内容正文:
2025学年第二学期期末调研参考资料
高二年级化学学科
本调研资料共8页,20小题,满分100分。建议完成时间:75分钟。
注意事项:
1.作答前,学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、座位号和调研号填写在答题卡相应的位置上。用2B铅笔将学生号、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;不能答在调研资料上。
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.学生必须保持答题卡的整洁,调研结束后,将本调研资料和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子量:H-1 C-12 O-16 Ca-40 Fe-56 Zr-91
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. 清华大学团队利用纳米催化剂实现“人工光合作用”,在光照下将和直接转化为和。下列说法不正确的是
A. 该反应将化学能转化为光能
B. 三原子分子是非极性分子
C. 三原子分子的空间结构是V形
D. 将转化为是“碳中和”的一个重要研究方向
【答案】A
【解析】
【详解】A.该反应在光照条件下发生,是将光能转化为化学能,A错误;
B.为直线形三原子分子,正负电荷中心重合,属于非极性分子,B正确;
C.中心原子价层电子对数为4,含2对孤电子对,空间结构为V形,C正确;
D.将转化为可实现二氧化碳的资源化利用,减少碳排放,是“碳中和”的重要研究方向,D正确;
故选A。
2. 科技点亮历史和未来,下列说法不正确的是
A. 红外光谱鉴定有机物:鉴别乙醇和二甲醚
B. 原子核外电子跃迁释放能量:LED灯光装饰建筑夜景
C. X射线衍射法分析晶体结构:测定竹简的年代
D. 高分子的共轭大键体系传递电荷:研制导电高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.红外光谱可测定有机物的官能团与化学键类型,乙醇含羟基,二甲醚含醚键,二者官能团和化学键有明显差异,可用红外光谱鉴别,A正确;
B.LED灯发光的原理是原子核外电子从高能量激发态跃迁到低能量态时,以光能形式释放多余能量,B正确;
C.X射线衍射法用于分析晶体的结构,测定竹简年代利用的是的衰变规律(碳14测年法),和X射线衍射无关,C错误;
D.共轭大键中的电子可发生离域移动传递电荷,可基于该性质研制导电高分子材料,D正确;
故答案选C。
3. 从古至今,材料一直推动着人类社会的进步。为了根除“白色污染”,科学家们研究出了一种可生物降解的高分子材料——聚乳酸,其结构简式可表示为:。
下列关于聚乳酸的叙述不正确的是
A. 合成聚乳酸的单体是:
B. 生产流程可为:淀粉→葡萄糖→乳酸→聚乳酸
C. 降解过程为:聚乳酸→乳酸→、
D. 可制成生物降解塑料,用于一次性餐具和食品包装
【答案】A
【解析】
【详解】A.聚乳酸是乳酸的缩聚产物,选项给出的3-羟基丙酸不是其单体,A错误;
B.淀粉水解得到葡萄糖,葡萄糖发酵可制乳酸,乳酸发生缩聚反应得到聚乳酸,该生产流程合理,B正确;
C.聚乳酸降解时先水解为乳酸,乳酸最终被微生物分解为和,符合可降解材料的降解过程,C正确;
D.聚乳酸无毒、可生物降解,可制成一次性餐具和食品包装,能够减少白色污染,D正确;
故选A。
4. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 甘油(丙三醇)的分子式: B. 的VSEPR模型:
C. 反-2-丁烯的键线式: D. 二氯乙烷的结构简式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙三醇结构简式为,分子式是,A错误;
B.中心S原子价层电子对数为,含一对孤对电子,VSEPR模型为四面体形,B正确;
C.反-2-丁烯的两个甲基位于碳碳双键的异侧,键线式为,给出的为顺-2-丁烯的键线式,C错误;
D.二氯乙烷有1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷两种同分异构体,仅为1,2-二氯乙烷的结构简式,不能笼统表示二氯乙烷,D错误;
故选B。
5. 下列化学方程式书写不正确的是
A. 乙醇与氢溴酸反应:
B. 乙醛与银氨溶液反应:
C. 苯酚与过量饱和溴水反应:+Br2→↓+HBr
D. 溴乙烷与NaOH的乙醇溶液反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇与氢溴酸反应生成溴乙烷与水,反应的化学方程式为:,A正确;
B.乙醛与银氨溶液反应生成乙酸铵、银、氨气和水,反应的化学方程式为:,B正确;
C.苯酚与过量饱和溴水反应生成三溴苯酚和溴化氢,反应的化学方程式为:+Br2→↓+3HBr,C错误;
D.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液反应生成乙烯、溴化钠和水,反应的化学方程式为:,D正确;
答案选C。
6. 有机物分子中的邻近基团存在相互作用,使其化学性质因结构不同而产生差异。下列事实不能说明该观点的是
A. 甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而苯不能
B. 与醛、酮的相比,羧基中的较难发生加成反应
C. 与乙烯()相比,α-氰基丙烯酸丁酯()室温下即可发生加聚反应
D. 等物质的量的乙二醇和乙醇分别与足量的Na反应,前者生成的多
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲苯中苯环使相连甲基的活泼性增强,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,而苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,说明基团间存在相互影响,A不符合题意;
B.羧基中的羰基受相连羟基的影响,活泼性减弱,比醛、酮的羰基更难发生加成反应,说明基团间存在相互影响,B不符合题意;
C.α-氰基丙烯酸丁酯中的碳碳双键受氰基、酯基的影响活泼性增强,室温即可发生加聚反应,而乙烯的碳碳双键需要催化剂条件才能加聚,说明基团间存在相互影响,C不符合题意;
D.等物质的量的乙二醇和乙醇与足量Na反应生成氢气的量不同,是因为乙二醇含有2个羟基、乙醇只含有1个羟基,是官能团数量差异导致的,不能说明邻近基团的相互影响,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
A.检验1-溴丁烷的消去产物
B.除去乙炔中混有的等杂质
C.制备并收集乙酸乙酯
D.证明苯酚的酸性弱于碳酸
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.1-溴丁烷的消去反应中,挥发的乙醇也具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法检验消去产物1-丁烯,A错误;
B.乙炔能和溴水发生加成反应,会同时消耗待提纯的乙炔,无法除去杂质,B错误;
C.乙醇、乙酸在浓硫酸催化、加热条件下反应生成乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液可溶解乙醇、中和乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度,且导管未插入液面下可防止倒吸,能达到实验目的,C正确;
D.醋酸易挥发,挥发的醋酸也能和苯酚钠反应生成苯酚,无法证明是碳酸与苯酚钠反应,不能验证苯酚酸性弱于碳酸,D错误;
故选C。
8. 下列“酸性比较”及“结构因素”的说法均正确,且具有因果关系的是
选项
酸性比较
结构因素
A
共价键极性:
B
苯酚>乙醇
羟基对苯环有吸电子效应
C
元素电负性:
D
烷基越长推电子效应越大
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.H-Br键长更长、键能更小,更易电离出,因此HCl酸性弱于HBr,酸性比较结论错误,A错误;
B.苯酚酸性强于乙醇的原因是苯环的共轭效应可分散苯酚电离生成的苯氧负离子的负电荷,使苯氧负离子更稳定,并非羟基对苯环有吸电子效应,结构因素描述错误,B错误;
C.元素电负性顺序为,选项给出的电负性顺序错误,C错误;
D.烷基属于推电子基团,烷基越长推电子效应越大,会使羧基中O-H键极性减弱,更难电离出,羧酸酸性越弱,故酸性强于,酸性比较和结构因素均正确且存在因果关系,D正确;
故选D。
9. 学会分类使化学学习事半功倍。下列关于有机化合物的分类正确的是
A. 属于脂环化合物 B. 属于芳香烃
C. 属于链状化合物 D. 属于苯的同系物
【答案】A
【解析】
【详解】A.脂环化合物是有机化学分类通过碳骨架排列不同所得到的一类有机化合物。其分子中含有由3个或者3个以上碳原子连接成的碳环,该分子中属于脂环化合物,A正确;
B.分子中含有氮原子,不属于烃类,B错误;
C.分子中含有碳环,属于环状化合物,C错误;
D.苯环上的取代基不是烷烃基,不属于苯的同系物,D错误;
故选A。
10. 利用如图装置进行实验,点燃酒精灯加热数分钟后,熄灭酒精灯,观察到铜丝有黑红交替的现象,下列说法不正确的是
A. 铜丝在反应中起降低活化能的作用
B. 铜丝由黑变红,说明乙醇被氧化
C. c中试管内液体能使酸性溶液褪色,证明含有乙醛
D. 熄灭酒精灯后b中反应持续进行,说明b中反应放热
【答案】C
【解析】
【分析】装置a中热水水浴加热无水乙醇,使乙醇挥发产生乙醇蒸气,氧气携带乙醇蒸气一同进入硬质玻璃管b,b中加热铜丝,铜先与氧气反应生成黑色氧化铜,氧化铜再和乙醇蒸气发生反应重新生成铜、乙醛与水,铜丝出现黑红交替现象,反应后的混合气体通入冰水浴的装置c冷凝,乙醛、未反应的乙醇蒸气会液化收集在c试管中。
【详解】A.铜丝是乙醇催化氧化反应的催化剂,催化剂的作用是降低反应活化能,A正确;
B.铜丝变黑是Cu被氧化为CuO,变红是CuO与乙醇反应被还原为Cu,该过程中乙醇被氧化为乙醛,B正确;
C.乙醇易挥发,c中试管内液体混有未反应的乙醇,乙醇也具有还原性,可使酸性溶液褪色,无法证明产物含有乙醛,C错误;
D.熄灭酒精灯后b中反应仍能持续进行,说明乙醇的催化氧化为放热反应,反应放出的热量可维持反应继续发生,D正确;
故选C。
11. 丁香挥发油中含丁香色原酮(K)、香草酸(M),其结构简式如下:
下列说法正确的是
A. K中含手性碳原子 B. M中碳原子都是杂化
C. K、M均能与反应 D. K、M共有四种含氧官能团
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图知,K中环上碳原子均为sp2杂化,饱和碳原子均为甲基碳原子,所以不含手性碳原子,A错误;
B.M中环上碳原子和羧基上的碳原子均为sp2杂化,甲基碳原子为杂化,B错误;
C.由于酸性:羧酸>碳酸>苯酚>,所以K中的酚羟基不能与溶液反应,K中不含能与溶液反应的官能团,M中羧基可与溶液反应,C错误;
D.K、M 中共有羟基、醚键、羰基、羧基四种含氧官能团,D正确;
故选D。
12. 氟他胺是一种抗肿瘤药,可由有机物(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,下列说法不正确的是
A. 反应①②均为取代反应 B. 吡啶可提高反应①的原料利用率
C. 反应①中的碳卤键均断裂 D. 在水中的溶解度:吡啶>苯
【答案】C
【解析】
【分析】由流程可知,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.反应①是氨基中的氢原子被酰基取代,反应②是苯环上的氢原子被硝基取代,二者均为取代反应,A正确;
B.反应①生成HCl,吡啶作为有机碱可与HCl反应,使平衡正向移动,提高反应①的原料利用率,B正确;
C.反应①中仅酰氯的C-Cl键断裂,反应物X中的C-F键未发生断裂,并非所有碳卤键均断裂,C错误;
D.吡啶含有N原子,可与水分子形成氢键,苯无法与水形成氢键,因此在水中的溶解度:吡啶>苯,D正确;
故选C。
13. 某化合物分子结构如图所示,其中W、X、Y、Z均为短周期元素,原子序数依次增大,W的一种核素的中子数为0,X和Z同族。下列说法不正确的是
A. 单质氧化性:
B. 原子半径:
C. 电负性:
D. 第一电离能:
【答案】B
【解析】
【分析】W的核素中子数为0,故W为;X成键数为2,最外层6电子,且与Z同主族,结合原子序数顺序,X为,Z为;Y原子序数在和之间,仅形成1个单键,故Y为。
【详解】A.非金属性,对应单质氧化性,符合,A正确;
B.同周期从左到右原子半径减小,故;同主族从上到下原子半径增大,故,原子半径顺序为,即,B错误;
C.电负性同周期从左到右增大、同主族从上到下减小,故,符合,C正确;
D.第一电离能,符合,D正确;
故选B。
14. 元素a~j为短周期主族元素,其第一电离能与族序数的关系如图。下列说法正确的是
A. 最简单氢化物的沸点:
B. 最简单氢化物的键角:
C. 元素d和c的固态二元氧化物均为分子晶体
D. 元素a和b位于周期表的s区,其余元素位于p区
【答案】A
【解析】
【分析】短周期主族元素同周期第一电离能呈增大趋势,第ⅤA族因p轨道半充满,第一电离能大于同周期第ⅥA族,结合横坐标族序数关系可推知:a为、b为、c为、d为、e为、f为、g为、h为、i为、j为;
【详解】A.h、f、e的最简单氢化物分别为、、,和分子间存在氢键,且分子间氢键更强,无氢键,故沸点,即,A正确;
B.d、h、f的最简单氢化物分别为、、,键角分别约为、、,故键角,B错误;
C.d为,其氧化物、固态为分子晶体;c为,其氧化物为共价晶体,不是分子晶体,C错误;
D.s区为第ⅠA、ⅡA族元素,a为、b为,均属于第ⅢA族,位于p区,D错误;
故选A。
15. 含(C)药物可用于治疗心脑血管疾病,四氢合铝酸钠()是制药过程中重要的中间产物,具有强还原性。相关合成过程如下:
下列说法正确的是
A. 含(C)药物可治疗高钠血症的原理是(C)的孔隙大小恰好容纳
B. 可以使用酸性高锰酸钾溶液检验(A)是否完全转化为(B)
C. 乙二醇()可以通过乙烯与水加成反应一步制得
D. 由(E)缩聚而成的蛋白质,可以通过滴加浓硝酸,观察是否变黄来检验
【答案】A
【解析】
【分析】原料四氢合铝酸钠在氢气氛围、恒温釜中与过量乙二醇反应6~8小时得到配合物B;B与有机物R经多步反应生成冠醚类有机物C;甘氨酸转化为,C与F进一步反应生成可络合钠离子的冠醚配合物D,其中有机物C是治疗心脑血管疾病药物的有效成分。
【详解】A.物质C为类似冠醚的环状结构,孔隙大小恰好适配,可通过氧原子的孤对电子与配位结合,降低血液中浓度以治疗高钠血症,A正确;
B.(A)、B、过量的乙二醇均具有还原性,都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法检验A是否完全转化,B错误;
C.乙烯与水发生加成反应只生成乙醇(),无法一步制得乙二醇,C错误;
D.E为甘氨酸,其缩聚产物不含苯环,遇浓硝酸不会发生特征黄色反应,无法用该方法检验,D错误;
故选A。
16. 某种掺杂的晶胞如下图所示,Ca位于晶胞的面心。已知该晶胞为立方晶胞,晶胞中O与的最小间距为,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A. 晶胞的边长为
B. 晶体中每个O周围与其最近的O个数为6
C. 该晶体的密度为
D. 以Ca为顶点的晶胞中,Zr位于晶胞的体心
【答案】D
【解析】
【详解】A.设晶胞的边长为,晶胞中O与的最小间距为体对角线长度的,则,故,A不符合题意;
B.由图可知,O位于晶胞切割而成的8个小立方体的体心,每个O周围与其最近的O个数为6,B不符合题意;
C.根据均摊法,晶胞中的个数为,晶胞中Ca的个数为,晶胞中O的个数为8,由A可知,故该晶体的密度为,C不符合题意;
D.由图可知,在以Ca为顶点的晶胞中,Zr位于晶胞的面心,D符合题意;
故答案选D。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 铁是人体必需的微量元素,也是工业生产中重要的金属材料。铁的化合物在磁性材料、催化剂等领域有广泛应用。回答下列问题:
(1)基态铁原子中,____________。
a.有5个未成对电子
b.有4个不同能级的电子
c.有26种能量不同的电子
d.核外电子共占据15个原子轨道
(2)在元素周期表中,Fe位于第四周期第____________族。基态Fe原子的价层电子排布式为____________。
(3)的沸点远低于的可能原因为____________________。
(4)是一种配合物,其中心离子为____________,配体为____________,配位数为____________。
(5)尿素分子()与形成配离子的硝酸盐俗称尿素铁,既可作铁肥,又可作缓释氮肥。八面体配离子中的配位数为6,碳氮键的键长均相等,则与配位的原子是____________(填元素符号)。
(6)可用作合成氨催化剂,其体心立方晶胞如图所示。
①晶胞中Fe原子的配位数为___________,每个晶胞含有的Fe原子数为___________。
②研究发现,晶胞中阴影所示m、n两个截面的催化活性不同,截面单位面积含有Fe原子个数越多,催化活性越低。m、n截面中,催化活性较低的是___________。
③晶胞的边长为a pm,设为阿伏加德罗常数的值,则其密度的表达式为___________(用含a、的代数式表示)。
【答案】(1)d (2) ①. VIII ②.
(3)为分子晶体,为离子晶体,分子间作用力远弱于离子键
(4) ①. ②. ③. 6
(5)O (6) ①. 8 ②. 2 ③. n ④.
【解析】
【小问1详解】
a.基态Fe原子的价层电子排布式为,3d能级上有4个未成对电子,a错误;
b.基态Fe原子核外电子排布式为,占据1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7个不同能级,b错误;
c.处于不同能级的电子能量不同,共7个不同能级,因此共有7种能量不同的电子,c错误;
d.s能级有1个轨道,p能级有3个轨道,d能级有5个轨道,核外电子共占据个原子轨道,d正确;
故答案选d。
【小问2详解】
Fe的原子序数为26,位于元素周期表第四周期第VIII族,其价层电子排布式为。
【小问3详解】
的沸点较低,说明其属于分子晶体;而的沸点较高,属于离子晶体。分子晶体熔化破坏的是较弱的分子间作用力,离子晶体熔化破坏的是较强的离子键,因此的沸点远低于。
【小问4详解】
在配合物中,外界为,内界配离子为。其中中心离子为,配体为,配位数为6。
【小问5详解】
尿素分子()中N和O原子均有孤电子对。若N原子与配位,则N原子的孤电子对被占用,无法与C=O键形成共轭体系,会导致两个C-N键的环境不同,键长不相等;题目已知碳氮键的键长均相等,说明N原子的孤电子对未参与配位,而是O原子提供孤电子对与配位。
【小问6详解】
① 为体心立方晶胞,体心处的Fe原子与8个顶点处的Fe原子距离最近且相等,故配位数为8;利用均摊法,每个晶胞含有的Fe原子数为。
② m截面为正方形,面积为,含有的Fe原子数为,单位面积含有的Fe原子数为;n截面为矩形,面积为,含有的Fe原子数为,单位面积含有的Fe原子数为。因为,n截面单位面积含有的Fe原子个数更多,根据题意,其催化活性较低。
③ 晶胞的边长为,体积。每个晶胞中含有2个Fe原子,晶胞的质量。则密度。
18. 碳酸丙烯酯()简称PC,是一种无色无臭的易燃液体,具有多种工业用途。目前工业上常选用无水卤化钾(如KI)作催化剂,在150-160℃、5 MPa下,使环氧丙烷(分子式为:)与二氧化碳发生加成反应制得碳酸丙烯酯。
(1)1 mol PC分子中σ键的数目为____________(设为阿伏加德罗常数的值)。
A. B. C. D.
(2)环氧丙烷含有的官能团的名称是____________。
(3)写出该加成反应的化学方程式_________________________________________________________。
(4)实验前装置中需通入一段时间的,其目的和原因分别是_______________________________。
(5)固体催化剂KI使用前需高温干燥,可能的原因是_________________________________。
(6)称取11.6 g环氧丙烷(0.2 mol),在最佳条件下反应,实际得到15.3 g碳酸丙烯酯(摩尔质量)。计算本次实验的产率___________。
(7)制备碳酸丙烯酯还有一种光气法:利用1,2-丙二醇与光气(,又称碳酰氯,有毒)在一定条件下生成碳酸丙烯酯。
与光气法相比,环氧丙烷与二氧化碳合成法的优势为_____________(请从绿色化学角度写出3点)。
【答案】(1)C (2)
醚键 (3)
。
(4)
排尽装置内的空气。
防止加热时易燃的反应物与空气中的氧气混合发生爆炸;同时防止空气中的水蒸气进入反应体系使催化剂 吸水而降低活性(或引起副反应)。
(5)
除去 中的水分,防止催化剂吸水失活(或防止水分在高温下引起环氧丙烷发生水解等副反应)。
(6)
(7)
① 反应物 无毒,而光气有剧毒,原料更安全环保;② 该反应为加成反应,原子利用率为 ,而光气法有副产物 生成;③ 消耗温室气体 ,有利于减缓温室效应(或无副产物 ,不腐蚀设备、不污染环境)。
【解析】
【小问1详解】
1个 双键含有1个键,环内有5个单键(5个键),环外有1个 单键(1个键)和6个 单键(6个键),共13个键。故1 mol PC分子中σ键的数目为,故选C。
【小问2详解】
环氧丙烷()含有的官能团的名称是醚键。
【小问3详解】
环氧丙烷(分子式为:,)与二氧化碳发生加成反应制得碳酸丙烯酯的化学方程式为。
【小问4详解】
题干指出碳酸丙烯酯和环氧丙烷均为易燃液体,在高温高压下遇氧气极易发生爆炸,实验前装置中需通入一段时间的,目的是排尽装置内的空气。
催化剂为无水 ,需避免空气中水分的干扰。故通氮气的原因是防止加热时易燃的反应物与空气中的氧气混合发生爆炸;同时防止空气中的水蒸气进入反应体系使催化剂 吸水而降低活性(或引起副反应)。
【小问5详解】
无水 易吸水潮解,水分不仅会降低催化剂的催化效率,还可能在高温下促使环氧丙烷开环水解生成丙二醇,从而降低目标产物的产率,故固体催化剂KI使用前需高温干燥
【小问6详解】
环氧丙烷()的摩尔质量为 ,实验中 环氧丙烷的物质的量为 。根据加成反应方程式,理论上生成碳酸丙烯酯的物质的量也为 。理论产量 。本次实验的产率 。
【小问7详解】
绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。对比两个反应,环氧丙烷法原料无毒、原子经济性好(原子利用率 )、无污染性副产物,且能消耗温室气体,符合绿色化学的要求。
19. 苯甲酸的结构可表示为,摩尔质量为,可用于合成香料、药物等,它的钠盐是常用的食品防腐剂。苯甲酸在水中的溶解度如下:
温度/℃
25
50
75
溶解度/g
0.34
0.85
2.2
实验室利用高锰酸钾溶液氧化甲苯(沸点111℃)制备苯甲酸(沸点249℃)。
其反应原理为:
将甲苯和溶液加热一段时间后停止反应,按如下流程分离出苯甲酸并回收未反应的甲苯。
(1)请描述甲苯和混合溶液反应前后的颜色变化_____________。
(2)“操作Ⅰ”的名称是_____________,“操作Ⅱ”的名称是_____________。
(3)加入“浓盐酸”的目的是_____________。
(4)“操作Ⅲ”包括一系列操作,依次为蒸发浓缩、_____________、过滤、洗涤、干燥。
(5)若获得的白色固体B不纯,提纯的操作步骤如下。该提纯方法是_____________。
(6)能证明所得白色固体B已洗涤干净的操作和现象是_____________。
(7)苯甲酸产品纯度测定:称取1.220 g苯甲酸产品,配成100 mL苯甲酸的乙醇溶液,移取25.00 mL溶液,用的KOH溶液进行滴定,消耗KOH溶液的体积为24.50 mL。则苯甲酸产品的纯度为_____________(保留三位有效数字)。
【答案】(1)
溶液的紫红色逐渐褪去(或变浅)
(2) ①.
分液 ②.
蒸馏 (3)
将苯甲酸钾转化为苯甲酸,便于苯甲酸结晶析出
(4)
冷却结晶。 (5)
重结晶。 (6)
取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀产生,则说明已洗涤干净
(7)
【解析】
【分析】
【小问1详解】
反应前高锰酸钾溶液为紫红色,反应中被还原为MnO2高锰酸钾被消耗,因此反应后紫红色褪去(或变浅),溶液中产生棕黑色沉淀。
【小问2详解】
操作I分离互不相溶的有机相和水相,对应操作是分液;
有机相中甲苯与杂质沸点差异大,通过蒸馏分离得到甲苯,因此操作II是蒸馏。
【小问3详解】
水相中苯甲酸以苯甲酸钾的形式存在,加入浓盐酸,利用强酸制弱酸,将苯甲酸钾转化为溶解度更小的苯甲酸。
【小问4详解】
苯甲酸溶解度随温度降低显著减小,蒸发浓缩后,冷却结晶即可析出苯甲酸晶体。
【小问5详解】
该操作利用苯甲酸溶解度随温度变化大的特点提纯杂质,该方法是重结晶。
【小问6详解】
苯甲酸晶体表面吸附的杂质含(来自加入的浓盐酸),检验最后一次洗涤液中是否存在即可判断是否洗净,具体方法为取最后一次洗涤液少许于试管中,滴加硝酸酸化的溶液,若无白色沉淀生成,证明已洗涤干净。
【小问7详解】
苯甲酸与KOH按物质的量反应,,苯甲酸质量,纯度:。
【点睛】
20. 过渡金属能催化脱羧偶联反应。一种以1a和为有机原料,分四步合成化合物2a的反应如下(反应条件略)。
(1)请用系统命名法对原料进行命名_____________。
(2)反应①的化学方程式为___________________(注明反应条件)。
(3)反应②的反应类型是_____________,反应③的反应条件是_____________________。
(4)“M”的键线式为____________________。
(5)化合物1a的分子式为_______________________。
(6)化合物1a的芳香族同分异构体3a具有以下特征:
i.苯环上仅有两个邻位取代基;
ii.两个含氧官能团与1a均不相同;
iii.不含过氧键();
iv.核磁共振氢谱中峰的组数及峰面积之比与1a相同。
则3a的结构简式为___________________。
(7)下列说法正确的有____________。
A. 化合物1a是苯甲酸的同系物,具有良好的水溶性
B. 化合物1a分子中有大π键,碳原子采取和杂化
C. 化合物1a分子中所有碳原子不可能位于同一平面
D. 反应④的过程中,有键的断裂和键的形成
【答案】(1)3−溴−2−甲基−1−丙烯
(2)+NaOH+NaBr
(3) ①. 氧化反应 ②. 浓硫酸、加热
(4) (5)
(6)或 (7)BD
【解析】
【分析】在碱性条件下水解生成,发生氧化反应将氧化成M(),与在浓硫酸催化下发生酯化反应生成,与反应生成。
【小问1详解】
含双键的最长碳链为3个碳,编号从双键端开始,得到名称: 3−溴−2−甲基−1−丙烯。
【小问2详解】
反应①是卤代烃的水解取代,条件为水溶液、加热,反应方程式为+NaOH+NaBr。
【小问3详解】
由流程可知,反应②是被氧化为(M为2−甲基丙烯酸),反应类型为氧化反应;反应③是和发生酯化反应生成,反应条件为浓硫酸、加热。
【小问4详解】
M()的键线式为。
【小问5详解】
1a()为邻甲氧基苯甲酸,分子式为:。
【小问6详解】
根据条件:苯环上仅有两个邻位取代基;官能团与1a(醚键、羧基)不同;不含过氧键(−O−O−);核磁共振氢谱中峰的组数及峰面积之比与1a相同,则有一个3H的甲基峰,得到结构式为或。
【小问7详解】
A.1a含醚键和羧基,苯甲酸只含羧基,官能团不同不是同系物,且疏水的苯环占比大,水溶性差,A错误;
B.苯环存在大π键,苯环碳、羧基碳为杂化,甲基碳为杂化,B正确;
C.单键可以旋转,甲氧基的甲基碳可以旋转到苯环平面,所有碳原子可能共面,C错误;
D.反应④为脱羧偶联,过程中存在键断裂和新键形成,D正确;
故答案为:BD。
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2025学年第二学期期末调研参考资料
高二年级化学学科
本调研资料共8页,20小题,满分100分。建议完成时间:75分钟。
注意事项:
1.作答前,学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、座位号和调研号填写在答题卡相应的位置上。用2B铅笔将学生号、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;不能答在调研资料上。
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.学生必须保持答题卡的整洁,调研结束后,将本调研资料和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子量:H-1 C-12 O-16 Ca-40 Fe-56 Zr-91
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. 清华大学团队利用纳米催化剂实现“人工光合作用”,在光照下将和直接转化为和。下列说法不正确的是
A. 该反应将化学能转化为光能
B. 三原子分子是非极性分子
C. 三原子分子的空间结构是V形
D. 将转化为是“碳中和”的一个重要研究方向
2. 科技点亮历史和未来,下列说法不正确的是
A. 红外光谱鉴定有机物:鉴别乙醇和二甲醚
B. 原子核外电子跃迁释放能量:LED灯光装饰建筑夜景
C. X射线衍射法分析晶体结构:测定竹简的年代
D. 高分子的共轭大键体系传递电荷:研制导电高分子材料
3. 从古至今,材料一直推动着人类社会的进步。为了根除“白色污染”,科学家们研究出了一种可生物降解的高分子材料——聚乳酸,其结构简式可表示为:。
下列关于聚乳酸的叙述不正确的是
A. 合成聚乳酸的单体是:
B. 生产流程可为:淀粉→葡萄糖→乳酸→聚乳酸
C. 降解过程为:聚乳酸→乳酸→、
D. 可制成生物降解塑料,用于一次性餐具和食品包装
4. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 甘油(丙三醇)的分子式: B. 的VSEPR模型:
C. 反-2-丁烯的键线式: D. 二氯乙烷的结构简式:
5. 下列化学方程式书写不正确的是
A. 乙醇与氢溴酸反应:
B. 乙醛与银氨溶液反应:
C. 苯酚与过量饱和溴水反应:+Br2→↓+HBr
D. 溴乙烷与NaOH的乙醇溶液反应:
6. 有机物分子中的邻近基团存在相互作用,使其化学性质因结构不同而产生差异。下列事实不能说明该观点的是
A. 甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而苯不能
B. 与醛、酮的相比,羧基中的较难发生加成反应
C. 与乙烯()相比,α-氰基丙烯酸丁酯()室温下即可发生加聚反应
D. 等物质的量的乙二醇和乙醇分别与足量的Na反应,前者生成的多
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
A.检验1-溴丁烷的消去产物
B.除去乙炔中混有的等杂质
C.制备并收集乙酸乙酯
D.证明苯酚的酸性弱于碳酸
A. A B. B C. C D. D
8. 下列“酸性比较”及“结构因素”的说法均正确,且具有因果关系的是
选项
酸性比较
结构因素
A
共价键极性:
B
苯酚>乙醇
羟基对苯环有吸电子效应
C
元素电负性:
D
烷基越长推电子效应越大
A. A B. B C. C D. D
9. 学会分类使化学学习事半功倍。下列关于有机化合物的分类正确的是
A. 属于脂环化合物 B. 属于芳香烃
C. 属于链状化合物 D. 属于苯的同系物
10. 利用如图装置进行实验,点燃酒精灯加热数分钟后,熄灭酒精灯,观察到铜丝有黑红交替的现象,下列说法不正确的是
A. 铜丝在反应中起降低活化能的作用
B. 铜丝由黑变红,说明乙醇被氧化
C. c中试管内液体能使酸性溶液褪色,证明含有乙醛
D. 熄灭酒精灯后b中反应持续进行,说明b中反应放热
11. 丁香挥发油中含丁香色原酮(K)、香草酸(M),其结构简式如下:
下列说法正确的是
A. K中含手性碳原子 B. M中碳原子都是杂化
C. K、M均能与反应 D. K、M共有四种含氧官能团
12. 氟他胺是一种抗肿瘤药,可由有机物(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,下列说法不正确的是
A. 反应①②均为取代反应 B. 吡啶可提高反应①的原料利用率
C. 反应①中的碳卤键均断裂 D. 在水中的溶解度:吡啶>苯
13. 某化合物分子结构如图所示,其中W、X、Y、Z均为短周期元素,原子序数依次增大,W的一种核素的中子数为0,X和Z同族。下列说法不正确的是
A. 单质氧化性:
B. 原子半径:
C. 电负性:
D. 第一电离能:
14. 元素a~j为短周期主族元素,其第一电离能与族序数的关系如图。下列说法正确的是
A. 最简单氢化物的沸点:
B. 最简单氢化物的键角:
C. 元素d和c的固态二元氧化物均为分子晶体
D. 元素a和b位于周期表的s区,其余元素位于p区
15. 含(C)药物可用于治疗心脑血管疾病,四氢合铝酸钠()是制药过程中重要的中间产物,具有强还原性。相关合成过程如下:
下列说法正确的是
A. 含(C)药物可治疗高钠血症的原理是(C)的孔隙大小恰好容纳
B. 可以使用酸性高锰酸钾溶液检验(A)是否完全转化为(B)
C. 乙二醇()可以通过乙烯与水加成反应一步制得
D. 由(E)缩聚而成的蛋白质,可以通过滴加浓硝酸,观察是否变黄来检验
16. 某种掺杂的晶胞如下图所示,Ca位于晶胞的面心。已知该晶胞为立方晶胞,晶胞中O与的最小间距为,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A. 晶胞的边长为
B. 晶体中每个O周围与其最近的O个数为6
C. 该晶体的密度为
D. 以Ca为顶点的晶胞中,Zr位于晶胞的体心
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 铁是人体必需的微量元素,也是工业生产中重要的金属材料。铁的化合物在磁性材料、催化剂等领域有广泛应用。回答下列问题:
(1)基态铁原子中,____________。
a.有5个未成对电子
b.有4个不同能级的电子
c.有26种能量不同的电子
d.核外电子共占据15个原子轨道
(2)在元素周期表中,Fe位于第四周期第____________族。基态Fe原子的价层电子排布式为____________。
(3)的沸点远低于的可能原因为____________________。
(4)是一种配合物,其中心离子为____________,配体为____________,配位数为____________。
(5)尿素分子()与形成配离子的硝酸盐俗称尿素铁,既可作铁肥,又可作缓释氮肥。八面体配离子中的配位数为6,碳氮键的键长均相等,则与配位的原子是____________(填元素符号)。
(6)可用作合成氨催化剂,其体心立方晶胞如图所示。
①晶胞中Fe原子的配位数为___________,每个晶胞含有的Fe原子数为___________。
②研究发现,晶胞中阴影所示m、n两个截面的催化活性不同,截面单位面积含有Fe原子个数越多,催化活性越低。m、n截面中,催化活性较低的是___________。
③晶胞的边长为a pm,设为阿伏加德罗常数的值,则其密度的表达式为___________(用含a、的代数式表示)。
18. 碳酸丙烯酯()简称PC,是一种无色无臭的易燃液体,具有多种工业用途。目前工业上常选用无水卤化钾(如KI)作催化剂,在150-160℃、5 MPa下,使环氧丙烷(分子式为:)与二氧化碳发生加成反应制得碳酸丙烯酯。
(1)1 mol PC分子中σ键的数目为____________(设为阿伏加德罗常数的值)。
A. B. C. D.
(2)环氧丙烷含有的官能团的名称是____________。
(3)写出该加成反应的化学方程式_________________________________________________________。
(4)实验前装置中需通入一段时间的,其目的和原因分别是_______________________________。
(5)固体催化剂KI使用前需高温干燥,可能的原因是_________________________________。
(6)称取11.6 g环氧丙烷(0.2 mol),在最佳条件下反应,实际得到15.3 g碳酸丙烯酯(摩尔质量)。计算本次实验的产率___________。
(7)制备碳酸丙烯酯还有一种光气法:利用1,2-丙二醇与光气(,又称碳酰氯,有毒)在一定条件下生成碳酸丙烯酯。
与光气法相比,环氧丙烷与二氧化碳合成法的优势为_____________(请从绿色化学角度写出3点)。
19. 苯甲酸的结构可表示为,摩尔质量为,可用于合成香料、药物等,它的钠盐是常用的食品防腐剂。苯甲酸在水中的溶解度如下:
温度/℃
25
50
75
溶解度/g
0.34
0.85
2.2
实验室利用高锰酸钾溶液氧化甲苯(沸点111℃)制备苯甲酸(沸点249℃)。
其反应原理为:
将甲苯和溶液加热一段时间后停止反应,按如下流程分离出苯甲酸并回收未反应的甲苯。
(1)请描述甲苯和混合溶液反应前后的颜色变化_____________。
(2)“操作Ⅰ”的名称是_____________,“操作Ⅱ”的名称是_____________。
(3)加入“浓盐酸”的目的是_____________。
(4)“操作Ⅲ”包括一系列操作,依次为蒸发浓缩、_____________、过滤、洗涤、干燥。
(5)若获得的白色固体B不纯,提纯的操作步骤如下。该提纯方法是_____________。
(6)能证明所得白色固体B已洗涤干净的操作和现象是_____________。
(7)苯甲酸产品纯度测定:称取1.220 g苯甲酸产品,配成100 mL苯甲酸的乙醇溶液,移取25.00 mL溶液,用的KOH溶液进行滴定,消耗KOH溶液的体积为24.50 mL。则苯甲酸产品的纯度为_____________(保留三位有效数字)。
20. 过渡金属能催化脱羧偶联反应。一种以1a和为有机原料,分四步合成化合物2a的反应如下(反应条件略)。
(1)请用系统命名法对原料进行命名_____________。
(2)反应①的化学方程式为___________________(注明反应条件)。
(3)反应②的反应类型是_____________,反应③的反应条件是_____________________。
(4)“M”的键线式为____________________。
(5)化合物1a的分子式为_______________________。
(6)化合物1a的芳香族同分异构体3a具有以下特征:
i.苯环上仅有两个邻位取代基;
ii.两个含氧官能团与1a均不相同;
iii.不含过氧键();
iv.核磁共振氢谱中峰的组数及峰面积之比与1a相同。
则3a的结构简式为___________________。
(7)下列说法正确的有____________。
A. 化合物1a是苯甲酸的同系物,具有良好的水溶性
B. 化合物1a分子中有大π键,碳原子采取和杂化
C. 化合物1a分子中所有碳原子不可能位于同一平面
D. 反应④的过程中,有键的断裂和键的形成
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