内容正文:
★启用前注意保密
定安县2024-2025学年第二学期高二年级期末考试
化学
注意事项:1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。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,将答题卡交回。
能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 S 32 Cu 64
一、单选题:本题共8小题,每小题2分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列属于天然有机高分子材料的是
A. 棉花 B. 蔗糖 C. 塑料 D. 合成橡胶
2. 下列关于原子结构与元素周期表的说法,正确的是
A. 元素周期表中,同一主族元素原子的最外层电子数一定相同
B. 元素周期表有7个周期,每个周期包含的元素种类一定相同
C. 最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素的原子
D. 短周期元素是指第一、二、三、四周期的元素
3. 下列烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代物的有
A. 2-甲基丙烷 B. 环戊烷 C. 2,2-二甲基丁烷 D. 2-甲基丁烷
4. 文叶中含有薄弱酶(),下列有关法物质的说法正确的是
A. 分子式为
B. 该物质与溶液显紫色
C. 环上的一氯代物为5种
D. 该物质发生消去反应可生成两种有机物
5. 下列说法正确的是
A. 不同元素原子形成的化学键可能是极性共价键
B. 含有手性碳原子的分子一定是手性分子
C. 分子晶体中一定存在共价键
D. 物质的三态变化主要是由于分子内化学键的断裂与形成
6. 氰气的化学式为,结构式为,性质与卤素相似,下列对氰气叙述不正确的是
A. N的轨道排布式为
B. 分子中键的键长小于键的键长
C. 分子中既有极性键,又有非极性键
D. 分子中含有3个键和4个键
7. 下列关于同一种原子中的基态和激发态说法中,正确的是( )
A. 基态时的能量比激发态时高
B. 激发态时比较稳定
C. 由基态转化为激发态过程中吸收能量
D. 电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
8. 下列实验装置正确且能达到实验目的的是
A. 图A制备少量乙烯 B. 图B验证溴乙烷发生消去反应
C. 图C验证酸性:碳酸>苯酚 D. 图D制取并收集乙酸乙酯
二、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题意,若正确答案只包括一个选项,多选得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确得2分,选两个且正确得4分,但只要选错一个就得0分。
9. 氯化钠的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 离子半径Cl- >Na+
B. Na+填充在Cl-形成的正四面体空隙中
C. 氯化钠固体熔化时,离子键被破坏
D. 晶胞中距离每个Na+最近的Na+有12个
10. 实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是
A. 向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B. 实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C. 装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D. 反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
11. 阿明洛芬是一种抗炎镇痛药物,可用于治疗慢性风湿性关节炎,其分子结构如图所示。下列说法正确的是
A. 该物质既有酸性又有碱性
B. 第一电离能: C<N<O
C. 阿明洛芬分子与水分子可形成氢键
D. 分子中碳原子有sp、sp²、sp³三种杂化方式
12. 关于如图化合物下列说法正确的是
A. 分子中至少有7个碳原子共直线
B. 该分子最多能与反应
C. 该分子与酸或碱溶液反应都可生成盐
D. 该分子不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
13. 硫酸镍在溶液中可形成,向硫酸镍溶液中加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到蓝色溶液。下列关于的说法正确的是
A. 配体为、
B. 阴离子的空间结构是正四面体形
C. 中心离子提供孤电子对,提供空轨道
D. 由于是配合物,故向其中滴加溶液不会产生沉淀
14. 物质结构决定物质性质,下列性质差异与结构因素匹配错误的是
选项
性质差异
结构因素
A
沸点:乙醇(78.3℃)高于乙醛(20.8℃)
分子间氢键
B
熔点:NaCl熔点高于干冰的熔点
化学键的强弱
C
键角:(94°)小于(109.5°)
电负性差异
D
硬度:金刚石>晶体硅
共价键强弱
A. A B. B C. C D. D
三、非选择题:共5题,共60分
15. 某学习小组按下图流程,在实验室模拟处理含苯酚的工业废水,并进行相关实验探究。
(1)“操作Ⅰ”名称________,流程中可循环使用的物质是________(填名称)。
(2)反应Ⅱ的离子方程式________,“水层2”应从仪器的________(填上口或下口)分离出来。
(3)鉴别苯酚稀溶液和苯甲醇可用的方法________。
A. 酸性高锰酸钾溶液 B. 足量浓溴水 C. 氯化铁的溶液 D. 紫色石蕊溶液
(4)苯酚分子结构中,核磁共振氢谱图中有________组峰。
16. 乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,中学化学实验常用以下装置来制备。
完成下列填空:
(1)溶液试管导管末端只能接近液面不能伸入液面以下?________。
(2)实验时,通常加入过量的乙醇,原因是________浓硫酸的作用是________。
(3)制备乙酸乙酯,提纯乙酸乙酯的方法是________。
(4)请写出乙酸与乙醇发生酯化反应的化学反应方程式________。
(5)根据生成乙酸乙酯在碱性条件下的水解反应机理,请写出在碱性条件下水解的化学方程式________。
17. 研究结果表明,在二氧化碳()低压合成甲醇的化学反应(化学方程式为:)体系里,以钴(Co)氧化物为载体负载的铜(Cu)氧化物纳米粒子催化剂展现出了极高的活性,这表明该催化剂在该反应中具有良好的应用潜力与发展前景,回答下列问题:
(1)基态原子核外简化电子排布式为________,元素与中,第一电离能较大的是________。
(2)是________分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)分子的VSEPR模型________。
(4)易溶水,为什么?________。
(5)分子中碳原子的杂化方式________。
18. 富马酸(反式丁烯二酸)与Fe2+形成的配合物——富马酸亚铁又称“富血铁”,可用于治疗缺铁性贫血。以下是合成富马酸亚铁的一种工艺路线:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________,由A生成B的反应类型为_______。
(2)G中的官能团名称为________、________。
(3)请写出由D生成E的化学反应方程式________。
(4)富马酸为二元羧酸,富马酸的同分异构体中,同为二元羧酸的还有________(写出结构简式)。
(5)3.1 g有机化合物X完全燃烧可产生0.1 mol CO2和0.15 mol H2O,X的蒸气对氢气的相对密度是31,其核磁共振氢谱有两组峰,峰面积之比为2:1,X结构简式为________。
(6)富马酸与氢气加成之后的产物与X反应生成的高分子化合物Y的结构简式为________。
(7)请写出以乙烷为原料制备X的合成路线________。
19. 元素X位于第四周期第ⅠB族,元素Y位于第三周期,基态原子的价层电子排布式,元素Z的原子核外电子层数为2,最外层电子数是其内层的3倍,元素W的原子半径是元素周期表内最小,元素Q位于第二周期,且最外层电子数为5.
(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。在该晶胞中,X离子的数目为________。
(2)Y与Z可形成的的空间结构为________(用文字描述)。
(3)X与Y可形成的XY是________晶体(填“分子”、“离子”、“共价”或“金属”)。
(4)在配合物中,的结构式为________。
(5)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示,若晶胞参数为a pm,晶体密度为________。
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★启用前注意保密
定安县2024-2025学年第二学期高二年级期末考试
化学
注意事项:1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。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,将答题卡交回。
能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 S 32 Cu 64
一、单选题:本题共8小题,每小题2分,共16分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 下列属于天然有机高分子材料的是
A. 棉花 B. 蔗糖 C. 塑料 D. 合成橡胶
【答案】A
【解析】
【详解】A.棉花主要成分为纤维素,是自然界天然存在的有机高分子材料,A正确;
B.蔗糖属于二糖,相对分子质量为342,属于有机小分子,不属于高分子材料,B错误;
C.塑料是人工合成的有机高分子材料,不属于天然材料,C错误;
D.合成橡胶是人工合成的有机高分子材料,不属于天然材料,D错误;
故选A。
2. 下列关于原子结构与元素周期表的说法,正确的是
A. 元素周期表中,同一主族元素原子的最外层电子数一定相同
B. 元素周期表有7个周期,每个周期包含的元素种类一定相同
C. 最外层电子数为8的粒子一定是稀有气体元素的原子
D. 短周期元素是指第一、二、三、四周期的元素
【答案】A
【解析】
【详解】A.元素周期表中同一主族元素的族序数等于原子最外层电子数,对应原子最外层电子数一定相同,A正确;
B.元素周期表7个周期包含的元素种数分别为2、8、8、18、18、32、32,并不相同,B错误;
C.最外层电子数为8的粒子可能为阳离子或阴离子,不一定是稀有气体元素的原子,C错误;
D.短周期元素是指第一、二、三周期的元素,第四周期不属于短周期范畴,D错误;
故选A。
3. 下列烃在光照下与氯气反应,只生成一种一氯代物的有
A. 2-甲基丙烷 B. 环戊烷 C. 2,2-二甲基丁烷 D. 2-甲基丁烷
【答案】B
【解析】
【详解】A.2-甲基丙烷的结构简式为,分子中存在2种等效氢,光照下与氯气反应生成2种一氯代物,A不符合题意;
B.环戊烷结构高度对称,所有氢原子均为等效氢,仅存在1种等效氢,光照下与氯气反应只生成1种一氯代物,B符合题意;
C.2,2-二甲基丁烷的结构简式为,分子中存在3种等效氢,光照下与氯气反应生成3种一氯代物,C不符合题意;
D.2-甲基丁烷的结构简式为,分子中存在4种等效氢,光照下与氯气反应生成4种一氯代物,D不符合题意;
故选B。
4. 文叶中含有薄弱酶(),下列有关法物质的说法正确的是
A. 分子式为
B. 该物质与溶液显紫色
C. 环上的一氯代物为5种
D. 该物质发生消去反应可生成两种有机物
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据该物质的结构简式可知其分子式为,A错误;
B.不存在酚羟基,不能与氯化铁溶液发生显色反应,B错误;
C.该物质结构不对称,所以六元环上有6种H原子,一氯代物共有6种,C错误;
D.该物质发生消去反应可生成、两种有机物,D正确;
故选D。
5. 下列说法正确的是
A. 不同元素原子形成的化学键可能是极性共价键
B. 含有手性碳原子的分子一定是手性分子
C. 分子晶体中一定存在共价键
D. 物质的三态变化主要是由于分子内化学键的断裂与形成
【答案】A
【解析】
【详解】A.不同元素电负性存在差异,不同非金属元素原子间形成共价键时,共用电子对会偏向电负性更大的原子,可形成极性共价键,如HCl分子内的H-Cl键;不同元素原子电负性差异较大时,会形成离子键,如氯化钠形成的离子键,故不同元素原子形成的化学键可能是极性共价键,A正确;
B.若分子含手性碳原子但同时存在对称面、对称中心等对称因素,分子整体不具有手性(如内消旋酒石酸),因此含有手性碳原子的分子不一定是手性分子,B错误;
C.稀有气体为单原子分子,其形成的分子晶体中不存在共价键,因此分子晶体中不一定存在共价键,C错误;
D.物质三态变化属于物理变化,过程中破坏的是分子间作用力、氢键等分子间相互作用,分子内化学键不会发生断裂或形成,D错误;
故选A。
6. 氰气的化学式为,结构式为,性质与卤素相似,下列对氰气叙述不正确的是
A. N的轨道排布式为
B. 分子中键的键长小于键的键长
C. 分子中既有极性键,又有非极性键
D. 分子中含有3个键和4个键
【答案】A
【解析】
【详解】A.N原子核外有7个电子,图示为8个电子,N原子2p能级有3个电子,依据洪特规则应分占3个不同轨道且自旋平行,N的轨道排布式为,A错误;
B.同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,原子半径,成键时键的原子核间距小于键,因此键的键长小于键的键长,B正确;
C.键由不同非金属原子形成,属于极性键,键由同种非金属原子形成,属于非极性键,分子中既有极性键又有非极性键,C正确;
D.中,1个单键为键,2个三键各含1个键,共3个键;每个三键含2个键,共4个键,D正确;
故选A。
7. 下列关于同一种原子中的基态和激发态说法中,正确的是( )
A. 基态时的能量比激发态时高
B. 激发态时比较稳定
C. 由基态转化为激发态过程中吸收能量
D. 电子仅在激发态跃迁到基态时才会产生原子光谱
【答案】C
【解析】
【分析】A、处于最低能量状态的原子叫做基态原子;
B、基态时的能量低,稳定;
C、基态转化为激发态是由低能量状态转成高能量状态;
D、电子由基态跃迁到激发态需要吸收能量,从由激发态跃迁到基态辐射光子,放出能量。
【详解】A. 处于最低能量状态的原子叫做基态原子,基态时的能量比激发态时低,故A错误;
B. 基态时的能量低、稳定,激发态时能量高、不稳定,故B错误;
C. 基态转化为激发态是由低能量状态转成高能量状态,转化过程中要吸收能量,故C正确;
D. 电子由基态跃迁到激发态需要吸收能量,从由激发态跃迁到基态辐射光子,放出能量。电子在激发态跃迁到基态时会产生原子发射光谱,电子由基态跃迁到激发态吸收光子,获得能量,产生吸收光谱,故D错误;
故选C。
【点睛】本题考查原子构造原理,解题关键:对基础知识的理解掌握,掌握构造原理.难点:D,注意对光谱产生的过程和能量变化的关系的理解。
8. 下列实验装置正确且能达到实验目的的是
A. 图A制备少量乙烯 B. 图B验证溴乙烷发生消去反应
C. 图C验证酸性:碳酸>苯酚 D. 图D制取并收集乙酸乙酯
【答案】A
【解析】
【详解】A.图A中温度计水银球浸入反应液中,可准确测定反应液温度控制在170℃,加入碎瓷片可防止暴沸,装置正确可制备少量乙烯,A正确;
B.溴乙烷消去反应生成的乙烯中混有挥发的乙醇,乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法验证消去反应的发生,B错误;
C.浓盐酸易挥发,生成的中混有,可与苯酚钠反应生成苯酚,无法证明酸性碳酸大于苯酚,C错误;
D.用乙酸与乙醇发生酯化反应制备乙酸乙酯需用浓硫酸作催化剂和吸水剂,并加入碎瓷片防暴沸,D错误;
故选A。
二、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题意,若正确答案只包括一个选项,多选得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确得2分,选两个且正确得4分,但只要选错一个就得0分。
9. 氯化钠的晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 离子半径Cl- >Na+
B. Na+填充在Cl-形成的正四面体空隙中
C. 氯化钠固体熔化时,离子键被破坏
D. 晶胞中距离每个Na+最近的Na+有12个
【答案】B
【解析】
【详解】A.Cl-、Na+的结构示意图为、,Cl-比Na+多一个电子层,则离子半径Cl->Na+,A正确;
B.我们选择晶胞体心内的Na+作为研究对象,与它距离最近且相等的6个Cl-都位于面心,则Na+填充在Cl-形成的正八面体空隙中,B不正确;
C.氯化钠固体中,Na+与Cl-间通过离子键相结合,氯化钠固体熔化后,Na+与Cl-能够自由移动,离子键被破坏,C正确;
D.我们选择晶胞中一个顶点的Cl-作为研究对象,与它距离最近的Cl-都位于晶胞的面心,数目为=12,在NaCl晶胞中,Na+、Cl-的个数比为1:1,则晶胞中距离每个Na+最近的Na+也有12个,D正确;
故选B。
10. 实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是
A. 向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B. 实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C. 装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D. 反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
【答案】D
【解析】
【分析】在溴化铁作催化剂作用下,苯和液溴反应生成无色的溴苯和溴化氢,装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽,装置c中碳酸钠溶液呈碱性,能够吸收反应生成的溴化氢气体,倒置漏斗的作用是防止倒吸。
【详解】A项、若关闭K时向烧瓶中加注液体,会使烧瓶中气体压强增大,苯和溴混合液不能顺利流下。打开K,可以平衡气压,便于苯和溴混合液流下,故A正确;
B项、装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽,溴溶于四氯化碳使液体逐渐变为浅红色,故B正确;
C项、装置c中碳酸钠溶液呈碱性,能够吸收反应生成的溴化氢气体,故C正确;
D项、反应后得到粗溴苯,向粗溴苯中加入稀氢氧化钠溶液洗涤,除去其中溶解的溴,振荡、静置,分层后分液,向有机层中加入适当的干燥剂,然后蒸馏分离出沸点较低的苯,可以得到溴苯,不能用结晶法提纯溴苯,故D错误。
故选D。
【点睛】本题考查化学实验方案的设计与评价,侧重于学生的分析能力、实验能力和评价能力的考查,注意把握实验操作要点,结合物质的性质综合考虑分析是解答关键。
11. 阿明洛芬是一种抗炎镇痛药物,可用于治疗慢性风湿性关节炎,其分子结构如图所示。下列说法正确的是
A. 该物质既有酸性又有碱性
B. 第一电离能: C<N<O
C. 阿明洛芬分子与水分子可形成氢键
D. 分子中碳原子有sp、sp²、sp³三种杂化方式
【答案】AC
【解析】
【详解】A.该物质含有羧基具有酸性,含亚氨基具有碱性,A正确;
B.C、N、O属于同周期元素,随着核电荷数逐渐增大,第一电离能呈增大趋势,N的2p轨道半充满,其第一电离能大于其右边相邻元素,因此第一电离能:N>O>C,B错误;
C.阿明洛芬中含有羧基,与水分子可形成氢键,C正确;
D.甲基上的碳原子为sp3杂化,苯环中的碳原子以及双键两端碳原子为sp2杂化,不存在sp杂化,D错误;
故选AC。
12. 关于如图化合物下列说法正确的是
A. 分子中至少有7个碳原子共直线
B. 该分子最多能与反应
C. 该分子与酸或碱溶液反应都可生成盐
D. 该分子不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳碳三键为直线形结构,苯环对位的2个碳原子与三键直接相连的2个碳原子共直线,其余碳原子为sp3或sp2杂化,无法形成连续共直线结构,最多有5个碳原子共直线,A错误;
B.题干未明确有机物的物质的量,且1mol该有机物中,碳碳三键消耗2mol ,苯环消耗3mol ,酯基不与反应,最多消耗5mol ,B错误;
C.分子中的亚氨基可与酸反应生成铵盐,酯基在碱性条件下水解可生成羧酸盐,因此与酸或碱溶液反应都可生成盐,C正确;
D.分子中的碳碳三键、与苯环连接的C上连有H,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,能使溶液褪色,D错误;
故选 C。
13. 硫酸镍在溶液中可形成,向硫酸镍溶液中加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到蓝色溶液。下列关于的说法正确的是
A. 配体为、
B. 阴离子的空间结构是正四面体形
C. 中心离子提供孤电子对,提供空轨道
D. 由于是配合物,故向其中滴加溶液不会产生沉淀
【答案】B
【解析】
【详解】A.配体是直接与中心离子结合的分子或离子,在中,配体为,而是外界离子,不参与配位,故A错误;
B.的价层电子对数为4,无孤电子对,空间结构为正四面体形,故B正确;
C.中心离子提供空轨道,中的N原子提供孤电子对形成配位键,故C错误;
D.的外界在溶液中可解离,与结合生成沉淀,故D错误;
故答案为:B。
14. 物质结构决定物质性质,下列性质差异与结构因素匹配错误的是
选项
性质差异
结构因素
A
沸点:乙醇(78.3℃)高于乙醛(20.8℃)
分子间氢键
B
熔点:NaCl熔点高于干冰的熔点
化学键的强弱
C
键角:(94°)小于(109.5°)
电负性差异
D
硬度:金刚石>晶体硅
共价键强弱
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醇分子含羟基,分子间可形成氢键,乙醛分子间仅存在范德华力,氢键作用力强于范德华力,因此乙醇沸点高于乙醛,结构因素匹配正确,A正确;
B.是离子晶体,熔化时破坏离子键,干冰是分子晶体,熔化时仅破坏分子间作用力,不破坏化学键,干冰熔点低的原因是分子间作用力弱,与化学键强弱无关,匹配错误,B错误;
C.的电负性大于,中周围的成键电子对更偏向,成键电子对之间的排斥力更小,因此键角小于,与电负性差异有关,匹配正确,C正确;
D.金刚石和晶体硅均为共价晶体,键键长小于键,键能大于,因此金刚石硬度更大,与共价键强弱有关,匹配正确,D正确;
故选 B。
三、非选择题:共5题,共60分
15. 某学习小组按下图流程,在实验室模拟处理含苯酚的工业废水,并进行相关实验探究。
(1)“操作Ⅰ”名称________,流程中可循环使用的物质是________(填名称)。
(2)反应Ⅱ的离子方程式________,“水层2”应从仪器的________(填上口或下口)分离出来。
(3)鉴别苯酚稀溶液和苯甲醇可用的方法________。
A. 酸性高锰酸钾溶液 B. 足量浓溴水 C. 氯化铁的溶液 D. 紫色石蕊溶液
(4)苯酚分子结构中,核磁共振氢谱图中有________组峰。
【答案】(1) ①. 萃取、分液 ②. 苯
(2) ①. ②. 上口 (3)BC
(4)4
【解析】
【分析】向含苯酚的废水中加入苯,经过萃取分液,苯酚与苯进入有机层,再加入氢氧化钠溶液,苯酚与氢氧化钠反应生成苯酚钠,经过分液,苯进入有机层,可以循环利用,苯酚钠进入水层,再通入二氧化碳,苯酚钠与二氧化碳生成苯酚与碳酸氢钠,经过分液分离出苯酚,水层2主要成分是碳酸氢钠。
【小问1详解】
根据分析知,“操作Ⅰ”名称萃取、分液,流程中可循环使用的物质是苯;
【小问2详解】
反应Ⅱ的离子方程式:,苯酚密度比水大,则“水层2”应从仪器的上口分离出来;
【小问3详解】
A.苯酚稀溶液和苯甲醇都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能鉴别;
B.苯酚稀溶液加入足量浓溴水,产生白色沉淀,苯甲醇与浓溴水不反应,无白色沉淀,能鉴别;
C.苯酚稀溶液加入氯化铁溶液,显紫色,苯甲醇与氯化铁溶液不反应,无紫色现象,能鉴别;
D.苯酚稀溶液和苯甲醇与紫色石蕊溶液都不变色,不能鉴别;
故选BC;
【小问4详解】
苯酚分子结构中,共有4种不同化学环境的氢原子,则核磁共振氢谱图中有4组峰。
16. 乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,中学化学实验常用以下装置来制备。
完成下列填空:
(1)溶液试管导管末端只能接近液面不能伸入液面以下?________。
(2)实验时,通常加入过量的乙醇,原因是________浓硫酸的作用是________。
(3)制备乙酸乙酯,提纯乙酸乙酯的方法是________。
(4)请写出乙酸与乙醇发生酯化反应的化学反应方程式________。
(5)根据生成乙酸乙酯在碱性条件下的水解反应机理,请写出在碱性条件下水解的化学方程式________。
【答案】(1)防止倒吸
(2) ①. 增大反应物浓度,使平衡向正反应方向移动,提高乙酸的转化率 ②. 催化剂、吸水剂
(3)分液、蒸馏 (4)
(5)
+3NaOH+HCOONa+2H2O
【解析】
【分析】实验室使用乙醇和乙酸在浓硫酸为催化剂,加热条件下生成乙酸乙酯和水,浓硫酸的作用是作为催化剂和吸水剂,右侧试管中应加入的溶液是饱和Na2CO3溶液,用于收集乙酸乙酯,且导管不能伸入液面以下以防止倒吸;
【小问1详解】
溶液试管导管末端只能接近液面不能伸入液面以下的目的是防止倒吸;
【小问2详解】
乙醇和乙酸的酯化反应为可逆反应,加入过量的乙醇,原因是增大反应物浓度,使平衡向正反应方向移动,提高乙酸的转化率;浓硫酸具有吸水性,在该酯化反应中浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂,从而促进反应进行;
【小问3详解】
乙酸乙酯不溶于碳酸钠溶液,则提纯乙酸乙酯的方法是分液分离出有机相乙酸乙酯,最后蒸馏提纯;
【小问4详解】
乙醇和乙酸在浓硫酸为催化剂、加热条件下生成乙酸乙酯和水,;
【小问5详解】
,该有机物含1个甲酸酚酯基、1个羧基,碱性条件下1mol甲酸酚酯基水解消耗2mol NaOH,1mol羧基消耗1mol NaOH,共消耗3mol NaOH,反应为:+3NaOH+HCOONa+2H2O。
17. 研究结果表明,在二氧化碳()低压合成甲醇的化学反应(化学方程式为:)体系里,以钴(Co)氧化物为载体负载的铜(Cu)氧化物纳米粒子催化剂展现出了极高的活性,这表明该催化剂在该反应中具有良好的应用潜力与发展前景,回答下列问题:
(1)基态原子核外简化电子排布式为________,元素与中,第一电离能较大的是________。
(2)是________分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)分子的VSEPR模型________。
(4)易溶水,为什么?________。
(5)分子中碳原子的杂化方式________。
【答案】(1) ①. ②. O(或氧)
(2)非极性 (3)四面体形
(4)分子与分子之间能形成氢键,且两者均为极性分子,符合相似相溶原理
(5)
【解析】
【小问1详解】
Cu是29号元素,根据构造原理及洪特规则特例(d轨道全充满时更稳定),其基态原子核外电子排布式为,简化电子排布式为;C和O属于同一周期元素,同一周期元素从左到右第一电离能总体呈增大趋势,故第一电离能较大的是O;
【小问2详解】
分子中C原子采取杂化,分子的空间结构为直线形,正负电荷中心重合,因此属于非极性分子;
【小问3详解】
H2O分子的中心原子价层电子对数为,采用sp3杂化,故其VSEPR模型为四面体形;
【小问4详解】
分子中含有羟基(),能与水分子之间形成分子间氢键,氢键的形成显著增大了其在水中的溶解度;同时和均为极性分子,根据“相似相溶”原理,易溶于水。
【小问5详解】
分子中C原子与周围的3个H原子和1个O原子形成4个键,且C原子没有孤电子对,价层电子对数为4,故C原子的杂化方式为杂化。
18. 富马酸(反式丁烯二酸)与Fe2+形成的配合物——富马酸亚铁又称“富血铁”,可用于治疗缺铁性贫血。以下是合成富马酸亚铁的一种工艺路线:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________,由A生成B的反应类型为_______。
(2)G中的官能团名称为________、________。
(3)请写出由D生成E的化学反应方程式________。
(4)富马酸为二元羧酸,富马酸的同分异构体中,同为二元羧酸的还有________(写出结构简式)。
(5)3.1 g有机化合物X完全燃烧可产生0.1 mol CO2和0.15 mol H2O,X的蒸气对氢气的相对密度是31,其核磁共振氢谱有两组峰,峰面积之比为2:1,X结构简式为________。
(6)富马酸与氢气加成之后的产物与X反应生成的高分子化合物Y的结构简式为________。
(7)请写出以乙烷为原料制备X的合成路线________。
【答案】(1) ①. 环己烷 ②. 取代反应
(2) ①. 羧基 ②. 碳氯键(氯原子)
(3)+2NaOH+2NaBr+2H2O
(4)、 (5)HOCH2CH2OH
(6) (7)
【解析】
【分析】A(环己烷)与氯气发生取代反应生成B(一氯环己烷),B与氢氧化钠醇溶液发生消去反应生成C(环己烯),C与溴的四氯化碳发生加成反应生成D(),D与氢氧化钠醇溶液发生消去反应生成E(1,3-环己二烯),E与氯气光照条件下发生取代反应生成F(),F与氧气在五氧化二钒的催化下发生氧化反应生成G(),G与氢氧化钠醇溶液发生消去反应后酸化得到富马酸(),富马酸与亚铁离子结合形成富血铁;以此解答该题。
【小问1详解】
根据A的结构可知,其化学名称为环己烷;A→B为环己烷与氯气发生取代反应生成一氯环己烷和HCl,反应类型为取代反应。
【小问2详解】
根据G的结构可知,其官能团为羧基、碳氯键(氯原子)。
【小问3详解】
D→E为与氢氧化钠醇溶液发生消去反应生成1,3-环己二烯和NaBr、H2O,化学方程式为+2NaOH+2NaBr+2H2O。
【小问4详解】
富马酸为,富马酸的同分异构体中,同为二元羧酸的还有、。
【小问5详解】
根据题意,X的蒸气对氢气的相对密度是31,可得X的相对分子质量为31×2=62,3.1 g X的物质的量为,完全燃烧生成0.1 mol CO2和0.15 mol H2O,则0.05 mol X中的、,即1个X分子含有2个碳原子、6个氢原子,因此氧原子个数为,故X的分子式为C2H6O2,核磁共振氢谱有两组峰,峰面积之比为2:1,说明分子中有两种化学环境的氢,且个数比为2:1,符合该条件的结构为乙二醇,结构简式为HOCH2CH2OH。
【小问6详解】
富马酸()与氢气加成后得到丁二酸(HOOCCH2CH2COOH),丁二酸与乙二醇(X)发生缩聚反应,通过酯基连接形成高分子化合物聚丁二酸乙二醇酯(Y),其结构简式为。
【小问7详解】
乙烷与氯气在光照条件下反应生成一氯乙烷,一氯乙烷在NaOH醇溶液中发生消去反应生成乙烯,乙烯与Br2的CCl4溶液发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在氢氧化钠水溶液发生水解生成乙二醇,合成路线为:。
19. 元素X位于第四周期第ⅠB族,元素Y位于第三周期,基态原子的价层电子排布式,元素Z的原子核外电子层数为2,最外层电子数是其内层的3倍,元素W的原子半径是元素周期表内最小,元素Q位于第二周期,且最外层电子数为5.
(1)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示。在该晶胞中,X离子的数目为________。
(2)Y与Z可形成的的空间结构为________(用文字描述)。
(3)X与Y可形成的XY是________晶体(填“分子”、“离子”、“共价”或“金属”)。
(4)在配合物中,的结构式为________。
(5)X与Y所形成化合物晶体的晶胞如图所示,若晶胞参数为a pm,晶体密度为________。
【答案】(1)4 (2)正四面体形 (3)离子
(4) (5)
【解析】
【分析】元素X位于第四周期第ⅠB族,则为Cu;元素Y位于第三周期,基态原子的价层电子排布式,则为S;元素Z的原子核外电子层数为2,最外层电子数是其内层的3倍,核外电子排布为,则为O;元素W的原子半径是元素周期表内最小,则为H;元素Q位于第二周期,且最外层电子数为5,核外电子排布为,则为N;据此解答。
【小问1详解】
根据均摊法,X位于晶胞的8个顶点和6个面心,顶点每个占,面心每个占,因此X离子数目为。
【小问2详解】
为,中心S原子价层电子对数为,无孤电子对,因此空间结构为正四面体形。
【小问3详解】
CuS由和构成,属于离子晶体。
【小问4详解】
该配离子为,Cu与N之间形成配位键,配位键由配体提供孤电子对,中心提供空轨道,配体中存在N-H共价键,则结构式为。
【小问5详解】
如图所示,Cu2+位于晶胞的顶点和面心,个数为,S2-位于晶胞内部,个数为4,因此1个晶胞中含4个CuS,晶胞质量,晶胞参数,晶胞体积,密度。
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