内容正文:
泸县二中高2027届2026年春期第三学月考试
化学试题
(满分:100分 考试时间:75分钟)
化学试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共8页。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上相应位置。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目的位置上,填涂在试卷上无效。
3.非选择题答案请使用黑色签字笔填写在答题卡对应题目号的位置上,填写在试卷上无效。
4.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Cu-64 Br-80
第Ⅰ卷 选择题(共42分)
一、选择题:本题包括1~14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 保护环境是全世界人民的共同责任。下列有关说法错误的是
A. 油脂属于天然有机高分子化合物
B. 天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
C. 环氧乙烷()与水化合制取乙二醇符合“绿色化学”理念
D. 冬天在手和面部涂抹甘油可以防止皮肤干燥和开裂
2. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 17 g羟基(-OH)中所含电子数为9NA
B. 标准状况下,11.2L CH3Cl所含分子的数目为0.5NA
C. 1 mol苯乙烯()中含有4NA个碳碳双键
D. 质量为28 g的C2H4和C3H6的混合物,所含碳原子的数目为2NA
3. 下列离子方程式书写错误是
A. 醋酸溶解石灰石:2H++CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O
B. 溴乙烷和NaOH溶液共热:CH3CH2Br+OH- CH3CH2OH+Br-
C. 向苯甲酸溶液中滴入NaOH溶液:+ OH- →+H2O
D. 银氨溶液检验乙醛:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++ 2OH-H2O+2Ag↓+3NH3+CH3COO-+
4. 烃C5H8存在以下几种同分异构体,下列说法错误的是
①HC≡C-CH2-CH2-CH3 ②CH2=C(CH3)-CH=CH2 ③ ④
A. ①能使溴水褪色
B. ②的加聚产物不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. ③分子中所有的原子不可能都在一个平面上
D. ④分子在核磁共振氢谱中只有1组峰
5. 由下列实验及现象推出的相应结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向酸性KMnO4溶液中通入SO2
紫红色褪去
SO2具有漂白性
B
向C6H5ONa溶液中通入CO2
溶液变浑浊
酸性:H2CO3>C6H5OH
C
向碘水溶液中加入CCl4,振荡后静置
下层褪色,上层变紫
碘在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度
D
向装有蔗糖的烧杯中加入浓H2SO4
出现“黑面包”现象
浓H2SO4具有吸水性
A. A B. B C. C D. D
6. 化学式为C6H12的烃有多种同分异构体,对于其中主链上有4个碳原子且只有一个支链的烯烃,下列说法不正确的是
A. 该烃的名称为2—乙基—1—丁烯
B. 该烃与氢气发生加成反应得到的烷烃的名称为3-甲基戊烷
C. 该烃能使溴的四氯化碳溶液褪色,不能与溴发生取代反应
D. 该烃能在一定条件下与HCl发生加成反应,得到两种卤代烃
7. 下列有关同分异构体数目(不考虑立体异构)的叙述错误的是
A. 立方烷()存在与苯互为同系物的同分异构体
B. 在一定条件下与硝酸反应,可生成5种一硝基取代物
C. 1分子与1分子Br2发生加成反应的产物,理论上最多有4种
D. 分子式为C7H16的烃,分子中有4个甲基的结构有4种
8. 某药物的合成中间体结构如图所示,有关该有机物的说法错误的是
A. 该物质分子中含有四种官能团
B. 该物质中的碳原子有和两种杂化方式
C. 1mol该有机物和氢气加成最多消耗5mol
D. 该物质能发生银镜反应,还能使酸性高锰酸钾溶液褪色
9. 一种新催化剂,能在室温下催化空气氧化甲醛:HCHO+O2→CO2+H2O,该反应
A. 反应物和生成物中都只含极性分子
B. 反应物和生成物均为分子晶体
C. 反应时有极性键和非极性键的断裂和它们的生成
D. 产物中CO2 的键能大于H2O,所以沸点高于H2O
10. 分子式为C9H18O2的有机物A能发生如图的变化:
其中B、C的相对分子质量相等,下列有关说法错误的是
A. C和E互为同系物 B. 符合题目条件的A共有4种
C. D既能发生氧化反应,又能发生还原反应 D. 符合题目条件的B共有4种
11. 在一次有机化学课堂小组讨论中,某同学设计了下列合成路线,你认为不可行的是
A. 氯苯合成环己烯:
B. 用甲苯合成苯甲醇:
C. 用乙烯合成乙酸:C2H4CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH
D. 用乙烯合成乙二醇: H2C=CH2CH3CH3CH2ClCH2ClHOCH2CH2OH
12. 实验室利用环己酮和乙二醇反应可以制备环己酮缩乙二醇,反应原理及实验装置如下图所示:
++H2O
下列有关说法错误的是
A. 管口A是冷凝水的出水口
B. 当观察到分水器中水层液面到达支管口时,必须打开旋塞B放出适量水
C. 反应中加入苯的作用是:作反应溶剂,同时与水形成共沸物便于蒸出水
D. 若将反应物改为苯乙酮()和乙二醇,则得到的有机产物为
13. Z是一种治疗糖尿病药物的中间体,可由下列反应制得
下列说法正确的是
A. 1 mol X能与2 mol NaHCO3反应
B. X→Y→Z发生反应的类型都是取代反应
C. 1 mol Z与足量NaOH溶液反应消耗3 mol NaOH
D. 苯环上取代基与X相同的X的同分异构体有9种
14. 铜的硫化物常见的有CuS和Cu2S两种。两种晶体的晶胞中S2-的位置如图1所示,Cu2+或Cu+位于S2-所构成的四面体中心,它们的晶胞具有相同的侧视图,如图2所示。Cu2S的晶胞参数为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
A. 每个S2-周围等距且最近的S2-有8个
B. CuS晶胞中,S2-配位数为8
C. Cu2S晶胞中,Cu+填充了晶胞中4个四面体空隙
D. Cu2S晶胞的密度为g·cm-3
第Ⅱ卷 非选择题(共58分)
二、非选择题:本题包括15~18题,共4个题,共58分。
15. 苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,某研究性学习小组的同学拟用下列装置制取高纯度的苯甲酸甲酯。
有关数据如下表:
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·cm-3 )
水溶性
苯甲酸
122
249
1.27
微溶
甲醇
-97
65
0.79
互溶
苯甲酸甲酯
-12.3
199.6
1.09
不溶
请回答下列问题:
(1)写出制备苯甲酸甲酯的化学反应方程式________________________________________;实验时,甲醇与苯甲酸的物质的量之比远大于其理论上的物质的量之比,目的是_____________;装置C中除加入甲醇、苯甲酸与浓硫酸外还需要加入________________________。
(2)C装置上部的冷凝管的作用是________________________。
(3)制备和提纯苯甲酸甲酯的操作的先后顺序为CFEADB,操作E所用仪器名称是_________。
(4)A装置锥形瓶中Na2CO3的作用是_______________________________________;D装置的作用是_________________________;当B装置中温度计显示__________℃时可收集苯甲酸甲酯。
16. Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料,以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如下。
25℃时各物质溶度积见下表:
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ca(OH)2
溶度积Ksp
4.9×10-17
2.8×10-39
5×10-6
回答下列问题:
(1)Fe3O4中Fe元素的化合价是+2和_______,O2-的核外电子排布式为______________。
(2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行,其原因是____________________________。
(3)反应釜2中,加入CaO和分散剂的同时通入空气。
①反应的离子方程式为_____________________________________________________。
②为加快反应速率,可采取的措施有___________________________(写出一条即可)。
(4)①反应釜3中,25℃时,Ca2+浓度为5.0 mol/L,理论上pH不超过_______________。
②称取CaCl2水合物1.000 g,加水溶解, 加入过量Na2C2O4,将所得沉淀过滤洗涤后,溶于热的稀硫酸中,用0.1000 mol/L KMnO4标准溶液滴定,消耗24.00 mL。滴定达到终点的现象为: _________________________________________________________________________________,该副产物中CaCl2的质量分数为_______________。
(5)某FexNy的晶胞如图−1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x−n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图−2 所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为__________。
17. 盐酸小檗碱(盐酸黄连素)广泛用于治疗胃肠炎、细菌性痢疾等疾病。一种由卤代烃A制备盐酸小檗碱的合成路线如图所示:
已知:RNH2。
请回答下列问题:
(1)A的名称为_________________。
(2)B→C的化学方程式为__________________________________________________________。
(3)C→D的反应类型是_____________。
(4)E分子中官能团的名称为_______________。
(5)F的分子式为__________________;F有多种同分异构体,其中属于芳香族氨基酸,且苯环上只有1个侧链的化合物有_____________种(不考虑立体异构)。
(6)结合题目信息,以苯乙烯()和苯胺()为原料(无机物任选),设计合成有机物的合成路线_______________。
18. 纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,C40H10可以由C40H20分子经过5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。
第1步反应为:。它的机理和能量变化如下。
回答下列问题:
(1)已知:C40Hx中的碳氢键(C-H)和碳碳单键(C-C)的键能分别为431.0 kJ·mol-1和298.0 kJ·mol-1,H-H键的键能为436.0 kJ·mol-1.第1步反应中,当有1molC40H20(g)转化为1molC40H18(g)和1molH2(g)时,过程中断开的C-H键是_______mol,形成的C-C键是_______mol,形成的H-H键是_______mol,反应的ΔH=___________kJ·mol-1。
(2)图示历程包含___________个基元反应,其中速率最慢的是第___________个。
(3)根据图示可以推测C40H10纳米碗中五元环的数目为______________。
1200K时,某体系内只发生第5步反应:C40H12(g)C40H10(g)+H2(g)
回答下列问题:
(4)该反应的lnK (K为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。
已知:(R为理想气体常数,c为截距)。下列措施既能增大C40H10的生成速率,又能提高C40H12平衡转化率的是_______(填标号)。
a.升高温度 b.降低温度 c.增大压强 d.加入催化剂
(5)若反应过程中压强恒定为P0(即C40H12的初始压强),平衡时C40H12的转化率为α,忽略其他中间产物和副产物,该反应的平衡常数KP=__________________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
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泸县二中高2027届2026年春期第三学月考试
化学试题
(满分:100分 考试时间:75分钟)
化学试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共8页。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上相应位置。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目的位置上,填涂在试卷上无效。
3.非选择题答案请使用黑色签字笔填写在答题卡对应题目号的位置上,填写在试卷上无效。
4.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cl-35.5 Ca-40 Cu-64 Br-80
第Ⅰ卷 选择题(共42分)
一、选择题:本题包括1~14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 保护环境是全世界人民的共同责任。下列有关说法错误的是
A. 油脂属于天然有机高分子化合物
B. 天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料
C. 环氧乙烷()与水化合制取乙二醇符合“绿色化学”理念
D. 冬天在手和面部涂抹甘油可以防止皮肤干燥和开裂
【答案】A
【解析】
【详解】A.天然有机高分子化合物的相对分子质量通常需要达到上万甚至更高,油脂的相对分子质量仅为几百,不属于有机高分子化合物,A错误;
B.天然气(主要成分为甲烷)和液化石油气(主要为低碳烷烃)燃烧产物洁净,是我国目前推广使用的清洁燃料,B正确;
C.环氧乙烷和水化合只生成乙二醇一种产物,原子利用率为100%,无副产物,符合绿色化学理念,C正确;
D.甘油(丙三醇)具有吸水性,能够保湿,涂抹在手和面部可以防止皮肤干燥开裂,D正确;
故选A。
2. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 17 g羟基(-OH)中所含电子数为9NA
B. 标准状况下,11.2L CH3Cl所含分子的数目为0.5NA
C. 1 mol苯乙烯()中含有4NA个碳碳双键
D. 质量为28 g的C2H4和C3H6的混合物,所含碳原子的数目为2NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.的摩尔质量为,羟基的物质的量为;1个羟基含个电子,因此羟基所含电子数为,A正确;
B.标准状况下是气态,的物质的量为,所含分子数为,B正确;
C.苯乙烯中苯环的化学键是特殊的大键,不存在碳碳双键,仅侧链乙烯基中含有1个碳碳双键,因此苯乙烯中只含有个碳碳双键,C错误;
D.和的最简式均为,混合物中含的物质的量为,因此所含碳原子数为,D正确;
故选C。
3. 下列离子方程式书写错误是
A. 醋酸溶解石灰石:2H++CaCO3=Ca2++CO2↑+H2O
B. 溴乙烷和NaOH溶液共热:CH3CH2Br+OH- CH3CH2OH+Br-
C. 向苯甲酸溶液中滴入NaOH溶液:+ OH- →+H2O
D. 银氨溶液检验乙醛:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++ 2OH-H2O+2Ag↓+3NH3+CH3COO-+
【答案】A
【解析】
【详解】A.醋酸是弱电解质,在离子方程式中不能拆分,正确的离子方程式为:,A错误;
B.溴乙烷和水溶液共热发生水解反应,生成乙醇和溴离子,B正确;
C.苯甲酸属于弱酸,和发生中和反应,离子方程式中苯甲酸保留化学式,反应生成苯甲酸根和水,C正确;
D.银氨溶液检验乙醛的银镜反应,离子方程式的产物、配平均正确,D正确;
故选A。
4. 烃C5H8存在以下几种同分异构体,下列说法错误的是
①HC≡C-CH2-CH2-CH3 ②CH2=C(CH3)-CH=CH2 ③ ④
A. ①能使溴水褪色
B. ②的加聚产物不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. ③分子中所有的原子不可能都在一个平面上
D. ④分子在核磁共振氢谱中只有1组峰
【答案】B
【解析】
【详解】A.①含有碳碳三键,可与溴水发生加成反应使溴水褪色,A正确;
B.②为共轭二烯烃,加聚产物中仍含有碳碳双键,可被酸性高锰酸钾氧化使其褪色,B错误;
C.③为环戊烯,分子中存在sp3杂化的饱和碳原子,为四面体结构,所有原子不可能都在一个平面上,C正确;
D.④分子结构高度对称,仅含有1种等效氢,核磁共振氢谱中只有1组峰,D正确;
故答案为B。
5. 由下列实验及现象推出的相应结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
向酸性KMnO4溶液中通入SO2
紫红色褪去
SO2具有漂白性
B
向C6H5ONa溶液中通入CO2
溶液变浑浊
酸性:H2CO3>C6H5OH
C
向碘水溶液中加入CCl4,振荡后静置
下层褪色,上层变紫
碘在CCl4中的溶解度大于它在水中的溶解度
D
向装有蔗糖的烧杯中加入浓H2SO4
出现“黑面包”现象
浓H2SO4具有吸水性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.酸性具有强氧化性,与发生氧化还原反应使溶液褪色,体现的还原性而非漂白性,A错误;
B.向苯酚钠溶液中通入生成苯酚使溶液变浑浊,根据强酸制弱酸规律,可知酸性,B正确;
C.密度大于水,碘在中溶解度更大,萃取后应是上层(水层)褪色、下层(层)变紫,选项现象描述错误,C错误;
D.浓硫酸使蔗糖炭化并产生气体出现“黑面包”现象,体现浓硫酸的脱水性和强氧化性,与吸水性无关,D错误;
故选B。
6. 化学式为C6H12的烃有多种同分异构体,对于其中主链上有4个碳原子且只有一个支链的烯烃,下列说法不正确的是
A. 该烃的名称为2—乙基—1—丁烯
B. 该烃与氢气发生加成反应得到的烷烃的名称为3-甲基戊烷
C. 该烃能使溴的四氯化碳溶液褪色,不能与溴发生取代反应
D. 该烃能在一定条件下与HCl发生加成反应,得到两种卤代烃
【答案】C
【解析】
【分析】化学式为C6H12的烃,主链上有4个碳原子且只有一个支链的烯烃,结构简式为:,根据结构分析。
【详解】A.根据分析可知,符合条件的有机物的键线式为,主碳链为4个碳,双键在1号碳上,根据烯烃的命名原则,名称为2-乙基-1-丁烯,故A正确;
B.该烃加成氢气后的产物为:,根据烷烃的命名原则,该产物的名称为3-甲基戊烷,故B正确;
C.该烃含有碳碳双键能与溴发生加成反应使溴水褪色,烷烃基上的氢可与溴在光照条件下发生取代反应,故C错误;
D.该烯烃双键不对称,与HCl加成时能得到和两种结构,故D正确;
故选:C。
7. 下列有关同分异构体数目(不考虑立体异构)的叙述错误的是
A. 立方烷()存在与苯互为同系物的同分异构体
B. 在一定条件下与硝酸反应,可生成5种一硝基取代物
C. 1分子与1分子Br2发生加成反应的产物,理论上最多有4种
D. 分子式为C7H16的烃,分子中有4个甲基的结构有4种
【答案】A
【解析】
【详解】A.结构相似,相差1个或几个CH2原子团的化合物互为同系物,立方烷的分子式为C8H8,不符合苯的同系物的通式CnH2n-6,A错误;
B.为对称结构,与硝酸反应,可生成5种一硝基取代物,B正确;
C.因分子存在三种不同的碳碳双键,如图所示,1分子物质与1分子Br2加成时,可以在三个碳碳双键的位置上发生1,2-加成,还可以消耗1分子Br2在①②发生1,4-加成反应,故所得产物共有四种,C正确;
D.分子式为C7H16的烃,分子中有4个甲基的同分异构体可看作正戊烷中间3个碳原子上的氢原子被2个甲基取代,2个甲基在同一碳原子有2种,在不同碳原子有2种,合计有4种,D正确;
故答案选A。
8. 某药物的合成中间体结构如图所示,有关该有机物的说法错误的是
A. 该物质分子中含有四种官能团
B. 该物质中的碳原子有和两种杂化方式
C. 1mol该有机物和氢气加成最多消耗5mol
D. 该物质能发生银镜反应,还能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据结构简式,含有的官能团为碳碳双键、酮羰基、醛基、羧基,共有4种,故A说法正确;
B.甲基、亚甲基上碳原子杂化类型为sp3,碳碳双键、酮羰基、苯环、醛基、羧基上碳原子杂化类型为sp2,故B说法正确;
C.该有机物中能与氢气发生加成反应的结构是碳碳双键、酮羰基、醛基、苯环,因此1mol该有机物最多能与6mol氢气发生加成反应,故C说法错误;
D.含有醛基,能发生银镜反应,含有醛基、碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故D说法正确;
答案为C。
9. 一种新催化剂,能在室温下催化空气氧化甲醛:HCHO+O2→CO2+H2O,该反应
A. 反应物和生成物中都只含极性分子
B. 反应物和生成物均为分子晶体
C. 反应时有极性键和非极性键的断裂和它们的生成
D. 产物中CO2 的键能大于H2O,所以沸点高于H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应物中甲醛为极性分子、氧气为非极性分子,产物中二氧化碳为非极性分子、水为极性分子,故A错误;
B.氧气、二氧化碳为非极性分子,甲醛、水为极性分子,即均为分子晶体,故B正确;
C.反应物中甲醛分子存在极性键、氧气中存在非极性键,而生成物中都是极性键,不存在非极性键,故C错误;
D.水分子中存在氢键,故水的熔沸点高于二氧化碳,故D错误;
本题选B。
10. 分子式为C9H18O2的有机物A能发生如图的变化:
其中B、C的相对分子质量相等,下列有关说法错误的是
A. C和E互为同系物 B. 符合题目条件的A共有4种
C. D既能发生氧化反应,又能发生还原反应 D. 符合题目条件的B共有4种
【答案】B
【解析】
【分析】有机物A的分子式为C9H18O2,在酸性条件下A水解为B和C两种有机物,则有机物A为酯;B和C的相对分子质量相等,因此酸比醇少一个C原子,说明水解后得到的羧酸含有4个C原子,而得到的醇含有5个C原子,据此分析解答。
【详解】A.由以上分析可知C为C3H7COOH,E为C4H9COOH,二者互为同系物,A正确;
B.C可能为CH3CH2CH2COOH,CH3CH(CH3)COOH,有2种,B能够氧化生成醛,说明B中含有-CH2OH结构,可能为CH3CH2CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(CH3)CH2OH、CH2(OH)CH2CH(CH3)CH3、CH3C(CH3)2CH2OH,有4种,共为2×4=8种,B错误;
C.D为醛,可发生氧化反应生成酸,也可被还原是醇,C正确;
D.由B的分析可知,B可能为CH3CH2CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(CH3)CH2OH、CH2(OH)CH2CH(CH3)CH3、CH3C(CH3)2CH2OH,有4种,D正确;
故选B。
11. 在一次有机化学课堂小组讨论中,某同学设计了下列合成路线,你认为不可行的是
A. 氯苯合成环己烯:
B. 用甲苯合成苯甲醇:
C. 用乙烯合成乙酸:C2H4CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH
D. 用乙烯合成乙二醇: H2C=CH2CH3CH3CH2ClCH2ClHOCH2CH2OH
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯苯能与氢气发生加成反应生成一氯环己烷,一氯环己烷在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成环己烯,可以实现,故A不选;
B.甲苯与氯气在光照条件下发生甲基上的取代反应生成 , 在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生取代反应生成 ,可以实现,故B不选;
C.乙烯与水发生加成反应生成乙醇,乙醇可以发生催化氧化生成乙醛,乙醛可以进一步氧化生成乙酸,可以实现,故C不选;
D.乙烯与氢气发生加成反应生成乙烷,但乙烷在光照条件下与氯气发生取代反应,各种取代产物都会产生,无法控制生成CH2ClCH2Cl,故D不可行;
答案为D。
12. 实验室利用环己酮和乙二醇反应可以制备环己酮缩乙二醇,反应原理及实验装置如下图所示:
++H2O
下列有关说法错误的是
A. 管口A是冷凝水的出水口
B. 当观察到分水器中水层液面到达支管口时,必须打开旋塞B放出适量水
C. 反应中加入苯的作用是:作反应溶剂,同时与水形成共沸物便于蒸出水
D. 若将反应物改为苯乙酮()和乙二醇,则得到的有机产物为
【答案】A
【解析】
【分析】由题意可知,该实验的实验目的是利用环己酮和乙二醇反应制备环己酮缩乙二醇,反应中环己酮先与乙二醇发生加成反应,后发生取代反应生成环己酮缩乙二醇,装置中苯的作用是作反应溶剂,同时与水形成共沸物便于蒸出水,冷凝管的作用是冷凝回流苯和水蒸气,分水器的作用是减小生成物的浓度,使平衡向正反应方向移动,提高环己酮缩乙二醇的产率;
【详解】A.由分析可知,冷凝管的作用是冷凝回流苯和水蒸气,从管口A通入冷凝水有利于增大冷凝的接触面积,提高冷凝效果,故A错误;
B.由分析可知,当观察到分水器中水层液面到达支管口时,必须打开旋塞B将水放出,防止水进入烧瓶中,故B正确;
C.由分析可知,装置中苯的作用是作反应溶剂,同时与水形成共沸物便于蒸出水,苯在圆底烧瓶、冷凝管、分水器中循环使用,故C正确;
D.由分析可知,反应中环己酮先与乙二醇发生加成反应,后发生取代反应生成环己酮缩乙二醇,所以将反应物改为苯乙酮和乙二醇得到的有机产物为,故D正确;
故答案选A。
13. Z是一种治疗糖尿病药物的中间体,可由下列反应制得
下列说法正确的是
A. 1 mol X能与2 mol NaHCO3反应
B. X→Y→Z发生反应的类型都是取代反应
C. 1 mol Z与足量NaOH溶液反应消耗3 mol NaOH
D. 苯环上取代基与X相同的X的同分异构体有9种
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据X的结构简式,能与NaHCO3反应的官能团只有-COOH,因此1 mol X能与1 mol NaHCO3反应,A错误;
B.X→Y:X中酚羟基上的O-H断裂,C2H5Br中C-Br断裂,H与Br结合成HBr,其余组合,该反应为取代反应,Y→Z:二氧化碳中一个C=O键断裂,与Y发生加成反应,B错误;
C.根据Z的结构简式,能与NaOH反应的官能团是羧基和酯基,1 mol Z中含有1 mol 羧基和1 mol 酯基,即1 mol Z与足量NaOH溶液反应消耗2 mol NaOH,C错误;
D.根据X的结构简式,苯环上有三个不同取代基,同分异构体应有10种,因此除X外,还应有9种,D正确;
答案为D。
14. 铜的硫化物常见的有CuS和Cu2S两种。两种晶体的晶胞中S2-的位置如图1所示,Cu2+或Cu+位于S2-所构成的四面体中心,它们的晶胞具有相同的侧视图,如图2所示。Cu2S的晶胞参数为a pm,阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
A. 每个S2-周围等距且最近的S2-有8个
B. CuS晶胞中,S2-配位数为8
C. Cu2S晶胞中,Cu+填充了晶胞中4个四面体空隙
D. Cu2S晶胞的密度为g·cm-3
【答案】D
【解析】
【详解】A.为面心立方堆积,顶点周围等距且最近的共个(每个顶点连接12个等距面心),A错误;
B. 图1中位于晶胞顶点和面心,用均摊法计算数目:,中,晶胞中共4个,位于四面体空隙,因此的配位数为,B错误;
C. 中,晶胞中共4个,因此共8个,全部填充在四面体空隙,共填充个四面体空隙,C错误;
D. 1个晶胞含4个,晶胞质量;晶胞参数,晶胞体积,因此密度,D正确;
故选D。
第Ⅱ卷 非选择题(共58分)
二、非选择题:本题包括15~18题,共4个题,共58分。
15. 苯甲酸甲酯是一种重要的工业原料,某研究性学习小组的同学拟用下列装置制取高纯度的苯甲酸甲酯。
有关数据如下表:
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·cm-3 )
水溶性
苯甲酸
122
249
1.27
微溶
甲醇
-97
65
0.79
互溶
苯甲酸甲酯
-12.3
199.6
1.09
不溶
请回答下列问题:
(1)写出制备苯甲酸甲酯的化学反应方程式________________________________________;实验时,甲醇与苯甲酸的物质的量之比远大于其理论上的物质的量之比,目的是_____________;装置C中除加入甲醇、苯甲酸与浓硫酸外还需要加入________________________。
(2)C装置上部的冷凝管的作用是________________________。
(3)制备和提纯苯甲酸甲酯的操作的先后顺序为CFEADB,操作E所用仪器名称是_________。
(4)A装置锥形瓶中Na2CO3的作用是_______________________________________;D装置的作用是_________________________;当B装置中温度计显示__________℃时可收集苯甲酸甲酯。
【答案】(1) ①. ②. 提高苯甲酸的利用率 ③. 沸石(或碎瓷片)
(2)冷凝回流 (3)分液漏斗
(4) ①. 除去酯中的苯甲酸 ②. 除去没有反应的碳酸钠 ③. 199.6
【解析】
【分析】该装置为制备和提纯苯甲酸甲酯的装置,实验的操作顺序为CFEADB,装置C是带有冷凝管的反应装置;装置F 可以稀释浓硫酸,同时溶解部分未反应甲醇和部分苯甲酸;装置E用于分离有机相和水相;装置A是利用碳酸钠吸收酸性杂质苯甲酸;装置D是吸收有机相中多余的水相;装置B是蒸馏分离的装置,对苯甲酸甲酯进行分离,由此解答;
【小问1详解】
苯甲酸甲酯是利用苯甲酸和甲醇进行酯化反应制成的,因此反应方程式为;为了提高苯甲酸的利用率,在制备过程中甲醇为过量;装置C中除了加入甲醇、苯甲酸与浓硫酸外还要加入沸石(碎瓷片),防止暴沸;
【小问2详解】
装置C上的球形冷凝管主要起冷凝回流的作用,防止易挥发的甲醇等反应物逸出,提高原料利用率;
【小问3详解】
操作E为分液,所用的仪器为分液漏斗;
【小问4详解】
A中Na2CO3的作用是除去酯中的苯甲酸;D装置是吸收有机相中多余的水相,主要是未反应完的碳酸钠;装置B是蒸馏分离的装置,需要加热至苯甲酸甲酯的沸点后开始收集,为199.6℃。
16. Fe3O4是一种用途广泛的磁性材料,以FeCl2为原料制备Fe3O4并获得副产物CaCl2水合物的工艺如下。
25℃时各物质溶度积见下表:
物质
Fe(OH)2
Fe(OH)3
Ca(OH)2
溶度积Ksp
4.9×10-17
2.8×10-39
5×10-6
回答下列问题:
(1)Fe3O4中Fe元素的化合价是+2和_______,O2-的核外电子排布式为______________。
(2)反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行,其原因是____________________________。
(3)反应釜2中,加入CaO和分散剂的同时通入空气。
①反应的离子方程式为_____________________________________________________。
②为加快反应速率,可采取的措施有___________________________(写出一条即可)。
(4)①反应釜3中,25℃时,Ca2+浓度为5.0 mol/L,理论上pH不超过_______________。
②称取CaCl2水合物1.000 g,加水溶解, 加入过量Na2C2O4,将所得沉淀过滤洗涤后,溶于热的稀硫酸中,用0.1000 mol/L KMnO4标准溶液滴定,消耗24.00 mL。滴定达到终点的现象为: _________________________________________________________________________________,该副产物中CaCl2的质量分数为_______________。
(5)某FexNy的晶胞如图−1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe,形成Cu替代型产物Fe(x−n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图−2 所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为__________。
【答案】(1) ①. +3 ②. 1s22s22p6
(2)防止Fe2+或Fe(OH)2被氧气氧化
(3) ①. ②. 适当升高温度、搅拌等
(4) ①. 11 ②. 当滴入最后半滴KMnO4标准溶液,溶液变为浅红色,且半分钟内不变色 ③. 66.6%
(5)Fe3CuN
【解析】
【分析】向FeCl2溶液加入CaO,生成和CaCl2;向FeCl2溶液中加入CaO同时通入空气,生成和CaCl2,反应釜1、2中物质混合后调节pH,加压过滤分离,沉淀处理后得到,滤液处理后得到氯化钙水合物;
【小问1详解】
Fe3O4可以写成,故Fe元素的化合价为+2和+3;O的原子序数为8,基态O原子的核外电子排布式为,O得到2个电子形成,故的核外电子排布式为:。
【小问2详解】
由于Fe3O4中Fe的化合价既有+2价,又有+3价,可知原料中+2价亚铁不能被完全氧化,所以反应釜1中的反应需在隔绝空气条件下进行,原因是防止+2价的亚铁被空气中的O2氧化为+3价的Fe,即防止或被氧气氧化。
【小问3详解】
①反应釜2中,加入CaO和分散剂的同时通入空气,O2将+2价Fe氧化为+3价,CaO和H2O反应生成Ca(OH)2,+3价的Fe与Ca(OH)2反应生成难溶Fe(OH)3,根据得失电子守恒和原子守恒可得该反应的离子方程式:;
②为加快反应速率,可采取的措施有:适当升高温度、搅拌等;
【小问4详解】
①反应釜3中,25°C时,Ca2+浓度为5.0 mol/L,反应中不能使Ca2+生成Ca(OH)2,防止Fe3O4中混有Ca(OH)2杂质,由表可知,则,所以,得pH=11,故为了不让开始沉淀,理论上pH不超过11。
②为了测定副产物中CaCl2的质量分数,先用Na2C2O4与CaCl2发生反应,生成沉淀:;过滤洗涤后,用热的硫酸与反应生成;最后用酸性KMnO4标准溶液滴定,对应的离子方程式为,在滴定过程中,紫色的酸性KMnO4溶液同时充当氧化剂和指示剂,故滴定达到终点的现象为:当滴入最后半滴KMnO4标准溶液后,溶液变为浅红色,且保持半分钟内不变色;
根据原子守恒和得失电子守恒可得关系式为:,故,所以该副产物中CaCl2的质量分数为。
【小问5详解】
两种Cu替代型产物中能量低的更稳定,由图2可知,Cu完全替代该晶体中a位置的Fe(顶点位置的Fe)产物更稳定,根据图1的晶胞结构可知,该产物晶胞中Cu位于顶点,有个;Fe位于面心,有个;N位于体心有1个,故该晶胞的化学式为Fe3CuN。
17. 盐酸小檗碱(盐酸黄连素)广泛用于治疗胃肠炎、细菌性痢疾等疾病。一种由卤代烃A制备盐酸小檗碱的合成路线如图所示:
已知:RNH2。
请回答下列问题:
(1)A的名称为_________________。
(2)B→C的化学方程式为__________________________________________________________。
(3)C→D的反应类型是_____________。
(4)E分子中官能团的名称为_______________。
(5)F的分子式为__________________;F有多种同分异构体,其中属于芳香族氨基酸,且苯环上只有1个侧链的化合物有_____________种(不考虑立体异构)。
(6)结合题目信息,以苯乙烯()和苯胺()为原料(无机物任选),设计合成有机物的合成路线_______________。
【答案】(1)邻二氯苯或1,2-二氯苯
(2)+CH2Cl2+2HCl
(3)加成反应 (4)醚键、酰胺基
(5) ①. C9H11O2N或C9H11NO2 ②. 4
(6)
【解析】
【分析】A发生水解反应生成B为 ,C发生加成反应生成D,据已知信息可知E的结构简式为,F中-NH2与-CHO发生加成反应生成G;
【小问1详解】
A的名称为邻二氯苯或1,2一二氯苯;
【小问2详解】
B为,则B→C的反应方程式为++;
【小问3详解】
据D的结构简式可知,C→D的反应为与发生加成反应;
【小问4详解】
据已知信息可知E的结构简式为,其分子中官能团的名称为醚键和酰胺基;
【小问5详解】
F的分子式为或;F的同分异构体中,属于芳香族氨基酸,即结构中有和,苯环只有1个侧链的同分异构体有 、 、 、 共4种;
【小问6详解】
据盐酸小檗碱的合成路线可知,所以首先由苯乙烯与水加成得到,再催化氧化得到,再与苯胺反应即可得到,合成路线为: 。
18. 纳米碗C40H10是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下,C40H10可以由C40H20分子经过5步氢抽提和闭环脱氢反应生成。
第1步反应为:。它的机理和能量变化如下。
回答下列问题:
(1)已知:C40Hx中的碳氢键(C-H)和碳碳单键(C-C)的键能分别为431.0 kJ·mol-1和298.0 kJ·mol-1,H-H键的键能为436.0 kJ·mol-1.第1步反应中,当有1molC40H20(g)转化为1molC40H18(g)和1molH2(g)时,过程中断开的C-H键是_______mol,形成的C-C键是_______mol,形成的H-H键是_______mol,反应的ΔH=___________kJ·mol-1。
(2)图示历程包含___________个基元反应,其中速率最慢的是第___________个。
(3)根据图示可以推测C40H10纳米碗中五元环的数目为______________。
1200K时,某体系内只发生第5步反应:C40H12(g)C40H10(g)+H2(g)
回答下列问题:
(4)该反应的lnK (K为平衡常数)随温度倒数的关系如图所示。
已知:(R为理想气体常数,c为截距)。下列措施既能增大C40H10的生成速率,又能提高C40H12平衡转化率的是_______(填标号)。
a.升高温度 b.降低温度 c.增大压强 d.加入催化剂
(5)若反应过程中压强恒定为P0(即C40H12的初始压强),平衡时C40H12的转化率为α,忽略其他中间产物和副产物,该反应的平衡常数KP=__________________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1) ①. 2 ②. 1 ③. 1 ④. +128
(2) ①. 3 ②. 3
(3)6 (4)a
(5)
【解析】
【小问1详解】
由图,当有1molC40H20(g)转化为1mol C40H18(g)和1mol H2(g)时,C40H20(g)失去2mol 氢原子,同时形成1mol C-C键,故该过程中断开的C-H键是2mol,形成的C-C键是1 mol,生成1mol H2(g)过程中形成1mol H-H键;断键吸收能量、成键释放能量,则反应ΔH=;
【小问2详解】
由图,该历程包含3个基元反应;过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,即图中峰值越大则活化能越大,峰值越小则活化能越小,活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,其中速率最慢的是第3个;
【小问3详解】
由C40H20的结构分析,可知其中含有1个五元环,10个六元环,每脱两个氢形成一个五元环,则C40H10总共含有6个五元环,10个六元环;
【小问4详解】
由图,随着温度升高,K值增大,则升高温度,平衡正向移动,反应为吸热反应;
a.该反应为吸热反应,升温,反应正向进行,提高了平衡转化率反应速率也加快,a符合题意;
b.该反应为吸热反应,降温,反应逆向进行,降低了平衡转化率且反应速率也变慢,b不符合题意;
c.由化学方程式可知,该反应为正向体积增大的反应,加压,反应逆向进行,降低了平衡转化率,c不符合题意;
d.加入催化剂,平衡不移动,不能提高平衡转化率,d不符合题意;
故选a。
【小问5详解】
反应过程中压强恒定为P0,平衡时C40H12的转化率为α,假设C40H12投料1mol,则反应生成C40H10、H2均为αmol,平衡时C40H12为(1-α)mol,总的物质的量为(1+α)mol,则该反应的平衡常数KP=。
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