内容正文:
高二化学
考生注意:
1.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。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版选择性必修2、选择性必修3.
5.可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 S 32 Cl 35.5 Cu 64
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. “生活处处皆化学,化学提高生活品质”。下列物质的主要成分属于有机高分子的是
A. “蛟龙号”所用钛合金 B. 葵花籽油
C. 制作蜀锦所使用的丝和麻 D. 吹糖画使用的麦芽糖
2. 分类是化学学习的重要方法。下列分类正确的是
A. 极性分子:和
B. 饱和烃:丙烯和乙炔
C. 酚类:和
D. 醛类:和
3. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. 1 s电子云:
B. 的名称:2-甲基丁烷
C. 的化学名称:硬脂酸甘油酯
D. 基态Fe原子的价层电子轨道表示式:
4. 下列说法错误的是
A. 糖类物质不一定都能水解,但均有甜味
B. 用水可将苯、溴苯、乙醇三种液体区别开
C. 核酸水解的最终产物是戊糖、碱基和磷酸
D. 通常将常温下呈液态的油脂称为油,呈固态的油脂称为脂肪
5. 阿法诺啡是一种强效阿片类镇痛药,具有很强的镇痛作用。合成它的重要中间体M的结构简式如图所示。下列有关M的说法正确的是
A. 属于芳香烃 B. 分子中碳原子的杂化方式有3种
C. 能与溶液发生反应 D. 能发生加成反应、氧化反应和水解反应
6. 下列方程式书写正确的是
A. 水溶液中苯酚的电离:=+H+
B. 向苯酚溶液中滴加饱和溴水:+Br2→
C. 1,3-丁二烯与足量溴的溶液反应:
D. 向银氨溶液中加入乙醛并水浴加热:
7. 某兴趣小组在实验室制备少量的溴苯,并设计方案证明苯与液溴的反应为取代反应,实验装置如图所示。下列说法中错误的是
A. 反应原理为+Br2+HBr
B. 装置Ⅱ的作用是收集溴苯
C. 装置Ⅲ中出现淡黄色沉淀,证明该反应为取代反应
D. 粗溴苯可通过水洗、碱洗、再水洗、干燥、蒸馏进行提纯
8. 已知某种聚酯纤维{}可由化学原料和其他无机试剂通过一系列化学反应得到。下列有关说法错误的是
A. 该高分子的单体是乙二酸和乙二醇
B. 一系列化学反应包含取代反应、消去反应、氧化反应、缩聚反应
C. 该高分子可以用于制造可降解塑料,具有良好的环保性能
D. 1 mol该有机高分子与足量NaOH溶液反应最多能消耗 NaOH
9. 物质结构决定性质。下列对物质结构与性质的描述均正确且具有对应关系的是
选项
性质
结构
A
易发生加成反应
中π电子云重叠程度小于σ电子云
B
键角:
中心原子的杂化方式不同
C
碱性:
原子半径:C>H
D
易液化
与分子间存在氢键
A. A B. B C. C D. D
10. 作为碳家族的新成员,石墨炔的诞生填补了二维碳材料在天然带隙方面的空白,被视为下一代电子器件的关键候选材料。下列关于金刚石、石墨炔、石墨(如图所示)的说法正确的是
A. 12 g石墨中含有2 mol 键 B. 碳碳键键长:石墨<金刚石
C. 三种物质互为同分异构体 D. 三种物质的晶体类型相同
11. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。同周期中基态W原子的未成对电子数最多,基态X原子的价层电子排布式为,Y的焰色呈黄色,X与Z同主族。下列说法错误的是
A. 第一电离能:W>X>Y
B. 的VSEPR模型为平面三角形
C. 与反应后的产物为和
D. 向溶液中通入足量的后,溶液的pH变小
12. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
常温下向浑浊的苯酚水溶液中加入适量饱和碳酸钠溶液,溶液变澄清
酸性:苯酚>碳酸
B
淀粉尚未水解
C
将乙醇与浓硫酸的混合溶液加热,产生的气体直接通入酸性溶液中,溶液紫色逐渐褪去
产生的气体一定是乙烯
D
向甲苯中加入几滴酸性溶液,振荡、静置,酸性溶液褪色
苯环使甲基活化而易被氧化
A. A B. B C. C D. D
13. 立方氮化硼(BN)是特殊的耐磨和切削材料,其晶胞结构(如图所示)与金刚石相似。已知:晶胞的棱长为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 电负性:B>N
B. N和B的最短距离为
C. B位于N构成的八面体空隙中
D. BN晶胞的俯视投影图为
14. 分子式为且所含碳原子的杂化类型全部为的有机化合物有(不考虑立体异构)
A. 10种 B. 12种 C. 14种 D. 15种
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 有机物④是合成某种传统高分子的单体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)①分子中甲基上碳氢键的极性:a处________(填“大于”或“小于”)b处。
(2)上述有机物中,互为同系物的是________(填序号);③的分子式为________。
(3)1 mol ②最多可与________g 发生加成反应;②的一氯代物有________种(不考虑立体异构)。
(4)④分子________(填“存在”或“不存在”)顺反异构;写出有机物④在高温高压、催化剂条件下形成高分子的化学方程式:________。
(5)①和②的谱图相同的为________(填字母)。
A.元素分析图 B.质谱图 C.核磁共振氢谱图
16. 有机物M(,熔点为75℃,微溶于冷的95%乙醇)是一种重要的有机合成中间体,常用于合成香料、药物等。实验室常用下列反应制取M,反应原理和实验装置(夹持仪器已省略)如下,相关物质的部分性质如表:
名称
沸点/℃
熔点/℃
相对分子质量
在乙醇中的溶解度
苯甲醛
179
-26
106
易溶
对甲基苯乙酮
225
28
134
易溶
步骤Ⅰ:如图所示,连接好实验装置。向100 mL的三颈烧瓶中依次加入1.3 g氢氧化钠、12 mL水和7.5 mL 95%的乙醇溶液。搅拌混合物,使氢氧化钠溶解,待稍冷却后再加入3.35 g对甲基苯乙酮,继续搅拌,从冷凝管上口缓慢滴加3.18g苯甲醛到三颈烧瓶中,控制反应温度为25~30℃。滴加完毕后,继续搅拌2.5~3 h。
步骤Ⅱ:反应结束后,用冰水冷却三颈烧瓶,并继续搅拌,直至有大量固体析出。过滤,先用水洗涤晶体,然后用少量冰水冷却过的95%的乙醇溶液进行洗涤。过滤,烘干,得到产物4.25 g。
回答下列问题:
(1)仪器X最好选用图乙中的_____________(填仪器名称),冷却水的进水口为___________(填“a”或“b”)。
(2)步骤Ⅰ中反应开始加入95%的乙醇溶液的作用是____________________________。
(3)苯甲醛在存放过程中部分会被氧化为苯甲酸(熔点为122.13℃,沸点为249℃),因此使用前要重新提纯苯甲醛,提纯的方法是___________。在苯甲醛提纯过程中,不可能用到的仪器有___________(填字母)。
A.分液漏斗 B.温度计 C.蒸馏烧瓶 D.玻璃棒 E.冷凝管
(4)步骤Ⅱ中用水洗涤晶体,是为了除去__________等杂质。
(5)用冷的95%乙醇溶液洗涤晶体是为了继续除去____________________________________等有机物。
(6)本实验中产物的产率是___________%(保留三位有效数字)。
17. 东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:
(1)基态的核外电子排布式为________________,3d能级上的未成对电子数为__________。
(2)Ni与Co位于同一族,将(黄色)、(紫红色)、(绿色)和(紫色)四种化合物各1 mol分别溶于水,分别加入足量的溶液,立即产生沉淀,沉淀的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。
①根据实验事实用配合物的形式写出的化学式:________________。
②后两种物质的组成相同而颜色不同,写出其在水中的电离方程式:__________________________。
(3)比更容易与配位,原因是__________________________________________________________________________________。
(4)向溶液中加入过量溶液可生成。中除了离子键外,还存在的化学键类型有___________(填字母)。
A.金属键 B.配位键 C.氢键 D.极性共价键 E.非极性共价键
(5)某含铜化合物可作半导体,其四方晶胞如图所示。
①该晶体化学式为___________。
②设为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为___________。
18. 内酯衍生物H具有广泛的生物活性,常用来制备药物,其中一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)取2.9 g A在空气中充分燃烧生成2.7 g 和标准状况下3.36 L ,且2 mol A在碱性条件下加热生成1 mol B和1 mol ,则A的结构简式为_________________。
(2)E中官能团的名称为________________;B分子中键和键的数目之比为_________。
(3)D的结构简式为________________;G→H的反应类型为________________。
(4)E→F的化学方程式为_____________________________________________。
(5)Q为H的同分异构体,符合下列条件的Q有__________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有5组峰的结构简式为______________________。
Ⅰ.1 mol Q与溶液完全反应可生成2 mol ;
Ⅱ.含有六元环状结构,且六元环上有3个取代基。
(6)结合本题信息,写出以为原料合成的路线:____________________________________________________________________________________________(无机试剂任选)。
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高二化学
考生注意:
1.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。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版选择性必修2、选择性必修3.
5.可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 S 32 Cl 35.5 Cu 64
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. “生活处处皆化学,化学提高生活品质”。下列物质的主要成分属于有机高分子的是
A. “蛟龙号”所用钛合金 B. 葵花籽油
C. 制作蜀锦所使用的丝和麻 D. 吹糖画使用的麦芽糖
【答案】C
【解析】
【详解】A.钛合金属于无机金属材料,不属于有机高分子,A错误;
B.葵花籽油主要成分为油脂,油脂相对分子质量较小,属于有机小分子,不属于有机高分子,B错误;
C.丝主要成分为蛋白质,麻主要成分为纤维素,二者均为天然有机高分子化合物,C正确;
D.麦芽糖属于二糖,相对分子质量仅为342,属于有机小分子,不属于有机高分子,D错误;
故选C。
2. 分类是化学学习的重要方法。下列分类正确的是
A. 极性分子:和
B. 饱和烃:丙烯和乙炔
C. 酚类:和
D. 醛类:和
【答案】A
【解析】
【详解】A.为V形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子;为折线形结构,正负电荷中心不重合,也属于极性分子,A正确;
B.丙烯含碳碳双键、乙炔含碳碳三键,均属于不饱和烃,不属于饱和烃,B错误;
C.酚类的定义是羟基直接与苯环相连,第一种物质羟基直接连苯环属于酚,第二种物质羟基连在与苯环相连的饱和碳原子上,属于醇类,二者不都属于酚类,C错误;
D.醛类要求醛基直接与烃基相连,第一种物质是甲酸苯酚酯,属于酯类,属于醛类,二者不都属于醛类,D错误;
故选A。
3. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. 1 s电子云:
B. 的名称:2-甲基丁烷
C. 的化学名称:硬脂酸甘油酯
D. 基态Fe原子的价层电子轨道表示式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.1s电子云为球形对称的轮廓图,图示符合1s电子云的特点,A正确;
B.该有机物最长碳链含3个碳原子,2号碳上连1个甲基,正确名称为2-甲基丙烷,不是2-甲基丁烷,B错误;
C.该物质由甘油与3分子硬脂酸()发生酯化反应生成,名称为硬脂酸甘油酯,C正确;
D.基态Fe原子价层电子排布为,遵循洪特规则、泡利原理,轨道表示式书写正确,D正确;
答案选B。
4. 下列说法错误的是
A. 糖类物质不一定都能水解,但均有甜味
B. 用水可将苯、溴苯、乙醇三种液体区别开
C. 核酸水解的最终产物是戊糖、碱基和磷酸
D. 通常将常温下呈液态的油脂称为油,呈固态的油脂称为脂肪
【答案】A
【解析】
【详解】A.糖类中单糖不能发生水解反应,但并非所有糖类都有甜味,如淀粉、纤维素属于糖类,无甜味,A错误;
B.乙醇与水互溶无分层现象,苯密度小于水且不溶于水,分层后有机层在上层,溴苯密度大于水且不溶于水,分层后有机层在下层,三者现象不同,可以鉴别,B
正确;
C.核酸的基本组成单位是核苷酸,核苷酸完全水解可得到戊糖、碱基和磷酸,因此核酸水解的最终产物为这三类物质,C正确;
D.常温下呈液态的油脂为油(多含不饱和高级脂肪酸甘油酯),呈固态的油脂为脂肪(多含饱和高级脂肪酸甘油酯),D正确;
故答案选A。
5. 阿法诺啡是一种强效阿片类镇痛药,具有很强的镇痛作用。合成它的重要中间体M的结构简式如图所示。下列有关M的说法正确的是
A. 属于芳香烃 B. 分子中碳原子的杂化方式有3种
C. 能与溶液发生反应 D. 能发生加成反应、氧化反应和水解反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.芳香烃仅含碳、氢两种元素,该分子含有氧元素,属于芳香烃的衍生物,A错误;
B.分子中饱和碳原子为杂化,碳碳双键、苯环、酯基羰基的碳原子为杂化,无杂化的碳原子,共2种杂化方式,B错误;
C.该分子不含羧基,不能与溶液反应,C错误;
D.分子中含苯环、碳碳双键,可发生加成反应,碳碳双键等可发生氧化反应,含酯基可发生水解反应,D正确;
故选D。
6. 下列方程式书写正确的是
A. 水溶液中苯酚的电离:=+H+
B. 向苯酚溶液中滴加饱和溴水:+Br2→
C. 1,3-丁二烯与足量溴的溶液反应:
D. 向银氨溶液中加入乙醛并水浴加热:
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯酚属于弱电解质,水溶液中电离为可逆过程,应使用可逆号而非等号,A错误;
B.苯酚与饱和溴水发生取代反应,生成2,4,6-三溴苯酚和HBr,产物为三溴代物而非一溴代物,且配平错误,B错误;
C.足量溴的溶液会与1,3-丁二烯发生完全加成,两个碳碳双键均断裂加成,生成,题给产物为溴不足时的1,4-加成产物,C错误;
D.乙醛与银氨溶液水浴加热发生银镜反应,方程式的配平、产物、反应条件均正确,D正确;
答案选D。
7. 某兴趣小组在实验室制备少量的溴苯,并设计方案证明苯与液溴的反应为取代反应,实验装置如图所示。下列说法中错误的是
A. 反应原理为+Br2+HBr
B. 装置Ⅱ的作用是收集溴苯
C. 装置Ⅲ中出现淡黄色沉淀,证明该反应为取代反应
D. 粗溴苯可通过水洗、碱洗、再水洗、干燥、蒸馏进行提纯
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯与液溴在催化下发生取代反应生成溴苯和,反应原理表述正确,A正确;
B.装置Ⅱ中的作用是吸收挥发的溴蒸气和苯,避免溴蒸气进入装置Ⅲ干扰的检验,溴苯留在装置Ⅰ的反应器中,并非用于收集溴苯,B错误;
C.装置Ⅱ已经除去了挥发的,装置Ⅲ中出现淡黄色沉淀,说明反应生成了,可证明该反应为取代反应,C正确;
D.粗溴苯中混有、、、苯等杂质,依次通过水洗除去可溶性无机物、碱洗除去、再水洗除去残留碱、干燥除水、蒸馏分离苯和溴苯,可实现提纯,D正确;
故选B。
8. 已知某种聚酯纤维{}可由化学原料和其他无机试剂通过一系列化学反应得到。下列有关说法错误的是
A. 该高分子的单体是乙二酸和乙二醇
B. 一系列化学反应包含取代反应、消去反应、氧化反应、缩聚反应
C. 该高分子可以用于制造可降解塑料,具有良好的环保性能
D. 1 mol该有机高分子与足量NaOH溶液反应最多能消耗 NaOH
【答案】B
【解析】
【详解】A.该聚酯是乙二酸和乙二醇发生缩聚反应的产物,断裂酯基后羰基补羟基、氧原子补氢,可得单体为乙二酸和乙二醇,A正确;
B.以乙烯为原料的合成路径为:乙烯与溴单质发生加成反应得1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷发生取代(水解)反应得乙二醇,乙二醇发生氧化反应得乙二酸,乙二酸与乙二醇发生缩聚反应得到目标高分子,反应过程中不涉及消去反应,B错误;
C.该高分子含有酯基,可发生水解反应降解,属于可降解塑料,具有良好环保性能,C正确;
D.1 mol该高分子中,每个链节对应2个可与NaOH反应的羧基位点(包括成酯的羧基和端羧基),因此最多消耗 NaOH,D正确;
答案选B。
9. 物质结构决定性质。下列对物质结构与性质的描述均正确且具有对应关系的是
选项
性质
结构
A
易发生加成反应
中π电子云重叠程度小于σ电子云
B
键角:
中心原子的杂化方式不同
C
碱性:
原子半径:C>H
D
易液化
与分子间存在氢键
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.中π键为肩并肩重叠,电子云重叠程度小于头碰头重叠的σ键,π键更易断裂,因此乙烯易发生加成反应,结构与性质存在对应关系,A正确;
B.和中心P原子均为杂化,杂化方式相同,键角差异是因为F电负性大于Cl,成键电子对离中心原子更远、排斥力更小,B错误;
C.碱性强于是因为甲基是给电子基团,增大了N原子上的电子云密度,更易结合质子,与C、H原子半径无对应关系,C错误;
D.易液化是因为分子间存在氢键,沸点较高,与和分子间的氢键无关,D错误;
故选A。
10. 作为碳家族的新成员,石墨炔的诞生填补了二维碳材料在天然带隙方面的空白,被视为下一代电子器件的关键候选材料。下列关于金刚石、石墨炔、石墨(如图所示)的说法正确的是
A. 12 g石墨中含有2 mol 键 B. 碳碳键键长:石墨<金刚石
C. 三种物质互为同分异构体 D. 三种物质的晶体类型相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.12 g石墨的物质的量为1 mol,石墨中每个C原子形成3个键,每个键被2个C原子共用,故1 mol石墨含1.5 mol 键,A错误;
B.金刚石中碳原子采用sp3杂化形成单键,石墨中碳原子采用sp2杂化,未杂化的p轨道形成离域大π键,这种兼具σ键和π键的结构使碳碳键具有部分双键特性,使键长变短,则碳碳键键长:石墨<金刚石,B正确;
C.三种物质均为碳元素的不同单质,互为同素异形体,同分异构体的研究对象是化合物,C错误;
D.金刚石为共价晶体,石墨为混合晶体,二者晶体类型不同,D错误;
故选B。
11. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素。同周期中基态W原子的未成对电子数最多,基态X原子的价层电子排布式为,Y的焰色呈黄色,X与Z同主族。下列说法错误的是
A. 第一电离能:W>X>Y
B. 的VSEPR模型为平面三角形
C. 与反应后的产物为和
D. 向溶液中通入足量的后,溶液的pH变小
【答案】C
【解析】
【分析】基态X原子的价层电子排布式为,可得,X为;同周期W原子序数小于X且未成对电子数最多,W为;Y焰色为黄色,Y为;Z与X同主族且为短周期元素,Z为。
【详解】A.同周期第一电离能整体呈增大趋势,的轨道半充满更稳定,第一电离能,为活泼金属,第一电离能远小于,故第一电离能,A不符合题意;
B.为,中心原子的价层电子对数为,VSEPR模型为平面三角形,B不符合题意;
C.有强氧化性,有还原性,二者反应生成,不会生成和,C符合题意;
D.溶液因水解显碱性,通入足量后,与水反应生成硝酸,硝酸将氧化为,溶液变为强酸性,pH变小,D不符合题意;
故答案选C。
12. 下列实验操作、现象及结论均正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
常温下向浑浊的苯酚水溶液中加入适量饱和碳酸钠溶液,溶液变澄清
酸性:苯酚>碳酸
B
淀粉尚未水解
C
将乙醇与浓硫酸的混合溶液加热,产生的气体直接通入酸性溶液中,溶液紫色逐渐褪去
产生的气体一定是乙烯
D
向甲苯中加入几滴酸性溶液,振荡、静置,酸性溶液褪色
苯环使甲基活化而易被氧化
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯酚和饱和碳酸钠反应生成苯酚钠和碳酸氢钠,无产生,说明酸性:碳酸>苯酚>,A错误;
B.溶液变蓝只能说明仍有淀粉剩余,淀粉可能部分水解,无法得出尚未水解的结论,且碱性条件下会与反应,会干扰淀粉检验,B错误;
C.乙醇易挥发,同时反应过程中可能生成还原性气体,乙醇和都能使酸性溶液褪色,不能证明产生的气体一定是乙烯,C错误;
D.烷烃的甲基不能使酸性溶液褪色,甲苯中甲基可被酸性氧化,说明苯环使甲基活化而易被氧化,实验操作、现象及结论均正确,D正确;
故答案选D。
13. 立方氮化硼(BN)是特殊的耐磨和切削材料,其晶胞结构(如图所示)与金刚石相似。已知:晶胞的棱长为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 电负性:B>N
B. N和B的最短距离为
C. B位于N构成的八面体空隙中
D. BN晶胞的俯视投影图为
【答案】D
【解析】
【详解】A.同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,B、N同周期,原子序数N>B,故电负性N>B,A错误;
B.B和N的最短距离为晶胞体对角线的,晶胞体对角线长为a nm,因此最短距离为nm,B错误;
C.晶胞中N原子位于顶点和面心,共个,B原子共4个,全部位于晶胞内;B的配位数为4,位于N构成四面体空隙中,C错误;
D.沿z轴俯视投影,N原子投影为正方形四个顶点(顶点N)、四条边中点(侧棱面心N)、正方形中心(z方向面心N),四个B原子投影到正方形内四个象限位置,为,D正确;
故答案为D。
14. 分子式为且所含碳原子的杂化类型全部为的有机化合物有(不考虑立体异构)
A. 10种 B. 12种 C. 14种 D. 15种
【答案】C
【解析】
【详解】分子式为,计算不饱和度;题目要求所有碳原子杂化类型均为,说明不存在双键(双键碳为杂化,不符合要求),因此不饱和度只能来自一个单键环,所有原子均以单键连接,分类讨论如下:三元环、、、、、、、和9种情况;四元环、、和4种情况;五元环1种情况;合计9+4+1=14种,故答案为C。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 有机物④是合成某种传统高分子的单体,其合成路线如下:
回答下列问题:
(1)①分子中甲基上碳氢键的极性:a处________(填“大于”或“小于”)b处。
(2)上述有机物中,互为同系物的是________(填序号);③的分子式为________。
(3)1 mol ②最多可与________g 发生加成反应;②的一氯代物有________种(不考虑立体异构)。
(4)④分子________(填“存在”或“不存在”)顺反异构;写出有机物④在高温高压、催化剂条件下形成高分子的化学方程式:________。
(5)①和②的谱图相同的为________(填字母)。
A.元素分析图 B.质谱图 C.核磁共振氢谱图
【答案】(1)大于 (2) ①. ①② ②.
(3) ①. 8 ②. 5
(4) ①. 存在 ②. n
(5)A
【解析】
【小问1详解】
羰基吸电子诱导效应强于苯环,a处甲基连接在羰基旁,受吸电子效应影响更大,C-H键电子对偏移程度更大,极性强于b处;
【小问2详解】
同系物要求结构相似、分子组成相差若干个,①和②均为对位取代芳香烷基酮,结构相似,组成相差1个,互为同系物;③含10个C、1个O,苯环不饱和度为4,计算得分子式为;
【小问3详解】
1mol②中,苯环可消耗加成,羰基可消耗加成,共消耗,质量为;②为对位对称结构,苯环有2种等效氢,取代基乙基有2种等效氢,苯环上甲基有1种等效氢,共5种等效氢,因此一氯代物有5种;
【小问4详解】
顺反异构要求双键的每个碳原子都连接两种不同基团,④中双键碳分别连接苯环、和甲基、,满足条件,存在顺反异构;碳碳双键在催化剂条件下发生加聚反应:n;
【小问5详解】
①和②都只含C、H、O三种元素,元素分析图检测元素种类,二者元素种类相同,因此元素分析图相同;二者分子式不同,相对分子质量不同,质谱图不同;氢原子的种类和化学环境不同,核磁共振氢谱不同,故选A。
16. 有机物M(,熔点为75℃,微溶于冷的95%乙醇)是一种重要的有机合成中间体,常用于合成香料、药物等。实验室常用下列反应制取M,反应原理和实验装置(夹持仪器已省略)如下,相关物质的部分性质如表:
名称
沸点/℃
熔点/℃
相对分子质量
在乙醇中的溶解度
苯甲醛
179
-26
106
易溶
对甲基苯乙酮
225
28
134
易溶
步骤Ⅰ:如图所示,连接好实验装置。向100 mL的三颈烧瓶中依次加入1.3 g氢氧化钠、12 mL水和7.5 mL 95%的乙醇溶液。搅拌混合物,使氢氧化钠溶解,待稍冷却后再加入3.35 g对甲基苯乙酮,继续搅拌,从冷凝管上口缓慢滴加3.18g苯甲醛到三颈烧瓶中,控制反应温度为25~30℃。滴加完毕后,继续搅拌2.5~3 h。
步骤Ⅱ:反应结束后,用冰水冷却三颈烧瓶,并继续搅拌,直至有大量固体析出。过滤,先用水洗涤晶体,然后用少量冰水冷却过的95%的乙醇溶液进行洗涤。过滤,烘干,得到产物4.25 g。
回答下列问题:
(1)仪器X最好选用图乙中的_____________(填仪器名称),冷却水的进水口为___________(填“a”或“b”)。
(2)步骤Ⅰ中反应开始加入95%的乙醇溶液的作用是____________________________。
(3)苯甲醛在存放过程中部分会被氧化为苯甲酸(熔点为122.13℃,沸点为249℃),因此使用前要重新提纯苯甲醛,提纯的方法是___________。在苯甲醛提纯过程中,不可能用到的仪器有___________(填字母)。
A.分液漏斗 B.温度计 C.蒸馏烧瓶 D.玻璃棒 E.冷凝管
(4)步骤Ⅱ中用水洗涤晶体,是为了除去__________等杂质。
(5)用冷的95%乙醇溶液洗涤晶体是为了继续除去____________________________________等有机物。
(6)本实验中产物的产率是___________%(保留三位有效数字)。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. a
(2)作溶剂,使反应物充分溶解
(3) ①. 蒸馏 ②. AD
(4)NaOH (5)对甲基苯乙酮、苯甲醛
(6)76.6
【解析】
【分析】本实验通过对甲基苯乙酮和苯甲醛在氢氧化钠的催化下发生缩合反应制备有机物M。步骤Ⅰ中,由于反应物均为有机物,难溶于水,故加入95%的乙醇溶液作为共溶剂,使反应物充分溶解,促进反应进行。反应需在25~30℃下进行,并使用冷凝管回流防止有机物挥发,提高原料利用率。步骤Ⅱ中,反应结束后用冰水冷却使产物结晶析出,过滤后先用水洗去表面附着的水溶性杂质(如NaOH),再用冷的95%乙醇洗去未反应的有机反应物(对甲基苯乙酮和苯甲醛),最后烘干得到纯净产物。
【小问1详解】
仪器X的作用是冷凝回流挥发的反应物和溶剂,为了增大冷凝面积,最好选用图乙左侧的球形冷凝管;为了达到良好的冷凝效果,冷却水应遵循“下进上出”的原则,即从a口流入,b口流出。
【小问2详解】
对甲基苯乙酮和苯甲醛均为有机物,不溶于水,而95%的乙醇溶液能与水互溶且能溶解有机物。因此,加入95%的乙醇溶液的作用是作为溶剂使反应物充分溶解,增大反应物间的接触面积,从而加快反应速率。
【小问3详解】
苯甲醛和苯甲酸相互混溶,但两者的沸点差异较大(分别为179℃和249℃),因此可以通过蒸馏的方法进行分离提纯。蒸馏操作中需要用到蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管等仪器,不需要进行分液和引流操作,故不可能用到分液漏斗和玻璃棒,故答案选AD。
【小问4详解】
反应体系中加入了氢氧化钠作为催化剂,氢氧化钠易溶于水,因此用水洗涤晶体主要是为了除去表面附着的氢氧化钠等水溶性杂质。
【小问5详解】
根据表格数据可知,对甲基苯乙酮和苯甲醛在乙醇中易溶,而产物M微溶于冷的95%乙醇。因此,用冷的95%乙醇溶液洗涤晶体,既可以除去未反应的对甲基苯乙酮和苯甲醛等有机杂质,又能尽量减少产物M的溶解损失。
【小问6详解】
实验中加入对甲基苯乙酮的物质的量为 ,加入苯甲醛的物质的量为 。根据化学方程式可知两者按 发生反应,故苯甲醛过量,理论上生成产物M的物质的量由对甲基苯乙酮决定,为 。产物M的摩尔质量为 ,则理论产量为 。实际得到产物 ,故本实验的产率为 。
17. 东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:
(1)基态的核外电子排布式为________________,3d能级上的未成对电子数为__________。
(2)Ni与Co位于同一族,将(黄色)、(紫红色)、(绿色)和(紫色)四种化合物各1 mol分别溶于水,分别加入足量的溶液,立即产生沉淀,沉淀的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。
①根据实验事实用配合物的形式写出的化学式:________________。
②后两种物质的组成相同而颜色不同,写出其在水中的电离方程式:__________________________。
(3)比更容易与配位,原因是__________________________________________________________________________________。
(4)向溶液中加入过量溶液可生成。中除了离子键外,还存在的化学键类型有___________(填字母)。
A.金属键 B.配位键 C.氢键 D.极性共价键 E.非极性共价键
(5)某含铜化合物可作半导体,其四方晶胞如图所示。
①该晶体化学式为___________。
②设为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为___________。
【答案】(1) ①. {或} ②. 2
(2) ①. ②.
(3)N和O都有孤电子对,但O的电负性大,吸引孤电子对的能力强,故提供孤电子对的能力比强
(4)BD (5) ①. (或) ②.
【解析】
【小问1详解】
Ni的原子序数为28,基态原子的核外电子排布式为,失去2个电子形成时,4s轨道的2个电子失去,核外电子排布式为或; 能级的电子排布为,未成对电子数为2;
【小问2详解】
① 1 mol 与足量反应生成3 mol 沉淀,说明外界有3个,中心离子为,配体为6个,故配合物的化学式为;
② 后两种物质组成相同,1 mol 与足量反应均生成1 mol 沉淀,说明外界只有1个,内界为,在水中的电离方程式为; ;
【小问3详解】
和中N、O均有孤电子对,但O的电负性比N大,对孤电子对的吸引力更强,导致提供孤电子对的能力弱于,故更易与配位;
【小问4详解】
中,与之间存在离子键;与之间存在配位键;内部的键为极性共价键;不存在金属键、非极性共价键,氢键不属于化学键;故选BD;
【小问5详解】
① 根据晶胞结构图可知,Cu原子(双圆圈)位于顶点、面上和内部,个数为;Al原子(黑球)位于棱上、面上,个数为;S原子(白球)全部在晶胞内部,其个数为8,Cu、Al、S的原子个数比为 ,故晶体化学式为 ;
② 1个晶胞中含有4个 ,晶胞质量,晶胞体积,则密度。
18. 内酯衍生物H具有广泛的生物活性,常用来制备药物,其中一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)取2.9 g A在空气中充分燃烧生成2.7 g 和标准状况下3.36 L ,且2 mol A在碱性条件下加热生成1 mol B和1 mol ,则A的结构简式为_________________。
(2)E中官能团的名称为________________;B分子中键和键的数目之比为_________。
(3)D的结构简式为________________;G→H的反应类型为________________。
(4)E→F的化学方程式为_____________________________________________。
(5)Q为H的同分异构体,符合下列条件的Q有__________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有5组峰的结构简式为______________________。
Ⅰ.1 mol Q与溶液完全反应可生成2 mol ;
Ⅱ.含有六元环状结构,且六元环上有3个取代基。
(6)结合本题信息,写出以为原料合成的路线:____________________________________________________________________________________________(无机试剂任选)。
【答案】(1) (2) ①. 酮羰基、羧基 ②. 9:1
(3) ①. ②. 取代反应(或水解反应)
(4)+HCN
(5) ①. 12 ②.
(6)
【解析】
【分析】由反应条件可知,A发生羟醛缩合反应生成B,由B的结构简式可以推知A为丙酮,B与CH2(COOEt)2发生加成反应生成C,C在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应,酸化生成D为,D加热发生脱羧反应生成E,E与氢氰酸发生加成反应生成F为,浓硫酸作用下F发生酯化反应生成G,G在酸性条件下共热发生水解反应生成H。
【小问1详解】
计算得,,则,,,最简式为。结合生成和,得分子式为,结构简式为: ;
【小问2详解】
E结构为,官能团为羰基(酮羰基)、羧基; B结构为,所有杂化的碳为3个甲基碳,共个键(即键);仅双键上的1个杂化碳连有H,故键为1个,数目比为;
【小问3详解】
C是二酯,碱性水解酸化后酯基转化为羧基,D的结构简式为: ,G中氰基水解为羧基得到H,属于取代反应(或水解反应);
【小问4详解】
E的酮羰基与HCN发生加成反应生成F,方程式为: +HCN;
【小问5详解】
H分子式为,符合条件:①含2个羧基,②六元环上连3个取代基,分三类计数共种,结构简式如下、、、、、、、、、、、 ;其中核磁共振氢谱有5组峰的结构高度对称结构简式为:;
【小问6详解】
参考题干流程,与HCN加成生成,消去羟基得到,在酸性条件下共热发生水解反应生成,再加聚反应得到目标产物,合成路线为:。
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