内容正文:
2025~2026学年第二学期高二期末监测
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意:1.将答案写在答题卡上。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 F-19
一、选择题(14小题,每题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学推动科技进步和社会发展。下列说法正确的是
A. 利用合成的脂肪酸属于有机高分子
B. 冠醚能识别碱金属离子体现了超分子的自组装特征
C. 量子通信材料螺旋碳纳米管、石墨烯等纳米材料属于胶体
D. 医用胶结构中的氰基可以与人体蛋白质形成氢键,从而表现出强黏合性
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 乙炔的电子式:
B. 聚丙烯的链节:
C. SiO2的填充模型:
D. 甲烷中的C-Hσ键的形成示意图:
3. 奥司他韦对流行性感冒有治疗和预防作用,其分子结构如图。下列说法正确的是
A. 奥司他韦的分子式为
B. 奥司他韦分子中有4个手性碳原子
C. 奥司他韦分子中有5种官能团
D. 1 mol奥司他韦最多可与发生加成反应
4. 下列实验操作正确且能达到对应实验目的的是
A.用毛皮摩擦过的橡胶棒判断分子的极性
B.证明生成物中有1-丁烯
C.检验M中是否含有酚羟基
D.证明淀粉发生了水解
A. A B. B C. C D. D
5. 设NA表示阿伏加德罗常数的值。根据已知结构判断下列说法错误的是
A. 18 g冰中含氢键数目为2NA
B. 1 mol雌黄(As2S3)的孤电子对数为8NA
C. 720 gC60晶体中含有0.25NA个晶胞结构单元
D. 12 g石墨烯中含C-C数目为3NA
6. 下列叙述对应的反应方程式正确的是
A. 丙烯醛()与足量溴水反应:
B. 蚁醛与足量银氨溶液混合共热:
C. 乙二酸与乙二醇酯化成环反应:HOOC-COOH+HOCH2-CH2OH+2H2O
D. 向溶液中加入少量硝酸银溶液:[Co(NH3)5Cl]2++2Cl−+3Ag+=[Co(NH3)5]3++3AgCl↓
7. 制备无机OLED空穴传输材料用到的二聚化合物结构如图。X、Y、Z、M是原子序数依次增大的前四周期元素,基态Y原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子总数多1,X的核电荷数等于Z的最外层电子数,X、Y、Z三者的核外电子层数之和与未成对电子数之和相等,M2+的价电子数为9。下列说法错误的是
A. 简单离子半径:Z>Y
B. 原子的电负性:Y>Z>M
C. 最简单氢化物的键角:Z<Y<X
D. 最高价氧化物的熔点:M>X>Z
8. Y是合成香料、医药及染料的重要中间体,由X合成Y的方法如下:下列说法正确的是
A. 能用FeCl3溶液鉴别X、Y
B. 物质Y中所有碳原子可能共平面
C. 制备过程中发生的反应类型有加成反应、消去反应
D. 1 mol物质Y最多能消耗Br2和NaOH的物质的量之比为3:2
9. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选项
实例
解释
A
HF的相对分子质量测定值大于20
HF通过配位键形成了缔合分子
B
聚乳酸可降解
酯基可发生水解
C
立方BN晶体硬而脆
立方BN晶体是共价晶体,且共价键具有方向性,受到外力时,会发生原子错位
D
聚乙炔在掺杂状态下具有较高的电导率
碳原子为sp2杂化可形成共轭长链
A. A B. B C. C D. D
10. 烯烃进行加成反应的一种机理如下:
已知:丙烯与HBr水溶液反应:或
下列说法错误的是
A. 卤化氢与乙烯反应的活性:HBr>HI
B. 乙烯可与HClO反应,过程中存在中间体
C. 丙烯与HBr反应的中间体稳定性:
D. 丙烯与HBr反应的水溶液加入少量的氯化钠,产物中会存在
11. 环己烯为重要的化工原料,实验室常用环己醇制备的流程如下:
下列说法错误的是
A. 操作1、操作2分别是分液、蒸馏
B. 可能生成环己酮()、磷酸酯等副产物
C. 由核磁共振氢谱可知产物中含有杂质
D. 与浓硫酸相比,选用浓磷酸作催化剂可减少反应物碳化和污染性气体产生
12. 有两种同分异构体。其中顺铂是一种常见的抗癌药物,其抗癌机理如下。下列说法中正确的是
A. 中Pt的杂化方式为
B. 与Pt(Ⅱ)的配位能力:NH3<鸟嘌呤<H2O<Cl-
C. 鸟嘌呤没进行碱基互补配对说明配位键比氢键强度大
D. 推测反铂也能发生此转化,也有抗癌活性
13. 常温常压下,Li和N2反应生成的α-Li3N具有高度离子导电性。α-Li3N由a、b两层构成,其a、b层及晶体结构如图。(已知:)
下列说法错误的是
A. 相邻Li与N间的作用力:层间<层内
B. N周围最近且等核间距的Li数目为2
C. 每生成1molα-Li3N,转移3 mol电子
D. α-Li3N的晶体类型为离子晶体
14. 利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化反应机理如图,下列说法正确的是
A. Ⅰ和Ⅴ互为同系物
B. 该过程在X和Ⅵ的催化下完成
C. Ⅲ的二氯代物有6种(不考虑立体异构)
D. 若原料Ⅲ用,则产物Ⅴ为
二、非选择题(4小题,共58分)
15. 青铜是我国最早使用的合金,它主要由铜和锡熔合而成。
(1)同周期的元素中,与铜最外层电子数相同的元素有_____种,锡在周期表分区中属于____区。
(2)下列状态的Cu微粒中,失去最外层一个电子所需能量最大的是_________(填标号)。由D状态变为B状态产生的光谱为_________(填“吸收”或“发射”)光谱。
A. B. C. D.
(3)已知纯铜的熔点是1083℃,布氏硬度为35 HB(数值越大,硬度越大),青铜器的熔点和硬度可能是_________。
A. 800℃,71 HB B. 800℃,30 HB C. 1200℃,30 HB D. 1200℃,71 HB
(4)铜锈可分为无害锈()与有害锈(、)。无害锈能形成致密的薄膜,阻止锈蚀反应进一步发生;有害锈结构疏松,易导致锈蚀向内蔓延,加快青铜器的锈蚀速率。BTA()是一种常用的铜缓蚀剂,可在铜表面形成致密的配位型高聚物膜,用于修复青铜器。过程示意图如下:
①1 mol BTA中σ键的数目为_________。
②中空间构型为_________。
③BTA()为平面形分子,氮原子电子云密度越大碱性越强,BTA中碱性较强的氮原子是_________(填“a”或“b”)。
④目前修复青铜器使用最普遍的是BTA法,结合以上信息分析原因_________。
16. 金属-有机框架材料(MOFs)是由含金属的节点与有机连接体构筑形成的一种材料,具有空间立体网状结构,在气体存储、分离领域具有潜在应用价值。
(1)MOF-5是一种典型的金属有机框架材料,其制备方法如下。
①基态Zn2+的价电子轨道表示式是_________。
②BDC的分子式是_________。
③组成DMF的第二周期元素中,元素的第一电离能由大到小的顺序是_________。
(2)MOF-5晶体的立方体结构晶胞如图。
①MOF-5中每个周围与它最近且距离相等的有_________个。
②MOF-5晶体的密度为,和的摩尔质量分别为和,阿伏加德罗常数为,该晶胞的棱长为_________nm。
(3)研究发现MOFs材料的热稳定性与金属阳离子所带电荷及其尺寸有关。将MOF-5中的Zn2+替换为Al3+,材料的热稳定性显著提升。从微粒间作用的角度解释原因_________________________。
(4)某种金属有机框架MOF中的SIFSIX-3-Cu材料可选择性吸附CO2,原理如图所示。
该材料能吸附CO2而不能吸附CO可能的原因是_________。
17. 芳香烃A是基本有机化工原料,由A制备高分子E和医药中间体K的合成路线(部分反应条件略去)如下图所示:
已知:ⅰ.RCHO
ⅱ. (苯胺,易被氧化)
ⅲ.RCH=CHCHO(酮类也有类似性质)
(1)有机物F的化学名称是_________,H中所含官能团的名称是___________。
(2)反应②的化学方程式为___________________________。
(3)反应③经过两步反应生成D:,有机物M结构简式是_________。
(4)反应⑦的反应类型为_________,其作用是________________。
(5)反应⑨的条件是_____________。
(6)聚对苯甲酰胺(PBA)是高性能纤维,可用有机物I的水解产物之一自缩聚生成,生成PBA的化学方程式为________________________。
(7)有机物K满足下列条件的同分异构体有_________种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应;
②能与FeCl3溶液发生显色反应;
③只有3种官能团且不含N-Br。
18. 乙酸香叶酯是一种有玫瑰和薰衣草香气的液体。某小组同学在实验室中利用香叶醇()和乙酸反应制取乙酸香叶酯。相关物质信息如表所示:
物质
相对分子质量
形态
密度/(g/cm3)
沸点
溶解性
香叶醇
154
无色至黄色油状液体
0.89
溶于乙醇、乙醚,微溶于水
乙酸香叶酯
196
无色至淡黄色液体
0.92
247.5
不溶于水,溶于乙醇、乙醚
乙酸
60
无色液体
1.05
117.9
与水互溶,能溶于乙醇、乙醚
乙醚
74
无色液体
0.71
34.6
略溶于水,能溶于乙醇、苯
装置如图所示(夹持装置略),实验步骤如下:
①按图1安装好制备装置,检查装置的气密性。往三颈烧瓶中依次加入34.6 mL香叶醇、15 mL乙酸(足量)、10 mL浓硫酸和沸石,控制温度在180~200℃,加热回流2 h。
②冷却后,将三颈烧瓶中的反应液倒入100 mL的烧杯中,先后以水、饱和碳酸钠溶液、水分别洗涤2-3次。
③用图2装置分离出有机层,再萃取水层中的残留产品,二者合并,加入无水氯化镁,过滤,将滤液用图3装置蒸馏纯化制得25.48 g产品。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为_________,图1实验所用三颈烧瓶容积最适宜的是_________(填标号)。
a.25 mL b.50 mL c.100 mL d.250 mL
(2)写出香叶醇和乙酸反应制取乙酸香叶酯的化学方程式____________________。
(3)能说明乙酸香叶酯制备反应结束的实验现象为_________________________。
(4)步骤②中第二次水洗的目的是_______________________________________。
(5)关于上述实验,下列说法正确的是______________。
a.步骤③可选用乙醚作萃取剂
b.分液时先将有机粗产品从分液漏斗上口倒出
c.蒸馏纯化操作时,若温度过低时开始收集馏分,会使产率偏低
d.使用分水器的目的是及时分离出水,有利于反应向正向移动
(6)已知:由羧酸和醇反应生成酯的机理如下:
(质子化),
(脱质子化);
根据以上反应机理推测,下列可用作制备乙酸乙酯催化剂的是_________(填选项字母)。
a.NaOH b.NaHSO4 c. d.
(7)本实验中乙酸香叶酯的产率为_________(保留2位有效数字)。
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2025~2026学年第二学期高二期末监测
化学试题
(考试时间:75分钟 满分:100分)
注意:1.将答案写在答题卡上。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 F-19
一、选择题(14小题,每题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 化学推动科技进步和社会发展。下列说法正确的是
A. 利用合成的脂肪酸属于有机高分子
B. 冠醚能识别碱金属离子体现了超分子的自组装特征
C. 量子通信材料螺旋碳纳米管、石墨烯等纳米材料属于胶体
D. 医用胶结构中的氰基可以与人体蛋白质形成氢键,从而表现出强黏合性
【答案】D
【解析】
【详解】A.有机高分子的相对分子质量通常高于10000,脂肪酸相对分子质量较小,属于小分子有机物,A错误;
B.冠醚识别碱金属离子体现的是超分子的分子识别特征,而非自组装特征,自组装指分子自发聚集形成有序结构的过程,B错误;
C.胶体是分散质粒子直径为1~100nm的分散系,属于混合物,单纯的螺旋碳纳米管、石墨烯是纯净物,不属于胶体,C错误;
D.氰基中的N原子电负性大,可与人体蛋白质中含活泼氢的基团形成氢键,因此医用胶表现出强黏合性,D正确;
故选D。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 乙炔的电子式:
B. 聚丙烯的链节:
C. SiO2的填充模型:
D. 甲烷中的C-Hσ键的形成示意图:
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙炔的电子式错误,应为,A错误;
B.聚丙烯由丙烯加聚得到,双键打开后链节为,图示符合链节结构,B正确;
C.是共价晶体,不存在单个分子,该填充模型是分子结构模型,可表示,C错误;
D.甲烷中C原子为杂化,σ键是杂化轨道与H的1s轨道头碰头重叠形成,图示为未杂化的p轨道与s轨道成键,不符合成键特点,D错误;
故选B。
3. 奥司他韦对流行性感冒有治疗和预防作用,其分子结构如图。下列说法正确的是
A. 奥司他韦的分子式为
B. 奥司他韦分子中有4个手性碳原子
C. 奥司他韦分子中有5种官能团
D. 1 mol奥司他韦最多可与发生加成反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,奥司他韦的分子式应为,A错误;
B.手性碳原子为连4种不同基团的饱和碳原子,如图所示:,共3个手性碳原子,B错误;
C.分子中含有碳碳双键、醚键、酯基、酰胺基、氨基,共5种官能团,C正确;
D.酯基、酰胺基的羰基不能与发生催化加成,碳碳双键可与加成,1 mol碳碳双键可与1 mol 加成,最多消耗,D错误;
故选C。
4. 下列实验操作正确且能达到对应实验目的的是
A.用毛皮摩擦过的橡胶棒判断分子的极性
B.证明生成物中有1-丁烯
C.检验M中是否含有酚羟基
D.证明淀粉发生了水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.对二甲苯为非极性分子,邻二甲苯为极性分子,带静电的橡胶棒可使极性分子的液流发生偏转,非极性分子的液流不偏转,可判断分子极性,A正确;
B.反应过程中挥发的乙醇也具有还原性,能使酸性溶液褪色,无法证明生成了1-丁烯,B错误;
C.若M含酚羟基,其与浓溴水反应生成的产物可溶于有机溶剂苯,无法观察到白色沉淀,不能检验酚羟基,C错误;
D.淀粉水解后溶液呈酸性,而银镜反应需要在碱性条件下进行,该操作未加碱中和过量的稀硫酸,无法发生银镜反应,不能证明淀粉发生了水解,D错误;
故答案选A。
5. 设NA表示阿伏加德罗常数的值。根据已知结构判断下列说法错误的是
A. 18 g冰中含氢键数目为2NA
B. 1 mol雌黄(As2S3)的孤电子对数为8NA
C. 720 gC60晶体中含有0.25NA个晶胞结构单元
D. 12 g石墨烯中含C-C数目为3NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可看到冰中1个水分子可以形成4条分子间氢键,但属于该水分子的氢键数目为2条,所以18 g冰即=1 mol冰可以形成氢键数目为2NA,A正确;
B.1 mol雌黄(As2S3)中含2 molAs原子、3 molS原子,每个As原子含1对孤电子对,每个S原子含2对孤电子对,总孤电子对物质的量为2 mol×1+3 mol×2=8 mol,则孤电子对数为8NA,B正确;
C.720 gC60的物质的量为=1 mol,每个C60晶胞含4个C60分子,故晶胞结构单元数目为×NA=0.25NA,C正确;
D.12 g石墨烯含碳原子的物质的量为=1 mol,每个C-C键被两个碳原子共用,1个C原子形成3条C-C键,则1 mol C对应C-C键物质的量为1 mol×=1.5 mol,则含C-C数目为1.5NA,D错误;
故答案选D。
6. 下列叙述对应的反应方程式正确的是
A. 丙烯醛()与足量溴水反应:
B. 蚁醛与足量银氨溶液混合共热:
C. 乙二酸与乙二醇酯化成环反应:HOOC-COOH+HOCH2-CH2OH+2H2O
D. 向溶液中加入少量硝酸银溶液:[Co(NH3)5Cl]2++2Cl−+3Ag+=[Co(NH3)5]3++3AgCl↓
【答案】C
【解析】
【详解】A.溴水会氧化醛基,应该为,A错误;
B.1molHCHO与足量银氨溶液反应生成4molAg,反应方程式为: ,B错误;
C.乙二酸与乙二醇酯化成环反应:HOOC-COOH+HOCH2-CH2OH+2H2O,C正确;
D.只有外界的氯离子与银离子反应:Cl−+Ag+=AgCl↓,D错误;
故选C。
7. 制备无机OLED空穴传输材料用到的二聚化合物结构如图。X、Y、Z、M是原子序数依次增大的前四周期元素,基态Y原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子总数多1,X的核电荷数等于Z的最外层电子数,X、Y、Z三者的核外电子层数之和与未成对电子数之和相等,M2+的价电子数为9。下列说法错误的是
A. 简单离子半径:Z>Y
B. 原子的电负性:Y>Z>M
C. 最简单氢化物的键角:Z<Y<X
D. 最高价氧化物的熔点:M>X>Z
【答案】D
【解析】
【分析】已知信息,X、Y、Z、M是原子序数依次增大的前四周期元素,基态Y原子的s轨道中电子总数比p轨道中电子总数多1,确定Y是氮元素。由图知,X成四键且原子序数比Y小,确定X是碳元素。X的核电荷数等于Z的最外层电子数,可知Z为氧或硫元素,再由X、Y、Z三者的核外电子层数之和与未成对电子数之和相等,确定Z为硫元素。基态的价电子数为9,确定M为铜元素。
【详解】A.核外有两层电子,核外有三层电子,故离子半径Z>Y,A正确;
B.原子的电负性与非金属性一致,故Y(N)>Z(S)>M(Cu),B正确;
C.Z、Y、X最简单的氢化物分别为、和,三者的杂化类型均为,无孤电子对,有一个孤电子对,有两个孤电子对,孤电子对越多键角越小,故最简单氢化物的键角:Z<Y<X,C正确;
D.M、X、Z最高价氧化物分别为CuO、、,其中CuO是离子晶体熔点最高
,、是分子晶体熔点受范德华力影响,相对分子质量大的熔点大于,最高价氧化物的熔点M>Z>X,D错误;
故选D。
8. Y是合成香料、医药及染料的重要中间体,由X合成Y的方法如下:下列说法正确的是
A. 能用FeCl3溶液鉴别X、Y
B. 物质Y中所有碳原子可能共平面
C. 制备过程中发生的反应类型有加成反应、消去反应
D. 1 mol物质Y最多能消耗Br2和NaOH的物质的量之比为3:2
【答案】B
【解析】
【详解】A.X、Y分子中均含有酚羟基,遇FeCl3溶液均显紫色,无法鉴别,A错误;
B.物质Y中,苯环上的碳原子、碳碳双键上的碳原子和酯基上的碳原子均为sp2杂化,且甲基与碳碳双键以单键相连,可以旋转,则甲基碳原子与碳碳双键上的碳原子可能共平面,故Y中所有碳原子可能共平面,B正确;
C.由X合成Y,经过两步反应,第一步X分子中酯基水解生成羧基,分子内羧基与羟基发生酯化反应生成酯基;第二步发生消去反应生成碳碳双键,则制备过程中没有发生加成反应,C错误;
D.Y中酚羟基、酯基可与氢氧化钠反应,且酯基可水解生成酚羟基和羧基,则1 mol Y可与3 mol NaOH反应;Y中酚羟基的邻对位发生取代反应,消耗2 mol Br2,碳碳双键能与Br2发生加成反应,消耗1 mol Br2,则1 mol Y可与3 mol Br2反应;故1 mol 物质Y最多能消耗Br2和NaOH的物质的量之比为:3 mol:3 mol=1:1,D错误;
故选B。
9. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是
选项
实例
解释
A
HF的相对分子质量测定值大于20
HF通过配位键形成了缔合分子
B
聚乳酸可降解
酯基可发生水解
C
立方BN晶体硬而脆
立方BN晶体是共价晶体,且共价键具有方向性,受到外力时,会发生原子错位
D
聚乙炔在掺杂状态下具有较高的电导率
碳原子为sp2杂化可形成共轭长链
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.单一HF分子相对分子质量为20,测定值大于20说明存在缔合分子,能够形成缔合分子的原因是HF可形成氢键,故多个HF分子之间形成缔合体,与配位键无关,A错误;
B.聚乳酸中含有酯基,故可发生水解反应使其降解,B正确;
C.共价晶体的特点是熔点高、硬度大,BN晶体硬而脆主要是因为是共价晶体,C正确;
D.聚乙炔中存在单双键交替进行的共轭结构,使其有较高的导电率,D正确;
故选A。
10. 烯烃进行加成反应的一种机理如下:
已知:丙烯与HBr水溶液反应:或
下列说法错误的是
A. 卤化氢与乙烯反应的活性:HBr>HI
B. 乙烯可与HClO反应,过程中存在中间体
C. 丙烯与HBr反应的中间体稳定性:
D. 丙烯与HBr反应的水溶液加入少量的氯化钠,产物中会存在
【答案】A
【解析】
【详解】A.卤化氢的酸性越强,越容易解离,第一步反应速率越快,反应活性越高,故卤化氢与乙烯反应的活性:HBr<HI,A错误;
B.HClO参与反应,为负电荷,带部分正电荷,第一步反应得到和,B正确;
C.丙烯与HBr反应根据占比90%可知中间体更稳定,C正确;
D.丙烯与HBr反应的碳正离子有:,与加入的NaCl水溶液中的结合,产物中会存在、,D正确;
故选A。
11. 环己烯为重要的化工原料,实验室常用环己醇制备的流程如下:
下列说法错误的是
A. 操作1、操作2分别是分液、蒸馏
B. 可能生成环己酮()、磷酸酯等副产物
C. 由核磁共振氢谱可知产物中含有杂质
D. 与浓硫酸相比,选用浓磷酸作催化剂可减少反应物碳化和污染性气体产生
【答案】B
【解析】
【详解】A.操作1是分离互不相溶的有机相和水相,为分液操作;操作2是分离沸点差异较大(环己烯沸点83℃、环己醇沸点161℃)的互溶液体有机物,为蒸馏操作,A正确;
B.醇可与磷酸发生酯化反应生成磷酸酯类副产物,但是浓磷酸无氧化性,不能将环己醇氧化生成环己酮,B错误;
C.核磁共振氢谱中有四组峰,说明有四种不同化学环境的氢原子,而环己烯只有三种不同化学环境的氢原子,因此产物中一定有杂质,C正确;
D.浓硫酸具有强氧化性和脱水性,易使有机物碳化,同时还原生成SO2等污染性气体,浓磷酸无强氧化性,可减少上述问题,D正确;
故答案为B。
12. 有两种同分异构体。其中顺铂是一种常见的抗癌药物,其抗癌机理如下。下列说法中正确的是
A. 中Pt的杂化方式为
B. 与Pt(Ⅱ)的配位能力:NH3<鸟嘌呤<H2O<Cl-
C. 鸟嘌呤没进行碱基互补配对说明配位键比氢键强度大
D. 推测反铂也能发生此转化,也有抗癌活性
【答案】C
【解析】
【详解】A.存在两种同分异构体,说明中心Pt的配位结构为平面正方形:若Pt为杂化,空间构型为四面体形,仅能存在一种结构,不存在同分异构,A错误;
B.从反应历程可知:原配体Cl-被H2O取代,水分子又被鸟嘌呤取代,且 NH3始终没有被取代,说明配位能力顺序为: NH3 > 鸟嘌呤>H2O > Cl-,B错误;
C.正常情况下鸟嘌呤可通过氢键完成碱基互补配对,本题中鸟嘌呤与Pt形成配位键后,无法再进行氢键配对,说明配位键的强度大于氢键,C正确;
D.反铂的两个可取代配体Cl-处于对位,取代后无法顺式和鸟嘌呤螯合、结合癌细胞DNA,因此反铂没有抗癌活性,D错误;
故选C。
13. 常温常压下,Li和N2反应生成的α-Li3N具有高度离子导电性。α-Li3N由a、b两层构成,其a、b层及晶体结构如图。(已知:)
下列说法错误的是
A. 相邻Li与N间的作用力:层间<层内
B. N周围最近且等核间距的Li数目为2
C. 每生成1molα-Li3N,转移3 mol电子
D. α-Li3N的晶体类型为离子晶体
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据已知的晶胞参数,可知层内Li与N的核间距约为,层间Li与N的核间距为,离子键作用力随核间距减小而增强,故作用力层间>层内,A错误;
B.由核间距计算结果可知,N周围最近且等核间距的Li为层间的2个,核间距均为194pm,B正确;
C.生成1mol 时,3mol 从0价升高到+1价,共失去3mol电子,反应转移3mol电子,C正确;
D.由和构成,具有高度离子导电性,符合离子晶体的特征,D正确;
故选A。
14. 利用有机分子模拟生物体内“醛缩酶”催化反应机理如图,下列说法正确的是
A. Ⅰ和Ⅴ互为同系物
B. 该过程在X和Ⅵ的催化下完成
C. Ⅲ的二氯代物有6种(不考虑立体异构)
D. 若原料Ⅲ用,则产物Ⅴ为
【答案】D
【解析】
【详解】A.Ⅰ是丙烯醛(),Ⅴ是双环结构的醛,二者结构不相似,分子组成也不相差若干个原子团,不满足同系物定义,A错误;
B.催化剂反应前后组成和质量不变。根据图示,Ⅵ在反应中循环使用,是该反应的催化剂,X在反应中生成又被消耗,是反应中间体,B错误;
C.Ⅲ为环戊二烯,不考虑立体异构,二氯代物有(数字为另一氯原子位置),总计7种,C错误;
D.该过程发生狄尔斯-阿尔德(D-A)加成反应,总反应为,反应物双烯体替换为1,3-环己二烯后,加成后保留醛基,得到对应双环结构的产物醛,产物结构符合反应规律,D正确;
故选D。
二、非选择题(4小题,共58分)
15. 青铜是我国最早使用的合金,它主要由铜和锡熔合而成。
(1)同周期的元素中,与铜最外层电子数相同的元素有_____种,锡在周期表分区中属于____区。
(2)下列状态的Cu微粒中,失去最外层一个电子所需能量最大的是_________(填标号)。由D状态变为B状态产生的光谱为_________(填“吸收”或“发射”)光谱。
A. B. C. D.
(3)已知纯铜的熔点是1083℃,布氏硬度为35 HB(数值越大,硬度越大),青铜器的熔点和硬度可能是_________。
A. 800℃,71 HB B. 800℃,30 HB C. 1200℃,30 HB D. 1200℃,71 HB
(4)铜锈可分为无害锈()与有害锈(、)。无害锈能形成致密的薄膜,阻止锈蚀反应进一步发生;有害锈结构疏松,易导致锈蚀向内蔓延,加快青铜器的锈蚀速率。BTA()是一种常用的铜缓蚀剂,可在铜表面形成致密的配位型高聚物膜,用于修复青铜器。过程示意图如下:
①1 mol BTA中σ键的数目为_________。
②中空间构型为_________。
③BTA()为平面形分子,氮原子电子云密度越大碱性越强,BTA中碱性较强的氮原子是_________(填“a”或“b”)。
④目前修复青铜器使用最普遍的是BTA法,结合以上信息分析原因_________。
【答案】(1) ①. 2 ②. p
(2) ①. C ②. 发射 (3)A
(4) ①. 15NA ②. 平面三角形 ③. b ④. BTA法可将有害的CuCl转化成致密稳定的高聚物保护膜,阻止锈蚀反应进一步进行,且不破坏青铜器外观,保护效果好
【解析】
【小问1详解】
Cu是第29号元素,电子排布为,最外层电子数为1。同周期(第四周期)中,最外层电子数为1的元素有()、()、,除去Cu本身共2种;Sn(锡)的价电子排布为,最后一个电子填充在p轨道,周期表分区中属于p区;
【小问2详解】
失去电子所需能量:阳离子 > 中性原子,C为,带正电荷对电子吸引力更强,且为全充满稳定结构,因此失去最外层一个电子所需能量最大;D中电子在高能级,B中对应电子在低能级,电子从高能级跃迁到低能级时释放能量,产生发射光谱;
【小问3详解】
合金的熔点比成分金属纯铜更低,硬度比纯铜更大,因此熔点低于,硬度大于,符合的是A;
【小问4详解】
① BTA(苯并三氮唑,分子式)中,单键均为σ键,双键含1个σ键,总共计数可得1 mol BTA含个σ键;
② 中心C原子价层电子对数为,无孤对电子,空间构型为平面正三角形;
③ BTA为平面共轭分子,a中孤对电子参与大键,电子云密度低,b为连氢的亚氨基氮,孤对电子未参与共轭,其电子云密度大于a氮,电子云密度越大碱性越强,因此碱性较强的是b;
④结合题干信息,BTA可以和有害锈CuCl反应除去,同时生成致密稳定的高聚物保护膜,阻止锈蚀反应进一步进行,且不破坏青铜器外观,保护效果好。
16. 金属-有机框架材料(MOFs)是由含金属的节点与有机连接体构筑形成的一种材料,具有空间立体网状结构,在气体存储、分离领域具有潜在应用价值。
(1)MOF-5是一种典型的金属有机框架材料,其制备方法如下。
①基态Zn2+的价电子轨道表示式是_________。
②BDC的分子式是_________。
③组成DMF的第二周期元素中,元素的第一电离能由大到小的顺序是_________。
(2)MOF-5晶体的立方体结构晶胞如图。
①MOF-5中每个周围与它最近且距离相等的有_________个。
②MOF-5晶体的密度为,和的摩尔质量分别为和,阿伏加德罗常数为,该晶胞的棱长为_________nm。
(3)研究发现MOFs材料的热稳定性与金属阳离子所带电荷及其尺寸有关。将MOF-5中的Zn2+替换为Al3+,材料的热稳定性显著提升。从微粒间作用的角度解释原因_________________________。
(4)某种金属有机框架MOF中的SIFSIX-3-Cu材料可选择性吸附CO2,原理如图所示。
该材料能吸附CO2而不能吸附CO可能的原因是_________。
【答案】(1) ①. ②. C8H6O4 ③. N>O>C
(2) ①. 6 ②.
(3)Al3+所带电荷比Zn2+多,离子半径比Zn2+小,与配体之间作用强度更大
(4)CO2分子直径与该材料孔径匹配,CO分子直径与该材料孔径不匹配
【解析】
【小问1详解】
①基态Zn2+的价电子轨道表示式是;
②BDC(对苯二甲酸)的分子式是C8H6O4;
③同周期元素从左到右第一电离能呈逐渐增大的趋势,但是第ⅡA族与第ⅤA族元素的第一电离能大于同周期相邻元素,组成DMF的第二周期元素中,元素的第一电离能由大到小的顺序:N>O>C;
【小问2详解】
①每个在x、y、z三个轴的正负方向,各连接1个最近的,故总数为6;
②根据均摊法,位于顶点、棱心、面心和体心,数目为,根据电荷平衡,数目为,设晶胞棱长为,则晶胞体积,晶胞总质量,由密度公式得:;
【小问3详解】
Al3+所带电荷比Zn2+多,离子半径比Zn2+小,与配体之间的作用强度更大,因此材料热稳定性显著提升;
【小问4详解】
由图可知,材料的孔径为0.33~0.35 nm,分子的大小为0.338 nm,分子的大小为0.376 nm,所以该材料能吸附而不能吸附可能的原因是材料的孔径与分子的大小匹配,而与分子不匹配,故答案为:分子直径与该材料孔径匹配,分子直径与该材料孔径不匹配。
17. 芳香烃A是基本有机化工原料,由A制备高分子E和医药中间体K的合成路线(部分反应条件略去)如下图所示:
已知:ⅰ.RCHO
ⅱ. (苯胺,易被氧化)
ⅲ.RCH=CHCHO(酮类也有类似性质)
(1)有机物F的化学名称是_________,H中所含官能团的名称是___________。
(2)反应②的化学方程式为___________________________。
(3)反应③经过两步反应生成D:,有机物M结构简式是_________。
(4)反应⑦的反应类型为_________,其作用是________________。
(5)反应⑨的条件是_____________。
(6)聚对苯甲酰胺(PBA)是高性能纤维,可用有机物I的水解产物之一自缩聚生成,生成PBA的化学方程式为________________________。
(7)有机物K满足下列条件的同分异构体有_________种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应;
②能与FeCl3溶液发生显色反应;
③只有3种官能团且不含N-Br。
【答案】(1) ①. 对硝基甲苯(或4-硝基甲苯) ②. 酰胺基、碳氟键(或氟原子)
(2)+2NaOH+2NaCl+H2O
(3) (4) ①. 取代反应 ②. 保护氨基,防止氨基在后续酸性高锰酸钾氧化反应中被氧化
(5)液溴,Fe(或FeBr3)
(6)n+(n-1)H2O
(7)10
【解析】
【分析】A为芳香烃,与氯气在光照条件下发生取代反应制得B,可以推导出A为,B为,B于氢氧化钠水溶液中,在加热的条件下,发生卤代烃的水解反应,根据信息ⅰ可以知道其生成了物质C,C与通过反应ⅲ制得D为,D经过催化发生加聚反应后得到;A在浓硫酸、加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成F为,F在Fe和HCl中发生还原反应生成G为,G与(CF3CO)2O发生取代反应生成H为,H与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成I为,据此分析。
【小问1详解】
F为,名称为对硝基甲苯(或4-硝基甲苯);H为,所含官能团的名称为:酰胺基、碳氟键(或氟原子),故答案为:对硝基甲苯(或4-硝基甲苯);酰胺基、碳氟键(或氟原子);
【小问2详解】
反应②为B于氢氧化钠水溶液中,在加热的条件下,发生卤代烃的水解反应,根据信息ⅰ易知,其最后生成了物质C,故答案为:+2NaOH+2NaCl+H2O;
【小问3详解】
与反应,根据信息ⅲ可知,其先发生了加成反应,生成了中间物M,M再发生消去反应生成物质D,则可推出M为,故答案为:;
【小问4详解】
反应⑦为G()与(CF3CO)2O发生取代反应生成了H(),由题干信息ⅱ易知-NH2易被氧化,而H反应生成I需要酸性高锰酸钾氧化,但产物中又需要保留-NH2,所以反应⑦的作用是防止-NH2氧化,故答案为:取代反应;保护氨基,防止氨基在后续酸性高锰酸钾氧化反应中被氧化;
【小问5详解】
反应⑨为在I的苯环上引入溴原子的取代反应,故答案为:液溴,Fe(或FeBr3);
【小问6详解】
I()水解后的产物为和,可发生缩聚反应,生成高分子化合物,故答案为:n+(n-1)H2O;
【小问7详解】
K为,根据题目要求,能发生银镜反应,则存在-CHO结构;能与FeCl3发生显色反应,则有-OH连接在苯环上,又只有3种官能团且不含N-Br,则可据上述信息推知,此条件下的K的同分异构体,可视为-OH、-NHCHO、-Br,3个不同的取代基在苯环上有10种不同位置取代的产物,10种同分异构体。
18. 乙酸香叶酯是一种有玫瑰和薰衣草香气的液体。某小组同学在实验室中利用香叶醇()和乙酸反应制取乙酸香叶酯。相关物质信息如表所示:
物质
相对分子质量
形态
密度/(g/cm3)
沸点
溶解性
香叶醇
154
无色至黄色油状液体
0.89
溶于乙醇、乙醚,微溶于水
乙酸香叶酯
196
无色至淡黄色液体
0.92
247.5
不溶于水,溶于乙醇、乙醚
乙酸
60
无色液体
1.05
117.9
与水互溶,能溶于乙醇、乙醚
乙醚
74
无色液体
0.71
34.6
略溶于水,能溶于乙醇、苯
装置如图所示(夹持装置略),实验步骤如下:
①按图1安装好制备装置,检查装置的气密性。往三颈烧瓶中依次加入34.6 mL香叶醇、15 mL乙酸(足量)、10 mL浓硫酸和沸石,控制温度在180~200℃,加热回流2 h。
②冷却后,将三颈烧瓶中的反应液倒入100 mL的烧杯中,先后以水、饱和碳酸钠溶液、水分别洗涤2-3次。
③用图2装置分离出有机层,再萃取水层中的残留产品,二者合并,加入无水氯化镁,过滤,将滤液用图3装置蒸馏纯化制得25.48 g产品。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为_________,图1实验所用三颈烧瓶容积最适宜的是_________(填标号)。
a.25 mL b.50 mL c.100 mL d.250 mL
(2)写出香叶醇和乙酸反应制取乙酸香叶酯的化学方程式____________________。
(3)能说明乙酸香叶酯制备反应结束的实验现象为_________________________。
(4)步骤②中第二次水洗的目的是_______________________________________。
(5)关于上述实验,下列说法正确的是______________。
a.步骤③可选用乙醚作萃取剂
b.分液时先将有机粗产品从分液漏斗上口倒出
c.蒸馏纯化操作时,若温度过低时开始收集馏分,会使产率偏低
d.使用分水器的目的是及时分离出水,有利于反应向正向移动
(6)已知:由羧酸和醇反应生成酯的机理如下:
(质子化),
(脱质子化);
根据以上反应机理推测,下列可用作制备乙酸乙酯催化剂的是_________(填选项字母)。
a.NaOH b.NaHSO4 c. d.
(7)本实验中乙酸香叶酯的产率为_________(保留2位有效数字)。
【答案】(1) ①. 蒸馏烧瓶 ②. c
(2)+CH3COOH+H2O
(3)分水器中的水量不再增加
(4)洗去钠盐溶液 (5)ad
(6)bd (7)65%
【解析】
【分析】图1中香叶醇与乙酸发生酯化反应,完成后将液体倒入烧杯中,先后以水、饱和碳酸钠溶液、水分别洗涤2-3次,再将液体转移到分液漏斗中进行分液操作,有机层经过干燥、蒸馏纯化可得到产品。
【小问1详解】
仪器A的名称为:蒸馏烧瓶;反应液总体积约为 ,加热时烧瓶内液体体积应占其容积的 ,故最适宜的容积为:,选c;
【小问2详解】
香叶醇与乙酸在浓硫酸催化和加热条件下发生酯化反应,生成乙酸香叶酯和水,化学方程式为:+CH3COOH+H2O;
【小问3详解】
酯化反应生成水,水被蒸出并在分水器中聚集分层。当反应结束时,不再有水生成,可以观察到:分水器中的水量不再增加;
【小问4详解】
步骤②中,第一次水洗是为了洗去大部分水溶性的乙酸和浓硫酸;随后用饱和碳酸钠溶液洗涤以中和残留的酸;第二次水洗则是为了洗去附着在有机层中的碳酸钠及反应生成的无机盐(如醋酸钠、硫酸钠等),即洗去钠盐溶液;
【小问5详解】
a.乙醚不溶于水,能溶解有机物,且沸点低()易于与产物分离,可作萃取剂,a正确;
b.有机层密度均小于水,位于上层,分液时应先将下层水层从下口放出,再将上层有机粗产品从上口倒出,b错误;
c.若温度过低时开始收集馏分,会混入低沸点杂质(如乙醚),导致收集到的产物质量偏大,计算出的产率偏高,c错误;
d.酯化反应为可逆反应,使用分水器及时分离出生成物水,有利于平衡正向移动,提高产率,d正确;
故选ad;
【小问6详解】
由反应机理可知,酯化反应的第一步是羧酸结合质子(),最后一步是脱去质子,因此催化剂必须能提供。和均能电离出,可用作催化剂;而和显碱性,不能提供,故选bd;
【小问7详解】
香叶醇的质量:,物质的量:。乙酸的物质的量:,乙酸过量,故理论上生成乙酸香叶酯的质量:。实际产量为:,产率为:。
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