内容正文:
2025—2026学年度高二下学期素养评价(三)
化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟,满分100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. “嫦娥五号”顺利将1731 g月壤带回地球。科学家发现月壤中有地球土壤中没有的。是一种优良的核反应原料,与氘发生核聚变反应,放出巨大的能量:。下列有关说法正确的是
A. 核内的中子数为3 B. 和互为同位素
C. 第一电离能: D. 比多质子
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 异丁烷的分子式: B. 丙烯的结构简式:
C. 乙醚的结构简式: D. 聚丙烯腈的结构简式:
3. 是常见的燃料,关于其结构与性质,下列说法错误的是
A. 中碳原子的杂化方式为
B. 的电子式为
C. 的沸点高于甲醛,主要原因是甲醇的相对分子质量比甲醛大,甲醇分子间范德华力比甲醛大
D. 中、、三种元素的电负性大小为
4. 下列说法不正确的是
A. 蔗糖水解前后都可以发生银镜反应
B. RNA疫苗经水解可得到核苷酸
C. 用甘氨酸和丙氨酸缩合,最多可形成4种二肽
D. 新榨取的芝麻油具有独特香味,它的主要成分是高级脂肪酸甘油酯
5. 下列有关物质命名正确的是
A. :3-甲基-2-乙基丁烷
B. :2-乙基-1-丁烯
C. :二溴乙烷
D. :二乙酸乙二酯
6. 下列实验中,能达到实验目的的是
A.检验溴乙烷中溴元素
B.除去苯中的苯酚
C.证明酸性:乙酸>碳酸>苯酚
D.制备乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
7. 化合物是一种药物中间体,其结构为。下列说法不正确的是
A. 的分子式为
B. 分子中所含碳原子的杂化方式为、
C. 分子中有4种含氧官能团
D. 分子中含有2个手性碳原子
8. 某新型醛糖还原酶抑制剂的合成路线如下。
下列说法不正确的是
A. E分子中最多共面原子有15个
B. F的核磁共振氢谱有8组峰
C. 1 mol G最多可与发生反应
D. 制备的过程中,不仅做溶剂,还参与、的生成
9. 下列有关的说法正确的是
A. 中心离子的价层电子排布式为
B. 中的配位数为6
C. 中含有键
D. 的VSEPR模型名称为三角锥形
10. 短周期主族元素X、Y、Z、M、Q的原子序数依次增大,原子的核外电子只有一种运动状态,呈三角锥形,Z原子的核外电子数是、两种元素原子的核外电子数之和,与同主族,是同周期中非金属性最强的元素。下列说法不正确的是
A. X分别与Y、Z形成的化合物均为极性分子
B. X、Z、Q形成的一种化合物可用于漂白杀菌
C. M分别与Z、Q形成的化合物的晶体类型相同
D. X、Y、Z三种元素形成的化合物的水溶液均显酸性
11. 物质结构决定物质性质。对下列事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
沸点:
邻羟基苯甲酸易形成分子内氢键
B
酸性:
—CF3是吸电子基团,—CH3是推电子基团
C
锗原子间难以形成键
锗原子的半径较大,未杂化的轨道很难重叠
D
键角:
键长:
A. A B. B C. C D. D
12. 环己烷是一种常用的有机溶剂,存在船式和椅式两种空间构型,制备原理如图。
下列说法正确的是
A. 1,3-丁二烯和乙烯分子中的所有原子一定都在同一平面内
B. 1,3-丁二烯与等物质的量的发生加成反应,可生成两种二溴代物
C. 环己烷中混有的少量环己烯可通过滴加足量溴水,静置后分液的方法除去
D. 已知环己烷的两种空间构型中椅式更稳定,则
13. 氧化铈()常用作玻璃工业添加剂。在其立方晶胞中掺杂,占据原来的位置,可以得到更稳定的结构,如图所示。已知的晶胞参数为。
下列说法错误的是
A. 晶胞中与距离最近且等距的的个数为8
B. 晶胞中与的最近距离为
C. 若掺杂晶体的化学式为,则时,
D. 若点的原子坐标为,则点的原子坐标为
14. 可持续高分子材料在纺织、生物医用等领域具有广阔的应用前景。一种在温和条件下制备高性能可持续聚酯P的路线如图所示。
下列说法正确的是
A. E中键与键的数目之比为5∶2
B. 由E、F和G合成时,有生成
C. 聚合生成的过程中,存在非极性键的断裂与形成
D. 若在溶液中发生水解反应而降解,最多可消耗
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 是重要的染料及农药中间体。用粗铜制取该物质的过程如下。
(1)下列关于的说法不正确的是______(填字母)。
A.Cu位于周期表中第四周期第ⅠB族,属于ds区元素
B.铜原子有29种能量不同的电子
C.电子排布式为的铜原子能量最低
(2)基态的价层电子排布图为______;的空间结构为______。
(3)液氨存在类似于水的电离过程:。反应涉及的三种粒子中键角由大到小的顺序是______(填化学式);液氨可与金属反应生成,写出该反应的化学方程式:______。
(4)操作Ⅰ和操作Ⅱ的结晶原理不同。操作Ⅰ利用的是的溶解度随温度升高而增大的性质;操作Ⅱ利用的是乙醇分子的极性比水分子小的性质。下列物质中可以代替乙醇析出的是______(填字母)。
a.四氯化碳 b.丙酮
(5)铜晶胞、铜晶胞中的原子及其切割示意图如下。已知的摩尔质量为,的原子半径为,阿伏加德罗常数的值为,则晶胞的密度为______(列式即可,无须化简)。
16. 铂类抗癌药物是临床上广泛应用的一线化疗药物。
(1)化学式为的铂类化合物是最早使用的铂类抗癌药物。
①基态的价层电子排布式为,则元素在周期表中的位置为______。
②中的配位原子为______,配体中基态占据最高能级的核外电子的电子云轮廓图形状为______。
③已知有顺铂和反铂两种结构(如下图),推测两种结构中在水中溶解度相对较大的是______(填“顺铂”或“反铂”),理由是______。
④从配位键强度分析,______(填或)更易与配位,原因为______。
(2)为解决铂类化合物水溶性差、毒副作用强的问题,科学家开发了第二代铂类药——卡铂,其配体为1,1-环丁烷二羧酸根(结构见下图)。
①卡铂中采用杂化的碳原子与采用杂化的碳原子数目之比为______。
②与顺铂相比,卡铂水溶性显著提高,请从粒子间作用力角度解释______。
17. 下图装置可用于确定有机物的实验式。某同学为测定有机物A的实验式,取样品置于电炉中,不断通入氧气流,持续加热,将生成物依次通过如图所示装置。生成物被完全吸收后,测得装置增重,装置增重。
(1)装置D中的试剂X可能是______。
(2)电炉加热装置C时,应先加热部位,理由是______。
(3)有机物A中碳元素的质量分数为______,其实验式为______。
(4)实验测得有机物A的质谱图如下,A的相对分子质量为______,分子式为______。
(5)核磁共振仪测出的核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3,其红外光谱图(只显示部分基团)如图所示。
A的结构简式可能为______(任写一种)。
(6)装置E后又增加了一个相同的装置F,目的是______。
18. 有机化合物F是一种药物中间体,可通过下图所示的转化过程合成得到。
(1)化合物A中官能团的名称为______。
(2)A→B的过程中有银镜出现,写出该过程中第①步反应的化学方程式:______。
(3)有机物C的分子式为,B生成C的反应类型为______。
(4)D→E的反应分为两步,第一步会生成一个结构简式为的中间产物,则该中间产物的分子式为______,第二步的反应类型为______。
(5)D的一种同分异构体符合下列条件,写出该同分异构体的结构简式:______。
a.是一种氨基酸
b.含有苯环,分子中有7种不同化学环境的氢原子
(6)以甲苯和为原料可以制备。结合题给信息,设计以下合成路线。
其中,M、N的结构简式分别为______、______。
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2025—2026学年度高二下学期素养评价(三)
化学试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案字母涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案字母。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
考试时间为75分钟,满分100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. “嫦娥五号”顺利将1731 g月壤带回地球。科学家发现月壤中有地球土壤中没有的。是一种优良的核反应原料,与氘发生核聚变反应,放出巨大的能量:。下列有关说法正确的是
A. 核内的中子数为3 B. 和互为同位素
C. 第一电离能: D. 比多质子
【答案】C
【解析】
【详解】A.的质子数为2,质量数为3,核内中子数为,A错误;
B.同位素的研究对象为原子,和是氢元素组成的单质,不互为同位素,B错误;
C.He的核外电子排布为,为全满稳定结构,H的核外电子排布为,He失去电子所需能量更高,第一电离能,C正确;
D.和均为He元素的核素,质子数均为2, 与 所含质子数相等,D错误;
故选C。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 异丁烷的分子式: B. 丙烯的结构简式:
C. 乙醚的结构简式: D. 聚丙烯腈的结构简式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.异丁烷属于丁烷的同分异构体,分子式为,A正确;
B.丙烯含有碳碳双键官能团,结构简式需明确标注双键,正确结构简式为,B错误;
C.是二甲醚的结构简式,乙醚的结构简式为,C错误;
D.丙烯腈加聚时碳碳双键打开,氰基为连接在次甲基上的侧链,聚丙烯腈正确结构简式为,D错误;
故选 A。
3. 是常见的燃料,关于其结构与性质,下列说法错误的是
A. 中碳原子的杂化方式为
B. 的电子式为
C. 的沸点高于甲醛,主要原因是甲醇的相对分子质量比甲醛大,甲醇分子间范德华力比甲醛大
D. 中、、三种元素的电负性大小为
【答案】C
【解析】
【详解】A.中碳原子价层电子对数为4,无孤电子对,杂化方式为,A正确;
B.的电子式中C、O原子均满足8电子稳定结构,H满足2电子稳定结构,书写正确,B正确;
C.沸点高于甲醛的主要原因是甲醇分子间存在氢键,甲醛分子间仅存在范德华力,氢键作用力远强于范德华力,与相对分子质量大小无主要关联,C错误;
D.同周期主族元素电负性随原子序数增大而增大,H的电负性小于C,故电负性大小顺序为,D正确;
故选C。
4. 下列说法不正确的是
A. 蔗糖水解前后都可以发生银镜反应
B. RNA疫苗经水解可得到核苷酸
C. 用甘氨酸和丙氨酸缩合,最多可形成4种二肽
D. 新榨取的芝麻油具有独特香味,它的主要成分是高级脂肪酸甘油酯
【答案】A
【解析】
【详解】A.蔗糖属于非还原性糖,不含醛基,水解前不能发生银镜反应,只有水解后生成的葡萄糖可发生银镜反应,A错误;
B.RNA的基本组成单位是核糖核苷酸,因此RNA经水解可得到核苷酸,B正确;
C.甘氨酸和丙氨酸缩合时,两个甘氨酸缩合、两个丙氨酸缩合各得到1种二肽,甘氨酸和丙氨酸之间按不同的脱水顺序缩合可得到2种二肽,最多共形成4种二肽,C正确;
D.芝麻油属于油脂,油脂的主要成分就是高级脂肪酸甘油酯,D正确;
故答案选A。
5. 下列有关物质命名正确的是
A. :3-甲基-2-乙基丁烷
B. :2-乙基-1-丁烯
C. :二溴乙烷
D. :二乙酸乙二酯
【答案】B
【解析】
【详解】A.:最长链为5个碳,应为戊烷,所以名称为:2,3-二甲基戊烷,A错误;
B.:含有双键的长链共有4个碳原子,所以是丁烯,2号碳上是乙基,名称为:2-乙基-1-丁烯,B正确;
C.:两个溴原子分别在不同的碳上,则名称为:1,2-二溴乙烷,C错误;
D.:属于二元酯,乙二酸(草酸)和两分子乙醇形成的酯,名称:乙二酸二乙酯,D错误;
故答案选B。
6. 下列实验中,能达到实验目的的是
A.检验溴乙烷中溴元素
B.除去苯中的苯酚
C.证明酸性:乙酸>碳酸>苯酚
D.制备乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.溴乙烷在NaOH溶液中水解后,溶液呈碱性,未加稀硝酸酸化就直接滴加,溶液中的会和反应生成沉淀,干扰的检验,不能达到实验目的,A错误;
B. 苯酚和浓溴水反应生成的三溴苯酚,可溶于苯中,无法通过过滤除去,还会引入新的杂质溴,不能达到实验目的,B错误;
C. 乙酸和碳酸钠反应生成,可证明酸性:乙酸>碳酸;挥发出的乙酸杂质会被饱和溶液除去,纯净的通入苯酚钠溶液中,会析出苯酚使溶液变浑浊,可证明酸性:碳酸>苯酚,能达到实验目的,C正确;
D.乙酸乙酯在溶液中会发生水解反应,应使用饱和碳酸钠溶液收集,D错误;
故选C。
7. 化合物是一种药物中间体,其结构为。下列说法不正确的是
A. 的分子式为
B. 分子中所含碳原子的杂化方式为、
C. 分子中有4种含氧官能团
D. 分子中含有2个手性碳原子
【答案】A
【解析】
【详解】A.Y分子中C原子总数为13,结合不饱和度计算可知H原子数为12,分子式为,A错误;
B.Y分子中苯环、碳碳双键、羰基上的碳原子为杂化,所有饱和碳原子为杂化,所含碳原子的杂化方式为、,B正确;
C.Y分子中含氧官能团为酚羟基、酮羰基、醚键、酯基,共4种,C正确;
D.Y分子中连接甲基且与醚键氧相连的六元环碳原子、五元环上与氧原子相邻的连侧链的碳原子均连4个不同基团,为手性碳原子,共2个,D正确;
故选A。
8. 某新型醛糖还原酶抑制剂的合成路线如下。
下列说法不正确的是
A. E分子中最多共面原子有15个
B. F的核磁共振氢谱有8组峰
C. 1 mol G最多可与发生反应
D. 制备的过程中,不仅做溶剂,还参与、的生成
【答案】C
【解析】
【详解】A.E中苯环的6个碳原子、与苯环直接相连的4个氢原子、1个氯原子和1个碳原子共平面,羧基上的碳原子和2个氧原子共平面,由于键可以旋转,羧基上的羟基氢可与羧基上的碳原子共平面,故E分子中最多共面原子有15个,A正确;
B.F不具有对称结构,其核磁共振氢谱有8组峰,B正确;
C.G中只有苯环能和氢气加成,1 mol G含有1 mol苯环,最多能与3 mol 发生加成反应,C错误;
D.观察流程可知,H与G相比,H引入了乙酰基,该基团来自乙酸酐,故制备的过程中,不仅做溶剂,还参与了→的反应,D正确;
故答案为:C。
9. 下列有关的说法正确的是
A. 中心离子的价层电子排布式为
B. 中的配位数为6
C. 中含有键
D. 的VSEPR模型名称为三角锥形
【答案】B
【解析】
【详解】A.Ni原子价层电子排布为,形成时优先失去最外层轨道的2个电子,故价层电子排布式为,A错误;
B.中配体为单齿配体,共6个配体,因此的配位数为6,B正确;
C.1个中,6个共含个键,另外与6个形成的6个配位键也属于键,共24个键,即1 mol该离子含24 mol 键,C错误;
D.中心S原子的价层电子对数为,无孤电子对,其VSEPR模型为正四面体形,D错误;
故选B。
10. 短周期主族元素X、Y、Z、M、Q的原子序数依次增大,原子的核外电子只有一种运动状态,呈三角锥形,Z原子的核外电子数是、两种元素原子的核外电子数之和,与同主族,是同周期中非金属性最强的元素。下列说法不正确的是
A. X分别与Y、Z形成的化合物均为极性分子
B. X、Z、Q形成的一种化合物可用于漂白杀菌
C. M分别与Z、Q形成的化合物的晶体类型相同
D. X、Y、Z三种元素形成的化合物的水溶液均显酸性
【答案】D
【解析】
【分析】X原子的核外电子只有一种运动状态,可知X为H;呈三角锥形,结合原子序数递增顺序可知Y为N,为;Z原子的核外电子数为X、Y原子核外电子数之和,即1+7=8,可知Z为O;M与X同主族且原子序数大于O,可知M为Na;Q为第三周期非金属性最强的元素,可知Q为Cl。
【详解】A.X与Y形成的化合物为,属于极性分子;X与Z形成的化合物为或,均属于极性分子,A正确;
B.H、O、Cl三种元素形成的具有强氧化性,可用于漂白杀菌,B正确;
C.Na与O形成的、均为离子晶体,Na与Cl形成的也为离子晶体,二者晶体类型相同,C正确;
D.H、N、O三种元素形成的化合物如,其水溶液呈碱性,并非所有对应化合物的水溶液均显酸性,D错误;
故选D。
11. 物质结构决定物质性质。对下列事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
沸点:
邻羟基苯甲酸易形成分子内氢键
B
酸性:
—CF3是吸电子基团,—CH3是推电子基团
C
锗原子间难以形成键
锗原子的半径较大,未杂化的轨道很难重叠
D
键角:
键长:
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.邻羟基苯甲酸易形成分子内氢键,对羟基苯甲酸易形成分子间氢键,分子间氢键使沸点升高,因此邻羟基苯甲酸沸点低于对羟基苯甲酸,解释正确,A正确;
B.是吸电子基团,使羧基中羟基极性更强,更易电离出氢离子,酸性增强;是推电子基团,使羧基中羟基极性减弱,酸性减弱,因此酸性强于,解释正确,B正确;
C.锗原子半径较大,未杂化的p轨道很难有效重叠,因此锗原子间难以形成键,解释正确,C正确;
D.和均为三角锥形结构,的电负性大于,中成键电子对更靠近原子,中心原子周围成键电子对之间斥力更小,键角更小,与键长大于键长无关,解释错误,D错误;
故选D。
12. 环己烷是一种常用的有机溶剂,存在船式和椅式两种空间构型,制备原理如图。
下列说法正确的是
A. 1,3-丁二烯和乙烯分子中的所有原子一定都在同一平面内
B. 1,3-丁二烯与等物质的量的发生加成反应,可生成两种二溴代物
C. 环己烷中混有的少量环己烯可通过滴加足量溴水,静置后分液的方法除去
D. 已知环己烷的两种空间构型中椅式更稳定,则
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙烯为平面结构,所有原子共平面;1,3-丁二烯分子中两个碳碳双键之间的碳碳单键可旋转,所有原子不一定共平面,A错误;
B.1,3-丁二烯与等物质的量的发生加成反应,可发生1,2-加成生成,发生1,4-加成生成,共生成两种二溴代物,B正确;
C.环己烯与溴水发生加成反应生成的二溴代物可溶于环己烷,无法通过分液法分离,会引入新杂质,C错误;
D.物质能量越低越稳定,椅式环己烷能量更低,生成椅式环己烷时放出的热量更多,放热反应焓变为负值,放出热量越多焓变越小,故,D错误;
故选B。
13. 氧化铈()常用作玻璃工业添加剂。在其立方晶胞中掺杂,占据原来的位置,可以得到更稳定的结构,如图所示。已知的晶胞参数为。
下列说法错误的是
A. 晶胞中与距离最近且等距的的个数为8
B. 晶胞中与的最近距离为
C. 若掺杂晶体的化学式为,则时,
D. 若点的原子坐标为,则点的原子坐标为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,晶胞中与距离最近且等距的的个数为8,A正确;
B.由题干晶胞示意图可知,晶胞边长为a nm,则体对角线为nm,晶胞中与最近的的核间距为体对角线的,为 nm,B正确;
C.晶胞中含、、,对于化学式为晶体,根据电荷守恒有,若,则,,C正确;
D.由题干晶胞结构可知,图甲中M点的原子坐标为(0,0,0),则N点的原子坐标为,D错误;
故选D。
14. 可持续高分子材料在纺织、生物医用等领域具有广阔的应用前景。一种在温和条件下制备高性能可持续聚酯P的路线如图所示。
下列说法正确的是
A. E中键与键的数目之比为5∶2
B. 由E、F和G合成时,有生成
C. 聚合生成的过程中,存在非极性键的断裂与形成
D. 若在溶液中发生水解反应而降解,最多可消耗
【答案】B
【解析】
【详解】A.E的结构为,分子中σ键数目为11,π键数目为2,二者数目之比为11:2,A错误;
B.对比E、F、G与M的结构,结合原子守恒可知,反应过程中有生成,B正确;
C.M聚合生成P为开环聚合,反应过程中断裂和形成的均为极性键,不存在非极性键的断裂与形成,C错误;
D.P为高分子化合物,1mol P含有n mol链节,每个链节含3个酯基,水解最多消耗3n mol NaOH,D错误;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 是重要的染料及农药中间体。用粗铜制取该物质的过程如下。
(1)下列关于的说法不正确的是______(填字母)。
A.Cu位于周期表中第四周期第ⅠB族,属于ds区元素
B.铜原子有29种能量不同的电子
C.电子排布式为的铜原子能量最低
(2)基态的价层电子排布图为______;的空间结构为______。
(3)液氨存在类似于水的电离过程:。反应涉及的三种粒子中键角由大到小的顺序是______(填化学式);液氨可与金属反应生成,写出该反应的化学方程式:______。
(4)操作Ⅰ和操作Ⅱ的结晶原理不同。操作Ⅰ利用的是的溶解度随温度升高而增大的性质;操作Ⅱ利用的是乙醇分子的极性比水分子小的性质。下列物质中可以代替乙醇析出的是______(填字母)。
a.四氯化碳 b.丙酮
(5)铜晶胞、铜晶胞中的原子及其切割示意图如下。已知的摩尔质量为,的原子半径为,阿伏加德罗常数的值为,则晶胞的密度为______(列式即可,无须化简)。
【答案】(1)B (2) ①. ②. V形
(3) ①. ②.
(4)b (5)
【解析】
【小问1详解】
A.Cu原子序数为29,位于周期表第四周期第IB族,价电子排布为,属于ds区元素,A正确;
B.铜原子核外电子分布在1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7种不同能级,对应7种能量不同的电子,B错误;
C.电子排布式为是铜原子的基态电子排布,能量最低,C正确;
故选 B。
【小问2详解】
基态N原子的价层电子排布为,价层电子排布图为。的中心O原子价层电子对数为4,含2对孤电子对,空间结构为V形。
【小问3详解】
三种含氮微粒的中心N原子孤电子对数分别为中0对、中1对、中2对,孤电子对越多对成键电子对的斥力越大,键角越小,因此键角由大到小的顺序为。液氨与钠反应生成和,配平后反应方程式为。
【小问4详解】
操作II的原理是加入极性比水小的有机溶剂,降低的溶解度使其析出,四氯化碳为非极性溶剂,丙酮为极性比水小的有机溶剂,因此选b。
【小问5详解】
Cu晶胞为面心立方结构,顶点位置有8个Cu原子,均摊占比为,面心位置有6个Cu原子,均摊占比为,因此晶胞内Cu原子的数目为。Cu原子半径为 ,面心立方晶胞的面对角线长度为 ,因此晶胞边长 ,晶胞体积。晶胞质量 ,因此晶胞密度。
16. 铂类抗癌药物是临床上广泛应用的一线化疗药物。
(1)化学式为的铂类化合物是最早使用的铂类抗癌药物。
①基态的价层电子排布式为,则元素在周期表中的位置为______。
②中的配位原子为______,配体中基态占据最高能级的核外电子的电子云轮廓图形状为______。
③已知有顺铂和反铂两种结构(如下图),推测两种结构中在水中溶解度相对较大的是______(填“顺铂”或“反铂”),理由是______。
④从配位键强度分析,______(填或)更易与配位,原因为______。
(2)为解决铂类化合物水溶性差、毒副作用强的问题,科学家开发了第二代铂类药——卡铂,其配体为1,1-环丁烷二羧酸根(结构见下图)。
①卡铂中采用杂化的碳原子与采用杂化的碳原子数目之比为______。
②与顺铂相比,卡铂水溶性显著提高,请从粒子间作用力角度解释______。
【答案】(1) ①. 第六周期第Ⅷ族 ②. N、Cl ③. 哑铃形 ④. 顺铂 ⑤. 顺铂分子是极性分子,反铂分子为非极性分子,水是极性溶剂 ⑥. ⑦. 氯的电负性较小,提供孤电子对能力较强
(2) ①. 2∶1 ②. 卡铂配体中的氧原子可与水分子形成分子间氢键
【解析】
【小问1详解】
的价层电子排布为,原子核外有6个电子层,位于第六周期,价电子总数为10,对应第Ⅷ族。
配合物中配位原子需含有孤电子对,中的N原子、均含有孤电子对,为配位原子。基态N的核外电子排布为,占据的最高能级为2p,p轨道电子云轮廓图形状为哑铃形。
水分子为极性溶剂,极性分子易溶于极性溶剂。顺铂分子结构不对称,正负电荷中心不重合,为极性分子,反铂分子结构对称,正负电荷中心重合,为非极性分子,故顺铂在水中溶解度相对更大。
配位键强度与配体提供孤电子对的能力正相关,氯的电负性小于氧,对孤电子对的束缚力更弱,提供孤电子对的能力更强,故更易与配位。
【小问2详解】
卡铂结构中,环丁烷环上的4个碳原子均形成4个单键,杂化类型为;两个羧基中的碳原子均形成1个碳氧双键和2个单键,杂化类型为,故采用杂化的碳原子与采用杂化的碳原子数目之比为。
卡铂配体中含有多个电负性大、半径小的氧原子,可与水分子中的氢原子形成分子间氢键,增大了在水中的溶解性,故与顺铂相比卡铂水溶性显著提高。
17. 下图装置可用于确定有机物的实验式。某同学为测定有机物A的实验式,取样品置于电炉中,不断通入氧气流,持续加热,将生成物依次通过如图所示装置。生成物被完全吸收后,测得装置增重,装置增重。
(1)装置D中的试剂X可能是______。
(2)电炉加热装置C时,应先加热部位,理由是______。
(3)有机物A中碳元素的质量分数为______,其实验式为______。
(4)实验测得有机物A的质谱图如下,A的相对分子质量为______,分子式为______。
(5)核磁共振仪测出的核磁共振氢谱有5组峰且峰面积之比为1∶2∶2∶2∶3,其红外光谱图(只显示部分基团)如图所示。
A的结构简式可能为______(任写一种)。
(6)装置E后又增加了一个相同的装置F,目的是______。
【答案】(1)无水氯化钙(或)(合理即可)
(2)使有机物A中含有的碳元素充分转化为
(3) ①. 72% ②.
(4) ①. 150 ②.
(5)(或其他合理答案)
(6)吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,防止影响装置中二氧化碳质量的测定
【解析】
【分析】本实验核心目的为测定有机物A的实验式,按装置连接顺序梳理全流程逻辑。A为氧气发生装置,生成的氧气经B中浓硫酸干燥后通入C装置,C中电炉加热使有机物A在氧气流中燃烧,CuO将不完全燃烧生成的CO氧化为,保证碳元素全部转化为;D装置吸收燃烧生成的水蒸气,E装置吸收燃烧生成的,F装置隔绝空气,防止空气中的水和进入E干扰测定。
【小问1详解】
装置D的作用是吸收有机物燃烧生成的水蒸气,需选用不吸收的固体中性或酸性干燥剂,因此试剂X可以是无水氯化钙或五氧化二磷,合理即可。
【小问2详解】
先加热CuO部位,可使有机物不完全燃烧生成的CO全部被氧化为,保证有机物中的碳元素全部转化为被装置E吸收,减小测定误差。
【小问3详解】
装置D增重的0.9g为生成水的质量,氢元素的物质的量为 ,氢元素质量为 。装置E增重的3.96g为生成的质量,碳元素的物质的量为 ,碳元素质量为 。碳元素的质量分数为 。有机物中氧元素质量为 ,氧元素的物质的量为 。因此分子中碳氢氧原子个数比为,实验式为。
【小问4详解】
质谱图中最大质荷比对应有机物的相对分子质量,因此A的相对分子质量为150。实验式的相对质量为,与相对分子质量相等,因此分子式为。
【小问5详解】
核磁共振氢谱有5组峰,峰面积比为1:2:2:2:3,说明分子中存在5种不同化学环境的氢原子,个数比为1:2:2:2:3。红外光谱显示分子中含有苯环、碳氧双键、碳氧单键、碳氢键等结构,符合条件的结构简式。
【小问6详解】
装置E后增加相同的装置F,可吸收空气中的水蒸气和二氧化碳,避免其进入装置E被吸收,导致测定的二氧化碳质量偏大,保证实验结果准确。
18. 有机化合物F是一种药物中间体,可通过下图所示的转化过程合成得到。
(1)化合物A中官能团的名称为______。
(2)A→B的过程中有银镜出现,写出该过程中第①步反应的化学方程式:______。
(3)有机物C的分子式为,B生成C的反应类型为______。
(4)D→E的反应分为两步,第一步会生成一个结构简式为的中间产物,则该中间产物的分子式为______,第二步的反应类型为______。
(5)D的一种同分异构体符合下列条件,写出该同分异构体的结构简式:______。
a.是一种氨基酸
b.含有苯环,分子中有7种不同化学环境的氢原子
(6)以甲苯和为原料可以制备。结合题给信息,设计以下合成路线。
其中,M、N的结构简式分别为______、______。
【答案】(1)醛基、硝基
(2) (3)取代反应
(4) ①. ②. 消去反应
(5) (6) ①. ②.
【解析】
【分析】A含醛基与硝基,与银氨溶液反应时醛基被氧化为羧基,酸化后得到B为。B与在作用下,羧基的氢原子被甲基取代生成甲酯,得到C,结构为。C的硝基在条件下被还原为氨基,得到D。D的氨基与羰基先发生加成反应,再消去一分子水生成含亚胺键的E。E的亚胺双键被还原,得到F。
【小问1详解】
化合物A的结构中,官能团为醛基和硝基。
【小问2详解】
A到B的第①步为银镜反应,1mol醛基失去2mol电子,2mol银氨络离子得到2mol电子生成银单质,配平后反应方程式为:
【小问3详解】
B生成C的反应中,B的羧基中的氢原子被甲基取代,生成酯基,属于取代反应。
【小问4详解】
① 中间体的结构中,碳原子总数为苯环6个+甲酯基2个+苯环侧链甲基1个+六元环5个,共14个;氢原子总数为19个;含1个氮原子、4个氧原子,故分子式为。
② 第二步反应中,中间体分子内消去一分子水生成亚胺双键,属于消去反应。
【小问5详解】
D的分子式为,其同分异构体为α-氨基酸,说明氨基与羧基连在同一个碳原子上;含苯环且有7种不同化学环境的氢,符合条件的结构为。
【小问6详解】
甲苯与浓硝酸、浓硫酸共热发生硝化反应,硝基取代甲基邻位的氢原子,生成邻硝基甲苯,故M的结构简式为。
2-氨基苯甲酸与丙酮在酸性条件下反应,氨基与丙酮的羰基发生加成后消去水,生成亚胺,故N的结构简式为。
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