内容正文:
参照秘密级管理★启用前
2025—2026学年度第二学期高二教学质量检测
化 学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共10小题,每题2分,共20分,每小题只有1个选项符合题目要求。
1. 化学强国,筑梦未来。下列说法错误的是
A. “北脑一号”脑机系统植入手术用钛板,属陶瓷材料
B. “雪豹”6×6轮式载具用耐寒轮胎,属特种橡胶
C. “天舟七号”飞船用石英加速度计,核心部件含二氧化硅
D. “深海一号”储油平台用聚酯系泊缆绳,主要成分为有机高分子
2. 化学应用体现在生产和生活的方方面面,下列说法合理的是
A. 在酸性条件下可以制备网状酚醛树脂 B. 珍珠遇酸后失去光泽,晶体类型发生改变
C. 制作皮鞋鞋底的橡胶,硫化程度较高 D. 热塑性塑料酚醛树脂可用于生产烹饪器具的手柄
3. 实验室中,下列试剂保存方法错误的是
A. 金属钾保存在充有氩气的广口试剂瓶中 B. 将苯酚保存在橡胶塞细口试剂瓶中
C. 氯仿加浓硫酸液封保存在细口瓶中 D. 硝酸银溶液保存在棕色细口瓶中
4. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. SO3的VSEPR模型: B. H2O2的空间结构模型:
C. 的系统命名:N,N-二甲基甲酰胺 D. Ca的价电子排布图为:
5. 下列分子空间构型不同的是
A. H2SO4、H3PO4 B. NF3、BF3 C. CS2、HClO D. H2O、O3
6. 用下列仪器或装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A.乙醇萃取CS2中的硫
B.C2H5Br消去反应生成烯烃
C.分离苯与甲苯
D.配制银氨溶液
A. A B. B C. C D. D
7. 药物罗美昔布(G)的结构简式如图,下列说法正确的是
A. G的分子式为C15H12FO2NCl B. G中共面的碳原子最多有9个
C. 1 mol G最多可以与5 mol NaOH反应 D. 通过红外光谱可以检测该分子的共轭程度
8. 已知反应:PhCH2Cl+KCN→PhCH2CN+KCl。常温下反应72 h时PhCH2CN产率仅20%;加入冠醚18-冠-6并搅拌后,反应0.4 h时PhCH2CN产率接近100%。18-冠-6与K+结合形成的超分子离子结构如图,下列说法错误的是
A. 18-冠-6中碳氧原子杂化方式相同
B. KCN的空间构型为直线形
C. 18-冠-6为上述反应的催化剂
D. 18-冠-6与K+结合而不和CN-结合体现了超分子的分子识别的特点
9. 一种新型固态电解质Nax(PS4)y(摩尔质量为Mg·mol-1)的立方晶胞结构示意图如下。已知:以晶胞参数a为单位长度建立坐标系可标注晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标,N点原子的分数坐标为(0,0,0)。下列说法正确的是
A. x:y=1:3 B. T点原子的分数坐标为(,0,)
C. 该晶胞沿x、y、z轴方向的投影均为 D. 该晶体中有两种化学环境的PS
10. 环己酮是重要的化工原料,实验室用氧化环己醇的方法制备环己酮,该反应比较剧烈,实验过程中需严格控制反应条件,流程如下。下列说法错误的是
已知:环己醇沸点为161℃;环己酮的沸点为156℃,易和水形成共沸物。
A. 实验中将Na2Cr2O7、H2O和浓硫酸的混合液缓慢滴入环己醇中
B. 反应可能生成二环己烷醚、己二酸和SO2等副产物
C. 若无95~100℃蒸馏的操作步骤,产品的纯度会下降
D. 为使产率较高,多步操作应依次为分液和蒸馏
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全都选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 为实现下列各项中的实验目的,对应的实验操作及现象正确的是
实验目的
实验操作及现象
A
鉴别乙醇和甲苯
取少量两种试剂,分别加入蒸馏水,与水互溶不分层的为乙醇,分层的为甲苯
B
证明丙烯醛(CH2=CHCHO)中含有碳碳双键
取少量丙烯醛,滴加溴水,若溴水褪色,证明含有碳碳双键
C
检验甲酸中混有乙醛
取少量试剂,加入氢氧化钠溶液中和甲酸后,加入新制的氢氧化铜,加热,生成砖红色沉淀,说明混有乙醛
D
验证苯和液溴在FeBr3的催化下发生取代反应
将反应产生的混合气体先通入CCl4,再通入AgNO3溶液中,观察是否有淡黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
12. 高分子材料与生产生活息息相关。下列有关高分子材料的说法正确的是
A. PLA:由乳酸经加聚反应制得
B. BPAC:由碳酸二甲酯和二酚类物质经缩聚反应制得
C. PVA:在水中有良好的溶解性
D. ABS:由四种单体加聚而成
13. 下列关于晶体的说法错误的是
A. 某铜氧化物立方晶胞如图1,则的化合价为价
B. 六方BN与石墨结构类似如图2,则六方BN可作润滑剂
C. K晶胞是体心立方如图3,K原子半径为,则晶胞边长为
D. 晶胞是长方体如图4,,则S周围与其等距且紧邻的S有12个
14. 一种可用于温度传感的红色配合物Z,其制备原理如图。下列说法正确的是
A. 1 mol Z中采取sp2杂化的原子为28 mol
B. Z中存在的化学键有离子键、非极性共价键、配位键和氢键
C. Y的互变异构体酸性强于苯酚
D. Z物质的熔沸点比NaCl高
15. 化合物X发生异构化得到Y和Z,反应过程的能量变化如图。下列说法错误的是
A. 依据红外光谱可确定X是否发生异构化
B. 降温或延长反应时间有利于Y的生成
C. 蒸馏分离Y和Z的混合物时,Z先蒸出
D. 根据上述信息,发生异构化的产物为
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 铁锰氧化矿中含、、、、等多种金属元素。回答下列问题:
(1)在元素周期表中位于第___________周期___________族,基态与原子中未成对电子数之比为___________。
(2)某自旋交叉化合物结构如图甲所示,该化合物中配位数与配体个数之比为___________,的化合价为___________,C原子采取的轨道杂化方式为___________。
(3)催化和反应,起始阶段变为,并形成氧空位利于的吸附。晶体属于立方晶系,晶胞参数为,结构如图乙所示。中掺杂替代部分可提高催化效率,原因为___________。晶胞中离子的最近距离比___________。纳米中位于晶粒表面的有催化作用,在边长为的立方体晶粒中单位面积含有催化作用的最多为___________个。
17. 非金属C、H、O、N形成的化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)基态O原子的价层电子轨道表示式为___________,O与N相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是___________。
(2)X与和形成荧光超分子Y,如图甲所示。
①Y中存在的化学键类型有___________(填标号)。
A.离子键 B.配位键 C.氢键 D.极性共价键 E.非极性共价键
②含N六元环内键角:X___________Y(填“>”“<”或“=”)。若Y中附近部分H被F取代,超分子稳定性将___________(填“增强”“减弱”或“无影响”)。X与和不能形成荧光分子,从结构角度解释原因为___________。
(3)石灰氮晶胞及俯视图如图乙所示,则的配位数为___________;1、2号分别距离上、下底面,2号在底面的投影分数坐标为,则1号的分数坐标为___________;若阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度为___________(用含的代数式表示)。
18. 实验室以废塑料PET制备MOF材料Fe3O(BDC-NH2)3Cl()。
步骤如下:
①取少量PET碎片、NaOH与乙二醇(沸点197.3℃)混合,升温至180~190℃充分反应,装置如图。
②待混合物呈白色稠浆状,蒸馏回收乙二醇。
③向剩余固体中加入热水,趁热过滤;再向滤液中加稀H2SO4调节溶液,溶液中出现大量白色絮状沉淀。
④将白色沉淀离心过滤,用冷水洗涤;再经氨基修饰得H2BDC-NH2。
⑤以DMF为溶剂,与FeCl3混合加热得晶体,用甲醇和蒸馏水洗涤干燥,制备产品。
回答下列问题:
(1)装置A的名称为_______,理论上,原料物质的量投料比_______。
(2)步骤①中反应温度为180~190℃,既不能过高,也不能过低的原因是_______。
(3)步骤④中判断H2BDC是否洗涤干净,可选用的试剂为_______(填化学式)。
(4)下列分析方法中可提供H2BDC-NH2官能团种类信息的是_______(填标号)。
A. 质谱 B. 红外光谱 C. 元素分析 D. 同位素示踪
(5)Fe3O(BDC-NH2)3Cl纯度测定:取m g产品在空气中充分灼烧,用稀H2SO4溶解,加入适量还原剂将完全还原为,配制100.00 mL溶液,量取20.00 mL于锥形瓶中,用KMnO4标准溶液滴定至终点时平均消耗标准溶液V mL。则滴定终点的现象为_______。Fe3O(BDC-NH2)3Cl纯度为_______(用含m、c、V的代数式表示)。若用盐酸代替稀H2SO4溶解,会使测定结果_______(填“偏高”“偏低”“无影响”)。
19. 一种药物中间体(E)的合成路线如下:
已知:Ⅰ:连在同一个碳上的两个羟基不稳定,可认为该物质不存在
Ⅱ:本题不考虑立体异构,不考虑过氧键
据此回答下列问题:
(1)A的结构简式为________,A→B的反应类型为________。
(2)B中含有的官能团为________,已知D→E反应第一步为加成反应,则第二步反应方程式为________。
(3)推测THF的作用为________。
(4)A的环状同分异构体(环上只有四个碳原子)共有______种,其中核磁共振氢谱为1:2:2:2的为________(写一种即可)。
20. 高血压药物替利诺尔(M)的合成路线如图所示:
已知:
I.
II.
III.
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为____,B→C的反应条件为_____,E中官能团名称为_____。
(2)F含有2种不同化学环境的氢原子,则F的结构简式为_______;H+I→J的化学方程式为_______。
(3)L→M的反应过程中,可能生成一种与M互为同分异构体的副产物,该副产物的结构简式为_______。
(4)J生成K的反应如下,中间产物2、3的结构简式分别为_______、_______。
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2025—2026学年度第二学期高二教学质量检测
化 学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
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。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共10小题,每题2分,共20分,每小题只有1个选项符合题目要求。
1. 化学强国,筑梦未来。下列说法错误的是
A. “北脑一号”脑机系统植入手术用钛板,属陶瓷材料
B. “雪豹”6×6轮式载具用耐寒轮胎,属特种橡胶
C. “天舟七号”飞船用石英加速度计,核心部件含二氧化硅
D. “深海一号”储油平台用聚酯系泊缆绳,主要成分为有机高分子
【答案】A
【解析】
【详解】A.钛板主要成分为金属钛,属于金属材料,不属于陶瓷材料,A错误;
B.耐寒轮胎为适配低温特殊环境设计,属于特种橡胶,B正确;
C.石英的主要成分为,因此石英加速度计核心部件含二氧化硅,C正确;
D.聚酯是通过缩聚反应生成的有机高分子化合物,因此聚酯系泊缆绳主要成分为有机高分子,D正确;
答案选A。
2. 化学应用体现在生产和生活的方方面面,下列说法合理的是
A. 在酸性条件下可以制备网状酚醛树脂 B. 珍珠遇酸后失去光泽,晶体类型发生改变
C. 制作皮鞋鞋底的橡胶,硫化程度较高 D. 热塑性塑料酚醛树脂可用于生产烹饪器具的手柄
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性条件下苯酚与甲醛反应生成线型酚醛树脂,碱性条件下且甲醛过量时才生成网状酚醛树脂,A错误;
B.珍珠主要成分为,遇酸发生反应被腐蚀而失去光泽,属于化学变化,并非晶体类型改变,B错误;
C.橡胶硫化程度越高,交联度越大,硬度、耐磨性越强,皮鞋鞋底需要良好的耐磨性和支撑性,故硫化程度较高,C正确;
D.烹饪器具手柄需要受热不易熔化变形,需用热固性酚醛树脂制备,热塑性酚醛树脂受热会熔化,不能用于制作手柄,D错误;
故答案选C。
3. 实验室中,下列试剂保存方法错误的是
A. 金属钾保存在充有氩气的广口试剂瓶中 B. 将苯酚保存在橡胶塞细口试剂瓶中
C. 氯仿加浓硫酸液封保存在细口瓶中 D. 硝酸银溶液保存在棕色细口瓶中
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属钾性质活泼,易与空气中氧气、水发生反应,氩气为惰性气体不与钾反应,广口瓶适用于存放固体试剂,该保存方法正确,A正确;
B.苯酚常温下为固体,应存放于广口瓶中,且苯酚属于有机物,会腐蚀、溶胀橡胶,不能使用橡胶塞,该保存方法错误,B错误;
C.氯仿为液态试剂适合存放在细口瓶中,加入浓硫酸可隔绝水分、抑制氯仿氧化变质,该保存方法正确,C正确;
D.硝酸银见光易分解,棕色细口瓶可避光且适合存放液体试剂,该保存方法正确,D正确;
故答案选B。
4. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. SO3的VSEPR模型: B. H2O2的空间结构模型:
C. 的系统命名:N,N-二甲基甲酰胺 D. Ca的价电子排布图为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.中心原子价层电子对数为,无孤电子对,VSEPR模型为平面三角形,图示结构含1对孤电子对,A错误;
B.的空间结构为半开书页形,不是直线形,图示为直线形结构,B错误;
C.该物质结构为,母体为甲酰胺,上连接2个甲基,系统命名为N,N-二甲基甲酰胺,C正确;
D.为20号元素,价电子排布式为,价电子排布图应表示轨道的电子,D错误;
故答案选C。
5. 下列分子空间构型不同的是
A. H2SO4、H3PO4 B. NF3、BF3 C. CS2、HClO D. H2O、O3
【答案】BC
【解析】
【详解】A.中心、中心的价层电子对数均为4,中心原子均为杂化,都不含孤电子对,空间构型均为四面体形,A不符合;
B.中心价层电子对数为,含1对孤电子对,空间构型为三角锥形;中心价层电子对数为,无孤电子对,空间构型为平面三角形,二者构型不同,B符合;
C.中心价层电子对数为,无孤电子对,空间构型为直线形;中心为,价层电子对数为,含2对孤电子对,空间构型为V形,二者构型不同,C符合;
D.中心价层电子对数为,含2对孤电子对,空间构型为V形,中心含1对孤电子对,空间构型也为V形,构型相同,D不符合;
故选BC。
6. 用下列仪器或装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A.乙醇萃取CS2中的硫
B.C2H5Br消去反应生成烯烃
C.分离苯与甲苯
D.配制银氨溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醇与互溶,不满足萃取剂与原溶剂互不相溶的要求,无法完成萃取操作,A错误;
B.在醇溶液中加热发生消去反应生成乙烯,挥发的乙醇不与溴的四氯化碳溶液反应,若溴的四氯化碳溶液褪色即可证明有烯烃生成,B正确;
C.苯和甲苯沸点差异较大,需用蒸馏法分离,蒸馏装置需要使用温度计控制蒸馏温度,装置中无温度计,C错误;
D.配制银氨溶液的正确操作为向硝酸银溶液中滴加稀氨水至产生的沉淀恰好完全溶解,图示试剂加入顺序错误,D错误;
故答案选B。
7. 药物罗美昔布(G)的结构简式如图,下列说法正确的是
A. G的分子式为C15H12FO2NCl B. G中共面的碳原子最多有9个
C. 1 mol G最多可以与5 mol NaOH反应 D. 通过红外光谱可以检测该分子的共轭程度
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据G的结构简式各个原子的数量可知G的分子式为C15H13FO2NCl,A错误;
B.两个苯环通过N原子相连,单键可以旋转使两个苯环共面,共面的碳原子数量最多可以为15个,B错误;
C.1mol G中的羧基可以消耗1 mol NaOH,氯原子和氟原子发生水解反应消耗2 mol NaOH,水解生成的酚羟基还会消耗2 mol NaOH,因此1 mol G最多可以与5 mol NaOH反应,C正确;
D.红外光谱的作用是检测官能团和化学键的种类,红外光谱只能通过吸收峰的位置变化间接推测共轭的存在,不能直接检测共轭程度,D错误。
故选C。
8. 已知反应:PhCH2Cl+KCN→PhCH2CN+KCl。常温下反应72 h时PhCH2CN产率仅20%;加入冠醚18-冠-6并搅拌后,反应0.4 h时PhCH2CN产率接近100%。18-冠-6与K+结合形成的超分子离子结构如图,下列说法错误的是
A. 18-冠-6中碳氧原子杂化方式相同
B. KCN的空间构型为直线形
C. 18-冠-6为上述反应的催化剂
D. 18-冠-6与K+结合而不和CN-结合体现了超分子的分子识别的特点
【答案】B
【解析】
【详解】A.18-冠-6中C均为饱和碳,价层电子对数为4,采取杂化;O形成2个键,含2对孤电子对,价层电子对数为4,也采取杂化,二者杂化方式相同,A正确;
B.KCN为离子化合物,由和构成,不存在单个KCN分子,仅为直线形,不能说KCN的空间构型为直线形,B错误;
C.加入18-冠-6后反应速率大幅提升,且18-冠-6反应前后结构、性质不变,属于该反应的催化剂,C正确;
D.18-冠-6的空腔大小与匹配,可选择性结合而不结合,体现了超分子的分子识别特性,D正确;
故选B。
9. 一种新型固态电解质Nax(PS4)y(摩尔质量为Mg·mol-1)的立方晶胞结构示意图如下。已知:以晶胞参数a为单位长度建立坐标系可标注晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标,N点原子的分数坐标为(0,0,0)。下列说法正确的是
A. x:y=1:3 B. T点原子的分数坐标为(,0,)
C. 该晶胞沿x、y、z轴方向的投影均为 D. 该晶体中有两种化学环境的PS
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据晶胞结构可知,在一个晶胞中粒子的个数为个,粒子的个数为个,因此x:y=3:1,A错误;
B.由N点原子的分数坐标为(0,0,0)及坐标系可知,T点原子的分数坐标为(,,0),B错误;
C.位于棱和面心,沿x、y、z轴方向投影时,棱上的会被遮挡,因此投影图都为,C正确;
D.在立方晶系的对称体系中,所有位置的完全等价,因此只有一种化学环境的,D错误;
故答案为C。
10. 环己酮是重要的化工原料,实验室用氧化环己醇的方法制备环己酮,该反应比较剧烈,实验过程中需严格控制反应条件,流程如下。下列说法错误的是
已知:环己醇沸点为161℃;环己酮的沸点为156℃,易和水形成共沸物。
A. 实验中将Na2Cr2O7、H2O和浓硫酸的混合液缓慢滴入环己醇中
B. 反应可能生成二环己烷醚、己二酸和SO2等副产物
C. 若无95~100℃蒸馏的操作步骤,产品的纯度会下降
D. 为使产率较高,多步操作应依次为分液和蒸馏
【答案】D
【解析】
【分析】将Na2Cr2O7、H2O和浓硫酸的混合液缓慢滴入环己醇中,蒸馏可将环己酮与水的共沸物蒸出,与沸点更高的环己醇等杂质分离,加入NaCl盐析后分液得到粗有机相,再多步操作得到环己酮。
【详解】A.该反应剧烈放热,缓慢滴加重铬酸钠的酸性混合液可控制反应速率,避免温度过高引发副反应,操作合理,A正确;
B.环己醇在浓硫酸催化下可发生分子间脱水生成二环己烷醚;环己酮可被酸性重铬酸钠过度氧化开环生成己二酸;浓硫酸具有氧化性,反应过程中可被还原生成少量,三者均为合理副产物,B正确;
C.蒸馏可将环己酮与水的共沸物蒸出,与沸点更高的环己醇等杂质分离,若无该步骤,粗产品中混有环己醇,环己醇与环己酮沸点相近,后续提纯后产品纯度会下降,C正确;
D.加入NaCl盐析后分液得到粗有机相,有机相中含有少量水等杂质,需先干燥除水后再进行蒸馏,不能直接分液后蒸馏,操作描述错误,D错误;
故答案选D。
【点睛】
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全都选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 为实现下列各项中的实验目的,对应的实验操作及现象正确的是
实验目的
实验操作及现象
A
鉴别乙醇和甲苯
取少量两种试剂,分别加入蒸馏水,与水互溶不分层的为乙醇,分层的为甲苯
B
证明丙烯醛(CH2=CHCHO)中含有碳碳双键
取少量丙烯醛,滴加溴水,若溴水褪色,证明含有碳碳双键
C
检验甲酸中混有乙醛
取少量试剂,加入氢氧化钠溶液中和甲酸后,加入新制的氢氧化铜,加热,生成砖红色沉淀,说明混有乙醛
D
验证苯和液溴在FeBr3的催化下发生取代反应
将反应产生的混合气体先通入CCl4,再通入AgNO3溶液中,观察是否有淡黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】AD
【解析】
【详解】A.乙醇与水互溶,甲苯不溶于水且密度比水小,加入蒸馏水后现象不同可鉴别二者,A正确;
B.丙烯醛中含有的醛基也能被溴水氧化使溴水褪色,无法仅通过溴水褪色证明含有碳碳双键,B错误;
C.甲酸与NaOH反应生成的甲酸钠中也含有醛基,同样能与新制氢氧化铜加热反应生成砖红色沉淀,无法证明混有乙醛,C错误;
D.反应产生的混合气体中混有挥发的溴蒸气,会干扰HBr的检验,先通入CCl4可除去溴蒸气,再通入AgNO3溶液,若有淡黄色沉淀生成说明生成了HBr,可证明苯和液溴发生了取代反应,D正确;
故答案选AD。
12. 高分子材料与生产生活息息相关。下列有关高分子材料的说法正确的是
A. PLA:由乳酸经加聚反应制得
B. BPAC:由碳酸二甲酯和二酚类物质经缩聚反应制得
C. PVA:在水中有良好的溶解性
D. ABS:由四种单体加聚而成
【答案】BC
【解析】
【详解】A.乳酸含羟基和羧基,生成PLA时需脱去小分子水,反应类型为缩聚反应,不是加聚反应,A错误;
B.BPAC为聚碳酸酯类,由碳酸二甲酯与二酚类物质发生酯交换反应,脱去小分子甲醇制得,属于缩聚反应,B正确;
C.PVA为聚乙烯醇,链节中含有大量亲水的羟基,可与水分子形成氢键,在水中有良好的溶解性,C正确;
D.ABS的单体为丙烯腈、1,3-丁二烯、苯乙烯,共3种,不是4种,D错误;
故答案为BC。
13. 下列关于晶体的说法错误的是
A. 某铜氧化物立方晶胞如图1,则的化合价为价
B. 六方BN与石墨结构类似如图2,则六方BN可作润滑剂
C. K晶胞是体心立方如图3,K原子半径为,则晶胞边长为
D. 晶胞是长方体如图4,,则S周围与其等距且紧邻的S有12个
【答案】D
【解析】
【详解】A.该晶胞中白球个数为:,黑球个数为4,故白球为O,黑球为Cu,化学式为Cu2O,的化合价为价,A正确;
B.六方BN与石墨结构类似,石墨可作润滑剂,则六方BN可作润滑剂,B正确;
C.K晶胞是体心立方,体对角线的3个球相切,设晶胞边长为apm,,则,晶胞边长为,C正确;
D.晶胞是长方体,以体心S原子为例,由于,S周围与其等距且紧邻的S有4个,位于过体心的3个相互垂直的面的顶点(由于长、宽、高均不相等,只能为其中1个面的4个顶点,距离最小的满足条件),D错误;
故选D。
14. 一种可用于温度传感的红色配合物Z,其制备原理如图。下列说法正确的是
A. 1 mol Z中采取sp2杂化的原子为28 mol
B. Z中存在的化学键有离子键、非极性共价键、配位键和氢键
C. Y的互变异构体酸性强于苯酚
D. Z物质的熔沸点比NaCl高
【答案】AC
【解析】
【详解】A.一分子Z中苯环的所有碳原子均为sp2杂化的原子,一共有24个碳原子,并且阳离子中的、中的3个碳原子和1个氧原子均为sp2杂化的原子,因此1 mol Z中采取sp2杂化的原子为28 mol,A正确;
B.氢键不属于化学键,B错误;
C.中烯醇羟基受羰基吸电子共轭作用,羟基的极性大幅加强,而苯酚中依靠苯环的吸电子作用较弱,因此电离出氢离子的能力强于苯酚,因此酸性强于苯酚,C正确;
D.Z是大分子有机离子晶体,阴阳离子体积大,电荷分散,晶格能小于NaCl,因此熔沸点低于NaCl,D错误;
故答案为AC。
15. 化合物X发生异构化得到Y和Z,反应过程的能量变化如图。下列说法错误的是
A. 依据红外光谱可确定X是否发生异构化
B. 降温或延长反应时间有利于Y的生成
C. 蒸馏分离Y和Z的混合物时,Z先蒸出
D. 根据上述信息,发生异构化的产物为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.X、Y的官能团不同,红外光谱可确定X是否发生异构化,A正确;
B.反应是放热反应,降温有利于Y的生成,延长反应时间不能影响化学平衡的移动,B错误;
C.Z能形成分子间氢键,沸点高,Y形成分子内氢键,降低沸点,蒸馏分离Y和Z的混合物时,Y先蒸出,C错误;
D.根据上述信息,酯基可异构化为羟基并在邻位上形成羰基,,发生异构化的产物为,D正确;
故选BC。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 铁锰氧化矿中含、、、、等多种金属元素。回答下列问题:
(1)在元素周期表中位于第___________周期___________族,基态与原子中未成对电子数之比为___________。
(2)某自旋交叉化合物结构如图甲所示,该化合物中配位数与配体个数之比为___________,的化合价为___________,C原子采取的轨道杂化方式为___________。
(3)催化和反应,起始阶段变为,并形成氧空位利于的吸附。晶体属于立方晶系,晶胞参数为,结构如图乙所示。中掺杂替代部分可提高催化效率,原因为___________。晶胞中离子的最近距离比___________。纳米中位于晶粒表面的有催化作用,在边长为的立方体晶粒中单位面积含有催化作用的最多为___________个。
【答案】(1) ①. 四 ②. IB ③.
(2) ①. ②. +3价 ③. 、杂化
(3) ①. 替代部分,阳离子所带电荷量减少,导致减少,氧空位增加,利于的吸附 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
Cu原子序数29,核外电子排布2、8、18、1,位于第四周期ⅠB族;Mn价电子排布,未成对电子数5;Co价电子排布,未成对电子数3,比值5:3。
【小问2详解】
配位键有6个,则配位数有6个,配位个体有2个,该化合物中配位数与配体个数之比为6:2 = 3:1;根据化合物电荷,Fe为+3价;苯环、双键C为杂化,单键C为 杂化
【小问3详解】
替代部分,阳离子所带电荷量减少,导致减少,氧空位增加,利于的吸附。晶胞中离子的最近距离比。在边长为2anm的立方体晶粒中,含有8个该立方晶胞,可看作上层四个、下层四个,则位于表面的最多有:立方体晶粒的6个面各含有5个、顶点有8个、棱心有12个,则共有50个。单位面积含有催化作用的最多为
17. 非金属C、H、O、N形成的化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)基态O原子的价层电子轨道表示式为___________,O与N相比,第二电离能与第一电离能差值更大的是___________。
(2)X与和形成荧光超分子Y,如图甲所示。
①Y中存在的化学键类型有___________(填标号)。
A.离子键 B.配位键 C.氢键 D.极性共价键 E.非极性共价键
②含N六元环内键角:X___________Y(填“>”“<”或“=”)。若Y中附近部分H被F取代,超分子稳定性将___________(填“增强”“减弱”或“无影响”)。X与和不能形成荧光分子,从结构角度解释原因为___________。
(3)石灰氮晶胞及俯视图如图乙所示,则的配位数为___________;1、2号分别距离上、下底面,2号在底面的投影分数坐标为,则1号的分数坐标为___________;若阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度为___________(用含的代数式表示)。
【答案】(1) ①. ②. O
(2) ①. BDE ②. < ③. 减弱 ④. 半径大于,半径小于,均与X中空穴尺寸不适配
(3) ①. 6 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
O原子的原子序数为8,价层电子数为6,价层电子轨道表示式为;O与N相比,N原子2p能级为半充满状态,第一电离能N大于O,失去1个电子后,为稳定结构,第二电离能较大,故第二电离能与第一电离能差值更大的是O;故答案为:;O。
【小问2详解】
①超分子Y是分子X与和形成的,超分子本身带正电荷,不存在阴离子与阳离子之间的离子键,其中分子X与形成Y时是X中的N原子的孤电子对与的空轨道形成配位键,超分子Y结构中含有碳与碳形成的非极性共价键,碳与氢、碳与氮、碳与氧形成的极性共价键,即Y中存在的化学键类型有配位键、极性共价键、非极性共价键,不存在离子键,氢键不属于化学键,即选BDE;②分子X和超分子Y中N原子杂化方式相同,超分子Y 中的N原子不存在孤电子对,分子X中N原子具有1个孤电子对,孤电子对对成键电子对排斥力较大,则六元环内键角较小,即键角X<Y;F原子的电负性大于H原子,F取代H后,类似冠醚中O原子周围的负电荷密度减弱,与的静电作用减弱,另外F原子半径大于H,使超分子空穴尺寸变小,适配度降低,故超分子稳定性将减弱;X中类似冠醚的空穴尺寸与的半径适配,故二者能形成荧光分子,而半径大于,半径小于,均与X中空穴尺寸不适配,故不能形成荧光分子;故答案为:①BDE;②<;减弱;半径大于,半径小于,均与X中空穴尺寸不适配。
【小问3详解】
从石灰氮晶胞结构及俯视图可知,该晶胞为平行六面体,位于顶角的微粒是8个晶胞共用,棱上的微粒是4个晶胞共用,体内微粒1个晶胞用,根据微粒所在位置将晶胞中的微粒分为7层,以1号层与上平面层之间的为例,距离相等、最近的有上平面层3个及1号层3个,共6个,如图中带*的原子;
2号在底面的投影分数坐标为,如图,1号在底面的投影位于图中1原子的位置,如图,分数坐标为,在z轴方向距上平面,则距下平面分数坐标为,1号的分数坐标为;晶胞中有、有,根据公式,晶胞体积,该晶体的密度为=;故答案为:6;;。
18. 实验室以废塑料PET制备MOF材料Fe3O(BDC-NH2)3Cl()。
步骤如下:
①取少量PET碎片、NaOH与乙二醇(沸点197.3℃)混合,升温至180~190℃充分反应,装置如图。
②待混合物呈白色稠浆状,蒸馏回收乙二醇。
③向剩余固体中加入热水,趁热过滤;再向滤液中加稀H2SO4调节溶液,溶液中出现大量白色絮状沉淀。
④将白色沉淀离心过滤,用冷水洗涤;再经氨基修饰得H2BDC-NH2。
⑤以DMF为溶剂,与FeCl3混合加热得晶体,用甲醇和蒸馏水洗涤干燥,制备产品。
回答下列问题:
(1)装置A的名称为_______,理论上,原料物质的量投料比_______。
(2)步骤①中反应温度为180~190℃,既不能过高,也不能过低的原因是_______。
(3)步骤④中判断H2BDC是否洗涤干净,可选用的试剂为_______(填化学式)。
(4)下列分析方法中可提供H2BDC-NH2官能团种类信息的是_______(填标号)。
A. 质谱 B. 红外光谱 C. 元素分析 D. 同位素示踪
(5)Fe3O(BDC-NH2)3Cl纯度测定:取m g产品在空气中充分灼烧,用稀H2SO4溶解,加入适量还原剂将完全还原为,配制100.00 mL溶液,量取20.00 mL于锥形瓶中,用KMnO4标准溶液滴定至终点时平均消耗标准溶液V mL。则滴定终点的现象为_______。Fe3O(BDC-NH2)3Cl纯度为_______(用含m、c、V的代数式表示)。若用盐酸代替稀H2SO4溶解,会使测定结果_______(填“偏高”“偏低”“无影响”)。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 1:2n
(2)防止乙二醇大量挥发和反应速率过慢
(3)BaCl2 (4)B
(5) ①. 当滴入最后半滴KMnO4标准溶液时,溶液变为浅紫色,且半分钟内不褪色 ②. ③. 偏高;
【解析】
【分析】PET制备MOF材料Fe3O(BDC-NH2)3Cl过程为:PET碎片、NaOH与乙二醇混合发生醇解,并经过蒸馏、过滤等分离操作并调pH得到H2BDC ;H2BDC经氨基修饰得H2BDC-NH2 ;以DMF为溶剂,H2BDC-NH2与FeCl3混合加热得到晶体,用甲醇和蒸馏水洗涤干燥,制备产品Fe3O(BDC-NH2)3Cl。
【小问1详解】
装置A的名称为球形冷凝管;PET、NaOH与乙二醇混合发生反应,结合后续信息调节pH得到可知,该反应的产物应为,即PET 的每个链节水解消耗 2 个NaOH,故反应中PET与NaOH的比例应为1:2n;
【小问2详解】
乙二醇的沸点为197.3℃,若反应温度过高会导致乙二醇大量挥发,浪费原料,反应温度过低会导致反应速率过慢;
【小问3详解】
步骤③中使用稀硫酸调节pH后在步骤④中洗涤,判断H2BDC是否洗涤干净的关键是检验是否有残留的,可选用BaCl2溶液;
【小问4详解】
可以识别官能团的分析方法为红外光谱,不同的官能团会呈现出不同的吸收峰(质谱测相对分子质量;元素分析测元素组成;同位素示踪用于反应机理研究,均无法直接提供官能团种类信息),故答案选B;
【小问5详解】
①达到滴定终点的现象应为当滴入最后半滴KMnO4标准溶液时,溶液变为浅紫色,且半分钟内不褪色;
②滴定时发生反应:,消耗的为,参与反应的为,故产品中铁元素共,样品中Fe3O(BDC-NH2)3Cl为 ,,故质量分数为;
③若用稀盐酸代替稀硫酸,在酸性环境下氯离子会被高锰酸钾氧化,消耗的高锰酸钾溶液增多,故最后测定结果偏高。
19. 一种药物中间体(E)的合成路线如下:
已知:Ⅰ:连在同一个碳上的两个羟基不稳定,可认为该物质不存在
Ⅱ:本题不考虑立体异构,不考虑过氧键
据此回答下列问题:
(1)A的结构简式为________,A→B的反应类型为________。
(2)B中含有的官能团为________,已知D→E反应第一步为加成反应,则第二步反应方程式为________。
(3)推测THF的作用为________。
(4)A的环状同分异构体(环上只有四个碳原子)共有______种,其中核磁共振氢谱为1:2:2:2的为________(写一种即可)。
【答案】(1) ①. ②. 取代反应
(2) ①. 碳氟键、碳溴键、酯基、醚键 ②.
(3)做反应溶剂,溶解有机物
(4) ①. 7 ②.
【解析】
【分析】根据D的结构简式和C的分子式,可知C和D相差一个,结合初始物质的结构推测,C的结构简式为,根据B的分子式和B→C反应的另一反应物,推测B的结构简式为,因此根据A的分子式,可以推断A的结构简式为,由此解答;
【小问1详解】
由分析可知,A的结构简式为,A→B的反应为和发生的取代反应,因此反应类型为取代反应;
【小问2详解】
由分析可知,B的结构简式为,官能团的名称为碳氟键、碳溴键、酯基、醚键;已知D→E反应第一步为加成反应,该加成反应为羰基加成反应,生成物的结构简式为,因此第二步反应为羟基的消去反应,因此反应方程式为;
【小问3详解】
THF不参与该反应,因此其作用为是作为反应溶剂,溶解有机物;
【小问4详解】
A的分子式为,含有四元环的同分异构体,需要在四元环对二个羟基和一个溴原子进行排布,根据已知,同一个碳上的两个羟基不稳定,并且不考虑立体异构,不考虑过氧键,因此如果四元环有两个取代基,只能是一个碳原子上取代羟基和溴原子,一个碳原子上取代羟基,或一个碳原子上取代,一个碳原子上取代羟基,该结构有4种情况分别为、、、;如果四元环有三个取代基,三个取代基为两个羟基和一个溴原子,该结构有2种情况分别为、,如果四元环有一个取代基,结构只能是,因此一共有7种同分异构体,其中核磁共振氢谱为1:2:2:2的是。
20. 高血压药物替利诺尔(M)的合成路线如图所示:
已知:
I.
II.
III.
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为____,B→C的反应条件为_____,E中官能团名称为_____。
(2)F含有2种不同化学环境的氢原子,则F的结构简式为_______;H+I→J的化学方程式为_______。
(3)L→M的反应过程中,可能生成一种与M互为同分异构体的副产物,该副产物的结构简式为_______。
(4)J生成K的反应如下,中间产物2、3的结构简式分别为_______、_______。
【答案】(1) ①. 取代反应 ②. NaOH,H2O,加热 ③. 碳氯键、醚键
(2) ①. ②.
(3) (4) ①. ②.
【解析】
【分析】根据K和L的结构式可推断E+K→L的反应为取代反应,E的结构简式为;根据E的结构简式和A的分子式可知,A的结构简式为;A→B为取代反应,B的结构简式为;B→C为水解反应,C的结构简式为;C→D为加成反应,D的结构简式为;D→E为缩合成环反应;根据H、I的分子式和J的结构式可以推断,H的结构简式为,I的结构简式为,H+I→J的反应为取代反应;根据G的分子式和G→H的反应条件可知,G的结构简式为,该反应为取代反应;根据F的分子式和F→G的反应条件可知,该反应为加成后的酯化反应,F的结构简式为,L→M为断开含氧环进行加成的反应,由此解答;
【小问1详解】
由分析可知,A→B为丙烯和氯气发生的取代反应,因此反应类型为取代反应;B→C为卤代烃的水解反应,因此反应条件为NaOH,H2O,加热;E的结构简式为,官能团名称为碳氯键、醚键;
【小问2详解】
由分析可知,F的结构简式为;由分析可知,H+I→J的反应为取代反应,H和I反应生成J和HCl,因此化学方程式为;
【小问3详解】
L→M为断开含氧环进行加成的反应,生成M为断开右侧的碳氧键进行加成,因此副产物应为断开左侧碳氧键进行加成,因此副产物的结构简式为;
【小问4详解】
根据反应条件可知,J→中间产物1的反应原理与已知反应II一致,因此中间产物1的结构式为,而中间产物1→中间产物2的原理与已知反应III原理一致,因此中间产物2的结构简式为;中间产物3→K的反应原理与已知反应I一致,因此中间产物3的结构简式为。
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