷 (非选择题 共58分)
19. 餐厨垃圾在酶的作用下可获得乙醇,进一步反应可制备有机物C和高分子材料G,转化关系如下:
(1)乙醇含有的官能团是___________。
(2)A的结构简式是___________。
(3)反应①的化学方程式是___________。
(4)D的结构简式是___________
(5)下列说法中,不正确的是___________。
a.D、E、F均属烃 b.E和一氯甲烷互为同系物 c.反应②为取代反应
(6)反应③的化学方程式是___________。
【答案】(1)羟基 (2)CH3CHO
(3)CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
(4)CH2=CH2 (5)abc
(6)nCH2=CHCl
【解析】
【分析】乙醇被催化氧化生成A为CH3CHO,A被氧化生成B为CH3COOH,B和乙醇发生酯化反应生成C为CH3COOCH2CH3;D和氯气发生加成反应生成E,则D为CH2=CH2,E发生消去反应生成F,F发生加聚反应生成G为聚氯乙烯。
【小问1详解】
乙醇含有的官能团是羟基;
【小问2详解】
由分析可知,A为乙醛,结构简式是CH3CHO;
【小问3详解】
B是乙酸,乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,则反应①的化学方程式是CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;
【小问4详解】
D是乙烯,结构简式是CH2=CH2;
【小问5详解】
a.D、E、F分别是乙烯、氯代烃、氯代烃,只有D属于烃,故a错误;
b.E中含有2个氯原子,一氯甲烷含有1个氯原子,所以E和一氯甲烷不互为同系物,故b错误;
c.由分析可知,反应②为消去反应,故c错误;
故答案为:abc;
【小问6详解】
反应③是氯乙烯聚合为聚氯乙烯,化学方程式是nCH2=CHCl 。
20. 硼酸(H3BO3)在电子器件工业和医疗上有重要用途。它是一种白色片状晶体,具有类似于石墨的层状结构,有滑腻感。H3BO3的层内结构如下图所示。
(1)H3BO3中,含有___________(填“极性”或“非极性”)共价键。
(2)H3BO3层内结构中,虚线部分表示存在___________(填序号)。
a.离子键 b.配位键 c.氢键
(3)H3BO3可由BCl3水解得到。
①依据价电子对互斥理论(VSEPR)推测,BCl3的空间结构为___________。
②BCl3属于___________(填“极性”或“非极性”)分子。
(4)H3BO3是一元酸,在水溶液中发生如下过程:H3BO3+H2O⇌ +H+。
①[B(OH)4]-中硼原子的杂化方式为___________。
②从化学键的角度说明H3BO3形成[B(OH)4]-的过程:___________。
③用中和滴定法测定H3BO3纯度。
取agH3BO3样品(所含杂质不与NaOH反应),用0.5mol·L−1NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液VmL,测得H3BO3的纯度为___________(用质量分数表示,H3BO3的摩尔质量为62g·mol−1)。
【答案】(1)极性 (2)c
(3) ①. 平面三角形 ②. 非极性分子
(4) ①. sp3 ②. H3BO3中B提供空轨道, OH-提供孤电子对形成配位键 ③.
【解析】
【小问1详解】
由图可知,H3BO3分子中含有B-O键和H-O键,均为极性键;
【小问2详解】
图中虚线部分表示H3BO3分子间的一种作用力,并且是电负性大的O原子与H原子之间的一种作用力,则为氢键;
【小问3详解】
①BCl3分子中B原子的价层电子对数为,无孤电子对,VSEPR模型和空间构型均为平面三角形;
②BCl3分子中B原子的价层电子对数为3,无孤电子对,空间构型均为平面三角形,正负电荷中心能重合,属于非极性分子;
【小问4详解】
①中B原子的价层电子对数为4,所以B原子的杂化方式为sp3;
②H3BO3分子中B原子含有空轨道,OH-中O原子含有孤电子对,B和O之间通过配位键生成;
③H3BO3为一元弱酸,NaOH为一元强碱,二者反应时比例为1∶1,即n(H3BO3)=n(NaOH)=cV=0.0005Vmol,m(H3BO3)=Nm=0.0005Vmol62g/mol=0.031Vg,则H3BO3纯度为。
【点睛】本题物质结构与性质,把握极性键和分子极性的判断、VSEPR模型的应用、配合键形成的条件、氢键等知识即可解答,侧重基础知识检测和应用能力考查,注意掌握微粒空间构型和原子杂化方式的判断。
21. NaCN是优良的浸金试剂,但毒性强。有望被低毒的硫氰酸盐替代。属于离子晶体。一定温度下,NaCN某种晶型的立方晶胞如下图所示,已知其边长为。
(1)NaCN中,σ键和π键的个数比为___________。
(2)距离最近的阴离子有___________个。
(3)已知阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度是___________。()
【答案】(1)
(2)6 (3)
【解析】
【小问1详解】
NaCN中与之间为离子键,内部C与N形成碳氮三键,三键包含1个σ键和2个π键,因此键和键的个数比为1:2;
【小问2详解】
该晶胞为类似的离子晶体结构,位于顶点、面心,位于棱心、体心,的配位数为6,即距离最近的共有6个;
【小问3详解】
数目为 ,数目为 ,即1个晶胞含4个NaCN,NaCN的摩尔质量为49 g/mol,因此晶胞质量,晶胞边长,晶胞体积,密度:。
22. 根据有机化学基础,请回答下列问题:
(1)如图是含C、H、O三种元素的某有机分子模型(图中球与球之间的连线代表单键、双键等化学键),其所含官能团的名称为___________。
(2)有机物的系统命名为___________。
(3)分子式为,且属于烯烃的同分异构体有___________种(考虑顺反异构)。
(4)有机化合物A可由葡萄糖发酵得到,在医药和食品领域中有广泛应用,研究有机化合物A的分子结构如下:
①确定A的分子式
经元素分析得到化合物A的实验式为,通过___________法(填仪器分析方法)可以测得A的相对分子质量为90,则A的分子式为___________。
②确定A的分子结构
使用现代分析仪器对A的分子结构进行测定,结果如下:
谱图
数据分析结果
红外光谱
含有—COOH、—OH
核磁共振氢谱
峰面积比为
A的结构简式为___________。
【答案】(1)碳碳双键、羧基
(2)2,4-二甲基己烷
(3)6 (4) ①. 质谱 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
根据球棍模型的原子半径规律(C>O>H),推出该有机物结构为CH2=C(CH3)COOH,所含官能团为碳碳双键和羧基;
【小问2详解】
系统命名时优先选择最长碳链为主链,该有机物最长碳链含6个碳原子,为己烷;从离取代基最近的一端编号,2位、4位各连1个甲基,取代基位次和最小,因此命名为2,4-二甲基己烷;
【小问3详解】
分子式为C5H10的烯烃,不考虑顺反异构时有1-戊烯、2-戊烯、2-甲基-1-丁烯、3-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯共5种;其中2-戊烯的双键两端碳原子均连接不同基团,存在顺反异构,额外增加1种,总共有6种同分异构体;
【小问4详解】
①质谱法是测定有机物相对分子质量的常用仪器分析方法;实验式CH2O的式量为30,相对分子质量为90,因此分子式中各原子数目为实验式的3倍,即C3H6O3;
②红外光谱证明含-COOH和-OH,核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比1:1:1:3,说明分子含1个-CH3(对应3个H),剩余3种化学环境的H各1个,结合分子式可推出结构为2-羟基丙酸,即。
23. 科学家用增长某些有机物的碳链。
(1)利用碘化物做催化剂,、可以与醚生成羧酸。1个分子内σ键的个数是___________,1个分子内π键的个数是___________。
(2)的熔点高于主要原因是___________。
(3)利用钴的化合物做催化剂,与反应可生成,该生成物中C原子的杂化轨道类型有___________和___________。
(4)可以作为有机反应的溶剂,具有环境友好、易气化分离的优点。下列关于分子的说法正确的是___________(填字母)。
a.的VSEPR模型为直线形
b.非极性分子易溶于
c.易分离的原因是分子间只存在范德华力
【答案】(1) ①. 8 ②. 1
(2)是共价晶体,粒子间作用力为共价键,是分子晶体,粒子间作用力为范德华力、所以熔点高于
(3) ①. sp2 ②. sp3
(4)abc
【解析】
【小问1详解】
单键均为σ键,1个分子含6个C-H单键、2个C-O单键,共8个σ键;的羧基中含有1个碳氧双键,双键中仅含1个π键,其余化学键均为单键,故π键个数为1。
【小问2详解】
二者晶体类型不同,属于共价晶体,微粒间作用力为共价键,属于分子晶体,微粒间作用力为范德华力,共价键强度远大于范德华力,因此熔点更高。
【小问3详解】
生成物为,苯环上的碳原子均形成3个σ键、无孤电子对,杂化类型为;侧链甲基的碳原子形成4个σ键、无孤电子对,杂化类型为。
【小问4详解】
a.中心C原子价层电子对数为,无孤电子对,VSEPR模型为直线形,a正确;
b.是结构对称的非极性分子,根据相似相溶规律,非极性分子易溶于非极性溶剂,b正确;
c.属于分子晶体,分子间仅存在范德华力,作用力弱、沸点低,易气化分离,c正确;
故答案选abc。
24. 某化学兴趣小组用下图所示装置制备乙烯并验证乙烯的性质。当温度迅速上升后,可观察到试管中的溴水褪色,烧瓶中浓H2SO4与乙醇的混合液体变为棕黑色。
(1)装置Ⅰ生成乙烯的化学方程式是___________。
(2)甲同学认为:溴水褪色的现象不能证明装置Ⅰ中有乙烯生成,原因是___________。
(3)乙同学建议:在装置Ⅰ和Ⅱ之间增加一个洗气装置,洗气的试剂是___________。
(4)丁同学查文献得知:若用溴水验证,反应后装置Ⅱ的产物主要为BrCH2CH2OH,含少量BrCH2CH2Br。建议装置Ⅱ中的试剂改为“溴的CC14溶液”以排除H2O对乙烯与Br2反应的干扰。写出乙烯与溴水反应生成BrCH2CH2OH的化学方程式___________。
【答案】(1)
(2)乙烯中混有SO2等还原性气体也能使溴水褪色
(3)过量NaOH溶液
(4)CH2=CH2+Br2+H2O→BrCH2CH2OH+HBr(答案合理即可)
【解析】
【分析】乙醇在浓硫酸为催化剂的作用下发生消去反应生成乙烯和水,乙烯具有不饱和键与溴水发生加成而使得溴水褪色,以此分析;
【小问1详解】
根据分析,装置Ⅰ用乙醇制取乙烯;
故答案为:;
【小问2详解】
浓硫酸具有强氧化性易生成具有还原性的SO2等杂质气体,与溴水发生氧化还原反应,使得溴水褪色;
故答案为:乙烯中混有SO2等还原性气体也能使溴水褪色;
【小问3详解】
根据上题分析,需要在Ⅰ、Ⅱ之间加一个去除SO2的装置;
故答案为:过量NaOH溶液
【小问4详解】
乙烯与溴水发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,氯代烃与水发生水解反应生成羟基;
故答案为:CH2=CH2+Br2+H2O→BrCH2CH2OH+HBr。
25. 某研究小组探究铜配合物的制备及处理。
Ⅰ.验室制备铜配合物
实验ⅰ:
(1)基态的价电子排布式是___________。
(2)氨水中,除外,还可能与配位的微粒有___________。
(3)过程①的离子方程式是___________。
(4)经实验确定深蓝色溶液a中的配离子为,为探究蓝色沉淀转化为深蓝色溶液的原因,甲同学补充以下实验:
实验ⅱ:
分析实验ⅱ,结合化学用语,从平衡移动的角度解释实验ⅰ中蓝色沉淀转化为深蓝色溶液的原因:___________。
Ⅱ.实验室通过有机溶液萃取并进一步处理获取单质。
(5)有机化合物W的结构简式为,能与形成稳定的极性较小的配合物X,X结构中含氢键,相关反应为。
①补全下图中X的结构并用“…”标出氢键___________。
②X在水中的溶解度降低的原因可能是:X为极性较小的有机配合物;___________。
【答案】(1)
(2)、
(3)
(4),增大,与反应产生,使减少;同时滴加氨水使增大,即增大,结合,;与同时使沉淀溶解平衡正向移动,使得沉淀溶解转化为深蓝色溶液
(5) ①. ②. X中形成氢键,使X与水形成氢键减少,降低X在水中的溶解性
【解析】
【小问1详解】
Cu的原子序数为29,基态原子价电子排布式为3d104s1;失去2个电子形成Cu2+时,先失去最外层的4s电子,再失去3d电子,所以价电子排布式为:3d9;
【小问2详解】
氨水中存在:NH3 + H2ONH3·H2O+ OH-, 其中H2O(O有孤电子对)和OH-(O有孤电子对)都可以作为配体与Cu2+配位;
【小问3详解】
过程①是向CuSO4溶液中滴加少量氨水,生成蓝色Cu(OH)2沉淀: Cu2++ 2NH3·H2O = Cu(OH)2↓ + 2;
【小问4详解】
蓝色沉淀Cu(OH)2存在溶解平衡:Cu(OH)2(s)Cu2+(aq) + 2OH-(aq) 加入氨水后,Cu2+与NH3结合生成稳定的[Cu(NH3)4]2+,使溶液中Cu2+浓度降低,上述平衡正向移动,Cu(OH)2沉淀溶解; 结合实验ii,加入(NH4)2SO4(提供)时,,与反应产生,使OH-浓度降低,也促进Cu(OH)2溶解,最终形成[Cu(NH3)4]2+,得到深蓝色溶液;
【小问5详解】
①根据反应2W + Cu2+2H+ + X,W的结构中,酚羟基(-OH)和肟基(C=N-OH)上的O可与Cu2+配位,同时脱去2个H+;X中,两个W分子的酚羟基O和肟基N/O与Cu2+配位,形成四配位结构;其中一个肟基上的-OH的H,会与另一个配体上的O形成氢键;即为:;
②X在水中溶解度降低的其他原因 是X形成配合物,X中形成氢键,使X与水形成氢键减少,降低X在水中的溶解性。
26. 以石油裂解产物烯烃为原料合成一些新物质的路线如下。
已知:a:Diels-Alder反应:
b:
(1)生成X的反应类型是___________。
(2)A→B的化学方程式是___________。
(3)E的结构简式是___________。
(4)Y的结构简式是___________。
(5)用系统命名法命名甲物质:___________;Z→W的化学方程式是___________。
【答案】(1)取代反应
(2)
(3) (4)
(5) ①. 2-甲基-1,3-丁二烯 ②.
【解析】
【分析】CH3CH=CHCH3与Cl2光照下发生取代反应生成X,X与H2在Ni、加热条件下发生加成反应生成A,A与NaOH醇溶液、加热发生消去反应生成B,B与乙烯发生题给已知信息a的反应生成D,由D和乙烯的结构可知,B的结构简式为CH2=CHCH=CH2,A的结构简式为ClCH2CH2CH2CH2Cl,X的结构简式为ClCH2CH=CHCH2Cl;E发生加聚反应生成,则E的结构简式为;X与NaOH水溶液、加热条件下发生水解反应生成的Y为HOCH2CH=CHCH2OH,Y发生催化氧化反应生成的Z为OHCCH=CHCHO,Z与甲加热反应生成W,W与H2在Ni、加热条件下发生加成反应生成,结合题给已知信息a和b可知,甲的结构简式为CH2=C(CH3)CH=CH2、W的结构简式为,据此解答。
【小问1详解】
由分析可知,生成X的反应类型是取代反应;
【小问2详解】
A→B发生消去反应,其反应方程式为;
【小问3详解】
由分析可知,E的结构简式是;
【小问4详解】
由分析可知,Y的结构简式是;
【小问5详解】
由分析可知,甲的结构简式是CH2=C(CH3)CH=CH2,根据系统命名法,其为2-甲基-1,3-丁二烯;Z→W发生Diels-Alder反应,其反应化学方程式是。
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