内容正文:
2025-2026学年度下学期期末考试
高二化学试题
本试卷分选择题和非选择题两部分,共19题,共100分,共5页。考试时间为75分钟。考试结束后,只交答题卡。
可能用到的相对原子质量H:1 C:12 O:16 Na:23 Cl:35.5 Fe:56 Cu:64
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题(共15小题每小题3分)
1. 化学与科技、社会、生产密切相关,下列有关说法正确的是
A. 电灯开关的主要材料为线型结构的酚醛树脂,酚醛树脂受热易软化或熔融
B. 黏胶纤维中的长纤维称为人造丝,属于合成纤维
C. 聚酰亚胺在航空航天、高端电子元器件等多个尖端领域有很高的应用价值,聚酰亚胺属于有机高分子材料
D. 神舟十五号飞船表面所用的耐高温陶瓷中的氮化硅属于分子晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.电灯开关使用的酚醛树脂为体型(网状)结构的热固性塑料,受热不会软化或熔融,A错误;
B.黏胶纤维是以天然纤维素为原料加工得到的人造纤维,不属于合成纤维,B错误;
C.聚酰亚胺是高聚物,相对分子质量可达几万到几十万,属于有机高分子材料,C正确;
D.氮化硅耐高温、硬度大,属于共价晶体,分子晶体熔点低,不符合氮化硅的性质,D错误;
故答案选C。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
B. 电子云图:
C. 激发态原子的轨道表示式:
D. 分子中键形成过程为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.邻羟基苯甲醛的分子内氢键是羟基中与O相连的H和醛基的O之间形成的,图示氢键连接错误,A错误;
B.轨道沿z轴方向伸展,图示电子云图符合轨道的空间分布特点,B正确;
C.第一能层(n=1)只有1s能级,不存在1p能级,该轨道表示式不成立,C错误;
D.图示为p轨道“头碰头”重叠形成p-p σ键的过程,p-p π键是p轨道“肩并肩”重叠形成的,D错误;
故选B。
3. 采用现代仪器分析方法,可以快速、准确地测定有机化合物的分子结构。下列说法正确的是
A. 核磁共振氢谱能快速、精确地测定有机物中氢原子的种类和数目
B. X射线衍射实验可用于区分玻璃与水晶
C. 红外光谱图只能得到分子中官能团的信息
D. 质谱仪可测出分子的相对分子质量,和的质谱图完全相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.核磁共振氢谱可测定有机物中氢原子的种类和不同种类氢原子的数目比,无法精确测定氢原子的总数目,A错误;
B.X射线衍射实验是区分晶体和非晶体的可靠方法,水晶是二氧化硅晶体,石英玻璃是非晶体,衍射图谱不同,可通过该方法区分,B正确;
C.红外光谱图不仅能得到分子中官能团的信息,还可以获得化学键的类型等其他结构信息,C错误;
D.和互为同分异构体,相对分子质量相同,分子离子峰的质荷比一致,但二者裂解产生的碎片离子不完全相同,因此质谱图不完全相同,D错误;
故选B。
4. 下列过程中发生的化学反应,相应方程式不正确的是
A. 甲醛与苯酚生成酚醛树脂的反应:n+nHCHO+(n-1)H2O
B. 环氧乙烷与水直接化合制备乙二醇:+H2OHOCH2CH2OH
C. 丙烯醛与足量溴水反应:
D. 1,3-丁二烯生成顺丁橡胶:n
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯酚与甲醛在一定条件下发生缩聚反应生成线型酚醛树脂,反应式原子守恒,书写符合反应规律,A正确;
B.环氧乙烷在加热加压条件下与水发生开环加成反应,断裂C-O键后分别连接H和OH,生成乙二醇,方程式书写正确,B正确;
C.丙烯醛中碳碳双键可与溴发生加成反应,醛基具有还原性,可被溴水氧化为羧基,丙烯醛共消耗,离子方程式书写正确,C正确;
D.1,3-丁二烯发生1,4-加聚生成顺丁橡胶,顺丁橡胶为顺式1,4-聚丁二烯,双键两侧的亚甲基应位于双键的同侧,选项中给出的结构为反式结构,方程式错误,D错误;
故答案为D。
5. 用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol苯乙烯()中碳碳双键的数目为4NA
B. 标准状况下,22.4 L CHCl3中所含C-Cl的数目为3NA
C. 常温常压下,14 g C2H4和C3H6的混合气体含有的原子总数为3NA
D. 60 g乙酸与足量乙醇在浓硫酸作用下生成乙酸乙酯的数目等于NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯环中不存在碳碳双键,1mol苯乙烯仅侧链含1mol碳碳双键,数目为,A错误;
B.标准状况下为液体,无法使用气体摩尔体积计算其物质的量,故无法确定C-Cl键数目,B错误;
C.和的最简式均为,14g混合气体中单元的物质的量为,含有的原子总数为,C正确;
D.乙酸与乙醇的酯化反应为可逆反应,反应物不能完全转化,1mol乙酸反应生成的乙酸乙酯数目小于,D错误;
故答案选C。
6. 下列实验操作可以达到实验目的的是
实验目的
实验操作
A
除去苯中少量的苯酚
向苯和苯酚的混合液中加入浓溴水,充分反应后过滤
B
检验1-溴丁烷中的溴元素
向试管中滴入几滴1-溴丁烷,再加入2 mL 5% NaOH溶液,振荡后加热,反应一段时间后停止加热,静置。取数滴水层溶液于试管中,先加入稀硝酸酸化,再加入几滴2% AgNO3溶液,观察现象
C
检验蔗糖的水解产物
取少量蔗糖溶液,与稀硫酸共热后加入新制的Cu(OH)2悬浊液,观察是否出现砖红色沉淀
D
验证乙醇消去反应的产物含有碳碳双键
将乙醇与浓硫酸加热到170°C,反应生成的气体直接通入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液是否褪色
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯酚与浓溴水反应生成的三溴苯酚、过量的溴均易溶于苯,无法通过过滤除杂,还会引入新杂质,A错误;
B.1-溴丁烷在NaOH溶液中加热水解生成,先加稀硝酸酸化除去过量NaOH,避免与反应干扰检验,再加溶液可检验溴元素,操作合理,B正确;
C.蔗糖水解后溶液呈酸性,新制悬浊液检验还原糖需在碱性环境下进行,该操作未加碱中和稀硫酸,无法达到实验目的,C错误;
D.乙醇易挥发,挥发的乙醇以及反应副产物二氧化硫也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法证明生成的产物含碳碳双键,D错误;
故答案选B。
7. 为除去下表有机物中混有的杂质,所用除杂方法正确的是
选项
有机物(杂质)
除杂方法
A
苯甲酸(泥沙)
将其溶解在热水中,冷却至室温后过滤
B
高级脂肪酸钠(甘油)
加入饱和NaCl溶液后过滤
C
乙酸(乙醛)
加入新制的氢氧化铜悬浊液,加热
D
乙酸乙酯(乙酸)
加入氢氧化钠溶液洗涤,分液
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯甲酸溶解度随温度降低显著减小,热水溶解后冷却室温,苯甲酸会与泥沙一同析出,无法实现除杂,应趁热过滤除去泥沙,A错误;
B.加入饱和NaCl溶液可降低高级脂肪酸钠的溶解度,发生盐析使高级脂肪酸钠析出,甘油易溶于饱和食盐水,过滤即可分离得到高级脂肪酸钠,B正确;
C.乙酸具有酸性,会先与新制氢氧化铜悬浊液发生中和反应,既消耗目标产物乙酸,又破坏了乙醛与氢氧化铜反应所需的碱性环境,无法除去乙醛,C错误;
D.乙酸乙酯在氢氧化钠溶液中会发生水解反应,消耗目标产物,应选用饱和碳酸钠溶液除杂,D错误;
故答案为B。
8. 日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是
A. 电负性:X>Y>Z>W
B. 原子半径:X<Y<Z
C. Y和W的单质都能与水反应生成气体
D. Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
【答案】C
【解析】
【分析】根据题中所给的信息,基态X原子s轨道上的电子式与p轨道上的电子数相同,可以推测X为O元素或Mg元素;由荧光粉的结构可知,X主要形成的是酸根,因此X为O元素;基态X原子中未成键电子数为2,因此Y的未成键电子数为1,又因X、Y、Z、W的原子序数依次增大,故Y可能为F元素、Na元素、Al元素、Cl元素;因题目中给出W为金属元素且荧光粉的结构中Y与W化合,故Y为F元素或Cl元素;Z原子的未成键电子数为3,又因其原子序大于Y,故Y应为F元素、Z其应为P元素;从荧光粉的结构式可以看出W为某+2价元素,故其为Ca元素;综上所述,X、Y、Z、W四种元素分别为O、F、P、Ca。
【详解】A.同一周期从左到右电负性依次增大,同一主族从上到下电负性依次减小,故四种原子的电负性:F>O>P>Ca,A错误;
B.同一周期原子半径从左到右依次减小,同一主族原子半径从上到下依次增大,X、Y、Z分别为O、F、P,故原子半径:F<O<P,B错误;
C.F2与水反应生成HF气体和O2,Ca与水反应生成氢氧化钙和氢气,二者均可以生成气体,C正确;
D.Z元素的最高价氧化物对应的水化物为,不是氧化性酸,没有强氧化性,D错误;
故选C。
9. 晶体的晶胞如图所示(已知该立方晶胞的边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为,的摩尔质量为Mg/mol),以下说法错误的是
A. 以构成的正四面体空隙的填充率是100%
B. 的配位数是8
C. 若规定A点原子坐标为,则C点原子坐标为
D. 晶体的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.做面心立方最密堆积,1个晶胞中共有8个正四面体空隙,本题中8个正四面体空隙全部填充了,因此填充率为100%,A正确;
B.离子晶体中,阴阳离子配位数之比等于离子数反比,晶胞中 ,每个周围紧邻4个(配位数为4),因此的配位数为,B正确;
C.A点坐标为,晶胞边长为1(分数坐标),C点在晶胞内的位置对应坐标为,C正确;
D.晶胞质量,晶胞边长,晶胞体积,密度,选项中指数为,计算错误,D错误;
故选D。
10. 是正处于临床试验阶段的小分子抗癌药物,结构如图,关于的叙述错误的是
A. 能与反应
B. 与浓溴水反应时,消耗
C. 含有四种官能团
D. 遇溶液能发生显色反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.该物质含羧基、酚羟基、酯基,三者均能与反应,共消耗,A正确;
B.碳碳双键与发生加成反应消耗,酚羟基邻、对位有2个可被取代的氢原子,取代反应消耗,共消耗,B正确;
C.该物质含有的官能团为羧基、酯基、碳碳双键、酚羟基、醚键,共5种,并非4种,C错误;
D.该物质含有酚羟基,遇溶液能发生显色反应,D正确;
故答案选C。
11. 药物盐酸茚洛秦()的合成路线如下,下列说法不正确的是
A. 的转化在碱性条件下进行,有利于提高反应转化率
B. 的反应类型为还原反应
C. 、、三种物质中,只有可与溶液反应
D. 已知被酸性溶液氧化时有生成,则另一产物为
【答案】D
【解析】
【详解】A.是中酚羟基与卤代烃的取代反应,生成N的同时生成HBr,碱性条件下,KOH中和反应生成的HBr,促进平衡正向移动,提高反应转化率,A正确;
B.中,的羰基被还原为羟基,有机物加氢的反应属于还原反应,B正确;
C.含有酚羟基,酚羟基酸性强于,可以和反应生成酚钠和;中酚羟基已经成醚键,无酸性基团,中的羟基是醇羟基,醇羟基不与反应,因此只有M可以反应,C正确;
D.与苯环相连的碳原子存在氢原子,该碳原子可直接被酸性溶液氧化为羧基,则五元环上的化学键断裂,中间的碳原子被氧化为,另一产物应为:,D错误;
故选D。
12. 叔丁醇与羧酸发生酯化反应的机理如下,下列说法正确的是
A. 叔丁醇生成中间体的过程中,原子的杂化方式没有改变
B. 为该反应的催化剂,增大浓度,提高平衡产率
C. R´COOH的氧氢键极性比中间体3中的氧氢键极性弱
D. 若用与叔丁醇反应,生成的水分子中会含有
【答案】C
【解析】
【详解】A.叔丁醇中与羟基相连的C形成4个键,为杂化;中间体2中该C仅形成3个键,为杂化,杂化方式发生改变,A错误;
B.反应前后性质和质量不变,是反应的催化剂,催化剂仅改变化学反应速率,不影响平衡移动,增大浓度平衡产率不变,B错误;
C.中间体3中与氢相连的氧带正电荷,对键共用电子对的吸引力更强,因此中间体3的键极性大于的键,即的氧氢键极性更弱,C正确;
D.根据反应机理,生成水分子的氧来自叔丁醇的羟基,中的会留在酯中,水分子不含,D错误;
故答案为C。
13. 下列有关分子结构与物质性质的说法正确的有几项
①乙酸的酸性比氯乙酸的酸性强
②乙醇能与水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小,可以用“相似相溶”规律解释
③冠醚是一种大分子环状化合物,空腔直径越大的冠醚能识别的碱金属离子种类越多
④分子和分子的中心原子杂化类型和分子空间结构均相同
⑤杯酚分离和体现了超分子具有“分子识别”的特征
A. 2 B. 3 C. 5 D. 4
【答案】A
【解析】
【详解】①Cl的电负性强于H,氯乙酸中Cl的吸电子诱导效应使羧基的O-H键极性更强,氢更易电离,因此氯乙酸酸性强于乙酸,①错误;
②乙醇的烷基占比小,与极性水分子结构更相似,符合相似相溶规律,能与水互溶;戊醇的烷基碳链长,疏水基团占比大,因此水中溶解度明显减小,可用相似相溶规律解释,②正确;
③冠醚识别碱金属离子的必要条件是冠醚空腔直径与碱金属离子直径匹配,并非空腔越大能识别的离子种类越多,③错误;
④中心C原子价层电子对数为,无孤电子对,为杂化,空间结构为直线形;中心S原子价层电子对数为,含1对孤电子对,为杂化,空间结构为V形,二者杂化类型和空间结构均不同,④错误;
⑤杯酚可特异性识别并与之结合,而不能与结合,从而实现和的分离,体现了超分子的“分子识别”特征,⑤正确;
故正确的为②⑤,共2项,选A。
14. 探究含铁化合物性质的实验如下:
步骤Ⅰ:取一定量溶液分为两等份,向一份中滴加3滴溶液和2滴淀粉溶液后变蓝;向另一份中滴加溶液后变血红色。
步骤Ⅱ:向血红色溶液中加入固体,振荡,红色褪去变为无色(生成了)。
步骤Ⅲ:向步骤Ⅱ所得无色溶液中滴加3滴溶液和2滴淀粉溶液,未变蓝。
下列说法不正确的是
A. 步骤Ⅰ中溶液变蓝说明发生了反应
B. 离子的空间结构为直线形
C. 对比步骤Ⅰ、Ⅱ,说明与的配位能力:F-<SCN-
D. 步骤III中未变蓝可能是的氧化性比的氧化性弱
【答案】C
【解析】
【分析】本实验分三步探究的氧化性质与配位作用,步骤Ⅰ将溶液均分,一份加、淀粉变蓝,证明可氧化生成I2;另一份加显血红色,说明能与形成红色配离子;步骤Ⅱ向红色溶液加入,红色褪去生成稳定无色配离子,说明可取代配离子中的;步骤Ⅲ向含的无色溶液加、淀粉不变蓝,说明难以氧化,氧化性弱于游离。
【详解】A.步骤Ⅰ中淀粉变蓝说明生成,氧化,离子方程式为,A正确;
B.与互为等电子体,中心C原子采取sp杂化,空间结构为直线形,B正确;
C.步骤Ⅱ中能将与形成的红色配离子中的替换,生成更稳定的,说明配位能力,C错误;
D.由分析可知,氧化性弱于,D正确;
故选C。
15. 从苯甲醛和溶液反应所得的混合液中分离出苯甲醇和苯甲酸的过程如图:
已知:①甲基叔丁基醚的密度为;
②苯甲酸在水中的溶解度如下:
温度/℃
25
50
75
溶解度/g
0.34
0.85
2.2
下列说法正确的是
A. 操作为蒸馏,试剂可选用盐酸或
B. “洗涤”苯甲酸用乙醇效果比蒸馏水好
C. 分液时,有机层从分液漏斗下口放出,水层从分液漏斗上口倒出
D. 苯甲酸结晶宜采用冷却结晶的方法,且降温速率越慢,得到的晶体颗粒越大
【答案】D
【解析】
【详解】A.操作X是分离沸点不同的互溶液体甲基叔丁基醚和苯甲醇,为蒸馏;但苯甲酸酸性强于碳酸,无法和苯甲酸钾反应生成苯甲酸,试剂Y不能选,A错误;
B.苯甲酸易溶于乙醇,用乙醇洗涤会导致苯甲酸大量溶解损失,用冷水洗涤效果更好,B错误;
C.甲基叔丁基醚密度为小于水,有机层在上层,分液时上层有机层应从上口倒出,水层从下口放出,C错误;
D.苯甲酸溶解度随温度升高明显增大,宜采用冷却结晶法提纯,且降温速率越慢,晶体生长越充分,得到的晶体颗粒越大,D正确;
故答案为D。
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(共4小题,55分)
16. 在当今前沿科技发展的浪潮中,铬展现出了非凡的价值,尤其是在航空航天高端合金、医疗领域以及新能源产业,它所发挥的关键作用不容小觑。回答下列问题:
(1)基态铬原子的价电子排布图为___________________________________________。
(2)已知铬的金属性位于锌和铁之间,则下列有关铬的说法不正确的有____________(填选项)。
A. 铬能与溶液发生置换反应
B. 属于强碱
C. 高温条件下,能与反应置换出
D. 向铁中加入适量铬制成不锈钢,可以延长铁制品寿命
(3)(六羰基铬,沸点,可溶于等有机溶剂)是一种重要的金属羰基配合物,可用于制高纯度铬粉,其结构如图所示。
中含有键的数目为____________(表示阿伏加德罗常数的值)。
(4)已知氯化铬水合物的化学式为,其中铬的配位数是6;将含的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时,只得到沉淀,则该的水溶液中含铬离子的符号为____________。
(5)金属铬(特别是Cr3+)能与咪唑发生配位反应,常用于构建金属-有机骨架(MOFs)或配位聚合物。咪唑()分子中能与盐酸的H+发生反应的是____________号N原子(填①或②或①②),咪唑的沸点高于噻吩()的原因是____________________________________。
【答案】(1) (2)B
(3)12NA (4)或
(5) ①. ① ②. 咪唑分子间可形成氢键;噻吩分子间仅存在范德华力,氢键的作用力强于范德华力
【解析】
【小问1详解】
铬(Cr)是24号元素,根据构造原理和洪特规则特例,其基态原子的电子排布式为。其价电子排布图中,5个3d轨道和1个4s轨道中各填充1个自旋方向相同的电子,表示为。
【小问2详解】
A.铬的金属性位于锌和铁之间,比铁强,能与溶液发生置换反应,A正确;
B.铬的金属性比锌弱,为弱碱,故也属于弱碱,B错误;
C.铝的金属性比锌强,所以金属性一定比铬强,高温下能与发生铝热反应置换出Cr,C正确;
D.向铁中加入铬制成不锈钢,改变了金属的内部结构,能有效防止铁被腐蚀,延长使用寿命,D正确;
故选B。
【小问3详解】
在中,配体为,每个分子中含有1个碳氧三键,1个三键中含有1个键和2个键;中含有,因此含有键,数目为。
【小问4详解】
该配合物与过量溶液反应只得到沉淀,说明该配合物电离出,即配合物外界有1个,内界有2个;又因铬的配位数为6,故内界还有4个分子,该含铬配离子的符号为。
【小问5详解】
咪唑分子中,①号N原子的孤电子对处于杂化轨道上,未参与形成大键,容易给出电子与结合;②号N原子的孤电子对处于轨道,参与形成大键,不易与结合;因此能与盐酸反应的是①号N原子;
咪唑分子中含有N-H键,分子间能形成氢键,而噻吩分子间不能形成氢键,只有范德华力,故咪唑的沸点高于噻吩。
17. 锗石是自然界中含有锗元素的一类矿石的统称;锗石含有人体所需的硒、锌、镍、钴、锰、镁、钙等30多种对人体有益的微量元素。回答下列问题:
(1)利用[][]可电沉积还原金属,其熔点只有,其中结构如图所示。该物质的晶体类型是____________;离子中组成元素的电负性从小到大的顺序是____________;第二周期比第一电离能小的元素有____________种。
(2)离子中键角____________分子中键角(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是____________(填字母)。
a. b. c. d.
(4)丁二酮肟可用于检验和定量分析溶液中的,其涉及的反应过程如图所示:
①1个分子中镍的配体数为____________个。
②物质中含有的化学键有____________。
A.极性键 B.非极性键 C.氢键 D.离子键 E.配位键
(5)和的部分性质对比如表,熔点比高很多,其原因为____________。
熔点/
714
-24
沸点/
1412
136.4
【答案】(1) ①. 离子晶体 ②. H<C<N ③. 5
(2)大于 (3)a
(4) ①. 2 ②. ABE
(5)为离子晶体,为分子晶体,离子键的强度远大于分子间作用力
【解析】
【分析】由阴阳离子构成,属于离子晶体;非金属性越强,电负性越大,同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大呈增大趋势,但第IIA族(全满)和第VA族(半满)具有反常的高稳定性;
【小问1详解】
属于离子晶体。中含有、、三种元素,非金属性越强,电负性越大,故电负性大小顺序为。第二周期中第一电离能比小的元素有、、、、,共种。
【小问2详解】
分子中原子有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用较强,导致键角被压缩;而在中,原子的孤电子对与形成配位键,孤电子对变为成键电子对,排斥作用减弱,因此键角变大。
【小问3详解】
a为的基态,b为的基态,c为的激发态,d为的激发态。由于失去第二个电子(即电离)比失去第一个电子(即电离)更难,所需能量更大,故a、d所需能量大于b、c;又因为基态比激发态稳定,电离所需能量更大,故a所需能量大于d。因此电离最外层一个电子所需能量最大的是a。
【小问4详解】
① 由图可知,个d分子中与个丁二酮肟脱去质子后的阴离子形成配合物,每个配体提供个原子进行配位,故配体数为。② d分子中键为同种非金属原子形成的非极性键(B);、、等为不同种非金属原子形成的极性键(A);与之间为配位键(E);分子内存在的氢键不属于化学键。故答案选。
【小问5详解】
的熔沸点较高,属于离子晶体;的熔沸点较低,属于分子晶体。离子晶体熔化时需要破坏强烈的离子键,而分子晶体熔化时只需克服较弱的分子间作用力,因此的熔点比高很多。
18. 物质是重要的医药中间体。实验室常以间苯二酚为原料,经磺化、硝化、去磺酸基三步合成:
部分物质相关性质如表:
名称
相对分子质量
性状
熔点/
水溶性(常温)
间苯二酚
110
白色针状晶体
110.7
易溶
155
橘红色针状晶体
87.8
难溶
制备过程如下:
第一步:磺化。称取33.0 g间苯二酚,碾成粉末后加到图1所示的三颈烧瓶中,缓慢加入适量浓硫酸并不断搅拌,控制温度在一定范围内,搅拌15 min。
第二步:硝化。待磺化反应结束后,将烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度,继续搅拌15 min。
第三步:去磺酸基。将硝化反应后的稀释液转移至圆底烧瓶B中,然后用如图2所示装置进行水蒸气蒸馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机化合物在低于的情况下随水蒸气一起被蒸出来,从而达到分离提纯的目的),收集馏出物,得到M的粗品。
回答下列问题:
(1)用系统命名法对M命名,M的名称为____________________。
(2)仪器a的名称为____________;冷却水应从____________(填“x”或“y”)口流入。
(3)控制温度在60~65°C时,第一步磺化的化学方程式为________________________,引入磺酸基的目的是___________________________。
(4)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,对于被提纯物质必须具备的条件,下列说法正确的是____________。
A. 不溶或难溶于水,便于最后分离 B. 难挥发性
C. 能随水蒸气蒸馏而不被破坏 D. 在水中稳定
(5)下列说法正确的是____________。
A. 反应一段时间后,停止蒸馏,先熄灭酒精灯,再打开旋塞,最后停止通冷凝水
B. 直形冷凝管内壁中可能会有橘红色晶体析出
C. 烧瓶A中长玻璃管与外界空气相通,能使装置中压强趋于稳定
D. 为了达到更好的冷凝效果,应用图1中a装置替换图2中C装置
(6)本实验最终获得7.75 g橘红色晶体,则M的产率约为____________(用百分数表示,保留3位有效数字)。
【答案】(1)2-硝基-1,3-苯二酚
(2) ①. 球形冷凝管 ②. x
(3) ①. +2H2SO4+2H2O ②. 占位基,防止硝基取代两个酚羟基对位上的氢原子,提高2-硝基-1,3-苯二酚的产率 (4)ACD (5)BC
(6)16.7%
【解析】
【分析】由题干可知,需要设计实验合成物质M(2-硝基-1,3-苯二酚),首先需要磺化,间苯二酚与浓硫酸在三颈烧瓶中反应(用的是回流装置,能让反应更加充分),控制温度在一定范围内,搅拌15分钟;然后是硝化,待上步产物冷却后加入混酸,再搅拌15分钟;最后一步是去掉磺酸基,利用水蒸气蒸馏,将产物分离提纯。
【小问1详解】
M的母体为苯二酚,两个羟基位于1、3位,硝基取代两个羟基中间的2位碳上的氢,按照系统命名规则,名称为2-硝基-1,3-苯二酚;
【小问2详解】
图1中仪器a为球形冷凝管,常用于回流操作;冷凝水遵循“下进上出”原则,下口为x,因此冷却水从x口流入;
【小问3详解】
磺化反应中,1 mol间苯二酚和2 mol浓硫酸反应,在1、3位羟基的邻位引入2个磺酸基,生成1 mol二磺化产物和2 mol水,反应方程式为+2H2SO4+2H2O;磺酸基作为占位基,占据了其他活性位点,防止硝基取代两个酚羟基对位上的氢原子,引导硝基进入目标的2位,减少副产物;
【小问4详解】
A.被提纯物质需要满足不溶或难溶于水,便于后续分离,A正确;
B.被提纯物质需要具有挥发性,才能随水蒸气一起蒸出,难挥发性不满足要求,B错误;
C.被提纯物质在蒸馏过程中不会被高温破坏,是必备条件,C正确;
D.被提纯物质在水中稳定,不与水发生反应,是必备条件,D正确;
故答案为ACD;
【小问5详解】
A.停止蒸馏时,为防止倒吸,需要先打开旋塞连通大气,再熄灭酒精灯,A错误;
B.M熔点为87.8 ℃,冷凝后温度低于其熔点,因此会在直形冷凝管内壁析出橘红色晶体,B正确;
C.烧瓶A中的长玻璃管连通外界,可平衡装置内压强,避免压强过大发生危险,C正确;
D.蒸馏操作需要用直形冷凝管,球形冷凝管内腔会残留馏分,仅适用于回流,不能替换直形冷凝管,D错误;
故答案为BC;
【小问6详解】
间苯二酚的物质的量,根据反应关系,1 mol间苯二酚生成1 mol M,理论产量为;产率。
19. PVAC{}树脂可合成重要高分子材料M,一种以A(烃类,同温同压下,A的密度是H2的13倍)为原料合成PVAC和M的路线如下:
已知:RCHO+
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为____________。
(2)PVAC与氢氧化钠溶液反应转化为C和另一产物,则另一产物的化学式为____________。
(3)D→E的转化分为两步,写出第一步反应的化学方程式:____________。(条件写催化剂即可)
(4)E中官能团的名称为____________。
(5)G的结构简式为____________。
(6)在E→F→G→H的转化过程中,乙二醇的作用是____________。
(7)在E的同分异构体中,同时符合下列条件的结构共有____________种(不考虑立体异构)。
①除苯环外,不含其他环状结构
②能与氯化铁溶液发生显色反应
③不存在结构
其中核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积之比为3:2:2:1的结构简式为____________。
【答案】(1)加成反应
(2)
(3)
(4)碳碳双键、醛基 (5)
(6)保护醛基不被H2还原
(7) ①. 16 ②.
【解析】
【分析】同温同压下,A的密度是的13倍,则A的相对分子质量是2×13=26,则A为HC≡CH,A与乙酸反应生成B,B发生加聚反应生成PVAc,然后水解生成高分子化合物,则PVAc为;A和水发生加成反应生成D为CH3CHO,D和苯甲醛发生反应生成E为,E和乙二醇发生已知信息的反应生成F,F为,F和H2发生加成反应生成G为,以此解题。
【小问1详解】
A为HC≡CH,碳碳三键打开和乙酸加成,与乙酸反应生成乙酸乙烯酯,属于加成反应。
【小问2详解】
由分析可知,PVAc为,其中含有酯基,在碱性条件下可以水解,生成C和乙酸钠,即另一产物的化学式为CH3COONa。
【小问3详解】
D→E分两步,第一步为羟醛加成,苯甲醛和乙醛在氢氧化钠催化下加成得到羟基醛,第二步脱水得到碳碳双键。第一步方程式为:。
【小问4详解】
由上述分析知E为,其中官能团的名称为碳碳双键、醛基。
【小问5详解】
由分析可知,G为。
【小问6详解】
流程中后续酸化水解会重新得到醛基,乙二醇先与醛基形成缩醛,避免醛基在加成氢气时被还原,起到保护醛基的作用。
【小问7详解】
由分析可知,E为,在E的同分异构体中①除苯环外,不含其他环状结构,②能与氯化铁溶液发生显色反应,则其中存在酚羟基,③不存在结构,则可能有两个支链分别为—OH、−C≡C−CH3,或者—OH、−CH2−C≡CH,每种情况都有邻、间、对三种情况,一共6种,还可能有3个支链,支链分别为:—OH、−CH3、−C≡CH,这样的结构有、、(数字表示−C≡CH的位置),这样的结构有10种,则一共有16种;其中核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积之比为的结构简式为。
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2025-2026学年度下学期期末考试
高二化学试题
本试卷分选择题和非选择题两部分,共19题,共100分,共5页。考试时间为75分钟。考试结束后,只交答题卡。
可能用到的相对原子质量H:1 C:12 O:16 Na:23 Cl:35.5 Fe:56 Cu:64
第Ⅰ卷 选择题
一、单选题(共15小题每小题3分)
1. 化学与科技、社会、生产密切相关,下列有关说法正确的是
A. 电灯开关的主要材料为线型结构的酚醛树脂,酚醛树脂受热易软化或熔融
B. 黏胶纤维中的长纤维称为人造丝,属于合成纤维
C. 聚酰亚胺在航空航天、高端电子元器件等多个尖端领域有很高的应用价值,聚酰亚胺属于有机高分子材料
D. 神舟十五号飞船表面所用的耐高温陶瓷中的氮化硅属于分子晶体
2. 下列化学用语表述正确的是
A. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
B. 电子云图:
C. 激发态原子的轨道表示式:
D. 分子中键形成过程为:
3. 采用现代仪器分析方法,可以快速、准确地测定有机化合物的分子结构。下列说法正确的是
A. 核磁共振氢谱能快速、精确地测定有机物中氢原子的种类和数目
B. X射线衍射实验可用于区分玻璃与水晶
C. 红外光谱图只能得到分子中官能团的信息
D. 质谱仪可测出分子的相对分子质量,和的质谱图完全相同
4. 下列过程中发生的化学反应,相应方程式不正确的是
A. 甲醛与苯酚生成酚醛树脂的反应:n+nHCHO+(n-1)H2O
B. 环氧乙烷与水直接化合制备乙二醇:+H2OHOCH2CH2OH
C. 丙烯醛与足量溴水反应:
D. 1,3-丁二烯生成顺丁橡胶:n
5. 用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol苯乙烯()中碳碳双键的数目为4NA
B. 标准状况下,22.4 L CHCl3中所含C-Cl的数目为3NA
C. 常温常压下,14 g C2H4和C3H6的混合气体含有的原子总数为3NA
D. 60 g乙酸与足量乙醇在浓硫酸作用下生成乙酸乙酯的数目等于NA
6. 下列实验操作可以达到实验目的的是
实验目的
实验操作
A
除去苯中少量的苯酚
向苯和苯酚的混合液中加入浓溴水,充分反应后过滤
B
检验1-溴丁烷中的溴元素
向试管中滴入几滴1-溴丁烷,再加入2 mL 5% NaOH溶液,振荡后加热,反应一段时间后停止加热,静置。取数滴水层溶液于试管中,先加入稀硝酸酸化,再加入几滴2% AgNO3溶液,观察现象
C
检验蔗糖的水解产物
取少量蔗糖溶液,与稀硫酸共热后加入新制的Cu(OH)2悬浊液,观察是否出现砖红色沉淀
D
验证乙醇消去反应的产物含有碳碳双键
将乙醇与浓硫酸加热到170°C,反应生成的气体直接通入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液是否褪色
A. A B. B C. C D. D
7. 为除去下表有机物中混有的杂质,所用除杂方法正确的是
选项
有机物(杂质)
除杂方法
A
苯甲酸(泥沙)
将其溶解在热水中,冷却至室温后过滤
B
高级脂肪酸钠(甘油)
加入饱和NaCl溶液后过滤
C
乙酸(乙醛)
加入新制的氢氧化铜悬浊液,加热
D
乙酸乙酯(乙酸)
加入氢氧化钠溶液洗涤,分液
A. A B. B C. C D. D
8. 日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2∶1∶3。下列说法正确的是
A. 电负性:X>Y>Z>W
B. 原子半径:X<Y<Z
C. Y和W的单质都能与水反应生成气体
D. Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
9. 晶体的晶胞如图所示(已知该立方晶胞的边长为a pm,阿伏加德罗常数的值为,的摩尔质量为Mg/mol),以下说法错误的是
A. 以构成的正四面体空隙的填充率是100%
B. 的配位数是8
C. 若规定A点原子坐标为,则C点原子坐标为
D. 晶体的密度为
10. 是正处于临床试验阶段的小分子抗癌药物,结构如图,关于的叙述错误的是
A. 能与反应
B. 与浓溴水反应时,消耗
C. 含有四种官能团
D. 遇溶液能发生显色反应
11. 药物盐酸茚洛秦()的合成路线如下,下列说法不正确的是
A. 的转化在碱性条件下进行,有利于提高反应转化率
B. 的反应类型为还原反应
C. 、、三种物质中,只有可与溶液反应
D. 已知被酸性溶液氧化时有生成,则另一产物为
12. 叔丁醇与羧酸发生酯化反应的机理如下,下列说法正确的是
A. 叔丁醇生成中间体的过程中,原子的杂化方式没有改变
B. 为该反应的催化剂,增大浓度,提高平衡产率
C. R´COOH的氧氢键极性比中间体3中的氧氢键极性弱
D. 若用与叔丁醇反应,生成的水分子中会含有
13. 下列有关分子结构与物质性质的说法正确的有几项
①乙酸的酸性比氯乙酸的酸性强
②乙醇能与水互溶,而戊醇在水中的溶解度明显减小,可以用“相似相溶”规律解释
③冠醚是一种大分子环状化合物,空腔直径越大的冠醚能识别的碱金属离子种类越多
④分子和分子的中心原子杂化类型和分子空间结构均相同
⑤杯酚分离和体现了超分子具有“分子识别”的特征
A. 2 B. 3 C. 5 D. 4
14. 探究含铁化合物性质的实验如下:
步骤Ⅰ:取一定量溶液分为两等份,向一份中滴加3滴溶液和2滴淀粉溶液后变蓝;向另一份中滴加溶液后变血红色。
步骤Ⅱ:向血红色溶液中加入固体,振荡,红色褪去变为无色(生成了)。
步骤Ⅲ:向步骤Ⅱ所得无色溶液中滴加3滴溶液和2滴淀粉溶液,未变蓝。
下列说法不正确的是
A. 步骤Ⅰ中溶液变蓝说明发生了反应
B. 离子的空间结构为直线形
C. 对比步骤Ⅰ、Ⅱ,说明与的配位能力:F-<SCN-
D. 步骤III中未变蓝可能是的氧化性比的氧化性弱
15. 从苯甲醛和溶液反应所得的混合液中分离出苯甲醇和苯甲酸的过程如图:
已知:①甲基叔丁基醚的密度为;
②苯甲酸在水中的溶解度如下:
温度/℃
25
50
75
溶解度/g
0.34
0.85
2.2
下列说法正确的是
A. 操作为蒸馏,试剂可选用盐酸或
B. “洗涤”苯甲酸用乙醇效果比蒸馏水好
C. 分液时,有机层从分液漏斗下口放出,水层从分液漏斗上口倒出
D. 苯甲酸结晶宜采用冷却结晶的方法,且降温速率越慢,得到的晶体颗粒越大
第Ⅱ卷 非选择题
二、填空题(共4小题,55分)
16. 在当今前沿科技发展的浪潮中,铬展现出了非凡的价值,尤其是在航空航天高端合金、医疗领域以及新能源产业,它所发挥的关键作用不容小觑。回答下列问题:
(1)基态铬原子的价电子排布图为___________________________________________。
(2)已知铬的金属性位于锌和铁之间,则下列有关铬的说法不正确的有____________(填选项)。
A. 铬能与溶液发生置换反应
B. 属于强碱
C. 高温条件下,能与反应置换出
D. 向铁中加入适量铬制成不锈钢,可以延长铁制品寿命
(3)(六羰基铬,沸点,可溶于等有机溶剂)是一种重要的金属羰基配合物,可用于制高纯度铬粉,其结构如图所示。
中含有键的数目为____________(表示阿伏加德罗常数的值)。
(4)已知氯化铬水合物的化学式为,其中铬的配位数是6;将含的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理时,只得到沉淀,则该的水溶液中含铬离子的符号为____________。
(5)金属铬(特别是Cr3+)能与咪唑发生配位反应,常用于构建金属-有机骨架(MOFs)或配位聚合物。咪唑()分子中能与盐酸的H+发生反应的是____________号N原子(填①或②或①②),咪唑的沸点高于噻吩()的原因是____________________________________。
17. 锗石是自然界中含有锗元素的一类矿石的统称;锗石含有人体所需的硒、锌、镍、钴、锰、镁、钙等30多种对人体有益的微量元素。回答下列问题:
(1)利用[][]可电沉积还原金属,其熔点只有,其中结构如图所示。该物质的晶体类型是____________;离子中组成元素的电负性从小到大的顺序是____________;第二周期比第一电离能小的元素有____________种。
(2)离子中键角____________分子中键角(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(3)下列状态的镁中,电离最外层一个电子所需能量最大的是____________(填字母)。
a. b. c. d.
(4)丁二酮肟可用于检验和定量分析溶液中的,其涉及的反应过程如图所示:
①1个分子中镍的配体数为____________个。
②物质中含有的化学键有____________。
A.极性键 B.非极性键 C.氢键 D.离子键 E.配位键
(5)和的部分性质对比如表,熔点比高很多,其原因为____________。
熔点/
714
-24
沸点/
1412
136.4
18. 物质是重要的医药中间体。实验室常以间苯二酚为原料,经磺化、硝化、去磺酸基三步合成:
部分物质相关性质如表:
名称
相对分子质量
性状
熔点/
水溶性(常温)
间苯二酚
110
白色针状晶体
110.7
易溶
155
橘红色针状晶体
87.8
难溶
制备过程如下:
第一步:磺化。称取33.0 g间苯二酚,碾成粉末后加到图1所示的三颈烧瓶中,缓慢加入适量浓硫酸并不断搅拌,控制温度在一定范围内,搅拌15 min。
第二步:硝化。待磺化反应结束后,将烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度,继续搅拌15 min。
第三步:去磺酸基。将硝化反应后的稀释液转移至圆底烧瓶B中,然后用如图2所示装置进行水蒸气蒸馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机化合物在低于的情况下随水蒸气一起被蒸出来,从而达到分离提纯的目的),收集馏出物,得到M的粗品。
回答下列问题:
(1)用系统命名法对M命名,M的名称为____________________。
(2)仪器a的名称为____________;冷却水应从____________(填“x”或“y”)口流入。
(3)控制温度在60~65°C时,第一步磺化的化学方程式为________________________,引入磺酸基的目的是___________________________。
(4)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,对于被提纯物质必须具备的条件,下列说法正确的是____________。
A. 不溶或难溶于水,便于最后分离 B. 难挥发性
C. 能随水蒸气蒸馏而不被破坏 D. 在水中稳定
(5)下列说法正确的是____________。
A. 反应一段时间后,停止蒸馏,先熄灭酒精灯,再打开旋塞,最后停止通冷凝水
B. 直形冷凝管内壁中可能会有橘红色晶体析出
C. 烧瓶A中长玻璃管与外界空气相通,能使装置中压强趋于稳定
D. 为了达到更好的冷凝效果,应用图1中a装置替换图2中C装置
(6)本实验最终获得7.75 g橘红色晶体,则M的产率约为____________(用百分数表示,保留3位有效数字)。
19. PVAC{}树脂可合成重要高分子材料M,一种以A(烃类,同温同压下,A的密度是H2的13倍)为原料合成PVAC和M的路线如下:
已知:RCHO+
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为____________。
(2)PVAC与氢氧化钠溶液反应转化为C和另一产物,则另一产物的化学式为____________。
(3)D→E的转化分为两步,写出第一步反应的化学方程式:____________。(条件写催化剂即可)
(4)E中官能团的名称为____________。
(5)G的结构简式为____________。
(6)在E→F→G→H的转化过程中,乙二醇的作用是____________。
(7)在E的同分异构体中,同时符合下列条件的结构共有____________种(不考虑立体异构)。
①除苯环外,不含其他环状结构
②能与氯化铁溶液发生显色反应
③不存在结构
其中核磁共振氢谱显示为4组峰,且峰面积之比为3:2:2:1的结构简式为____________。
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