内容正文:
高二化学试题
本试卷满分100分 考试用时75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Mg-24 S-32 Fe-56 Co-59 Cu-64 Pt-195
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. “邯郸”之名,最早出现于古本《竹书纪年》,邯郸市被誉为“成语之都”“太极之乡”。下列具有邯郸特色的物品的主要成分属于合金的是
A.磁州窑瓷器
B.大名草编
C.战国青铜马
D.魏县鸭梨
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.磁州窑瓷器主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,不属于合金,A不符合题意;
B.大名草编主要成分为植物纤维素,属于天然有机高分子材料,不属于合金,B不符合题意;
C.战国青铜马的材质为青铜,青铜是铜锡合金,属于合金,C符合题意;
D.魏县鸭梨主要成分是水、糖类、维生素等有机物,不属于合金,D不符合题意;
故选C。
2. 下列有关化学实验操作、试剂取用及安全事故处理的说法中,正确的是
A. 金属钠着火时,立即用水浇灭达到快速灭火的目的
B. 取用块状固体药品时,为防止撒落,可直接用手抓取放入试管
C. 不慎将浓硫酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再涂上氢氧化钠稀溶液
D. 点燃氢气、甲烷等可燃性气体前,必须先检验气体的纯度
【答案】D
【解析】
【详解】A.金属钠能与水反应生成易燃易爆的氢气,且钠燃烧生成的过氧化钠与水反应会生成助燃的氧气,用水灭火会加剧火势,应用干燥沙土盖灭,A错误;
B.不能用手直接接触药品,避免腐蚀皮肤或污染药品,取用块状固体应用镊子,且应先将试管横放,将固体放在试管口后缓慢竖立试管,防止打破试管,B错误;
C.氢氧化钠是强碱,具有强腐蚀性,浓硫酸沾到皮肤上经大量水冲洗后,应涂抹3%~5%的碳酸氢钠稀溶液,不能用氢氧化钠,C错误;
D.氢气、甲烷等可燃性气体与空气混合达到爆炸极限时,点燃会发生爆炸,因此点燃前必须检验纯度,D正确;
故选D。
3. 中国科学院过程工程研究所某团队采用连续本体聚合技术制备出了光学级高分子新材料PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)粒子。下列有关PMMA的叙述正确的是
A. PMMA的水解产物均为小分子 B. 可通过缩聚反应合成PMMA
C. 其单体含2种官能团 D. 其链节是
【答案】C
【解析】
【详解】A.PMMA结构中仅酯基可发生水解,产物为甲醇和聚甲基丙烯酸,聚甲基丙烯酸属于高分子,并非所有产物都是小分子,A错误;
B.PMMA的单体甲基丙烯酸甲酯()含有碳碳双键,通过加聚反应合成PMMA,不是缩聚反应,B错误;
C.PMMA的单体甲基丙烯酸甲酯中含有碳碳双键、酯基,共2种官能团,C正确;
D.题给结构是PMMA的单体,其链节为,D错误;
故选C。
4. 下列化学用语表达错误的是
A. 光气(COCl2)的VSEPR模型是平面三角形
B. 制备聚氯乙烯:nCH2=CHCl
C. 亚硫酸钙溶于盐酸:
D. 分子的空间填充模型为
【答案】C
【解析】
【详解】A.光气()中心C原子形成3个键,没有孤电子对,价层电子对数为3,无孤电子对,模型为平面三角形,A正确;
B.氯乙烯发生加聚反应生成聚氯乙烯,产物结构和反应条件均正确,B正确;
C.亚硫酸钙是难溶物,离子方程式中不能拆写为,正确的离子方程式为,C错误;
D.的中心原子价层电子对数为,含有一对孤对电子,为三角锥形结构,As原子半径大于H,给出的空间填充模型符合其结构特点,D正确;
故选C。
5. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是
A. 标准状况下,2.24 L O2与足量H2反应,断裂σ键的数目为
B. 6.4 g Cu与6.4 g S完全反应时转移电子的数目为
C. 0.1 mol C与足量浓硫酸完全反应时转移的电子数为
D. 3.4 g H2S中含孤电子对数为
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准状况下物质的量为,反应,完全反应需要消耗: 1个分子含个键,1个分子含个键,反应中断裂的键总物质的量为,即断裂键数目为,不是,A错误;
B.6.4 g Cu物质的量为0.1 mol,6.4 g物质的量为0.2 mol,二者反应生成时过量,Cu完全反应,Cu从0价变为+1价,转移电子数目为,B正确;
C.C与足量浓硫酸反应生成,C元素从0价升高到+4价,0.1 mol C完全反应转移电子数为,C正确;
D.3.4 g物质的量为0.1 mol,每个分子中中心原子含2对孤电子对,故含孤电子对数为,D正确;
故选A。
6. 葛根素的结构如图所示,下列有关葛根素的说法错误的是
A. 不能与NaHCO3溶液反应
B. 不存在手性碳原子
C. 与FeCl3溶液能发生显色反应
D. 0.1 mol葛根素最多能与0.8 mol发生加成反应(不考虑开环加成)
【答案】B
【解析】
【详解】A.葛根素中含有的羟基均为酚羟基和醇羟基,无羧基,酸性弱于碳酸,因此不能和碳酸氢钠溶液发生反应,A正确;
B.手性碳原子是指连有4种不同原子或基团的饱和碳原子,结构中左侧含有醇羟基的六元环上存在多个符合该条件的手性碳原子,因此葛根素存在手性碳原子,B错误;
C.分子内含有多个酚羟基,酚羟基可与氯化铁溶液发生显色反应,C正确;
D.可加成的结构:两个苯环(共消耗)、1个碳碳双键(消耗)、1个羰基(,消耗);葛根素总共可加成,故葛根素最多可与发生加成反应(不考虑开环加成),D正确;
故选B。
7. 下列叙述与图示相符的是(加热和夹持装置已略去)
A.萃取碘水中的碘
B.制备溴苯
C.分离萘和氯化铵
D.测HCOOH溶液的pH
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.密度大于水,萃取碘水中的后,溶有的有机层在下层、水层在上层,图示分层状态、分液漏斗下端紧贴烧杯内壁的操作均符合萃取分液的要求,A正确;
B.苯和稀溴水不发生取代反应,制备溴苯需要用液溴与苯在铁粉催化下反应,试剂选择错误,B错误;
C.氯化铵受热易分解为和,遇冷又会重新化合为,萘受热升华、遇冷凝华,二者最终都会在上方烧瓶底部凝结,无法实现分离,C错误;
D.测定溶液时,不能将试纸直接浸入待测液,否则会污染试剂,应使用玻璃棒蘸取溶液滴在干燥的试纸上,操作错误,D错误;
故选A。
8. 结构决定性质,性质决定用途。下列对相关事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
BF3是非极性分子而NF3是极性分子
BF3是平面三角形而NF3是三角锥形
B
随着核电荷数的增加,碱金属元素单质的熔、沸点逐渐降低
同一主族从上到下,碱金属元素原子的半径逐渐增大,金属键逐渐增强
C
可用CS2除去试管内残余的S8
S8和CS2均为非极性分子,相似相溶
D
乙醇与钠的反应没有水与钠的反应剧烈
O-H键极性:乙醇分子<水分子
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.中B为杂化,无孤电子对,分子呈平面正三角形,正负电荷中心重合,为非极性分子;中N为杂化,有1对孤电子对,分子呈三角锥形,正负电荷中心不重合,为极性分子,A不符合题意;
B.同一主族从上到下,碱金属元素原子半径逐渐增大,金属阳离子与自由电子的相互作用减弱,金属键逐渐减弱,因此单质熔沸点逐渐降低,B符合题意;
C.S8和均为非极性分子,根据相似相溶原理,S8易溶于,因此可用洗涤试管内残余的S8,C不符合题意;
D.乙醇中的乙基为推电子基团,使得乙醇中O-H键的极性弱于水分子中O-H键的极性,O-H键越难断裂,与钠反应的剧烈程度越弱,D不符合题意;
故选B。
9. 某食品添加剂的结构如图所示。X、Y、Z、Q、W、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,基态M的p电子总数等于基态X、Y、Z、Q、W的未成对电子数之和。下列说法错误的是
A. M2Q5可用作吸水剂
B. 电负性:Q>Z>Y>X
C. 的模型名称为平面三角形
D. 为正盐,则属于三元酸
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、W、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,基态M的p电子总数等于基态X、Y、Z、Q、W的未成对电子数之和,根据食品添加剂的结构,X形成一个化学键,则X是H,Y 形成四个化学键,则Y是C,Z 形成三个化学键,则Z是N,W 形成一个正电荷,则W是Na,有一个Q形成两个化学键,则Q是O,另一个Q形成一个化学键,说明这个Q得到一个电子,基态X、Y、Z、Q、W的未成对电子数之和是,则M是P。
【详解】A.可以吸收水,因此可用作吸水剂,A正确;
B.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族元素从上到下电负性逐渐减小,电负性: O>N>C>H,即Q>Z>Y>X,B正确;
C.的杂化轨道数为,中心原子为sp2杂化,模型名称为平面三角形,C正确;
D.因为为正盐,说明不能电离出氢离子,则属于一元酸,D错误;
故选D。
10. 一种由Mg和Fe组成的储氢材料的立方晶系结构如图所示。晶胞边长为a nm,该晶体储氢后,H2在晶胞的体心和棱心位置。下列说法错误的是
A. 储氢后,该晶体的化学式为Mg2FeH2
B. 基态Fe3+的价层电子轨道表示式为
C. 储氢后,距离最近的两个H2之间的距离为
D. 含镁2.4 g的储氢合金可储存1.12 L(标准状况下) H2
【答案】C
【解析】
【详解】A.晶胞中Fe个数为,Mg全部在晶胞内共8个,储氢后个数为,即H原子共8个,,化学式为,A正确;
B.基态价层电子排布为,5个电子分占5个3d轨道且自旋平行,轨道表示式符合洪特规则,B正确;
C.位于体心和棱心,最近的两个的距离为面对角线的一半,即,不是,C错误;
D.2.4 g Mg的物质的量为0.1 mol,由化学式可知2 mol Mg对应储存1 mol ,故0.1 mol Mg对应0.05 mol ,标准状况下体积为,D正确;
故答案选C。
11. 甲醛的催化氧化历程如图所示(各物质均为气态,部分物种未标出)。下列叙述错误的是
A. 比稳定
B. 生成过渡态TS2的活化能最大
C. 甲醛的催化氧化反应的
D. 该过程中催化剂的主要作用是降低生成TS3的活化能
【答案】D
【解析】
【详解】A.物质能量越低越稳定,相对能量为,低于的,因此更稳定,A正确;
B.活化能为过渡态能量与前一反应物的能量差,计算可得生成TS2的活化能为,为各步活化能最大值,B正确;
C.总反应的反应物总能量高于生成物总能量,属于放热反应,因此,C正确;
D.催化剂的主要作用是降低反应的活化能,图中的活化能最大,是反应的决速步,故催化剂主要降低生成的活化能,D错误;
故选D。
12. 在光照条件下,α-Fe2O3材料中的光生空穴(h+)可氧化富电子的芳香烃的衍生物,使芳香烃的衍生物能与吡唑反应得到偶联产物(如图)。下列叙述错误的是
A. 电子由a极流出
B. b极附近电解质溶液的pH降低
C. a极上的反应式为++2h+→+2H+
D. 上述总反应中,有σ键的断裂和形成
【答案】B
【解析】
【分析】根据图示,a极为阳极,发生氧化反应失去电子,b极为阴极,发生反应。
【详解】A.a极发生氧化反应失去电子,电子由a极经外电路流向电源正极,A正确;
B.b极为阴极,发生反应,消耗,附近电解质溶液氢离子浓度减小,pH升高,B错误;
C.a极上苯甲醚与吡唑被光生空穴氧化,失电子同时生成得到偶联产物,反应式符合图示转化规律,C正确;
D.反应过程中有C-H、N-H等σ键断裂,同时有新的C-Nσ键形成,存在σ键的断裂和形成,D正确;
故选B。
13. 下列有关实验操作的叙述与得出的相应结论错误的是
选项
实验操作
实验结论
A
将电石与饱和氯化钠溶液反应产生的气体先通入足量的硫酸铜溶液中,再通入酸性高锰酸钾溶液中,酸性高锰酸钾溶液褪色
有乙炔生成
B
提纯粗苯甲酸用重结晶法,主要步骤为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤洗涤
苯甲酸在水中的溶解度受温度的影响较大
C
甲烷与氯气在光照条件下反应后的混合气体能使湿润的紫色石蕊试纸变红
生成的一氯甲烷具有酸性
D
向乙醛中加入足量的碳酸氢钠溶液,未出现气泡
乙醛未被氧化
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.电石与饱和氯化钠溶液反应生成的气体中混有H2S、PH3等还原性杂质,足量硫酸铜溶液可除去这些杂质;后续酸性高锰酸钾溶液褪色,说明存在还原性气体乙炔,A正确;
B.重结晶法提纯苯甲酸时,趁热过滤是为了防止温度降低导致苯甲酸析出损失,冷却结晶说明温度降低时苯甲酸溶解度大幅减小,可得出苯甲酸在水中的溶解度受温度影响较大的结论,B正确;
C.甲烷与氯气在光照条件下反应的产物中,只有HCl溶于水电离出H+,能使湿润的紫色石蕊试纸变红;一氯甲烷为非电解质,不具有酸性,C错误;
D.乙醛若被氧化会生成乙酸,乙酸酸性强于碳酸,可与碳酸氢钠反应产生气泡;未出现气泡说明无乙酸生成,即乙醛未被氧化,D正确;
故答案选C。
14. 已知:常温下,。向KCN溶液中加入CuCN粉末,溶液中()与的关系如图所示。
下列叙述错误的是
已知:①配离子中配位数越大,配离子稳定常数越大,配离子越稳定。
② ;
;
。
A. 饱和CuCN溶液中
B. a点溶液中和相等
C. 常温下,
D. 当时,
【答案】B
【解析】
【分析】中可得,,同理可知和,由曲线的斜率可知,为与的关系曲线,为与的关系曲线,为与的关系曲线,由此解答;
【详解】A.饱和CuCN溶液中,根据,可知,A正确;
B.a点为和的交点,由分析可知,,因此,B错误;
C.时, ,由已知可知,因此,,C正确;
D.时,同理可以求出,时,同理可以求出,当时,可得出、,因此,D正确;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. M是某种肺癌药物合成的重要中间体。实验室采用如图所示装置(夹持装置已略去)进行M的制备。
Ⅰ.反应原理:
Ⅱ.实验步骤如下:
ⅰ.在仪器a中依次加入甲醇150 mL、2,4-二羟基苯甲醛()和少量。启动电机,搅拌,待仪器a中的溶液形成碱性体系;
ⅱ.打开右边分液漏斗活塞,缓慢滴加异戊烯醛(),于室温下反应12 h;
ⅲ.将左边分液漏斗中盐酸加入仪器a中淬灭反应,调pH为,蒸馏除去甲醇(蒸馏装置已略去),水相用乙酸乙酯()萃取,萃取液依次用饱和食盐水(2×100 mL)洗涤,加入无水硫酸钠;
ⅳ.经一系列操作,最后得到M的质量为1.0608 g。
已知:无水硫酸钠具有吸水性。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_________。
(2)步骤ⅰ中搅拌的目的是_________。
(3)进行步骤ⅲ时:
①加入盐酸后,发生反应的化学方程式为__________________。
②加入无水硫酸钠的作用为_________。
(4)萃取时,要用到分液漏斗(如图所示)。
①分液漏斗使用前应先_________。
②萃取后,应及时进行放气操作,下列操作方法正确的是_________(填标号)。
A
B
C
D
(5)M的产率为_________(不考虑操作过程中质量的损失)%。
【答案】(1)三颈烧瓶或三口烧瓶
(2)使反应物充分混合,加快溶解和反应速率,提高原料利用率
(3) ①. ②. 除去萃取液中的水分(或干燥萃取液/干燥有机相)
(4) ①. 检漏或检查是否漏液 ②. B
(5)80
【解析】
【分析】本实验题以肺癌药物合成中间体M的制备为背景,考查了化学实验基础仪器的识别、实验基本操作(如搅拌、萃取、分液漏斗的使用)、除杂干燥试剂的选择、酸碱中和反应方程式的书写以及化学反应产率的计算。解题的关键在于理清实验步骤中的物质转化关系,明确各试剂的作用,掌握分液漏斗的规范操作,并准确找出限量反应物进行产率计算。
【小问1详解】
根据仪器a的结构特征(具有三个颈口),可知其名称为三颈烧瓶(或三口烧瓶)。
【小问2详解】
步骤ⅰ中加入多种反应物和固体试剂,启动电机搅拌的目的是使反应物充分混合接触,从而加快反应速率,并使固体更好地溶解。
【小问3详解】
①步骤ⅰ中加入了少量形成碱性体系,步骤ⅲ中加入盐酸是为了淬灭反应并调节pH,盐酸与体系中的发生中和反应,化学方程式为:;②萃取洗涤后的有机相中会混有少量水分,已知无水硫酸钠具有吸水性,因此加入无水硫酸钠的作用是除去萃取液中的水分(即干燥有机相)。
【小问4详解】
①分液漏斗带有玻璃塞和活塞,为了防止实验过程中漏液,使用前应先检查是否漏水(或检漏);②萃取振荡过程中,由于溶剂挥发等原因会使漏斗内压强增大,需要及时放气。正确的放气操作是将分液漏斗倒置,使下端管口朝上,然后打开活塞放气,以防止液体流出。图A、C、D操作均错误,图B操作正确,故选B;
【小问5详解】
反应中2,4-二羟基苯甲醛的物质的量为,异戊烯醛的物质的量为。根据反应方程式可知两者按反应,故异戊烯醛过量,理论产量应按2,4-二羟基苯甲醛计算。理论上生成M的物质的量为。已知M的相对分子质量为,则M的理论质量为。实际得到M的质量为,故M的产率为。
16. 钴是重要的战略资源,以粗铜精炼废渣为原料提取钴的工艺流程如图所示。
已知:①粗铜精炼废渣中含、、、和。
②常温下,,。
(1)为了加快“酸浸”速率,可采取的措施有_________(填1种即可)。
(2)“氧化”时,和发生反应时,氧化剂和还原剂的物质的量之比为_________。
(3)“沉铁”时,发生反应生成的化学方程式为_________。
(4)“除铜”时,发生反应的离子方程式为_________,该反应达到平衡后的平衡常数为_________。
(5)Pt与Co形成的晶体的晶胞结构(立方晶胞)如图所示。
①Pt和Co的原子个数之比为_________。
②若该晶胞沿面对角线投影,则下列投影图正确的是_________(填标号)。
③若晶胞图中1号原子和2号原子之间的距离为,设为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为_________。
【答案】(1)粉碎废渣
(2)1:2 (3)
(4) ①. 或 ②.
(5) ①. 1:1 ②. D ③.
【解析】
【分析】该流程以粗铜精炼废渣为原料提取钴。首先加入硫酸进行酸浸,溶解废渣中的金属单质和金属氧化物,硅不溶成为滤渣1;接着加入过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子,便于后续分离;然后加入氢氧化钠调节pH使铁离子转化为氢氧化铁沉淀(滤渣2)除去;随后加入硫化钴,利用沉淀转化原理将溶液中的铜离子转化为更难溶的硫化铜沉淀(滤渣3)除去,同时生成钴离子进入溶液;最后加入草酸钠溶液,与钴离子反应生成草酸钴沉淀,从而得到目标产品。
【小问1详解】
为了加快“酸浸”速率,可采取的措施有将废渣粉碎(增大固液接触面积)或适当升高温度、增大硫酸浓度、搅拌等;
【小问2详解】
反应方程式:,其中,为氧化剂, 为还原剂,物质的量之比为 1:2;
【小问3详解】
“沉铁”时,发生反应生成的化学方程式为;
【小问4详解】
“除铜”时,CoS(s)转化为CuS(s),发生反应的离子方程式为或;
平衡常数计算:;
【小问5详解】
①Pt原子:位于4个面心,个数为 。Co原子:位于8个顶点和2个面心 ,个数为 。因此Pt和Co的原子个数之比为1:1;
②若该晶胞沿面对角线投影为长方形,Co原子位于长方形的顶点和长边的中点位置;沿长边中点位置连线,平分为两个相同长方形后,Pt原子位于两个长方形的面心位置,故选D;
③1号原子是左下角顶点,2号原子是后侧面心,且1号原子和2号原子之间的距离为,假设边长为L,则。密度计算:边长 nm = cm;体积 cm3;质量 g;密度 。
【点睛】本题以粗铜精炼废渣提取钴的工艺流程及Pt-Co晶体结构为载体,综合考查化学反应速率影响因素、氧化还原反应计算、沉淀溶解平衡应用及晶胞结构分析。解题关键在于理解酸浸、氧化、沉铁、除铜、沉钴各步原理,掌握均摊法计算晶胞原子数,利用溶度积常数判断沉淀转化方向并计算平衡常数,结合晶胞几何关系推导密度表达式,体现化学原理在工业生产和物质结构中的应用。
17. 以丙烯和氧气为原料合成环氧丙烷,涉及的反应有:
ⅰ.2C3H6(g)+O2(g)2(g)
ⅱ. ;
ⅲ.(g)CH3CH2CHO(g) 。
回答下列问题:
(1)对于反应ⅲ,_________(用含、的代数式表示),_________(用含、的代数式表示)。
(2)查阅资料可知,,_________(填“高温”或“低温”)有利于该反应自发进行,判断的理由为_________。
(3)在一定条件下,将和通入某密闭容器中发生反应ⅰ和ⅲ,测得丙烯平衡转化率随温度的变化关系如图所示。
①已知,则a、b两点对应的丙烯的质量:a_________(填“>”“<”或“=”)b.
②点时,测得的物质的量分数为,则反应ⅲ的平衡常数_________(用分数表示,分压=总压×物质的量分数)。
(4)电化学方法也可以制备环氧丙烷(装置如图所示,两电极均为惰性电极)。该装置工作时:
①M电极为_________(填“阴极”或“阳极”)。
②N电极上的电极反应式为_________。
③若以铅酸蓄电池为该装置的电源,则M电极应与_________(填“Pb”或“”)电极相连。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 低温 ②. 该反应为放热、熵减的反应
(3) ①. < ②.
(4) ①. 阴极 ②. ③. Pb
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应ⅲ = ,因此: ;
平衡常数为指数关系,可得 ,因此 ;
【小问2详解】
反应ⅱ的,反应物气体总物质的量为,生成物为,故,根据,低温时,有利于反应自发进行;
【小问3详解】
①已知T1<T2,温度升高,丙烯的平衡转化率降低,说明反应为放热反应。温度越高,丙烯的转化量越少,剩余的丙烯质量越大。因此a、b两点对应的丙烯的质量:a<b;
②初始投料为、,点丙烯转化率为,则转化的丙烯为,剩余丙烯:,消耗 ,剩余:;产物(环氧丙烷+丙醛)总物质的量为,总物质的量。 已知丙醛物质的量分数为,故,,列三段式:
。 反应ⅲ的;
【小问4详解】
①M电极上得电子生成,发生还原反应,故M为阴极;
②N电极为阳极,丙烯被氧化为环氧丙烷,电极反应式为: ;
③电解池阴极接电源负极,铅酸蓄电池中为负极,为正极,因此电极应与相连。
18. 某药物中间体H的合成路线如图所示,回答下列问题:
已知:①+;
②、、如表所示:
烷基、芳香基
芳香基、烷基、H
芳香基、烷基
(1)用系统命名法对A命名:_____________。
(2)加热条件下,C与新制氢氧化铜反应的化学方程式为_____________________________________。
(3)参照已知①,写出C与D反应生成E的化学方程式:_____________________________________。
(4)E→F的反应类型为__________。
(5)F中所含官能团的名称为__________,F分子中所含手性碳原子的个数为__________。
(6)D的同分异构体有多种,其中除苯环外不含其他环的有__________种(不考虑立体异构,不考虑D本身),其中峰面积之比为1:1:1:2:2:3的结构简式为__________。
(7)G生成H反应的试剂及条件为__________。
【答案】(1)3-甲基-1-丁烯
(2)NaOH++2Cu(OH)2+Cu2O↓+3H2O
(3)+
(4)取代反应 (5) ①. 碳碳双键、碳氯键(或氯原子) ②. 1
(6) ①. 5 ②.
(7)乙醇、浓硫酸,加热
【解析】
【分析】起始原料A为3-甲基丁烯,在银、氧气加热条件下发生氧化反应生成环氧结构的B,B在一定条件下开环重排得到醛类物质C;C和芳香醛D 参照已知信息发生羟醛缩合反应生成E;E和亚硫酰氯加热发生氯代反应,醛基/羟基被氯取代得到F;F先经镁/无水醚制成格氏试剂,再和反应、酸性水解得到羧酸G;最后G发生酯化反应,与乙醇在酸和加热条件下生成酯H。
【小问1详解】
A结构为,系统命名:3-甲基-1-丁烯;
【小问2详解】
C为对应的醛,含有醛基,碱性条件下和新制氢氧化铜悬浊液加热发生醛的氧化反应,醛基被氧化为羧酸钠,被还原为砖红色,同时生成水,方程式为;
【小问3详解】
根据已知信息①羟醛缩合机理,C与D发生加成后脱水,形成新的碳碳双键,生成不饱和醛E并脱去1分子水,方程式为;
【小问4详解】
:将含氧基团替换为氯原子,属于原子/基团替换,反应类型为取代反应;
【小问5详解】
F分子中含有的官能团为碳碳双键、碳氯键;手性碳原子是连有4种不同基团的饱和碳原子,对照该分子骨架统计手性碳原子数目,共有1个手性碳原子;
【小问6详解】
D为对甲基苯甲醛,分子式,限定条件为含有苯环、除苯环外不含其他环、不考虑D本身且不考虑立体异构,整体不饱和度为5,苯环占用4个不饱和度,剩余1个不饱和度与氧原子构成不饱和含氧侧链,通过对醛类芳香异构体、烯酚类、烯基芳醚、炔基芳香醇等骨架进行系统枚举,最终符合条件的同分异构体总数为5种;核磁共振氢谱峰面积之比为1:1:1:2:2:3,代表分子存在6组等效氢且氢原子数目比例与之匹配,对应的结构简式为对位乙炔基苯甲醇,,其氢环境分布刚好满足该峰面积比例;
【小问7详解】
G是羧酸结构,H是对应的羧酸乙酯,该转化属于酯化反应,本质是羧酸与乙醇发生分子间脱水的取代反应,需要以浓硫酸作为催化剂和吸水剂,同时通过加热加快反应速率并推动平衡正向移动以提高酯的产率,因此所需试剂及条件为乙醇、浓硫酸并进行加热。
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高二化学试题
本试卷满分100分 考试用时75分钟
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Mg-24 S-32 Fe-56 Co-59 Cu-64 Pt-195
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. “邯郸”之名,最早出现于古本《竹书纪年》,邯郸市被誉为“成语之都”“太极之乡”。下列具有邯郸特色的物品的主要成分属于合金的是
A.磁州窑瓷器
B.大名草编
C.战国青铜马
D.魏县鸭梨
A. A B. B C. C D. D
2. 下列有关化学实验操作、试剂取用及安全事故处理的说法中,正确的是
A. 金属钠着火时,立即用水浇灭达到快速灭火的目的
B. 取用块状固体药品时,为防止撒落,可直接用手抓取放入试管
C. 不慎将浓硫酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,再涂上氢氧化钠稀溶液
D. 点燃氢气、甲烷等可燃性气体前,必须先检验气体的纯度
3. 中国科学院过程工程研究所某团队采用连续本体聚合技术制备出了光学级高分子新材料PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)粒子。下列有关PMMA的叙述正确的是
A. PMMA的水解产物均为小分子 B. 可通过缩聚反应合成PMMA
C. 其单体含2种官能团 D. 其链节是
4. 下列化学用语表达错误的是
A. 光气(COCl2)的VSEPR模型是平面三角形
B. 制备聚氯乙烯:nCH2=CHCl
C. 亚硫酸钙溶于盐酸:
D. 分子的空间填充模型为
5. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述错误的是
A. 标准状况下,2.24 L O2与足量H2反应,断裂σ键的数目为
B. 6.4 g Cu与6.4 g S完全反应时转移电子的数目为
C. 0.1 mol C与足量浓硫酸完全反应时转移的电子数为
D. 3.4 g H2S中含孤电子对数为
6. 葛根素的结构如图所示,下列有关葛根素的说法错误的是
A. 不能与NaHCO3溶液反应
B. 不存在手性碳原子
C. 与FeCl3溶液能发生显色反应
D. 0.1 mol葛根素最多能与0.8 mol发生加成反应(不考虑开环加成)
7. 下列叙述与图示相符的是(加热和夹持装置已略去)
A.萃取碘水中的碘
B.制备溴苯
C.分离萘和氯化铵
D.测HCOOH溶液的pH
A. A B. B C. C D. D
8. 结构决定性质,性质决定用途。下列对相关事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
BF3是非极性分子而NF3是极性分子
BF3是平面三角形而NF3是三角锥形
B
随着核电荷数的增加,碱金属元素单质的熔、沸点逐渐降低
同一主族从上到下,碱金属元素原子的半径逐渐增大,金属键逐渐增强
C
可用CS2除去试管内残余的S8
S8和CS2均为非极性分子,相似相溶
D
乙醇与钠的反应没有水与钠的反应剧烈
O-H键极性:乙醇分子<水分子
A. A B. B C. C D. D
9. 某食品添加剂的结构如图所示。X、Y、Z、Q、W、M是原子序数依次增大的短周期主族元素,基态M的p电子总数等于基态X、Y、Z、Q、W的未成对电子数之和。下列说法错误的是
A. M2Q5可用作吸水剂
B. 电负性:Q>Z>Y>X
C. 的模型名称为平面三角形
D. 为正盐,则属于三元酸
10. 一种由Mg和Fe组成的储氢材料的立方晶系结构如图所示。晶胞边长为a nm,该晶体储氢后,H2在晶胞的体心和棱心位置。下列说法错误的是
A. 储氢后,该晶体的化学式为Mg2FeH2
B. 基态Fe3+的价层电子轨道表示式为
C. 储氢后,距离最近的两个H2之间的距离为
D. 含镁2.4 g的储氢合金可储存1.12 L(标准状况下) H2
11. 甲醛的催化氧化历程如图所示(各物质均为气态,部分物种未标出)。下列叙述错误的是
A. 比稳定
B. 生成过渡态TS2的活化能最大
C. 甲醛的催化氧化反应的
D. 该过程中催化剂的主要作用是降低生成TS3的活化能
12. 在光照条件下,α-Fe2O3材料中的光生空穴(h+)可氧化富电子的芳香烃的衍生物,使芳香烃的衍生物能与吡唑反应得到偶联产物(如图)。下列叙述错误的是
A. 电子由a极流出
B. b极附近电解质溶液的pH降低
C. a极上的反应式为++2h+→+2H+
D. 上述总反应中,有σ键的断裂和形成
13. 下列有关实验操作的叙述与得出的相应结论错误的是
选项
实验操作
实验结论
A
将电石与饱和氯化钠溶液反应产生的气体先通入足量的硫酸铜溶液中,再通入酸性高锰酸钾溶液中,酸性高锰酸钾溶液褪色
有乙炔生成
B
提纯粗苯甲酸用重结晶法,主要步骤为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤洗涤
苯甲酸在水中的溶解度受温度的影响较大
C
甲烷与氯气在光照条件下反应后的混合气体能使湿润的紫色石蕊试纸变红
生成的一氯甲烷具有酸性
D
向乙醛中加入足量的碳酸氢钠溶液,未出现气泡
乙醛未被氧化
A. A B. B C. C D. D
14. 已知:常温下,。向KCN溶液中加入CuCN粉末,溶液中()与的关系如图所示。
下列叙述错误的是
已知:①配离子中配位数越大,配离子稳定常数越大,配离子越稳定。
② ;
;
。
A. 饱和CuCN溶液中
B. a点溶液中和相等
C. 常温下,
D. 当时,
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. M是某种肺癌药物合成的重要中间体。实验室采用如图所示装置(夹持装置已略去)进行M的制备。
Ⅰ.反应原理:
Ⅱ.实验步骤如下:
ⅰ.在仪器a中依次加入甲醇150 mL、2,4-二羟基苯甲醛()和少量。启动电机,搅拌,待仪器a中的溶液形成碱性体系;
ⅱ.打开右边分液漏斗活塞,缓慢滴加异戊烯醛(),于室温下反应12 h;
ⅲ.将左边分液漏斗中盐酸加入仪器a中淬灭反应,调pH为,蒸馏除去甲醇(蒸馏装置已略去),水相用乙酸乙酯()萃取,萃取液依次用饱和食盐水(2×100 mL)洗涤,加入无水硫酸钠;
ⅳ.经一系列操作,最后得到M的质量为1.0608 g。
已知:无水硫酸钠具有吸水性。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_________。
(2)步骤ⅰ中搅拌的目的是_________。
(3)进行步骤ⅲ时:
①加入盐酸后,发生反应的化学方程式为__________________。
②加入无水硫酸钠的作用为_________。
(4)萃取时,要用到分液漏斗(如图所示)。
①分液漏斗使用前应先_________。
②萃取后,应及时进行放气操作,下列操作方法正确的是_________(填标号)。
A
B
C
D
(5)M的产率为_________(不考虑操作过程中质量的损失)%。
16. 钴是重要的战略资源,以粗铜精炼废渣为原料提取钴的工艺流程如图所示。
已知:①粗铜精炼废渣中含、、、和。
②常温下,,。
(1)为了加快“酸浸”速率,可采取的措施有_________(填1种即可)。
(2)“氧化”时,和发生反应时,氧化剂和还原剂的物质的量之比为_________。
(3)“沉铁”时,发生反应生成的化学方程式为_________。
(4)“除铜”时,发生反应的离子方程式为_________,该反应达到平衡后的平衡常数为_________。
(5)Pt与Co形成的晶体的晶胞结构(立方晶胞)如图所示。
①Pt和Co的原子个数之比为_________。
②若该晶胞沿面对角线投影,则下列投影图正确的是_________(填标号)。
③若晶胞图中1号原子和2号原子之间的距离为,设为阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为_________。
17. 以丙烯和氧气为原料合成环氧丙烷,涉及的反应有:
ⅰ.2C3H6(g)+O2(g)2(g)
ⅱ. ;
ⅲ.(g)CH3CH2CHO(g) 。
回答下列问题:
(1)对于反应ⅲ,_________(用含、的代数式表示),_________(用含、的代数式表示)。
(2)查阅资料可知,,_________(填“高温”或“低温”)有利于该反应自发进行,判断的理由为_________。
(3)在一定条件下,将和通入某密闭容器中发生反应ⅰ和ⅲ,测得丙烯平衡转化率随温度的变化关系如图所示。
①已知,则a、b两点对应的丙烯的质量:a_________(填“>”“<”或“=”)b.
②点时,测得的物质的量分数为,则反应ⅲ的平衡常数_________(用分数表示,分压=总压×物质的量分数)。
(4)电化学方法也可以制备环氧丙烷(装置如图所示,两电极均为惰性电极)。该装置工作时:
①M电极为_________(填“阴极”或“阳极”)。
②N电极上的电极反应式为_________。
③若以铅酸蓄电池为该装置的电源,则M电极应与_________(填“Pb”或“”)电极相连。
18. 某药物中间体H的合成路线如图所示,回答下列问题:
已知:①+;
②、、如表所示:
烷基、芳香基
芳香基、烷基、H
芳香基、烷基
(1)用系统命名法对A命名:_____________。
(2)加热条件下,C与新制氢氧化铜反应的化学方程式为_____________________________________。
(3)参照已知①,写出C与D反应生成E的化学方程式:_____________________________________。
(4)E→F的反应类型为__________。
(5)F中所含官能团的名称为__________,F分子中所含手性碳原子的个数为__________。
(6)D的同分异构体有多种,其中除苯环外不含其他环的有__________种(不考虑立体异构,不考虑D本身),其中峰面积之比为1:1:1:2:2:3的结构简式为__________。
(7)G生成H反应的试剂及条件为__________。
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