内容正文:
高二年级样题
化学
本样题共8页,共两部分,19道题,满分100分。考试时长90分钟。试题答案一律填涂或书写在答题卡上,在样题上作答无效。考试结束后,请将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Zn 65 Se 79
第一部分
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 金刚石、石墨和环[16]碳均为碳的同素异形体。
金刚石
石墨
环[16]碳
下列说法正确的是
A. 三者均只含σ键 B. 石墨具有各向异性
C. 环[16]碳的熔点高于金刚石的 D. 三者的晶体类型相同
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 轨道的电子云图:
B. 羟基的电子式:
C. 的模型:
D. 基态氮原子的价层电子轨道表示式:
3. 生物体中普遍存在的有机化合物是生命活动的物质基础。下列说法不正确的是
A. 蔗糖与麦芽糖互为同分异构体
B. 蛋白质遇饱和溶液发生盐析
C. 油脂的氢化属于加成反应
D. 糖类、油脂、蛋白质均为能水解的高分子
4. 钠在盛有氯气的集气瓶中燃烧,产生白烟;氢气在盛有氯气的集气瓶中燃烧,瓶口产生白雾。下列说法不正确的是
A. 钠在氯气中燃烧时,有离子键的断裂
B. 氢气在氯气中燃烧时,有共价键的断裂
C. 白雾是氯化氢气体与空气中的水蒸气结合形成的小液滴
D. NaCl为离子化合物,HCl为共价化合物
5. 下列有机化合物的系统命名不正确的是
A. :2,3-二溴丁烷
B. :反戊烯
C. :丁醇
D. :乙基丁烷
6. 下列性质的差异与解释的对应关系不正确的是
选项
性质的差异
解释
A
沸点:
范德华力:
B
热稳定性:
键能:键键
C
水中的溶解度:
极性:键键
D
氧化性:
电负性:
A. A B. B C. C D. D
7. 能与短周期元素的简单阴离子构成化合物X,X的晶胞结构如下图。下列说法正确的是
A. X可能是
B. 晶胞中的白球为
C. 该化合物熔融状态下能导电
D. 该化合物中的阳离子半径大于阴离子半径
8. 苄基青霉素的结构如下图。下列有关苄基青霉素的说法不正确的是
A. 分子式为
B. 能发生取代、加成、氧化反应
C. 水解产物中有氨基酸
D. 该物质最多能与反应
9. 某有机物由C、H、O三种元素组成,红外光谱表明该有机物分子中有(R为烃基),质谱法测定其相对分子质量为102,核磁共振氢谱如下图。下列关于该有机物的说法不正确的是
A. 与乙酸乙酯互为同系物
B. 分子中碳原子的杂化方式有、
C. 分子中有手性碳原子
D. 该有机物完全燃烧,理论上消耗
10. 下列实验装置能达到实验目的的是
A.制备并收集乙酸乙酯
B.证明苯酚的酸性比碳酸弱
C.检验1-溴丙烷的消去产物
D.检验乙炔的还原性
A. A B. B C. C D. D
11. 丁二酮肟晶体难溶于水,可溶于乙醇。丁二酮肟可与反应生成丁二酮肟镍,该性质可用于水溶液中的分离。
下列说法不正确的是
A. 丁二酮肟晶体中存在的分子间作用力有氢键和范德华力
B. 丁二酮肟在配位前后氮原子杂化方式改变
C. 丁二酮肟分离时,弱碱性条件下沉淀的效果比弱酸性条件下好
D. 分离时加入丁二酮肟的乙醇溶液比加入丁二酮肟晶体的效果好
12. 向乙酸乙酯中分别加入等体积的溶液、NaOH溶液,密闭水浴加热至,酯层体积随水解时间的变化如下表。乙酸乙酯及水解后样品的红外光谱如下图。
溶液(酸性)
溶液(碱性)
0
3.0
3.0
2
2.8
2.7
4
2.6
2.4
6
2.4
2.0
8
2.1
0.8
10
1.8
0
12
1.0
0
14
0
0
下列说法不正确的是
A. 乙酸乙酯在碱性条件下水解反应为
B. ,乙酸乙酯的水解速率:碱性>酸性
C. ,酸性条件下酯层快速消失说明水解速率加快
D. 由以上实验可知,碱性条件下酯能完全水解
13. 中国科学家团队以杜仲胶(X)为基体通过两步反应制备羟基杜仲胶(Z),再在交联剂M的作用下,生成高分子材料W,转化过程如下。
已知:+2R1-OH +2H2O
下列说法不正确的是
A. X的单体为
B. 反应X→Y中,理论上会氧化碳碳双键
C. M为
D. W可回收重新得到Z
14. 实验小组探究银镜反应(实验所需银氨溶液均由溶液和氨水配制而成)。
已知:ⅰ.碱性条件下,会部分转化为更易被氧化的四面体阴离子();
ⅱ.葡萄糖在水溶液中存在链状和环状结构(由链状结构分子内加成而成环)之间的平衡,其中绝大部分为环状结构。
实验编号
操作
现象
Ⅰ
无明显现象
Ⅱ
刚开始无明显现象,2分钟左右形成不完整的银镜
Ⅲ
迅速变黑,静置,产生大量黑色沉淀()
Ⅳ
刚开始无明显现象,半小时后形成完整的银镜
下列说法不正确的是
A. 对比Ⅰ、Ⅱ,Ⅰ中未产生银镜,可能是因为该条件下无法形成大量四面体阴离子
B. 对比Ⅱ、Ⅲ,Ⅲ中未产生银镜,可能是因为羟基减弱了醛基的反应活性
C. 对比Ⅲ、Ⅳ,Ⅳ中能产生银镜,可能是因为葡萄糖存在环状结构
D. 以上实验说明影响银镜实验效果的因素有相邻基团对醛基的影响、溶液酸碱性等
第二部分
本部分共5题,共58分。
15. 金属有机框架材料(MOFs)具备富含孔隙的空间网状结构。其中MOF-5的核心组成单元为、和对苯二甲酸根离子(),化学式可表示为。
(1)基态的核外电子排布式为_________。
(2)对苯二甲酸分子中,官能团的名称为_________,共平面的碳原子数为_________。
(3)对苯二甲酸分子在水中不易溶解,原因之一是分子间存在较强的相互作用。画出两个对苯二甲酸分子间相互作用的示意图(其中一个分子已给出)_____________。
(4)MOF-5在潮湿空气中不稳定,与的配位键容易被破坏。
①推测与的配位能力:_________(填“>”或“<”)。
②将MOF-5中的部分替换为,化学式可表示为。新结构在潮湿空气中的稳定性比MOF-5增强,从配位能力的角度推测其可能原因:__________________。
③下列关于MOF-5的制备、性质与应用的说法正确的是_________(填序号)。
a.不能使用锌盐与BDC盐的水溶液制备MOF-5
b.MOF-5的密度约为,相对较小,可能是因为其结构富含孔隙
c.MOF-5可以吸附,是因为MOF-5能与形成氢键
16. 硒化锌()是一种集半导体性能和红外透光性于一体的材料,广泛应用于航空航天领域。
(1)在元素周期表中的位置为_________,其第一电离能比的略低,从核外电子排布角度解释其原因:__________________。
(2)硒化锌的立方晶胞结构如图,其边长为。
①距离最近且等距的有_________个。
②阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度为_________()。
(3)硒化氢()是制备硒化锌的必要原料之一、在三甲胺(,为甲基)存在的温和条件下,单质可以与水和反应得到。
①总反应的化学方程式为_________。
研究表明,总反应分为以下两步。
第一步:单质与生成羰基硒();
第二步:与水反应生成。该反应过程中的部分能量变化如下图。
②中间体2转化为PP的过程中,断裂的化学键有_________。
③由图可知,上述反应过程中速率最慢的步骤为_________(填序号)。
a.LM→中间体1
b.中间体1→中间体2
c.中间体2→PP
17. 乙酰苯胺作为一种常用药,具有解热镇痛的功效。某同学在实验室用苯胺和乙酸制备乙酰苯胺。
【反应原理】+CH3COOH +H2O
【查阅资料】ⅰ.苯胺常温下为液体,可溶于水,易被氧化;乙酰苯胺常温下为固体,易溶于乙醇与乙酸;
ⅱ.有关物质的沸点如下表;乙酰苯胺在水中的溶解度随温度变化的曲线如下图。
物质
苯胺
乙酸
乙酰苯胺
沸点/℃
184
118
304
(1)的官能团名称为__________。
【设计并实施实验】实验流程如下图。
(2)原料中除了苯胺和乙酸外还加入了锌粉,加入锌粉的目的是__________。
(3)①中控制加热温度为能提高乙酰苯胺的平衡产率,其原因是__________。
(4)④中最合适的洗涤剂为__________(填序号)。
a.冰水
b.NaOH溶液
c.乙醇
(5)⑤中操作的目的是提纯,结合上述溶解度曲线,简述⑤的操作:__________。
18. 抗疟药盐酸甲氟喹的中间体P的一种合成路线如下。
已知:ⅰ.+ +R2OH
ⅱ.
(1)A→B的化学方程式是________。
(2)试剂a的结构简式为________。
(3)①E的结构简式为________。
②判断并解释E中氟原子对碳氢键活泼性的影响:________。
(4)G→I所需的试剂是________。
(5)下列说法正确的是________(填序号)。
a.I→J的反应为还原反应
b.推测D→E的反应可能有CO2生成
c.L存在同时含苯环和碳碳三键的羧酸类同分异构体
(6)K含一个sp杂化的碳原子,K的结构简式为________。
(7)以E、M合成P分为四步反应,已知中间产物Y、Z中含碳碳双键。
其中X的结构简式为________;Z的结构简式为________。
19. 某兴趣小组研究苯酚遇铁(Ⅲ)盐显色的影响因素。
已知:
实验1:探究溶液对显色的影响
实验
序号
试剂b
现象
5mL0.5mol/L苯酚溶液+0.2mL0.1mol/LFeCl3溶液
1-1
1 mL 0.3 mol/L 盐酸
深紫色溶液逐渐变浅,最终变为黄色
1-2
1 mL 0.3 mol/L NaOH溶液
深紫色溶液逐渐变浅,最终几乎无色,并产生大量红褐色沉淀
(1)测得实验所用的苯酚溶液,用化学用语解释苯酚溶液显酸性的原因:________。
(2)甲同学认为实验1-1中深紫色溶液逐渐变浅与浓度有关,从平衡移动的角度解释紫色变浅的原因:________。
(3)实验1-2溶液颜色也变浅,其主要原因是影响________(填“”或“”)的浓度。
(4)乙同学依据实验1-1中溶液颜色最终变为黄色,猜测深紫色溶液逐渐变浅可能与生成有关。乙同学设计实验最终排除了该猜测:向试剂中加入________,溶液几乎不变色。
实验2:探究铁(Ⅲ)盐种类对显色的影响
实验
序号
试剂c
现象
2-1
溶液
溶液变为深紫色
2-2
溶液
溶液变为紫色
(5)甲同学认为该实验条件下,与的配位能力:。结合实验现象说明理由:___________,其中与配位时的配位原子是_________。
(6)小组同学发现实验2-2所得溶液久置后紫色变浅并产生红褐色沉淀。
①甲同学认为上述沉淀为,乙同学猜测沉淀中还可能含有,经实验验证乙同学的猜测不成立,实验操作和观察到的现象为_________。
②从反应原理角度解释实验2-2中溶液先变为紫色,久置后颜色变浅并产生沉淀的可能原因:_________。
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高二年级样题
化学
本样题共8页,共两部分,19道题,满分100分。考试时长90分钟。试题答案一律填涂或书写在答题卡上,在样题上作答无效。考试结束后,请将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Zn 65 Se 79
第一部分
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 金刚石、石墨和环[16]碳均为碳的同素异形体。
金刚石
石墨
环[16]碳
下列说法正确的是
A. 三者均只含σ键 B. 石墨具有各向异性
C. 环[16]碳的熔点高于金刚石的 D. 三者的晶体类型相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.金刚石中只含σ键,但石墨层内存在大π键,环[16]碳中含碳碳三键,含有π键,并非三者均只含σ键,A错误;
B.石墨为层状结构,不同方向上的导电、导热等物理性质存在明显差异,具有各向异性,B正确;
C.金刚石是共价晶体,熔点极高,环[16]碳属于分子晶体,熔点远低于金刚石,C错误;
D.金刚石属于共价晶体,石墨属于混合型晶体,环[16]碳属于分子晶体,三者晶体类型不相同,D错误;
故选B。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 轨道的电子云图:
B. 羟基的电子式:
C. 的模型:
D. 基态氮原子的价层电子轨道表示式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.轨道电子云沿z轴呈哑铃形分布,图示符合其电子云的特征,A正确;
B.羟基是中性基团,不含括号和负电荷,图示为氢氧根离子的电子式,不是羟基的电子式,羟基的电子式为:,B错误;
C.中N原子价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,图示为的空间构型(三角锥形),并非VSEPR模型,C错误;
D.基态氮原子价层电子排布式为,根据洪特规则,2p轨道的3个电子应分占不同轨道且自旋平行,图示排布不符合洪特规则,N的价层电子轨道表示式为:,D错误;
故选A。
3. 生物体中普遍存在的有机化合物是生命活动的物质基础。下列说法不正确的是
A. 蔗糖与麦芽糖互为同分异构体
B. 蛋白质遇饱和溶液发生盐析
C. 油脂的氢化属于加成反应
D. 糖类、油脂、蛋白质均为能水解的高分子
【答案】D
【解析】
【详解】A.蔗糖和麦芽糖的分子式相同、结构不同,互为同分异构体,A正确;
B.饱和硫酸钠溶液能降低蛋白质在水中的溶解度,使蛋白质发生盐析,B正确;
C.油脂分子中的碳碳双键可与氢气发生加成反应,C正确;
D.糖类并非都能水解,如单糖不能水解;油脂也不属于高分子化合物,因此该说法错误,D错误;
故选D。
4. 钠在盛有氯气的集气瓶中燃烧,产生白烟;氢气在盛有氯气的集气瓶中燃烧,瓶口产生白雾。下列说法不正确的是
A. 钠在氯气中燃烧时,有离子键的断裂
B. 氢气在氯气中燃烧时,有共价键的断裂
C. 白雾是氯化氢气体与空气中的水蒸气结合形成的小液滴
D. NaCl为离子化合物,HCl为共价化合物
【答案】A
【解析】
【详解】A.钠和氯气均为单质,反应过程中断裂的是钠的金属键和氯气的共价键,只有离子键的生成,无离子键的断裂,A错误;
B.氢气分子内存在共价键,氯气分子内存在共价键,燃烧反应中两种共价键均发生断裂,B正确;
C.氢气在氯气中燃烧生成气体,极易与空气中水蒸气结合形成盐酸小液滴,即瓶口的白雾,C正确;
D.由和通过离子键构成,属于离子化合物;由原子和原子通过共用电子对形成共价键构成,属于共价化合物,D正确;
故选A。
5. 下列有机化合物的系统命名不正确的是
A. :2,3-二溴丁烷
B. :反戊烯
C. :丁醇
D. :乙基丁烷
【答案】D
【解析】
【详解】A.该物质主链为4个碳原子,2、3位各连1个溴原子,命名为2,3-二溴丁烷,A正确;
B.该物质主链为5个碳原子,离官能团近的一端开始编号,该物质的碳碳双键位于2号碳;两个氢原子在双键异侧,属于反式结构,命名为反戊烯,B正确;
C.该物质主链为4个碳原子,离官能团近的一端开始编号,羟基位于2号碳,命名为丁醇,C正确;
D.烷烃命名应选最长碳链为主链,该物质最长碳链为5个碳原子,3位连有1个甲基,正确命名为3-甲基戊烷,D错误;
故选D。
6. 下列性质的差异与解释的对应关系不正确的是
选项
性质的差异
解释
A
沸点:
范德华力:
B
热稳定性:
键能:键键
C
水中的溶解度:
极性:键键
D
氧化性:
电负性:
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.和均为不含氢键的分子晶体,相对分子质量越大范德华力越强,沸点越高,范德华力,对应关系成立,A正确;
B.共价氢化物热稳定性与键能正相关,原子半径小于,键长更短、键能更大,故热稳定性更强,对应关系成立,B正确;
C.在水中溶解度大于的主要原因是是极性分子、是非极性分子,符合相似相溶原理,与键和键的极性差异无直接对应关系,且二者键极性差异极小,对应关系不成立,C错误;
D.电负性越大元素非金属性越强,对应单质氧化性越强,电负性大于,故氧化性更强,对应关系成立,D正确;
故答案选C。
7. 能与短周期元素的简单阴离子构成化合物X,X的晶胞结构如下图。下列说法正确的是
A. X可能是
B. 晶胞中的白球为
C. 该化合物熔融状态下能导电
D. 该化合物中的阳离子半径大于阴离子半径
【答案】C
【解析】
【分析】首先计算晶胞中粒子数目:白球位于顶点和面心,数目为;黑球全部在晶胞内部,数目为8,二者个数比为。因为+1价,故阴离子为-2价,化合物为(为短周期-2价阴离子,如、),属于反萤石型结构。
【详解】A.中阴阳离子个数比为,与晶胞粒子比例不符,A错误;
B.由化学式可知,数目是阴离子的2倍,因此黑球为,白球为阴离子,B错误;
C.该化合物为离子化合物,熔融状态下可电离出自由移动的离子,能导电,C正确;
D.若阴离子为,二者电子层结构相同,核电荷数越大半径越小,;若为,其电子层数比多,半径更大,故阳离子半径小于阴离子半径,D错误;
故答案选C。
8. 苄基青霉素的结构如下图。下列有关苄基青霉素的说法不正确的是
A. 分子式为
B. 能发生取代、加成、氧化反应
C. 水解产物中有氨基酸
D. 该物质最多能与反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.通过不饱和度计算和原子计数,该物质分子式为,A正确;
B.该物质含苯环可发生加成、苯环卤代等取代反应,含羧基可发生酯化(取代)反应,苯环侧链可被强氧化剂氧化,能发生氧化反应,B正确;
C.该物质含有酰胺键,水解后会生成同时含有氨基和羧基的氨基酸,C正确;
D.1mol该物质含1mol羧基、2mol酰胺键,三者均能和NaOH反应,最多消耗3mol NaOH,不是2mol,D错误;
故答案为D。
9. 某有机物由C、H、O三种元素组成,红外光谱表明该有机物分子中有(R为烃基),质谱法测定其相对分子质量为102,核磁共振氢谱如下图。下列关于该有机物的说法不正确的是
A. 与乙酸乙酯互为同系物
B. 分子中碳原子的杂化方式有、
C. 分子中有手性碳原子
D. 该有机物完全燃烧,理论上消耗
【答案】C
【解析】
【分析】该有机物含酯基,至少2个O,相对分子质量为102,因此C、H总相对质量为,可得分子式为(,总相对质量,符合)。 核磁共振氢谱显示有3组峰,峰面积比,总氢数为10,说明分子含2个等效甲基(共6个H)、1个次甲基(1个H)、1个甲基(3个H),可能结构为或,两种结构均符合峰面积要求。
【详解】A.乙酸乙酯分子式为,属于饱和一元酯,该有机物也为饱和一元酯,结构相似,分子组成差1个,互为同系物,A正确;
B.酯基中羰基C为双键碳,杂化方式为;烷基中所有C均为单键碳,杂化方式为,因此分子中存在两种杂化方式,B正确;
C.手性碳原子是指连有4个不同基团的碳原子,两种结构中,次甲基都连接2个相同的甲基,不存在手性碳原子,C错误;
D.分子式为的烃的含氧衍生物耗氧公式为,代入,得,D正确;
故选C。
10. 下列实验装置能达到实验目的的是
A.制备并收集乙酸乙酯
B.证明苯酚的酸性比碳酸弱
C.检验1-溴丙烷的消去产物
D.检验乙炔的还原性
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.制备乙酸乙酯时,导管不能插入饱和溶液液面下,否则蒸出的乙酸、乙醇均易溶于水,易发生倒吸,无法安全收集产物,A错误;
B.醋酸具有挥发性,与碳酸钠反应生成的中混有醋酸蒸气,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发生反应,不能证明苯酚酸性比碳酸弱,B错误;
C.1-溴丙烷和NaOH的乙醇溶液共热时,挥发的乙醇也能被酸性溶液氧化使其褪色,无法检验消去产物丙烯,C错误;
D.溶液可与乙炔中混有的反应生成CuS沉淀,除去H2S杂质,排除干扰后酸性溶液褪色可证明乙炔具有还原性,D正确;
故选D。
11. 丁二酮肟晶体难溶于水,可溶于乙醇。丁二酮肟可与反应生成丁二酮肟镍,该性质可用于水溶液中的分离。
下列说法不正确的是
A. 丁二酮肟晶体中存在的分子间作用力有氢键和范德华力
B. 丁二酮肟在配位前后氮原子杂化方式改变
C. 丁二酮肟分离时,弱碱性条件下沉淀的效果比弱酸性条件下好
D. 分离时加入丁二酮肟的乙醇溶液比加入丁二酮肟晶体的效果好
【答案】B
【解析】
【详解】A.丁二酮肟分子含有羟基,分子间可形成氢键,同时存在范德华力,A正确;
B.配位前丁二酮肟中N原子为杂化,配位后N原子仍为杂化(除甲基外其他原子共平面可佐证),杂化方式未发生改变,B错误;
C.弱酸性条件下浓度高,会与丁二酮肟中氮原子结合,使氮原子无法提供孤对电子与配位;弱碱性条件下,更容易与形成沉淀,因此沉淀效果更好,C正确;
D.丁二酮肟难溶于水、可溶于乙醇,配成乙醇溶液能增大与的接触面积,反应更充分,效果优于直接加入晶体,D正确;
故选B。
12. 向乙酸乙酯中分别加入等体积的溶液、NaOH溶液,密闭水浴加热至,酯层体积随水解时间的变化如下表。乙酸乙酯及水解后样品的红外光谱如下图。
溶液(酸性)
溶液(碱性)
0
3.0
3.0
2
2.8
2.7
4
2.6
2.4
6
2.4
2.0
8
2.1
0.8
10
1.8
0
12
1.0
0
14
0
0
下列说法不正确的是
A. 乙酸乙酯在碱性条件下水解反应为
B. ,乙酸乙酯的水解速率:碱性>酸性
C. ,酸性条件下酯层快速消失说明水解速率加快
D. 由以上实验可知,碱性条件下酯能完全水解
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙酸乙酯在碱性条件下水解生成乙酸钠和乙醇,给出的反应方程式书写正确,A正确;
B.0~6 min,酸性条件下酯层共减少0.6 mL,碱性条件下酯层共减少1.0 mL,相同时间内碱性条件酯减少量更大,水解速率:碱性>酸性,B正确;
C.酸性条件下乙酸乙酯水解是可逆反应,随着反应进行乙酸乙酯浓度降低,水解速率应逐渐减慢,10~14 min酯层快速消失是因为生成的乙醇与乙酸乙酯互溶,并非水解速率加快,C错误;
D.由表格数据可知碱性条件下10 min时酯层体积已经为0,结合红外光谱可知碱性水解后无酯基特征峰,说明碱性条件下酯能完全水解,D正确;
故选C。
13. 中国科学家团队以杜仲胶(X)为基体通过两步反应制备羟基杜仲胶(Z),再在交联剂M的作用下,生成高分子材料W,转化过程如下。
已知:+2R1-OH +2H2O
下列说法不正确的是
A. X的单体为
B. 反应X→Y中,理论上会氧化碳碳双键
C. M为
D. W可回收重新得到Z
【答案】B
【解析】
【详解】A.杜仲胶X是聚异戊二烯,结构重复单元为,单体为异戊二烯(),A正确;
B.X→Y中,碳碳双键被氧化为环氧结构,1 mol碳碳双键被氧化时,需要1 mol ( 中2个-1价O得到2 mol电子变为-2价,1 mol碳碳双键氧化共失去2 mol电子,得失电子守恒),因此1 mol 只能氧化1 mol碳碳双键,B错误;
C.根据已知反应,结合W的结构,M为对苯二硼酸(苯环对位连接两个),符合交联成W的结构要求,C正确;
D.已知生成硼酸酯的反应是可逆反应,因此W可通过水解反应重新得到Z,D正确;
故选B。
14. 实验小组探究银镜反应(实验所需银氨溶液均由溶液和氨水配制而成)。
已知:ⅰ.碱性条件下,会部分转化为更易被氧化的四面体阴离子();
ⅱ.葡萄糖在水溶液中存在链状和环状结构(由链状结构分子内加成而成环)之间的平衡,其中绝大部分为环状结构。
实验编号
操作
现象
Ⅰ
无明显现象
Ⅱ
刚开始无明显现象,2分钟左右形成不完整的银镜
Ⅲ
迅速变黑,静置,产生大量黑色沉淀()
Ⅳ
刚开始无明显现象,半小时后形成完整的银镜
下列说法不正确的是
A. 对比Ⅰ、Ⅱ,Ⅰ中未产生银镜,可能是因为该条件下无法形成大量四面体阴离子
B. 对比Ⅱ、Ⅲ,Ⅲ中未产生银镜,可能是因为羟基减弱了醛基的反应活性
C. 对比Ⅲ、Ⅳ,Ⅳ中能产生银镜,可能是因为葡萄糖存在环状结构
D. 以上实验说明影响银镜实验效果的因素有相邻基团对醛基的影响、溶液酸碱性等
【答案】B
【解析】
【详解】A.实验Ⅱ中,溶液呈碱性,可转化为更易氧化的四面体阴离子,故可以产生银镜,而实验Ⅰ中,AgNO3 溶液呈酸性(Ag+水解),难以转化为更易氧化的四面体阴离子,因此无银镜产生,A正确;
B.对比实验Ⅱ,实验Ⅲ中的现象迅速变黑,产生大量Ag沉淀,说明醛基的反应活性更强。故实验Ⅲ反应速率远快于Ⅱ,说明羟基增强了醛基的反应活性,B错误;
C.对比实验Ⅲ,葡萄糖中虽然也有羟基,但由于存在环状结构,降低了游离醛基的浓度,避免了像实验Ⅲ那样反应过快产生沉淀,使反应速率适中,从而能形成完整的银镜,C正确;
D.对比实验Ⅱ与实验Ⅲ,说明影响银镜实验效果的因素为相邻基团对醛基的影响,对比实验Ⅰ与实验Ⅱ,说明影响银镜实验效果的因素为溶液酸碱性,D正确;
故答案选B。
第二部分
本部分共5题,共58分。
15. 金属有机框架材料(MOFs)具备富含孔隙的空间网状结构。其中MOF-5的核心组成单元为、和对苯二甲酸根离子(),化学式可表示为。
(1)基态的核外电子排布式为_________。
(2)对苯二甲酸分子中,官能团的名称为_________,共平面的碳原子数为_________。
(3)对苯二甲酸分子在水中不易溶解,原因之一是分子间存在较强的相互作用。画出两个对苯二甲酸分子间相互作用的示意图(其中一个分子已给出)_____________。
(4)MOF-5在潮湿空气中不稳定,与的配位键容易被破坏。
①推测与的配位能力:_________(填“>”或“<”)。
②将MOF-5中的部分替换为,化学式可表示为。新结构在潮湿空气中的稳定性比MOF-5增强,从配位能力的角度推测其可能原因:__________________。
③下列关于MOF-5的制备、性质与应用的说法正确的是_________(填序号)。
a.不能使用锌盐与BDC盐的水溶液制备MOF-5
b.MOF-5的密度约为,相对较小,可能是因为其结构富含孔隙
c.MOF-5可以吸附,是因为MOF-5能与形成氢键
【答案】(1)【Ar】或
(2) ①. 羧基 ②. 8
(3) (4) ①. > ②. 与的配位能力强于与的配位能力,较难破坏与的配位键 ③. ab
【解析】
【小问1详解】
的原子序数为,基态原子的核外电子排布式为,形成 时,失去最外层的个电子,故基态的核外电子排布式为 ;
【小问2详解】
对苯二甲酸分子中的官能团为,名称为羧基;苯环为平面正六边形结构,苯环上的个碳原子共平面;由于两点确定一条直线,连接苯环与羧基的碳碳单键处于苯环所在的平面内,因此个羧基碳原子也必然与苯环共平面,故分子中个碳原子均共平面;
【小问3详解】
对苯二甲酸分子中含有羧基,分子间极易通过羧基形成氢键,通常两个羧基之间会形成两个氢键(即一个羧基的羟基氢与另一个羧基的羰基氧成键),构成稳定的八元环状二聚体结构,如图;
【小问4详解】
① 已知“在潮湿空气中不稳定,与的配位键容易被破坏,说明在有水存在的条件下,水分子取代了与形成配位键,即 与的配位能力大于;
②将替换为后,新结构在潮湿空气中的稳定性增强,说明水分子难以再破坏金属离子与配体的结合,从配位能力角度推测,是因为与 的配位能力强于与的配位能力,形成的配位键更牢固,较难破坏与的配位键;
③a.由①可知遇水不稳定,配位键会被水破坏,因此不能在水溶液中制备,a正确;
b. 材料属于空间网状结构,内部富含孔隙,导致其单位体积内的质量较小,宏观表现为密度较小,b正确;
c.分子中不含氢原子,无法作为氢键供体,且骨架中也缺乏强极性的氢键供体基团,因此吸附并非依靠氢键,而是依靠范德华力或特定的配位作用,c错误;
故选ab。
16. 硒化锌()是一种集半导体性能和红外透光性于一体的材料,广泛应用于航空航天领域。
(1)在元素周期表中的位置为_________,其第一电离能比的略低,从核外电子排布角度解释其原因:__________________。
(2)硒化锌的立方晶胞结构如图,其边长为。
①距离最近且等距的有_________个。
②阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度为_________()。
(3)硒化氢()是制备硒化锌的必要原料之一、在三甲胺(,为甲基)存在的温和条件下,单质可以与水和反应得到。
①总反应的化学方程式为_________。
研究表明,总反应分为以下两步。
第一步:单质与生成羰基硒();
第二步:与水反应生成。该反应过程中的部分能量变化如下图。
②中间体2转化为PP的过程中,断裂的化学键有_________。
③由图可知,上述反应过程中速率最慢的步骤为_________(填序号)。
a.LM→中间体1
b.中间体1→中间体2
c.中间体2→PP
【答案】(1) ①. 第4周期,第ⅥA族 ②. 基态As原子的价电子排布式为,4p轨道为半充满状态,比较稳定,不易失去一个电子
(2) ①. 4 ②.
(3) ①. ②. Se-C、O-H ③. c
【解析】
【小问1详解】
Se原子序数为34,核外电子层依次排布的电子数为2、8、18、6,因此位于元素周期表第四周期第ⅥA族。周期第一电离能中,As价电子排布为,4p轨道为半充满的稳定结构,更难失电子;Se价电子排布为,失去1个电子即可达到半充满稳定结构,更易失电子,因此Se的第一电离能略低于As。
【小问2详解】
①该晶胞为闪锌矿型结构,Zn位于晶胞内部,每个Zn周围距离最近且等距的Se共4个,配位数为4。
②晶胞中Se位于顶点和面心,数目为,Zn位于晶胞内部,数目为4,因此晶胞质量;晶胞边长,晶胞体积,因此密度。
【小问3详解】
①根据反应过程的能量图,最终产物除外还有,因此总反应为Se与CO、水在三甲胺条件下生成和,配平即可得到。
② 对比中间体2()和产物PP()的结构可知,反应过程中断裂键和羧基中的键,再重新组合得到产物。
③反应活化能越大,反应速率越慢。计算各步骤活化能(过渡态能量减去该步反应物能量):
a. :活化能;
b.中间体1→中间体2:活化能;
c. 中间体2→PP:活化能,该步骤活化能最大,因此速率最慢;
故选c。
17. 乙酰苯胺作为一种常用药,具有解热镇痛的功效。某同学在实验室用苯胺和乙酸制备乙酰苯胺。
【反应原理】+CH3COOH +H2O
【查阅资料】ⅰ.苯胺常温下为液体,可溶于水,易被氧化;乙酰苯胺常温下为固体,易溶于乙醇与乙酸;
ⅱ.有关物质的沸点如下表;乙酰苯胺在水中的溶解度随温度变化的曲线如下图。
物质
苯胺
乙酸
乙酰苯胺
沸点/℃
184
118
304
(1)的官能团名称为__________。
【设计并实施实验】实验流程如下图。
(2)原料中除了苯胺和乙酸外还加入了锌粉,加入锌粉的目的是__________。
(3)①中控制加热温度为能提高乙酰苯胺的平衡产率,其原因是__________。
(4)④中最合适的洗涤剂为__________(填序号)。
a.冰水
b.NaOH溶液
c.乙醇
(5)⑤中操作的目的是提纯,结合上述溶解度曲线,简述⑤的操作:__________。
【答案】(1)酰胺基 (2)作还原剂,防止苯胺被氧化
(3)加热到让水汽化,降低,+CH3COOH +H2O平衡正向移动,提高平衡产率;同时减少乙酸的挥发,也有利于提高平衡产率
(4)a (5)向乙酰苯胺粗品中加一定量的水,加热至充分溶解后,趁热过滤、冷却结晶,过滤得乙酰苯胺
【解析】
【分析】由题给流程可知,制备乙酰苯胺的过程为将苯胺和冰醋酸、锌在常压105℃条件下加热1 h后,蒸馏除去过量乙酸后得到反应液;将反应液趁热倒入水中、冷却结晶、过滤、洗涤得到乙酰苯胺粗品;向乙酰苯胺粗品中加一定量的水,加热至充分溶解后,趁热过滤、冷却结晶,过滤得高纯乙酰苯胺。
【小问1详解】
由结构简式可知,乙酰苯胺的官能团为酰胺基;
【小问2详解】
由题给信息可知,苯胺在空气中易被氧化,所以原料中加入锌粉的目的是作还原剂,防止苯胺被氧化;
【小问3详解】
由题给信息可知,乙酸的沸点为118℃,则①中控制加热温度为105℃的目的是将生成物水转化为水蒸气蒸出,减小体系中水的浓度,使平衡向正反应方向移动,提高乙酰苯胺的产率;同时减少乙酸的挥发,也有利于提高平衡产率。
【小问4详解】
由结构简式可知,乙酰苯胺分子中含有的酰胺基能与氢氧化钠溶液反应,则④中不能用氢氧化钠溶液作洗涤剂;由题意可知,乙酰苯胺易溶于乙醇,由溶解度曲线可知,常温下乙酰苯胺微溶于水,则④中不能用乙醇作洗涤剂,所以最合适的洗涤剂是冰水,故选a;
【小问5详解】
由溶解度曲线可知,常温下乙酰苯胺微溶于水,温度升高,乙酰苯胺的溶解度增大,所以除去乙酰苯胺粗品中少量难溶性杂质的操作为向乙酰苯胺粗品中加一定量的水,加热至充分溶解后,趁热过滤、冷却结晶,过滤得乙酰苯胺。
18. 抗疟药盐酸甲氟喹的中间体P的一种合成路线如下。
已知:ⅰ.+ +R2OH
ⅱ.
(1)A→B的化学方程式是________。
(2)试剂a的结构简式为________。
(3)①E的结构简式为________。
②判断并解释E中氟原子对碳氢键活泼性的影响:________。
(4)G→I所需的试剂是________。
(5)下列说法正确的是________(填序号)。
a.I→J的反应为还原反应
b.推测D→E的反应可能有CO2生成
c.L存在同时含苯环和碳碳三键的羧酸类同分异构体
(6)K含一个sp杂化的碳原子,K的结构简式为________。
(7)以E、M合成P分为四步反应,已知中间产物Y、Z中含碳碳双键。
其中X的结构简式为________;Z的结构简式为________。
【答案】(1)
(2)
(3) ①. ②. 使碳氢键活泼性增大,F的电负性大,为吸电子基团,碳氢键极性增大,易断键
(4)浓、浓
(5)abc (6)
(7) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
该反应是三氟乙酸(A)和乙醇在浓硫酸催化下的酯化反应,反应生成酯和水,方程式如下:;
【小问2详解】
反应,在试剂a和乙醇钠的作用下生成三氟乙酰乙酸乙酯,根据反应i,试剂a应是乙酸乙酯,结构简式为;
【小问3详解】
①D经过水解和脱羧反应生成E,根据反应ii,E应为;
②F是电负性最强的元素,三个氟原子通过强烈的吸电子诱导效应(-I效应),使得三氟甲基成为一个强吸电子基。这个效应通过碳链传递,使得羰基另一侧的甲基上的C-H键电子云密度降低,键的极性增强,导致氢原子更容易以质子的形式离去, C-H键的活泼性增强;
【小问4详解】
G是甲苯,根据J可知,I是邻硝基甲苯,所以为苯环上的硝化反应,所需试剂是浓硝酸和浓硫酸的混合物;
【小问5详解】
a.从I到J,将硝基还原为氨基,所涉及到的反应为还原反应,a符合题意;
b.推测D到E的反应涉及到脱羧反应会生成二氧化碳,b符合题意;
c.L的分子式为C9H4NO2F3,其不饱和度为,含有一个苯环的不饱和度为4,一个碳碳三键的不饱和度为2,一个羧基的不饱和度为1,不饱和度刚好为7,存在这样的同分异构体,如:,c符合题意;
故答案选abc;
【小问6详解】
J(邻甲苯胺)与丙二酰氯反应,再经过转化得到K。K可以环化生成L(一个吲哚衍生物)。根据L的结构逆推,K应为邻甲基苯异氰酸酯。该结构中含有一个异氰酸酯基,异氰酸酯基上的碳原子为sp杂化,K的结构简式为:;
【小问7详解】
L在碱性条件下水解生成M,反应后多了一个氢原子和钠原子,结合M的分子式可知发生了开环反应,M的结构式为:,以及合成P的第一步是M对E(缺电子的酮)的亲核加成反应,生成一个叔醇X,X的结构式为:;
X脱水生成Y(含碳碳双键),Y再与一分子试剂加成生成Z。题目指出Z含碳碳双键,说明发生消去反应,生成碳碳双键,Z的结构式为:。
19. 某兴趣小组研究苯酚遇铁(Ⅲ)盐显色的影响因素。
已知:
实验1:探究溶液对显色的影响
实验
序号
试剂b
现象
5mL0.5mol/L苯酚溶液+0.2mL0.1mol/LFeCl3溶液
1-1
1 mL 0.3 mol/L 盐酸
深紫色溶液逐渐变浅,最终变为黄色
1-2
1 mL 0.3 mol/L NaOH溶液
深紫色溶液逐渐变浅,最终几乎无色,并产生大量红褐色沉淀
(1)测得实验所用的苯酚溶液,用化学用语解释苯酚溶液显酸性的原因:________。
(2)甲同学认为实验1-1中深紫色溶液逐渐变浅与浓度有关,从平衡移动的角度解释紫色变浅的原因:________。
(3)实验1-2溶液颜色也变浅,其主要原因是影响________(填“”或“”)的浓度。
(4)乙同学依据实验1-1中溶液颜色最终变为黄色,猜测深紫色溶液逐渐变浅可能与生成有关。乙同学设计实验最终排除了该猜测:向试剂中加入________,溶液几乎不变色。
实验2:探究铁(Ⅲ)盐种类对显色的影响
实验
序号
试剂c
现象
2-1
溶液
溶液变为深紫色
2-2
溶液
溶液变为紫色
(5)甲同学认为该实验条件下,与的配位能力:。结合实验现象说明理由:___________,其中与配位时的配位原子是_________。
(6)小组同学发现实验2-2所得溶液久置后紫色变浅并产生红褐色沉淀。
①甲同学认为上述沉淀为,乙同学猜测沉淀中还可能含有,经实验验证乙同学的猜测不成立,实验操作和观察到的现象为_________。
②从反应原理角度解释实验2-2中溶液先变为紫色,久置后颜色变浅并产生沉淀的可能原因:_________。
【答案】(1)
(2)增大,促进与结合生成苯酚,降低,平衡正向移动,浓度降低,溶液紫色变浅
(3)
(4) NaCl溶液
(5) ①. 实验2-1中的颜色比实验2-2中的深,即前者的浓度比后者大,说明参与生成的前者比后者的大,故与的配位能力: ②. O
(6) ①. 取洗涤后的沉淀,加入过量稀盐酸溶解,再滴加氯化钡溶液,无沉淀生成 ②. 的反应速率快,溶液会先变为紫色;而的反应限度大、反应速率较小,久置后才进一步水解生成沉淀,降低,导致平衡正向移动,溶液紫色变浅
【解析】
【小问1详解】
苯酚显酸性,是因为苯环与羟基形成共轭结构使键电子云偏移,更容易电离,并且电离后的苯氧负离子因负电荷离域而更稳定,用化学用语(离子方程式)表述为:;
【小问2详解】
根据反应物浓度对化学平衡的影响,增大,促进与结合生成苯酚,则降低,使反应平衡正向移动,浓度降低,最终导致溶液紫色变浅;
【小问3详解】
实验1-2中的试剂b为溶液,由于会与结合生成红褐色沉淀,则溶液中减小,同样会使反应平衡正向移动,导致溶液紫色变浅;
【小问4详解】
乙同学猜测深紫色溶液逐渐变浅可能与生成有关,为排除该猜测,向试剂a中所加入试剂的阴离子应为,而阳离子应为不参与体系反应的离子如,为使变量单一,该试剂的含量也应与实验1-1、1-2保持一致,因此加入的试剂为溶液;
【小问5详解】
对比实验2-1与2-2,实验2-1中的颜色比实验2-2中的深,即前者的浓度比后者大,说明参与生成的前者比后者的大,故与的配位能力:;中,S与4个O形成键,S周围没有剩下可参与配位的空轨道或孤电子对,而每个O中都有孤电子对,可以作为电子给予体与形成配位键;
【小问6详解】
①若要验证乙同学的猜测不成立,即沉淀中不存在,实验操作和所观察现象为:取洗涤后的沉淀,加入过量稀盐酸溶解,再滴加氯化钡溶液,无沉淀生成;
②实验2-2中溶液先变为紫色,久置后颜色变浅并产生沉淀,说明先发生反应,再发生反应。从反应原理的角度来看,由于的反应速率快,溶液先变为紫色,而的反应限度大、反应速率较小,久置后才会进一步水解生成沉淀,降低,导致平衡正向移动,溶液紫色变浅。
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