内容正文:
高二化学学科素养测评
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Zr91 Ag108
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 化学与生活紧密相关,下列有关说法错误的是
A. 丙三醇具有良好的保水能力,可用于配制化妆品
B. 氧炔焰的温度很高,常用来焊接或切割金属
C. 液态氯乙烷汽化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用,可在身体局部产生快速镇痛效果
D. 苯酚有腐蚀性故不能用于杀菌消毒,如不慎将苯酚沾到皮肤上,先用乙醇冲洗再用水冲洗
【答案】D
【解析】
【详解】A.丙三醇俗称甘油,分子中含有多个羟基,能与水形成氢键,具有良好的保水能力,常用作化妆品的保湿剂,A正确;
B.乙炔在氧气中充分燃烧产生的氧炔焰温度可达3000℃以上,常用来焊接或切割金属,B正确;
C.液态氯乙烷沸点低,汽化时会吸收大量热量,使局部组织快速降温,起到冷冻麻醉、快速镇痛的效果,C正确;
D.低浓度的苯酚具有杀菌消毒的作用,可添加到药皂等产品中,“不能用于杀菌消毒”的说法错误;苯酚易溶于乙醇,不慎沾到皮肤上可先用乙醇冲洗再用水冲洗,D错误;
故选D。
2. 下列化学用语中,正确的是
A. 对甲基苯甲醛的结构简式:
B. 用系统命名法命名有机物:2-甲基丙烯
C. 丙炔的球棍模型:
D. 12-冠-4识别形成的超分子结构示意图:
【答案】B
【解析】
【详解】A.对甲基苯甲醛中醛基正确写法为,结构简式应为:,A错误;
B.含双键的最长碳链有3个碳原子,丙烯的双键位置唯一可省略标注,2位连有甲基,系统命名为2-甲基丙烯,B正确;
C.丙炔三个碳原子应呈直线型,正确球棍模型为 ,C错误;
D.12-冠-4的环中含4个氧原子、总原子数为12,图示结构含6个氧原子,实际为18-冠-6,对应识别,D错误;
故答案选B。
3. 现代化学有很多先进的方法和手段来测定有机物的组成和结构。下列说法中错误的是
A. X射线衍射仪常用于测定晶体结构
B. 用红外光谱仪可区别与
C. 对正丁烷和异丁烷进行质谱分析,二者的质谱图完全相同
D. 利用核磁共振仪可以测得有机物分子中的氢原子的种类和数目之比
【答案】C
【解析】
【详解】A.X射线衍射仪是测定晶体结构的常用仪器,A正确;
B.含有酯基,含有羧基,二者官能团不同,红外光谱仪可通过特征吸收峰区分二者,B正确;
C.正丁烷和异丁烷结构不同,质谱分析时二者的碎片离子的种类、相对丰度存在差异,质谱图不会完全相同,C错误;
D.核磁共振氢谱中,吸收峰的数量对应有机物分子中氢原子的种类,峰面积之比对应不同种氢原子的数目之比,D正确;
故选C。
4. 下列关于物质的性质或应用解释错误的是
选项
物质性质或应用
解释
A
液晶用于制作显示器
液晶易液化,具有磁性
B
、、的离子键成分百分数减少
金属元素与元素电负性差值减小
C
乙醛能与极性试剂HCN发生加成反应生成
醛基中碳氧双键有极性,且氧带部分负电,可与HCN中带正电的氢结合
D
工业盐酸呈亮黄色
在高浓度的条件下存在配离子
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.液晶用于制作显示器是因为液晶具有各向异性,在外加电场作用下分子排列改变从而改变透光性,与易液化、磁性无关,解释错误;
B.同周期从左到右金属元素电负性逐渐增大,与O元素电负性差值逐渐减小,离子键成分百分数随电负性差减小而降低,解释正确;
C.醛基中碳氧双键为极性键,氧电负性大,带部分负电荷,可与中带正电荷的氢结合,羰基碳带部分正电荷与带负电荷的CN结合,发生加成反应,解释正确;
D.工业盐酸含少量杂质,高浓度条件下与形成黄色配离子,使盐酸呈亮黄色,解释正确;
故选A。
5. 下列关于晶体的叙述中,正确的是
A. 冰熔化成水后每1个水分子均摊2个氢键
B. 晶体中配位数为4,配位数为8
C. 碘晶体熔点低,晶胞中有2种取向不同的分子
D. 黑砷晶体为混合型晶体,层与层之间以共价键结合,熔点高,能导电
【答案】C
【解析】
【详解】A.冰晶体中每个水分子与周围4个水分子形成氢键,每个氢键为2个水分子共有,故冰中每个水分子均摊2个氢键,冰熔化为水后氢键部分断裂,均摊氢键数小于2,A错误;
B.为反萤石结构,晶胞中位于顶点和面心,均摊数目为,位于晶胞内部,数目为8,结合化学式比例可知配位数为4,配位数为8,B错误;
C.碘为分子晶体,熔点低,观察晶胞可知,顶点与面心位置的分子取向不同,晶胞中有2种取向不同的分子,C正确;
D.黑砷晶体为混合型晶体,层与层之间以范德华力结合,不是共价键,D错误;
故选C。
6. 物证技术中常用茚三酮显现指纹,化合物A可转化成水合茚三酮如下图所示,下列说法错误的是
A. A分子的实验式为 B. A分子中含有两种官能团
C. 水合茚三酮存在手性碳原子 D. 水合茚三酮与水分子间存在氢键,易溶于水
【答案】C
【解析】
【详解】A.数化合物A的原子可得分子式为,实验式是最简原子个数比,除以最大公约数2后得到实验式,A正确;
B. A分子含有的官能团为酮羰基、羟基,共两种,B正确;
C.手性碳原子要求饱和碳原子连接4种不同的原子或基团。水合茚三酮中,唯一的饱和碳原子是连两个羟基的中心碳原子,该碳原子连接了两个相同的羟基,且环结构对称,另外两个连接的基团也相同,不存在手性碳原子,C错误;
D.水合茚三酮含有羟基和羰基,分子中存在电负性大的氧原子,可以和水分子中的氢原子形成氢键,因此易溶于水,D正确;
故选C。
7. 下列反应方程式错误的是
A. 乙醛与新制反应生成砖红色沉淀:
B. 甲醇与足量酸性反应:
C. 苯酚钠溶液中通入少量:
D. 顺式聚丁二烯的制取:
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醛与新制反应生成的砖红色沉淀为,正确反应方程式为,A错误;
B.甲醇中C元素为-2价,被酸性完全氧化为,每个失去6个电子,每个得到5个电子,电子守恒、电荷守恒、原子守恒均满足,B正确;
C.苯酚酸性弱于、强于,因此苯酚钠与少量反应生成苯酚和,C正确;
D.1,3-丁二烯发生1,4-加聚生成顺式聚丁二烯时,双键两端氢原子位于双键同侧,产物结构书写正确,D正确;
故选A。
8. 一种叶绿素分子结构如图,为长链有机基团,下列有关叙述错误的是
A. 该叶绿素难溶于水,中心镁离子的配体有1个
B. 该叶绿素是配合物,其配位数为4
C. 可用上图的柱色谱装置从植物色素中分离出叶绿素、叶黄素和胡萝卜素
D. 该叶绿素是配合物,中心离子是镁离子,将其与氢氧化钠溶液混合可产生白色沉淀
【答案】D
【解析】
【详解】A.叶绿素含长链疏水有机基团,整体难溶于水;中心与整个卟啉大环配位,该大环是1个四齿配体,即整个大环是一个配体,提供4个配位原子,因此配体数目为1,A正确;
B.该物质是镁离子形成的配合物,配体共提供4个配位键,因此配位数为4,B正确;
C.柱色谱法是分离和提纯有机化合物的常用方法,可用于分离植物色素中的叶绿素、叶黄素和胡萝卜素,C正确;
D.该叶绿素中,镁离子已经形成了稳定的配位键,不会解离出游离的,因此和氢氧化钠溶液混合,无法生成氢氧化镁白色沉淀,D错误;
故选D。
9. 不考虑立体异构,下列有关物质的同分异构体数目的判断中,正确的是
A. 的三氯代物有3种,四氯代物有4种
B. 能氧化为醛的醇的同分异构体有8种
C. 含有两个碳碳三键的脂肪烃,分子中6个碳原子不都在同一直线上的共有4种
D. 某烃的结构可表示为,符合这一结构的烃有16种
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯的三氯代物有1,2,3-三氯苯、1,2,4-三氯苯、1,3,5-三氯苯共3种;根据换元法,四氯代物等效于二氯代物(邻、间、对3种),也有3种,A错误;
B.能氧化为醛的醇需含结构,即该醇可表示为,丁基()共4种,故符合条件的同分异构体共4种,B错误;
C.含两个碳碳三键的脂肪烃共5种,如图,其中只有的6个碳原子都在同一直线上,剩余4种均不满足6个碳都共线,C正确;
D.丁基()共4种,苯环对位二取代结构对称,两个丁基相同有4种、不同有种,共10种 ,D错误;
故选C。
10. 青蒿素是高效的抗疟药。从青蒿中提取青蒿素工艺如下图,下列分析错误的是
已知:①青蒿素是无色针状晶体,在乙醇、乙醚中可溶解,在水中几乎不溶,熔点为,热稳定性差,以上易分解。②乙醇沸点为,乙醚沸点为。
A. 操作Ⅰ的名称是过滤
B. 操作Ⅱ需要用到温度计和碎瓷片
C. 乙醚可循环利用,操作Ⅰ中可用乙醇替换乙醚达到同样效果
D. 操作Ⅲ的主要步骤是加溶剂溶解,控制温度不超蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
【答案】C
【解析】
【详解】A.操作Ⅰ加入乙醚,分离成提取液和残渣,这是过滤操作,A正确;
B.操作Ⅱ是蒸馏,用于分离乙醚和青蒿素。蒸馏操作需要用到温度计和碎瓷片,B正确;
C.乙醚的沸点为35℃,而乙醇的沸点为78℃。题目中提到青蒿素热稳定性差,60℃以上易分解,若用乙醇替代乙醚,蒸馏时温度需达到78℃,会导致青蒿素分解。因此不能用乙醇替代乙醚,C错误;
D.操作Ⅲ是将青蒿素粗品提纯,步骤为:加溶剂溶解、蒸发浓缩(控制温度不超60℃)、冷却结晶、过滤,得到精品,该步骤符合青蒿素的性质,D正确;
故选C。
11. 有机物分子中的邻近基团相互影响会产生性质差异。下列事实不能说明上述观点的是
A. 甲苯能被酸性溶液氧化,而甲烷不能
B. 乙醇不能与溶液反应而苯酚可以
C. 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
D. 丙酮分子中的氢原子比乙烷分子中的氢原子更易发生卤代反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲苯中甲基受苯环的活化作用,易被酸性溶液氧化,而甲烷中甲基无苯环影响,不能被氧化,能说明邻近基团相互影响,A不符合题意;
B.乙醇中羟基受乙基影响,酸性极弱,不能与反应;苯酚中羟基受苯环影响,酸性增强,可与反应,能说明邻近基团相互影响,B不符合题意;
C.醇发生消去反应的条件是与羟基相连碳的邻位碳上有氢原子,2-甲基-1-丙醇邻位碳有H可发生消去,2,2-二甲基-1-丙醇邻位碳无H无法消去,是结构是否满足反应条件的差异,不属于邻近基团的相互影响,C符合题意;
D.丙酮中甲基受羰基影响,氢原子活性增强,比乙烷中氢更易发生卤代反应,能说明邻近基团相互影响,D不符合题意;
故选C。
12. 利用下列实验设计进行实验,能达到目的的是
A.鉴别醛基:加热后,试管壁产生光亮银镜
B.比较碳酸和苯酚的酸性强弱
C.检验1-溴丁烷的水解产物
D.证明苯与液溴反应:出现淡黄色沉淀,说明生成,该反应发生
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.银氨溶液配制方法错误,应将稀氨水逐滴滴入硝酸银溶液至沉淀恰好溶解,图中操作是将硝酸银滴入氨水中,滴加顺序错误,A错误;
B.醋酸与碳酸钠反应生成的中混有挥发的醋酸,饱和溶液可除去醋酸,纯净的通入苯酚钠溶液生成苯酚,根据强酸制弱酸的原理,可证明碳酸酸性强于苯酚,B正确;
C.检验1-溴丁烷的水解产物,反应条件应为水溶液、加热,该装置中1-溴丁烷与乙醇溶液共热发生消去反应,溴的溶液检验的是消去产物烯烃,不是水解产物,C错误;
D.液溴易挥发,挥发的进入溶液后先与水反应产生,随后与反应生成淡黄色沉淀,干扰的检验,无法证明反应生成,D错误;
故答案为B。
13. 异甘草素具有抗肿瘤、抗病毒等药物功效,合成中间体的部分路线如图。下列说法错误的是
A. 能发生取代、加成、消去和氧化反应
B. 一个中最多有17个原子共平面
C. 、各与足量浓溴水反应,消耗
D. 、、均能使酸性溶液褪色
【答案】A
【解析】
【详解】A.X为对苯二酚,含两个酚羟基和一个苯环。可发生:取代反应:酚羟基邻对位可溴代,硝化;羟基氢可酯化或成醚,加成反应:苯环可催化加氢,氧化反应:酚羟基易被KMnO4等氧化为醌。不可发生消去反应,A错误;
B.Y分子中,构成苯环的6个碳原子和与苯环直接相连的原子(3个H、2个O、1个C)以及乙酰基中的羰基氧和甲基碳,共14个原子可共平面;通过旋转,2个酚羟基的氢原子和甲基上的1个氢原子也可能处于该平面,故最多有17个原子共平面,B正确;
C. X两个酚羟基活化邻对位,共3个可取代H,消耗3 mol Br2。Y:2个酚羟基活化邻对位,共2个可取代H,消耗2 mol Br2。故消耗,C正确;
D.X:酚羟基易被氧化。Y:酚羟基可被氧化,Z:酚羟基可被氧化,三者均具还原性基团,均可使酸性KMnO4褪色,D正确;
故选A。
14. 下列说法正确的有几个
①共价键的强弱决定分子晶体的熔、沸点
②干冰晶体中,一个分子周围有12个分子紧邻
③检验苯中少量的苯酚:可向混合液中加入过量的溴水,观察是否有白色沉淀
④硫酸铵晶体属于离子晶体,在晶体中除离子键外还存在共价键和氢键
⑤用浓溴水可将、溶液、,苯区分开
⑥检验中的溴元素:取样加入足量的溶液并加热,冷却后加溶液,观察沉淀颜色
⑦验证分子中的碳碳双键:取样与适量溴水混合充分反应,观察到溴水褪色,说明样品分子中含有碳碳双键
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】B
【解析】
【分析】①分子晶体的熔、沸点由分子间作用力决定,与分子内共价键强弱无关,①错误;
②干冰为面心立方最密堆积,每个分子周围有12个紧邻的分子,②正确;
③苯酚和溴水反应生成的三溴苯酚可溶于苯,无法观察到白色沉淀,不能完成检验,③错误;
④硫酸铵是离子晶体,铵根与硫酸根之间存在离子键,铵根内部为共价键,铵根的与硫酸根的之间存在氢键,④正确;
⑤浓溴水与乙醇互溶,溶液呈橙黄色;与溶液反应生成淡黄色沉淀;与 混合后分层,下层(有机层)呈橙红色;与苯混合后分层,上层(有机层)呈橙红色,现象不同可区分,⑤正确;
⑥加入溶液加热后,需先加稀硝酸酸化排除的干扰,再加溶液,否则与反应生成沉淀干扰溴元素检验,⑥错误;
⑦中的醛基也具有还原性,可与溴水反应使其褪色,无法证明存在碳碳双键,⑦错误;
【详解】根据分析,正确的有②④⑤共3个,故选B。
15. 下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,q处的坐标参数为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该氧化物的化学式为 B. 该氧化物的密度为
C. 图乙为晶胞沿Z轴方向的投影图 D. 该晶体中的配位数为8
【答案】B
【解析】
【详解】A.晶胞中Zr原子为4个,O原子位于顶点、棱、面心和体心总计为个,二者个数比为1:2,故氧化物化学式为,A正确;
B.晶胞中含个,质量为,晶胞体积为,计算得密度为,B错误;
C.O原子位于顶点、棱、面心和体心,沿Z轴投影时,O原子投影在正方形顶点和边中点及面心,Zr原子投影在四个小正方形中心,与图乙一致,C正确;
D.该晶体为萤石型结构,晶体中Zr的配位数为8,(配位数为,配位数比符合化学式),D正确;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 回答下列问题:
I:茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称,儿茶素类化合物占茶多酚总量的60%~80%。
(1)表儿茶素不可能具有的性质______。
①与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
②室温下被空气氧化
③与在催化剂加热条件下发生还原反应
④在催化剂作用下发生消去反应得到一组同分异构体
⑤与儿茶素互为同分异构体
(2)具有“三抗”——抗癌、抗衰、抗氧化的功效,从结构角度分析可用氯化铁溶液检验其具有抗氧化官能团的原因______。
(3)已知烯烃—(、、代表烷基)被酸性高锰酸钾溶液氧化所得产物为、和。则被酸性高锰酸钾溶液氧化所得产物的结构简式为HOOCCH2COOH和______。
Ⅱ:A和B两种有机物可以互溶,有关性质如下:
物质
密度
熔点
沸点
溶解性
A
0.7893
-117.3
78.5
与水以任意比混溶
B
1.09
-12.3
198
不溶于水
(4)要除去A和B的混合物中的少量B,可采用的______方法可得到A。
A. 蒸馏 B. 重结晶 C. 萃取 D. 加水充分振荡,分液
(5)有机物B的质谱图、核磁共振氢谱图(峰面积之比为3∶2∶2∶1)、红外光谱图分别如图甲、乙、丙所示,B分子中只含有一个苯环且苯环上只有一个取代基;将有机物B完全燃烧可生成和(标准状况)。
①有机物B的实验式为______。
②B的结构简式为______。
③C是B的同分异构体,一定质量的C还原银氨溶液得到,则C的质量为______g。
【答案】(1)① (2)表儿茶素含有酚羟基,可以与氯化铁溶液混合显紫色
(3) (4)A
(5) ①. ②. ③. 6.8
【解析】
【小问1详解】
分子中无碳碳双键(苯环的特殊化学键不能与溴发生加成),因此①不可能;含酚羟基,易被空气氧化,②可能;含苯环,可与氢气发生加成(还原)反应,③可能;分子中醇羟基邻位碳含H,可发生消去反应,消去后可得到不同位置双键的同分异构体,④可能;表儿茶素和儿茶素分子式相同、结构不同,互为同分异构体,⑤可能,故选①。
【小问2详解】
由结构简式可知,表儿茶素分子中含有酚羟基,具有还原性,室温下易被空气中的氧气氧化而具有抗氧化性,且能与氯化铁溶液发生显色反应使溶液呈紫色,所以可用氯化铁溶液检验表儿茶素分子的酚羟基。
【小问3详解】
根据已知信息,该烯烃被酸性高锰酸钾氧化,断键的位置为:,故产物为。
【小问4详解】
A和B互溶,且沸点相差较大,因此选择蒸馏法分离,故选A。
【小问5详解】
①中,,,,,,,因此,最简式(实验式)为。
②根据质谱可知B的相对分子质量为136,因此分子式为;B含1个苯环、苯环上只有1个取代基,核磁共振氢谱峰面积比(甲基3个H,苯环邻位2个、间位2个、对位1个H,符合比例),红外显示含、,因此结构为苯甲酸甲酯。
③C是B的同分异构体,摩尔质量为,能发生银镜反应说明含1个醛基(总碳数为8,不可能存在2个醛基),1mol醛基生成2mol Ag,,则,。
17. 铁的化合物种类繁多,应用广泛。回答下列问题:
(1)某含的结晶水合物的结构片段如图所示(球与球之间的短线代表单键或双键)。
该结晶水合物的化学式为______。
(2)是一种重要的铁羰基配合物,其晶体熔点为,沸点为。回答下列问题:
①晶体中不存在的作用力有______(填序号)。
A.离子键 B.配位键 C.极性共价键 D.范德华力 E.氢键
②中,与Fe直接成键的原子是______(填元素符号),1mol该配合物中含有σ键的数目为______。
(3)铁的卤化物有、、等,它们的晶体性质如下表
物质
熔点
沸点
导电性(熔融态)
670
1023
导电
306
315
不导电
200
分解
不导电
晶体的熔点远低于的原因是______。
(4)某超分子吸附材料由纳米颗粒与冠醚组装而成,可用于水体中的吸附分离。晶体中,的重复排列方式如图所示,该排列方式中存在着由如1、3、6、7的围成的正四面体空隙和3、6、7、8、9、12的围成的正八面体空隙。中有一半的填充在正四面体空隙中,另一半和填充在正八面体空隙中。
①晶体中,正四面体空隙数与数之比为______。
②下列关于上述超分子材料的说法错误的是______。
A.纳米颗粒提供磁性,便于吸附后分离回收
B.冠醚作为主体,通过配位键选择性结合
C.该吸附过程是超分子的主客体识别过程,具有高选择性
D.吸附后的无法解吸,该材料只能一次性使用
【答案】(1)(1)
(2) ①. ②. ③. (或)
(3)属于分子晶体,属于离子晶体,分子间作用力远弱于离子键,因此熔点远低于
(4) ①. ②. BD
【解析】
【小问1详解】
根据结构片段的最小重复单元可以看出,白球是,每个结合两个结构,又被两个共有,所以亚铁离子与草酸根离子之比为1:1,每个再结合2个结晶水,因此化学式为;
【小问2详解】
①晶体熔点为,沸点为,故是分子晶体,与之间存在配位键,分子内存在极性共价键,分子间存在范德华力;该物质不含离子,无离子键,不含氢原子,无法形成氢键,因此不存在的作用力为AE;
②羰基配合物中原子提供孤对电子,与直接成键;每个内有1个键,与5个形成5个配位键,1 mol共含个键。
【小问3详解】
根据表格信息,熔融态不导电、熔沸点低,符合分子晶体特征,熔融导电,为离子晶体,因此熔点差异明显;
【小问4详解】
①该晶胞中按面心立方堆积排列,由晶体的结构示意图可知,位于该结构单元的8个顶点和6个面心,故该结构单元共有4个,该结构单元中有8个正四面体空隙,所以晶体中,正四面体空隙数与数之比为8:4=2:1;
②A.具有磁性,便于分离回收,A正确;
B.冠醚可作为主体通过非共价键(弱配位作用)选择性结合阳离子,并不是单纯的配位键,B错误;
C.该吸附是超分子主客体识别,具有选择性,C正确;
D.吸附作用一般可通过条件改变解吸,吸附材料可重复使用,D错误;
故选BD。
18. 苯乙酮()广泛用于皂用香精中,在高温下容易发生分解、聚合或氧化反应。实验室常按如下步骤制备,其装置图如下(部分夹持装置已省略)。
步骤Ⅰ:向三颈烧瓶中加入44.3 mL苯和无水氯化铝,在搅拌下滴加23.6 mL乙酸酐(),在下反应约。
步骤Ⅱ:冷却后将反应物倒入冰水中,有白色胶状沉淀生成,采用合适的方法处理,水层用苯萃取,合并苯层溶液,再依次用溶液和30mL水洗涤,分离出的苯层。
步骤Ⅲ:苯层用无水硫酸镁干燥,蒸馏回收苯,再收集产品苯乙酮。
已知:
名称
熔点
沸点
密度
溶解性
苯
5.5
80.1
0.88
不溶于水,易溶于有机溶剂
苯乙酮
19.6
203
1.03
微溶于水,易溶于有机溶剂
乙酸酐
139
1.08
遇水反应,易溶于有机溶剂
乙酸
16.6
118
1.05
易溶于水,易溶于有机溶剂
(1)仪器M的名称为______;步骤Ⅰ、Ⅱ中仪器A与B分别选用(填标号)______、______。
(2)步骤Ⅰ三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为______。
(3)根据上述实验药品的用量(忽略固体体积的影响),三颈烧瓶的最适宜规格为______(填标号)。
A. B. C. D.
(4)步骤Ⅱ中用30mL水洗涤的目的是______。
(5)图二装置中毛细管的作用是______。
(6)步骤Ⅲ中,在收集产品时采用了减压蒸馏装置,其可能原因是______。(答一条即可)
(7)实验中收集到苯乙酮,则苯乙酮的产率为______(保留三位有效数字)。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. ② ③. ③
(2)+ +CH3COOH (3)B
(4)除去苯层中残留的NaOH及反应生成的盐
(5)防止暴沸 (6)苯乙酮在高温下容易发生分解、聚合或氧化反应,减压可降低沸点
(7)82.4%
【解析】
【小问1详解】
由图可知,仪器M的名称为恒压滴液漏斗。步骤Ⅰ中,仪器A用于冷凝回流有机蒸气,故选择球形冷凝管(②);步骤Ⅱ中仪器B用于冷凝馏分,故选择直形冷凝管(③)。
【小问2详解】
步骤Ⅰ三颈烧瓶中苯与乙酸酐发生反应得到苯乙酮,反应的化学方程式为+ +CH3COOH。
【小问3详解】
实验药品的用量为44.3 mL苯和23.6 mL乙酸酐(忽略固体体积的影响),共67.9 mL,还有无水氯化铝固体;根据仪器使用规则,烧瓶中液体体积占容积的,故三颈烧瓶的最适宜规格为,选B。
【小问4详解】
用溶液洗涤时,可除去残留的乙酸、无机盐(AlCl3)、少量乙酸酐水解产物等杂质,再用水洗涤,可除去苯层中残留的NaOH及反应生成的盐。
【小问5详解】
毛细管可引入微小气泡,作为气化中心,防止暴沸,使液体平稳沸腾。
【小问6详解】
根据题意,苯乙酮在高温下容易发生分解、聚合或氧化反应,减压可降低沸点,避免产物损失。
【小问7详解】
,,根据化学方程式可知,苯过量,则理论上,实验中收集到苯乙酮,其物质的量为,则苯乙酮的产率为
。
19. 化合物是一种香料,其合成路线如图所示:
已知:,该反应为典型的Claisen-Schmidt缩合,反应的关键是碱夺取酯甲基上的活泼氢,生成碳负离子,该碳负离子再进攻醛的羰基碳发生亲核加成反应形成新的碳碳键。
回答下列问题:
(1)X的结构简式为______。
(2)B中的官能团名称为______。
(3)合成路线中没有涉及的反应类型为______。
A.加成反应 B.取代反应 C.消去反应 D.氧化反应 E.还原反应
(4)写出下列化学方程式
:______;
:______。
(5)M是C的同系物,其相对分子质量比C大14,满足下列条件的M的同分异构体有多种,请写出其中一种的结构简式______。
①苯环上至少有两个支链
②能使高锰酸钾溶液褪色
③核磁共振氢谱显示峰面积之比为
(6)E与F反应过程中生成的碳负离子的结构简式为______。
【答案】(1) (2)羧基
(3)CE (4) ①. ②.
(5)或 (6)
【解析】
【分析】分析工艺路线:和发生加成反应生成(A),氧化生成(B);甲苯与氯气光照下发生取代反应,生成(C),在氢氧化钠的水溶液中发生取代反应生成(D),与发生酯化反应,生成(F);发生催化氧化生成(E);(F)与(E)在的作用下发生Claisen-Schmidt缩合反应生成目标产物(X),据此分析作答。
【小问1详解】
由分析可知X的结构简式为:;
【小问2详解】
由分析可知,B的结构简式为:,含有的官能团名称为:羧基;
【小问3详解】
A.加成反应:和发生加成反应生成(A);
B.取代反应:(C)在氢氧化钠的水溶液中发生取代反应生成(D);
C.消去反应:题中工艺路线未涉及到;
D.氧化反应:(D)发生催化氧化生成(E);
E.还原反应:题中工艺路线未涉及到;
故选CE;
【小问4详解】
(C)在氢氧化钠的水溶液中发生取代反应生成(D),其反应为:;
(D)与(B)发生酯化反应,生成(F),其反应为:;
【小问5详解】
M是C()的同系物,其相对分子质量比C大14,即多1个,M的同分异构体要满足:①苯环上至少有两个支链;②能使高锰酸钾溶液褪色;③核磁共振氢谱显示峰面积之比为,说明结构高度对称,满足要求的结构有:或;
【小问6详解】
由题干信息可知:碱夺取酯甲基上的活泼氢,生成碳负离子,已知F的结构简式为,则生成的碳负离子为:。
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高二化学学科素养测评
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Zr91 Ag108
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 化学与生活紧密相关,下列有关说法错误的是
A. 丙三醇具有良好的保水能力,可用于配制化妆品
B. 氧炔焰的温度很高,常用来焊接或切割金属
C. 液态氯乙烷汽化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用,可在身体局部产生快速镇痛效果
D. 苯酚有腐蚀性故不能用于杀菌消毒,如不慎将苯酚沾到皮肤上,先用乙醇冲洗再用水冲洗
2. 下列化学用语中,正确的是
A. 对甲基苯甲醛的结构简式:
B. 用系统命名法命名有机物:2-甲基丙烯
C. 丙炔的球棍模型:
D. 12-冠-4识别形成的超分子结构示意图:
3. 现代化学有很多先进的方法和手段来测定有机物的组成和结构。下列说法中错误的是
A. X射线衍射仪常用于测定晶体结构
B. 用红外光谱仪可区别与
C. 对正丁烷和异丁烷进行质谱分析,二者的质谱图完全相同
D. 利用核磁共振仪可以测得有机物分子中的氢原子的种类和数目之比
4. 下列关于物质的性质或应用解释错误的是
选项
物质性质或应用
解释
A
液晶用于制作显示器
液晶易液化,具有磁性
B
、、的离子键成分百分数减少
金属元素与元素电负性差值减小
C
乙醛能与极性试剂HCN发生加成反应生成
醛基中碳氧双键有极性,且氧带部分负电,可与HCN中带正电的氢结合
D
工业盐酸呈亮黄色
在高浓度的条件下存在配离子
A. A B. B C. C D. D
5. 下列关于晶体的叙述中,正确的是
A. 冰熔化成水后每1个水分子均摊2个氢键
B. 晶体中配位数为4,配位数为8
C. 碘晶体熔点低,晶胞中有2种取向不同的分子
D. 黑砷晶体为混合型晶体,层与层之间以共价键结合,熔点高,能导电
6. 物证技术中常用茚三酮显现指纹,化合物A可转化成水合茚三酮如下图所示,下列说法错误的是
A. A分子的实验式为 B. A分子中含有两种官能团
C. 水合茚三酮存在手性碳原子 D. 水合茚三酮与水分子间存在氢键,易溶于水
7. 下列反应方程式错误的是
A. 乙醛与新制反应生成砖红色沉淀:
B. 甲醇与足量酸性反应:
C. 苯酚钠溶液中通入少量:
D. 顺式聚丁二烯的制取:
8. 一种叶绿素分子结构如图,为长链有机基团,下列有关叙述错误的是
A. 该叶绿素难溶于水,中心镁离子的配体有1个
B. 该叶绿素是配合物,其配位数为4
C. 可用上图的柱色谱装置从植物色素中分离出叶绿素、叶黄素和胡萝卜素
D. 该叶绿素是配合物,中心离子是镁离子,将其与氢氧化钠溶液混合可产生白色沉淀
9. 不考虑立体异构,下列有关物质的同分异构体数目的判断中,正确的是
A. 的三氯代物有3种,四氯代物有4种
B. 能氧化为醛的醇的同分异构体有8种
C. 含有两个碳碳三键的脂肪烃,分子中6个碳原子不都在同一直线上的共有4种
D. 某烃的结构可表示为,符合这一结构的烃有16种
10. 青蒿素是高效的抗疟药。从青蒿中提取青蒿素工艺如下图,下列分析错误的是
已知:①青蒿素是无色针状晶体,在乙醇、乙醚中可溶解,在水中几乎不溶,熔点为,热稳定性差,以上易分解。②乙醇沸点为,乙醚沸点为。
A. 操作Ⅰ的名称是过滤
B. 操作Ⅱ需要用到温度计和碎瓷片
C. 乙醚可循环利用,操作Ⅰ中可用乙醇替换乙醚达到同样效果
D. 操作Ⅲ的主要步骤是加溶剂溶解,控制温度不超蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
11. 有机物分子中的邻近基团相互影响会产生性质差异。下列事实不能说明上述观点的是
A. 甲苯能被酸性溶液氧化,而甲烷不能
B. 乙醇不能与溶液反应而苯酚可以
C. 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
D. 丙酮分子中的氢原子比乙烷分子中的氢原子更易发生卤代反应
12. 利用下列实验设计进行实验,能达到目的的是
A.鉴别醛基:加热后,试管壁产生光亮银镜
B.比较碳酸和苯酚的酸性强弱
C.检验1-溴丁烷的水解产物
D.证明苯与液溴反应:出现淡黄色沉淀,说明生成,该反应发生
A. A B. B C. C D. D
13. 异甘草素具有抗肿瘤、抗病毒等药物功效,合成中间体的部分路线如图。下列说法错误的是
A. 能发生取代、加成、消去和氧化反应
B. 一个中最多有17个原子共平面
C. 、各与足量浓溴水反应,消耗
D. 、、均能使酸性溶液褪色
14. 下列说法正确的有几个
①共价键的强弱决定分子晶体的熔、沸点
②干冰晶体中,一个分子周围有12个分子紧邻
③检验苯中少量的苯酚:可向混合液中加入过量的溴水,观察是否有白色沉淀
④硫酸铵晶体属于离子晶体,在晶体中除离子键外还存在共价键和氢键
⑤用浓溴水可将、溶液、,苯区分开
⑥检验中的溴元素:取样加入足量的溶液并加热,冷却后加溶液,观察沉淀颜色
⑦验证分子中的碳碳双键:取样与适量溴水混合充分反应,观察到溴水褪色,说明样品分子中含有碳碳双键
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
15. 下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,q处的坐标参数为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该氧化物的化学式为 B. 该氧化物的密度为
C. 图乙为晶胞沿Z轴方向的投影图 D. 该晶体中的配位数为8
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 回答下列问题:
I:茶多酚是茶叶中多酚类物质的总称,儿茶素类化合物占茶多酚总量的60%~80%。
(1)表儿茶素不可能具有的性质______。
①与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
②室温下被空气氧化
③与在催化剂加热条件下发生还原反应
④在催化剂作用下发生消去反应得到一组同分异构体
⑤与儿茶素互为同分异构体
(2)具有“三抗”——抗癌、抗衰、抗氧化的功效,从结构角度分析可用氯化铁溶液检验其具有抗氧化官能团的原因______。
(3)已知烯烃—(、、代表烷基)被酸性高锰酸钾溶液氧化所得产物为、和。则被酸性高锰酸钾溶液氧化所得产物的结构简式为HOOCCH2COOH和______。
Ⅱ:A和B两种有机物可以互溶,有关性质如下:
物质
密度
熔点
沸点
溶解性
A
0.7893
-117.3
78.5
与水以任意比混溶
B
1.09
-12.3
198
不溶于水
(4)要除去A和B的混合物中的少量B,可采用的______方法可得到A。
A. 蒸馏 B. 重结晶 C. 萃取 D. 加水充分振荡,分液
(5)有机物B的质谱图、核磁共振氢谱图(峰面积之比为3∶2∶2∶1)、红外光谱图分别如图甲、乙、丙所示,B分子中只含有一个苯环且苯环上只有一个取代基;将有机物B完全燃烧可生成和(标准状况)。
①有机物B的实验式为______。
②B的结构简式为______。
③C是B的同分异构体,一定质量的C还原银氨溶液得到,则C的质量为______g。
17. 铁的化合物种类繁多,应用广泛。回答下列问题:
(1)某含的结晶水合物的结构片段如图所示(球与球之间的短线代表单键或双键)。
该结晶水合物的化学式为______。
(2)是一种重要的铁羰基配合物,其晶体熔点为,沸点为。回答下列问题:
①晶体中不存在的作用力有______(填序号)。
A.离子键 B.配位键 C.极性共价键 D.范德华力 E.氢键
②中,与Fe直接成键的原子是______(填元素符号),1mol该配合物中含有σ键的数目为______。
(3)铁的卤化物有、、等,它们的晶体性质如下表
物质
熔点
沸点
导电性(熔融态)
670
1023
导电
306
315
不导电
200
分解
不导电
晶体的熔点远低于的原因是______。
(4)某超分子吸附材料由纳米颗粒与冠醚组装而成,可用于水体中的吸附分离。晶体中,的重复排列方式如图所示,该排列方式中存在着由如1、3、6、7的围成的正四面体空隙和3、6、7、8、9、12的围成的正八面体空隙。中有一半的填充在正四面体空隙中,另一半和填充在正八面体空隙中。
①晶体中,正四面体空隙数与数之比为______。
②下列关于上述超分子材料的说法错误的是______。
A.纳米颗粒提供磁性,便于吸附后分离回收
B.冠醚作为主体,通过配位键选择性结合
C.该吸附过程是超分子的主客体识别过程,具有高选择性
D.吸附后的无法解吸,该材料只能一次性使用
18. 苯乙酮()广泛用于皂用香精中,在高温下容易发生分解、聚合或氧化反应。实验室常按如下步骤制备,其装置图如下(部分夹持装置已省略)。
步骤Ⅰ:向三颈烧瓶中加入44.3 mL苯和无水氯化铝,在搅拌下滴加23.6 mL乙酸酐(),在下反应约。
步骤Ⅱ:冷却后将反应物倒入冰水中,有白色胶状沉淀生成,采用合适的方法处理,水层用苯萃取,合并苯层溶液,再依次用溶液和30mL水洗涤,分离出的苯层。
步骤Ⅲ:苯层用无水硫酸镁干燥,蒸馏回收苯,再收集产品苯乙酮。
已知:
名称
熔点
沸点
密度
溶解性
苯
5.5
80.1
0.88
不溶于水,易溶于有机溶剂
苯乙酮
19.6
203
1.03
微溶于水,易溶于有机溶剂
乙酸酐
139
1.08
遇水反应,易溶于有机溶剂
乙酸
16.6
118
1.05
易溶于水,易溶于有机溶剂
(1)仪器M的名称为______;步骤Ⅰ、Ⅱ中仪器A与B分别选用(填标号)______、______。
(2)步骤Ⅰ三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为______。
(3)根据上述实验药品的用量(忽略固体体积的影响),三颈烧瓶的最适宜规格为______(填标号)。
A. B. C. D.
(4)步骤Ⅱ中用30mL水洗涤的目的是______。
(5)图二装置中毛细管的作用是______。
(6)步骤Ⅲ中,在收集产品时采用了减压蒸馏装置,其可能原因是______。(答一条即可)
(7)实验中收集到苯乙酮,则苯乙酮的产率为______(保留三位有效数字)。
19. 化合物是一种香料,其合成路线如图所示:
已知:,该反应为典型的Claisen-Schmidt缩合,反应的关键是碱夺取酯甲基上的活泼氢,生成碳负离子,该碳负离子再进攻醛的羰基碳发生亲核加成反应形成新的碳碳键。
回答下列问题:
(1)X的结构简式为______。
(2)B中的官能团名称为______。
(3)合成路线中没有涉及的反应类型为______。
A.加成反应 B.取代反应 C.消去反应 D.氧化反应 E.还原反应
(4)写出下列化学方程式
:______;
:______。
(5)M是C的同系物,其相对分子质量比C大14,满足下列条件的M的同分异构体有多种,请写出其中一种的结构简式______。
①苯环上至少有两个支链
②能使高锰酸钾溶液褪色
③核磁共振氢谱显示峰面积之比为
(6)E与F反应过程中生成的碳负离子的结构简式为______。
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