内容正文:
兰州五十一中2025~2026学年第二学期期末试卷
高二化学
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16
第I卷(选择题,共42分)
一、选择题(本大题共14小题,每小题只有一个正确答案,每小题3分,共42分。)
1. 下列化学用语表示错误的是
A. 羟基的电子式:
B. 基态氧原子核外电子轨道表示式:
C. NH3的VSEPR模型:
D. Cl2分子中σ键的形成:
2. 下列有机物命名正确的是
A. 甲基苯甲醛
B. 2,2-二甲基-2-戊炔
C. :3-甲基丁烷
D. 4-甲基-3-己醇
3. 下列说法正确的是
A. 和是同一种物质
B. 酚酞的结构如图所示,其结构中含有,故酚酞属于醇
C. 质谱法无法鉴别和,核磁共振氢谱法可以
D. 酚酞分子中除含羟基外,还含有醚键和酮羰基
4. 模型建构是化学学习的一种重要方法,下列说法正确的是
A. 图a甲烷的二氯代物有2种
B. 与图互为同分异构体还有4种
C. 图c立方烷的分子式为
D. 由图推测中3个碳原子共直线
5. 物质结构与性质密切相关,下列对物质性质差异的解释错误的是
选项
性质差异
主要原因
A
酸性:苯甲酸<邻羟基苯甲酸
邻羟基苯甲酸形成稳定的分子内氢键,分散负电荷,所得羧酸根离子更稳定
B
沸点:>
硫原子半径更大,S—H键键长更长,键能更小
C
硬度:金刚石>石墨
金刚石为共价晶体,原子间以共价键结合;石墨为混合型晶体,层间仅存在范德华力
D
酸性:<
氯原子的吸电子效应,使羧基的O—H键极性增强
A. A B. B C. C D. D
6. 有机化学实验是有机化学的重要部分。以下是有机物的制备实验装置,下列相关说法错误的是
A. 图1将分液漏斗中的水换为饱和食盐水,以减缓化学反应速率
B. 图2试剂的添加顺序为将浓硝酸加入浓硫酸制得混酸,再立即加入苯
C. 图3中饱和碳酸钠溶液的作用是溶解乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度
D. 图4球形冷凝管可冷凝回流提高产率,分水器分出生成的水可提高反应转化率
7. 大面积单原子层二维金属制备过程示意图如下。下列说法错误的是
A. 位于周期表第四周期第ⅢA族,其简化电子排布式为
B. 蓝宝石砧座的硬度高,其主要成分可当作共价晶体
C. 常温常压下,等物质的量的能量高于晶体
D. 的一个基本结构单元为
8. 某水滑石是一种高效环保的阻燃剂,所含U、V、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素,U是原子半径最小的元素,V的轨道电子数是轨道电子数的一半,X的最外层电子数与其K层电子数相等,Y的氧化物具有两性,X和Z同主族,Z的原子序数等于W和X的原子序数之和。下列说法正确的是
A. 最简单氢化物沸点: B. 最高价氧化物的水化物碱性:
C. 第一电离能: D. 与能形成两种常见液态化合物
9. 下列实验装置及操作,能达到实验目的的是
目的
A.进行石油的分馏实验
B.除去甲烷中的乙烯
装置或操作
目的
C.析出晶体
D.证明乙醇与浓硫酸共热生成乙烯
装置或操作
A. A B. B C. C D. D
10. 香菜是“遵义羊肉粉”特色小吃不可或缺的佐料,香菜中的铃兰香气源于芳樟醇。芳樟醇结构简式如图,关于该化合物下列说法正确的是
A. 一定条件下,可发生加成、氧化、缩聚反应
B. 该物质属于芳香烃
C. 分子中C原子有三种杂化方式
D. 存在对映异构体,不存在顺反异构体
11. 物质的微观结构决定宏观性质,下列结构特征不能解释其性质的是
选项
结构特征
性质
A.
金刚砂(SiC)属于共价晶体,C-Si键的键能大
金刚砂硬度大、熔点高
B.
苯分子中存在大键
苯难溶于水
C.
对羟基苯甲醛只形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键
沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
D.
基态氩原子的最外层电子数为8,原子结构稳定
氩气性质稳定,不易形成化合物
A. A B. B C. C D. D
12. 药物奥利司他结构简式如下。下列关于该物质说法错误的是
A. 含有5个手性碳原子
B. 含有分子内氢键
C. 能使酸性溶液褪色
D. 能发生水解反应
13. 一种新型固态电解质(摩尔质量为)的立方晶胞结构示意图如下。已知:为阿伏加德罗常数的值:以晶胞参数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,点原子的分数坐标为。
下列说法正确的是
A. 点原子的分数坐标为
B. 每个周围与它最近且距离相等的有6个
C. 沿轴方向的投影为
D. 若晶体密度为,则晶胞参数为
14. 将3.4g的X完全燃烧只生成1.8g的和4.48L(标准状况)的,X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其质谱、核磁共振氢谱与红外光谱如图。下列叙述错误的是
A. X的分子式为
B. X分子属于酯类化合物
C. 与X属于同类化合物的同分异构体还有2种
D. X分子中所有的碳原子可能在同一个平面上
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
15. 按要求回答下列问题:
(1)硝酸镍主要用于电镀、电池材料、催化剂及陶瓷着色等领域。它是重要的无机镍盐,常见形态为六水合硝酸镍。Ni在元素周期表中的位置为_________________,的空间结构为___________________。
(2)要把转化为可加入___________(填化学式)。
(3)迷迭香酸是从蜂花属植物中提取到的酸性物质,其结构如图所示。
1mol迷迭香酸分别最多能与_________mol、__________mol、___________molNaOH完全反应。
(4)人剧烈运动后体内累积较多乳酸(结构简式:),该物质酯化反应形成的六元环状化合物的结构简式为_________________________。
(5)已知:Diels-Alder反应:。有机物乙与肉桂醛()发生该反应制得,写出有机物乙的结构简式:_________________。
16. 镍配合物是贵金属催化剂的重要替代品。某实验小组设计了一种制备Ni(Ⅱ)配合物的方法,原理如下:
已知:CH2Cl2有毒、易挥发,。
实验步骤如下:
Ⅰ.向双颈烧瓶中加入10 mL含(1 mmol)的乙醇溶液,通过仪器a逐滴加入3 mL含bpy(2 mmol)的乙醇溶液(装置如图,加热及夹持装置省略),加热搅拌,冷却至室温。
Ⅱ.将上述溶液减压蒸除乙醇,加入20 mL CH2Cl2溶解,再加少量蒸馏水洗涤、分液。
Ⅲ.有机层经减压蒸除溶剂,加入15 mL乙醇和2 mmol NaBPh4(Ph为苯基),产生沉淀。经过滤、洗涤、干燥得粗产品,进一步提纯后得紫色晶体(配合物Z,)。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为______。
(2)下列安全标识中,本实验不涉及的是______(填标号)。
A. B. C. D.
(3)步骤Ⅱ中洗涤的目的为______,分液时CH2Cl2在______层(填“上”或“下”)。
(4)步骤Ⅲ中乙醇的作用为______。
(5)步骤Ⅲ中用______法提纯粗产品。
(6)配合物Z的产率为______(列出计算式即可)。
(7)测定配合物Z的晶体结构,下列方法可采用的是______(填标号)。
A. 核磁共振氢谱法 B. 质谱法 C. 红外光谱法 D. X射线衍射法
(8)实验小组进一步探究不同投料比对Ni(Ⅱ)配合物结构的影响,以进行投料,按上述制备方法得红色晶体。推测的配位数为______。
17. 阿法诺啡是一种强效阿片类镇痛药,具有很强的镇痛作用。其某种中间体的合成路线部分如下:
已知:(1)
(2)
(1)反应①中需要的试剂和反应条件通常是____________________。
(2)B的名称为间甲氧基_________________。
(3)写出B→C的反应方程式___________________________________________
(4)关于化合物D的叙述正确的是_______________。
A. 有手性碳原子 B. 能与碳酸氢钠溶液反应
C. 1 mol D能与4 mol 反应 D. 能与氢氧化钠溶液、盐酸反应
(5)简述检验F物质中含有溴元素的实验方法______________________________________________。
(6)G→H反应分两步进行:
反应(ⅰ)和(ⅱ)的反应类型分别是___________;
A. 取代反应、氧化反应 B. 加成反应、消去反应
C. 加成反应、取代反应 D. 取代反应、消去反应
18. 一种具有抗衰老活性的化合物K的合成路线如下(略去部分试剂与反应条件,忽略立体化学,路线中R为()
回答下列问题:
(1)A中官能团为羧基、醚键和______(填名称)。
(2)A→B的反应类型为______。
(3)C分子中能共平面的碳原子个数最多为______。
(4)E与NaOH反应的化学方程式为______。
(5)G→H中另一产物的结构简式为______。
(6)I→J中DMP的作用为______。
(7)写出一种满足下列条件的F的同分异构体的结构简式______。
①能发生银镜反应。
②能与FeCl3发生显色反应。
③核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1.
(8)参照B→D的过程,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线______(Ph为苯基;无机试剂和有机溶剂任选)。
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兰州五十一中2025~2026学年第二学期期末试卷
高二化学
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16
第I卷(选择题,共42分)
一、选择题(本大题共14小题,每小题只有一个正确答案,每小题3分,共42分。)
1. 下列化学用语表示错误的是
A. 羟基的电子式:
B. 基态氧原子核外电子轨道表示式:
C. NH3的VSEPR模型:
D. Cl2分子中σ键的形成:
【答案】D
【解析】
【详解】A.羟基是中性基团,O原子周围共有7个电子,图示电子式符合羟基的结构特点,A正确;
B.基态氧原子的核外电子排布为,轨道表示式满足泡利不相容原理和洪特规则,B正确;
C.中心N原子的价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形(包含1对孤电子对),图示正确,C正确;
D.分子中的键是p轨道沿键轴方向“头碰头”重叠形成,图示为p轨道“肩并肩”重叠,对应键的形成过程,分子中σ键的形成:,D错误;
故选D。
2. 下列有机物命名正确的是
A. 甲基苯甲醛
B. 2,2-二甲基-2-戊炔
C. :3-甲基丁烷
D. 4-甲基-3-己醇
【答案】D
【解析】
【详解】A.该物质醛基为母体,醛基所连苯环碳为1号位,甲基位于2号位,需标注取代基位置,正确命名应为2-甲基苯甲醛,A错误;
B.该物质是主链为5个碳的炔烃,从靠近碳碳三键的一端编号,则碳碳三键的碳原子为2号,故该物质的命名为4,4-二甲基-2-戊炔,B错误;
C.该物质最长碳链含4个碳原子,从靠近取代基的一端编号,甲基位于2号位,正确命名应为2-甲基丁烷,C错误;
D.该物质是主链为6个碳的醇,编号优先让羟基位次最小,羟基位于3号位,4号位连有1个甲基,命名为4-甲基-3-己醇,D正确;
故答案选D。
3. 下列说法正确的是
A. 和是同一种物质
B. 酚酞的结构如图所示,其结构中含有,故酚酞属于醇
C. 质谱法无法鉴别和,核磁共振氢谱法可以
D. 酚酞分子中除含羟基外,还含有醚键和酮羰基
【答案】C
【解析】
【详解】A.是乙酸,是甲酸甲酯,二者结构不同,属于同分异构体,不是同一种物质,A错误;
B.酚酞结构中羟基直接连接在苯环上,属于酚类,醇的羟基需要连接在非苯环的饱和碳原子上,B错误;
C.题中两种物质分子式相同,相对分子质量相同,质谱法只能测定相对分子质量,因此无法鉴别;二者双键位置不同,氢原子的化学环境不同,核磁共振氢谱的峰数目/峰面积不同,因此可以鉴别,C正确;
D.根据酚酞结构,除羟基外,含有的是酯基,不存在单独的醚键和酮羰基,D错误;
故选C。
4. 模型建构是化学学习的一种重要方法,下列说法正确的是
A. 图a甲烷的二氯代物有2种
B. 与图互为同分异构体还有4种
C. 图c立方烷的分子式为
D. 由图推测中3个碳原子共直线
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲烷分子为正四面体形,二氯甲烷分子为四面体形,故甲烷的二氯代物只有1种,A项错误;
B.由图b烷烃的碳架结构知该烷烃的分子式为C6H14,其结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)2,其同分异构体的结构简式为CH3(CH2)4CH3、CH3CH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH2CH3、(CH3)3CCH2CH3,共4种,B项正确;
C.由图c立方烷的键线式知,其分子式为C8H8,C项错误;
D.乙烯分子中2个碳原子和4个氢原子共平面,CH2=CH—CH3中3个碳原子共平面,但不共直线,D项错误;
答案选B。
5. 物质结构与性质密切相关,下列对物质性质差异的解释错误的是
选项
性质差异
主要原因
A
酸性:苯甲酸<邻羟基苯甲酸
邻羟基苯甲酸形成稳定的分子内氢键,分散负电荷,所得羧酸根离子更稳定
B
沸点:>
硫原子半径更大,S—H键键长更长,键能更小
C
硬度:金刚石>石墨
金刚石为共价晶体,原子间以共价键结合;石墨为混合型晶体,层间仅存在范德华力
D
酸性:<
氯原子的吸电子效应,使羧基的O—H键极性增强
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.邻羟基苯甲酸电离出后,可通过分子内氢键分散羧酸根的负电荷,使羧酸根更稳定、更易电离,因此酸性:邻羟基苯甲酸>苯甲酸,A正确;
B.沸点是物理性质,由分子间作用力决定,沸点高于的原因是分子间存在氢键,分子间仅存在范德华力,与共价键键能无关,B错误;
C.金刚石为共价晶体,三维空间均以强共价键结合,硬度大,石墨为混合型晶体,层间为较弱的范德华力,易发生相对滑动,硬度小,C正确;
D.氯原子的吸电子效应使羧基中键电子对更偏向,键极性增强,更易电离出,因此酸性:>,D正确;
答案选B。
6. 有机化学实验是有机化学的重要部分。以下是有机物的制备实验装置,下列相关说法错误的是
A. 图1将分液漏斗中的水换为饱和食盐水,以减缓化学反应速率
B. 图2试剂的添加顺序为将浓硝酸加入浓硫酸制得混酸,再立即加入苯
C. 图3中饱和碳酸钠溶液的作用是溶解乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度
D. 图4球形冷凝管可冷凝回流提高产率,分水器分出生成的水可提高反应转化率
【答案】B
【解析】
【详解】A.电石与水反应过于剧烈,制取乙炔时常采用电石和饱和食盐水来作原料以减缓反应速率,A不符合题意;
B.将浓硫酸缓慢加入浓硝酸中,并振荡散热,在冷却后,再逐滴滴加苯,B符合题意;
C.挥发出来的物质有乙醇、乙酸和乙酸乙酯的蒸气,乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液比水中小,则饱和碳酸钠溶液的作用是溶解乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,C不符合题意;
D.乙酸和正丁醇易挥发,球形冷凝管可冷凝回流提高产率,酯化反应为可逆反应,分水器分出生成的水可使平衡正向移动,提高反应转化率,D不符合题意;
故选B。
7. 大面积单原子层二维金属制备过程示意图如下。下列说法错误的是
A. 位于周期表第四周期第ⅢA族,其简化电子排布式为
B. 蓝宝石砧座的硬度高,其主要成分可当作共价晶体
C. 常温常压下,等物质的量的能量高于晶体
D. 的一个基本结构单元为
【答案】A
【解析】
【详解】A.Ga位于元素周期表第四周期第ⅢA族,电子排布式为,简化后的电子排布式为,A错误;
B.由于蓝宝石砧座的硬度高,符合共价晶体的性质特征,故其主要成分可当作共价晶体,B正确;
C.由图知,由制作的过程需要加热熔化并挤压,该过程为吸热过程,故等物质的量的能量高于晶体,C正确;
D.由大面积单原子层二维金属俯视放大图可知,为密排的二维结构,则一个基本结构单元为,D正确;
故选A。
8. 某水滑石是一种高效环保的阻燃剂,所含U、V、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素,U是原子半径最小的元素,V的轨道电子数是轨道电子数的一半,X的最外层电子数与其K层电子数相等,Y的氧化物具有两性,X和Z同主族,Z的原子序数等于W和X的原子序数之和。下列说法正确的是
A. 最简单氢化物沸点: B. 最高价氧化物的水化物碱性:
C. 第一电离能: D. 与能形成两种常见液态化合物
【答案】D
【解析】
【分析】U、V、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族元素,U是原子半径最小的元素,则U为H,V的p轨道电子数是s轨道电子数的一半,电子排布式为,则V为C,X的最外层电子数与其K层电子数相等,X为第IIA族元素,可能的电子排布式为(Be)或(Mg),X的原子序数大于V,则X为Mg,Y的氧化物具有两性,则Y为Al,X和Z同主族,则Z为Ca,Z的原子序数等于W和X的原子序数之和,既20-12=8,即W为8号元素,则W为O,据此回答
【详解】A.V为C,V的简单氢化物为CH4,W为O,W的简单氢化物H2O,H2O存在分子间氢键,沸点远高于甲烷,则沸点H2O>CH4,即V<W,A错误;
B.X为Mg,Z为Ca,金属性Ca > Mg,金属性越强,最高价氧化物水化物碱性越强,则碱性,即X<Z,B错误;
C.X为Mg,Y为Al ,Mg 的价电子排布为,是全充满的稳定结构;Al的价电子排布为,p轨道只有1个电子,易失去,故第一电离能:Mg>Al,即X>Y,C错误;
D.U为H,W为O,可形成H2O(水)和H2O2(过氧化氢),二者在常温下均为液态,正确;
故选D。
9. 下列实验装置及操作,能达到实验目的的是
目的
A.进行石油的分馏实验
B.除去甲烷中的乙烯
装置或操作
目的
C.析出晶体
D.证明乙醇与浓硫酸共热生成乙烯
装置或操作
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.石油分馏时温度计水银球位于蒸馏烧瓶支管口处测定馏分温度,且分馏需用直形冷凝管,A错误;
B.乙烯被酸性溶液氧化会生成,引入新杂质,无法除去甲烷中的乙烯,B错误;
C.在乙醇中溶解度较低,向溶液中加入95%乙醇可降低溶质溶解度,使晶体析出,C正确;
D.反应中挥发的乙醇、副反应生成的都能使酸性溶液褪色,未除杂无法证明生成了乙烯,D错误;
故选C。
10. 香菜是“遵义羊肉粉”特色小吃不可或缺的佐料,香菜中的铃兰香气源于芳樟醇。芳樟醇结构简式如图,关于该化合物下列说法正确的是
A. 一定条件下,可发生加成、氧化、缩聚反应
B. 该物质属于芳香烃
C. 分子中C原子有三种杂化方式
D. 存在对映异构体,不存在顺反异构体
【答案】D
【解析】
【详解】A.芳樟醇中含有碳碳双键,可以发生加成反应与氧化反应,但其仅含一个羟基,不能发生缩聚反应,A错误;
B.芳樟醇不含有苯环且含有氧原子,不属于芳香烃,B错误;
C.芳樟醇分子中,饱和C为杂化,双键上的C为杂化,不存在杂化的C,只有2种杂化方式,C错误;
D.芳樟醇分子中同时连接羟基、甲基的中心碳原子,连接了4种完全不同的基团,属于手性碳,因此分子存在对映异构体;顺反异构要求碳碳双键的每个碳原子都连接2种不同基团,该分子的两个双键:一个双键的末端碳连2个H,另一个双键的一个碳连2个甲基,都不满足顺反异构的条件,因此不存在顺反异构体,D正确;
故答案选D。
11. 物质的微观结构决定宏观性质,下列结构特征不能解释其性质的是
选项
结构特征
性质
A.
金刚砂(SiC)属于共价晶体,C-Si键的键能大
金刚砂硬度大、熔点高
B.
苯分子中存在大键
苯难溶于水
C.
对羟基苯甲醛只形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键
沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
D.
基态氩原子的最外层电子数为8,原子结构稳定
氩气性质稳定,不易形成化合物
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.金刚砂(SiC)中原子之间连接成空间网状结构,因此属于共价晶体,C-Si键键能大,难断键,因此金刚砂硬度大、熔点高,结构可以解释性质,A不符合题意;
B.苯难溶于水是因为苯为非极性分子,水为极性分子,符合相似相溶规律,与苯分子中的大键无关,结构特征不能解释其性质,B符合题意;
C.分子间氢键会提升分子间作用力使沸点升高,分子内氢键对分子间作用力无提升作用,因此对羟基苯甲醛沸点高于邻羟基苯甲醛,结构可以解释性质,C不符合题意;
D.基态氩原子最外层为8电子稳定结构,不易得失或共用电子,因此氩气性质稳定、不易形成化合物,结构可以解释性质,D不符合题意;
故选B。
12. 药物奥利司他结构简式如下。下列关于该物质说法错误的是
A. 含有5个手性碳原子
B. 含有分子内氢键
C. 能使酸性溶液褪色
D. 能发生水解反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.手性碳原子是指连有4个不同原子或原子团的饱和碳原子,如图(带*号的为手性碳),则奥利司他中含有的手性C原子为4个,A错误;
B.由奥利司他的结构可知,分子中含有官能团,N上的氢原子与右侧链酯基碳氧双键的氧原子能形成分子内氢键,B正确;
C.由奥利司他的结构可知,分子中含有官能团,具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.由奥利司他的结构可知,分子中含有酰胺键和酯基,能够发生水解反应,正确;
故选A。
13. 一种新型固态电解质(摩尔质量为)的立方晶胞结构示意图如下。已知:为阿伏加德罗常数的值:以晶胞参数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,点原子的分数坐标为。
下列说法正确的是
A. 点原子的分数坐标为
B. 每个周围与它最近且距离相等的有6个
C. 沿轴方向的投影为
D. 若晶体密度为,则晶胞参数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.T点位于底面的面心,其原子坐标为,A项错误;
B.位于体心和顶点,以体心为例,每个周围与它最近且距离相等的有8个,B项错误;
C.位于棱和面心,沿轴方向投影,纵向棱上的会被遮挡,因此投影图为,C项正确;
D.晶胞中位于棱和面心,其个数为,位于体心和顶点,其个数为,1个晶胞中含有2个Na3PS4,因此晶胞密度,因此晶胞参数,D项错误;
故答案为C。
14. 将3.4g的X完全燃烧只生成1.8g的和4.48L(标准状况)的,X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其质谱、核磁共振氢谱与红外光谱如图。下列叙述错误的是
A. X的分子式为
B. X分子属于酯类化合物
C. 与X属于同类化合物的同分异构体还有2种
D. X分子中所有的碳原子可能在同一个平面上
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.根据质谱图,可知X的相对分子质量为136,3.4 g X的物质的量为0.025mol,将3.4 g的X完全燃烧生成1.8gH2O的和4.48L(标准状况)的CO2,n(H2O)=0.1mol、n(CO2)=0.2mol;则X分子中C原子数为8、H原子数为8,根据质量守恒,分子中含O原子数=2,所以X的分子式为C8H8O2,故A正确;
B.X的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为,X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,分子中含有C=O、C-O-C,符合题中X分子结构特征的有机物为,属于酯类化合物,故B正确;
C.与X属于同类化合物(酯类)的同分异构体有等5种,故C错误;
D.X中苯环上的原子以及与苯环直接相连的原子共平面,酯基上的碳原子可能与苯环共面,故D正确;
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
15. 按要求回答下列问题:
(1)硝酸镍主要用于电镀、电池材料、催化剂及陶瓷着色等领域。它是重要的无机镍盐,常见形态为六水合硝酸镍。Ni在元素周期表中的位置为_________________,的空间结构为___________________。
(2)要把转化为可加入___________(填化学式)。
(3)迷迭香酸是从蜂花属植物中提取到的酸性物质,其结构如图所示。
1mol迷迭香酸分别最多能与_________mol、__________mol、___________molNaOH完全反应。
(4)人剧烈运动后体内累积较多乳酸(结构简式:),该物质酯化反应形成的六元环状化合物的结构简式为_________________________。
(5)已知:Diels-Alder反应:。有机物乙与肉桂醛()发生该反应制得,写出有机物乙的结构简式:_________________。
【答案】(1) ①. 第四周期、第Ⅷ族 ②. 平面三角形
(2)NaHCO3 (3) ①. 7 ②. 7 ③. 6
(4) (5)
【解析】
【小问1详解】
Ni原子序数为28,核外电子排布为,因此位于第四周期、第Ⅷ族;中心N原子价层电子对数为,无孤电子对,根据价层电子对互斥理论,空间结构为平面三角形。
【小问2详解】
酸性强弱顺序为羧酸>碳酸>苯酚>碳酸氢根,加入仅羧基反应生成羧酸钠,酚羟基、醇羟基均不反应,符合转化要求。
【小问3详解】
1 mol迷迭香酸含2 mol苯环、1 mol碳碳双键,苯环与按1:3加成,碳碳双键与按1:1加成,羧基、酯基的碳氧双键不与加成,共消耗;酚羟基邻对位氢与按1:1取代,碳碳双键与按1:1加成,共6个酚羟基邻对位氢、1 mol碳碳双键,共消耗;酚羟基、羧基均与按1:1反应,醇酯基水解消耗1 mol,共4 mol酚羟基、1 mol羧基、1 mol醇酯基,共消耗。
【小问4详解】
两分子乳酸发生分子间酯化,每个分子的羧基与另一分子的羟基脱水形成酯键,最终形成六元环状交酯,结构简式为。
【小问5详解】
Diels-Alder反应为共轭二烯烃与亲双烯体发生[4+2]环加成生成六元环,肉桂醛为亲双烯体,产物环上的两个甲基来自共轭二烯的取代基,因此共轭二烯为2,3-二甲基-1,3-丁二烯,结构简式为。
16. 镍配合物是贵金属催化剂的重要替代品。某实验小组设计了一种制备Ni(Ⅱ)配合物的方法,原理如下:
已知:CH2Cl2有毒、易挥发,。
实验步骤如下:
Ⅰ.向双颈烧瓶中加入10 mL含(1 mmol)的乙醇溶液,通过仪器a逐滴加入3 mL含bpy(2 mmol)的乙醇溶液(装置如图,加热及夹持装置省略),加热搅拌,冷却至室温。
Ⅱ.将上述溶液减压蒸除乙醇,加入20 mL CH2Cl2溶解,再加少量蒸馏水洗涤、分液。
Ⅲ.有机层经减压蒸除溶剂,加入15 mL乙醇和2 mmol NaBPh4(Ph为苯基),产生沉淀。经过滤、洗涤、干燥得粗产品,进一步提纯后得紫色晶体(配合物Z,)。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为______。
(2)下列安全标识中,本实验不涉及的是______(填标号)。
A. B. C. D.
(3)步骤Ⅱ中洗涤的目的为______,分液时CH2Cl2在______层(填“上”或“下”)。
(4)步骤Ⅲ中乙醇的作用为______。
(5)步骤Ⅲ中用______法提纯粗产品。
(6)配合物Z的产率为______(列出计算式即可)。
(7)测定配合物Z的晶体结构,下列方法可采用的是______(填标号)。
A. 核磁共振氢谱法 B. 质谱法 C. 红外光谱法 D. X射线衍射法
(8)实验小组进一步探究不同投料比对Ni(Ⅱ)配合物结构的影响,以进行投料,按上述制备方法得红色晶体。推测的配位数为______。
【答案】(1)恒压滴液漏斗 (2)D
(3) ①. 除去有机层中溶解的硝酸盐和未反应的水溶性杂质 ②. 下
(4)降低配合物Z的溶解度,使其结晶析出
(5)重结晶 (6) (7)D
(8)6
【解析】
【分析】向双颈烧瓶中加入10 mL含(1 mmol)的乙醇溶液,通过仪器a逐滴加入3 mL含bpy(2 mmol)的乙醇溶液(装置如图,加热及夹持装置省略),加热搅拌,冷却至室温,将上述溶液减压蒸除乙醇,加入20 mL CH2Cl2溶解,再加少量蒸馏水洗涤、分液,有机层经减压蒸除溶剂,加入15 mL乙醇和2 mmol NaBPh4(Ph为苯基),产生沉淀。经过滤、洗涤、干燥得粗产品,进一步提纯后得紫色晶体(配合物Z,),据此回答。
【小问1详解】
由图可知,仪器a是恒压滴液漏斗,它的支管可以平衡压强,使液体顺利流下;
【小问2详解】
佩戴护目镜可以在实验时保护眼睛;实验结束好要洗手;CH2Cl2有毒、易挥发,所以要注意排气防止中毒;本实验不涉及锐器,故选D;
【小问3详解】
步骤Ⅱ中,将上述溶液减压蒸除乙醇,加入20 mL CH2Cl2溶解,再加少量蒸馏水洗涤、分液,洗涤可用于除去有机层中溶解的硝酸盐和未反应的水溶性杂质,减少后续反应的干扰;CH2Cl2的密度为 1.33g·cm-3,大于水,因此分液时在下层;
【小问4详解】
步骤Ⅲ中,加入乙醇后配合物Z沉淀析出,因此乙醇的作用是降低配合物Z的溶解度,使其从溶液中析出;
【小问5详解】
粗产品已经是固体结晶,为了去除混入的少量可溶性杂质并获得高纯度的紫色晶体,通常采用重结晶法。
【小问6详解】
根据反应离子方程式:,再结合投料量,理论上三者恰好完全反应,理论上生成配合物Z的物质的量为1 mmol,质量为,实际产量为,产率=;
【小问7详解】
A.核磁共振氢谱用于测氢原子种类,不直接测晶体结构,A不符合题意;
B.质谱法用于测分子量,不直接测晶体结构,不符合题意;
C.红外光谱法用于测官能团、化学键,不直接测晶体结构,C不符合题意;
D.X射线衍射法是测定晶体结构的经典方法,可确定原子的空间排布,D符合题意;
故选D;
【小问8详解】
bpy(联吡啶)是双齿配体,每个bpy提供 2 个配位原子,当1:2投料时,2 个bpy共提供4个配位原子,配位数为4;当投料时,3个bpy共提供3×2=6个配位原子,因此的配位数为6。
17. 阿法诺啡是一种强效阿片类镇痛药,具有很强的镇痛作用。其某种中间体的合成路线部分如下:
已知:(1)
(2)
(1)反应①中需要的试剂和反应条件通常是____________________。
(2)B的名称为间甲氧基_________________。
(3)写出B→C的反应方程式___________________________________________
(4)关于化合物D的叙述正确的是_______________。
A. 有手性碳原子 B. 能与碳酸氢钠溶液反应
C. 1 mol D能与4 mol 反应 D. 能与氢氧化钠溶液、盐酸反应
(5)简述检验F物质中含有溴元素的实验方法______________________________________________。
(6)G→H反应分两步进行:
反应(ⅰ)和(ⅱ)的反应类型分别是___________;
A. 取代反应、氧化反应 B. 加成反应、消去反应
C. 加成反应、取代反应 D. 取代反应、消去反应
【答案】(1)、浓、加热(或)
(2)间甲氧基苯乙酸甲酯
(3) (4)AD
(5)取少量F物质于试管中,加入水溶液并加热;冷却后加入稀酸化至溶液呈酸性;再滴加溶液。若产生淡黄色沉淀,则说明含有溴元素。 (6)D
【解析】
【分析】 A到B发生酯化反应,B到C发生已知反应(1)的第一步转化,C到D对应已知信息(1)的第二步转化,E到F先加成再取代,D和F反应生成G,G最后转化为H。
【小问1详解】
A与甲醇在浓硫酸催化、加热条件下发生酯化反应,试剂与条件:甲醇、浓硫酸、加热。
【小问2详解】
B 为间甲氧基苯乙酸甲酯
【小问3详解】
B转化为C的方程式为:
【小问4详解】
D 含手性碳、氨基、酯基、醚键与苯环。
A.与氨基直接相连的 α- 碳连接 4 个不同基团(苯环、氨基、酯基、氢原子),为手性碳原子,A 正确;
B.分子无羧基,氨基呈碱性,均不能与碳酸氢钠溶液反应,B 错误;
C.仅苯环可与加成,1 mol 苯环消耗 3 mol,酯基不与加成,C 错误;
D .氨基可与盐酸成盐,酯基可与氢氧化钠溶液发生水解反应,D 正确;
故选AD。
【小问5详解】
取少量 F 于试管中,加入水溶液并加热;冷却后加稀硝酸酸化,再滴加溶液,若产生淡黄色沉淀,证明 F 中含有溴元素。
【小问6详解】
反应 (i):缩醛在酸性条件下水解生成醛与乙二醇,属于取代反应。
反应 (ii):分子内脱水生成碳碳双键,属于消去反应。
故选D。
18. 一种具有抗衰老活性的化合物K的合成路线如下(略去部分试剂与反应条件,忽略立体化学,路线中R为()
回答下列问题:
(1)A中官能团为羧基、醚键和______(填名称)。
(2)A→B的反应类型为______。
(3)C分子中能共平面的碳原子个数最多为______。
(4)E与NaOH反应的化学方程式为______。
(5)G→H中另一产物的结构简式为______。
(6)I→J中DMP的作用为______。
(7)写出一种满足下列条件的F的同分异构体的结构简式______。
①能发生银镜反应。
②能与FeCl3发生显色反应。
③核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1.
(8)参照B→D的过程,结合所学知识,设计以和为原料合成的路线______(Ph为苯基;无机试剂和有机溶剂任选)。
【答案】(1)碳碳双键
(2)取代反应 (3)5
(4)+NaOH→+ (5)CH3CH2OH
(6)作氧化剂,将醇羟基氧化为醛基
(7)、、(任写一种)
(8)
【解析】
【分析】由合成路线可知,A与发生取代反应生成B,B与C发生Diels-Alder反应生成D,D在一定条件下生成E,E与F反应后经重排得到G,G与发生取代反应生成H和CH3CH2OH,H在一定条件下生成I,I被DMP 氧化剂氧化生成J,J在一定条件下生成K,据此回答。
【小问1详解】
A为,其中R为,A中官能团为羧基、醚键和碳碳双键。
【小问2详解】
A(羧酸)与反应,羧基的-OH被-NHSO2R'取代,属于取代反应。
【小问3详解】
C的结构简式为,两个碳碳双键均为平面结构,中间单键可旋转,使两个双键平面共面,所有碳原子均可共平面,主链4个C、甲基1个C ,共5个C。
【小问4详解】
E的结构简式为,含有酰胺键(-CONH-),在NaOH溶液中加热时,酰胺键发生水解,反应的化学方程式为:+NaOH+。
【小问5详解】
由分析知,G与发生取代反应生成H和CH3CH2OH。
【小问6详解】
由流程图知,DMP将I中的醇羟基(-OH)氧化为醛基(-CHO)。
【小问7详解】
F的分子式为,不饱和度为5,满足①能发生银镜反应,则含有醛基或甲酸酯结构,②能与FeCl3发生显色反应,则含有酚羟基,③核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为2∶2∶1∶1的同分异构体有、、。
【小问8详解】
B与C发生Diels-Alder反应生成D,参照B→D的过程,和发生Diels-Alder反应生成,与Br2发生加成反应生成,在NaOH乙醇溶液中加热,发生消去反应生成目标产物,则合成路线为:。
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