内容正文:
高二化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64 Zr-91
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分,每小题只有一项符合题目要求。
1. 荆楚文化源远流长,下列文物主要材质为有机高分子的是
A.元青花四爱梅瓶
B.楚国丝绸
C.石家河玉人像
D.曾侯乙编钟
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 轨道表示式违背了泡利原理
B. 的空间结构模型为:
C. 细胞和细胞器的双分子膜的结构示意图:
D. 反-2-丁烯的结构简式为
3. 化学与生活密切相关,下列说法错误的是
A. 聚四氟乙烯有“塑料王”之称,可用于不粘锅内侧涂层
B. 自然界存在的多糖甲壳质是一种来源丰富的可再生资源
C. 液态一氯乙烷汽化时吸收大量热,可用于运动时急性损伤的镇痛
D. 酯在碱性条件下的水解反应称为皂化反应,可用于制皂
4. 下列过程中发生的化学反应,相应方程式错误的是
A. 现代石油化工通过一步反应制备环氧乙烷:2CH2=CH2+O2
B. 向新制Cu(OH)2中滴几滴乙醛溶液:CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COOH+Cu2O↓+H2O
C. 在溶液中加热:
D. 制备聚乙炔:
5. 某玫瑰精油成分之一的结构简式如图,下列说法正确的是
A. 该分子属于脂肪烃衍生物
B. 该分子与足量H2加成后的产物有2个手性碳原子
C. 该分子可发生催化氧化反应生成酮
D. 该分子发生消去反应可能生成3种不同结构的烯烃
6. 下列物质结构或性质对应的解释不正确的是
选项
结构或性质比较
解释
A
乙酸的酸性弱于甲酸
甲基的推电子效应使乙酸中O-H极性减弱
B
乙酰胺在酸性或碱性条件下均能发生水解反应
酸和碱均可与水解产物反应,增大水解程度
C
乙醛羟醛缩合反应的产物是CH3CH=CHCHO而不是CH2=CHCH2CHO
碳碳双键和碳氧双键形成共轭体系,能量更低
D
室温下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1-氯丁烷
三种分子与水分子形成氢键的情况和氢键数目不同
A. A B. B C. C D. D
7. 一种烈性炸药的结构式如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,X、Y、Z同周期,且基态Y原子核外电子有5种空间运动状态。下列说法正确的是
A. 第一电离能:X<Y<Z
B. 氢化物的沸点:X<Y<Z
C. X、Y形成的化合物中可能含有非极性键
D. 该炸药分子中原子均达到8电子稳定结构
8. 下列陈述I与陈述II均正确且具有因果关系的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
A
用植物油萃取溴水中的溴
植物油是有机溶剂,溴易溶于有机溶剂
B
制备乙酸乙酯时加入浓硫酸
浓硫酸常作催化剂和吸水剂
C
麦芽糖属于还原性糖
有甜味、能发生水解反应
D
沸点:对羟基苯甲醛<邻羟基苯甲醛
对羟基苯甲醛的空间对称性好,沸点低
A. A B. B C. C D. D
9. 瑞巴派特是一种治疗胃溃疡的药物,其结构如图所示。下列有关说法错误的是
A. 该物质的分子式为 C19H15ClN2O4
B. 该物质能发生取代、水解、还原、加成等反应
C. 该物质所含官能团种类为4种
D. 1 mol 该物质最多能与4 mol NaOH发生反应
10. 下列装置和操作,能达到相应实验目的的是
A.析出深蓝色晶体
B.分离乙醇和乙酸
C.分离葡萄糖和氯化钠的混合液
D.检验酸性:CH3COOH >H2CO3 >C6H5OH
A. A B. B C. C D. D
11. 制造隐形眼镜的功能高分子材料Q的合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 试剂a为NaOH乙醇溶液
B. Y为乙二醇,可用于生产汽车防冻液
C. Z为 ,sp2和sp3杂化的原子数之比为3:1
D. M→Q的反应为缩聚反应
12. 图示超分子在催化领域具有重要作用,以下说法错误的是
A. 该超分子存在的化学键类型有极性键、非极性键、氢键
B. 该超分子通过氢键完成自组装
C. 该超分子中,中的大键电子参与形成配位键
D. 该超分子酸性弱于
13. 丙酮、苯乙酮等含酮羰基有机物与不同pH的银氨溶液可发生反应,现象如表所示:
丙酮
苯乙酮
银氨溶液(pH=8~9)
无现象
无现象
银氨溶液(pH=11~12)
光亮银镜
灰暗银镜
已知:OH-可促进酮羰基从酮式结构转化为烯醇式结构:。
下列说法错误的是
A. 苯乙酮的银镜现象不明显,可能是苯环导致酮羰基活性降低
B. 两组实验现象不同,说明银离子在碱性较强的环境中氧化性更强
C. 根据表格推测,银氨溶液能通过氧化烯醇式结构生成银镜
D. 碱性环境下存在果糖与葡萄糖的互变,无法通过银镜反应进行鉴别
14. 我国科学家以乙腈为反应溶剂,在可见光下用CuCl2催化芳香醚制得苯酚,其反应原理如图所示。下列说法错误的是
A. 过程②中铜元素的化合价降低
B. 过程中发生了消去反应和水解反应
C. 若以18O2为原料,反应⑧的产物中可得到HCO18OH
D. 总反应方程式为
15. 锆的某种氧化物是重要的催化与能源材料,其晶胞结构如图1所示,该立方晶胞的参数为a pm,阿伏加德罗常数的值为。在高温或氧分压较低时,图1中的Zr4+部分被还原为Zr2+,同时产生氧空位以维持电中性,在这个过程中得到的某一产物的晶胞结构如图2所示。下列说法错误的是
A. 图1晶胞中O原子间的最短距离为
B. 图1晶胞中Zr原子的配位数为8
C. 图2晶胞中Zr4+与Zr2+的个数比为3:1
D. 图1晶体的密度为
二、非选择题:本题共4个大题,共55分。
16. 根据要求,回答下列问题:
(1)下列各组物质中属于同系物的是_______;互为同分异构体的是_______。(填序号)
① CH3CH2OH 和 CH3OCH3 ②C(CH3)4和C4H10 ③和
④和 ⑤与 ⑥与
(2)某烃A结构简式为,则分子中一定共线的碳原子最多有_______个,一定共面的碳原子最多有_______个。
(3)已知,某烯烃B的化学式为C5H10,它与酸性高锰酸钾溶液反应后得到的产物为乙酸和丙酮,则B的结构简式是_______。
(4)某有机物C的结构简式为,其名称为_______。
(5)有机物D的结构简式为,若取等质量的D分别与足量的Na、NaOH、NaHCO3充分反应,理论上消耗这三种物质的物质的量之比为_______。
(6)某有机物E是一种用于治疗贫血的药物,由中间体J合成E的过程中需经历以下三步。
其中试剂1的分子式为C5H7O3N,J生成K为加成反应,则试剂1和L的结构简式分别为_______和_______。
17. 某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴的+2价氧化物及锌和铜的单质。
I.上述金属及其化合物应用广泛,可从废渣中回收利用。试回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价电子排布式为_______,Pb位于元素周期表的_______区。
(2)纳米氧化锌是性能优异的半导体催化剂,为表征纳米ZnO的晶体结构,仪器测得结果如图1所示,所用仪器是____(填字母)。
A. 核磁共振仪 B. 质谱仪 C. 红外光谱仪 D. X射线衍射仪
(3)某含钴配合物的组成为CoCl3·5NH3·H2O,该配合物中钴离子的配位数是6.1 mol该配合物与足量的硝酸银反应生成3 mol AgCl沉淀,则该配合物的配体是_______,NH3分子与钴离子形成配合物后,H-N-H键角会_______(填“变大”“变小”或“不变”),说明理由_______。
II.从该炼锌废渣中提取钴的一种流程如下。
回答下列问题:
(4)“酸浸”步骤中,可提高炼锌废渣浸出率的措施有_______(写出一种)。
(5)“浸出渣”的主要成分为_______(填化学式)。
(6)“氧化”步骤中若Na2S2O8过量会将Co2+氧化为Co3+,写出该反应的离子方程式_______。
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0.12g对甲基苯甲醛和1.0mL丙酮,光照,连续监测反应进程。
Ⅱ.5h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.用稀盐酸调节水层后,再用乙酸乙酯萃取。
Ⅳ.用饱和食盐水洗涤有机层,干燥有机层,过滤,蒸去溶剂,得目标产物0.1224g。
回答下列问题:
(1)相比KMnO4作氧化剂,该制备反应的优点为_______、并减少副产物_______(写出结构简式)的产生。
(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2h时,对甲基苯甲醛转化率约为_______%。
(3)步骤Ⅱ中使用乙酸乙酯洗涤的目的是_______。
(4)①上述实验过程不需要用到的仪器是_______(填名称)。
②结合以上操作,下列说法不正确的是_______。
A.水溶液中加入乙酸乙酯,转移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,如图用力振荡
B.振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C.步骤Ⅲ加入乙酸乙酯萃取后,目标产物在上层
D.步骤Ⅳ干燥有机层可选用无水Na2SO4作干燥剂
(5)步骤Ⅲ中反应的离子方程式为:、_______。
(6)对甲基苯甲酸的产率为_______。
19. 碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一、某同学从基础化工原料乙烯出发,针对二酮H设计了如下合成路线:
回答下列问题:
(1)B也可以在一定条件下生成A,写出B→A的化学方程式_______。
(2)已知:,则X的结构简式为_______。
(3)D的系统命名法称为_____,D的同分异构体中,与其具有相同官能团的有____种(不考虑对映异构),其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9:2:1的结构简式为_______。
(4)E→F的反应类型为_______。
(5)已知:,则G的结构简式为_______。
(6)已知:,H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构,主要产物为I()和另一种α,β-不饱和酮J,J的结构简式为_______。
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高二化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64 Zr-91
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分,每小题只有一项符合题目要求。
1. 荆楚文化源远流长,下列文物主要材质为有机高分子的是
A.元青花四爱梅瓶
B.楚国丝绸
C.石家河玉人像
D.曾侯乙编钟
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.元青花四爱梅瓶主要材质为陶瓷,属于无机非金属材料,不属于有机高分子,A错误;
B.楚国丝绸主要成分为蛋白质,属于天然有机高分子材料,B正确;
C.石家河玉人像主要材质为玉石,属于无机非金属材料,不属于有机高分子,C错误;
D.曾侯乙编钟主要材质为青铜合金,属于金属材料,不属于有机高分子,D错误;
故选B。
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 轨道表示式违背了泡利原理
B. 的空间结构模型为:
C. 细胞和细胞器的双分子膜的结构示意图:
D. 反-2-丁烯的结构简式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.2s轨道内的2个电子自旋方向相同,违背泡利不相容原理(同一原子轨道中最多容纳2个自旋状态相反的电子),A正确;
B.是共价晶体,为空间网状结构,不存在单个小分子,图示为的比例模型,B错误;
C.细胞双分子膜的亲水基应朝向膜两侧的水溶液环境,疏水基朝向双分子层内部,如图,C错误;
D.图示结构中两个甲基在碳碳双键同侧,为顺-2-丁烯,反-2-丁烯的两个甲基应在双键异侧,如图,D错误;
故选A。
3. 化学与生活密切相关,下列说法错误的是
A. 聚四氟乙烯有“塑料王”之称,可用于不粘锅内侧涂层
B. 自然界存在的多糖甲壳质是一种来源丰富的可再生资源
C. 液态一氯乙烷汽化时吸收大量热,可用于运动时急性损伤的镇痛
D. 酯在碱性条件下的水解反应称为皂化反应,可用于制皂
【答案】D
【解析】
【详解】A.聚四氟乙烯化学性质稳定、耐高低温、不粘附,俗称“塑料王”,可用于不粘锅内侧涂层,A正确;
B.甲壳质是广泛存在于甲壳类动物外壳、真菌细胞壁等的多糖,属于来源丰富的可再生资源,B正确;
C.一氯乙烷沸点低,汽化时会吸收大量热量,能使受伤部位快速降温起到镇痛作用,可用于运动急性损伤应急处理,C正确;
D.只有油脂(高级脂肪酸甘油酯)在碱性条件下的水解反应才称为皂化反应,并非所有酯的碱性水解都属于皂化反应,D错误;
故选D。
4. 下列过程中发生的化学反应,相应方程式错误的是
A. 现代石油化工通过一步反应制备环氧乙烷:2CH2=CH2+O2
B. 向新制Cu(OH)2中滴几滴乙醛溶液:CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COOH+Cu2O↓+H2O
C. 在溶液中加热:
D. 制备聚乙炔:
【答案】B
【解析】
【详解】A.工业上乙烯在Ag催化、加热条件下可被氧气直接氧化为环氧乙烷,方程式配平正确,原子守恒,A正确;
B.乙醛与新制加热反应的方程式未配平,正确的反应方程式为,B错误;
C.乙酰胺在碱性溶液中加热发生水解反应,生成乙酸根和氨气,离子方程式书写正确,C正确;
D.乙炔发生加聚反应时碳碳三键断开变为碳碳双键,生成聚乙炔,方程式书写正确,D正确;
故选B。
5. 某玫瑰精油成分之一的结构简式如图,下列说法正确的是
A. 该分子属于脂肪烃衍生物
B. 该分子与足量H2加成后的产物有2个手性碳原子
C. 该分子可发生催化氧化反应生成酮
D. 该分子发生消去反应可能生成3种不同结构的烯烃
【答案】D
【解析】
【详解】A.该分子含六元脂环(环己烯),属于脂环烃衍生物,A错误;
B.手性碳原子的定义是连接4种完全不同的原子或基团的饱和碳原子,该分子与足量H2加成后的产物结构简式为,因此不存在手性碳原子,B错误;
C.与羟基相连的碳原子上没有氢原子,不能被氧化为羰基,C错误;
D.该分子发生消去反应可能生成、、3种不同结构的烯烃,D正确;
答案选D。
6. 下列物质结构或性质对应的解释不正确的是
选项
结构或性质比较
解释
A
乙酸的酸性弱于甲酸
甲基的推电子效应使乙酸中O-H极性减弱
B
乙酰胺在酸性或碱性条件下均能发生水解反应
酸和碱均可与水解产物反应,增大水解程度
C
乙醛羟醛缩合反应的产物是CH3CH=CHCHO而不是CH2=CHCH2CHO
碳碳双键和碳氧双键形成共轭体系,能量更低
D
室温下,在水中的溶解度:丙三醇>苯酚>1-氯丁烷
三种分子与水分子形成氢键的情况和氢键数目不同
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.烷基具有推电子效应,乙酸中甲基的推电子作用使羧基上O-H键的极性减弱,更难电离出,因此酸性弱于甲酸,A正确;
B.乙酰胺水解产物为乙酸和,酸性条件下与反应生成,碱性条件下与乙酸反应生成乙酸根,都能使水解平衡正向移动,增大水解程度,B正确;
C.分子中碳碳双键与碳氧双键相邻,可形成共轭体系,能量更低更稳定,而中两个双键间隔饱和碳原子,无法形成共轭,因此羟醛缩合产物为前者,C正确;
D.1-氯丁烷中Cl原子半径大,电负性不足,无法与水分子形成有效氢键,不存在“与水分子形成氢键”的情况,溶解度差异还与分子极性、憎水基团的影响有关,D错误;
故选D。
7. 一种烈性炸药的结构式如图所示。W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,X、Y、Z同周期,且基态Y原子核外电子有5种空间运动状态。下列说法正确的是
A. 第一电离能:X<Y<Z
B. 氢化物的沸点:X<Y<Z
C. X、Y形成的化合物中可能含有非极性键
D. 该炸药分子中原子均达到8电子稳定结构
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素,X、Y、Z同周期,且基态Y原子核外电子有5种空间运动状态,能够形成3个共价键,因此Y为N元素;X、Y、Z同周期,它们均为第二周期,原子序数递增,结合物质结构中“X可以形成4个共价键,Z形成2个共价键,可知X是C元素;Z是O元素;W的原子序数最小,只形成1个共价键,则W是H元素。
【详解】A.一般情况下,同一周期元素随原子序数的增大,元素的第一电离能呈增大趋势,但由于N元素位于第二周期第VA族,原子核外最外层电子处于轨道的半充满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻元素,故第一电离能大小关系为X<Z<Y,A错误;
B.C的氢化物可以是碳原子数较多的烃类,其沸点可以远高于N、O的氢化物沸点,B错误;
C.C、N元素可形成,结构简式为,可见该物质分子中含有C-C键为非极性键和极性键,C正确;
D.该炸药分子中H原子核外达到2电子稳定结构,D错误;
答案选C。
8. 下列陈述I与陈述II均正确且具有因果关系的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
A
用植物油萃取溴水中的溴
植物油是有机溶剂,溴易溶于有机溶剂
B
制备乙酸乙酯时加入浓硫酸
浓硫酸常作催化剂和吸水剂
C
麦芽糖属于还原性糖
有甜味、能发生水解反应
D
沸点:对羟基苯甲醛<邻羟基苯甲醛
对羟基苯甲醛的空间对称性好,沸点低
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.植物油含有不饱和碳碳双键,可与溴发生加成反应,不能用于萃取溴水中的溴,陈述I错误,A不符合题意;
B.制备乙酸乙酯的反应为可逆反应,浓硫酸作催化剂可加快反应速率,作吸水剂可吸收生成的水促进平衡正向移动,提高乙酸乙酯产率,陈述I和II均正确且存在因果关系,B符合题意;
C.麦芽糖属于还原性糖是因为分子中含有醛基、具有还原性,与有甜味、能发生水解反应无因果关系,C不符合题意;
D.对羟基苯甲醛可形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,故沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛,陈述I和II均错误,D不符合题意;
故选B。
9. 瑞巴派特是一种治疗胃溃疡的药物,其结构如图所示。下列有关说法错误的是
A. 该物质的分子式为 C19H15ClN2O4
B. 该物质能发生取代、水解、还原、加成等反应
C. 该物质所含官能团种类为4种
D. 1 mol 该物质最多能与4 mol NaOH发生反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据结构简式数各原子数目,该物质的分子式为,A正确;
B.该物质含羧基可发生酯化(属于取代)反应,含酰胺基、碳氯键可发生水解反应,含苯环、碳碳双键可与氢气发生加成反应(该反应也属于还原反应),因此能发生取代、水解、还原、加成等反应,B正确;
C.该物质所含官能团为羧基、酰胺基、碳碳双键、碳氯键,共4种,C正确;
D.1 mol 该物质中,羧基消耗1 mol NaOH,2个酰胺基各消耗1 mol NaOH,苯环上的碳氯键水解消耗1 mol NaOH,其水解生成的酚羟基还能消耗1 mol NaOH,总共最多消耗5 mol NaOH,D错误;
故答案选D。
10. 下列装置和操作,能达到相应实验目的的是
A.析出深蓝色晶体
B.分离乙醇和乙酸
C.分离葡萄糖和氯化钠的混合液
D.检验酸性:CH3COOH >H2CO3 >C6H5OH
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向溶液中加入极性弱于水的乙醇,可降低目标晶体的溶解度,能析出深蓝色晶体,A正确;
B.乙醇和乙酸互溶,分液仅能分离不互溶的液体混合物,无法分离二者,B错误;
C.葡萄糖是小分子,氯化钠电离出的、直径均小于半透膜孔径,二者都可透过半透膜,无法用渗析分离,C错误;
D.醋酸具有挥发性,挥发的也能与苯酚钠反应生成苯酚,无法证明酸性强于苯酚,D错误;
故选A。
11. 制造隐形眼镜的功能高分子材料Q的合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 试剂a为NaOH乙醇溶液
B. Y为乙二醇,可用于生产汽车防冻液
C. Z为 ,sp2和sp3杂化的原子数之比为3:1
D. M→Q的反应为缩聚反应
【答案】B
【解析】
【分析】先推导流程中各物质: X(乙烯)与加成得到1,2−二溴乙烷(),1,2−二溴乙烷水解得到二元醇Y,结合最终Q的结构可知Y为乙二醇,再结合M的分子式可得Z为甲基丙烯酸:,Z与乙二醇酯化得到单体M为,M加聚得到高分子Q。对选项逐一分析:
【详解】A.1,2−二溴乙烷转化为乙二醇是卤代烃的水解反应,试剂a应为NaOH水溶液(加热),NaOH乙醇溶液是卤代烃消去反应的条件,A错误;
B.Y为乙二醇,乙二醇凝固点低,是生产汽车防冻液的主要原料,B正确;
C.Z()中,杂化的原子为:双键的2个C、羧基羰基C、羰基O,共4个;杂化的原子为:甲基C、羧基羟基O,共2个,二者比例为,不是,C错误;
D.M含碳碳双键,M→Q是碳碳双键打开的加聚反应,无小分子生成,不是缩聚反应,D错误;
故选B。
12. 图示超分子在催化领域具有重要作用,以下说法错误的是
A. 该超分子存在的化学键类型有极性键、非极性键、氢键
B. 该超分子通过氢键完成自组装
C. 该超分子中,中的大键电子参与形成配位键
D. 该超分子酸性弱于
【答案】A
【解析】
【详解】A.氢键不属于化学键,属于特殊的分子间作用力,因此“化学键类型包含氢键”的说法错误,A错误;
B.该超分子通过羧基之间的氢键实现自组装,氢键是超分子组装的常见作用力,B正确;
C.该物质为二茂铁衍生物,环戊二烯环的大键电子提供孤对电子,与中心Fe形成配位键,C正确;
D.该超分子中羧基的O−H氢都参与形成了分子内氢键,O−H极性被削弱,难以电离出;对比D中的二茂铁二甲酸,二茂铁二甲酸的羧基可正常电离,酸性强,因此该超分子酸性弱于对比物,D正确;
故选A。
13. 丙酮、苯乙酮等含酮羰基有机物与不同pH的银氨溶液可发生反应,现象如表所示:
丙酮
苯乙酮
银氨溶液(pH=8~9)
无现象
无现象
银氨溶液(pH=11~12)
光亮银镜
灰暗银镜
已知:OH-可促进酮羰基从酮式结构转化为烯醇式结构:。
下列说法错误的是
A. 苯乙酮的银镜现象不明显,可能是苯环导致酮羰基活性降低
B. 两组实验现象不同,说明银离子在碱性较强的环境中氧化性更强
C. 根据表格推测,银氨溶液能通过氧化烯醇式结构生成银镜
D. 碱性环境下存在果糖与葡萄糖的互变,无法通过银镜反应进行鉴别
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯乙酮的羰基与苯环直接相连,苯环的共轭效应会降低羰基碳的正电性,使酮羰基活性低于丙酮,因此银镜现象不如丙酮明显,A正确;
B.两组实验现象不同,是因为碱性强(pH=11~12)时,OH-促进酮羰基转化为烯醇式结构,而银氨溶液可以氧化烯醇式结构,并不是银离子的氧化性增强。银氨配离子的氧化性在强碱性条件下并未增强,而是底物的反应活性提高了,B错误;
C.已知OH-促进酮羰基转化为烯醇式结构,且只有在pH=11~12的强碱性条件下才出现银镜,说明银氨溶液是通过氧化烯醇式结构生成银镜的,C正确;
D.在碱性环境中,果糖(酮糖)可以通过酮式-烯醇式互变异构转化为葡萄糖(醛糖),因此也能发生银镜反应,无法用银镜反应鉴别二者,D正确;
故选B。
14. 我国科学家以乙腈为反应溶剂,在可见光下用CuCl2催化芳香醚制得苯酚,其反应原理如图所示。下列说法错误的是
A. 过程②中铜元素的化合价降低
B. 过程中发生了消去反应和水解反应
C. 若以18O2为原料,反应⑧的产物中可得到HCO18OH
D. 总反应方程式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲整体带1个单位负电荷,含1个Cu、3个Cl-,CH3CN为中性,Cu为+2价;乙整体带1个单位负电荷,含1个Cu、2个Cl-,CH3CN为中性,Cu为+1价,过程②是甲转化为乙,Cu化合价从+2降低为+1,A正确;
B.过程⑦中C6H5OCH2OOH脱去水生成甲酸苯酚酯,形成碳氧双键,属于消去反应;过程⑧是甲酸苯酚酯酸性条件下水解生成苯酚和甲酸,属于水解反应,B正确;
C.18O2参与反应后,18O进入甲酸苯酚酯的羰基中,酯酸性水解时断裂酰氧键,羰基的18O保留在甲酸中,得到HC18OOH,C错误;
D.根据整个循环,总反应反应物为苯甲醚和O2,产物为苯酚和HCOOH,催化剂、反应条件均正确,原子守恒配平正确,D正确;
故选C。
15. 锆的某种氧化物是重要的催化与能源材料,其晶胞结构如图1所示,该立方晶胞的参数为a pm,阿伏加德罗常数的值为。在高温或氧分压较低时,图1中的Zr4+部分被还原为Zr2+,同时产生氧空位以维持电中性,在这个过程中得到的某一产物的晶胞结构如图2所示。下列说法错误的是
A. 图1晶胞中O原子间的最短距离为
B. 图1晶胞中Zr原子的配位数为8
C. 图2晶胞中Zr4+与Zr2+的个数比为3:1
D. 图1晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.,图1晶胞中两个O原子间的最短距离为晶胞边长的一半,即,A正确;
B.图1晶胞中O原子填充原子周围的四面体空隙,O原子的配位数是4,根据化学式ZrO2,可知图1晶胞中Zr原子的配位数为8,B正确;
C.设晶胞中Zr4+与Zr2+的个数分别为x、y,图2晶胞中Zr原子数为4,则有,O原子数为5,根据化合价代数和为0,则有,计算可得x=1、y=3,所以图2晶胞中Zr4+与Zr2+的个数比为1:3,C错误;
D.晶体密度,根据均摊法计算,图1晶胞中Zr原子个数为,O原子个数为8,则,D正确;
答案选C。
二、非选择题:本题共4个大题,共55分。
16. 根据要求,回答下列问题:
(1)下列各组物质中属于同系物的是_______;互为同分异构体的是_______。(填序号)
① CH3CH2OH 和 CH3OCH3 ②C(CH3)4和C4H10 ③和
④和 ⑤与 ⑥与
(2)某烃A结构简式为,则分子中一定共线的碳原子最多有_______个,一定共面的碳原子最多有_______个。
(3)已知,某烯烃B的化学式为C5H10,它与酸性高锰酸钾溶液反应后得到的产物为乙酸和丙酮,则B的结构简式是_______。
(4)某有机物C的结构简式为,其名称为_______。
(5)有机物D的结构简式为,若取等质量的D分别与足量的Na、NaOH、NaHCO3充分反应,理论上消耗这三种物质的物质的量之比为_______。
(6)某有机物E是一种用于治疗贫血的药物,由中间体J合成E的过程中需经历以下三步。
其中试剂1的分子式为C5H7O3N,J生成K为加成反应,则试剂1和L的结构简式分别为_______和_______。
【答案】(1) ①. ②⑥ ②. ①
(2) ①. 7 ②. 12
(3) (4)对苯二胺
(5)
(6) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
同系物要求结构相似、分子组成相差个: ②C(CH3)4和C4H10 都是链状烷烃,组成相差一个,属于同系物,⑥中乙二酸和丁二酸均为饱和二元羧酸,官能团种类数目相同,相差2个,属于同系物;同分异构体要求分子式相同结构不同:①中乙醇和二甲醚分子式均为,结构不同,互为同分异构体。
【小问2详解】
乙炔为直线结构,苯环对位碳原子共线,一定共线的碳原子最多有7个,如图;苯环为平面结构,共线一定共面,所以一定共面的碳原子最多有12个,如图或者。
【小问3详解】
根据烯烃氧化断键规则,将产物羰基和羧基去掉氧,双键连接即可,产物乙酸+丙酮,对应原烯烃为2−甲基−2−丁烯,结构简式为。
【小问4详解】
的两个氨基在苯环的对位,所以命名为对苯二胺。
【小问5详解】
Na可与醇羟基、酚羟基、羧基反应,1 mol D共消耗3 mol Na;NaOH可与酚羟基、羧基反应,醇羟基不反应,1 mol D共消耗2 mol NaOH;仅与羧基反应,1 mol D共消耗1 mol ,因此物质的量比为。
【小问6详解】
利用逆推分析,L在碱性条件水解后酸化脱去乙醇生成E,则L的结构简式为;试剂1的分子式为,J生成K为加成反应,K异构化生成L,则试剂1中含,结合L的结构可知试剂1的结构简式为,发生加成反应时,碳氮双键断裂。
17. 某炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴的+2价氧化物及锌和铜的单质。
I.上述金属及其化合物应用广泛,可从废渣中回收利用。试回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价电子排布式为_______,Pb位于元素周期表的_______区。
(2)纳米氧化锌是性能优异的半导体催化剂,为表征纳米ZnO的晶体结构,仪器测得结果如图1所示,所用仪器是____(填字母)。
A. 核磁共振仪 B. 质谱仪 C. 红外光谱仪 D. X射线衍射仪
(3)某含钴配合物的组成为CoCl3·5NH3·H2O,该配合物中钴离子的配位数是6.1 mol该配合物与足量的硝酸银反应生成3 mol AgCl沉淀,则该配合物的配体是_______,NH3分子与钴离子形成配合物后,H-N-H键角会_______(填“变大”“变小”或“不变”),说明理由_______。
II.从该炼锌废渣中提取钴的一种流程如下。
回答下列问题:
(4)“酸浸”步骤中,可提高炼锌废渣浸出率的措施有_______(写出一种)。
(5)“浸出渣”的主要成分为_______(填化学式)。
(6)“氧化”步骤中若Na2S2O8过量会将Co2+氧化为Co3+,写出该反应的离子方程式_______。
【答案】(1) ①. ②. p (2)D
(3) ①. 、 ②. 变大 ③. 分子中N原子有一对孤电子对,形成配合物后,孤电子对与形成配位键,孤电子对变为成键电子对,电子对间的排斥力减小,因此键角变大
(4)粉碎废渣(或适当升高温度、适当增大硫酸浓度、搅拌等任写一种)
(5)、
(6)
【解析】
【分析】湿法炼锌的净化渣(有锌、铅、铜、铁、钴的+2价氧化物及锌和铜的单质),加入硫酸浸出,Co、Zn、Fe、Pb及其氧化物和稀硫酸反应生成硫酸盐,CuO和稀硫酸反应生成CuSO4,Cu、PbSO4难溶于水,过滤后得到的浸出渣为Cu和PbSO4;向滤液中加入Na2S,沉淀铜离子为硫化铜,铜渣为CuS;“氧化”过程中,Na2S2O8将Fe2+氧化为Fe3+;加入Na2CO3调节溶液pH,生成氢氧化铁沉淀;滤液中加入草酸铵,得到草酸钴沉淀,分离得到草酸钴晶体,由此解答;
【小问1详解】
Cu是29号元素,根据构造原理,其基态原子的电子排布式为 ,故价电子排布式为 ;Pb是82号元素,位于第六周期第IVA族,最后填入的电子为p电子,在元素周期表中属于p区;
【小问2详解】
图1横坐标为衍射角,该图为X射线衍射图谱,常用于表征晶体结构,所用仪器为X射线衍射仪,故选D;
【小问3详解】
该配合物与足量硝酸银反应生成沉淀,说明3个氯离子均在外界,不参与配位,由于钴离子的配位数为6,故配体为5个和1个;分子中N原子存在一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用较大,形成配合物后,孤电子对与形成配位键,孤电子对变为成键电子对,排斥力减小,故H-N-H键角变大;
【小问4详解】
提高固体在液体中浸出率的常见动力学措施有:将固体粉碎以增大接触面积、适当升高温度、适当增大酸的浓度、搅拌等;
【小问5详解】
废渣中含有锌、铅、铜、铁、钴的+2价氧化物及锌和铜的单质。加入稀硫酸后,铅的氧化物()转化为难溶的沉淀,铜单质不与稀硫酸反应,而其他金属氧化物及锌单质均溶于稀硫酸(后续有沉铜步骤,说明溶液中仍有,未被锌完全置换),故浸出渣的主要成分为不溶的和;
【小问6详解】
具有强氧化性,过量时会将氧化为,自身被还原为 ,根据电荷守恒和原子守恒,该反应的离子方程式为。
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0.12g对甲基苯甲醛和1.0mL丙酮,光照,连续监测反应进程。
Ⅱ.5h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.用稀盐酸调节水层后,再用乙酸乙酯萃取。
Ⅳ.用饱和食盐水洗涤有机层,干燥有机层,过滤,蒸去溶剂,得目标产物0.1224g。
回答下列问题:
(1)相比KMnO4作氧化剂,该制备反应的优点为_______、并减少副产物_______(写出结构简式)的产生。
(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2h时,对甲基苯甲醛转化率约为_______%。
(3)步骤Ⅱ中使用乙酸乙酯洗涤的目的是_______。
(4)①上述实验过程不需要用到的仪器是_______(填名称)。
②结合以上操作,下列说法不正确的是_______。
A.水溶液中加入乙酸乙酯,转移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,如图用力振荡
B.振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C.步骤Ⅲ加入乙酸乙酯萃取后,目标产物在上层
D.步骤Ⅳ干燥有机层可选用无水Na2SO4作干燥剂
(5)步骤Ⅲ中反应的离子方程式为:、_______。
(6)对甲基苯甲酸的产率为_______。
【答案】(1) ①. 绿色环保 ②.
(2)
(3)除去未反应的对甲基苯甲醛
(4) ①. 蒸发皿 ②. AB
(5) (6)
【解析】
【小问1详解】
KMnO4作氧化剂,可将氧化成对苯二甲酸(),以空气中的氧气作氧化剂,既绿色环保,又能减少副产物对苯二甲酸的产生。
【小问2详解】
0h时,a为对甲基苯甲醛的醛基氢,符合峰面积比,恰好对应对甲基苯甲醛中H原子的数目比;已知,即2h时剩余醛基为初始的,故转化率为。
【小问3详解】
对甲基苯甲酸与NaOH反应生成对甲基苯甲酸钠,溶于水层;未反应的对甲基苯甲醛易溶于乙酸乙酯,用乙酸乙酯洗涤可除去。
【小问4详解】
①整个过程涉及蒸馏(需蒸馏烧瓶)、萃取分液(需分液漏斗、烧杯、玻璃棒)、过滤(需普通漏斗),无蒸发操作,不需要蒸发皿。
②A.振荡分液漏斗时,需将分液漏斗倒转过来振荡,A错误;
B.放气时需打开分液漏斗下端活塞放气,不是打开上口玻璃塞,B错误;
C.乙酸乙酯密度小于水,有机层在上层,目标产物在乙酸乙酯中,故在上层,C正确;
D.无水是常用的有机相干燥剂,D正确;
故选AB。
【小问5详解】
对甲基苯甲酸根与氢离子生成对甲基苯甲酸,反应方程式为。
【小问6详解】
(对甲基苯甲醛),理论生成对甲基苯甲酸,(理论),产率。
19. 碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一、某同学从基础化工原料乙烯出发,针对二酮H设计了如下合成路线:
回答下列问题:
(1)B也可以在一定条件下生成A,写出B→A的化学方程式_______。
(2)已知:,则X的结构简式为_______。
(3)D的系统命名法称为_____,D的同分异构体中,与其具有相同官能团的有____种(不考虑对映异构),其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9:2:1的结构简式为_______。
(4)E→F的反应类型为_______。
(5)已知:,则G的结构简式为_______。
(6)已知:,H在碱性溶液中易发生分子内缩合从而构建双环结构,主要产物为I()和另一种α,β-不饱和酮J,J的结构简式为_______。
【答案】(1)CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O
(2)CH3COCH3
(3) ①. 2-甲基-2-丁醇 ②. 7 ③.
(4)氧化反应 (5)
(6)
【解析】
【分析】A发生加成反应生成B,B和镁单质在无水乙醚作用下转化为C,C转化为含有羟基的D,D发生消去反应引入碳碳双键生成E,E通过氧化反应引入2个羟基得到F,参考D→E反应,F在氧化铝催化下发生消去反应生成G,G的结构为,G和发生D-A加成反应生成H,据此分析。
【小问1详解】
溴乙烷生成乙烯,发生消去反应,B→A的化学方程式为CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O;
【小问2详解】
根据已知方程式并观察D的结构,碳原子除了连接羟基和乙基,还连接了两个甲基,乙基是C上的结构,所以X应该是羰基连接了两个甲基,即CH3COCH3;
【小问3详解】
D的官能团是羟基,主链长度为4个碳,羟基和甲基在2号碳上,所以D的系统命名法称为2-甲基-2-丁醇;D的分子式为C5H12O,与其具有相同官能团则含有羟基,首先确定碳链再确定羟基位置,有,共计 8种,除去其本身,则有7种(不考虑对映异构);;其中核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为9:2:1,则含3个甲基,结构简式为;
【小问4详解】
E→F的反应是碳碳双键在碱性高锰酸钾条件下,两端各加上一个羟基生成邻二醇的反应,属于氧化反应;
【小问5详解】
G和发生已知信息的加成反应生成H,结合已知结构简式得G的结构简式为;
【小问6详解】
该反应为羟醛缩合反应,H中上面的羰基和下面的甲基缩合得到产物I,若是下面的羰基和上面的甲基缩合可以得到J为。
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