内容正文:
高二年级化学试卷
本试卷满分100分,考试时间75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 F-19 Ca-40
一、选择题:本题共15个小题,每题只有一个选项符合题意,每小题3分,共45分。
1. 下列与生活相关的叙述中,不涉及化学变化的是
A. 肌肉拉伤,喷“复方氯乙烷”快速镇痛
B. 以甲苯为原料制备的TNT用于采矿
C. 白酒在陈化过程中产生香味
D. 植物油久置产生“哈喇”味
2. 制备乙炔时,可用硫酸铜溶液除去杂质,(未配平),下列有关说法正确的是
A. 基态的价电子轨道表示式:
B. 的VSEPR模型:
C. 乙炔中键的电子云轮廓图:
D. 键角:
3. 设为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为
B. HCHO与新制反应生成时,转移电子数为
C. 与所含电子数均为
D. 与足量反应生成的分子数为
4. 下列离子或化学方程式书写正确的是
A. 苯酚钠溶液中通入少量的:
B. 乙炔水化制备乙醛:
C. 制备邻溴甲苯:
D. 合成反式聚1,3-丁二烯:
5. 下列操作不能达到实验目的的是
A.分离和
B.趁热分离苯甲酸中的泥沙
C.用浓硫酸干燥乙烯
D.萃取碘水中的碘
A. A B. B C. C D. D
6. 下列说法错误的是
A. 形成而形成,因为的价层电子轨道更多且半径更大
B. 聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,因为共价键键能:
C. 液晶既具有液体的流动性,又表现出类似晶体的各向异性
D. 碱性:>,因为甲基是吸电子基团,使原子电子云密度减小
7. 铝离子电池工作时,离子液体电解质中阴离子有、,阳离子为()下列说法错误的是
A. 1 mol EMIM+中含有14 mol σ键
B. 中各原子最外层均达到8电子结构,则其结构式为
C. EMIM+中存在大键,表示为
D. 的空间构型为正四面体形
8. 前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X与Z同主族,且基态X原子中p能级和s能级上的电子数相同。Y、Z同周期,Y位于ⅢA族,W最外层有2个电子。下列说法错误的是
A. 简单氢化物的沸点:
B. 工业上电解冶炼Y单质涉及配合物的使用
C. 和中的化学键类型完全相同
D. 化学键中的离子键成分的百分数:
9. 下列关于晶体的说法正确的是
A. 缺角的明矾晶体在饱和明矾溶液中慢慢变为完美的八面体,体现了晶体的自范性
B. K和Na产生的焰色不同,故晶体类型不同
C. 熔点:干冰;密度:干冰<冰
D. 石墨层与层之间是靠范德华力维系的,所以属于分子晶体
10. 一种医药、精细化工中间体G的制备途径如下,下列说法正确的是
A. 反应①②④⑤的原子利用率为100%
B. 环氧乙烷与乙醚互为同系物
C. G中碳原子有3种杂化方式,且G可被氧化为
D. 预测可以发生反应:
11. 下列有关物质结构的描述正确的是
A. 图1为冠醚(18-冠-6)与通过离子键形成的超分子,体现超分子的自组装
B. 图2为某合金原子层之间的相对滑动变难导致合金的硬度变小
C. 图3为金刚石的晶体结构示意图,晶体中每个碳原子被12个六元环共用
D. 图4为两个硅氧四面体形成的简单阴离子,其化学式为
12. 有机物是合成某植物激素的中间体,结构简式如图所示,下列说法正确的是
A. J含有4种官能团
B. 1 mol J与足量反应,最多消耗
C. J能与浓氢溴酸反应生成卤代烃
D. J发生分子内酯化反应,所得有机产物分子中具有两个六元环
13. 立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2-甲基-2-丁醇)存在如图转化关系,下列说法错误的是
A. 的加聚产物可以使的溶液褪色
B. 的同分异构体中,存在顺反异构的只有2-戊烯
C. L的同分异构体中,含1个手性碳原子的有3种
D. M的同分异构体中,能被催化氧化为醛的醇有4种
14. 下列实验方案不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
证明(亮黄色)只有在高浓度的条件下才存在
向溶液中滴加浓盐酸,溶液变为亮黄色,再滴加几滴溶液,溶液的亮黄色变浅
B
检验乙酰水杨酸()发生水解
向乙酰水杨酸中加水振荡后静置,取上层清液滴入适量稀硫酸,加热后,加入适量NaHCO3溶液,振荡,再滴入几滴溶液,溶液显紫色
C
检验1-溴丁烷消去反应的产物
将1-溴丁烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热,将产生的气体通入酸性溶液
D
证明乙醇的极性比水的极性弱
向水溶液中加入95%乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,析出深蓝色晶体
A. A B. B C. C D. D
15. 近日,科学家研究利用晶体释放出的和脱除硅烷,拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。CaF2的晶胞结构如图所示,该晶胞中和的最近距离为,和半径大小分别为和,下列说法正确的是
A. 半径大小关系为:
B. 图中A处原子分数坐标为,则B处原子分数坐标为
C. 设阿伏加德罗常数的数值为,则晶体的密度为
D. 脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力,脱硅能力:
二、非选择题:本题共4个大题,共55分。
16. 、、、、的单质及其化合物应用广泛,回答下列问题。
(1)基态O原子处于最高能级的电子的运动状态有_____种,C、N、F三种元素中第一电离能比O大的有_____种。
(2)具有顺式、反式两种结构:
键角较大的是顺式结构,可能的原因为_____(填标号)。
a.二者氮原子杂化方式不同
b.顺式结构中氮原子上有孤对电子
c.电子对间排斥力:孤对-孤对>孤对-成键>成键-成键
d.顺式结构中氟原子间斥力较大
(3)一种金属富勒烯配合物合成过程如下图所示。
(Ph表示苯基)
已知:烯烃、等因能提供电子与中心原子形成配位键,被称为“配体”。
①内中心P原子用1个3s轨道和_____轨道形成的杂化轨道与C原子形成键。
②每个C60分子中有___________个π电子。
③比较两种π配体与Pt的配位能力大小:C60_____(填“>”、“<”或“=”)。
(4)已知:CrF5的熔点约为,CrF3的熔点约为,分析熔点不同的原因: _________________________________________________________________。
(5)高压不仅会引发物质的相变,也会导致新类型化学键的形成。NaCl晶体在超高压下和Na或Cl2反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体,下图是两种晶体的晶胞示意图:
①X是NaCl在超高压下和_______反应所得的晶体。
②NaCl在熔融状态下才能导电,而超高压下合成的晶体Y固态就可以导电,可能的原因是:____________________________________________________________。
17. 一种从大洋多金属结核(主要含、、、、、等)中选择性提取金属锰的工艺流程如下。
已知:常温下,,。回答下列问题:
(1)元素在周期表中的位置为_________________,上述涉及的金属元素(和)占据周期表中_______(填数字)个区。
(2)“选择性还原”,主要涉及元素从难溶于稀酸的转化为,“高压浸出”时,则“浸出渣”的主要成分为和________(填化学式)。
(3)“逆流萃取”时,铜形成如图所示的配合物,铜易进入有机相的原因可能有_______(填标号)。
a.铜与、形成配位键
b.配位时被还原
c.烃基具有疏水性
d.配合物与水能形成分子间氢键
(4)“沉铅锌”后所得“滤液”中,_________。
(5)“氧化”时,可以适当提高反应温度,但温度过高氧化效率反而会降低,其原因是_________。
(6)“深度沉铁”时,水解得到沉淀的离子方程式为_____________________。测定晶体结构可以采取的方法为_________________。
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。
反应:
步骤:
Ⅰ.向反应管中加入对甲基苯甲醛和丙酮,光照,连续监测反应进程。
Ⅱ.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.加足量稀盐酸酸化,再用乙酸乙酯萃取。
Ⅳ.分离:_______→_______→_______→_______,得目标产物。
回答下列问题:
(1)相比KMnO4作氧化剂,该制备反应的优点有绿色环保、原料来源广泛、成本低,还可减少有机副产物____________(填名称)的生成。
(2)根据反应液的核磁共振氢谱(已去除溶剂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,。反应2 h时,对甲基苯甲醛转化率约为_____(保留至0.1%)。
(3)步骤Ⅱ中使用NaOH溶液的作用是______________________(用离子方程式解释)。
(4)若对甲基苯甲酸在冷水中的溶解性与苯酚相似,判断步骤Ⅲ中加入盐酸已足量的方法为:_______________________________________________________________。
(5)步骤Ⅳ,分离的操作如下,请排序_______。
①减压蒸馏 ②过滤 ③加入无水干燥剂吸水 ④用饱和食盐水洗涤有机层,分液
(6)用同位素示踪法发现目标产物中羧基来源于醛基和。若反应条件为:太阳光,,室温,,5h,则质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为_______。
(7)已知羟醛缩合是增长碳链的常用方法:丙酮中的同样受羰基影响被活化,则对甲基苯甲醛与丙酮发生羟醛缩合反应的产物可能有:_____________________(写一种结构简式即可)。
19. 某药物中间体的合成路线如下图所示。
回答下列问题:
(1)H的分子式为_____________,A→B的化学方程式为_____________________。
(2)B→C的反应类型为___________,生成的有机产物分别为C和_________(填实验式)。
(3)C→D中新增的官能团名称为_________________。
(4)F→G发生还原反应,则F的结构简式为_________________。
(5)下列说法错误的是_____。
a.A分子能与盐酸反应,也能与溶液反应
b.的反应中,的作用可能是消耗,促进反应正向进行
c.E和F使溴水褪色的原理完全相同
d.D分子中所有碳原子可能共平面
(6)A的同分异构体中,同时满足下列条件的有_____种(不考虑立体异构)。
①遇FeCl3溶液显紫色 ②含有硝基且与苯环直接相连
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高二年级化学试卷
本试卷满分100分,考试时间75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 F-19 Ca-40
一、选择题:本题共15个小题,每题只有一个选项符合题意,每小题3分,共45分。
1. 下列与生活相关的叙述中,不涉及化学变化的是
A. 肌肉拉伤,喷“复方氯乙烷”快速镇痛
B. 以甲苯为原料制备的TNT用于采矿
C. 白酒在陈化过程中产生香味
D. 植物油久置产生“哈喇”味
【答案】A
【解析】
【详解】A.复方氯乙烷沸点较低,喷射后汽化吸热使局部温度降低起到镇痛效果,仅发生状态变化,无新物质生成,不涉及化学变化,A正确;
B.以甲苯为原料制备TNT的过程中发生硝化反应,有新物质三硝基甲苯生成,涉及化学变化,B错误;
C.白酒陈化过程中乙醇和有机酸发生酯化反应生成带香味的酯类物质,有新物质生成,涉及化学变化,C错误;
D.植物油久置后被空气中的氧气氧化,生成有异味的物质,有新物质生成,涉及化学变化,D错误;
故选A。
2. 制备乙炔时,可用硫酸铜溶液除去杂质,(未配平),下列有关说法正确的是
A. 基态的价电子轨道表示式:
B. 的VSEPR模型:
C. 乙炔中键的电子云轮廓图:
D. 键角:
【答案】D
【解析】
【详解】A.基态的价电子排布为,轨道无电子,题给轨道表示式不符合该排布,A错误;
B.中P的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,图示三角锥形是的空间构型,B错误;
C.乙炔中键是p轨道“肩并肩”重叠形成,电子云为镜面对称的两块,图示为键的电子云轮廓图,C错误;
D.为正四面体形,键角约,为V形,孤电子对的斥力使键角约为,故键角,D正确;
故选D。
3. 设为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,11.2 L乙烷和丙烯的混合气体中所含碳氢键数为
B. HCHO与新制反应生成时,转移电子数为
C. 与所含电子数均为
D. 与足量反应生成的分子数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准状况下11.2L乙烷和丙烯混合气体的物质的量为0.5mol,每个乙烷和丙烯分子均含有6个碳氢键,因此所含碳氢键数为,A正确;
B.生成1mol 时,Cu元素从+2价降低为+1价,总共得到2mol电子,转移电子数为,B错误;
C.17g -OH的物质的量为1mol,1个-OH含有9个电子,所含电子数为;17g 的物质的量为1mol,1个含有10个电子,所含电子数为,二者电子数不相等,C错误;
D.与的取代反应是连锁反应,会同时生成、、、四种有机产物,因此的分子数小于,D错误;
故答案选A。
4. 下列离子或化学方程式书写正确的是
A. 苯酚钠溶液中通入少量的:
B. 乙炔水化制备乙醛:
C. 制备邻溴甲苯:
D. 合成反式聚1,3-丁二烯:
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯酚的酸性弱于碳酸但强于,因此苯酚钠溶液中通入少量时,反应生成苯酚和,即,A错误;
B.乙炔和水在催化剂、加热条件下发生加成反应生成乙醛,该反应方程式书写正确,B正确;
C.甲苯与在光照条件下发生的是甲基上氢原子的取代反应,若要取代苯环邻位氢需要等作催化剂,该反应产物错误,C错误;
D.图示聚1,3-丁二烯的结构中,双键两侧的亚甲基()位于双键同侧,属于顺式结构,不是反式结构,D错误;
故选B。
5. 下列操作不能达到实验目的的是
A.分离和
B.趁热分离苯甲酸中的泥沙
C.用浓硫酸干燥乙烯
D.萃取碘水中的碘
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.和互溶且沸点差异较大,可通过蒸馏法分离,装置中温度计位置、冷凝水走向均符合蒸馏操作要求,但没有沸石,容易发生暴沸,因此不能达到实验目的,A符合题意;
B.苯甲酸在热水中溶解度大,泥沙不溶于水,趁热过滤可除去泥沙同时避免苯甲酸结晶析出,装置符合过滤操作要求,能达到实验目的,B不符合题意;
C.用浓硫酸干燥乙烯时,洗气装置应“长进短出”,保证气体与浓硫酸充分接触,装置符合要求能达到实验目的,C不符合题意;
D.碘在中溶解度远大于在水中的溶解度,且与水不互溶,可用分液漏斗进行萃取操作,装置正确,能达到实验目的,D不符合题意;
故选A。
6. 下列说法错误的是
A. 形成而形成,因为的价层电子轨道更多且半径更大
B. 聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,因为共价键键能:
C. 液晶既具有液体的流动性,又表现出类似晶体的各向异性
D. 碱性:>,因为甲基是吸电子基团,使原子电子云密度减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.P属于第三周期元素,价层有3s、3p、3d轨道且原子半径更大,有3d轨道空轨道,可形成5个共价键得到;N属于第二周期元素,价层只有2s、2p轨道,没有2d轨道,最多形成3个普通共价键得到,A正确;
B.共价键键能,键更难断裂,因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,B正确;
C.液晶是介于液态和晶态之间的特殊聚集状态,既具有液体的流动性,又表现出类似晶体的各向异性,C正确;
D.甲基是给电子基团,会使N原子电子云密度增大,因此3-甲基吡啶碱性强于吡啶,选项描述的基团效应和电子云密度变化均错误,D错误;
7. 铝离子电池工作时,离子液体电解质中阴离子有、,阳离子为()下列说法错误的是
A. 1 mol EMIM+中含有14 mol σ键
B. 中各原子最外层均达到8电子结构,则其结构式为
C. EMIM+中存在大键,表示为
D. 的空间构型为正四面体形
【答案】A
【解析】
【详解】A.1mol 中,五元环骨架含5mol 键,环上3个C各连1个C-H键共3mol,N与乙基的C-N键1mol,乙基内C-C键1mol、C-H键5mol,N与甲基的C-N键1mol,甲基内C-H键3mol,总键为,A错误;
B.的结构式中,每个Al与4个Cl形成共价键,Al最外层达到8电子结构,端基Cl与1个Al成键、含3对孤对电子,桥连Cl与2个Al成键、含2对孤对电子,所有Cl最外层均达到8电子结构,B正确;
C.的五元环上5个原子均为杂化,未参与杂化的p轨道平行重叠形成大π键,连乙基的N提供2个p电子,其余4个环原子各提供1个p电子,总π电子数为6,大π键表示为,C正确;
D.中心Al的价层电子对数为,无孤电子对,采取杂化,空间构型为正四面体形,D正确;
故选A。
8. 前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。X与Z同主族,且基态X原子中p能级和s能级上的电子数相同。Y、Z同周期,Y位于ⅢA族,W最外层有2个电子。下列说法错误的是
A. 简单氢化物的沸点:
B. 工业上电解冶炼Y单质涉及配合物的使用
C. 和中的化学键类型完全相同
D. 化学键中的离子键成分的百分数:
【答案】C
【解析】
【分析】基态X原子s能级和p能级电子数相等,电子排布为,故X为O;X与Z同主族,Z为S;Y与Z同周期且位于ⅢA族,Y为Al;前四周期主族元素W原子序数大于S、最外层2个电子,W为Ca;
【详解】A.X的简单氢化物为,分子间存在氢键,Z的简单氢化物为,无氢键,沸点,即,A正确;
B.工业上电解熔融冶炼Al,需加入配合物冰晶石降低氧化铝熔点,涉及配合物的使用,B正确;
C.为,含有离子键和非极性共价键;为,仅含极性共价键,化学键类型不完全相同,C错误;
D.成键元素电负性差越大,化学键离子键成分百分数越高:Ca与O电负性差约2.5,Al与S电负性差约1.0,故离子键成分百分数,即,D正确;
故选C。
9. 下列关于晶体的说法正确的是
A. 缺角的明矾晶体在饱和明矾溶液中慢慢变为完美的八面体,体现了晶体的自范性
B. K和Na产生的焰色不同,故晶体类型不同
C. 熔点:干冰;密度:干冰<冰
D. 石墨层与层之间是靠范德华力维系的,所以属于分子晶体
【答案】A
【解析】
【详解】A.晶体的自范性指晶体可自发呈现规则多面体外形的性质,缺角的明矾在饱和明矾溶液中自发形成完美八面体,符合自范性的特征,A正确;
B.K和Na都属于金属晶体,焰色不同是因为二者电子跃迁时释放的光的波长不同,与晶体类型无关,B错误;
C.是共价晶体,干冰是分子晶体,故熔点:干冰的表述正确;但干冰为分子密堆积结构,冰中因氢键作用形成疏松的空间结构,实际密度:干冰>冰,密度表述错误,C错误;
D.石墨层内存在共价键,层间靠范德华力维系,同时存在自由移动的电子,属于混合晶体,并非分子晶体,D错误;
故选A。
10. 一种医药、精细化工中间体G的制备途径如下,下列说法正确的是
A. 反应①②④⑤的原子利用率为100%
B. 环氧乙烷与乙醚互为同系物
C. G中碳原子有3种杂化方式,且G可被氧化为
D. 预测可以发生反应:
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应①和④属于加成反应,原子利用率为100%,反应②有副产物生成,原子利用率不是100%,反应⑤属于氧化脱氢反应,通常伴随水或氢气生成,原子利用率不是100%,A错误;
B.同系物要求结构相似,官能团和数目相同,且相差n个,环氧乙烷是环状结构,乙醚是链状结构,而这结构不相似,不属于同系物,B错误;
C.G中苯环上的6个碳为杂化,与苯环相连的为杂化,中的碳为杂化,中的碳为杂化,故有3种杂化方式,G中可被还原为,因此G可被还原为,C错误;
D.类比反应④,在催化下开环,形成碳正离子中间体,与苯发生傅克烷基化反应,可以发生反应:,D正确;
故答案选D。
11. 下列有关物质结构的描述正确的是
A. 图1为冠醚(18-冠-6)与通过离子键形成的超分子,体现超分子的自组装
B. 图2为某合金原子层之间的相对滑动变难导致合金的硬度变小
C. 图3为金刚石的晶体结构示意图,晶体中每个碳原子被12个六元环共用
D. 图4为两个硅氧四面体形成的简单阴离子,其化学式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.冠醚(18-冠-6)络合K+时,O原子有孤电子对,K+有空轨道,二者之间形成弱配位键,不存在离子键,A错误;
B.合金原子层之间的相对滑动变难,会导致合金的硬度比纯金属大,B错误;
C.金刚石晶体中每个碳原子与4个相邻碳原子形成共价键,任意2个C-C键可参与形成2个六元环,4个C-C键的组合数为,故每个碳原子被个六元环共用,C正确;
D.两个硅氧四面体共用1个顶点氧,Si原子总数为2,O原子总数为7,总电荷为,对应阴离子化学式为,D错误;
故选C。
12. 有机物是合成某植物激素的中间体,结构简式如图所示,下列说法正确的是
A. J含有4种官能团
B. 1 mol J与足量反应,最多消耗
C. J能与浓氢溴酸反应生成卤代烃
D. J发生分子内酯化反应,所得有机产物分子中具有两个六元环
【答案】B
【解析】
【详解】A.J的官能团有酯基、酮羰基、碳碳双键、醇羟基、羧基,共5种,A错误;
B.能与加成的基团为3个碳碳双键、1个酮羰基,羧基和酯基中的羰基不能与加成,故1mol J最多消耗4molH2,B正确;
C.J中含有醇羟基,可与浓氢溴酸发生取代反应,羟基被溴原子取代,但是不能生成卤代烃,C错误;
D.J发生分子内酯化反应时,羧基与醇羟基脱水生成酯,新形成的环为七元环,产物仅含1个六元环,D错误;
答案选B。
13. 立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2-甲基-2-丁醇)存在如图转化关系,下列说法错误的是
A. 的加聚产物可以使的溶液褪色
B. 的同分异构体中,存在顺反异构的只有2-戊烯
C. L的同分异构体中,含1个手性碳原子的有3种
D. M的同分异构体中,能被催化氧化为醛的醇有4种
【答案】A
【解析】
【分析】首先明确起始物M为2-甲基-2-丁醇,结构简式为,M发生消去反应生成分子式为的烯烃N,N与HCl发生加成反应生成氯代烃L,L发生水解反应重新生成M,推导得L的结构为。
【详解】A.N为烯烃,加聚反应后碳碳双键断裂变为单键,加聚产物中无碳碳不饱和键,无法与发生加成反应,不能使的溶液褪色,A错误;
B.N的分子式为,属于烯烃的同分异构体有1-戊烯、2-戊烯、2-甲基-1-丁烯、2-甲基-2-丁烯、3-甲基-1-丁烯,其中仅2-戊烯的双键两端碳原子均连接不同基团,存在顺反异构,B正确;
C.L的分子式为,含1个手性碳原子的同分异构体分别为、、,共3种,C正确;
D.M的分子式为,能被催化氧化为醛的醇需为伯醇,结构满足,其中为丁基,丁基共4种同分异构体,故符合条件的醇共4种,D正确;
故选 A。
14. 下列实验方案不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验方案
A
证明(亮黄色)只有在高浓度的条件下才存在
向溶液中滴加浓盐酸,溶液变为亮黄色,再滴加几滴溶液,溶液的亮黄色变浅
B
检验乙酰水杨酸()发生水解
向乙酰水杨酸中加水振荡后静置,取上层清液滴入适量稀硫酸,加热后,加入适量NaHCO3溶液,振荡,再滴入几滴溶液,溶液显紫色
C
检验1-溴丁烷消去反应的产物
将1-溴丁烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热,将产生的气体通入酸性溶液
D
证明乙醇的极性比水的极性弱
向水溶液中加入95%乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁,析出深蓝色晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.,加浓盐酸浓度升高,平衡右移变黄;滴,消耗,浓度下降,平衡左移,亮黄色变浅,证明高浓度才存在,A不符合题意;
B.乙酰水杨酸水解生成水杨酸(含酚羟基)、乙酸;加稀硫酸加热水解,中和酸,避免酸性干扰显色,酚遇显紫色,证明发生水解,B不符合题意;
C.1-溴丁烷消去用醇溶液加热,挥发出来的气体除烯烃外,还有乙醇蒸气;乙醇具有还原性,也能被酸性氧化使其变色,无法区分是烯烃还是乙醇导致褪色,不能检验消去产物烯烃,C符合题意;
D.易溶于极性强的水,乙醇极性更弱;加入乙醇降低溶剂极性,配合物溶解度减小析出深蓝色晶体,证明乙醇极性比水弱,D不符合题意;
故选C。
15. 近日,科学家研究利用晶体释放出的和脱除硅烷,拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。CaF2的晶胞结构如图所示,该晶胞中和的最近距离为,和半径大小分别为和,下列说法正确的是
A. 半径大小关系为:
B. 图中A处原子分数坐标为,则B处原子分数坐标为
C. 设阿伏加德罗常数的数值为,则晶体的密度为
D. 脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力,脱硅能力:
【答案】B
【解析】
【分析】在晶胞中,根据均摊法,灰色球均在晶胞内部,其数目为个;黑色球分别在晶胞的顶点和面心,其数目为个,由此可知,黑色球为,灰色球为,以此进行分析;
【详解】A.F-的离子半径为133pm,Ca2+的离子半径为100pm,故,A错误;
B.在晶胞中,位于晶胞体对角线的四等分点处,若顶点A坐标为,B靠近顶点,沿x、y、z轴的分数坐标均为,因此B处坐标为,B正确;
C.与的最近距离是晶胞体对角线长度的,设晶胞边长为,则,得;由分析可知,晶胞含4个,密度,C错误;
D.脱硅能力依赖释放自由的能力:阳离子半径越小,对的吸引力越强,越难释放。阳离子半径顺序:,脱硅能力:,D错误;
故选B。
二、非选择题:本题共4个大题,共55分。
16. 、、、、的单质及其化合物应用广泛,回答下列问题。
(1)基态O原子处于最高能级的电子的运动状态有_____种,C、N、F三种元素中第一电离能比O大的有_____种。
(2)具有顺式、反式两种结构:
键角较大的是顺式结构,可能的原因为_____(填标号)。
a.二者氮原子杂化方式不同
b.顺式结构中氮原子上有孤对电子
c.电子对间排斥力:孤对-孤对>孤对-成键>成键-成键
d.顺式结构中氟原子间斥力较大
(3)一种金属富勒烯配合物合成过程如下图所示。
(Ph表示苯基)
已知:烯烃、等因能提供电子与中心原子形成配位键,被称为“配体”。
①内中心P原子用1个3s轨道和_____轨道形成的杂化轨道与C原子形成键。
②每个C60分子中有___________个π电子。
③比较两种π配体与Pt的配位能力大小:C60_____(填“>”、“<”或“=”)。
(4)已知:CrF5的熔点约为,CrF3的熔点约为,分析熔点不同的原因: _________________________________________________________________。
(5)高压不仅会引发物质的相变,也会导致新类型化学键的形成。NaCl晶体在超高压下和Na或Cl2反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体,下图是两种晶体的晶胞示意图:
①X是NaCl在超高压下和_______反应所得的晶体。
②NaCl在熔融状态下才能导电,而超高压下合成的晶体Y固态就可以导电,可能的原因是:____________________________________________________________。
【答案】(1) ①. 4 ②. 2
(2)d (3) ①. 3个3p ②. 60 ③. >
(4)CrF3为离子晶体,熔化时破坏离子键;CrF5为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力
(5) ①. ②. 具有金属晶体的特征,导电性增强
【解析】
【小问1详解】
基态O原子的核外电子排布式为1s22s22p4,p能级为最高能级,则处于最高能级的电子的运动状态有4种;同周期主族元素的第一电离能呈增大趋势,N的最高能级电子处于半充满稳定结构,不易失电子,所以第一电离能反常大于O的,所以C、N、F三种元素中第一电离能比O大的有N和F共2种元素;
【小问2详解】
a.顺式、反式结构中N原子均形成双键,均采用sp2杂化,杂化方式相同,a不符合题意;
b.顺式、反式结构中N原子上均有孤电子对,这不是顺式键角大的原因,b不符合题意;
c.顺式、反式结构中均存在孤电子对对成键之间的排斥力,不是顺式结构键角大的原因,c不符合题意;
d.顺式结构中,两个F原子在双键同侧,F原子之间的斥力较大,会“挤压”N-F成键电子对向外偏移,从而会使顺式结构的键角较大,b符合题意;
【小问3详解】
①的中心P原子与3个苯基中的C原子会形成键,同时还有1对孤电子对,所以P的价层电子对数为4,它需要1个3s轨道和3个3p轨道进行sp3杂化,形成4个sp3杂化轨道,期中3各杂化轨道与C原子形成键,1个杂化轨道容纳孤电子对;
②每个C60分子中有C的价电子数为4,每个C原子形成3个键,剩余1个价电子用于参与离域键,所以60个C原子形成的60各单电子参与大键形成;
③从反应可以看出,C60取代了C2H4与Pt进行配位,可推知,配位能力:C60>C2H4;
【小问4详解】
因为CrF3为离子晶体,熔化时破坏离子键,熔点较高;CrF5为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,所以熔点较低。
【小问5详解】
①根据晶胞图利用均摊法可推知,X中Na位于顶点和体心处,个数为=2个,Cl位于面心处,个数为=6个,所以化学式为NaCl3,化学式中氯原子数比钠原子数多,可知X是NaCl在超高压下和反应所得的晶体;
②利用均摊法可计算Y的Na原子数为=3,氯原子的个数为=1,即化学式为,导电说明有自由移动的离子或电子,结合结论可推知,具有金属晶体的特征,导电性增强。
17. 一种从大洋多金属结核(主要含、、、、、等)中选择性提取金属锰的工艺流程如下。
已知:常温下,,。回答下列问题:
(1)元素在周期表中的位置为_________________,上述涉及的金属元素(和)占据周期表中_______(填数字)个区。
(2)“选择性还原”,主要涉及元素从难溶于稀酸的转化为,“高压浸出”时,则“浸出渣”的主要成分为和________(填化学式)。
(3)“逆流萃取”时,铜形成如图所示的配合物,铜易进入有机相的原因可能有_______(填标号)。
a.铜与、形成配位键
b.配位时被还原
c.烃基具有疏水性
d.配合物与水能形成分子间氢键
(4)“沉铅锌”后所得“滤液”中,_________。
(5)“氧化”时,可以适当提高反应温度,但温度过高氧化效率反而会降低,其原因是_________。
(6)“深度沉铁”时,水解得到沉淀的离子方程式为_____________________。测定晶体结构可以采取的方法为_________________。
【答案】(1) ①. 第六周期第ⅣA族 ②. 4
(2)
(3)ac (4)
(5)温度过高,发生分解
(6) ①. ②. X射线衍射实验
【解析】
【分析】由题给流程可知,向深海多金属结核中加入炭粉选择性还原,将转化为;向还原渣中加入稀硫酸高压浸出,将金属元素转化为硫酸盐,二氧化硅不反应,过滤得到含有二氧化硅、硫酸铅的浸出渣;向浸出液中加入复合萃取剂逆流萃取、分液得到含有铜离子的有机层和萃余液;向有机层中加入硫酸溶液反萃取、分液得到硫酸铜溶液;向萃余液中加入硫化钠溶液沉铅锌,将溶液中的铅离子、锌离子转化为硫化铅、硫化锌沉淀,过滤得到含有硫化铅、硫化锌的滤渣;向滤液中加入过氧化氢溶液,将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,向反应后的溶液中加入一氧化锰,促进溶液中铁离子的水解,将溶液中的铁离子转化为沉淀,过滤得到;滤液经多步处理得到锰单质。
【小问1详解】
元素原子序数为82,位于第六周期第ⅣA族,涉及的金属元素(和)根据它们的电子排布式确定它们所在的区分别为:d区、d区、ds区、ds区、p区、s区,共计占据了4个区;
【小问2详解】
由分析可知,浸出渣的主要成分为和
【小问3详解】
a.根据图示,确实与两个N原子和两个O原子形成了配位键,这使得铜离子被包裹在配位物中,从而可以进入有机相,a正确;
b.观察配合物结构,的氧化态未发生变化,没有发生还原反应,b错误;
c.分子中存在两个长链烃基,这些烃基是疏水的,能够增加整个配合物再有机相中的溶解度,使其更容易进入有机相,c正确;
d.根据图示,配合物内部为分子内氢键而非分子间氢键,若形成分子间氢键,反而会增加水溶性,不利于进入有机相,d错误;
故答案选ac;
【小问4详解】
由溶度积可知,溶液中
【小问5详解】
是一种热稳定较差的物质,受热容易分解为水和氧气,如果温度过高,的分解速率显著加快,导致大量氧化剂在参与氧化反应前就消耗掉了,从而降低了氧化效率,因此 “氧化”时,可以适当提高反应温度,但温度过高氧化效率反而会降低,其原因是:温度过高,发生分解;
【小问6详解】
由分析可知,加入一氧化锰的目的是促进溶液中铁离子的水解,将溶液中的铁离子转化为沉淀,反应的离子方程式为:;X射线衍射法是测定晶体结构最科学的方法,所以测定晶体结构的方法为X射线衍射实验;
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。
反应:
步骤:
Ⅰ.向反应管中加入对甲基苯甲醛和丙酮,光照,连续监测反应进程。
Ⅱ.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.加足量稀盐酸酸化,再用乙酸乙酯萃取。
Ⅳ.分离:_______→_______→_______→_______,得目标产物。
回答下列问题:
(1)相比KMnO4作氧化剂,该制备反应的优点有绿色环保、原料来源广泛、成本低,还可减少有机副产物____________(填名称)的生成。
(2)根据反应液的核磁共振氢谱(已去除溶剂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,。反应2 h时,对甲基苯甲醛转化率约为_____(保留至0.1%)。
(3)步骤Ⅱ中使用NaOH溶液的作用是______________________(用离子方程式解释)。
(4)若对甲基苯甲酸在冷水中的溶解性与苯酚相似,判断步骤Ⅲ中加入盐酸已足量的方法为:_______________________________________________________________。
(5)步骤Ⅳ,分离的操作如下,请排序_______。
①减压蒸馏 ②过滤 ③加入无水干燥剂吸水 ④用饱和食盐水洗涤有机层,分液
(6)用同位素示踪法发现目标产物中羧基来源于醛基和。若反应条件为:太阳光,,室温,,5h,则质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为_______。
(7)已知羟醛缩合是增长碳链的常用方法:丙酮中的同样受羰基影响被活化,则对甲基苯甲醛与丙酮发生羟醛缩合反应的产物可能有:_____________________(写一种结构简式即可)。
【答案】(1)对苯二甲酸
(2)50.0% (3)
(4)将混合物静置,向上层清液中滴加浓盐酸,若无明显现象(或不产生浑浊),则盐酸已足量
(5)④③②① (6)138
(7)
【解析】
【分析】本题是有机合成综合实验,以对甲基苯甲醛在阳光、空气、丙酮体系下绿色氧化制备对甲基苯甲酸为载体,综合考查有机氧化对比、核磁定量计算、酸碱反应离子方程式、实验操作检验、有机物分离提纯流程、同位素质谱分子量、羟醛缩合反应产物七大核心考点;兼顾绿色化学理念、有机实验操作逻辑、同位素示踪原理、醛酮缩合机理,覆盖有机实验定性、定量、机理三大题型,据此分析。
【小问1详解】
强氧化剂酸性高锰酸钾氧化对甲基苯甲醛时,醛基、苯环侧链甲基都会被氧化为羧基,生成二元酸对苯二甲酸;本反应仅选择性氧化醛基,温和条件避免甲基氧化,减少该副产物生成,故答案为对苯二甲酸;
【小问2详解】
反应0 h时,峰a、b、c、d分别代表原料对甲基苯甲醛的醛基H、苯环H、苯环H、甲基H;反应2 h时,峰面积比a:a'=2:1,a为反应物对甲基苯甲醛中醛基氢的峰面积,a'为未反应原料的醛基氢峰面积,由a:a'=2:1可知生成产物的物质的量与剩余原料的物质的量相等,说明转化的对甲基苯甲醛的物质的量为起始总量的,则反应2 h时,对甲基苯甲醛的转化率为;
【小问3详解】
步骤Ⅱ加过量,中和产物对甲基苯甲酸,使其转化为水溶性羧酸盐进入水层;乙酸乙酯萃取除去未反应醛等有机杂质,实现产物与杂质分层分离,故离子方程式为:;
【小问4详解】
将混合物静置,向上层清液中滴加浓盐酸,若无明显现象(或不产生浑浊),则盐酸已足量;
【小问5详解】
萃取分液后的有机层提纯流程:④饱和食盐水洗涤、分液(除去水溶性杂质,降低有机物在水中溶解损失),③加无水干燥,吸收有机层微量水分,②过滤,除去固体干燥剂硫酸钠,①减压蒸馏,低温分离提纯产物,避免高温下羧酸分解,故排序为④③②①;
【小问6详解】
丙酮仅作反应溶剂,其中不进入目标产物;羧基两个氧分别来自原料醛基的与的,质谱分子离子峰采用元素平均相对原子质量计算,对甲基苯甲酸标准相对分子质量,因此质荷比为138;
【小问7详解】
对甲基苯甲醛无,丙酮存在活化,二者发生交叉羟醛缩合;丙酮脱进攻醛羰基,再脱水生成不饱和酮,故结构简式为。
19. 某药物中间体的合成路线如下图所示。
回答下列问题:
(1)H的分子式为_____________,A→B的化学方程式为_____________________。
(2)B→C的反应类型为___________,生成的有机产物分别为C和_________(填实验式)。
(3)C→D中新增的官能团名称为_________________。
(4)F→G发生还原反应,则F的结构简式为_________________。
(5)下列说法错误的是_____。
a.A分子能与盐酸反应,也能与溶液反应
b.的反应中,的作用可能是消耗,促进反应正向进行
c.E和F使溴水褪色的原理完全相同
d.D分子中所有碳原子可能共平面
(6)A的同分异构体中,同时满足下列条件的有_____种(不考虑立体异构)。
①遇FeCl3溶液显紫色 ②含有硝基且与苯环直接相连
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 取代反应 ②.
(3)碳碳双键、醚键 (4)
(5)c (6)10
【解析】
【分析】羧酸和醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应,B的结构简式为;结合C的分子式及D的结构简式,C为乙酰基取代B中氨基上的一个氢原子,C的结构简式为;由(4)问得F→G发生还原反应,醛基被还原为羟基,F的结构简式为;结合F中官能团的位置及E的分子式,可得E的结构简式为。
【小问1详解】
①根据H的结构简式得:H的分子式为;
②A→B的反应为酯化反应,化学方程式为:;
【小问2详解】
①C为乙酰基取代B中氨基上的一个氢原子,反应类型为取代反应;
②被取代的氢原子与反应物剩余部分结合,生成的有机产物为甲醛,实验式为;
【小问3详解】
对比C与D的结构简式,C→D中新增的官能团名称为碳碳双键、醚键;
【小问4详解】
F→G发生还原反应,醛基被还原为羟基,F的结构简式为;
【小问5详解】
A中氨基可与盐酸反应,羧基和酚羟基均能与溶液反应,a正确;的反应为取代反应,的可以中和产物,促进反应正向进行,b正确;E使溴水褪色是加成反应(碳碳双键),F使溴水褪色是氧化反应(醛基被氧化)和取代反应(酚的邻对位取代),原理不同,c错误;D中苯环上的原子、醚键上的原子、碳碳双键上的原子都可以共面,可以通过碳碳单键将所有原子旋转到同一平面,d正确;故选c;
【小问6详解】
A的分子式为,遇溶液显紫色,说明有酚羟基,含有硝基则说明氧原子只用于这两种官能团,剩下的碳骨架为一个苯环和一个甲基,则该化合物是有一个酚羟基、一个硝基和一个甲基作为取代基的苯环,三种不同取代基取代的苯环有10种同分异构体。
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