内容正文:
福建省泉州一中、厦外石狮分校、泉港一中、德化一中四校联盟2024-2025学年高二下学期期末化学试题
(考试时间:75分钟 总分:100分)
试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分
可能用到的相对原子质量:
第I卷(选择题,共42分)
一、选择题。(本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。)
1. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的电子式为
B. 基态溴原子中,电子填入的最高能级原子轨道
C. 的空间结构示意图
D. 分子中键的形成示意图
【答案】D
【解析】
【详解】A.HCN的电子式为:,A错误;
B.基态溴原子中,电子填入的最高能级是4p能级,不是4s原子轨道,B错误;
C.SO2分子中中心原子S原子的价层电子对数==3,VSEPR模型是平面三角形,其VSEPR模型为,C错误;
D.HF分子中σ键为s-p σ键,形成示意图为 ,D正确;
故选D。
2. 下列有机反应中,键没有发生断裂的是
A. 溴乙烷与NaOH溶液混合加热 B. 乙醇与浓硫酸共热至170℃
C. 甲苯硝化生成TNT D. 光照下三氯甲烷与氯气反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.溴乙烷中与-Br相连碳相邻碳上有氢原子,能发生消去反应,生成双键,键没有发生断裂,故A符合题意;
B.乙醇与浓硫酸共热至170℃,发生分子内脱水,每个乙醇分子会脱去羟基和与羟基相邻的碳原子上的一个H,甲基上的键会断裂,故B不符合题意;
C.甲苯硝化生成TNT,苯环上的键会断裂,氢原子被取代,故C不符合题意;
D.光照下三氯甲烷与氯气反应生成四氯化碳,三氯甲烷中C-H键被断开,氢原子被取代,故D正确;
故选:A。
3. 下列有关高分子材料的说法错误的是
A. 单体的名称为2-甲基-1,3-丁二烯
B. 合成的单体为和
C. 由对苯二胺和对苯二甲酸经缩聚反应制备
D. 的单体为和
【答案】B
【解析】
【详解】A.该高分子为聚异戊二烯,单体为,名称为2-甲基-1,3-丁二烯,A正确;
B.该高分子含酰胺键和亚甲基结构,单体为尿素和甲醛HCHO,并非甲醇,B错误;
C.该高分子为聚酰胺类物质,含有酰胺基,可由对苯二胺和对苯二甲酸发生缩聚反应脱去小分子水制备,C正确;
D.该高分子为烯烃加聚产物,将链节中半键闭合得到单体为和,D正确;
故答案选B。
4. 从溴乙烷制取1,2-二溴乙烷,下列制备方案中最好的是
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.前两步可以合并成一步,反应步骤过于复杂,A错误;
B.转化中发生取代反应的产物较多,难以得到单一的有机取代产物,引入杂质,且反应不易控制,B错误;
C.最后一步与溴发生取代反应的生成物复杂,且生成物不易分离,C错误;
D.转化中发生消去、加成两步转化,节约原料、转化率高、操作简单、产物纯净,D正确;
故选:D。
5. 利用丹皮酚合成一种药物中间体的反应如下:
下列说法错误的是
A. X中所有碳原子可能共平面
B. 1 mol X和溴水反应,最多可消耗
C. 在反应前后的质量不变,是该反应的催化剂
D. X、Y在一定条件下均可与NaOH溶液反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.X中苯环和羰基均为平面结构,-OCH3中的碳原子可通过C-O单键旋转至与苯环共面,则所有碳原子可能共平面,A正确;
B.X含酚羟基,酚羟基的邻、对位C-H键可与溴水发生取代反应,X中的酚羟基的邻、对位有2个可被取代的空位,故1 mol X最多消耗2 mol ,B正确;
C.反应中X的酚羟基与二溴代烷发生取代反应生成HBr,会与HBr反应被消耗,反应前后质量减小,不是催化剂,C错误;
D.X含酚羟基,可与NaOH发生中和反应;Y含溴原子,可在NaOH溶液中发生水解反应,二者均能与NaOH溶液反应,D正确;
故选C。
6. 某电解质阳离子的结构如图所示。X、Y、Z、Q、M是分属前4周期的主族元素,且原子序数依次增大,Z原子2p轨道均占有电子且自旋方向相同,Q原子的周期数和族序数相等。下列说法正确的是
A. 熔沸点:
B. 键角:
C. 在同周期元素中,M原子的第一电离能最大
D. Y和Z的简单氢化物分子的空间结构均为正四面体形
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、M是分属前4周期的主族元素,且原子序数依次增大,Z原子2p轨道均占有电子且自旋方向相同,则Z为N元素;Q原子的周期数和族序数相等,则Q为Al元素;由阳离子结构可知,离子中X、M形成1个共价键,Y形成4个共价键,则X为H元素、Y为C元素、M为Cl元素或Br元素。
【详解】A.氯化铝或溴化铝常温下为固态,氨气常温下为气态,所以氯化铝或溴化铝的熔沸点高于氨气,A错误;
B.氨分子和三氯化氮或三溴化氮的空间结构都是三角锥形,由于氢原子的原子半径小于氯原子或溴原子,则氨分子中成键电子对间的斥力大于三氯化氮或三溴化氮中成键电子对间的斥力,所以氨分子的键角大于三氯化氮或三溴化氮,B正确;
C.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,所以在同周期元素中,氯原子或溴原子的第一电离能小于氩原子或氪原子,C错误;
D.氨分子中氮原子的价层电子对数为:3+(5-1×3) ×=4,孤对电子对数为(5-1×3) ×=1,则分子的空间构型为三角锥形,D错误;
故选B。
7. 我国首个自主研发的胆固醇吸收抑制剂海博麦布的结构简式如图。下列说法错误的是
A. 1 mol该物质最多消耗3 mol NaOH
B. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 该分子中含有两个手性碳原子
D. 1 mol该物质与足量浓溴水完全反应,消耗的物质的量为3 mol
【答案】A
【解析】
【详解】A.该物质中酚羟基和酰胺键可与NaOH反应,1 mol该物质最多消耗2 mol NaOH,A错误;
B.该物质含羟基和碳碳双键,具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C.四元环上的2个sp3杂化得碳原子连接4个不同原子或原子团,该分子中有2个手性碳原子,C正确;
D.1 mol该物质中碳碳双键可消耗1 mol Br2,酚羟基的邻位有2个氢原子,可消耗2 mol Br2,共消耗3 mol Br2,D正确;
故选A。
8. 实验室利用苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸的流程如下。已知:①苯甲醛在强碱性环境下可生成苯甲醇和苯甲酸盐;②苯甲酸易溶于热水、难溶于冷水。下列说法正确的是
A. 可选用带磨口玻璃塞的锥形瓶作苯甲醛的反应容器
B. “操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”相同
C. “操作Ⅲ”需使用温度计、酒精灯、球形冷凝管
D. 提纯粗苯甲酸的具体操作:加热溶解、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
【答案】D
【解析】
【分析】根据流程:苯甲醛与NaOH、H2O发生反应:2C6H5CHO+NaOHC6H5CH2OH+C6H5COONa,白色糊状物为苯甲醇和苯甲酸钠,加入水和乙醚,苯甲醇易溶于乙醚,而苯甲酸钠为可溶性盐,易溶于水,可用分液的方法将两种溶液分离,水溶液中为苯甲酸钠,乙醚溶液中为苯甲醇,然后根据苯甲醇和乙醚沸点的差异采用蒸馏的方法将二者分离。产品甲为苯甲醇,向苯甲酸钠溶液中加入盐酸反应制得苯甲酸:C6H5COONa+HCl→C6H5COOH↓+NaCl,根据题中给出的物理性质可知其为微溶于水的固体,应采用过滤的方法将其分离出来,产品乙为苯甲酸,据此分析作答。
【详解】A.苯甲醛反应时使用NaOH溶液,玻璃中的SiO2能与NaOH反应,故不能选用带磨口玻璃塞的锥形瓶作苯甲醛的反应容器,A错误;
B.由分析可知,“操作Ⅰ”为分液,“操作Ⅱ”为过滤洗涤,二者不相同,B错误;
C.由分析可知,“操作Ⅲ”为蒸馏,需使用温度计、酒精灯、直形冷凝管而不能用球形冷凝管,C错误;
D.苯甲酸在水中溶解度较小,且随温度升高而增大,故提纯粗苯甲酸采用重结晶法,其具体操作:加热溶解、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,D正确;
故答案为:D。
9. 钠的某种氧化物的晶胞结构如图所示,晶胞边长为a nm。若1号原子的坐标为,2号原子的坐标为,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 该图为的晶胞结构图 B. 该晶体中的配位数为4
C. 3号原子的坐标参数为 D. 该晶体的密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据均摊法,晶胞中白球位于顶点和面心,数目为,黑球位于体内,数目为8,二者个数之比是4∶8=1∶2,则该图为Na2O的晶胞结构图,A项错误;
B.根据A项分析可知,白球表示O2-,黑球表示Na+,在一个周围距离最近且相等的O2-有4个,故该晶体中的配位数为4,B项正确;
C.若1号原子的坐标为,2号原子的坐标为,则3号原子到x轴、y轴、z轴的距离分别是、、,故3号原子的坐标参数为,C项错误;
D.根据A项分析可知,一个晶胞中含有4个O2-、8个Na+,即晶胞中含有4个Na2O,由于晶胞边长为a nm,则晶体密度为,D项错误;
故选B。
10. 我国科学家首次在实验室实现到淀粉的合成,其路线如下,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 含有的π键数目为
B. 含有的极性键数目为
C. 由生成1mol HCHO转移电子数为
D. 1mol DHA中杂化的原子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.CO2的结构简式为O=C=O,1个分子含有2个π键,则标准状况下,11.2LCO2含有的π键数目为0.5mol×2=1mol,即NA,但选项并非标准状况下,A错误;
B.1个CH3OH分子含有5个极性键,则16gCH3OH含有的极性键数目为,即2.5NA,B正确;
C.CH3OH被氧化生成1个HCHO转移2个电子,则生成1molHCHO转移电子数为2mol,即2NA,C错误;
D.DHA中sp3杂化的原子为2个亚甲基中的碳原子和2个羟基中的氧原子,共4个原子,即4NA,D错误;
故选B。
11. 下列实验设计能达到实验目的的是
A. 图1证明石蜡分解产物中含有乙烯
B. 图2检验乙醇发生了消去反应
C. 图3验证乙酸、碳酸、苯酚的酸性强弱
D. 图4制取溴苯并检验有HBr生成
【答案】B
【解析】
【详解】A.石蜡的主要成分为烷烃,烷烃不能使酸性高锰酸钾褪色,在加热和碎瓷片的催化作用下石蜡发生分解反应,分解产物中有烯烃可使酸性高锰酸钾褪色但不一定是乙烯,故A错误;
B.乙醇和浓硫酸混合加热会发生消去反应,同时也会发生氧化还原反应产生二氧化碳和二氧化硫,通入氢氧化钠溶液中可除去乙醇、二氧化硫等气体;若观察到酸性高锰酸钾褪色则证明有乙烯,说明乙醇发生了消去反应,故B正确;
C.醋酸具有挥发性,可能是醋酸与苯酚钠反应产生白色沉淀,无法验证碳酸和苯酚的酸性强弱,故C错误;
D.液溴易挥发,挥发出来的溴蒸汽进入硝酸银溶液中同样会产生淡黄色沉淀,从而干扰了HBr的检验,故D错误;
故选B。
12. “达芦那韦”是一种蛋白酶抑制剂,其合成路线中的某片段如图所示:
下列说法正确的是
A. a的一氯代物有3种 B. b与有机物含有的官能团相同
C. c能发生取代反应、加成反应 D. d的分子式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.羟基上的H不容易发生取代反应,一般不考虑,所以a的一氯代物有4种结构,A错误;
B.b含有醛基,有机物含有酯基,含有的官能团不相同,B错误;
C.c含有苯环,因此能发生取代反应、加成反应,C正确;
D.根据d的结构简式可知分子式为,D错误;
答案选C。
13. 铂的配合物E是一种抗癌药,可由进行合成,合成路线如图所示。
已知:B与按物质的量比为发生反应。下列说法错误的是
A. Pt的配位数均为4
B. 与的配位能力:
C. C中取代的两个处于对角线位置
D. D→E由于AgI沉淀的生成,可促进D的解离
【答案】C
【解析】
【分析】B与按物质的量比为发生反应,根据D的结构可以知道C是:。
【详解】A.中配位数为4(4个),B为4个配位,C、D、E中Pt均与4个配体结合(如C与2个和2个,D含2个、1个和1个,E含2个-COO⁻、1个和1个),配位数均为4,A正确;
B.与过量KI反应生成,说明能取代,即I⁻与的配位能力强于,B正确;
C.B为平面正方形结构的,与2个()反应时,根据D的结构可以知道,2个取代相邻的,而非对角线位置,C错误;
D.D中含配体,Ag⁺与解离出的生成AgI沉淀,降低浓度,促使D的配位平衡正向移动,促进解离,D正确;
故选C。
14. 维纶是聚乙烯醇缩甲醛纤维的商品名,其合成路线如下,下列说法正确的是
A. ①的反应类型为缩聚反应
B. 高分子A的链节中含有两种官能团
C. 高分子B中碳原子均为杂化
D. ③的化学方程式为:
【答案】C
【解析】
【分析】 发生加聚反应生成A为 ,A中酯基水解生成B为 ,B与甲醛反应生成聚乙烯醇缩甲醛纤维。
【详解】A.根据分析可知,①的反应类型为加聚反应,A错误;
B.高分子A为 ,其链节中只有酯基一种官能团,B错误;
C.高分子B为 ,B中碳原子均形成3条单键,为sp3杂化,C正确;
D.③为 与n个甲醛反应生成聚乙烯醇缩甲醛纤维,化学方程式为 ,D错误;
故答案选C。
二、非选择题。(4小题共58分)
15. 有机物与生活、生产联系非常密切。回答下列问题:
(1)中含有的官能团的名称为____________。
(2)在一定条件下可得到,其反应类型是____________。
(3)有机物中有____________个碳原子在同一条直线上;
(4)与进行1:1(物质的量之比)加成,可得到__________种产物(不考虑立体异构);
(5)用离子方程式说明胺()的水溶液显碱性的原因:_____________________________;
(6)尼泊金酯()是国际上公认的广谱高效食品防腐剂,是国家允许使用的食品添加剂。下列对尼泊金酯的判断错误的是____________(填选项序号)。
a.能发生水解反应
b.能与溶液发生显色反应
c.分子中所有原子都在同一平面上
d.与浓溴水反应时,1 mol尼泊金酯消耗
(7)写出在铜催化下被氧气氧化的化学方程式:_____________________________。
(8)已知酸性强弱顺序为,下列化学方程式书写正确的是____________。
A.
B.
C.
D.
【答案】(1)(酚)羟基、酯基
(2)消去反应 (3)6
(4)3 (5)
(6)cd (7)2+O22+2H2O (8)D
【解析】
【小问1详解】
该有机物为邻羟基苯甲酸甲酯,含有的官能团为(酚)羟基、酯基;
【小问2详解】
反应物到生成物,脱去2个H2O,属于消去反应;
【小问3详解】
C≡C为直线形结构,C≡C及其直接相连的原子共直线,苯环对位的两个碳原子本身共线,因此中:甲基碳、苯环对位两个碳、三键的两个碳,及与三键相连的一个碳原子共6个碳原子在同一直线上;
【小问4详解】
有2种不同位置的碳碳双键,且为共轭体系,与Br21:1加成时,存在三种加成方式:环内碳碳双键加成、环外碳碳双键加成、共轭1,4-加成,共得到3种产物;
【小问5详解】
胺()的性质类似NH3,在水溶液中结合水电离出的H+,生成OH−使溶液显碱性,离子方程式为;
【小问6详解】
a.分子含酯基,可发生水解反应,a正确;
b.分子含酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,b正确;
c.分子中含甲基(−CH3),甲基为四面体结构,所有原子不可能共平面,c错误;
d.酚羟基的邻位有2个可被取代的氢原子,1 mol尼泊金酯与浓溴水反应消耗2 mol Br2,d错误;
故选cd;
【小问7详解】
该有机物中只有端基−CH2OH(伯醇)存在α-H,能被催化氧化为醛基;与苯环直接相连的羟基连接的碳为叔碳,无α-H,不能被催化氧化,反应方程式为
2+O22+2H2O;
【小问8详解】
根据强酸制弱酸规律,已知酸性;
A.苯酚酸性强于,苯酚钠不能与NaHCO3反应生成苯酚和碳酸钠,A错误;
B.CO2与苯酚钠反应,只能生成苯酚和NaHCO3,不能生成Na2CO3,B错误
C.苯酚酸性弱于H2CO3,苯酚不能与NaHCO3反应生成H2CO3,C错误;
D.苯酚酸性强于、弱于H2CO3,因此苯酚可以和碳酸钠反应生成苯酚钠和碳酸氢钠,D正确;
故选D。
16. 过渡金属元素及其化合物在化工生产和研究中有重要作用。
(1)原子的价电子排布式为,它在元素周期表中的位置是____________。
(2)合金常用于牙科领域。在基态的原子和原子中,它们的核外电子具有不同的____________。
A. 能层数 B. 能级数 C. 占据轨道数 D. 单电子数
(3)钛能与卤素单质发生反应,生成用途多样的卤化钛。
①卤族元素随着原子序数的递增,相关性质逐渐增强或变大的是____________。
A.元素的电负性
B.简单离子的还原性
C.气态氢化物的热稳定性
D.最高价氧化物对应水化物的酸性
②Ti的不同四卤化物熔点如图所示,利用晶体知识解释它们熔点变化的原因________________________________________________________________________。
(4)下图是的结构示意图。比较其中的键角:配体____________普通(填“>”、“<”或“=”),与与的作用力分别是____________和____________。
(5)过渡金属元素易与杂环化合物咪唑、呋喃形成配合物,已知咪唑()、呋喃()的沸点分别为。
①咪唑分子中所有原子共平面,其大键可以表示为。咪唑中氮原子的杂化方式为____________,能形成配位键的氮原子是____________(填“a”或“b”)。
②请解释咪唑和呋喃沸点差异的原因________________________________________________。
【答案】(1)第四周期族 (2)C
(3) ①. B ②. 为离子晶体,熔点较高;、、均为分子晶体,随着相对分子质量的增大,分子间作用力(范德华力)逐渐增大,熔点逐渐升高。
(4) ①. > ②. 配位键 ③. 氢键
(5) ①. ②. a ③. 咪唑分子间存在氢键,而呋喃分子间不能形成氢键,因此咪唑的沸点显著高于呋喃。
【解析】
【小问1详解】
的核外电子排布式为;其最大能层数为4,位于第四周期;价电子数为,最后填入的电子在d能级,属于过渡元素,故位于第族;
【小问2详解】
A.和均位于第四周期,核外均有4个能层,A不符合题意;
B.两者的电子均占据,共7个能级,B不符合题意;
C.的轨道有2个电子,占据2个轨道,总占据轨道数为;的轨道有8个电子,占据5个轨道,总占据轨道数为,它们的核外电子占据轨道数不同,C符合题意;
D.的有2个单电子,的也有2个单电子,D不符合题意;
故选C;
【小问3详解】
①卤族元素从上到下,原子半径逐渐增大,非金属性逐渐减弱;A.电负性逐渐减小;B.得电子能力减弱,其简单离子的失电子能力(还原性)逐渐增强;C.非金属性减弱,气态氢化物的热稳定性逐渐减弱;D.非金属性减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性逐渐减弱;故选B;
②物质的熔沸点与其晶体类型密切相关。的熔点较高,说明其属于离子晶体;而、、的熔点较低,属于分子晶体。对于组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力(范德华力)越强,熔点越高;
【小问4详解】
普通水分子中,氧原子含有两对孤电子对,对成键电子对的排斥力较大;当作为配体与形成配合物时,氧原子提供孤电子对与形成配位键,导致氧原子上的孤电子对密度减小,对成键电子对的排斥力减弱,因此键角变大,即配体 > 普通;图中实线表示与之间的配位键;虚线连接了水分子中的氢原子和硫酸根中的氧原子,表示两者之间形成的氢键;
【小问5详解】
①咪唑分子中所有原子共平面,说明环上的原子均采用杂化。氮原子a形成了一个双键和一个单键,其孤电子对占据未参与成环的杂化轨道,不参与大键的形成,因此容易提供孤电子对形成配位键;而氮原子b形成了三个单键,其孤电子对占据垂直于平面的p轨道,参与了大键()的形成,不易形成配位键,能形成配位键的氮原子是a;
②咪唑分子中含有键,分子间可以形成氢键,而呋喃分子中没有可以形成氢键的氢原子,因此咪唑的沸点远高于呋喃。
17. 有机化合物K是某药物的合成中间体,其合成路线如下:
已知:①R-CN(R表示烃基);
②(R代表烃基,代表烃基或氢原子)
请回答下列问题:
(1)烯烃A的结构简式是____________。
(2)B中官能团的名称是____________。
(3)的反应类型是____________。
(4)的化学方程式是____________。
(5)分子式与E互为同系物的同分异构体有____________种。
(6)下列说法正确的是____________。
A. A存在顺反异构
B. 的试剂及反应条件为NaOH水溶液、加热
C. 若G为烃,G可发生聚合反应
D. H可以与溶液发生反应
(7)经三步反应合成K,写出中间产物1及中间产物2的结构简式。
产物1:____________、产物2:____________。
【答案】(1)CH2=CHCH3 (2)碳碳双键、溴原子 (3)氧化反应
(4) (5)9 (6)BC
(7) ①. ②.
【解析】
【分析】由题干合成流程图可知,根据A的分子式C3H6,故作为烯烃的结构简式只有:CH2=CHCH3,根据A到B的转化条件可推知,B的结构简式为:CH2=CHCH2Br,由B到C的转化条件和反应类型可推知C为BrCH2CH2CH2Br或CH3CHBrCH2Br,根据D的分子式和C的结构简式可知,D为HOCH2CH2CH2OH或CH3CHOHCH2OH,故E的结构简式为:HOOCCH2COOH或者CH3COCOOH,结合F的分子式和E到F的反应条件可知,推知F为CH3CH2OOCCH2COOCH2CH3,故E只能为HOOCCH2COOH,故D只能为HOCH2CH2CH2OH,C只能为BrCH2CH2CH2Br, 由G到H的反应条件可推知:若G为烃则为环己烯,若为卤代烃则为一卤环己烷,根据H到I的反应条件和I的分子式可推知I的结构简式为:,据此分析解题。
【小问1详解】
由分析可知,烯烃A的结构简式是CH2=CHCH3。
【小问2详解】
由分析可知,B的结构简式为:CH2=CHCH2Br,故其含有的官能团的名称是碳碳双键、溴原子。
【小问3详解】
由分析可知,D→E即HOCH2CH2CH2OH被酸性高锰酸钾氧化为HOOCCH2COOH,故该反应的反应类型是氧化反应。
【小问4详解】
由分析可知,E→F即HOOCCH2COOH和乙醇发生酯化反应,故该反应的化学方程式是:。
【小问5详解】
题目要求寻找所有含有 6 个碳原子的饱和二元羧酸(HOOC-R-COOH,其中 R 为C4H8烷烃骨架)。我们可以按照“两个羧基之间的碳链长度(主链)”进行分类有序枚举:
主链为 6 个碳(己二酸): HOOC-(CH2)4-COOH (1种:己二酸)
主链为 5 个碳(戊二酸的取代物,需挂 1 个甲基): 甲基挂在 2 号位:2-甲基戊二酸;甲基挂在 3 号位:3-甲基戊二酸 (共 2 种)
主链为 4 个碳(丁二酸的取代物,需挂 1 个乙基 或 2 个甲基): 挂乙基:2-乙基丁二酸;挂两个甲基(同碳):2,2-二甲基丁二酸;挂两个甲基(异碳):2,3-二甲基丁二酸 (共 3 种)
主链为 3 个碳(丙二酸的取代物,需取代中间的 2 个氢原子): 挂一个正丙基:丙基丙二酸;挂一个异丙基:异丙基丙二酸;挂一个乙基和一个甲基:乙基甲基丙二酸 (共 3 种),共1 + 2 + 3 + 3 =9 种。
【小问6详解】
A.由分析可知,A的结构简式为CH2=CHCH3,双键左侧的C原子连接了2个相同的H原子,故不存在顺反异构,A错误;
B.C→D即BrCH2CH2CH2Br转化为HOCH2CH2CH2OH为卤代烃的水解反应,故所用的试剂及反应条件为NaOH水溶液、加热,B正确;
C.若G为烃,则G为环己烯,含有碳碳双键,故G可发生聚合反应,C正确;
D.由流程图可知,H中含有醇羟基,故只能与Na反应,不可以NaOH溶液发生反应,D错误;
故答案为BC。
【小问7详解】
J与HCN发生加成反应生成,然后参考所给反应①还原生成 ,最后参考反应②发生取代反应脱去1分子C2H5OH生成K,则答案分别为和。
18. 某实验小组采用如下方案实现了对甲基苯甲酸的绿色制备(已知:对甲基苯甲醛微溶于水,易溶于有机溶剂)。反应如下:
步骤:I.向反应管中加入0.12 g对甲基苯甲醛和1.0 mL丙酮,光照,连续监测反应进程。
II.5h时,监测结果显示反应基本结束,蒸去溶剂丙酮,加入过量稀NaOH溶液,充分反应后,用乙酸乙酯洗涤,弃去有机层。
III.用稀盐酸调节水层后,再用乙酸乙酯萃取。
IV.用饱和食盐水洗涤有机层,无水干燥,过滤,蒸去溶剂,得目标产物。回答下列问题:
(1)相比作氧化剂,该制备反应的优点为________________________、________________________(答出2条即可)。
(2)步骤II中使用乙酸乙酯洗涤的目的是____________________________________。
(3)步骤III中反应的离子方程式为___________________________、____________________________。
(4)根据反应液的核磁共振氢谱(己去除溶剂H的吸收峰,谱图中无羧基H的吸收峰)监测反应进程如下图。已知峰面积比,。
①反应2h时,对甲基苯甲醛转化率约为____________;
②由反应2h图中,可判断对甲基苯甲酸生成的依据:____________________________________。
(5)用同位素示踪法确定产物羧基O的来源。丙酮易挥发,为保证气氛,通前,需先使用“循环冷冻脱气法”排出装置中(空气中和溶剂中)的,操作顺序为:_________。
①→②→___________→___________→___________(填标号),重复后四步操作数次。
同位素示踪结果如下表所示,则目标产物中羧基O来源于醛基和____________。
反应条件
质谱检测目标产物相对分子质量
太阳光,,室温,
138
太阳光,空气,室温,
136
【答案】(1) ①. 不生成对苯二甲酸(副反应少) ②. 原料廉价易得;原子经济性高(污 染物少);条件温和(使用了可再生能源)(答出2条即可)
(2)除去未反应完的 (3) ①. ②.
(4) ①. 50% ②. 醛基氢峰面积减小,且b、c、d峰面积比为2:2:3,符合对甲基苯甲酸的氢原子数目比,证明生成了对甲基苯甲酸
(5) ①. ③→①→④ ②. 空气中的氧气
【解析】
【分析】0.12 g对甲基苯甲醛和1.0 mL丙酮在有空气存在、光照条件下反应,反应基本结束后,蒸去溶剂丙酮,加入过量稀NaOH溶液,充分反应后,用乙酸乙酯洗涤,弃去有机层,然后用稀盐酸调节水层pH=1后,再用乙酸乙酯萃取,用饱和食盐水洗涤有机层,无水Na2SO4干燥,过滤,蒸去溶剂,得目标产物。
【小问1详解】
KMnO4作氧化剂时可将氧化为对苯二甲酸,即有副反应发生,该制备反应在有空气存在、光照条件下发生时,以空气中氧气为氧化剂,既绿色环保,又没有对苯二甲酸生成,所以反应的优点为:不生成对苯二甲酸(副反应少);原料廉价易得;原子经济性高(污 染物少);条件温和(使用了可再生能源)。
【小问2详解】
蒸去溶剂丙酮后,加入过量稀NaOH溶液将对甲基苯甲酸转化为对甲基苯甲酸钠进入水层,则充分反应后,用乙酸乙酯洗涤的目的是除去未反应完的。
【小问3详解】
步骤Ⅱ加入过量稀NaOH溶液将对甲基苯甲酸转化为对甲基苯甲酸钠,步骤Ⅲ中加稀盐酸调节水层pH=1反应的离子方程式为:、。
【小问4详解】
①起始0h时只有,5h时只有,a:a'=2:1,则2h时反应液中既有又有,且两者物质的量之比为1:1,即对甲基苯甲醛转化率约为50%;
②对甲基苯甲酸无醛基氢,羧基氢不出峰,其氢组成为苯环2+2个氢、甲基3个氢,正好符合峰面积比2:2:3,2 h谱图符合该特征且醛基峰面积减小,证明生成产物。
【小问5详解】
丙酮易挥发,为保证气氛,通前,需先使用“循环冷冻脱气法”排出装置中(空气中和溶剂中)的,即反应液中有,冷冻可排走一部分溶解的,然后打开阀门抽气,一段时间后,再关闭阀门,待反应液恢复室温后,再冷冻反应液,即“循环冷冻脱气法”,所以操作顺序为:①→②→③→①→④(填标号),重复后四步操作数次;的相对原子质量为136,在太阳光、空气、室温、条件下,5h得到的物质相对分子质量为136,则为,而在太阳光、、室温,条件下,5h得到的物质相对分子质量为138,说明目标产物中羧基O来源于醛基和空气中的氧气。
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福建省泉州一中、厦外石狮分校、泉港一中、德化一中四校联盟2024-2025学年高二下学期期末化学试题
(考试时间:75分钟 总分:100分)
试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分
可能用到的相对原子质量:
第I卷(选择题,共42分)
一、选择题。(本大题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。)
1. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的电子式为
B. 基态溴原子中,电子填入的最高能级原子轨道
C. 的空间结构示意图
D. 分子中键的形成示意图
2. 下列有机反应中,键没有发生断裂的是
A. 溴乙烷与NaOH溶液混合加热 B. 乙醇与浓硫酸共热至170℃
C. 甲苯硝化生成TNT D. 光照下三氯甲烷与氯气反应
3. 下列有关高分子材料的说法错误的是
A. 单体的名称为2-甲基-1,3-丁二烯
B. 合成的单体为和
C. 由对苯二胺和对苯二甲酸经缩聚反应制备
D. 的单体为和
4. 从溴乙烷制取1,2-二溴乙烷,下列制备方案中最好的是
A.
B.
C.
D.
5. 利用丹皮酚合成一种药物中间体的反应如下:
下列说法错误的是
A. X中所有碳原子可能共平面
B. 1 mol X和溴水反应,最多可消耗
C. 在反应前后的质量不变,是该反应的催化剂
D. X、Y在一定条件下均可与NaOH溶液反应
6. 某电解质阳离子的结构如图所示。X、Y、Z、Q、M是分属前4周期的主族元素,且原子序数依次增大,Z原子2p轨道均占有电子且自旋方向相同,Q原子的周期数和族序数相等。下列说法正确的是
A. 熔沸点:
B. 键角:
C. 在同周期元素中,M原子的第一电离能最大
D. Y和Z的简单氢化物分子的空间结构均为正四面体形
7. 我国首个自主研发的胆固醇吸收抑制剂海博麦布的结构简式如图。下列说法错误的是
A. 1 mol该物质最多消耗3 mol NaOH
B. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 该分子中含有两个手性碳原子
D. 1 mol该物质与足量浓溴水完全反应,消耗的物质的量为3 mol
8. 实验室利用苯甲醛制备苯甲醇和苯甲酸的流程如下。已知:①苯甲醛在强碱性环境下可生成苯甲醇和苯甲酸盐;②苯甲酸易溶于热水、难溶于冷水。下列说法正确的是
A. 可选用带磨口玻璃塞的锥形瓶作苯甲醛的反应容器
B. “操作Ⅰ”和“操作Ⅱ”相同
C. “操作Ⅲ”需使用温度计、酒精灯、球形冷凝管
D. 提纯粗苯甲酸的具体操作:加热溶解、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
9. 钠的某种氧化物的晶胞结构如图所示,晶胞边长为a nm。若1号原子的坐标为,2号原子的坐标为,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 该图为的晶胞结构图 B. 该晶体中的配位数为4
C. 3号原子的坐标参数为 D. 该晶体的密度为
10. 我国科学家首次在实验室实现到淀粉的合成,其路线如下,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 含有的π键数目为
B. 含有的极性键数目为
C. 由生成1mol HCHO转移电子数为
D. 1mol DHA中杂化的原子数为
11. 下列实验设计能达到实验目的的是
A. 图1证明石蜡分解产物中含有乙烯
B. 图2检验乙醇发生了消去反应
C. 图3验证乙酸、碳酸、苯酚的酸性强弱
D. 图4制取溴苯并检验有HBr生成
12. “达芦那韦”是一种蛋白酶抑制剂,其合成路线中的某片段如图所示:
下列说法正确的是
A. a的一氯代物有3种 B. b与有机物含有的官能团相同
C. c能发生取代反应、加成反应 D. d的分子式为
13. 铂的配合物E是一种抗癌药,可由进行合成,合成路线如图所示。
已知:B与按物质的量比为发生反应。下列说法错误的是
A. Pt的配位数均为4
B. 与的配位能力:
C. C中取代的两个处于对角线位置
D. D→E由于AgI沉淀的生成,可促进D的解离
14. 维纶是聚乙烯醇缩甲醛纤维的商品名,其合成路线如下,下列说法正确的是
A. ①的反应类型为缩聚反应
B. 高分子A的链节中含有两种官能团
C. 高分子B中碳原子均为杂化
D. ③的化学方程式为:
二、非选择题。(4小题共58分)
15. 有机物与生活、生产联系非常密切。回答下列问题:
(1)中含有的官能团的名称为____________。
(2)在一定条件下可得到,其反应类型是____________。
(3)有机物中有____________个碳原子在同一条直线上;
(4)与进行1:1(物质的量之比)加成,可得到__________种产物(不考虑立体异构);
(5)用离子方程式说明胺()的水溶液显碱性的原因:_____________________________;
(6)尼泊金酯()是国际上公认的广谱高效食品防腐剂,是国家允许使用的食品添加剂。下列对尼泊金酯的判断错误的是____________(填选项序号)。
a.能发生水解反应
b.能与溶液发生显色反应
c.分子中所有原子都在同一平面上
d.与浓溴水反应时,1 mol尼泊金酯消耗
(7)写出在铜催化下被氧气氧化的化学方程式:_____________________________。
(8)已知酸性强弱顺序为,下列化学方程式书写正确的是____________。
A.
B.
C.
D.
16. 过渡金属元素及其化合物在化工生产和研究中有重要作用。
(1)原子的价电子排布式为,它在元素周期表中的位置是____________。
(2)合金常用于牙科领域。在基态的原子和原子中,它们的核外电子具有不同的____________。
A. 能层数 B. 能级数 C. 占据轨道数 D. 单电子数
(3)钛能与卤素单质发生反应,生成用途多样的卤化钛。
①卤族元素随着原子序数的递增,相关性质逐渐增强或变大的是____________。
A.元素的电负性
B.简单离子的还原性
C.气态氢化物的热稳定性
D.最高价氧化物对应水化物的酸性
②Ti的不同四卤化物熔点如图所示,利用晶体知识解释它们熔点变化的原因________________________________________________________________________。
(4)下图是的结构示意图。比较其中的键角:配体____________普通(填“>”、“<”或“=”),与与的作用力分别是____________和____________。
(5)过渡金属元素易与杂环化合物咪唑、呋喃形成配合物,已知咪唑()、呋喃()的沸点分别为。
①咪唑分子中所有原子共平面,其大键可以表示为。咪唑中氮原子的杂化方式为____________,能形成配位键的氮原子是____________(填“a”或“b”)。
②请解释咪唑和呋喃沸点差异的原因________________________________________________。
17. 有机化合物K是某药物的合成中间体,其合成路线如下:
已知:①R-CN(R表示烃基);
②(R代表烃基,代表烃基或氢原子)
请回答下列问题:
(1)烯烃A的结构简式是____________。
(2)B中官能团的名称是____________。
(3)的反应类型是____________。
(4)的化学方程式是____________。
(5)分子式与E互为同系物的同分异构体有____________种。
(6)下列说法正确的是____________。
A. A存在顺反异构
B. 的试剂及反应条件为NaOH水溶液、加热
C. 若G为烃,G可发生聚合反应
D. H可以与溶液发生反应
(7)经三步反应合成K,写出中间产物1及中间产物2的结构简式。
产物1:____________、产物2:____________。
18. 某实验小组采用如下方案实现了对甲基苯甲酸的绿色制备(已知:对甲基苯甲醛微溶于水,易溶于有机溶剂)。反应如下:
步骤:I.向反应管中加入0.12 g对甲基苯甲醛和1.0 mL丙酮,光照,连续监测反应进程。
II.5h时,监测结果显示反应基本结束,蒸去溶剂丙酮,加入过量稀NaOH溶液,充分反应后,用乙酸乙酯洗涤,弃去有机层。
III.用稀盐酸调节水层后,再用乙酸乙酯萃取。
IV.用饱和食盐水洗涤有机层,无水干燥,过滤,蒸去溶剂,得目标产物。回答下列问题:
(1)相比作氧化剂,该制备反应的优点为________________________、________________________(答出2条即可)。
(2)步骤II中使用乙酸乙酯洗涤的目的是____________________________________。
(3)步骤III中反应的离子方程式为___________________________、____________________________。
(4)根据反应液的核磁共振氢谱(己去除溶剂H的吸收峰,谱图中无羧基H的吸收峰)监测反应进程如下图。已知峰面积比,。
①反应2h时,对甲基苯甲醛转化率约为____________;
②由反应2h图中,可判断对甲基苯甲酸生成的依据:____________________________________。
(5)用同位素示踪法确定产物羧基O的来源。丙酮易挥发,为保证气氛,通前,需先使用“循环冷冻脱气法”排出装置中(空气中和溶剂中)的,操作顺序为:_________。
①→②→___________→___________→___________(填标号),重复后四步操作数次。
同位素示踪结果如下表所示,则目标产物中羧基O来源于醛基和____________。
反应条件
质谱检测目标产物相对分子质量
太阳光,,室温,
138
太阳光,空气,室温,
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