内容正文:
2024学年第二学期学业水平调研测试
高二年级化学试卷
本试卷共8页,20小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生必须用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的学校、班级、姓名、座位号和考生号填写在答题卡相应的位置上。用2B铅笔将考生号、座位号填涂在答题卡相应位置上。
2.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案;不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔或涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁,考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子量:H-1 C-12 O-16 Cu-64 Au-197
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 岭南文化源远流长,对社会的发展起着积极的推动作用。下列地方文化涉及的材料不属于有机高分子化合物的是
选项
A
B
C
D
地方文化
顺德木制龙舟
石湾陶塑
广东剪纸
粤剧现代戏服
A. A B. B C. C D. D
2. 《千里江山图》是宋代画家王希孟创作的绢本画。下列关于成画工序涉及化学知识的描述正确的是
成画工序
化学知识
A
以绢为画布
蚕丝是绢的主要成分,属于纤维素
B
以水墨描底
炭黑是墨汁的主要成分,C原子2p电子的电子云轮廓图是哑铃状的
C
以孔雀石上绿色
孔雀石的主要成分碱式碳酸铜中含有极性键和金属键
D
以蓝铜矿上青色
蓝铜矿中含有的重金属不与酸碱反应,因此古画历经千年色彩依然
A. A B. B C. C D. D
3. 搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心成功点火发射。航天技术的发展与化学息息相关,下列说法正确的是
A. 飞船中应用了镉镍蓄电池,镍位于元素周期表的s区
B. 将航天器的铝合金部件进行氧化,晶体属于离子晶体
C. 火箭发动机推进器使用碳化硅陶瓷基复合材料,碳化硅属于无机非金属材料
D. “太空餐盒”中炖鱼,由于添加食醋和料酒生成了易溶于水的酯而香气四溢
4. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的价电子排布式: B. 的实验式:
C. 1,3-丁二烯的键线式: D. 的VSEPR模型:
5. “结构决定性质”是化学学科的核心观念。下列对有关物质的结构或性质解释不合理的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
酸性:
电负性:
B
某冠醚与能形成超分子,与则不能
与的离子半径不同
C
碘易溶于四氯化碳而难溶于水
和为极性分子,而为非极性分子
D
从到卤素单质的熔沸点越来越高
从到的相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增大
A. A B. B C. C D. D
6. 下列事实不能用有机物分子内基团间的相互作用解释的是
A. 苯酚能跟氢氧化钠反应而乙醇不能
B. 苯在50℃~60℃时发生硝化反应而甲苯在30℃时即可
C. 甲苯能让酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不能
D. 乙炔能发生加成反应而乙烷不能
7. 化学是以实验为基础的学科。下列实验能达到预期目的的是
实验过程
预期目的
A
向酸性重铬酸钾溶液中滴加乙醛,充分振荡,溶液由橙色变绿色
验证醛基具有还原性
B
加热乙醇、浓硫酸的混合液,使液体温度迅速上升到140℃
制备乙烯气体
C
向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热后加入新制的悬浊液
验证蔗糖是否发生了水解
D
向苯和苯酚的混合物中滴加溴水,过滤后分液
除去苯中混有的少量苯酚
A. A B. B C. C D. D
8. 利用如图装置完成乙炔的制备和性质探究实验。下列有关说法正确的是
A. a中饱和食盐水的作用是加快产生乙炔的速率
B. c处会观察到有蓝色沉淀生成
C. 乙炔及其加聚产物都可使d、e中溶液褪色
D. f处产生明亮淡蓝色火焰,没有黑烟生成
9. 利用如图装置进行1-溴丁烷的消去反应及产物检验实验(加热装置已省略)。下列有关说法不正确的是
A. 依次向a中加入碎瓷片、1-溴丁烷、NaOH溶液
B. b装置的作用是吸收挥发出的醇,防止干扰的检验
C. c中酸性溶液的颜色变浅
D. 若没有b,在c中利用溴的溶液也可达实验目的
10. 我国科学家在青蒿素研究方面为人类健康作出了巨大贡献。科学家们进一步的研究发现,一定条件下可把青蒿素转化为双氢青蒿素。下列说法正确的是
A. 青蒿素属于芳香族化合物 B. 青蒿素因含有羰基和醚键而易溶于水
C. 青蒿素分子存在7个手性碳原子 D. 青蒿素转化为双氢青蒿素的反应是消去反应
11. 氟他胺是一种抗肿瘤药,可由中间产物(X)经①②两步反应得到(部分试剂和条件已略去)。
已知吡啶是一种有机碱,下列说法正确的是
A. 中间产物(X)的名称是间三氟氨基甲苯 B. 吡啶可提高反应①的原料利用率
C. Y具有手性异构体(对映异构体) D. 反应②为还原反应
12. 有机物M是预防流感的药物中间体,其结构简式如图所示,下列叙述正确的是
A. 有机物M中含氧官能团有5种
B. 虚框内所有碳原子可能共平面
C. 1 mol有机物M最多能与5 mol NaOH溶液反应
D. 有机物M既能发生加成反应又能发生取代反应使溴水褪色
13. 一种可为运动员补充能量的物质,其分子结构式如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族,则下列说法一定正确的是
A. 是共价晶体 B. 最高价氧化物的水化物的酸性:
C. 第一电离能: D. 和的VSEPR模型均为平面三角形
14. 将3D打印制备的固载铜离子陶瓷催化材料,用于化学催化和生物催化一体化技术,以实现化合物Ⅲ的绿色合成,示意图如下(反应条件略)。
关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法不正确的是
A. 化合物Ⅰ的名称为苯乙烯
B. 由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,有键的断裂与形成
C. 化合物Ⅲ转化为的反应试剂和条件是稀氢溴酸和加热
D. 由化合物Ⅱ到Ⅲ的转化中,存在C原子杂化方式的改变
15. 自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含硒Se(ⅥA)的新型AIE分子(Ⅳ)的合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. 的沸点高于,原因是存在分子间氢键
B. Ⅰ~Ⅲ含有的元素中,O电负性最大
C. Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与
D. Ⅳ中具有孤对电子的原子只有O
16. 锰氧化物具有较大应用价值。Mn的某种氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示。下列说法正确的是
A. 晶胞中O的配位数为4
B. 该氧化物的化学式为
C. 当晶体有O原子脱出时,Mn元素的化合价升高
D. 相同条件下,气态比气态更易再失去一个电子
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的5种短周期元素,其元素性质或原子结构如下:
元素
元素性质或原子结构
W
电子只有一种自旋取向
X
最外层有2个未成对电子,次外层有2个电子
Y
最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同
Z
价层电子排布是
N
原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都高于同周期相邻元素
请完成下列空白:
(1)分子的空间结构名称是________。
(2)W、Y、Z三种元素的电负性由大到小的顺序:_____________________(填元素符号)。W能与Y、Z形成化合物、,请用共价键的相关知识解释这两种分子稳定性不同的原因________。
(3)W、Z两元素还可组成原子个数比为的化合物,其中Z元素的杂化轨道类型为________。
(4)所形成的晶体类型为________。可与形成,中键角比中的________(填“大”或“小”)。
(5)晶胞如图所示,其中的原子分数坐标为(0,0,0),的原子分数坐标为(1,1,1),则的原子分数坐标为________。
18. 铜金属的使用在我国由来已久。目前铜及其化合物在日常生产、科学研究和工业生产中也具有许多用途。请回答下列问题:
(1)写出基态原子价电子的轨道表示式________________________。
(2)向盛有溶液的试管里滴加几滴氨水,首先形成难溶物沉淀,继续滴加氨水并振荡试管,沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液;再向试管中加入8 mL 95%乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,析出深蓝色的晶体。
①极易溶于水的原因是_____________________________。
②深蓝色的晶体内不存在________(填选项字母)。
A.离子键 B.极性共价键 C.非极性共价键 D.配位键
③写出“沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液”时发生的反应离子方程式__________________________________。
(3)在溶液中加入过量溶液,可形成配合物,则其配离子中含有键与键的数目比为________。
(4)离子型配合物中,配体中碳原子的杂化方式是________。
(5)铜金合金的一种晶体结构为立方晶型,晶胞如图所示。
若此晶胞立方体的边长为a pm,密度为,则阿伏加德罗常数可表示为________(用含a、的代数式表示)。
19. 水杨酸异戊酯()是一种具有较高应用价值的化工产品,在香精、医药等领域有广泛的应用。
已知:环己烯(沸点83℃)可与水形成沸点为70℃的共沸物。
实验室制备水杨酸异戊酯的步骤如下:
步骤1:取27.6 g(0.20 mol)水杨酸、43.2 mL(0.40 mol)异戊醇、8 mL环己烯和2 mL浓硫酸依次加入圆底烧瓶中。
步骤2:加热回流一段时间(装置见如图),保持油水分界层位置不变。待不再有水生成后停止加热。
步骤3:待反应后得到的混合液冷却后依次用水、溶液、饱和NaCl溶液洗涤至中性。
步骤4:分离出有机相后用无水硫酸镁干燥,过滤后减压蒸馏,收集142-144℃馏分,得到35.8 g产物水杨酸异戊酯。
步骤5:用红外光谱和核磁共振仪对产物进行表征。
请回答下列问题:
(1)“步骤1”中加入环己烯的目的是__________________________________________。
(2)“步骤2”中表明“不再有水生成”的现象是__________________________________________。
(3)“步骤3”中用溶液洗涤混合液时,水杨酸发生反应的方程式为__________________________________________。
(4)根据“步骤4”的数据计算本次实验的产率为________%(保留一位小数)。
(5)产物核磁共振氢谱共有________组峰,水杨酸异戊酯可以形成________种分子内氢键。
(6)通过分析红外光谱图获得的产物结构信息有________(填选项字母)。
a.所含甲基数目 b.相对分子质量 c.含酯基 d.氧元素质量分数
20. 部分过度油炸的食品中会产生丙烯酰胺(),研究表明丙烯酰胺对人体存在致癌的风险。化学工作者“变废为宝”,将丙烯酰胺合成一种有机高分子絮凝剂--聚丙烯酰胺(PAM),合成流程如下所示。
回答下列问题:
(1)写出下列反应的反应类型:A→B________,C→D________。
(2)化合物C中含氧官能团的名称是________。
(3)丙烯酰胺有多种同分异构体,写出能发生银镜反应且含有碳碳双键的所有同分异构体的结构简式______________(不含立体异构)。
(4)分析丙烯酰胺结构,预测其与氢氧化钠溶液共热时发生化学反应,写出该化学反应方程式__________________________________。
(5)聚丙烯酰胺(PAM)的结构简式为_____________________。
(6)我国人民很早就掌握了用粮食酿酒的技术,其过程包括化合物B在酶的催化下转变为乙醇。若在一定条件下,以原子利用率100%的反应制备。该反应中,若反应物之一为V形结构分子,则另一反应物为_____________________(写结构简式)。
(7)以乙炔为唯一有机原料,通过三步反应也可以合成C.基于你设计的合成路线,写出第一步反应的化学方程式为__________________________________(注明反应条件)。
(8)丙烯酰胺的同系物N-异丙基丙烯酰胺可形成一种高分子膜,在一定温度范围内有温敏特性,结构如图所示。已知酰胺基具有亲水性、异丙基具有疏水性。下列说法错误的是________。
A. 可通过加聚反应合成此高分子膜
B. N变化过程为升温过程
C. 高分子膜在M变化过程中,膜内酰胺基中的O、H分别与水形成的氢键断裂
D. 高分子膜在M变化过程中发生体积收缩,原因是酰胺基之间形成了分子内氢键
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2024学年第二学期学业水平调研测试
高二年级化学试卷
本试卷共8页,20小题,满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生必须用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的学校、班级、姓名、座位号和考生号填写在答题卡相应的位置上。用2B铅笔将考生号、座位号填涂在答题卡相应位置上。
2.选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案;不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内的相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用铅笔或涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁,考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子量:H-1 C-12 O-16 Cu-64 Au-197
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 岭南文化源远流长,对社会的发展起着积极的推动作用。下列地方文化涉及的材料不属于有机高分子化合物的是
选项
A
B
C
D
地方文化
顺德木制龙舟
石湾陶塑
广东剪纸
粤剧现代戏服
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.木制龙舟的主要成分是纤维素,属于有机高分子化合物,A不合题意;
B.陶塑的主要成分为硅酸盐是无机非金属材料,不属于有机高分子化合物,B符合题意;
C.纸的主要成分是纤维素,属于有机高分子化合物,C不合题意;
D.现代戏服的主要成分是合成纤维,属于有机高分子化合物,D不合题意;
故答案为:B。
2. 《千里江山图》是宋代画家王希孟创作的绢本画。下列关于成画工序涉及化学知识的描述正确的是
成画工序
化学知识
A
以绢为画布
蚕丝是绢的主要成分,属于纤维素
B
以水墨描底
炭黑是墨汁的主要成分,C原子2p电子的电子云轮廓图是哑铃状的
C
以孔雀石上绿色
孔雀石的主要成分碱式碳酸铜中含有极性键和金属键
D
以蓝铜矿上青色
蓝铜矿中含有的重金属不与酸碱反应,因此古画历经千年色彩依然
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.蚕丝的主要成分是蛋白质,不属于纤维素,A错误;
B.炭黑的主要成分为碳单质,C原子2p电子的电子云轮廓图为哑铃状,描述正确,B正确;
C.碱式碳酸铜属于离子化合物,含有离子键和极性共价键,金属键仅存在于金属晶体中,该物质不含金属键,C错误;
D.蓝铜矿的主要成分为铜的碱式碳酸盐,可与酸发生反应,并非不与酸碱反应,D错误;
答案选B。
3. 搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心成功点火发射。航天技术的发展与化学息息相关,下列说法正确的是
A. 飞船中应用了镉镍蓄电池,镍位于元素周期表的s区
B. 将航天器的铝合金部件进行氧化,晶体属于离子晶体
C. 火箭发动机推进器使用碳化硅陶瓷基复合材料,碳化硅属于无机非金属材料
D. “太空餐盒”中炖鱼,由于添加食醋和料酒生成了易溶于水的酯而香气四溢
【答案】C
【解析】
【详解】A.镍是28号元素,核外电子排布为,属于元素周期表d区元素,s区仅包含第ⅠA、ⅡA主族元素,A错误;
B.航天器铝合金氧化生成的致密多为α型氧化铝,Al-O键共价性很强,属于共价晶体,并非离子晶体,B错误;
C.碳化硅属于新型无机非金属材料,C正确;
D.食醋中的乙酸和料酒中的乙醇反应生成的酯类难溶于水,因具有挥发性且带特殊香味才会香气四溢,D错误;
故选C。
4. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的价电子排布式: B. 的实验式:
C. 1,3-丁二烯的键线式: D. 的VSEPR模型:
【答案】A
【解析】
【详解】A.Fe原子价电子排布为,形成时先失去4s轨道2个电子,再失去3d轨道1个电子,则的价电子排布式为,A正确;
B.实验式是物质组成的最简式,的实验式为,图示是的结构式,B错误;
C.1,3-丁二烯结构为,键线式应体现4个碳原子、2个间隔的碳碳双键,即,C错误;
D.中心S原子价层电子对数为,无孤电子对,VSEPR模型为平面三角形,所给图示为四面体型,D错误;
故选A。
5. “结构决定性质”是化学学科的核心观念。下列对有关物质的结构或性质解释不合理的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
酸性:
电负性:
B
某冠醚与能形成超分子,与则不能
与的离子半径不同
C
碘易溶于四氯化碳而难溶于水
和为极性分子,而为非极性分子
D
从到卤素单质的熔沸点越来越高
从到的相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增大
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.氟的电负性大于氯,氟的吸电子能力比氯的强,使键极性增大,更易解离,A正确;
B.冠醚具有识别功能,某冠醚能与锂离子形成超分子,而不能与钾离子形成,说明钾离子半径大,B正确;
C.依据“相似相溶原理”,并结合和的分子结构,可知和为非极性分子,而为极性分子,C错误;
D.卤素单质形成的晶体属于分子晶体,其相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高,D正确
故选C。
6. 下列事实不能用有机物分子内基团间的相互作用解释的是
A. 苯酚能跟氢氧化钠反应而乙醇不能
B. 苯在50℃~60℃时发生硝化反应而甲苯在30℃时即可
C. 甲苯能让酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不能
D. 乙炔能发生加成反应而乙烷不能
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯酚的羟基受苯环吸电子效应影响,酸性增强,能用基团间相互作用解释,A不符合题意;
B.甲苯的甲基活化苯环,使其更易硝化,属于基团间相互作用,B不符合题意;
C.甲苯的苯环活化甲基,使其可被高锰酸钾氧化,属于基团间相互作用,C不符合题意;
D.乙炔含碳碳三键,加成反应由其自身官能团决定,与基团间相互作用无关,D符合题意;
故选D。
7. 化学是以实验为基础的学科。下列实验能达到预期目的的是
实验过程
预期目的
A
向酸性重铬酸钾溶液中滴加乙醛,充分振荡,溶液由橙色变绿色
验证醛基具有还原性
B
加热乙醇、浓硫酸的混合液,使液体温度迅速上升到140℃
制备乙烯气体
C
向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热后加入新制的悬浊液
验证蔗糖是否发生了水解
D
向苯和苯酚的混合物中滴加溴水,过滤后分液
除去苯中混有的少量苯酚
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.酸性重铬酸钾具有强氧化性,可将乙醛中的醛基氧化,自身被还原为绿色的,该实验可验证醛基具有还原性,A正确;
B.乙醇与浓硫酸混合加热到170℃时生成乙烯,140℃主要产物为乙醚,无法制备乙烯,B错误;
C.蔗糖水解时稀硫酸作催化剂,反应后溶液呈酸性,会与新制悬浊液发生中和反应,无法检验水解产物,应先加NaOH中和酸至碱性后再加入悬浊液,C错误;D.苯酚与溴水反应生成的三溴苯酚可溶于苯,无法通过过滤分离,且溴会溶于苯引入新杂质,不能达到除杂目的,D错误;
故答案为A。
8. 利用如图装置完成乙炔的制备和性质探究实验。下列有关说法正确的是
A. a中饱和食盐水的作用是加快产生乙炔的速率
B. c处会观察到有蓝色沉淀生成
C. 乙炔及其加聚产物都可使d、e中溶液褪色
D. f处产生明亮淡蓝色火焰,没有黑烟生成
【答案】C
【解析】
【分析】最左侧为发生装置,分液漏斗中盛装饱和食盐水,烧瓶中放电石,二者反应制取乙炔;第一个试管盛放硫酸铜溶液,用于除去乙炔中混有的杂质气体,避免杂质干扰后续实验;之后两个试管分别盛放溴水和酸性高锰酸钾溶液,用于检验乙炔的性质;最后在末端导管处点燃乙炔,既处理尾气,也可观察乙炔的燃烧现象。
【详解】A.饱和食盐水的作用是降低水的浓度,减慢乙炔的生成速率,避免反应过于剧烈,A错误;
B.c中溶液用于除去乙炔中混有的杂质,二者反应生成黑色的沉淀,不会生成蓝色沉淀,B错误;
C.乙炔含有碳碳三键,可与d中溴水发生加成反应使其褪色,可与e中酸性溶液发生氧化反应使其褪色;乙炔的加聚产物聚乙炔含有碳碳双键,也可使两种溶液褪色,C正确;
D.乙炔的含碳量很高,燃烧时火焰明亮且伴有浓烈黑烟,D错误;
答案选C。
9. 利用如图装置进行1-溴丁烷的消去反应及产物检验实验(加热装置已省略)。下列有关说法不正确的是
A. 依次向a中加入碎瓷片、1-溴丁烷、NaOH溶液
B. b装置的作用是吸收挥发出的醇,防止干扰的检验
C. c中酸性溶液的颜色变浅
D. 若没有b,在c中利用溴的溶液也可达实验目的
【答案】A
【解析】
【详解】A.1-溴丁烷发生消去反应需要NaOH的醇溶液,加入NaOH水溶液会发生水解反应而非消去反应,试剂选择错误,A错误;
B.消去反应用醇作溶剂,醇易挥发且能使酸性高锰酸钾溶液褪色,b装置可吸收挥发出的醇,避免其干扰1-丁烯的检验,B正确;
C.消去反应生成的1-丁烯含有碳碳双键,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使其颜色变浅,C正确;
D.醇不能与溴的四氯化碳溶液反应,1-丁烯可与溴发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,因此没有b装置也可用溴的四氯化碳溶液检验产物,D正确;
答案选A。
10. 我国科学家在青蒿素研究方面为人类健康作出了巨大贡献。科学家们进一步的研究发现,一定条件下可把青蒿素转化为双氢青蒿素。下列说法正确的是
A. 青蒿素属于芳香族化合物 B. 青蒿素因含有羰基和醚键而易溶于水
C. 青蒿素分子存在7个手性碳原子 D. 青蒿素转化为双氢青蒿素的反应是消去反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.芳香族化合物的定义是分子中含有苯环的有机化合物,观察青蒿素结构,不存在苯环,因此不属于芳香族化合物,A错误;
B.有机物易溶于水需要含有较多强亲水基团,如羟基、羧基等,可与水形成氢键,青蒿素不含强亲水基团,分子中大部分为疏水的烃基结构,因此难溶于水,B错误;
C.手性碳原子是指连有4种不同原子或基团的饱和碳原子,对青蒿素分子计数,符合要求的手性碳原子共7个:(*表示),C正确;
D.该反应是青蒿素的酯羰基被还原加氢得到羟基,属于还原反应;消去反应的特征是脱去小分子、生成不饱和键,和该反应特征不符,D错误;
故选C。
11. 氟他胺是一种抗肿瘤药,可由中间产物(X)经①②两步反应得到(部分试剂和条件已略去)。
已知吡啶是一种有机碱,下列说法正确的是
A. 中间产物(X)的名称是间三氟氨基甲苯 B. 吡啶可提高反应①的原料利用率
C. Y具有手性异构体(对映异构体) D. 反应②为还原反应
【答案】B
【解析】
【分析】对比X和氟他胺的结构简式,可知反应①的过程为与发生取代反应生成和HCl,吡啶是一种有机碱,能与HCl发生反应,消耗HCl,促进反应①的发生。发生硝化反应生成氟他胺,据此分析解答。
【详解】A.X中含有官能团F原子和氨基,因此根据X的结构和命名规则,X的名称是间三氟甲基苯胺,A错误;
B.根据分析可知,吡啶是有机碱,可以消耗反应①产生的HCl,促使反应正向进行,提升原料利用率,B正确;
C.连接4个不同基团的碳原子是手性碳原子,Y分子结构中不存在手性碳原子,Y不具有手性异构体,C错误;
D.反应②为-NO2取代苯环上的H原子,发生了取代反应,不是还原反应,D错误;
答案选B。
12. 有机物M是预防流感的药物中间体,其结构简式如图所示,下列叙述正确的是
A. 有机物M中含氧官能团有5种
B. 虚框内所有碳原子可能共平面
C. 1 mol有机物M最多能与5 mol NaOH溶液反应
D. 有机物M既能发生加成反应又能发生取代反应使溴水褪色
【答案】D
【解析】
【详解】A.有机物M的含氧官能团包括酚羟基、醇羟基、酯基、羧基,最多有4种,A错误;
B.虚框内所有碳原子均为饱和杂化,为四面体空间构型,不可能所有碳原子共平面,B错误;
C.1 mol M中,2 mol酚羟基消耗2 mol NaOH,1 mol醇酯基水解消耗1 mol NaOH,1 mol羧基消耗1 mol NaOH,总共最多消耗4 mol NaOH,C错误;
D.M中含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应使溴水褪色;含有酚羟基,苯环上酚羟基邻位氢可与溴水发生取代反应使溴水褪色,D正确;
故选D。
13. 一种可为运动员补充能量的物质,其分子结构式如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族,则下列说法一定正确的是
A. 是共价晶体 B. 最高价氧化物的水化物的酸性:
C. 第一电离能: D. 和的VSEPR模型均为平面三角形
【答案】D
【解析】
【分析】Y可形成5个共价键,Z可形成3个共价键,Z和Y同族,则Z和Y最外层的电子数均为5;Y原子序数比Z大,则Z为N元素,Y为P元素。W可形成4个共价键,原子序数比N小,即W为C元素。R可形成1个共价键,原子序数比C小,即R为H元素,X可形成2个共价键,原子序数在N和P之间,即X为O元素。综上所述:R为H元素、W为C元素、Z为N元素、X为O元素、Y为P元素;据此作答。
【详解】A.WX2是,属于分子晶体,不是共价晶体,A错误;
B.氧化性强于,最高价氧化物的水化物酸性:,B错误;
C.同一周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势,N的价层电子排布为2s22p3,2p轨道处于半满的状态,比较稳定,使得第一电离能大于相邻的两种元素,即第一电离能:C(W)<O(X)<N(Z),C错误;
D.为,中心N价层电子对数=;为,中心C价层电子对数=;二者价层电子对数均为3,无孤电子对,VSEPR模型均为平面三角形,D正确;
故选D。
14. 将3D打印制备的固载铜离子陶瓷催化材料,用于化学催化和生物催化一体化技术,以实现化合物Ⅲ的绿色合成,示意图如下(反应条件略)。
关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法不正确的是
A. 化合物Ⅰ的名称为苯乙烯
B. 由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,有键的断裂与形成
C. 化合物Ⅲ转化为的反应试剂和条件是稀氢溴酸和加热
D. 由化合物Ⅱ到Ⅲ的转化中,存在C原子杂化方式的改变
【答案】C
【解析】
【详解】A.化合物Ⅰ为苯环连接乙烯基,名称为苯乙烯,A正确;
B.化合物Ⅰ中碳碳双键含键,转化中碳碳双键的键断裂,生成的化合物Ⅱ中羰基含键,有键的形成,B正确;
C.化合物Ⅲ的羟基被溴原子取代生成溴代物,需要浓氢溴酸、加热的反应条件,稀氢溴酸不能发生该反应,C错误;
D.化合物Ⅱ中羰基碳原子为杂化,转化为Ⅲ后该碳原子连接4个单键,为杂化,存在C原子杂化方式的改变,D正确;
答案选C。
15. 自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来,AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含硒Se(ⅥA)的新型AIE分子(Ⅳ)的合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. 的沸点高于,原因是存在分子间氢键
B. Ⅰ~Ⅲ含有的元素中,O电负性最大
C. Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与
D. Ⅳ中具有孤对电子的原子只有O
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子间存在氢键,不存在分子间氢键,因此沸点高于,A正确;
B.Ⅰ~Ⅲ含有的元素为H、C、N、O、S、Se,同周期主族元素电负性从左到右递增,同主族从上到下递减,其中O的电负性最大,B正确;
C.Ⅱ中苯环和碳碳双键的碳原子均为杂化,碳碳三键的碳原子为杂化,不存在杂化的原子,杂化轨道类型只有与,C正确;
D.Ⅳ中除O外,Se属于第ⅥA族,形成2个σ键后还剩余2对孤对电子,也具有孤对电子,因此具有孤对电子的原子不只有O,D错误;
故选D。
16. 锰氧化物具有较大应用价值。Mn的某种氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示。下列说法正确的是
A. 晶胞中O的配位数为4
B. 该氧化物的化学式为
C. 当晶体有O原子脱出时,Mn元素的化合价升高
D. 相同条件下,气态比气态更易再失去一个电子
【答案】B
【解析】
【详解】A.由晶胞结构可推知O的配位数为3,A错误;
B.由均摊法得,晶胞中Mn的数目为1+8×=2,O的数目为2+4×=4,该氧化物的化学式为MnO2,B正确;
C.晶体呈电中性,正电荷总数=负电荷总数。O原子脱出后,负电荷总数减少,因此Mn元素的平均化合价会降低,C错误;
D.的价电子排布为,是半充满的稳定结构,不易再失电子;的价电子排布为,失1个电子后得到稳定的结构,因此气态更易再失去一个电子,D错误;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的5种短周期元素,其元素性质或原子结构如下:
元素
元素性质或原子结构
W
电子只有一种自旋取向
X
最外层有2个未成对电子,次外层有2个电子
Y
最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同
Z
价层电子排布是
N
原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都高于同周期相邻元素
请完成下列空白:
(1)分子的空间结构名称是________。
(2)W、Y、Z三种元素的电负性由大到小的顺序:_____________________(填元素符号)。W能与Y、Z形成化合物、,请用共价键的相关知识解释这两种分子稳定性不同的原因________。
(3)W、Z两元素还可组成原子个数比为的化合物,其中Z元素的杂化轨道类型为________。
(4)所形成的晶体类型为________。可与形成,中键角比中的________(填“大”或“小”)。
(5)晶胞如图所示,其中的原子分数坐标为(0,0,0),的原子分数坐标为(1,1,1),则的原子分数坐标为________。
【答案】(1)直线型 (2) ①. O>N>H ②. 原子半径N大于O,故键长:N-H大于O-H,键能N-H小于O-H,稳定性:小于
(3)
(4) ①. 分子晶体 ②. 大
(5)(1,,)
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的5种短周期元素,W电子只有一种自旋取向,故为H;X最外层有2个未成对电子,次外层有2个电子,其核外电子排布可能为、,X为C或O;Y的最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同;Z的价层电子排布是,故Z为O,说明X只能为C,Y为N;N的原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,符合要求的有同时满足第一电离能都高于同周期相邻元素,故N为Mg。
【小问1详解】
为,其中心原子为sp杂化,分子空间构型为直线型。
【小问2详解】
元素的电负性与非金属性一致,W(H)、Y(N)、Z(O)三种元素的电负性由大到小的顺序为O>N>H。
W能与Y、Z形成化合物、,分别为、,由于原子半径N大于O,故键长:N-H大于O-H,键能N-H小于O-H,稳定性:小于。
【小问3详解】
W、Z两元素还可组成原子个数比为的化合物,其中O原子周围由2条键和两对孤对电子构成,杂化类型为。
【小问4详解】
是,只含有共价键,属于分子晶体。
可与()形成,中O原子采取杂化,中的O原子也是采取杂化,由于水中O原子孤对电子为2,中的孤对电子为1,故键角小于。
【小问5详解】
NZ晶胞为MgO,其中的原子分数坐标为(0,0,0),的原子分数坐标为(1,1,1),则的原子分数坐标为(1,,)。
18. 铜金属的使用在我国由来已久。目前铜及其化合物在日常生产、科学研究和工业生产中也具有许多用途。请回答下列问题:
(1)写出基态原子价电子的轨道表示式________________________。
(2)向盛有溶液的试管里滴加几滴氨水,首先形成难溶物沉淀,继续滴加氨水并振荡试管,沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液;再向试管中加入8 mL 95%乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,析出深蓝色的晶体。
①极易溶于水的原因是_____________________________。
②深蓝色的晶体内不存在________(填选项字母)。
A.离子键 B.极性共价键 C.非极性共价键 D.配位键
③写出“沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液”时发生的反应离子方程式__________________________________。
(3)在溶液中加入过量溶液,可形成配合物,则其配离子中含有键与键的数目比为________。
(4)离子型配合物中,配体中碳原子的杂化方式是________。
(5)铜金合金的一种晶体结构为立方晶型,晶胞如图所示。
若此晶胞立方体的边长为a pm,密度为,则阿伏加德罗常数可表示为________(用含a、的代数式表示)。
【答案】(1) (2) ①. 中的N原子可与水形成氢键,同时和 均为极性分子 ②. C ③.
(3)1:1 (4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
基态Cu原子核外有29个电子,价电子排布式为,轨道表示式。
【小问2详解】
①中的N原子可与水形成氢键,同时和 均为极性分子,根据相似相溶可得极易溶于水。
②深蓝色的晶体内与之间是配位键,与之间为离子键,内部、内部、水分子中含有极性共价键,不存在非极性共价键,故选C。
③“沉淀是,加入氨水后溶解,得到深蓝色的透明溶液()”时发生的反应离子方程式为。
【小问3详解】
每个配合物中与4个之间有4条配位σ键,每个CN⁻内的碳氮三键含1条σ键、2条π键,故配离子中共有8条σ键、8条π键,σ键与π键的数目比为1:1。
【小问4详解】
配体是,甲基上的C为杂化,-CN中碳原子为sp杂化。
【小问5详解】
铜金合金的一种晶体结构为立方晶型,根据均摊法可知一个晶胞中含有1个Cu和3个Au。若此晶胞立方体的边长为a pm,密度为,设阿伏伽德罗常数为X,则有,解得。
19. 水杨酸异戊酯()是一种具有较高应用价值的化工产品,在香精、医药等领域有广泛的应用。
已知:环己烯(沸点83℃)可与水形成沸点为70℃的共沸物。
实验室制备水杨酸异戊酯的步骤如下:
步骤1:取27.6 g(0.20 mol)水杨酸、43.2 mL(0.40 mol)异戊醇、8 mL环己烯和2 mL浓硫酸依次加入圆底烧瓶中。
步骤2:加热回流一段时间(装置见如图),保持油水分界层位置不变。待不再有水生成后停止加热。
步骤3:待反应后得到的混合液冷却后依次用水、溶液、饱和NaCl溶液洗涤至中性。
步骤4:分离出有机相后用无水硫酸镁干燥,过滤后减压蒸馏,收集142-144℃馏分,得到35.8 g产物水杨酸异戊酯。
步骤5:用红外光谱和核磁共振仪对产物进行表征。
请回答下列问题:
(1)“步骤1”中加入环己烯的目的是__________________________________________。
(2)“步骤2”中表明“不再有水生成”的现象是__________________________________________。
(3)“步骤3”中用溶液洗涤混合液时,水杨酸发生反应的方程式为__________________________________________。
(4)根据“步骤4”的数据计算本次实验的产率为________%(保留一位小数)。
(5)产物核磁共振氢谱共有________组峰,水杨酸异戊酯可以形成________种分子内氢键。
(6)通过分析红外光谱图获得的产物结构信息有________(填选项字母)。
a.所含甲基数目 b.相对分子质量 c.含酯基 d.氧元素质量分数
【答案】(1)形成共沸物带出水,促进平衡正向移动,提高产率
(2)分水器内油水界面高度保持恒定不变
(3)
(4)
(5) ①. 9 ②. 2
(6)c
【解析】
【分析】本实验利用水杨酸与异戊醇在浓硫酸催化加热下发生酯化反应制备水杨酸异戊酯,环己烯可与反应生成的水形成70℃共沸物,回流时经分水器将水持续分离带出体系,推动酯化可逆平衡正向移动提升产率,反应至分水器油水界面高度不变即代表反应完成;反应液冷却后依次用水、碳酸氢钠溶液、饱和氯化钠溶液洗涤除去浓硫酸、未反应的水杨酸等酸性杂质,干燥后减压蒸馏提纯得到水杨酸异戊酯;
【小问1详解】
环己烯(沸点83℃)可与水形成沸点为70℃的共沸物,加入环己烯的目的是形成共沸物带出水,促进平衡正向移动,提高产率;
【小问2详解】
分水器中液体分层,上层有机相、下层水相,当分水器中油水界面位置长时间保持不变,说明体系不再有水生成,反应达到终点;
【小问3详解】
水杨酸含羧基,与发生复分解反应生成水杨酸钠、二氧化碳和水,化学方程式为;
【小问4详解】
异戊醇和水杨酸发生酯化反应生成水杨酸异戊酯,化学方程式为:。27.6 g(0.20 mol)水杨酸和43.2 mL(0.40 mol)异戊醇反应,由方程式可知,水杨酸是少量的,则理论上生成0.2 mol水杨酸异戊酯,本次实验的产率为;
【小问5详解】
由水杨酸异戊酯的结构可知,分子中共有9种等效氢,核磁共振氢谱有9组峰;分子中酚羟基可分别与酯基的2个氧原子形成分子内氢键(),即共2种分子内氢键;
【小问6详解】
通过红外光谱可以得到有机物中所含有的官能团信息,红外光谱图中可获得产物中含有酯基结构,甲基数目、相对分子质量、元素质量分数均无法由红外光谱获得,故选c。
20. 部分过度油炸的食品中会产生丙烯酰胺(),研究表明丙烯酰胺对人体存在致癌的风险。化学工作者“变废为宝”,将丙烯酰胺合成一种有机高分子絮凝剂--聚丙烯酰胺(PAM),合成流程如下所示。
回答下列问题:
(1)写出下列反应的反应类型:A→B________,C→D________。
(2)化合物C中含氧官能团的名称是________。
(3)丙烯酰胺有多种同分异构体,写出能发生银镜反应且含有碳碳双键的所有同分异构体的结构简式______________(不含立体异构)。
(4)分析丙烯酰胺结构,预测其与氢氧化钠溶液共热时发生化学反应,写出该化学反应方程式__________________________________。
(5)聚丙烯酰胺(PAM)的结构简式为_____________________。
(6)我国人民很早就掌握了用粮食酿酒的技术,其过程包括化合物B在酶的催化下转变为乙醇。若在一定条件下,以原子利用率100%的反应制备。该反应中,若反应物之一为V形结构分子,则另一反应物为_____________________(写结构简式)。
(7)以乙炔为唯一有机原料,通过三步反应也可以合成C.基于你设计的合成路线,写出第一步反应的化学方程式为__________________________________(注明反应条件)。
(8)丙烯酰胺的同系物N-异丙基丙烯酰胺可形成一种高分子膜,在一定温度范围内有温敏特性,结构如图所示。已知酰胺基具有亲水性、异丙基具有疏水性。下列说法错误的是________。
A. 可通过加聚反应合成此高分子膜
B. N变化过程为升温过程
C. 高分子膜在M变化过程中,膜内酰胺基中的O、H分别与水形成的氢键断裂
D. 高分子膜在M变化过程中发生体积收缩,原因是酰胺基之间形成了分子内氢键
【答案】(1) ①. 水解反应(或取代反应) ②. 消去反应 (2)羟基、羧基
(3)
(4)
(5) (6)CH2=CH2
(7) (8)B
【解析】
【分析】是淀粉或纤维素,水解生成B为葡萄糖,B转化得到C为乳酸,C在浓硫酸加热下消去得到D为CH2=CHCOOH,D与氨发生取代反应生成丙烯酰胺,丙烯酰胺加聚得到聚丙烯酰胺。
【小问1详解】
:淀粉或纤维素的水解反应,属于水解反应(或取代反应); :C发生消去反应生成D。
【小问2详解】
由C的结构简式可知,含有的含氧官能团为:羟基、羧基。
【小问3详解】
丙烯酰胺分子式为,其同分异构体能发生银镜反应且含有碳碳双键,说明其中含有醛基,满足条件的同分异构体为: 。
【小问4详解】
丙烯酰胺的结构简式为CH2=CHCONH2,其中含有酰胺基,与氢氧化钠溶液共热时发生取代反应生成CH2=CHCOONa和NH3,化学方程式为:。
【小问5详解】
聚丙烯酰胺是丙烯酰胺加聚产物,结构简式:。
【小问6详解】
原子利用率制备乙醇,V形结构的反应物为水,另一反应物为CH2=CH2,乙烯与水加成生成乙醇,原子利用率。
【小问7详解】
乙炔三步合成C,第一步为乙炔水化制乙醛,第二步为乙醛和HCN发生加成反应生成CH3CH(OH)CN,第三步为CH3CH(OH)CN在酸性环境中转化为C,第一步反应的化学方程式为: 。
【小问8详解】
A.N-异丙基丙烯酰胺中碳碳双键可通过加聚反应合成此高分子膜,A正确;
B.高分子在M过程中有分子间氢键变为分子内氢键,分子间氢键作用力大于分子内氢键作用力,破坏分子内氢键所吸收的能量较小,所以N过程为降温过程、M过程为升温过程,B错误;
C.高分子膜在M变化过程中,膜内酰胺基中的O、H分别与水形成的氢键断裂,形成酰胺基内氢键,C正确;
D.高分子膜在M变化过程中,膜内酰胺基中的O、H分别与水形成的氢键断裂,形成酰胺基内氢键,导致体积缩小,D正确;
故选B。
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