内容正文:
高二年级下学期第四次阶段总结化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。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;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:苏教版选择性必修2专题3~专题4、选择性必修3。
5.可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Si28 Cu64
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42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. 化学与生产、生活密切相关。下列叙述正确的是
A. 淀粉和纤维素都是多糖,两者互为同分异构体
B. DNA分子两条链上的碱基通过氢键作用配对
C. 在鸡蛋清溶液中加入醋酸铅溶液,蛋白质会发生盐析
D. 工业上可利用油脂在酸性条件下水解制肥皂
2. 下列化学用语表达错误的是
A. 氯仿的分子式:
B. 次氯酸钠的电子式:
C. 分子的球棍模型:
D. 的化学名称:3-甲基-1-戊烯
3. 下列说法正确的是
A. 含有的有机物都属于醇
B. 根据乙醇的质谱图可以判定乙醇中存在羟基
C. 存在顺反异构
D. 用蒸馏的方法可以分离与
4. 人类很早就开始利用含钴矿石制作颜料。K3[Co(NO2)6]是一种黄色颜料,下列说法正确的是
A. K与Co的最外层电子数相同 B. Co在元素周期表中位于ds区
C. 中的O原子与Co形成配位键 D. K3[Co(NO2)6]中Co的配位数为6
5. 下列说法正确的是
A. 等体积的与在光照条件下反应,生成物只有和HCl
B. 乙烯能发生氧化反应,乙烷不能
C. 最多有11个原子共平面
D. 乙炔分子中σ键与π键的个数比为3:2
6. 有机物对烟草花叶病毒的活性具有一定的抑制作用,其结构简式如图所示。下列有关的说法中错误的是
A. 含有三种含氧官能团 B. 能发生水解反应
C. 能与溴水发生取代反应 D. 最多能与发生加成反应
7. 结构决定性质,下列对有关事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
冠醚识别碱金属离子
与碱金属化学性质有关
B
和
是同一种物质
苯分子中不存在单、双键相间结构,两个甲基处于同一化学环境
C
KCl焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃)
与K电子跃迁有关
D
气态氟化氢中存在,而气态氯化氢是HCl
氟的电负性大于氯的电负性,HF分子间形成氢键
A. A B. B C. C D. D
8. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 标准状况下,11.2L苯所含分子数为
B. 28g乙烯所含共用电子对数目为
C. 100g46%的乙醇溶液中含有氧原子数目为
D. 1mol环氧乙烷()中含有极性共价键的数目为
9. 化合物是香料、染料的中间体,其一种合成路线如下:
下列说法错误的是
A. 酸性:
B. 反应③中有碳原子的杂化类型发生变化
C. 反应②的反应类型是取代反应
D. 向溶液中滴加,产生白色沉淀AgCl
10. 已知X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,基态Y原子价层电子排布式为,W与Y同周期,基态W原子s能级电子总数与p能级电子总数相等,由X、Y、Z三种元素组成的共价分子甲(分子式为XYZ)是采矿业常用的浸取剂。下列叙述错误的是
A. 原子半径:
B. W的第一电离能比同周期相邻元素小
C. 甲分子为极性键形成的极性分子
D. 中的Z原子易提供孤电子对与形成配位键
11. 下列实验装置合理且能达到实验目的的是
A.实验室制取乙烯
B.验证乙炔的还原性
C.实验室制备溴乙烷
D.实验室制备乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
12. 下列根据“依据”所进行的推论错误的是
A. 依据(R为烃基或氢),可知水解可生成
B. 依据,可知合成的原料为1,3-戊二烯和2-丁炔
C. 依据,可知的加热产物可发生银镜反应
D. 依据(R、、为烃基),可知
13. SiO2的立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为pm。为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. mol SiO2含Si-O键的数目为
B. Si原子周围最近的O原子形成正四面体结构
C. SiO2晶胞中含个SiO2分子
D. SiO2的密度为
14. 高分子M广泛应用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品,合成路线如图所示:
下列说法正确的是
A. A中碳原子杂化方式相同 B. 试剂a是
C. 化合物B不存在顺反异构体 D. D的核磁共振氢谱只有一组峰
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 低压合成甲醇反应()可助力“碳中和”。回答下列问题:
(1)该反应所涉及的分子中属于非极性分子的是___________(填分子式)。
(2)中心原子杂化类型为___________,与中碳原子的杂化类型___________(填“相同”或“不同”)。
(3)中的键属于___________(填“s-s键”“s-p键”或“p-p键”)。
(4)中各元素电负性由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
易溶于水,原因是___________。
(5)中H—C—H的键角___________(填“>”“<”或“=”)中H—O—H的键角,理由是___________。
16. 对甲基苯甲酸用途广泛,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。
反应原理为。
实验步骤:
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,无水干燥,过滤,蒸去溶剂,得目标产物。
回答下列问题:
(1)相比作氧化剂,该制备反应的优点为绿色环保、减少副产物______(填一种有机物名称)的生成。
(2)步骤Ⅱ中使用乙酸乙酯洗涤的目的是____________。
(3)步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式为____________、____________。
(4)用同位素示踪法确定产物羧基O的来源。丙酮易挥发,为保证气氛,通前,需先使用“循环冷冻脱气法”排出装置中(空气中和溶剂中)的,操作顺序为______(填字母),重复后四步操作数次。
A.①→②→③→①→④ B.①→②→③→④→① C.①→②→④→③→①
同位素示踪结果如下表所示,则目标产物中羧基O来源于醛基和______。
反应条件
质谱检测目标产物相对分子质量
太阳光,,室温,,5h
138
太阳光,空气,室温,,5h
136
(5)若步骤Ⅳ中得到0.124g纯净的目标产物,则本实验中对甲基苯甲酸的产率为______%(结果保留至小数点后一位)。
17. 已知一水合硫酸四氨合铜是一种深蓝色晶体,常用作杀虫剂。回答下列问题:
(1)基态Cu原子核外有______种运动状态不同的电子;1mol四氨合铜配离子中σ键的数目为______(用含的式子表示,为阿伏加德罗常数的值)。
(2)中阴离子的空间结构为______形。
(3)向溶液中加入95%乙醇并用玻璃棒摩擦试管内壁,出现深蓝色晶体,加入95%乙醇的目的是____________。
(4)已知,试从原子结构的角度解释这一反应能够发生的原因:____________。
(5)已知的立方晶胞的结构如图所示。
①该晶体结构中铜原子的配位数是______。
②已知该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则该立方晶胞的参数是______pm。
18. 化合物G是一种药物中间体,其合成路线之一如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是______;盛放A的试剂瓶不适宜长期敞口放置,原因是____________。
(2)D的结构简式为______,G中含氧官能团的名称为______。
(3)A→B的化学方程式为____________,B→C的反应类型为______。
(4)在B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)。
Ⅰ.分子中含有1个手性碳原子;Ⅱ.分子中含有3个甲基;Ⅲ.含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积之比为3:3:3:2:2:1的同分异构体的结构简式为______。
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高二年级下学期第四次阶段总结化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。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;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:苏教版选择性必修2专题3~专题4、选择性必修3。
5.可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Si28 Cu64
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42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. 化学与生产、生活密切相关。下列叙述正确的是
A. 淀粉和纤维素都是多糖,两者互为同分异构体
B. DNA分子两条链上的碱基通过氢键作用配对
C. 在鸡蛋清溶液中加入醋酸铅溶液,蛋白质会发生盐析
D. 工业上可利用油脂在酸性条件下水解制肥皂
【答案】B
【解析】
【详解】A.淀粉和纤维素都是多糖,它们的分子式都可写为,但两者聚合度通常不同,且两者都为混合物,故两者不互为同分异构体,A错误;
B.DNA分子两条链上的碱基通过氢键作用配对连接,B正确;
C.在鸡蛋清溶液中加入醋酸铅溶液,蛋白质会发生变性,C错误;
D.工业上利用油脂在碱性条件下水解制肥皂,D错误;
故选B。
2. 下列化学用语表达错误的是
A. 氯仿的分子式:
B. 次氯酸钠的电子式:
C. 分子的球棍模型:
D. 的化学名称:3-甲基-1-戊烯
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯仿的分子式为,A错误;
B.次氯酸钠中钠离子与次氯酸根之间是离子键,电子式为:,B正确;
C.分子的空间构型为三角锥形,其球棍模型为,C正确;
D.主链上有5个碳原子,碳碳双键在1、2号碳原子上,根据系统命名法,其名称为:3-甲基-1-戊烯,D正确;
故选A。
3. 下列说法正确的是
A. 含有的有机物都属于醇
B. 根据乙醇的质谱图可以判定乙醇中存在羟基
C. 存在顺反异构
D. 用蒸馏的方法可以分离与
【答案】D
【解析】
【详解】A.含有羟基的有机物可能是醇,也可能是酚,A错误;
B.由乙醇的质谱图可以判定乙醇的相对分子质量,但不能判定乙醇中存在羟基,B错误;
C.由结构简式可知,2,3-二甲基-2-丁烯分子中双键碳原子都连有2个甲基,所以不存在顺反异构,C错误;
D.三氯甲烷和四氯化碳互溶且存在沸点差异,所以用蒸馏的方法可以分离三氯甲烷和四氯化碳,D正确;
故选D。
4. 人类很早就开始利用含钴矿石制作颜料。K3[Co(NO2)6]是一种黄色颜料,下列说法正确的是
A. K与Co的最外层电子数相同 B. Co在元素周期表中位于ds区
C. 中的O原子与Co形成配位键 D. K3[Co(NO2)6]中Co的配位数为6
【答案】D
【解析】
【详解】A.K(钾)为第IA族元素,最外层电子数为1;Co(钴)的电子排布为[Ar]3d⁷4s²,最外层(4s)电子数为2,A错误;
B.ds区包括IB和IIB族,而Co属于VIII族,位于d区,B错误;
C.作为配体时,由N原子提供孤对电子与Co形成配位键,而非O原子,C错误;
D.化学式K3[Co(NO2)6]中,6个作为单齿配体,每个提供1个配位原子(N),故Co的配位数为6,D正确;
故选D。
5. 下列说法正确的是
A. 等体积的与在光照条件下反应,生成物只有和HCl
B. 乙烯能发生氧化反应,乙烷不能
C. 最多有11个原子共平面
D. 乙炔分子中σ键与π键的个数比为3:2
【答案】D
【解析】
【详解】A.与的混合气体在光照条件下的取代反应是连锁反应,等体积的与的混合气体在光照下反应,产物有一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氢,A错误;
B.乙烷可以在空气中燃烧,能发生氧化反应,B错误;
C.碳碳双键为平面结构,与碳碳双键直接相连的原子共平面,单键可以旋转,该分子最多有10个原子共平面,如图,C错误;
D.乙炔()分子中σ键(2个C-Hσ键,1个CC中σ键)和π键(2个)个数比为,D正确;
故选D。
6. 有机物对烟草花叶病毒的活性具有一定的抑制作用,其结构简式如图所示。下列有关的说法中错误的是
A. 含有三种含氧官能团 B. 能发生水解反应
C. 能与溴水发生取代反应 D. 最多能与发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.由有机物的结构简式可知,其含氧官能团有醚键、(酚)羟基、酮羰基三种,A项正确;
B.中不含有酰胺基,不能发生水解反应,B项错误;
C.M中含有酚羟基,酚羟基的邻、对位氢原子比较活泼,能与溴水发生取代反应,C项正确;
D.能与发生加成反应的官能团有苯环、酮羰基和碳碳双键,该有机物含有2个苯环、2个羰基和1个碳碳双键,则1mol最多能与发生加成反应,D项正确;
答案选B。
7. 结构决定性质,下列对有关事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
冠醚识别碱金属离子
与碱金属化学性质有关
B
和
是同一种物质
苯分子中不存在单、双键相间结构,两个甲基处于同一化学环境
C
KCl焰色为紫色(透过蓝色钴玻璃)
与K电子跃迁有关
D
气态氟化氢中存在,而气态氯化氢是HCl
氟的电负性大于氯的电负性,HF分子间形成氢键
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.冠醚能识别碱金属离子与冠醚空腔直径和碱金属离子直径适配性有关,与碱金属化学性质无关,A错误;
B.由题意可知,邻二甲苯不存在同分异构体,说明苯分子中不存在单、双键相间结构,两个甲基处于同一化学环境,B正确;
C.氯化钾的焰色为紫色是因为处于较高激发态的电子跃迁到较低激发态或基态时释放能量所致,C正确;
D.氟元素的电负性大于氯元素,氟化氢分子能形成分子间氢键,而氯化氢分子不能形成分子间氢键,所以气态氟化氢中存在二聚氟化氢,而气态氯化氢是氯化氢分子,D正确;
故选A。
8. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 标准状况下,11.2L苯所含分子数为
B. 28g乙烯所含共用电子对数目为
C. 100g46%的乙醇溶液中含有氧原子数目为
D. 1mol环氧乙烷()中含有极性共价键的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.标准状况下,苯是液体,无法根据气体摩尔体积计算其物质的量,A错误;
B.根据乙烯的结构简式可知,每个乙烯分子中含有6对共用电子对,则28 g乙烯(1 mol)所含共用电子对数目为,B正确;
C.100 g 46%的乙醇溶液中乙醇的质量为46 g,物质的量为1 mol,乙醇中含有氧原子数目为,由于溶液中还有水,水中也含有氧原子,因此溶液中氧原子数目大于,C错误;
D.1 mol 环氧乙烷()中含有2 mol C-O和4 mol C-H极性共价键,数目为,D错误;
故选B。
9. 化合物是香料、染料的中间体,其一种合成路线如下:
下列说法错误的是
A. 酸性:
B. 反应③中有碳原子的杂化类型发生变化
C. 反应②的反应类型是取代反应
D. 向溶液中滴加,产生白色沉淀AgCl
【答案】D
【解析】
【详解】A.电负性Cl>H,电负性越强,吸电子能力越强,羧基O-H键越弱,解离出越容易,则酸性:,A项正确;
B.反应③为-CN转化为-COOH,-CN为直线结构,其碳原子为sp杂化,-COOH为平面结构,其碳原子为杂化,B项正确;
C.反应②为-Cl转化为-CN,则反应类型是取代反应,C项正确;
D.不含,不能与反应产生白色沉淀,D项错误;
故选D。
10. 已知X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,基态Y原子价层电子排布式为,W与Y同周期,基态W原子s能级电子总数与p能级电子总数相等,由X、Y、Z三种元素组成的共价分子甲(分子式为XYZ)是采矿业常用的浸取剂。下列叙述错误的是
A. 原子半径:
B. W的第一电离能比同周期相邻元素小
C. 甲分子为极性键形成的极性分子
D. 中的Z原子易提供孤电子对与形成配位键
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,基态Y原子价层电子排布式为,则Y为C元素;W与Y同周期,基态W原子s能级电子总数与p能级电子总数相等,则Z为N元素、W为O元素;X、Y、Z三种元素组成的共价分子的分子式为XYZ,则X为H元素。
【详解】A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则碳原子的原子半径大于氮原子,A错误;
B.同周期元素,从左至右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道处于较稳定的半充满状态,第一电离能大于相邻元素,则氧元素的第一电离能比同周期相邻元素小,B正确;
C.甲的结构式为:H-C≡N,则含有极性键的氢氰酸分子是正负电荷重心不重合的极性分子,C正确;
D.氨分子中的氮原子具有孤对电子,能与空轨道的铜离子形成配位键,D正确;
故选A。
11. 下列实验装置合理且能达到实验目的的是
A.实验室制取乙烯
B.验证乙炔的还原性
C.实验室制备溴乙烷
D.实验室制备乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.温度计测定反应液的温度为170℃,温度计的水银球未在液面下,A错误;
B.乙炔和混有的均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,不能验证乙炔的还原性,B错误;
C.实验室制备溴乙烷,冷凝管的进出水方向错误,应该是下进上出,C错误;
D.酯化反应装置中,导管不能插入饱和碳酸钠溶液的液面以下,以免发生倒吸,D正确;
故选D。
12. 下列根据“依据”所进行的推论错误的是
A. 依据(R为烃基或氢),可知水解可生成
B. 依据,可知合成的原料为1,3-戊二烯和2-丁炔
C. 依据,可知的加热产物可发生银镜反应
D. 依据(R、、为烃基),可知
【答案】B
【解析】
【详解】A.水解生成,互变为,A正确;
B.合成的方法有:①,两种原料分别是2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙炔;②,两种原料分别为2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔,B错误;
C.的加热产物为,含有醛基,可发生银镜反应,C正确;
D.该反应是无α-H的醛的歧化反应,苯甲醛没有α-H,符合反应规律,歧化生成苯甲酸盐和苯甲醇,D正确;
故选B。
13. SiO2的立方晶胞结构如图所示,晶胞参数为pm。为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. mol SiO2含Si-O键的数目为
B. Si原子周围最近的O原子形成正四面体结构
C. SiO2晶胞中含个SiO2分子
D. SiO2的密度为
【答案】B
【解析】
【分析】在晶体中,1个硅原子和紧邻四个氧原子,形成四个共价键,晶胞内硅原子的个数为:顶点:,面上:,体内:4,共8个,根据化学式比例得,O原子有16个;据此作答:
【详解】A.根据分析,1个硅原子形成四个共价键,故1 mol中的数目为4NA,A错误;
B.根据分析,1个硅原子和紧邻四个氧原子形成正四面体结构,B正确;
C.为共价晶体,不存在分子,C错误;
D.根据分析:,D错误;
故答案选B。
14. 高分子M广泛应用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品,合成路线如图所示:
下列说法正确的是
A. A中碳原子杂化方式相同 B. 试剂a是
C. 化合物B不存在顺反异构体 D. D的核磁共振氢谱只有一组峰
【答案】D
【解析】
【分析】根据聚合物M的结构式可知,M的单体为B和,由此可知B为,D为,A分子式C3H4,应为丙炔,则试剂a为。
【详解】A.A为丙炔,碳原子杂化方式包括sp杂化和杂化,A错误;
B.试剂a为甲醇(),B错误;
C.化合物B为,存在顺反异构体,C错误;
D.化合物D为,其结构对称,只含有一种氢原子,则核磁共振氢谱只有一组峰,D正确;
故答案选D。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 低压合成甲醇反应()可助力“碳中和”。回答下列问题:
(1)该反应所涉及的分子中属于非极性分子的是___________(填分子式)。
(2)中心原子杂化类型为___________,与中碳原子的杂化类型___________(填“相同”或“不同”)。
(3)中的键属于___________(填“s-s键”“s-p键”或“p-p键”)。
(4)中各元素电负性由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
易溶于水,原因是___________。
(5)中H—C—H的键角___________(填“>”“<”或“=”)中H—O—H的键角,理由是___________。
【答案】(1)、
(2) ①. sp ②. 不同
(3)键
(4) ①. O>C>H ②. 与水均为极性分子,且可以与水形成氢键
(5) ①. > ②. C、O均为杂化,C无孤电子对,O有2对孤电子对,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力(合理即可)
【解析】
【小问1详解】
非极性分子的正负电荷中心重合。为直线形对称结构,正负电荷中心重合,属于非极性分子。为双原子单质分子,正负电荷中心重合,属于非极性分子。和分子结构不对称,正负电荷中心不重合,属于极性分子。
【小问2详解】
中心原子的价层电子对数为2 + = 2,故杂化类型为sp杂化。中甲基上的原子价层电子对数为4 + = 4,杂化类型为杂化,二者杂化类型不同。
【小问3详解】
分子中两个H原子的1s轨道沿键轴方向重叠形成σ键,属于s-sσ键。
【小问4详解】
电负性随元素周期表中位置变化的规律为同周期主族元素从左到右逐渐增大,同主族元素从上到下逐渐减小。、、的电负性大小为 > > 。易溶于水,是因为与水均为极性分子,且中的可与水分子形成氢键,增强分子间相互作用,提升溶解性。
【小问5详解】
中原子为杂化,无孤电子对。中原子为杂化,有2对孤电子对。根据价层电子对互斥理论,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,因此中的键角大于中的键角。
16. 对甲基苯甲酸用途广泛,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。
反应原理为。
实验步骤:
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,无水干燥,过滤,蒸去溶剂,得目标产物。
回答下列问题:
(1)相比作氧化剂,该制备反应的优点为绿色环保、减少副产物______(填一种有机物名称)的生成。
(2)步骤Ⅱ中使用乙酸乙酯洗涤的目的是____________。
(3)步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式为____________、____________。
(4)用同位素示踪法确定产物羧基O的来源。丙酮易挥发,为保证气氛,通前,需先使用“循环冷冻脱气法”排出装置中(空气中和溶剂中)的,操作顺序为______(填字母),重复后四步操作数次。
A.①→②→③→①→④ B.①→②→③→④→① C.①→②→④→③→①
同位素示踪结果如下表所示,则目标产物中羧基O来源于醛基和______。
反应条件
质谱检测目标产物相对分子质量
太阳光,,室温,,5h
138
太阳光,空气,室温,,5h
136
(5)若步骤Ⅳ中得到0.124g纯净的目标产物,则本实验中对甲基苯甲酸的产率为______%(结果保留至小数点后一位)。
【答案】(1)对苯二甲酸
(2)除去未反应完的,降低对甲基苯甲酸钠在有机层中的溶解度,提高产率
(3) ①. ②.
(4) ①. A ②. 氧气
(5)91.2
【解析】
【分析】0.12g对甲基苯甲醛和1.0mL丙酮在光照条件下与反应,反应基本结束后,得到对甲基苯甲酸,蒸去溶剂丙酮,加入过量稀NaOH溶液,充分反应后,得到对甲基苯甲酸钠,用乙酸乙酯洗涤,弃去有机层,然后用稀盐酸调节水层pH后,对甲基苯甲酸钠重新转化为对甲基苯甲酸,再用乙酸乙酯萃取,用饱和食盐水洗涤有机层,无水硫酸钠干燥,过滤,蒸去溶剂,得纯净的对甲基苯甲酸。
【小问1详解】
若用作氧化剂,对甲基苯甲醛中的醛基和连在苯环上的甲基均被氧化为羧基,得到副产物对苯二甲酸;
【小问2详解】
蒸去溶剂丙酮后,加入过量稀NaOH溶液将对甲基苯甲酸转化为对甲基苯甲酸钠进入水层,则充分反应后,用乙酸乙酯洗涤的目的是除去未反应完的,同时降低对甲基苯甲酸钠在有机层中的溶解度,提高产率;
【小问3详解】
步骤Ⅱ中加入过量稀NaOH溶液将对甲基苯甲酸转化为对甲基苯甲酸钠,步骤Ⅲ中加稀盐酸调节水层,反应的离子方程式为、;
【小问4详解】
丙酮易挥发,为保证气氛,通前,需先使用“循环冷冻脱气法”排出装置中(空气中和溶剂中)的。“循环冷冻脱气法”:反应液中有,关闭阀门,冷冻反应液,然后打开阀门抽气,一段时间后,再关闭阀门,反应液恢复室温,再重复后四步操作数次,故操作顺序为①→②→③→①→④;太阳光、空气、室温、条件下,5h得到的物质相对分子质量为136,而太阳光、、室温、条件下,5h得到的物质相对分子质量为138,说明对甲基苯甲酸中羧基有1个O来源于氧气;
【小问5详解】
0.12g对甲基苯甲醛理论上可生成0.136g对甲基苯甲酸,故本实验对甲基苯甲酸的产率为。
17. 已知一水合硫酸四氨合铜是一种深蓝色晶体,常用作杀虫剂。回答下列问题:
(1)基态Cu原子核外有______种运动状态不同的电子;1mol四氨合铜配离子中σ键的数目为______(用含的式子表示,为阿伏加德罗常数的值)。
(2)中阴离子的空间结构为______形。
(3)向溶液中加入95%乙醇并用玻璃棒摩擦试管内壁,出现深蓝色晶体,加入95%乙醇的目的是____________。
(4)已知,试从原子结构的角度解释这一反应能够发生的原因:____________。
(5)已知的立方晶胞的结构如图所示。
①该晶体结构中铜原子的配位数是______。
②已知该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则该立方晶胞的参数是______pm。
【答案】(1) ①. 29 ②. (2)正四面体
(3)降低溶剂的极性,从而降低的溶解度而析出晶体
(4)的3d能级处于稳定的全充满状态,高温下比更稳定
(5) ①. 2 ②.
【解析】
【小问1详解】
Cu原子序数为29,原子核外每个电子的运动状态均不同,因此有29种运动状态不同的电子;四氨合铜配离子中,每个含3个N−H σ键,与4个形成4个配位σ键,总σ键数为3×4+4=16,因此1 mol配离子中σ键数目为。
【小问2详解】
阴离子为,中心S原子价层电子对数为,无孤电子对,因此空间结构为正四面体形。
【小问3详解】
一水合硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度远小于在水中的溶解度,加入乙醇可降低产物溶解度,促进晶体析出。
【小问4详解】
从原子结构角度,价电子排布为,价电子排布为,3d全充满为更稳定结构,因此高温下CuO易转化为含更稳定的。
【小问5详解】
①晶胞中白球位于晶胞顶点和体心,其数目为,黑球全部在晶胞内,共4个,白球与黑球个数比为2:4=1:2,根据化学式可知,白球为O、黑球为Cu,化合物中原子个数比与配位数比成反比,,则Cu原子的配位数为2;
②一个晶胞中含2个,晶胞质量,设晶胞参数为,则晶胞体积,由得。
18. 化合物G是一种药物中间体,其合成路线之一如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是______;盛放A的试剂瓶不适宜长期敞口放置,原因是____________。
(2)D的结构简式为______,G中含氧官能团的名称为______。
(3)A→B的化学方程式为____________,B→C的反应类型为______。
(4)在B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)。
Ⅰ.分子中含有1个手性碳原子;Ⅱ.分子中含有3个甲基;Ⅲ.含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积之比为3:3:3:2:2:1的同分异构体的结构简式为______。
【答案】(1) ①. 间甲基苯酚(或3-甲基苯酚) ②. A中含酚羟基,易被氧化变质
(2) ①. ②. 酰胺基、醚键
(3) ①. ②. 取代反应
(4) ①. 9 ②.
【解析】
【分析】根据流程,A与2-溴丙烷发生取代反应生成B,B与NaNO2发生反应生成C,C与NH4HS反应生成D,D与乙酸酐[(CH3CO)2O]反应生成E,结合E的结构简式和D的分子式可知,D为;E与F反应生成G,结合E和G的结构简式和F的分子式可知,F为。
【小问1详解】
A的化学名称是间甲基苯酚(或3-甲基苯酚);盛放A的试剂瓶不适宜长期敞口放置,原因是:A中含酚羟基,易被空气中氧气氧化变质;
【小问2详解】
根据分析知,D的结构简式为;G中含氧官能团的名称为酰胺基、醚键;
【小问3详解】
A→B发生取代反应,化学方程式为;B→C的反应类型为取代反应;
【小问4详解】
连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子。在B的同分异构体中,含有手性碳、含有3个甲基、含有苯环的同分异构体有9种,分别为:、、、、、、、、;其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3:3:3:2:2:1的同分异构体的结构简式为。
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