内容正文:
高二下学期第二次大单元考试
化学试题
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Li 7 Na 23 Fe 56
第I卷(选择题共40分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 从古至今,化学在生产、生活中发挥着重要作用。下列说法正确的是
A. 蚕丝、竹简的主要成分是蛋白质,属于天然高分子化合物
B. 地沟油的主要成分属于烃类物质,可制成“绿色能源”
C. 古代蜡烛的主要成分为高级脂肪酸酯,属于高分子化合物
D. 腈纶、涤纶属于合成纤维,可以通过聚合反应制得
2. 下列说法错误的有
①苯乙烯、乙醛均能使溴水褪色,但褪色原理不同
②乙烯能发生加成反应而乙烷不能,说明基团间的相互影响会导致物质化学性质不同
③糖类、油脂、蛋白质在一定条件下均能发生水解反应
④医用酒精消毒的原理是使蛋白质变性
⑤可用红外光谱和核磁共振氢谱鉴别和
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
3. 下列装置图中错误之处最多的是
A.制备乙酸乙酯
B.萃取分液
C.实验室制取乙烯
D.分离乙醇和1—溴丁烷
A. A B. B C. C D. D
4. 有机物X在一定条件下可重排为Y,转化如图所示。下列说法错误的是
A. 除氢原子外,X中其他原子可能共平面
B. X、Y互为同分异构体
C. 可用FeCl3溶液鉴别X与Y
D. 1molY最多可与浓溴水中3molBr2发生取代反应
5. 我国学者用氮气为氮源制备物质甲的过程如下:
下列说法正确的是
A. 的电子式: B. 基态原子的价层电子排布图:
C. 中原子的杂化方式: D. 的球棍模型:
6. 中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是
A. 三种物质中均有碳碳原子间的键 B. 三种物质中的碳原子都是杂化
C. 三种物质的晶体类型相同 D. 三种物质均能导电
7. 下列有关物质结构与性质的表述结构正确的是
A. 易溶于,可从和都是非极性分子的角度解释
B. 键的极性大于键的极性,分子的极性小于
C. 中氢键数量比少,可推断的稳定性比差
D. 超分子是两种或两种以上的分子(包括离子)通过化学键形成的分子聚集体
8. 关于有机物检测,下列说法不正确的是
A. 用新制的氢氧化铜可鉴别甲苯、溴苯、乙醇、乙醛
B. 用核磁共振氢谱可鉴别CH3CH2COOH和HCOOCH2CH3
C. 用CuO作氧化剂,将仅含C、H、O元素的有机物氧化,通过测定有机物和产物质量可计算出有机物的实验式
D. 将1-溴丁烷和氢氧化钠的乙醇溶液加热所得到的气体通入酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液褪色,说明1-溴丁烷发生了消去反应
9. 某种纯天然生物活性提取物质结构如图所示,下列有关该物质说法正确的是
A. 1mol该有机物与H2发生加成反应最多消耗H2的物质的量为15mol
B. 完全水解可得4种有机产物
C. 该分子与足量H2加成后的产物中含有2个手性碳原子
D. 光照下与氯气反应,苯环上可形成C-Cl键
10. 研究溶液的制备、性质和应用。
①向溶液中逐滴加入氨水,得到溶液。
②分别将等浓度的溶液、溶液放置于空气中,一段时间后,加入浓盐酸,前者无明显现象,后者产生使淀粉溶液变蓝的气体。
③溶液可处理含的废气,反应过程如下。
下列说法正确的是
A. ①中,为避免溶液与氨水生成沉淀,可先加入适量的溶液
B. ②中,溶液中的浓度比溶液中的高,的还原性比的强
C. ③中,转化为,元素的化合价不变
D. ③中,降低可显著提高的脱除率
二、选择题(共5题,每小题4分,共20分,每小题只有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 实验室分离苯甲酸乙酯、苯甲酸和环己烷混合液的过程如下:
已知:苯甲酸乙酯的沸点为212.6℃,“乙醚-环己烷-水共沸物”的沸点为62.1℃。
下列说法错误的是
A. 操作b为蒸馏,操作d为重结晶
B. 操作a用到的玻璃仪器有分液漏斗和烧杯
C. 乙醚萃取液应和有机相1合并后再进行操作b
D. 由该流程可知在水中溶解度:S(苯甲酸钠)<S(苯甲酸)
12. 有机化合物M可发生如图所示转化,质谱图显示其相对分子质量为130。已知N和L的化学式分别为C2H6O2、C4H6O2,其中N是目前汽车发动机防冻液的主要化学成分,两分子T反应可生成六元环状酯。下列说法正确的是
提示:(R、R'表示烃基或官能团)
A. M可发生加成反应和酯化反应
B. 1molQ与足量银氨溶液反应,最多生成4molAg
C. L的同分异构体中,与L含有相同官能团的物质有3种
D. L、T在一定条件下均能缩聚成高分子化合物
13. 某锂离子晶体属于立方晶系,如图甲所示。掺杂及后得到导体材料,如图乙所示,下列说法错误的是
A. 图甲晶体密度为
B. 图乙表示的化学式为
C. 掺杂产生的空位有利于传导
D. 图乙中个数与空位数之比为1:1
14. 硝酸甘油(三硝酸甘油酯)是临床上常用的治疗心绞痛的药物,以丙醇为原料合成硝酸甘油的步骤如下:
1-丙醇丙烯1,2,3-三氯丙烷()三硝酸甘油酯
已知:
下列说法正确的是
A. ①的反应条件为的乙醇溶液、加热
B. ②为加成反应,③④为取代反应
C. ⑤需要用到浓硝酸和浓硫酸
D. 1-丙醇中混有2-丙醇,不影响丙烯的纯度
15. 某锂离子电池充电过程中,其立方结构会发生如下变化,下列说法错误的是
A. 结构1物质的化学式为
B. 晶胞2中的配位数为4
C. 晶胞2和晶胞3表示不同的晶体
D. 晶胞2中占据了形成的正四面体空隙,且占有率为50%
第II卷(非选择题,共60分)
16. 请按要求回答下列各小题:
(1)选择合适试剂,一次性鉴别下列各组无色液体,请将正确答案的标号填写在相应的空白处(必要时可以加热)。可供选择的试剂有。
a.新制Cu(OH)2碱性悬浊液b.酸性KMnO4溶液c.水d.溴水e.FeCl3溶液
序号
待鉴别的溶液
选用试剂
①
苯酚溶液、苯乙烯、环己烷
_____
②
乙醇、乙醛、乙酸
_____
③
苯、甲苯、
CCl4
_____
④
己烯、苯、硝基苯
_____
(2)是一种具有高性能的树脂,它由三种单体在一定条件下聚合而成(同时生成水)。这三种单体的结构简式分别为_____、_____、_____,它们的物质的量之比为_____。
(3)如图,X、Y是核酸分子的局部结构示意图。
如图所示,X、Y的碱基之间可以形成_____个氢键,脱氧核糖与磷酸分子间通过_____键聚合;核酸分子为生物大分子,其立体的空间结构与_____键的方向性及饱和性有关。
17. 氮元素及其化合物在生产、科研中应用广泛。请回答下列问题:
(1)是叠氮酸()的钠盐,则中心原子的轨道杂化方式为___________。
(2)乙二胺()与三甲胺[]均属于胺,C、N、H三种元素的电负性由大到小的顺序为___________。乙二胺熔点比三甲胺高很多的原因是___________。
(3)无水置于液氨中易形成配合物[Cr(III)的配位数为6]。向溶有1mol的水溶液中加足量溶液,生成2mol白色沉淀。则的结构简式为___________。无水置于液态中却很难形成配合物,原因是___________。
(4)氮化锂(Li3N)晶体为层状结构,其锂氮层中,的堆积方式同石墨单层,在围成的正六边形的中心。已知间的最短距离为apm,则其单分子层面积密度为___________g/cm2(用含a和的代数式表示)。该晶体中除锂氮层外,还应该有___________层,相邻两层微粒间的作用力为___________。
18. 曙红是一种重要的颜料,它的一种合成路线如下:
已知:-Br、-CH3等为邻对位定位基,即苯环上有该类基团,再引入的基团优先进入该类基团的邻、对位;同理,-NO2、-COOH等为间位定位基,即再引入的基团优先进入该类基团的间位。
回答下列问题:
(1)A→B的反应试剂及条件为_____,C→D的反应类型为_____。
(2)F的名称为_____,E中含氧官能团的名称为_____。
(3)下列有关物质J的说法正确的是_____(填标号)。
a.遇FeCl3溶液发生显色反应
b.能与NaHCO3反应
c.能发生消去反应
(4)满足下列条件的同分异构体共有_____种,任写其中一种的结构简式_____。
①与E互为同系物,比E多1个碳原子②核磁共振氢谱图中呈现3组峰
(5)依据题给信息,补全下列流程:
X、Z的结构简式分别为_____、_____。
19. 以下是合成某药物中间体G的合成路线:
已知:①Et代表乙基,Ph代表苯基。
②在催化剂作用下,芳香烃与CO、HCl的混合物作用,可制备芳香醛。
③(R代表烃基或H原子,R'、R"代表烃基)
④(R代表烃基或H原子)
回答下列问题:
(1)B的名称为_____,C→D的反应类型为_____。
(2)D的结构简式为_____。
(3)C→G五种物质中,存在顺反异构现象的有_____种。
(4)E生成F的反应方程式为_____。
(5)有关G的说法正确的是_____。
a.分子中只有1个手性碳原子
b.水解产物在一定条件可发生加聚反应
c.分子中所有碳原子可能共平面
(6)结合上述合成路线,以丙酮和丙二酸二乙酯()为原料,设计合成的路线_____。
20. -萘乙醚常用作定香剂,实验室用-萘酚制备-萘乙醚原理和装置如图所示:
相关物质部分信息:
物质
相对分子质量
物理性质
溴乙烷
109
无色液体,熔点-119℃,沸点38.49℃,不溶于水
-萘酚
144
白色晶体,熔点122℃,沸点285℃,不溶于水
-萘乙醚
172
白色晶体,熔点37℃,沸点282℃,不溶于水
实验步骤:
步骤1:向三颈烧瓶中加入5.0g-萘酚,30mL无水乙醇,1.6g研细的NaOH。将饱和溶液滴入饱和溶液中,加热生成。
步骤2:启动恒温磁力搅拌器,缓慢滴加溴乙烷,加热、搅拌、回流1.5h。
步骤3:反应结束后,通过蒸馏分离出未反应的溴乙烷和乙醇,再加入少量苯和水,摇动后冷却,分离出有机层,有机层经稀NaOH溶液洗涤、水洗、无水干燥、抽滤,然后再经X操作分离出苯,最后冷却结晶获得粗品。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为___________,步骤2中发生反应的化学方程式为___________,实验过程中持续通N2的主要作用为___________。
(2)步骤2中加热温度不能太高,回流时冷却水的流速要快,其主要目的是___________。
(3)如果撤去装置C或用乙醇水溶液代替无水乙醇,会使产品的产率___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)步骤3中用稀NaOH溶液洗涤有机层的主要目的是___________,X操作是___________。
(5)粗产品经提纯得到4.3g-萘乙醚,则本次实验的产率为___________(保留2位有效数字)。
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高二下学期第二次大单元考试
化学试题
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Li 7 Na 23 Fe 56
第I卷(选择题共40分)
一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 从古至今,化学在生产、生活中发挥着重要作用。下列说法正确的是
A. 蚕丝、竹简的主要成分是蛋白质,属于天然高分子化合物
B. 地沟油的主要成分属于烃类物质,可制成“绿色能源”
C. 古代蜡烛的主要成分为高级脂肪酸酯,属于高分子化合物
D. 腈纶、涤纶属于合成纤维,可以通过聚合反应制得
【答案】D
【解析】
【详解】A.蚕丝的主要成分是蛋白质,竹简的主要成分是纤维素,均属于天然高分子化合物,A错误;
B.地沟油的主要成分为油脂,属于酯类物质,可制成“绿色能源”,B错误;
C.蜡烛的主要成分是碳氢化合物,不属于酯类物质,来自于石油,故C错误;
D.涤纶是由单体HOOCCOOH和HOCH2CH2OH缩去小分子水聚合生成,腈纶是单体CH2=CHCN加聚而成,故均属于合成纤维,可以通过聚合反应制得,D正确;
答案选D。
2. 下列说法错误的有
①苯乙烯、乙醛均能使溴水褪色,但褪色原理不同
②乙烯能发生加成反应而乙烷不能,说明基团间的相互影响会导致物质化学性质不同
③糖类、油脂、蛋白质在一定条件下均能发生水解反应
④医用酒精消毒的原理是使蛋白质变性
⑤可用红外光谱和核磁共振氢谱鉴别和
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
【答案】B
【解析】
【详解】①苯乙烯、乙醛均能使溴水褪色,前者发生加成反应,后者被溴单质氧化,正确;
②乙烯能发生加成反应而乙烷不能,是因为乙烯有碳碳双键而乙烷是饱和烃,错误;
③单糖不能发生水解,错误;
④医用酒精的浓度是75%,消毒的原理是使蛋白质变性而失活,正确;
⑤ 红外光谱能确定分子中的共价键种类和官能团种类、核磁共振氢谱能确定分子内氢原子化学环境的种类,因此不能用红外光谱和核磁共振氢谱鉴别和,错误;
综上所述,错误的有3个;
故选B。
3. 下列装置图中错误之处最多的是
A.制备乙酸乙酯
B.萃取分液
C.实验室制取乙烯
D.分离乙醇和1—溴丁烷
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.左侧试管中液体量过多、为防止加热时暴沸,还应加入沸石,应使用长导管且不应伸到液面以下,右侧试管封闭无出口;
B.分液漏斗下端尖嘴应紧靠烧杯内壁;
C.乙烯制备要控制温度在170℃,温度计应插入到液面以下;
D.冷凝水应“下进上出”,为防止加热时暴沸,还应加入沸石;
综上所述A图中错误之处最多;
故选A。
4. 有机物X在一定条件下可重排为Y,转化如图所示。下列说法错误的是
A. 除氢原子外,X中其他原子可能共平面
B. X、Y互为同分异构体
C. 可用FeCl3溶液鉴别X与Y
D. 1molY最多可与浓溴水中3molBr2发生取代反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯环确定一个平面,碳碳双键确定一个平面,碳碳单键可以旋转,则除氢原子外,X中其他原子可能共平面,A正确;
B.X、Y分子式相同,结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.Y中有酚羟基,遇三氯化铁显紫色,X中没有,可用FeCl3溶液鉴别X与Y,C正确;
D.Y中酚羟基的一个邻位和一个对位上的氢可以被溴取代,则1molY最多可与浓溴水中2molBr2发生取代反应,D错误;
故选D。
5. 我国学者用氮气为氮源制备物质甲的过程如下:
下列说法正确的是
A. 的电子式: B. 基态原子的价层电子排布图:
C. 中原子的杂化方式: D. 的球棍模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.的电子式:,A错误;
B.基态原子的价层电子排布图:,B错误;
C.中原子周围有2个键,C的孤电子对数为,没有孤对电子,则原子的杂化方式:,C正确;
D.的原子的杂化方式:,则球棍模型:,D错误;
故选C。
6. 中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是
A. 三种物质中均有碳碳原子间的键 B. 三种物质中的碳原子都是杂化
C. 三种物质的晶体类型相同 D. 三种物质均能导电
【答案】A
【解析】
【详解】A.原子间优先形成键,三种物质中均存在键,A项正确;
B.金刚石中所有碳原子均采用杂化,石墨中所有碳原子均采用杂化,石墨炔中苯环上的碳原子采用杂化,碳碳三键上的碳原子采用杂化,B项错误;
C.金刚石为共价晶体,石墨炔为分子晶体,石墨为混合晶体,C项错误;
D.金刚石中没有自由移动电子,不能导电,D项错误;
故选A。
7. 下列有关物质结构与性质的表述结构正确的是
A. 易溶于,可从和都是非极性分子的角度解释
B. 键的极性大于键的极性,分子的极性小于
C. 中氢键数量比少,可推断的稳定性比差
D. 超分子是两种或两种以上的分子(包括离子)通过化学键形成的分子聚集体
【答案】A
【解析】
【详解】A.I2和都是非极性分子,根据相似相溶原理可知,I2在中的溶解度较大,A正确;
B.NH3分子为三角锥形,分子中正负电荷中心不重合,为极性分子,CH4为正四面体形,分子中正负电荷中心重合,为非极性分子,则分子的极性:NH3 > CH4,分子的极性与共价键的极性大小无关,B错误;
C.中N原子发生sp2杂化,离子呈平面三角形结构,中的P原子发生sp3杂化,离子呈正四面体结构,结构更稳定,则HNO3的稳定性比H3PO4的差,与HNO3中的氢键数量少无关,C错误;
D.超分子是由两种或两种以上的分子(包括离子)通过分子间相互作用形成的分子聚集体,D错误;
故答案选A。
8. 关于有机物检测,下列说法不正确的是
A. 用新制的氢氧化铜可鉴别甲苯、溴苯、乙醇、乙醛
B. 用核磁共振氢谱可鉴别CH3CH2COOH和HCOOCH2CH3
C. 用CuO作氧化剂,将仅含C、H、O元素的有机物氧化,通过测定有机物和产物质量可计算出有机物的实验式
D. 将1-溴丁烷和氢氧化钠的乙醇溶液加热所得到的气体通入酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液褪色,说明1-溴丁烷发生了消去反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.加入新制的氢氧化铜,分层,有机层在下层的为溴苯,在上层的为甲苯;不分层的,加热产生砖红色沉淀的为乙醛,无明显现象的为乙醇,现象不同,可鉴别,故A正确;
B.CH3CH2COOH和HCOOCH2CH3中H的种类均为3,但核磁共振氢谱的位移不同,则用核磁共振氢谱可鉴别,故B正确;
C.用CuO作氧化剂,将仅含C、H、O元素的有机物氧化,通过测定有机物和产物中二氧化碳和水的质量,根据有机物的物质的量、二氧化碳、水中C、H的个数比,并确定O的个数,从而可计算出有机物的实验式,故C正确;
D.将1-溴丁烷和氢氧化钠的乙醇溶液加热所得到的气体通入酸性高锰酸钾溶液,若高锰酸钾溶液褪色,引起褪色的原因可能是1-溴丁烷发生消去反应生成的烯烃,也可能是挥发出的乙醇,故D不正确;
答案选D。
9. 某种纯天然生物活性提取物质结构如图所示,下列有关该物质说法正确的是
A. 1mol该有机物与H2发生加成反应最多消耗H2的物质的量为15mol
B. 完全水解可得4种有机产物
C. 该分子与足量H2加成后的产物中含有2个手性碳原子
D. 光照下与氯气反应,苯环上可形成C-Cl键
【答案】C
【解析】
【详解】A.该有机物分子中,苯环能与H2发生加成反应,酰胺基、酯基都不能被H2还原,所以1mol该有机物与H2发生加成反应最多消耗H2的物质的量为12mol,A不正确;
B.1mol该有机物发生水解时,可生成2mol、1mol和1mol,则完全水解可得3种有机产物,B不正确;
C.该分子与足量H2加成后的产物中,带“∗”的碳原子为手性碳原子,则含有2个手性碳原子,C正确;
D.苯及其同系物中,光照下与氯气发生侧链上的取代反应,苯环上氢原子不能被Cl2取代,则苯环上不能形成C-Cl键,D不正确;
故选C。
10. 研究溶液的制备、性质和应用。
①向溶液中逐滴加入氨水,得到溶液。
②分别将等浓度的溶液、溶液放置于空气中,一段时间后,加入浓盐酸,前者无明显现象,后者产生使淀粉溶液变蓝的气体。
③溶液可处理含的废气,反应过程如下。
下列说法正确的是
A. ①中,为避免溶液与氨水生成沉淀,可先加入适量的溶液
B. ②中,溶液中的浓度比溶液中的高,的还原性比的强
C. ③中,转化为,元素的化合价不变
D. ③中,降低可显著提高的脱除率
【答案】A
【解析】
【详解】A.为避免CoSO4溶液与氨水生成Co(OH)2沉淀,可先加入适量的(NH4)2SO4溶液,使溶液中铵根离子浓度增大,抑制一水合氨的电离,A正确;
B.②中,由于[Co(NH3)6]2+为配离子,溶液中的浓度比溶液中的高,由图可知,[Co(NH3)6]2+被O2氧化为,分别将等浓度的CoSO4溶液、[Co(NH3)6]SO4溶液放置于空气中,一段时间后,加入浓盐酸前者无明显现象,后者产生使淀粉KI溶液变蓝的气体,该气体为氯气,说明[Co(NH3)6]SO4溶液中的Co2+更易被氧化,则 [Co(NH3)6]SO4的还原性更强,B错误;
C.③中,[Co(NH3)6]2+转化为,Co元素的化合价由+2价变为+3价,C错误;
D.③中,降低pH,溶液酸性增强,氢离子和氨气反应生成铵根,不利于脱除NO,D错误;
故选A。
二、选择题(共5题,每小题4分,共20分,每小题只有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 实验室分离苯甲酸乙酯、苯甲酸和环己烷混合液的过程如下:
已知:苯甲酸乙酯的沸点为212.6℃,“乙醚-环己烷-水共沸物”的沸点为62.1℃。
下列说法错误的是
A. 操作b为蒸馏,操作d为重结晶
B. 操作a用到的玻璃仪器有分液漏斗和烧杯
C. 乙醚萃取液应和有机相1合并后再进行操作b
D. 由该流程可知在水中溶解度:S(苯甲酸钠)<S(苯甲酸)
【答案】D
【解析】
【分析】由题给流程可知:向混合物中加入饱和碳酸钠溶液洗涤,将苯甲酸转化为苯甲酸钠,分液得到含有苯甲酸乙酯和环己烷的有机相和水相;向水相中加入乙醚,萃取水相中的苯甲酸乙酯和环己烷,分液得到有机相和萃取液;有机相混合得到有机相1,有机相经蒸馏得到共沸物和有机相2,向有机相中加入无水硫酸镁除去水分,干燥有机相,过滤、蒸馏得到苯甲酸乙酯,向萃取液中加入稀硫酸,将苯甲酸钠转化为苯甲酸,过滤得到苯甲酸粗品,经重结晶得到苯甲酸,据此分析。
【详解】A.由分析可知,操作b为蒸馏,操作d为重结晶,A正确;
B.由分析可知,操作a为分液,分液所使用的主要玻璃仪器为分液漏斗和烧杯,B正确;
C.乙醚萃取液和有机相1均含有苯甲酸乙酯和环己烷,应合并后再进行操作b,C正确;
D.该流程中苯甲酸先与饱和碳酸钠溶液反应转化为苯甲酸钠,苯甲酸钠再与稀硫酸反应转化为苯甲酸,可知在水中溶解度:S(苯甲酸钠)>S(苯甲酸),D错误;
故选D。
12. 有机化合物M可发生如图所示转化,质谱图显示其相对分子质量为130。已知N和L的化学式分别为C2H6O2、C4H6O2,其中N是目前汽车发动机防冻液的主要化学成分,两分子T反应可生成六元环状酯。下列说法正确的是
提示:(R、R'表示烃基或官能团)
A. M可发生加成反应和酯化反应
B. 1molQ与足量银氨溶液反应,最多生成4molAg
C. L的同分异构体中,与L含有相同官能团的物质有3种
D. L、T在一定条件下均能缩聚成高分子化合物
【答案】AB
【解析】
【分析】N是目前汽车发动机防冻液的主要化学成分,化学式为C2H6O2,故N为HOCH2CH2OH,M在酸性条件下水解生成N和L,L的化学式为C4H6O2,M的相对分子质量为130,可推出M中含有一个酯基,则L可能为CH3CH=CHCOOH或CH2=CHCH2COOH,L氧化后酸化得到K,K与氢气催化氧化得到T,两分子T反应可生成六元环状酯,则T中含有一个羧基和一个醇羟基,T为HOCH2COOH,故K为OHC-COOH,L为CH3CH=CHCOOH,故M为CH3CH=CHCOOCH2CH2OH;N催化氧化得到Q为OHC-CHO;
【详解】A.M为CH3CH=CHCOOCH2CH2OH,含有羟基和碳碳双键,M可发生加成反应和酯化反应,A正确;
B.Q为OHC-CHO,1molQ与足量银氨溶液反应,最多生成4molAg,B正确;
C.L为CH3CH=CHCOOH,L的同分异构体中,与L含有相同官能团的物质有CH3CH=CHCOOH、CH2=C(CH3)COOH共2种,C错误;
D.L为CH3CH=CHCOOH,T为HOCH2COOH,L、T在一定条件下分别能加聚和缩聚成高分子化合物,D错误;
答案选AB。
13. 某锂离子晶体属于立方晶系,如图甲所示。掺杂及后得到导体材料,如图乙所示,下列说法错误的是
A. 图甲晶体密度为
B. 图乙表示的化学式为
C. 掺杂产生的空位有利于传导
D. 图乙中个数与空位数之比为1:1
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据均摊法,图甲的晶胞中含Li:,O:,Cl:,1个晶胞的质量为,晶胞的体积为,则晶体的密度为,A正确;
B.根据均摊法,图2中Li:1,Mg或空位为,O:,Cl或Br:,Mg的个数小于2,根据正负化合价的代数和为0,图乙的化学式为LiMgOClxBr1-x,B错误;
C.进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料,说明Mg2+取代产生的空位有利于Li+的传导,C正确;
D.由以上分析可知,图乙中Mg2+个数与空位数之比为1:1,D正确;
故选B。
14. 硝酸甘油(三硝酸甘油酯)是临床上常用的治疗心绞痛的药物,以丙醇为原料合成硝酸甘油的步骤如下:
1-丙醇丙烯1,2,3-三氯丙烷()三硝酸甘油酯
已知:
下列说法正确的是
A. ①的反应条件为的乙醇溶液、加热
B. ②为加成反应,③④为取代反应
C. ⑤需要用到浓硝酸和浓硫酸
D. 1-丙醇中混有2-丙醇,不影响丙烯的纯度
【答案】CD
【解析】
【分析】1-丙醇发生消去反应生成丙烯,丙烯和氯气发生取代反应、加成反应生成ClCH2CHClCH2Cl,ClCH2CHClCH2Cl发生水解反应生成HOCH2CHOHCH2OH,HOCH2CHOHCH2OH和浓硝酸发生取代反应生成三硝酸甘油酯,据此解答。
【详解】A.①属于醇类的消去反应,反应条件为浓硫酸、加热,A错误;
B.根据已知信息可知②为取代反应,③为加成反应,④为取代反应,B错误;
C.⑤是硝酸和甘油的酯化反应,需要用到浓硝酸和浓硫酸,C正确;
D.如果所用1-丙醇中混有2-丙醇,发生消去反应都生成丙烯,对生成物的纯度没有影响,D正确;
答案选CD。
15. 某锂离子电池充电过程中,其立方结构会发生如下变化,下列说法错误的是
A. 结构1物质的化学式为
B. 晶胞2中的配位数为4
C. 晶胞2和晶胞3表示不同的晶体
D. 晶胞2中占据了形成的正四面体空隙,且占有率为50%
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据结构1图,Co的个数为4+4=,S的个数为=4,两者的个数比为9:8,故化学式为,故A正确;
B.由结晶胞2可知,位于S2-形成的正四面体空隙中,的配位数为4,故B正确;
C.晶胞2与晶胞3只是切割的方式不同,属于相同的晶体,故C错误;
D.晶胞2中占据了形成的正四面体空隙,晶胞中8个正四面体空隙均填充了,占有率为100%,故D错误;
答案选CD。
第II卷(非选择题,共60分)
16. 请按要求回答下列各小题:
(1)选择合适试剂,一次性鉴别下列各组无色液体,请将正确答案的标号填写在相应的空白处(必要时可以加热)。可供选择的试剂有。
a.新制Cu(OH)2碱性悬浊液b.酸性KMnO4溶液c.水d.溴水e.FeCl3溶液
序号
待鉴别的溶液
选用试剂
①
苯酚溶液、苯乙烯、环己烷
_____
②
乙醇、乙醛、乙酸
_____
③
苯、甲苯、
CCl4
_____
④
己烯、苯、硝基苯
_____
(2)是一种具有高性能的树脂,它由三种单体在一定条件下聚合而成(同时生成水)。这三种单体的结构简式分别为_____、_____、_____,它们的物质的量之比为_____。
(3)如图,X、Y是核酸分子的局部结构示意图。
如图所示,X、Y的碱基之间可以形成_____个氢键,脱氧核糖与磷酸分子间通过_____键聚合;核酸分子为生物大分子,其立体的空间结构与_____键的方向性及饱和性有关。
【答案】(1) ①. d ②. a ③. b ④. b或d或bd(答出一个即可)
(2) ①. HCHO ②. ③. ④. 2∶1∶1
(3) ①. 3 ②. 磷酯键 ③. 氢
【解析】
【分析】氢原子与电负性大的原子X以共价键结合,若与电负性大、半径小的原子Y(O、F、N等)接近,在X与Y之间以氢为媒介,生成X-H…Y形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用,称为氢键,氢键具有饱和性和方向性。
【小问1详解】
①苯酚溶液中加入溴水产生白色沉淀、苯乙烯能使溴水褪色、环己烷加入溴水中会产生分层,因此可以用溴水区分苯酚溶液、苯乙烯、环己烷;
②乙醇中加入新制氢氧化铜后仍然为悬浊液、乙醛中加入新制氢氧化铜后加热产生砖红色沉淀、乙酸中加入新制氢氧化铜后变为蓝色溶液,可以用新制氢氧化铜悬浊液区分乙醇、乙醛、乙酸;
③苯中加入酸性高锰酸钾溶液后,分层且下层为紫红色;甲苯中加入酸性高锰酸钾后溶液褪色;四氯化碳中加入酸性高锰酸钾溶液后,分层且上层为紫红色,可以用酸性高锰酸钾溶液区分苯、甲苯、CCl4;
④己烯能使酸性高锰酸钾褪色;苯中加入酸性高锰酸钾溶液后,分层且下层为紫红色;硝基苯中加入酸性高锰酸钾溶液后,分层且上层为紫红色;可以用酸性高锰酸钾溶液区分己烯、苯、硝基苯。己烯能使溴水褪色、苯中加入溴水振荡后静置分层且上层为红褐色、硝基苯中加入溴水振荡后静置分层且下层为红褐色,因此也可以用溴水区分己烯、苯、硝基苯。
【小问2详解】
的链节为,从虚线处断开可以得到其单体分别为HCHO、、且物质的量之比为2:1:1;
【小问3详解】
氢键形成在与电负性较大原子(N、O、F)相连的氢原子和电负性较大的原子(N、O、F)之间,从X和Y的结构可知,二者之间能形成3个氢键即如图中虚线所示;磷酸分子和脱氧核糖之间以磷酸二酯键的形式结合;氢键的方向性和饱和性对核酸的立体空间结构有一定的决定作用。
17. 氮元素及其化合物在生产、科研中应用广泛。请回答下列问题:
(1)是叠氮酸()的钠盐,则中心原子的轨道杂化方式为___________。
(2)乙二胺()与三甲胺[]均属于胺,C、N、H三种元素的电负性由大到小的顺序为___________。乙二胺熔点比三甲胺高很多的原因是___________。
(3)无水置于液氨中易形成配合物[Cr(III)的配位数为6]。向溶有1mol的水溶液中加足量溶液,生成2mol白色沉淀。则的结构简式为___________。无水置于液态中却很难形成配合物,原因是___________。
(4)氮化锂(Li3N)晶体为层状结构,其锂氮层中,的堆积方式同石墨单层,在围成的正六边形的中心。已知间的最短距离为apm,则其单分子层面积密度为___________g/cm2(用含a和的代数式表示)。该晶体中除锂氮层外,还应该有___________层,相邻两层微粒间的作用力为___________。
【答案】(1)sp (2) ①. N>C>H ②. 两者同为分子晶体,乙二胺中存在分子间氢键,故熔点高
(3) ①. [Cr(NH3)5Cl]Cl2 ②. 氟的电负性大,故氟氮间的共用电子对偏向氟,氮上的电子云密度减小,难于提供孤电子对形成配位键
(4) ①. ②. 锂 ③. 离子键
【解析】
【小问1详解】
中可以看成1个N为中心原子,中心原子的价层电子对数为2+=2,故采用sp杂化;
【小问2详解】
同一周期原子序数越大,电负性越大,故电负性C<N,CH4中H显+1价,故电负性H<C,故C、N、H三种元素的电负性由大到小的顺序为N>C>H;两者都是分子晶体,乙二胺中含有氢键、三甲胺[N(CH3)3]不含氢键,所以乙二胺的沸点比三甲胺高很多;
【小问3详解】
[Cr(III)的配位数为6],向溶有1mol的水溶液中加足量溶液,生成2mol白色沉淀,说明有两个Cl-为外界离子,故的结构简式为[Cr(NH3)5Cl]Cl2;因为氟的电负性大,故氟氮间的共用电子对偏向氟,氮上的电子云密度减小,难于提供孤电子对形成配位键,故无水置于液态中却很难形成配合物;
【小问4详解】
锂氮层中,的堆积方式同石墨单层,在围成的正六边形的中心,与的个数比为1:2,以一个正六边形为计算对象,一个正六边形含有1个和2个,质量为,已知间的最短距离为apm,一个正六边形的面积为=,单分子层面积密度为= g/cm2,如果只有单层结构,化学式为Li2N,不符合化学式Li3N,故还有锂层;相邻两层微粒间的作用力为离子键;
18. 曙红是一种重要的颜料,它的一种合成路线如下:
已知:-Br、-CH3等为邻对位定位基,即苯环上有该类基团,再引入的基团优先进入该类基团的邻、对位;同理,-NO2、-COOH等为间位定位基,即再引入的基团优先进入该类基团的间位。
回答下列问题:
(1)A→B的反应试剂及条件为_____,C→D的反应类型为_____。
(2)F的名称为_____,E中含氧官能团的名称为_____。
(3)下列有关物质J的说法正确的是_____(填标号)。
a.遇FeCl3溶液发生显色反应
b.能与NaHCO3反应
c.能发生消去反应
(4)满足下列条件的同分异构体共有_____种,任写其中一种的结构简式_____。
①与E互为同系物,比E多1个碳原子②核磁共振氢谱图中呈现3组峰
(5)依据题给信息,补全下列流程:
X、Z的结构简式分别为_____、_____。
【答案】(1) ①. 浓HNO3、浓H2SO4,加热 ②. 取代反应
(2) ①. 邻二甲苯(1,2-二甲苯) ②. 硝基、羟基
(3)ab (4) ①. 4 ②. 、、、(任写一种)
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】根据A的分子式和D的结构简式可知A是苯,根据已知信息可判断A首先发生硝化反应引入硝基,B为,依据D的结构简式可知C的结构简式为,C发生磺化反应生成D,D和熔融的氢氧化钠反应,然后酸化得到E,根据G的结构简式结合F的分子式可知F为,F发生氧化反应生成G,G和E反应生成J,J和氢氧化钠反应生成曙红,依据J的分子式可知J为,据此解答。
【小问1详解】
A→B属于硝化反应,反应试剂及条件为浓HNO3、浓H2SO4,加热,C发生磺化反应生成D,C→D的反应类型为取代反应。
【小问2详解】
F为,F的名称为邻二甲苯(1,2-二甲苯),依据E的结构简式可知其中含氧官能团的名称为硝基、羟基。
【小问3详解】
物质J为,则
a.含有酚羟基,遇FeCl3溶液发生显色反应,a正确;
b.含有羧基,能与NaHCO3反应,b正确;
c.与溴原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,c错误;
答案选ab。
【小问4详解】
①与E互为同系物,比E多1个碳原子,说明含有两个酚羟基、1个溴原子和1个硝基;②核磁共振氢谱图中呈现3组峰,说明两个酚羟基只能是间位,可能的结构为、、、,共有4种。
【小问5详解】
由于甲基是邻对位定位基,而羧基为间位定位基,所以结合流程中D的结构简式可知X的结构简式为,根据转化关系图结合流程中E的结构简式可知Z的结构简式为,为防止酚羟基被氧化,结合D生成E可知Y的结构简式为。
19. 以下是合成某药物中间体G的合成路线:
已知:①Et代表乙基,Ph代表苯基。
②在催化剂作用下,芳香烃与CO、HCl的混合物作用,可制备芳香醛。
③(R代表烃基或H原子,R'、R"代表烃基)
④(R代表烃基或H原子)
回答下列问题:
(1)B的名称为_____,C→D的反应类型为_____。
(2)D的结构简式为_____。
(3)C→G五种物质中,存在顺反异构现象的有_____种。
(4)E生成F的反应方程式为_____。
(5)有关G的说法正确的是_____。
a.分子中只有1个手性碳原子
b.水解产物在一定条件可发生加聚反应
c.分子中所有碳原子可能共平面
(6)结合上述合成路线,以丙酮和丙二酸二乙酯()为原料,设计合成的路线_____。
【答案】(1) ①. 对甲基苯甲醛(4-甲基苯甲醛) ②. 加成反应
(2) (3)1
(4) (5)ab
(6)
【解析】
【分析】根据A的分子式结合后续C、F、G的结构可知A为甲苯,甲苯在CO、HCl、AlCl3、CuCl2的作用下生成B为对甲基苯甲醛,B再和丙酮在碱性条件下发生已知③的反应反应生成C,C和CH2(COOEt)2发生加成反应生成D为,D发生酯的水解反应后发生已知④的反应得到E,E和乙醇在浓硫酸共热条件下发生酯化反应得到F,F和Ph3P=CH2反应得到最终产物G。
【小问1详解】
据分析,B的结构为,名称为对甲基苯甲醛(或4-甲基苯甲醛);据分析,C和CH2(COOEt)2发生加成反应生成D;
【小问2详解】
C和CH2(COOEt)2发生加成反应生成D,D的结构简式为;
【小问3详解】
在双键两端有相同或相同原子团,且双键的同一个碳原子上没有相同原子或原子团时存在顺反异构,则C有顺反异构,D不存在顺反异构,E不存在顺反异构,F不存在顺反异构,G不存在顺反异构;
【小问4详解】
E和乙醇在浓硫酸共热条件下发生酯化反应得到F,方程式为;
【小问5详解】
G的结构简式为,手性碳原子连接的四个原子或原子团不同,则该分子中只有1个手性碳原子,a正确;G的水解产物为和乙醇,能发生加聚反应,b正确;分子苯环连接的碳原子为sp3杂化的碳,因此所有碳原子不可能共平面,c错误;
【小问6详解】
丙酮在碱性条件下发生已知③反应得到,和二酸二乙酯反应制得,发生D→E的反应得到目标产物,路线为。
20. -萘乙醚常用作定香剂,实验室用-萘酚制备-萘乙醚原理和装置如图所示:
相关物质部分信息:
物质
相对分子质量
物理性质
溴乙烷
109
无色液体,熔点-119℃,沸点38.49℃,不溶于水
-萘酚
144
白色晶体,熔点122℃,沸点285℃,不溶于水
-萘乙醚
172
白色晶体,熔点37℃,沸点282℃,不溶于水
实验步骤:
步骤1:向三颈烧瓶中加入5.0g-萘酚,30mL无水乙醇,1.6g研细的NaOH。将饱和溶液滴入饱和溶液中,加热生成。
步骤2:启动恒温磁力搅拌器,缓慢滴加溴乙烷,加热、搅拌、回流1.5h。
步骤3:反应结束后,通过蒸馏分离出未反应的溴乙烷和乙醇,再加入少量苯和水,摇动后冷却,分离出有机层,有机层经稀NaOH溶液洗涤、水洗、无水干燥、抽滤,然后再经X操作分离出苯,最后冷却结晶获得粗品。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为___________,步骤2中发生反应的化学方程式为___________,实验过程中持续通N2的主要作用为___________。
(2)步骤2中加热温度不能太高,回流时冷却水的流速要快,其主要目的是___________。
(3)如果撤去装置C或用乙醇水溶液代替无水乙醇,会使产品的产率___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(4)步骤3中用稀NaOH溶液洗涤有机层的主要目的是___________,X操作是___________。
(5)粗产品经提纯得到4.3g-萘乙醚,则本次实验的产率为___________(保留2位有效数字)。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. ③. 排尽装置内的空气,防止β-萘酚被氧化
(2)防止乙醇、溴乙烷挥发逸出造成原料浪费
(3)偏小 (4) ①. 除去未反应完的β-萘酚,提高产品纯度 ②. 蒸馏 (5)72%
【解析】
【分析】由实验装置图可知,装置A中为亚硝酸钠饱和溶液,装置B中为氯化铵饱和溶液,两者共热反应制备氮气,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥氮气,三颈烧瓶E中β-萘酚、氢氧化钠和溴乙烷共热反应制备β-萘乙醚,反应制得的有机物经蒸馏、洗涤、干燥、蒸馏得到β-萘乙醚粗品。
【小问1详解】
仪器A的名称为恒压滴液漏斗;步骤2时启动恒温磁力搅拌器,缓慢滴加溴乙烷,加热,反应的化学方程式为:;反应生成氮气的目的是:排尽装置中的空气,防止β-萘酚被氧化。
【小问2详解】
乙醇和溴乙烷受热易挥发,由实验装置图可知,球形冷凝管的作用是使受热挥发出的乙醇、溴乙烷冷凝回流,则步骤2加热时温度不能太高,回流时冷却水的流速要快的目的是:防止乙醇、溴乙烷挥发逸出造成原料浪费。
【小问3详解】
由题给信息可知,β-萘酚微溶于水,若用乙醇水溶液代替无水乙醇,会使β-萘酚的溶解度减小,不利于反应物充分接触反应,导致产品的产率偏小。
【小问4详解】
由题意可知,有机层获得β-萘乙醚粗品时,有机层经稀氢氧化钠溶液洗涤的目的是:除去未反应完的β-萘酚,提高产品纯度,水洗除去氢氧化钠,分液得到的有机层再经无水干燥、过滤得到有机溶液,有机溶液经蒸馏分离出苯,最后冷却获得β-萘乙醚粗品,故答案为:除去未反应完的β-萘酚,提高产品纯度;蒸馏。
【小问5详解】
发生的反应为:、,由方程式可知,实验制得4.3gβ-萘乙醚时,实验的产率约为。
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