内容正文:
★启用前注意保密
第二学期期末综合练习题
高二化学
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
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的学校、班级、姓名、考场号、座位号和准考证号填写在答题卡上,将条形码横贴在答题卡“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求,作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Ni-59 Co-59 Ga -70
一、选择题:本题共16小题,每小题只有一个正确选项。其中1~10题每小题2分,11~16题每小题4分,共44分。
1. 化学与人类生活、医药卫生及环境保护息息相关。下列说法正确的是
A. 医用酒精的浓度通常为95%,该浓度下杀菌消毒效果最好
B. 使用可降解塑料代替传统塑料,有助于减少“白色污染”
C. 海水稻大米中含有淀粉、蛋白质、脂肪等,均为高分子化合物
D. 聚氯乙烯(PVC)可用于制作食品包装袋,因其无毒且热稳定性好
2. 结构决定性质,性质决定用途。下列有关说法或解释错误的是
A. 氖气霓虹灯通电显色,与原子的特征发射谱线有关
B. 聚四氟乙烯耐腐蚀,可用于制作酸碱通用滴定管的旋塞
C. 丙三醇含有三个羟基,可用于配制化妆品,起到保湿作用
D. 金属能导电,是因金属阳离子在外加电场作用下定向移动
3. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. 羟基的电子式: B. 分子的价层电子对互斥模型:
C. 基态铜原子的价层电子排布式: D. 顺式聚异戊二烯的结构简式:
4. 三种化合物的键线式如下图,下列说法正确的是
A. ①的分子式是 B. ②中所有原子都位于同一平面
C. ③的一氯代物有2种 D. ①②③均能与溴水反应,使溴水褪色
5. 下列说法错误的是
A. 蒸馏法分离和 B. 萃取法从青蒿中提取青蒿素
C. 过滤法分离苯酚和溶液 D. 重结晶法提纯含少量食盐的粗苯甲酸
6. 部分晶体或分子结构如下图,下列说法错误的是
互为镜像的两个分子
碳化硅晶体
晶胞
石墨结构
A. a、b互为同分异构体,性质不同
B. 1 mol SiC晶体中有 Si-C键
C. 晶胞中有8个,配位数是4
D. 石墨层中未杂化的p轨道电子,可在整个碳原子平面中运动
7. 类比推理是化学研究物质的重要思维方法,下列类比合理的是
A. NaCl是离子晶体,则CsCl也是离子晶体
B. 是非极性分子,则也是非极性分子
C. 甲酸能发生银镜反应,则乙酸也能发生银镜反应
D. 乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,则聚乙烯也能使其褪色
8. 下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
硬度:石墨<金刚石
碳碳键键能:石墨<金刚石
B
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
C
酸性:乙酸>丙酸
推电子效应:甲基~乙基
D
甲苯可使酸性高锰酸钾溶液褪色
甲苯中的苯环活化了侧链甲基
A. A B. B C. C D. D
9. 用下图所示装置及药品进行实验,能达到实验目的的是
A. 图a,用电石与水反应制备乙炔 B. 图b,实验室制备并检验乙烯
C. 图c,检验1-溴丙烷中的溴原子 D. 图d,除去乙烷中的乙烯
10. 乙苯与氯气在光照条件下反应生成两种一氯取代物,反应过程中的能量变化如下图所示。下列说法错误的是
A. 稳定性: B. 与互为同分异构体
C. 反应速率:反应①>反应② D. 反应生成相同物质的量的取代物2比取代物1放出的热量更多
11. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol 中键的数目为
B. 醋酸溶液中数目为
C. 22.4 L丙烯和丙炔的混合气体中碳原子的数目为
D. 与反应,当消耗时,生成分子的数目为
12. 一种对乙酰氨基酚的合成路线如下。下列说法错误的是
A. 至少有12个原子共平面 B. 的反应类型为还原反应
C. c苯环上的二氯代物有4种 D. 1 mol d最多能与反应
13. 某多孔储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法正确的是
A. 氢化物的沸点: B. 氟化物分子空间结构为四面体形
C. 第一电离能: D. 元素基态原子有5种空间运动状态的电子
14. 下列实验操作及其现象能推出相应结论的是
选项
操作及现象
结论
A
将一定浓度的葡萄糖溶液滴入新制悬浊液中,加热,生成砖红色沉淀
葡萄糖属于还原糖
B
向鸡蛋清溶液中滴加饱和溶液,振荡,有沉淀析出
蛋白质发生变性
C
向溶液与过量氨水反应后的深蓝色溶液中加入乙醇,析出深蓝色晶体
分子的极性:
D
向乙酸乙酯中加入稀,水浴加热,上层液体逐渐减少
使用催化剂可以使平衡向正反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
15. 微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解释错误的是
A. 溶液中加入,浅绿色溶液出现蓝色浑浊:
B. 绿色的氯化铜浓溶液加水稀释,变蓝:
C. 将在空气中灼烧过的铜丝伸入乙醇中黑色铜丝恢复光亮的紫红色:
D. 向亮黄色的工业盐酸(含[FeCl4]-)中加入溶液,溶液变为黄色,同时产生白色沉淀:
16. 在有机溶剂中,15-冠-5(空腔直径为170~220 pm)、苄氯()、NaF发生如下反应,下列说法错误的是
A. 离子键成分: B. 中15-冠-5与间存在离子键
C. 预测直径范围为170~220 pm D. 三种反应物在有机溶剂中最难溶的是
二、非选择题:本题共4小题,共56分。根据要求作答。
17. 某化学小组通过实验探究化合物A的分子结构与性质。
Ⅰ.组成结构分析
(1)已知中含、、三种元素,利用如图装置测定有机物的实验式。准确称取样品,实验测得,管质量增加,管质量增加。
①试剂“X”可以是_______,f装置的作用是_______。
②物质A的实验式为_______。
(2)已知,物质A在气态时的密度是相同条件下密度的45倍,能与溶液反应生成,A的红外光谱图、核磁共振氢谱图结果分别如图,则A的结构简式为_______。
Ⅱ.性质探究与应用
已知:水、乙醇、苯的混合物在64.85℃时,能形成共沸物。实验小组利用有机物A与乙醇反应制备一种链状酯类化合物B(沸点:154℃),实验步骤如下:ⅰ.合成:向如图反应器中(夹持装置略)加入18 g物质A、过量乙醇、浓硫酸和苯,加热回流至反应完全。ⅱ.提纯:冷却后将分水器中有机层与反应液合并,经饱和溶液洗涤、用干燥、过滤、减压蒸馏,得到产品16.52 g。
(3)仪器a的名称为_______。
(4)写出有机物A与乙醇反应制备B的化学反应方程式_______。
(5)本实验中物质B的产率为_______%。
(6)该实验易发生副反应,如有机物A缩聚生成高分子化合物,写出该缩聚产物的结构简式_______。
18. 镍及其化合物在高温特种合金、电池材料、化工催化等领域应用广泛。
(1)Ni位于元素周期表中的_______区;基态Ni2+的价层电子轨道表示式为_______。
(2)丁二酮肟与发生如下反应,生成鲜红色的二丁二酮肟合镍,可用于检验水溶液中的。
①关于上述反应,下列说法正确的有_______(填字母)。
A.配位时被还原
B.配位时提供孤电子对
C.酸性条件下,有利于的检验
D.二丁二酮肟合镍中含共价键、配位键、氢键
②丁二酮肟(a)所含元素中,电负性最大的是_______(填元素符号),该原子的杂化轨道类型是_______。丁二酮肟(a)与形成配合物后,键角会_______(填“变大”“变小”或“不变”),说明理由_______。
③丁二酮()熔点远低于丁二酮肟(a),其主要原因为_______。
(3)一种含Ni、Ga、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ni与Ga交替填充在Co构成的立方体体心,形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中,粒子个数最简比_______,其立方晶胞的密度为_______。(设表示阿伏加德罗常数的值,列出计算式即可)
19. 酚类物质在生活中应用广泛,某小组同学开展苯酚的相关实验。
(1)配制溶液:配制0.1 mol/L苯酚溶液需要用到下列仪器中的_______(填标号)。
(2)检验苯酚。
①小组同学提出向待检溶液加入浓溴水生成白色沉淀来验证苯酚的存在。写出相应的化学反应方程式_______。
②小组同学还提出向待检溶液加入溶液后显_______色来验证苯酚()的存在。查阅资料得知,苯酚的显色反应如下:(~6)
(3)探究影响苯酚显色反应的因素:查阅资料:对苯酚与的显色反应无影响;对特定波长的光吸收程度与其浓度在一定范围内成正比(吸光度用A表示)。提出猜想:猜想1:Cl-对苯酚与的显色反应有影响;猜想2:对苯酚与的显色反应有影响。实验探究:常温下,用盐酸调节,配得为和的溶液(a>b)。设计如下方案,进行实验。后测定该溶液的吸光度改变对水解程度的影响可忽略)。
序号
0.1 mol/L苯酚溶液
加入试剂
吸光度
1
5 mL
pH=a的0.1 mL 0.1 mol/L 溶液
2
5 mL
pH=b的0.1 mL 0.1 mol/L 溶液
结果讨论:吸光度。
①根据实验结果,小组同学认为此结果不足以证明猜想2成立的理由是_______。为进一步验证猜想,小组同学设计了实验3,补充下表中试剂。
序号
0.1 mol/L苯酚溶液
加入试剂
吸光度
3
5 mL
pH=a的0.1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液、试剂M
A3
②根据实验1~3的结果,小组同学得出猜想1不成立,则试剂M为_______,_______(填“>”、“<”或“=”)。
③根据实验1~3的结果,小组同学得出猜想2成立,且对与苯酚的显色反应有抑制作用,从化学平衡角度解释其原因_______。
(4)结论应用:与溶液反应的能力,苯酚_______(填“>”、“<”或“=”)。
20. 我国科学家基于三组分一锅法合成异吲哚啉酮衍生物(4a)。其中反应如下(反应条件略;Ph-代表苯基)
已知:不稳定,易转化为。
(1)化合物1a中含氧官能团的名称为_______。
(2)步骤①进行_______(填反应类型)其反应的化学方程式为_______。
(3)化合物2a的名称为_______。2a与按发生加成反应生成化合物Ⅱ,在Ⅱ的同分异构体中,苯环上有两个取代基且能够发生银镜反应的共_______种(含化合物Ⅱ,不含立体异构),其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积比为的结构简式为_______(任写一种即可)。
(4)下列说法正确的有_______。
A. 化合物1a是苯甲酸的同系物
B. 3a具有碱性,可以与盐酸反应,生成苯甲胺盐酸盐
C. 4a分子有手性碳原子,碳原子的杂化方式有、
D. 1a、2a和3a生成4a的过程中,有键断裂和键的形成
(5)已知:中两个羰基之间的与化合物中氨基的H相似,可发生类似于题干的反应。根据上述信息,以2,4-戊二醇,1a和2b为原料,分两步合成化合物Ⅲ。
①第一步,其反应的化学方程式为_______。
②第二步,一锅法反应中,有机反应物2b为_______。(写结构简式)
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★启用前注意保密
第二学期期末综合练习题
高二化学
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
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的学校、班级、姓名、考场号、座位号和准考证号填写在答题卡上,将条形码横贴在答题卡“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔在答题卡上将对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求,作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,将试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Ni-59 Co-59 Ga -70
一、选择题:本题共16小题,每小题只有一个正确选项。其中1~10题每小题2分,11~16题每小题4分,共44分。
1. 化学与人类生活、医药卫生及环境保护息息相关。下列说法正确的是
A. 医用酒精的浓度通常为95%,该浓度下杀菌消毒效果最好
B. 使用可降解塑料代替传统塑料,有助于减少“白色污染”
C. 海水稻大米中含有淀粉、蛋白质、脂肪等,均为高分子化合物
D. 聚氯乙烯(PVC)可用于制作食品包装袋,因其无毒且热稳定性好
【答案】B
【解析】
【详解】A.医用酒精的消毒效果并非浓度越高越好,75%的酒精消毒能力最强,因为它能有效渗透细菌细胞壁,使蛋白质变性;而95%的酒精浓度过高,会使细菌表面蛋白质迅速凝固形成保护膜,阻碍酒精进一步渗透,反而降低消毒效果,A错误;
B.可降解塑料(如聚乳酸)能在自然环境中分解为二氧化碳和水,不会长期残留,且降解产物对环境无污染,可减少 “白色污染”,B正确;
C.淀粉、蛋白质属于高分子化合物,但脂肪是高级脂肪酸甘油酯,相对分子质量远小于高分子的判断阈值,不属于高分子化合物,C错误;
D.聚氯乙烯(PVC)热稳定性差,受热会释放有毒含氯物质,不可用于制作食品包装袋,食品包装袋常用无毒的聚乙烯材料,D错误;
故选B。
2. 结构决定性质,性质决定用途。下列有关说法或解释错误的是
A. 氖气霓虹灯通电显色,与原子的特征发射谱线有关
B. 聚四氟乙烯耐腐蚀,可用于制作酸碱通用滴定管的旋塞
C. 丙三醇含有三个羟基,可用于配制化妆品,起到保湿作用
D. 金属能导电,是因金属阳离子在外加电场作用下定向移动
【答案】D
【解析】
【详解】A.氖原子通电时核外电子发生跃迁,会释放出对应特征发射谱线的光,因此霓虹灯通电可显色,A正确;
B.聚四氟乙烯化学性质稳定,耐酸、碱腐蚀,可制作酸碱通用滴定管的旋塞,B正确;
C.丙三醇含有的羟基为亲水基团,可与水分子形成氢键,具有良好的保湿性,可用于配制化妆品,C正确;
D.金属能导电是因为金属中的自由电子在外加电场作用下定向移动,金属阳离子在晶体中仅在平衡位置附近振动,并不发生定向移动,D错误;
故选D。
3. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. 羟基的电子式: B. 分子的价层电子对互斥模型:
C. 基态铜原子的价层电子排布式: D. 顺式聚异戊二烯的结构简式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.羟基为中性基团,氧原子最外层共7个电子,给出的电子式符合羟基的结构,A正确;
B.中心原子价层电子对数为,价层电子对互斥模型为四面体形(包含2对孤电子对),图示符合该模型,B正确;
C.基态铜原子符合洪特规则特例,全充满结构更稳定,价层电子排布式应为,C错误;
D.顺式聚异戊二烯的链节中,连接聚合物链的两个亚甲基位于双键同侧,D正确;
故选C。
4. 三种化合物的键线式如下图,下列说法正确的是
A. ①的分子式是 B. ②中所有原子都位于同一平面
C. ③的一氯代物有2种 D. ①②③均能与溴水反应,使溴水褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.①为立方烷,8个碳原子每个结合1个氢原子,分子式为,不是,A错误;
B.②为甲苯,甲基中碳原子为杂化,呈四面体结构,所有原子不可能共平面,B错误;
C.③结构高度对称,仅存在2种等效氢,故其一氯代物有2种,C正确;
D.①只含单键,不含不饱和键,不能与溴水反应;②与溴水发生萃取使溴水褪色,属于物理变化,并未发生化学反应,D错误;
故答案选C。
5. 下列说法错误的是
A. 蒸馏法分离和 B. 萃取法从青蒿中提取青蒿素
C. 过滤法分离苯酚和溶液 D. 重结晶法提纯含少量食盐的粗苯甲酸
【答案】C
【解析】
【详解】A.和互溶且沸点差异较大,可利用蒸馏法分离,A正确;
B.青蒿素易溶于有机溶剂,可用萃取法从青蒿中提取青蒿素,B正确;
C.苯酚微溶于水,与溶液混合形成乳浊液,过滤适用于分离固体和液体混合物,无法分离该体系,C错误;
D.苯甲酸溶解度随温度变化较大,溶解度随温度变化很小,可用重结晶法提纯含少量食盐的粗苯甲酸,D正确;
故选C。
6. 部分晶体或分子结构如下图,下列说法错误的是
互为镜像的两个分子
碳化硅晶体
晶胞
石墨结构
A. a、b互为同分异构体,性质不同
B. 1 mol SiC晶体中有 Si-C键
C. 晶胞中有8个,配位数是4
D. 石墨层中未杂化的p轨道电子,可在整个碳原子平面中运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.a、b为手性对映异构体,属于同分异构体,二者旋光性等性质存在差异,A正确;
B.SiC为共价晶体,每个Si原子可形成4个Si-C键,1 mol SiC中含有4 mol Si-C键,而非2 mol,B错误;
C.晶胞中完全位于晶胞内部,共8个,每个周围紧邻4个,配位数为4,C正确;
D.石墨中碳原子采取杂化,未杂化的p轨道互相平行形成离域大π键,p轨道电子可在整个碳原子平面中运动,D正确;
故答案选B。
7. 类比推理是化学研究物质的重要思维方法,下列类比合理的是
A. NaCl是离子晶体,则CsCl也是离子晶体
B. 是非极性分子,则也是非极性分子
C. 甲酸能发生银镜反应,则乙酸也能发生银镜反应
D. 乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色,则聚乙烯也能使其褪色
【答案】A
【解析】
【详解】A.Na、Cs均为活泼碱金属元素,与活泼非金属Cl形成的NaCl、CsCl均为离子化合物,固态时都属于离子晶体,A正确;
B.为直线形对称结构,正负电荷中心重合,属于非极性分子;为V形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,B错误;
C.甲酸(HCOOH)分子中含有醛基结构,可发生银镜反应;乙酸()分子中仅含羧基,无醛基,不能发生银镜反应,C错误;
D.乙烯含碳碳双键,可与溴发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色;聚乙烯的结构单元为,不含碳碳双键,无法与溴发生加成反应,不能使其褪色,D错误;
故答案选A。
8. 下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
硬度:石墨<金刚石
碳碳键键能:石墨<金刚石
B
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
C
酸性:乙酸>丙酸
推电子效应:甲基~乙基
D
甲苯可使酸性高锰酸钾溶液褪色
甲苯中的苯环活化了侧链甲基
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.陈述Ⅰ正确,石墨为层状结构,层间靠范德华力结合,硬度远低于空间网状共价晶体的金刚石;但陈述Ⅱ错误,石墨中碳碳键为sp2杂化,键长更短,键能大于金刚石中的碳碳键,且二者无因果关系,A错误;
B.陈述Ⅰ错误,植物油是不饱和高级脂肪酸甘油酯,含碳碳双键,可与溴发生加成反应,不能萃取溴水中的溴;虽陈述Ⅱ表述正确,但陈述Ⅰ不成立,B错误;
C.陈述Ⅰ正确,羧酸的烃基推电子效应越强,羧基中O-H键越难电离,酸性越弱,故乙酸酸性强于丙酸;但陈述Ⅱ错误,乙基的推电子效应强于甲基,C错误;
D.陈述Ⅰ正确,甲苯的侧链甲基可被酸性高锰酸钾氧化,使溶液褪色;陈述Ⅱ正确,苯环对侧链甲基有活化作用,使甲基更易被氧化,二者存在因果关系,D正确;
故选D。
9. 用下图所示装置及药品进行实验,能达到实验目的的是
A. 图a,用电石与水反应制备乙炔 B. 图b,实验室制备并检验乙烯
C. 图c,检验1-溴丙烷中的溴原子 D. 图d,除去乙烷中的乙烯
【答案】C
【解析】
【详解】A.电石与水反应非常剧烈,且生成的氢氧化钙为糊状物,易堵塞有孔塑料板,反应放热多,不能用该简易启普发生器制备乙炔,A错误;
B.乙醇与浓硫酸共热制乙烯需要温度计控制温度为170℃,且反应生成的SO2杂质也能使溴水褪色,干扰乙烯的检验,B错误;
C.1-溴丙烷与NaOH溶液共热水解生成,冷却后加稀硝酸酸化除去过量NaOH,再加AgNO3溶液,若产生淡黄色沉淀即可证明存在溴原子,操作合理,C正确;
D.乙烯会被酸性KMnO4溶液氧化生成CO2,引入新的杂质,无法达到除杂目的,D错误;
故选C。
10. 乙苯与氯气在光照条件下反应生成两种一氯取代物,反应过程中的能量变化如下图所示。下列说法错误的是
A. 稳定性: B. 与互为同分异构体
C. 反应速率:反应①>反应② D. 反应生成相同物质的量的取代物2比取代物1放出的热量更多
【答案】A
【解析】
【详解】A.能量越低物质越稳定,由图可知的能量高于,故稳定性,A错误;
B.二者分子式均为,结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.活化能越小反应速率越快,反应①的活化能低于反应②,故反应速率:反应①>反应②,C正确;
D.反应物总能量相同,生成物总能量越低,反应放出热量越多,取代物2的总能量低于取代物1,故生成相同物质的量的取代物2比取代物1放出的热量更多,D正确;
故选A。
11. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol 中键的数目为
B. 醋酸溶液中数目为
C. 22.4 L丙烯和丙炔的混合气体中碳原子的数目为
D. 与反应,当消耗时,生成分子的数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.1个中,Ni与4个CO形成4个配位σ键,每个CO分子内还存在1个σ键,总共含8个σ键,故1mol 中σ键数目为,A错误;
B.未给出醋酸溶液的体积,且醋酸为弱电解质,不能完全电离,无法计算溶液中的数目,B错误;
C.未指明气体处于标准状况,无法用计算混合气体的物质的量,因此无法确定碳原子数目,C错误;
D.甲烷和氯气的取代反应中,每消耗1mol ,就有1mol 生成,故生成分子的数目为,D正确;
故选D。
12. 一种对乙酰氨基酚的合成路线如下。下列说法错误的是
A. 至少有12个原子共平面 B. 的反应类型为还原反应
C. c苯环上的二氯代物有4种 D. 1 mol d最多能与反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.a为苯酚,苯环及直接与苯环相连的原子共平面,至少有12个原子共平面,A正确;
B.是硝基被还原为氨基的反应,属于还原反应,B正确;
C.2个氯原子取代c中苯环的2个氢,有如图所示:2,3、2,5、2,6、3,5共4种结构,C正确;
D.1mol d中酚羟基消耗1mol NaOH,酰胺基水解生成1mol 羧基和1mol 氨基,1mol 羧基消耗1mol NaOH,氨基不消耗 NaOH,最多共消耗2mol NaOH,D错误;
故选D。
13. 某多孔储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法正确的是
A. 氢化物的沸点: B. 氟化物分子空间结构为四面体形
C. 第一电离能: D. 元素基态原子有5种空间运动状态的电子
【答案】D
【解析】
【分析】基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子,并且Z可形成两个共价键,所以Z是O元素,M形成一个共价键,X形成四个共价键,则M是H元素,X是C元素,那么Y是N元素,结合W形成四个共价键,所在阴离子带一个单位负电荷,以及M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,则W是B元素。
【详解】A.未说明是简单氢化物,C的氢化物有多种,其沸点可以远高于N的氢化物,A错误;
B.BF3的中心B原子的价层电子对数为,无孤电子对,空间结构为平面三角形,B错误;
C.同周期从左到右,第一电离能呈逐渐增大的趋势,但N得2p轨道处于较稳定的半满状态,其第一电离能高于O,故第一电离能:C<O<N,C错误;
D.把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,因而空间运动状态个数等于轨道数,Y为N,基态N原子核外电子排布为1s22s22p3,2p轨道上的3个电子分别排布在3个简并轨道上,则基态N原子的电子的空间运动状态有1+1+3=5种,D正确;
故选D。
14. 下列实验操作及其现象能推出相应结论的是
选项
操作及现象
结论
A
将一定浓度的葡萄糖溶液滴入新制悬浊液中,加热,生成砖红色沉淀
葡萄糖属于还原糖
B
向鸡蛋清溶液中滴加饱和溶液,振荡,有沉淀析出
蛋白质发生变性
C
向溶液与过量氨水反应后的深蓝色溶液中加入乙醇,析出深蓝色晶体
分子的极性:
D
向乙酸乙酯中加入稀,水浴加热,上层液体逐渐减少
使用催化剂可以使平衡向正反应方向移动
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.葡萄糖含醛基,可将新制还原为砖红色,证明葡萄糖具有还原性,属于还原糖,A正确;
B.饱和是轻金属盐,仅会降低蛋白质溶解度使蛋白质发生盐析,并未使蛋白质变性,B错误;
C.析出的深蓝色晶体是离子化合物,其在极性更小的溶剂中溶解度更低,说明分子极性,结论错误,C错误;
D.催化剂只能同等程度改变正逆反应速率,不影响化学平衡移动,稀硫酸作为催化剂不会使平衡正向移动,D错误;
故选A。
15. 微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解释错误的是
A. 溶液中加入,浅绿色溶液出现蓝色浑浊:
B. 绿色的氯化铜浓溶液加水稀释,变蓝:
C. 将在空气中灼烧过的铜丝伸入乙醇中黑色铜丝恢复光亮的紫红色:
D. 向亮黄色的工业盐酸(含[FeCl4]-)中加入溶液,溶液变为黄色,同时产生白色沉淀:
【答案】C
【解析】
【详解】A.与反应生成蓝色的沉淀,给出的离子方程式配平、产物均正确,A正确;
B.氯化铜浓溶液中存在绿色的,稀释时平衡正向移动,生成蓝色的,离子方程式和现象对应,B正确;
C.热的和乙醇反应时,被还原为单质而非,正确反应为,给出的方程式错误,C错误;
D.在作用下解离,与生成白色沉淀,释放出的使溶液呈黄色,离子方程式正确,D正确;
故选C。
16. 在有机溶剂中,15-冠-5(空腔直径为170~220 pm)、苄氯()、NaF发生如下反应,下列说法错误的是
A. 离子键成分: B. 中15-冠-5与间存在离子键
C. 预测直径范围为170~220 pm D. 三种反应物在有机溶剂中最难溶的是
【答案】B
【解析】
【详解】A.成键原子电负性差越大,离子键成分越高,F的电负性大于Cl,Na与F的电负性差大于Na与Cl的电负性差,因此离子键成分:,A正确;
B.15-冠-5是中性分子,它与钠离子以配位键相结合,不存在离子键,B错误;
C.15-冠-5(空腔直径为170~220 pm),它能与钠离子形成稳定的配合物,说明钠离子直径也在这个范围内,C正确;
D.是离子晶体,极性强,在有机溶剂中溶解度最小;苄氯是有机物,易溶于有机溶剂,15-冠-5也是有机物,属于醚,易溶于有机溶剂,所以最难溶的是,D正确;
故答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。根据要求作答。
17. 某化学小组通过实验探究化合物A的分子结构与性质。
Ⅰ.组成结构分析
(1)已知中含、、三种元素,利用如图装置测定有机物的实验式。准确称取样品,实验测得,管质量增加,管质量增加。
①试剂“X”可以是_______,f装置的作用是_______。
②物质A的实验式为_______。
(2)已知,物质A在气态时的密度是相同条件下密度的45倍,能与溶液反应生成,A的红外光谱图、核磁共振氢谱图结果分别如图,则A的结构简式为_______。
Ⅱ.性质探究与应用
已知:水、乙醇、苯的混合物在64.85℃时,能形成共沸物。实验小组利用有机物A与乙醇反应制备一种链状酯类化合物B(沸点:154℃),实验步骤如下:ⅰ.合成:向如图反应器中(夹持装置略)加入18 g物质A、过量乙醇、浓硫酸和苯,加热回流至反应完全。ⅱ.提纯:冷却后将分水器中有机层与反应液合并,经饱和溶液洗涤、用干燥、过滤、减压蒸馏,得到产品16.52 g。
(3)仪器a的名称为_______。
(4)写出有机物A与乙醇反应制备B的化学反应方程式_______。
(5)本实验中物质B的产率为_______%。
(6)该实验易发生副反应,如有机物A缩聚生成高分子化合物,写出该缩聚产物的结构简式_______。
【答案】(1) ①. 浓硫酸 ②. 防止空气中的水蒸气和CO2进入e装置,造成测定误差 ③.
(2)
(3)球形冷凝管 (4)
(5)70 (6)
【解析】
【分析】a装置制备氧气,实验开始之前,先用a中产生的氧气将装置中的空气排干净;b的目的是干燥氧气,氧气进入c装置中,有机物与氧气反应,CuO的作用是确保有机物充分氧化,最终生成和;d的作用是吸收有机物与氧气反应生成的水蒸气,e的作用是吸收有机物燃烧生成的,f的作用是防外界空气中的和进入e,据此分析;
【小问1详解】
①a中双氧水制取的氧气混有水蒸气,需要干燥后再参与反应,b为洗气瓶,可选用浓硫酸;f中碱石灰用于隔绝外界空气,避免空气中的水蒸气和二氧化碳进入e管,导致测定的二氧化碳质量偏大,产生实验误差;
②d管吸收生成的水,,得;e管吸收生成的,得;计算得O的物质的量,因此,实验式为;
【小问2详解】
同温同压下密度比等于摩尔质量比,因此,可得A的分子式为;A能和反应生成,说明含羧基,结合红外光谱(含O−H、C=O)和核磁共振氢谱(4种环境氢,且氢原子个数比为3:1:1:1),可得A的结构为;
【小问3详解】
图中回流装置的仪器a为球形冷凝管;
【小问4详解】
A中只有羧基和乙醇发生酯化反应,反应为可逆反应,条件为浓硫酸加热,方程式:;
【小问5详解】
,产物B的摩尔质量为,理论产量为,产率;
【小问6详解】
同时含羟基和羧基,可发生缩聚反应,羟基脱H、羧基脱OH,最终缩聚得到聚酯,结构:。
18. 镍及其化合物在高温特种合金、电池材料、化工催化等领域应用广泛。
(1)Ni位于元素周期表中的_______区;基态Ni2+的价层电子轨道表示式为_______。
(2)丁二酮肟与发生如下反应,生成鲜红色的二丁二酮肟合镍,可用于检验水溶液中的。
①关于上述反应,下列说法正确的有_______(填字母)。
A.配位时被还原
B.配位时提供孤电子对
C.酸性条件下,有利于的检验
D.二丁二酮肟合镍中含共价键、配位键、氢键
②丁二酮肟(a)所含元素中,电负性最大的是_______(填元素符号),该原子的杂化轨道类型是_______。丁二酮肟(a)与形成配合物后,键角会_______(填“变大”“变小”或“不变”),说明理由_______。
③丁二酮()熔点远低于丁二酮肟(a),其主要原因为_______。
(3)一种含Ni、Ga、Co元素的记忆合金的晶体结构可描述为Ni与Ga交替填充在Co构成的立方体体心,形成如图所示的结构单元。该合金的晶胞中,粒子个数最简比_______,其立方晶胞的密度为_______。(设表示阿伏加德罗常数的值,列出计算式即可)
【答案】(1) ①. d ②.
(2) ①. BD ②. O ③. sp3 ④. 变大 ⑤. 丁二酮肟(a)中N原子有孤电子对,与Ni2+形成配位键,孤电子对与成键电子对的排斥力减小,成键电子对间排斥力增大 ⑥. 丁二酮肟分子间存在氢键,丁二酮分子间无氢键
(3) ①. 1:1:2 ②.
【解析】
【小问1详解】
Ni是28号元素,核外电子排布为[Ar]3d84s2,位于元素周期表的d区;基态Ni2+的价层电子排布为3d8,轨道表示式为:;
【小问2详解】
①A.配位时Ni2+只是形成配位键,没有发生氧化还原反应,化合价不变,A错误;
B.N原子有孤电子对,配位时N提供孤电子对,Ni2+提供空轨道,B正确;
C.酸性条件下,H+浓度高,反应逆向进行,不利于生成鲜红色的配合物,不利于检验Ni2+,C错误;
D.二丁二酮肟合镍中,存在C-C、C-H、C=N、N-O等共价键,Ni2+与N形成配位键,同时配体分子间存在氢键,D正确;
故选BD;
②丁二酮肟中含有C、H、N、O元素,其中电负性最大的是O;O原子在丁二酮肟中形成单键,价层电子对数=2+2=4,杂化轨道类型为sp3杂化;丁二酮肟(a)中N原子有孤电子对,与Ni2+形成配合物后,孤电子对形成配位键,孤电子对与成键电子对的排斥力减小,成键电子对间排斥力增大,键角变大;
③丁二酮肟分子间存在氢键,丁二酮分子间无氢键,分子间作用力更弱,熔点更低;
【小问3详解】
由合金的晶胞结构可知,Co位于合金晶胞中的8个顶点、12个棱心、6个面心、1个体心,则Co的个数为:;Ni位于合金晶胞中的内部,个数为4;Ga位于合金晶胞中的内部,个数为4;则该合金的晶胞中,粒子个数最简比为:Ni:Ga:Co=4:4:8=1:1:2;合金晶胞的密度为:。
19. 酚类物质在生活中应用广泛,某小组同学开展苯酚的相关实验。
(1)配制溶液:配制0.1 mol/L苯酚溶液需要用到下列仪器中的_______(填标号)。
(2)检验苯酚。
①小组同学提出向待检溶液加入浓溴水生成白色沉淀来验证苯酚的存在。写出相应的化学反应方程式_______。
②小组同学还提出向待检溶液加入溶液后显_______色来验证苯酚()的存在。查阅资料得知,苯酚的显色反应如下:(~6)
(3)探究影响苯酚显色反应的因素:查阅资料:对苯酚与的显色反应无影响;对特定波长的光吸收程度与其浓度在一定范围内成正比(吸光度用A表示)。提出猜想:猜想1:Cl-对苯酚与的显色反应有影响;猜想2:对苯酚与的显色反应有影响。实验探究:常温下,用盐酸调节,配得为和的溶液(a>b)。设计如下方案,进行实验。后测定该溶液的吸光度改变对水解程度的影响可忽略)。
序号
0.1 mol/L苯酚溶液
加入试剂
吸光度
1
5 mL
pH=a的0.1 mL 0.1 mol/L 溶液
2
5 mL
pH=b的0.1 mL 0.1 mol/L 溶液
结果讨论:吸光度。
①根据实验结果,小组同学认为此结果不足以证明猜想2成立的理由是_______。为进一步验证猜想,小组同学设计了实验3,补充下表中试剂。
序号
0.1 mol/L苯酚溶液
加入试剂
吸光度
3
5 mL
pH=a的0.1 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液、试剂M
A3
②根据实验1~3的结果,小组同学得出猜想1不成立,则试剂M为_______,_______(填“>”、“<”或“=”)。
③根据实验1~3的结果,小组同学得出猜想2成立,且对与苯酚的显色反应有抑制作用,从化学平衡角度解释其原因_______。
(4)结论应用:与溶液反应的能力,苯酚_______(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)BD (2) ①. ②. 紫
(3) ①. 用盐酸调节pH导致Cl-的浓度不同,变量不唯一,无法排除Cl-对显色反应的干扰,不能确定吸光度差异是由H+浓度不同导致的 ②. NaCl固体 ③. = ④. 该显色反应存在平衡:,H+浓度增大时,平衡逆向移动,导致有色配离子的浓度降低,吸光度下降,因此H+对显色反应有抑制作用
(4)>
【解析】
【小问1详解】
配制一定物质的量浓度的苯酚溶液,常规步骤为:称量苯酚后在烧杯中进行溶解,冷却后转移至容量瓶中,洗涤液也转移至容量瓶,之后定容。因此需要选用的仪器为B、D;
【小问2详解】
苯酚和浓溴水发生取代反应,苯环上羟基的邻、对位氢原子被溴原子取代,生成2,4,6-三溴苯酚白色沉淀和HBr,对应的化学反应方程式为:;苯酚与发生显色反应的现象是溶液呈紫色;
【小问3详解】
①实验1和实验2中,使用盐酸调节FeCl3溶液的pH,两组溶液不仅H+浓度不同,Cl-的浓度也存在差异,变量不唯一,无法排除Cl-对显色反应的干扰,不能确定吸光度差异是由H+浓度不同导致的;
②要验证Cl-对显色反应无影响,需要保证实验3和实验1的H+浓度一致,仅Cl-的浓度不同,因此试剂M可以为适量的NaCl固体,在不改变H+浓度的前提下,提升体系内Cl-的浓度;已知猜想1不成立,Cl-浓度对溶液吸光度无影响,故;
③苯酚与Fe3+存在平衡:,H+浓度增大时根据勒夏特列原理,平衡逆向移动,导致有色配离子的浓度降低,吸光度下降,表现为H+对显色反应有抑制作用;
【小问4详解】
对羟基苯甲酸的结构中同时含有酚羟基和羧基,羧基的电离会使体系内H+浓度高于苯酚体系,结合上述H+抑制显色平衡的结论,苯酚与FeCl3溶液的反应能力大于对羟基苯甲酸。
20. 我国科学家基于三组分一锅法合成异吲哚啉酮衍生物(4a)。其中反应如下(反应条件略;Ph-代表苯基)
已知:不稳定,易转化为。
(1)化合物1a中含氧官能团的名称为_______。
(2)步骤①进行_______(填反应类型)其反应的化学方程式为_______。
(3)化合物2a的名称为_______。2a与按发生加成反应生成化合物Ⅱ,在Ⅱ的同分异构体中,苯环上有两个取代基且能够发生银镜反应的共_______种(含化合物Ⅱ,不含立体异构),其中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积比为的结构简式为_______(任写一种即可)。
(4)下列说法正确的有_______。
A. 化合物1a是苯甲酸的同系物
B. 3a具有碱性,可以与盐酸反应,生成苯甲胺盐酸盐
C. 4a分子有手性碳原子,碳原子的杂化方式有、
D. 1a、2a和3a生成4a的过程中,有键断裂和键的形成
(5)已知:中两个羰基之间的与化合物中氨基的H相似,可发生类似于题干的反应。根据上述信息,以2,4-戊二醇,1a和2b为原料,分两步合成化合物Ⅲ。
①第一步,其反应的化学方程式为_______。
②第二步,一锅法反应中,有机反应物2b为_______。(写结构简式)
【答案】(1)羧基 (2) ①. 取代反应 ②.
(3) ①. 3-甲基苯乙炔(或间甲基苯乙炔) ②. 6 ③. (4)BD
(5) ①. 22 ②.
【解析】
【分析】以甲苯为起始原料,先经苯环溴代再氧化甲基得到1a(),随后将1a、2a()、3a()混合发生三组分一锅环化反应,最终生成4a(),同时烯醇结构会自发异构为酮式,双羰基间的α-H可替代氨基氢发生同类环化转化。
【小问1详解】
化合物1a为邻溴苯甲酸,含氧官能团只有羧基,溴原子不含氧,故答案为羧基;
【小问2详解】
甲苯经步骤①得到邻溴甲苯,再氧化甲基得到羧基,因此步骤①是甲苯在溴化铁催化下苯环的溴代取代反应,生成邻溴甲苯和溴化氢:;
【小问3详解】
2a苯环上间位连接甲基和乙炔基,命名为3-甲基苯乙炔(或间甲基苯乙炔);
与水1:1加成,根据已知烯醇异构化得醛基,产物分子式为,要求:苯环2个取代基、能发生银镜反应(含。取代基组合只有两种:和、和,每种组合在苯环有邻/间/对3种位置,共种。核磁共振氢谱峰面积比为,说明结构对称,对位取代的对甲基苯乙醛符合,结构为。
【小问4详解】
A.同系物要求结构相似,官能团种类和数目相同,1a含溴原子,苯甲酸不含,不是同系物,A错误;
B.3a为苄胺(),氨基显碱性,可与盐酸反应生成苯甲胺盐酸盐,B正确;
C.4a中苯环、羰基、双键的碳为杂化,的碳为杂化,但分子中无手性碳,C错误;
D.反应中乙炔三键断裂一个π键,形成新的σ键,所以存在π键断裂和σ键形成,D正确;
故答案选BD;
【小问5详解】
第一步需要将2,4-戊二醇的羟基氧化为羰基,得到2,4-戊二酮,反应为仲醇的催化氧化:22,根据题意,两个羰基之间的α-H代替了题干中3a氨基的H,因此剩余部分即为有机物2b:乙炔,结构简式为。
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