内容正文:
高中二年级第二学期期末试题
化学
全卷共100分,考试时间为75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上,并将条形码贴在答题卡上对应的虚线框内。
2.回答选择题时,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,再选涂其它答案标号。
3.回答非选择题时,用0.5 mm黑色签字笔将答案直接写在答题卡上的方框内有效,不能答在试题卷上。
4.考试结束时,只将答题卡收回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Fe-56 Cu-64
一、单项选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 近年来,我国在航天、材料、能源、深海等领域取得了诸多重大突破。下列说法不正确的是
A. “歼-20”战机的隐身涂层材料之一为石墨烯,石墨烯与金刚石互为同素异形体
B. “中国空间站”核心舱采用了先进的氮化硅陶瓷基复合材料,氮化硅属于共价晶体
C. “长征五号”火箭使用液氧煤油发动机,煤油属于酯类化合物
D. “奋斗者”号潜水艇观察窗的主要成分为有机玻璃,有机玻璃属于有机高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.石墨烯与金刚石是碳元素形成的不同单质,互为同素异形体,A正确;
B.氮化硅()中原子间以共价键结合形成空间网状结构,属于共价晶体,B正确;
C.煤油是石油分馏得到的烃类混合物,仅含C、H元素,而酯类物质含O元素且含有酯基,故煤油不属于酯类化合物,C错误;
D.有机玻璃主要成分为聚甲基丙烯酸甲酯,属于有机高分子材料,D正确;
故选C。
2. 下列性质的比较不正确的是
A. 沸点: B. 硬度:金刚石>晶体硅
C. 熔点: D. 酸性:
【答案】D
【解析】
【详解】A.和均为分子晶体,二者相对分子质量相等,为极性分子、为非极性分子,极性分子的范德华力更强,因此沸点,A正确;
B.金刚石和晶体硅均为共价晶体,C原子半径小于Si,C-C键键长更短、键能更大,因此硬度金刚石>晶体硅,B正确;
C.和均为离子晶体,离子所带电荷、,晶格能远大于,因此熔点,C正确;
D.F的电负性大于Cl,的吸电子诱导效应强于,使得的羧基羟基更易电离出,酸性,D错误;
故答案为D。
3. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的电子式:
B. 分子的空间填充模型:
C. 邻羟基苯甲醛分子内氢键的示意图:
D. 顺-1,2-二氟乙烯的结构式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.的阴离子为,两个原子间以碳碳三键结合,整体带2个单位负电荷,选项中拆分为两个独立的,不符合实际结构,A错误;
B.分子中Cl原子半径大于原子,空间填充模型中对应的球应比中心的球更大,图示原子大小比例错误,B错误;
C.邻羟基苯甲醛的分子内氢键,是羟基中与相连的H和醛基的之间形成的,与相连的H无法参与形成氢键,图示氢键成键位置错误,正确的为:,C错误;
D.顺-1,2-二氟乙烯的特点是两个F原子位于碳碳双键的同侧,图示结构符合顺式结构的要求,D正确;
故选D。
4. 氟化钪()是一种重要的战略性功能材料。工业上由与制取的反应原理为:。下列说法不正确的是
A. 电负性:
B. 基态的价电子排布式为
C. 和的VSEPR模型相同
D. 键角:
【答案】A
【解析】
【详解】A.同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,正确电负性顺序为,A错误;
B.是21号元素,位于第四周期ⅢB族,基态价电子排布式为,B正确;
C.中心原子价层电子对数为4,中心原子价层电子对数也为4,二者VSEPR模型均为四面体形,C正确;
D.无孤电子对,有1对孤电子对,有2对孤电子对,孤电子对越多对成键电子对的排斥力越大,键角越小,故键角顺序为,D正确;
故答案为A。
5. 化学学习和研究要注意宏观与微观相结合。下列宏观现象的微观解释不正确的是
选项
宏观现象
微观解释
A
石墨能导电
未杂化的p轨道相互重叠,使电子可在整个碳原子平面中运动
B
利用杯酚分离和
超分子具有分子自组装的特征
C
用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果
高锰酸钾能氧化乙烯,延缓水果成熟
D
用X射线衍射仪鉴定宝石真假
晶体的衍射图上有明锐的衍射峰
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.石墨中碳原子采取杂化,未参与杂化的轨道相互平行重叠形成离域大π键,电子可在整个碳原子平面内自由运动,因此石墨能导电,A正确;
B.利用杯酚分离和利用的是超分子的分子识别特性,而非分子自组装特征,B错误;
C.乙烯是水果催熟剂,高锰酸钾具有强氧化性,可将乙烯氧化,从而延缓水果成熟,达到保鲜效果,C正确;
D.晶体的X射线衍射图会出现明锐的衍射峰,非晶体没有该特征,因此可用X射线衍射仪鉴定宝石(晶体)的真假,D正确;
故选B。
6. 下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A.制备明矾晶体
B.检验溴乙烷中的溴元素
C.检验乙炔的还原性
D.制备乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.制备明矾晶体时,将晶种悬挂在饱和明矾溶液中,通过缓慢冷却可使晶体围绕晶种析出,装置操作合理,A正确;
B.溴乙烷与NaOH溶液反应后溶液呈碱性,直接加入溶液会生成沉淀,干扰的检验,应先加稀硝酸酸化,再加入溶液,B错误;
C.电石中含有硫化物等杂质,反应时会生成等还原性气体,也能使溴水褪色,无法证明乙炔具有还原性,应先除去杂质再检验,C错误;
D.乙酸乙酯会在溶液中发生水解,且导管插入液面下会引发倒吸,收集乙酸乙酯应使用饱和溶液,且导管末端要在液面上方,D错误;
故选A。
7. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有的电子数目为
B. 30g HCHO与的混合物中含碳原子数目为
C. 质量分数为46%的乙醇水溶液中含有键数目为
D. 溶液中的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.羟基是中性基团,1个-OH共含9个电子,故1mol -OH中电子数目为,A错误;
B.HCHO和的最简式均为,最简式的摩尔质量为30g/mol,30g混合物对应最简式的物质的量为,含碳原子数目为,B正确;
C.50g质量分数46%的乙醇水溶液中,乙醇物质的量为,含个O-H键,剩余27g水的物质的量为,含个O-H键,总O-H键数目为,C错误;
D.在溶液中完全电离成和硝酸根,是稳定配离子,在溶液中很难电离出,故数目远小于,D错误;
故选B。
8. 下列离子方程式正确的是
A. 食醋去除水垢中的:
B. 用重铬酸钾检测酒驾的原理:
C. 甲醛溶液中加入足量的银氨溶液并加热:
D. 少量通入苯酚钠溶液:
【答案】B
【解析】
【详解】A.食醋的主要成分为醋酸,醋酸是弱电解质,书写离子方程式时不能拆分为,离子方程式为,A错误;
B.酸性条件下重铬酸根将乙醇氧化为乙酸,从价被还原为价,反应满足得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒,B正确;
C.甲醛结构中相当于含有2个醛基,甲醛完全反应生成,离子方程式应为,C错误;
D.酸性顺序为,少量通入苯酚钠溶液只能生成,不能生成,离子方程式应为,D错误;
故选D。
9. 马来酸氯苯那敏(a)和对乙酰氨基酚(b)是感冒灵颗粒的有效成分,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A. a的分子式为 B. a分子中所有原子可能共面
C. b分子中含有两种官能团 D. b苯环上的一溴代物有4种
【答案】C
【解析】
【详解】A.a的分子式应为,选项中H原子数目错误,A错误;
B.a分子中存在饱和碳原子,饱和碳原子与其直接相连的四个原子形成四面体结构,所有原子不可能共面,B错误;
C.b分子中含有酚羟基、酰胺键两种官能团,C正确;
D.b苯环为对位二元取代,结构对称,苯环上等效氢有2种,故一溴代物有2种,D错误;
故答案为C。
10. 化合物俗称莫尔盐,是分析化学常用基准试剂,该物质中X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的前四周期元素。其中,X的原子半径在元素周期表中最小;基态Y原子在同周期元素中单电子数最多;Z是地壳中含量最高的元素;W与Z同族;M对应的单质是生活生产中用量最大的金属。下列说法正确的是
A. X、Y、Z的第一电离能:
B. 简单氢化物的热稳定性:Z>W
C. Z、W组成的化合物一定为极性分子
D. 基态M原子的核外电子有26种空间运动状态
【答案】B
【解析】
【分析】X为原子半径最小的H,Y为第二周期单电子数最多的N,Z为地壳含量最高的O,W为与O同族的S,M为用量最大的金属Fe;
【详解】A.N的2p轨道半充满,第一电离能大于O,第一电离能顺序为,即,A错误;
B.非金属性,简单氢化物热稳定性,即,B正确;
C.O和S可形成,为平面正三角形结构,正负电荷中心重合,属于非极性分子,并非一定为极性分子,C错误;
D.空间运动状态对应原子轨道数,基态Fe原子核外电子排布为,共15种原子轨道,即15种空间运动状态,D错误;
故答案为B。
11. 一种可制造光学镜片的聚合物,其合成路线如图所示。
下列说法不正确的是
A. 此反应属于加聚反应
B. X可以发生氧化、加成、取代反应
C. Y与足量氢气加成后得到的分子有1个手性碳原子
D. 聚合物属于合成高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A. 该反应是两种含碳碳双键的单体打开双键聚合得到高分子,无小分子生成,属于加聚反应,A正确;
B.X含碳碳双键,可发生氧化反应、加成反应;同时含酯基、甲基,能发生取代反应,如酯的水解、烷基卤代,B正确;
C. Y为苯乙烯,与足量氢气加成后得到(乙基环己烷),分子中不存在连4个不同基团的手性碳原子,C错误;
D. Z是人工合成的高分子聚合物,属于合成高分子材料,D正确;
故选C。
12. 在(钌铑)基催化剂表面制备乙酸的一种机理如图所示。下列说法正确的是
A. 的电子式为:
B. 也是该反应的催化剂
C. 反应③中既有非极性键的断裂,又有非极性键的形成
D. 制取乙酸的总方程式为:
【答案】D
【解析】
【详解】A.的正确电子式为,选项给出的电子式中C原子不满足8电子稳定结构,A错误;
B.是反应①的生成物、反应⑤的反应物,属于中间产物,不是催化剂,B错误;
C.反应③中仅存在极性键的断裂,虽有非极性键(C-C)的形成,但无非极性键的断裂,C错误;
D.将机理中各步反应相加消去中间产物,可得总反应为,与选项表述一致,D正确;
故答案为D。
13. 下列说法正确的是
A. 立方烷()的六氯取代物有3种
B. 乙烯和1,3-丁二烯互为同系物
C. 的所有同分异构体中,能使溴水褪色的有2种
D. 的名称为3-甲基-3-乙基-1-丁烯
【答案】A
【解析】
【详解】A.立方烷分子式为,六氯取代物的同分异构体数目等价于二氯取代物的同分异构体数目(6个Cl取代相当于2个H取代,与2个Cl取代规律相同)。立方烷的二氯取代物中,两个取代基的位置只有3种:棱上相邻、面对角线、体对角线,因此六氯取代物也为3种,A正确;
B.同系物要求结构相似、官能团种类和数目相同,分子组成相差若干。乙烯含1个碳碳双键,1,3-丁二烯含2个碳碳双键,官能团数目不同,不互为同系物,B错误;
C.分子式为,其同分异构体中,能使溴水褪色(含不饱和键)的除自身外,还有:(2-丁炔)、(1,3-丁二烯)、(环丁烯),共3种,C错误;
D.烯烃命名需要选包含双键的最长碳链作为主链,该有机物最长碳链含5个碳原子,正确名称为3,3−二甲基−1−戊烯,D错误;
故选A。
14. 将有机物(只含C、H、O三种元素)完全燃烧可生成和(标准状况下)。X的质谱图和红外光谱图分别如图所示,核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1∶3∶1∶3。下列关于有机物的说法不正确的是
A. 有机物的相对分子质量为88
B. 该有机物的分子式为
C. 有机物中含有的官能团名称为羧基
D. 与有机物互为同分异构体的羧酸类物质有2种(不考虑立体异构)
【答案】C
【解析】
【详解】A.质谱图中最大质荷比对应有机物的相对分子质量,图中最大质荷比为88,故X的相对分子质量为88,A正确;
B.计算得,,则、,,,最简式为,结合相对分子质量88,得分子式为,B正确;
C.结合红外光谱图若X含羧基,符合分子式的羧酸类物质核磁共振氢谱峰面积比为或,与题目给出的不符,因此X不含羧基,C错误;
D.羧酸类同分异构体可表示为,丙基()有2种结构,故符合条件的羧酸共2种,D正确;
答案选C。
15. 是一种重要的无机化合物,它在工业和科学领域中有着多种用途。其结构可视为金刚石晶体中的原子被Cu、Fe和取代后形成,其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 基态的价电子轨道表示式为
B. 该化合物的化学式中
C. 最近的两个原子的距离为
D. 晶胞密度为(设为阿伏加德罗常数的值)
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cu是29号元素,基态Cu的核外电子排布为,价电子为,价电子轨道表示式为,A正确;
B.用均摊法计算晶胞中各原子数目::顶点8个+ 4个侧面上+ 体内1个,总;:棱上4个+ 6个面心,总;:全部位于晶胞体内,共8个;因此,化学式为,故,B正确;
C.最近的两个原子的距离为晶胞面对角线的一半,因此距离为,C正确;
D.晶胞总质量(摩尔质量为); 单位转换:,晶胞体积; 密度,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 氢能是一种极具潜力的清洁能源,开发性能优异的储氢材料是氢能大规模应用的关键环节。氨硼烷()和均是极具应用前景的固体储氢材料。结合所学知识,回答下列问题:
(1)氨硼烷的球棍模型如图所示:
①氨硼烷与乙烷结构相似,氨硼烷在水中溶解能力大于乙烷的原因是__________。
②分子中、原子的杂化方式分别为__________、__________。
③常温下为固体,氨硼烷晶体中存在的化学键有__________(填标号)。
a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 d.配位键 e.氢键
④比较键角:__________(填“>”“<”或“=”)。
(2)NaAlH4晶胞结构如图1所示,它由两个立方体叠加而成,已知立方体的棱长为a nm。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。
①的空间结构为__________。
②图1中a位置的分数坐标为,b位置的分数坐标为__________。
③图2中晶胞在x=0.5截面上离子相对位置正确的是__________(填字母)。
④设阿伏加德罗常数的值为,则晶体的摩尔体积__________。
【答案】(1) ①. 氨硼烷为极性分子,还可与水分子间形成氢键,而乙烷为非极性分子且不能与水分子形成氢键,故氨硼烷溶解度大于乙烷 ②. ③. ④. bd ⑤. <
(2) ①. 正四面体 ②. ③. B ④.
【解析】
【小问1详解】
① 氨硼烷在水中溶解能力大于乙烷的原因是氨硼烷为极性分子,还可与水分子间形成氢键,而乙烷为非极性分子且不能与水分子形成氢键,故氨硼烷溶解度大于乙烷;
② 中N、B均形成4个σ键,价层电子对数都是4,因此杂化方式均为;
③ 氨硼烷是共价分子,N-H、B-H均为极性共价键,N提供孤对电子、B提供空轨道形成配位键;不存在离子键和非极性共价键,且氢键不属于化学键,因此选;
④ 中N有1对孤对电子,孤对电子对成键电子的斥力大于成键电子对之间的斥力,使键角更小;中N的孤对电子成配位键后,斥力减小,键角增大,因此的键角小于中的键角;
【小问2详解】
① 中Al价层电子对数为4,无孤对电子,空间结构为正四面体形;
② 根据a坐标和晶胞结构,b处的分数坐标为;
③ 截面截晶胞,四个顶点和中心均为(灰球),对应选项B;
④ 晶胞体积为,1个晶胞含4个,物质的量为,因此摩尔体积。
17. 呋喃甲酸()俗名糠酸,是一种重要的有机合成中间体。实验室使用呋喃甲醛()制备呋喃甲酸,并获得副产品呋喃甲醇。
已知:i.呋喃甲酸微溶于冷水,易溶于热水、乙醇和乙醚,在130~140℃升华;溶解度随温度的升高而增大,且升温过程中溶解度变化较大。
ii.乙醚的沸点是34.5℃,易挥发。
iii.无水氯化钙能与醇形成复合物
Ⅰ.实验原理:
Ⅱ.实验装置及步骤
①向三颈烧瓶中加入15.00 mL(约0.2 mol)呋喃甲醛,滴加20.00 mL质量分数为43%的溶液,充分搅拌,保持反应温度在8~12℃,持续回流40 min。
②待恢复至室温后,向三颈烧瓶中加入适量水使反应后的混合物完全溶解。
③将溶液转入分液漏斗中,少量多次加入乙醚萃取,合并萃取液,得到有机相和水相。
④向有机相中加入干燥剂,过滤后,再进一步分离乙醚和呋喃甲醇。
⑤向水相中滴加浓盐酸至pH为2~3,冷却,结晶,抽滤,洗涤,得到粗产品。并通过进一步提纯得到呋喃甲酸精品10.0 g。
回答下列问题:
(1)仪器A的作用是__________;仪器B的名称为__________。
(2)步骤①中反应温度保持在8~12℃,应采用的措施是__________。
(3)步骤③少量多次加入乙醚的目的是__________。
(4)步骤④干燥所使用的干燥剂可选用__________(填标号),分离乙醚和呋喃甲醇的方法是__________(填名称)。
a.98%浓硫酸 b.无水氯化钙 c.无水硫酸镁
(5)步骤⑤进一步提纯粗呋喃甲酸的操作为:热水溶解→活性炭脱色→蒸发浓缩→_______→_______→抽滤→洗涤→干燥。最佳洗涤剂是________(填标号)。
a.乙醇 b.冷水 c.乙醚 d.热水
(6)呋喃甲酸的产率为__________(保留3位有效数字)。
【答案】(1) ①. 冷凝回流,提高原料利用率(合理即可) ②. 恒压滴液漏斗
(2)冷水浴,缓慢滴加氢氧化钠溶液
(3)提高呋喃甲醇的萃取率
(4) ①. c ②. 蒸馏
(5) ①. 趁热过滤 ②. 冷却结晶 ③. b
(6)89.3%
【解析】
【分析】1. 歧化反应(第一步):呋喃甲醛不含,在浓、低温条件下发生自身氧化还原反应(歧化反应):一分子醛被还原为呋喃甲醇,另一分子醛被氧化为呋喃甲酸钠,一步同时生成醇和羧酸盐两类产物。
2. 酸化析晶(第二步):向呋喃甲酸钠中加入浓盐酸,依据强酸制弱酸原理,将可溶性的呋喃甲酸钠转化为呋喃甲酸;利用呋喃甲酸微溶于冷水的性质,冷却后溶质溶解度大幅下降,结晶析出得到粗产品。
【小问1详解】
① 仪器 A 为球形冷凝管,作用是冷凝回流,使挥发的有机物冷凝回流至三颈烧瓶,减少原料损失,提高利用率。
② 仪器 B 的名称为恒压滴液漏斗,用于滴加反应液。
【小问2详解】
反应温度 8~12℃低于室温,应采用冷水浴冷却控温,缓慢滴加氢氧化钠溶液,避免温度过高引发副反应。
【小问3详解】
根据萃取原理,相同总萃取剂体积下,少量多次的萃取效率更高,可充分提取水相中的呋喃甲醇,减少产物损失,提高萃取效率与产率。
【小问4详解】
① 浓硫酸具有强氧化性、脱水性,会与醇发生副反应;
题目已知无水氯化钙可与醇形成复合物,会结合呋喃甲醇导致产物损失;
无水硫酸镁为中性干燥剂,不与醚、醇反应,适用于该体系干燥;
故选c。
② 乙醚与呋喃甲醇互溶且沸点差异大,分离方法为蒸馏。
【小问5详解】
重结晶流程:热水溶解→活性炭脱色→蒸发浓缩→①趁热过滤(除去活性炭等不溶物,防止产品提前结晶损失)→②冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥。 最佳洗涤剂选b(冷水):
③呋喃甲酸微溶于冷水、易溶于热水 / 乙醇 / 乙醚,用冷水洗涤可最大程度减少产品溶解损失。
【小问6详解】
由反应原理:2 mol呋喃甲醛生成1 mol呋喃甲酸。,则理论生成。 呋喃甲酸()摩尔质量,理论产。 产率。
18. 铈(Ce)是重要的稀土元素,铈的化合物具有良好的光学、电学性质,广泛应用于各种平板显示、光学玻璃镜头和计算机芯片等领域。以氟碳铈矿(主要成分为,还有少量其它稀土元素)为原料制备高纯度的流程如下:
已知:
i.Ce元素的常见化合价为+3、+4.焙烧后Ce元素转化成和。+4价的元素不易进入溶液,而+3价的元素及其他稀土元素易进入溶液。
ii.酸浸2中发生反应:。
回答下列问题:
(1)CeFCO3中铈(Ce)元素的化合价为__________;铈属于镧系元素,位于元素周期表中的__________区。
(2)“焙烧”中常采用高压空气、逆流操作(空气从焙烧炉下部通入,矿粉从中上部加入),这样操作的目的是__________。
(3)在“酸浸1”中有少量与盐酸反应进入浸出液且产生黄绿色气体,该反应的离子方程式为__________。
(4)“操作”的名称是__________。
(5)“氧化”时发生反应的离子方程式为__________。
(6)CeO2晶胞和掺杂的晶胞如图所示,掺杂后占据原来的位置。
①晶胞中与等距且紧邻的有__________个。
②若掺杂后晶体中,则空缺率__________。
【答案】(1) ①. +3 ②. f
(2)增大矿石和空气的接触面积,提高反应速率,使反应更充分
(3)
(4)过滤 (5)
(6) ①. 6 ②. 10%
【解析】
【分析】氟碳铈矿(主要成分为)先经焙烧,被氧化为+4价的和,同时释放;酸浸1中少量盐酸溶解+4价和其他稀土杂质,浸出液经萃取分离除去其他稀土元素,未溶解的+4价化合物进入酸浸2;酸浸2中加入和,+4价反应转化为沉淀和;之后加入可溶性钾盐发生沉淀转化得到滤渣,经操作分离出滤渣后,滤液中在碱性条件下被氧化为,最终煅烧分解得到高纯度。
【小问1详解】
化合物化合价代数和为0,中F为-1价,为-2价,因此Ce化合价为;
铈属于镧系元素,位于元素周期表的f区;
【小问2详解】
逆流操作可以让矿粉和空气充分接触,高压提高了氧气浓度,目的是增大反应物接触面积,使焙烧反应更充分,加快反应速率,提高原料利用率;
【小问3详解】
黄绿色气体为,中+4价Ce被还原为,被氧化为,根据得失电子、电荷、原子守恒配平得到离子方程式:;
【小问4详解】
该操作需要分离出滤渣和溶液,因此操作名称为过滤;
【小问5详解】
氧化步骤中,碱性环境下将氧化为沉淀,被还原为,根据守恒配平得到离子方程式:;
【小问6详解】
①晶胞为萤石型结构,结合晶胞结构可得,与等距且紧邻的共6个;
②设,,则总正电荷为,因此实际;原无掺杂时,总阳离子为,对应总位置为,因此氧空位数为,空缺率为。
19. 一种抑制类杀菌剂H的合成路线如图所示。
已知:i.
ii.
iii.
回答下列问题:
(1)A的名称为__________,D中含氧官能团的名称为__________。
(2)E的结构简式为__________。
(3)反应A→B的化学方程式为__________。
(4)F→G和G→H的反应类型分别为__________、__________。
(5)M是R的同分异构体,满足下列条件的M有__________种(不考虑立体异构)。
①能与溶液发生显色反应;②有两个处于苯环对位的;③苯环上有6个取代基。
其中核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶1的同分异构体的结构简式为__________。
(6)根据以上信息,以和为主要原料制备的合成路线如图,其中P和Q的结构简式分别为__________和__________。
【答案】(1) ①. 2,4,6-三氯苯甲醇 ②. (酮)羰基
(2) (3) (4) ①. 还原反应 ②. 取代反应
(5) ①. 3 ②.
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】A发生催化氧化生成B,B的结构简式为,根据已知i,B和生成C,C在一定条件下生成D,D中羰基与按已知ii发生加成反应,得到E,结构简式为:;E在催化剂条件下生成F,F中C=N双键加氢还原得到G,G中仲氨基与R的羧基发生取代反应生成H。
【小问1详解】
A的结构为苯环羟甲基邻对位连三个Cl,名称为2,4,6-三氯苯甲醇;
D中含氧官能团为羰基;
【小问2详解】
D中羰基与按已知ii发生加成反应,得到E,结构简式为:;
【小问3详解】
A→B是伯醇的催化氧化,醇羟基氧化为醛基,化学方程式:;
【小问4详解】
F中C=N双键加氢还原得到G,故F→G为还原反应;G中仲氨基与R的羧基发生取代反应生成H,故G→H为取代反应;
【小问5详解】
R的分子式为,不饱和度为4。能与溶液发生显色反应说明含有酚羟基,同时满足有两个处于苯环对位的,苯环上有6个取代基,则符合条件的M有、、;
核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶1的同分异构体的结构简式为;
【小问6详解】
根据已知iii,原料发生反应得到P为;P与反应,结合D→E的反应,Q结构为。
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高中二年级第二学期期末试题
化学
全卷共100分,考试时间为75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上,并将条形码贴在答题卡上对应的虚线框内。
2.回答选择题时,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,再选涂其它答案标号。
3.回答非选择题时,用0.5 mm黑色签字笔将答案直接写在答题卡上的方框内有效,不能答在试题卷上。
4.考试结束时,只将答题卡收回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Al-27 S-32 Fe-56 Cu-64
一、单项选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 近年来,我国在航天、材料、能源、深海等领域取得了诸多重大突破。下列说法不正确的是
A. “歼-20”战机的隐身涂层材料之一为石墨烯,石墨烯与金刚石互为同素异形体
B. “中国空间站”核心舱采用了先进的氮化硅陶瓷基复合材料,氮化硅属于共价晶体
C. “长征五号”火箭使用液氧煤油发动机,煤油属于酯类化合物
D. “奋斗者”号潜水艇观察窗的主要成分为有机玻璃,有机玻璃属于有机高分子材料
2. 下列性质的比较不正确的是
A. 沸点: B. 硬度:金刚石>晶体硅
C. 熔点: D. 酸性:
3. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 的电子式:
B. 分子的空间填充模型:
C. 邻羟基苯甲醛分子内氢键的示意图:
D. 顺-1,2-二氟乙烯的结构式:
4. 氟化钪()是一种重要的战略性功能材料。工业上由与制取的反应原理为:。下列说法不正确的是
A. 电负性:
B. 基态的价电子排布式为
C. 和的VSEPR模型相同
D. 键角:
5. 化学学习和研究要注意宏观与微观相结合。下列宏观现象的微观解释不正确的是
选项
宏观现象
微观解释
A
石墨能导电
未杂化的p轨道相互重叠,使电子可在整个碳原子平面中运动
B
利用杯酚分离和
超分子具有分子自组装的特征
C
用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果
高锰酸钾能氧化乙烯,延缓水果成熟
D
用X射线衍射仪鉴定宝石真假
晶体的衍射图上有明锐的衍射峰
A. A B. B C. C D. D
6. 下列实验装置和操作能达到实验目的的是
A.制备明矾晶体
B.检验溴乙烷中的溴元素
C.检验乙炔的还原性
D.制备乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
7. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有的电子数目为
B. 30g HCHO与的混合物中含碳原子数目为
C. 质量分数为46%的乙醇水溶液中含有键数目为
D. 溶液中的数目为
8. 下列离子方程式正确的是
A. 食醋去除水垢中的:
B. 用重铬酸钾检测酒驾的原理:
C. 甲醛溶液中加入足量的银氨溶液并加热:
D. 少量通入苯酚钠溶液:
9. 马来酸氯苯那敏(a)和对乙酰氨基酚(b)是感冒灵颗粒的有效成分,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A. a的分子式为 B. a分子中所有原子可能共面
C. b分子中含有两种官能团 D. b苯环上的一溴代物有4种
10. 化合物俗称莫尔盐,是分析化学常用基准试剂,该物质中X、Y、Z、W、M为原子序数依次增大的前四周期元素。其中,X的原子半径在元素周期表中最小;基态Y原子在同周期元素中单电子数最多;Z是地壳中含量最高的元素;W与Z同族;M对应的单质是生活生产中用量最大的金属。下列说法正确的是
A. X、Y、Z的第一电离能:
B. 简单氢化物的热稳定性:Z>W
C. Z、W组成的化合物一定为极性分子
D. 基态M原子的核外电子有26种空间运动状态
11. 一种可制造光学镜片的聚合物,其合成路线如图所示。
下列说法不正确的是
A. 此反应属于加聚反应
B. X可以发生氧化、加成、取代反应
C. Y与足量氢气加成后得到的分子有1个手性碳原子
D. 聚合物属于合成高分子材料
12. 在(钌铑)基催化剂表面制备乙酸的一种机理如图所示。下列说法正确的是
A. 的电子式为:
B. 也是该反应的催化剂
C. 反应③中既有非极性键的断裂,又有非极性键的形成
D. 制取乙酸的总方程式为:
13. 下列说法正确的是
A. 立方烷()的六氯取代物有3种
B. 乙烯和1,3-丁二烯互为同系物
C. 的所有同分异构体中,能使溴水褪色的有2种
D. 的名称为3-甲基-3-乙基-1-丁烯
14. 将有机物(只含C、H、O三种元素)完全燃烧可生成和(标准状况下)。X的质谱图和红外光谱图分别如图所示,核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1∶3∶1∶3。下列关于有机物的说法不正确的是
A. 有机物的相对分子质量为88
B. 该有机物的分子式为
C. 有机物中含有的官能团名称为羧基
D. 与有机物互为同分异构体的羧酸类物质有2种(不考虑立体异构)
15. 是一种重要的无机化合物,它在工业和科学领域中有着多种用途。其结构可视为金刚石晶体中的原子被Cu、Fe和取代后形成,其晶胞结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 基态的价电子轨道表示式为
B. 该化合物的化学式中
C. 最近的两个原子的距离为
D. 晶胞密度为(设为阿伏加德罗常数的值)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 氢能是一种极具潜力的清洁能源,开发性能优异的储氢材料是氢能大规模应用的关键环节。氨硼烷()和均是极具应用前景的固体储氢材料。结合所学知识,回答下列问题:
(1)氨硼烷的球棍模型如图所示:
①氨硼烷与乙烷结构相似,氨硼烷在水中溶解能力大于乙烷的原因是__________。
②分子中、原子的杂化方式分别为__________、__________。
③常温下为固体,氨硼烷晶体中存在的化学键有__________(填标号)。
a.离子键 b.极性共价键 c.非极性共价键 d.配位键 e.氢键
④比较键角:__________(填“>”“<”或“=”)。
(2)NaAlH4晶胞结构如图1所示,它由两个立方体叠加而成,已知立方体的棱长为a nm。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。
①的空间结构为__________。
②图1中a位置的分数坐标为,b位置的分数坐标为__________。
③图2中晶胞在x=0.5截面上离子相对位置正确的是__________(填字母)。
④设阿伏加德罗常数的值为,则晶体的摩尔体积__________。
17. 呋喃甲酸()俗名糠酸,是一种重要的有机合成中间体。实验室使用呋喃甲醛()制备呋喃甲酸,并获得副产品呋喃甲醇。
已知:i.呋喃甲酸微溶于冷水,易溶于热水、乙醇和乙醚,在130~140℃升华;溶解度随温度的升高而增大,且升温过程中溶解度变化较大。
ii.乙醚的沸点是34.5℃,易挥发。
iii.无水氯化钙能与醇形成复合物
Ⅰ.实验原理:
Ⅱ.实验装置及步骤
①向三颈烧瓶中加入15.00 mL(约0.2 mol)呋喃甲醛,滴加20.00 mL质量分数为43%的溶液,充分搅拌,保持反应温度在8~12℃,持续回流40 min。
②待恢复至室温后,向三颈烧瓶中加入适量水使反应后的混合物完全溶解。
③将溶液转入分液漏斗中,少量多次加入乙醚萃取,合并萃取液,得到有机相和水相。
④向有机相中加入干燥剂,过滤后,再进一步分离乙醚和呋喃甲醇。
⑤向水相中滴加浓盐酸至pH为2~3,冷却,结晶,抽滤,洗涤,得到粗产品。并通过进一步提纯得到呋喃甲酸精品10.0 g。
回答下列问题:
(1)仪器A的作用是__________;仪器B的名称为__________。
(2)步骤①中反应温度保持在8~12℃,应采用的措施是__________。
(3)步骤③少量多次加入乙醚的目的是__________。
(4)步骤④干燥所使用的干燥剂可选用__________(填标号),分离乙醚和呋喃甲醇的方法是__________(填名称)。
a.98%浓硫酸 b.无水氯化钙 c.无水硫酸镁
(5)步骤⑤进一步提纯粗呋喃甲酸的操作为:热水溶解→活性炭脱色→蒸发浓缩→_______→_______→抽滤→洗涤→干燥。最佳洗涤剂是________(填标号)。
a.乙醇 b.冷水 c.乙醚 d.热水
(6)呋喃甲酸的产率为__________(保留3位有效数字)。
18. 铈(Ce)是重要的稀土元素,铈的化合物具有良好的光学、电学性质,广泛应用于各种平板显示、光学玻璃镜头和计算机芯片等领域。以氟碳铈矿(主要成分为,还有少量其它稀土元素)为原料制备高纯度的流程如下:
已知:
i.Ce元素的常见化合价为+3、+4.焙烧后Ce元素转化成和。+4价的元素不易进入溶液,而+3价的元素及其他稀土元素易进入溶液。
ii.酸浸2中发生反应:。
回答下列问题:
(1)CeFCO3中铈(Ce)元素的化合价为__________;铈属于镧系元素,位于元素周期表中的__________区。
(2)“焙烧”中常采用高压空气、逆流操作(空气从焙烧炉下部通入,矿粉从中上部加入),这样操作的目的是__________。
(3)在“酸浸1”中有少量与盐酸反应进入浸出液且产生黄绿色气体,该反应的离子方程式为__________。
(4)“操作”的名称是__________。
(5)“氧化”时发生反应的离子方程式为__________。
(6)CeO2晶胞和掺杂的晶胞如图所示,掺杂后占据原来的位置。
①晶胞中与等距且紧邻的有__________个。
②若掺杂后晶体中,则空缺率__________。
19. 一种抑制类杀菌剂H的合成路线如图所示。
已知:i.
ii.
iii.
回答下列问题:
(1)A的名称为__________,D中含氧官能团的名称为__________。
(2)E的结构简式为__________。
(3)反应A→B的化学方程式为__________。
(4)F→G和G→H的反应类型分别为__________、__________。
(5)M是R的同分异构体,满足下列条件的M有__________种(不考虑立体异构)。
①能与溶液发生显色反应;②有两个处于苯环对位的;③苯环上有6个取代基。
其中核磁共振氢谱峰面积之比为1∶1∶1的同分异构体的结构简式为__________。
(6)根据以上信息,以和为主要原料制备的合成路线如图,其中P和Q的结构简式分别为__________和__________。
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