内容正文:
机密★启用前
达拉特旗第三中学(第一中学分校)2025-2026学年春季学期
高二年级第一次月考化学试题
总分:100分 考试时间:75分钟
注意事项:
1. 答卷前,考生务必将自己的姓名、班级填写在答题卡上,并在指定位置粘贴条形码。
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,应使用0.5毫米的黑色墨水签字笔将答案写到答题卡上,且必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试卷、草稿纸上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Ca-40 Cr-52
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列物质不属于有机物的是
A. 醋酸 B. 尿素 C. 白磷 D. 蔗糖
2. 下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最高的是
A. B.
C. D.
3. 下列化学用语正确的是
A. 物质聚乙烯:CH2-CH2 B. 丙烷分子的空间填充模型:
C. 甲基的电子式: D. 物质 2-乙基-1,3-丁二烯:
4. 将与样品分别送入以下仪器进行分析,能得到相同结果的是
①元素分析仪②质谱仪③红外光谱仪④核磁共振仪
A. ① B. ①② C. ①②③ D. ①②③④
5. 有机物X的结构如下所示,下列不属于X的官能团的是
A. 酯基 B. 羟基 C. 碳氯键 D. 碳碳双键
6. 对下列物质鉴别方案的评价中,正确的是
方案
需要鉴别的物质
溴水
酸性高锰酸钾溶液
①
甲烷、乙烯
可以鉴别
可以鉴别
②
苯、甲苯
不可以鉴别
可以鉴别
③
苯、四氯化碳
可以鉴别
不可以鉴别
④
乙醇、乙酸
不可以鉴别
不可以鉴别
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④
7. 下列关于有机物性质的说法中,正确的是
A. 物质A、B、C均为烷烃时,存在一种催化剂,使A分解时只生成和两种物质
B. 乙烯和环己烷()均满足的通式,故二者互为同系物
C. 烯烃的顺反异构现象较为常见, 1-丁烯和2-丁烯均有此现象
D. 氯气与1,3-丁二烯发生加成反应,产物可能是1,4-二氯-2-丁烯
8. 下列关于实验室制乙炔实验中各要素的分析,错误的是
选项
要素
分析
A
使用饱和食盐水与电石反应
减慢化学反应速率
B
使用硫酸铜溶液洗气
可将杂质转化为
C
乙炔通入溴水中,使溴水褪色
乙炔发生了取代反应
D
点燃乙炔前要检验纯度
不纯净的乙炔易发生爆燃
A. A B. B C. C D. D
9. 同一个碳原子上连接有四个不同的原子或原子团时,称该碳原子为手性碳原子,则在如图所示的分子中,手性碳原子的个数为
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
10. 下列说法正确的是
A. 脱氧核糖核酸(DNA)中的氢键属于键能较小的化学键,故容易破坏和形成
B. 多数离子液体含有体积很小的阴、阳离子,所以可在室温条件下呈液态
C. 18-冠-6是醚类物质,可以识别碱金属离子,这体现了超分子的分子识别特征
D. 金刚石既有一部分共价晶体的特征,又有一部分金属晶体的特征,属于混合晶体
11. 设阿伏加德罗常数的数值为,则下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4 L十一烷含有的分子数为
B. 取14 g乙烯与丙烯的混合物,其中含有的原子数为
C. 一定量的丙炔中含有2 mol氢原子,其同时含有的σ键数为
D. 称取78 g苯,其中含有碳碳双键的个数为
12. 分子式为的有机物有
A. 7种 B. 9种 C. 10种 D. 12种
13. 已知原子序数依次增大的W、X、Y、Z四种短周期主族元素中,只有X与Y二者处于元素周期表的同一周期,且为一种常见的酸性氧化物,元素Z的单质可用于自来水消毒,则下列说法正确的是
A. 原子半径排序:X<Y<Z
B. 元素电负性排序:W<Y<X
C. 元素X与Z形成的最简单二元化合物易溶于水
D. 元素W与X形成的最简单二元化合物难溶于水
14. 现要通过以下装置探究苯的溴代反应,则下列说法正确的是
A. 在实验室的液溴不足时,分液漏斗中的试剂可以换成苯与溴水的混合物
B. 四氯化碳可吸收挥发出的苯,避免其与硝酸银反应而干扰产物溴化氢的检验
C. 一段时间后,硝酸银溶液中会产生白色沉淀,证明发生了取代反应
D. 实验结束后,将反应器中液体用氢氧化钠溶液洗涤后蒸馏,可得溴苯
15. 将质量为3.6 g的某烃A充分燃烧,并用足量澄清石灰水完全吸收其气体产物,得到白色沉淀的质量为25.0 g,则物质A的分子式可能为
A. C5H12 B. C5H10 C. C6H14 D. C6H10
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 工业上可用水蒸气蒸馏法从柠檬、橙子和柚子等水果的果皮中提取柠檬烯,其分子结构与相应的实验装置如下图所示,具体的实验步骤为:
①将1∼2个橙子皮剪成细碎的碎片,投入乙装置中,加入约30 ml水;
②打开活塞K,加热甲装置(水蒸气发生器)至水沸腾,当活塞K的支管口有大量水蒸气冒出时将K旋紧,并打开冷凝水泵,一段时间后,可观察到丙装置中馏出液的水面上有一层很薄的油层。
回答下列问题:
(1)柠檬烯的分子式为__________,其分子中所有的碳原子__________(选填“可能”或“不可能”)在同一平面上;分子中碳原子的杂化方式为__________。
(2)柠檬烯共有__________种不同的一氯代物。
(3)柠檬烯与足量氢气发生加成反应,相应的化学方程式为____________________。
(4)仪器x的名称是__________,冷凝水需从仪器y的__________(选填“a”或“b”)口注入。
(5)当观察到长导管中液面持续升高时,说明乙装置某处发生堵塞,此时应立刻进行的操作是____________________,从而放出装置中的高压水蒸气。
(6)实验结束后,可以通过__________操作从馏出液中分离柠檬烯。
17. 芳香烃通常指含苯环结构的有机物,1865年德国化学家凯库勒提出了苯分子的单双键交替环状结构式,揭开了芳香烃性质研究的序幕。现在,工业上常通过煤焦油分馏或石油重整获取芳香烃。回答下列问题:
(1)凯库勒结构式(如图所示)解释了苯的部分性质,但存在部分问题尚未解决。下列事实中,不能用凯库勒结构式解释的是__________。
a.邻二氯苯只有一种 b.苯可发生加成反应
c.溴苯没有同分异构体 d.苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色
(2)以苯为原料可以制备硝基苯,其实验装置如下。已知硝基苯的密度为,沸点210.9℃,不溶于水,易溶于乙醇、乙醚。
①实验准备阶段,配制浓硫酸、浓硝酸混合物的操作方法为____________________。
②实验过程中,装置中发生反应的化学方程式为________________________________,仪器a的作用为____________________。
③实验结束后,反应装置中的液体混合物需要先后经过水、氢氧化钠溶液、水的洗涤,则第二次水洗的目的是去除__________(填化学式)和未反应的NaOH。有同学提出可用无水乙醇萃取液体混合物中的硝基苯,但被崔老师否决,这是因为____________________。
(3)芳香烃M的分子式为C8H10,则M可能的结构共有__________种,其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积比为3:1:1的物质的结构简式为__________。
18. 碳氢化合物既是重要的燃料,也是重要的化工原料。回答下列问题:
(1)甲烷是相对分子质量最小的烷烃,是天然气的主要成分。
①探究甲烷与氯气反应的装置如下,则试管中发生反应的类型为__________。若日光直接照射该装置,可能引发的后果是____________________。
②尿素的合成需要用到大量的氨,2026年2月以来,中东冲突对印度的天然气进口造成严重影响,导致了尿素短缺,其原因是印度主要通过高温条件下甲烷和水反应得到合成氨的原料氢气,同时生成一氧化碳,相应的化学方程式为_______________________________。
(2)根据烷烃的系统命名法,下列物质的名称为____________________。
(3)烯烃先被臭氧氧化,而后在锌存在时水解的反应规律如下(图中表示烃基),若某单烯烃X发生上述反应后,生成了和两种物质,则物质X的结构简式为__________。
(4)乙炔通过加成聚合反应可以生成一种用于制备导电高分子材料的物质,这种物质的结构简式为__________。另一方面,乙炔可以在催化剂作用下合成苯,已知苯与乙炔在氧气中燃烧的热化学方程式如下,则__________。
(5)甲苯的沸点为111℃,比苯的沸点80.1℃高,其原因是______________________。
19. 铬是自然界硬度最大的金属,其单质呈现银白色,化合物则主要有三价和六价两种形式,其中氮化铬主要用作高硬度耐磨涂层材料,回答下列问题:
(1)基态铬原子的价层电子排布式为____________________。
(2)三价铬离子形成的某种配合物可以表示为。
①原子Cr、N、O的第一电离能大小的排序应为____________________;
②在组成配合物的配体中,NH3分子的空间结构为__________;经测定,NH3中的H-N-H键角大于H2O中的H-O-H键角,原因是_____________________________。
(3)氮化铬的晶胞结构如图所示。已知氮化铬的晶胞参数(立方体晶胞的边长)为anm,且NA代表阿伏加德罗常数的值。
①氮元素在元素周期表中的位置是___________。
②晶胞中A、B两个原子的距离为___________ ,晶体密度为___________g/cm3。
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机密★启用前
达拉特旗第三中学(第一中学分校)2025-2026学年春季学期
高二年级第一次月考化学试题
总分:100分 考试时间:75分钟
注意事项:
1. 答卷前,考生务必将自己的姓名、班级填写在答题卡上,并在指定位置粘贴条形码。
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,应使用0.5毫米的黑色墨水签字笔将答案写到答题卡上,且必须在题号所指示的答题区域作答,超出答题区域书写的答案无效,在试卷、草稿纸上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Ca-40 Cr-52
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列物质不属于有机物的是
A. 醋酸 B. 尿素 C. 白磷 D. 蔗糖
【答案】C
【解析】
【详解】A.醋酸化学式为,是含碳的化合物,属于有机酸,是有机物,A正确;
B.尿素化学式为,是含碳的化合物,是人类首次人工合成的有机物,属于有机物,B正确;
C.白磷化学式为,是磷元素组成的单质,不含碳元素,不属于有机物,C错误;
D.蔗糖化学式为,属于糖类,是含碳的化合物,属于有机物,D正确;
因此答案选C。
2. 下列Li原子电子排布图表示的状态中,能量最高的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】在原子轨道中,能量关系为1s<2s<2px=2py =2pz。
【详解】A.表达式中,2s电子有2个,最高能量电子所在的轨道为2px,但只有1个电子;
B.表达式中,最高能量电子所在的轨道为2s,低于2px轨道的能量;
C.表达式中,最高能量电子所在的轨道为2s,低于2px轨道的能量,原子处于基态,能量最低;
D.表达式中,2s电子有1个,最高能量电子所在的轨道为2px,且有2个电子;
综合以上分析,表达式中,电子的能量最高,故选D。
3. 下列化学用语正确的是
A. 物质聚乙烯:CH2-CH2 B. 丙烷分子的空间填充模型:
C. 甲基的电子式: D. 物质 2-乙基-1,3-丁二烯:
【答案】D
【解析】
【详解】A.聚乙烯的结构简式为,A错误;
B.是丙烷的球棍模型,而非空间填充模型,B错误;
C.甲基的电子式中含有一个单电子,正确的电子式为,C错误;
D.该键线式对应的有机物主链含4个碳原子,1、3号碳为双键位置,2号碳连接乙基,系统命名恰好为2-乙基-1,3-丁二烯,D正确;
故选D。
4. 将与样品分别送入以下仪器进行分析,能得到相同结果的是
①元素分析仪②质谱仪③红外光谱仪④核磁共振仪
A. ① B. ①② C. ①②③ D. ①②③④
【答案】A
【解析】
【详解】①元素分析仪用来确定元素种类;②质谱仪有不同的碎片峰,还可以用来确定相对分子质量;③红外光谱仪用来确定化学键或官能团;④核磁共振仪用来确定氢原子的种类和数目;题目中与具有相同的元素种类,尽管相对分子质量相同,但是碎片峰不同,另外化学键或官能团以及氢原子的种类和数目也各不相同;
故选A
5. 有机物X的结构如下所示,下列不属于X的官能团的是
A. 酯基 B. 羟基 C. 碳氯键 D. 碳碳双键
【答案】B
【解析】
【详解】A.有机物X中存在结构,属于酯基,A不符合题意;
B.有机物X中不存在结构,不含羟基,B符合题意;
C.苯环上的碳原子直接与氯原子相连,存在碳氯键,C不符合题意;
D.有机物X右端存在结构,属于碳碳双键,D不符合题意;
因此答案选B。
6. 对下列物质鉴别方案的评价中,正确的是
方案
需要鉴别的物质
溴水
酸性高锰酸钾溶液
①
甲烷、乙烯
可以鉴别
可以鉴别
②
苯、甲苯
不可以鉴别
可以鉴别
③
苯、四氯化碳
可以鉴别
不可以鉴别
④
乙醇、乙酸
不可以鉴别
不可以鉴别
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④
【答案】A
【解析】
【详解】① 乙烯含碳碳双键,可与溴水发生加成反应使溴水褪色,也能被酸性高锰酸钾氧化使高锰酸钾溶液褪色;甲烷和两种试剂都不反应,因此溴水、酸性高锰酸钾都可以鉴别二者,①正确;
② 苯和甲苯都不与溴水发生反应,均会发生萃取,上层均为橙红色,因此溴水不能鉴别二者;甲苯侧链受苯环活化,可被酸性高锰酸钾氧化使溶液褪色,苯不能使酸性高锰酸钾褪色,因此酸性高锰酸钾可以鉴别,②正确;
③ 苯、四氯化碳二者密度差异明显:苯密度比水小,四氯化碳密度比水大。加溴水均发生萃取,有机层位置不同(苯的有机层在上层,四氯化碳的在下层),溴水可鉴别;加酸性高锰酸钾时,二者均不与试剂反应,且都和水溶液分层,同样可以根据有机层密度差异(苯层在上、四氯化碳层在下)鉴别,③错误;
④ 乙醇可被酸性高锰酸钾氧化使溶液褪色,乙酸不能被酸性高锰酸钾氧化,因此酸性高锰酸钾是可以鉴别二者的,④错误;
符合题意的为①②,故答案选A。
7. 下列关于有机物性质的说法中,正确的是
A. 物质A、B、C均为烷烃时,存在一种催化剂,使A分解时只生成和两种物质
B. 乙烯和环己烷()均满足的通式,故二者互为同系物
C. 烯烃的顺反异构现象较为常见, 1-丁烯和2-丁烯均有此现象
D. 氯气与1,3-丁二烯发生加成反应,产物可能是1,4-二氯-2-丁烯
【答案】D
【解析】
【详解】A.烷烃的通式为,若烷烃A分解仅得到两种烷烃B、C,反应前后氢原子数无法满足守恒(反应物总氢数为,两种烷烃产物总氢数之和为,与反应物氢数矛盾),该反应不可能实现,A错误;
B.同系物要求结构相似、分子组成相差若干个原子团。乙烯含碳碳双键,属于烯烃;环己烷是环烷烃,无碳碳双键,二者结构不相似,不互为同系物,B错误;
C.顺反异构要求双键两端的每个碳原子都连接两种不同的原子/基团。1-丁烯的1号双键碳连接2个氢原子,不满足顺反异构的条件,不存在顺反异构,C错误;
D.氯气与1,3-丁二烯发生1,4-加成反应时,产物为1,4-二氯-2-丁烯,D正确;
故答案选D。
8. 下列关于实验室制乙炔实验中各要素的分析,错误的是
选项
要素
分析
A
使用饱和食盐水与电石反应
减慢化学反应速率
B
使用硫酸铜溶液洗气
可将杂质转化为
C
乙炔通入溴水中,使溴水褪色
乙炔发生了取代反应
D
点燃乙炔前要检验纯度
不纯净的乙炔易发生爆燃
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.使用饱和食盐水可降低反应物中水的浓度,从而减慢电石与水的反应速率,A正确;
B.硫酸铜溶液可与杂质反应生成难溶的沉淀,达到除杂目的,B正确;
C.乙炔含碳碳三键,与溴水发生加成反应使溴水褪色,并非取代反应,C错误;
D.乙炔为可燃性气体,不纯净时点燃易发生爆燃,因此点燃前必须检验纯度,D正确;
因此答案选C。
9. 同一个碳原子上连接有四个不同的原子或原子团时,称该碳原子为手性碳原子,则在如图所示的分子中,手性碳原子的个数为
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】B
【解析】
【详解】手性碳原子需要满足:饱和碳原子,且连接4种完全不同的原子/原子团,图中标出的碳原子是手性碳原子。
故答案选B。
10. 下列说法正确的是
A. 脱氧核糖核酸(DNA)中的氢键属于键能较小的化学键,故容易破坏和形成
B. 多数离子液体含有体积很小的阴、阳离子,所以可在室温条件下呈液态
C. 18-冠-6是醚类物质,可以识别碱金属离子,这体现了超分子的分子识别特征
D. 金刚石既有一部分共价晶体的特征,又有一部分金属晶体的特征,属于混合晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.氢键属于分子间作用力,不是化学键,A错误;
B.多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子,离子键强度较小,所以可在室温条件下呈液态,B错误;
C.18-冠-6是醚类物质,可以识别碱金属离子,这体现了超分子的分子识别特征,C正确;
D.金刚石属于共价晶体,无金属晶体的特征,而石墨既有一部分共价晶体的特征,又有一部分金属晶体的特征,属于混合晶体,D错误;
故选C。
11. 设阿伏加德罗常数的数值为,则下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4 L十一烷含有的分子数为
B. 取14 g乙烯与丙烯的混合物,其中含有的原子数为
C. 一定量的丙炔中含有2 mol氢原子,其同时含有的σ键数为
D. 称取78 g苯,其中含有碳碳双键的个数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.标准状况下,十一烷为液体,无法使用气体摩尔体积计算其物质的量,A错误;
B.乙烯和丙烯的最简式均为,14 g混合物可看作14 g“”单元,其物质的量为,每个含3个原子,总原子数为,B正确;
C.丙炔的结构简式为,1个丙炔分子含4个H原子、6个σ键(4个C-Hσ键,1个C-C单键σ键,三键中含1个σ键)。含2mol H的丙炔物质的量为0.5mol,对应σ键总数为,即,C错误;
D.苯分子中的碳碳键是介于单键和双键之间的特殊大π键,不存在独立的碳碳双键,D错误;
故选B。
12. 分子式为的有机物有
A. 7种 B. 9种 C. 10种 D. 12种
【答案】B
【解析】
【详解】分子式符合饱和烷烃的二氯取代物特征,四个碳的烷烃碳骨架只有2种:直链碳骨架:C-C-C-C(正丁烷的碳架),支链碳骨架:(异丁烷的碳架),分别计数二氯取代物数目 ① 针对直链C-C-C-C:先固定1个Cl的位置,移动另一个Cl:第一个Cl在1号碳时,另一个Cl可在1、2、3、4号碳,共4种;第一个Cl在2号碳时,另一个Cl可在2、3号碳(其余位置和前面重复),共2种; 直链骨架合计6种。 ② 针对支链:两个Cl都在甲基支链上1种;一个Cl在中心碳、另一个在端基甲基上1种;两个Cl分处不同的端基甲基上1种; 支链骨架合计3种。故的同分异构体有九种,分别为1,1-二氯丁烷、1,2-二氯丁烷、1,3-二氯丁烷、1,4-二氯丁烷、2,2-二氯丁烷、2,3-二氯丁烷、2-甲基-1,1-二氯丙烷、2-甲基-1,2-二氯丙烷、2-甲基-1,3-二氯丙烷。
故答案选B。
13. 已知原子序数依次增大的W、X、Y、Z四种短周期主族元素中,只有X与Y二者处于元素周期表的同一周期,且为一种常见的酸性氧化物,元素Z的单质可用于自来水消毒,则下列说法正确的是
A. 原子半径排序:X<Y<Z
B. 元素电负性排序:W<Y<X
C. 元素X与Z形成的最简单二元化合物易溶于水
D. 元素W与X形成的最简单二元化合物难溶于水
【答案】D
【解析】
【分析】原子序数依次增大的W、X、Y、Z四种短周期主族元素必位于前三个周期,且只有X与Y二者处于同一周期,则W位于第一周期,W为H;Z位于第三周期,其单质可用于自来水消毒,Z为Cl;X与Y二者处于第二周期,且为一种酸性氧化物,则X为C,Y为O。
【详解】A.Cl核外有3个电子层,原子半径最大,C、O含2个电子层,核电荷数越大,半径越小,故原子半径:O<C<Cl,A错误;
B.同周期主族元素从左往右元素的电负性逐渐增大,故电负性:H<C<O,B错误;
C.元素X与Z形成的最简单二元化合物为,难溶于水,C错误;
D.元素W与X形成的最简单二元化合物为,难溶于水,D正确;
故选D。
14. 现要通过以下装置探究苯的溴代反应,则下列说法正确的是
A. 在实验室的液溴不足时,分液漏斗中的试剂可以换成苯与溴水的混合物
B. 四氯化碳可吸收挥发出的苯,避免其与硝酸银反应而干扰产物溴化氢的检验
C. 一段时间后,硝酸银溶液中会产生白色沉淀,证明发生了取代反应
D. 实验结束后,将反应器中液体用氢氧化钠溶液洗涤后蒸馏,可得溴苯
【答案】D
【解析】
【分析】左侧圆底烧瓶内盛放催化剂,分液漏斗可滴加苯与液溴的混合液,发生溴代反应;中间洗气瓶内盛四氯化碳,用于吸收随HBr挥发出来的溴蒸气和苯蒸气,避免杂质干扰后续检验;最后HBr通入硝酸银溶液,通过倒置漏斗防倒吸,检验生成的HBr以验证反应类型。
【详解】A.苯的溴代反应需要液溴作为反应物,苯和溴水不发生取代反应,仅会发生萃取分层,因此不能将试剂换成苯与溴水的混合物,A错误;
B.挥发出的溴会与硝酸银反应而干扰产物溴化氢的检验,需用四氯化碳吸收,苯不与硝酸银溶液反应,B错误;
C.溴化氢与硝酸银反应生成的溴化银沉淀为淡黄色而非白色,C错误;
D.将反应器中液体用氢氧化钠溶液洗涤可除去溴,后蒸馏与苯分离,可得溴苯,D正确;
故选D。
15. 将质量为3.6 g的某烃A充分燃烧,并用足量澄清石灰水完全吸收其气体产物,得到白色沉淀的质量为25.0 g,则物质A的分子式可能为
A. C5H12 B. C5H10 C. C6H14 D. C6H10
【答案】A
【解析】
【详解】将质量为3.6 g的某烃A充分燃烧,并用足量澄清石灰水完全吸收其气体产物,得到白色沉淀的质量为25.0 g,即,其中碳元素完全来自烃,碳原子质量为,则氢原子质量为3.6 g-3 g=0.6 g,,其最简式为,恰好符合烷烃的通式,物质A的分子式可能为。
故答案选A。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 工业上可用水蒸气蒸馏法从柠檬、橙子和柚子等水果的果皮中提取柠檬烯,其分子结构与相应的实验装置如下图所示,具体的实验步骤为:
①将1∼2个橙子皮剪成细碎的碎片,投入乙装置中,加入约30 ml水;
②打开活塞K,加热甲装置(水蒸气发生器)至水沸腾,当活塞K的支管口有大量水蒸气冒出时将K旋紧,并打开冷凝水泵,一段时间后,可观察到丙装置中馏出液的水面上有一层很薄的油层。
回答下列问题:
(1)柠檬烯的分子式为__________,其分子中所有的碳原子__________(选填“可能”或“不可能”)在同一平面上;分子中碳原子的杂化方式为__________。
(2)柠檬烯共有__________种不同的一氯代物。
(3)柠檬烯与足量氢气发生加成反应,相应的化学方程式为____________________。
(4)仪器x的名称是__________,冷凝水需从仪器y的__________(选填“a”或“b”)口注入。
(5)当观察到长导管中液面持续升高时,说明乙装置某处发生堵塞,此时应立刻进行的操作是____________________,从而放出装置中的高压水蒸气。
(6)实验结束后,可以通过__________操作从馏出液中分离柠檬烯。
【答案】(1) ①. C10H16 ②. 不可能 ③. sp2、sp3
(2)8 (3)
(4) ①. 圆底烧瓶 ②. a
(5)打开活塞K (6)分液
【解析】
【分析】装置甲为水蒸气发生装置,长导管为安全管,装置乙中利用水蒸气蒸馏法从橙子皮中提取柠檬烯,冷凝后对馏出液进行分液得到柠檬烯,由此解答;
【小问1详解】
根据柠檬烯的键线式可知,其分子中含有1个六元环和2个碳碳双键,不饱和度为3。分子中共有10个碳原子,故其分子式为 ; 分子中含有多个饱和碳原子(如环上的亚甲基 ),饱和碳原子采取 杂化,其空间构型为四面体形,因此分子中所有的碳原子不可能在同一平面上; 分子中的碳原子分为两类:形成碳碳双键的碳原子采取 杂化,形成单键的饱和碳原子采取 杂化;
【小问2详解】
柠檬烯的分子结构不对称,不存在对称轴或对称中心。分子中共有8种不同化学环境的氢原子,分别是:(标注的碳原子上的氢原子的化学环境不同)因此,其一氯代物共有 8 种;
【小问3详解】
柠檬烯分子中含有2个碳碳双键,在催化剂作用下,1分子柠檬烯可以与2分子氢气发生完全加成反应,生成饱和的烷烃,化学方程式为:;
【小问4详解】
根据仪器形状可知,仪器x的名称是圆底烧瓶;为了达到最佳的冷却效果,冷凝管通水应遵循“下进上出”的原则,使冷凝水与气流方向相反,故冷凝水需从 a 口注入;
【小问5详解】
甲装置中的长导管起安全管的作用,当乙装置发生堵塞时,甲装置内产生的水蒸气无法排出,导致压强不断增大,将水压入长导管中使其液面升高,此时为了防止发生爆炸危险,应立刻打开活塞K,使甲装置与大气相通,从而放出高压水蒸气;
【小问6详解】
馏出液的水面上有一层很薄的油层,说明柠檬烯不溶于水,且密度比水小,对于互不相溶的液体混合物,可以通过分液操作将其分离。
17. 芳香烃通常指含苯环结构的有机物,1865年德国化学家凯库勒提出了苯分子的单双键交替环状结构式,揭开了芳香烃性质研究的序幕。现在,工业上常通过煤焦油分馏或石油重整获取芳香烃。回答下列问题:
(1)凯库勒结构式(如图所示)解释了苯的部分性质,但存在部分问题尚未解决。下列事实中,不能用凯库勒结构式解释的是__________。
a.邻二氯苯只有一种 b.苯可发生加成反应
c.溴苯没有同分异构体 d.苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色
(2)以苯为原料可以制备硝基苯,其实验装置如下。已知硝基苯的密度为,沸点210.9℃,不溶于水,易溶于乙醇、乙醚。
①实验准备阶段,配制浓硫酸、浓硝酸混合物的操作方法为____________________。
②实验过程中,装置中发生反应的化学方程式为________________________________,仪器a的作用为____________________。
③实验结束后,反应装置中的液体混合物需要先后经过水、氢氧化钠溶液、水的洗涤,则第二次水洗的目的是去除__________(填化学式)和未反应的NaOH。有同学提出可用无水乙醇萃取液体混合物中的硝基苯,但被崔老师否决,这是因为____________________。
(3)芳香烃M的分子式为C8H10,则M可能的结构共有__________种,其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积比为3:1:1的物质的结构简式为__________。
【答案】(1)ad (2) ①. 将浓硫酸沿容器壁缓慢注入浓硝酸中,并用玻璃棒不断搅拌 ②. +HNO3(浓) +H2O ③. 冷凝回流 ④. 、、 ⑤. 无水乙醇与水任意比互溶,无法作萃取剂
(3) ①. 4 ②.
【解析】
【分析】该实验采用苯和浓硝酸在浓硫酸催化,50-60℃水浴加热条件下制备硝基苯,由此解答;
【小问1详解】
a.若苯为单双键交替结构,邻二氯苯的两个氯原子会存在分别连在单键两端、双键两端两种不同结构,而实际邻二氯苯只有一种,该事实不能用凯库勒结构式解释,a符合题意;
b.凯库勒结构式中存在碳碳双键,双键可以发生加成反应,该性质可以用凯库勒结构式解释,b不符合题意;
c.无论苯是否为单双键交替结构,溴苯都仅存在一种结构,该性质可以用凯库勒结构式解释,c不符合题意;
d.凯库勒结构式中存在碳碳双键,理论上可以和溴发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,但实际上苯不能使溴的四氯化碳溶液褪色,该事实不能用凯库勒结构式解释,d符合题意;
故选ad;
【小问2详解】
①浓硫酸密度大于浓硝酸,且混合过程中会释放大量热量,为避免液体暴沸飞溅,将浓硫酸沿容器壁缓慢注入浓硝酸中,并用玻璃棒不断搅拌,使热量及时散出;
②苯和浓硝酸在浓硫酸催化,50-60℃水浴加热条件下发生取代反应生成硝基苯和水,化学方程式为+HNO3(浓) +H2O;仪器a为球形冷凝管,作用为冷凝回流挥发的苯和浓硝酸,提高反应物的利用率;
③第一次水洗需要除去大部分残留的酸,加入氢氧化钠溶液可以中和剩余的酸性物质,第二次水洗的目的是除去可溶性的盐,剩余的浓硝酸和浓硫酸和氢氧化钠反应生成和,由于硝酸在加热过程中存在分解会产生,会与氢氧化钠反应生成和,因此第二次水洗除去的物质为、、和未反应的;由于已知硝基苯易溶于乙醇,同时乙醇可以和水互溶,无法实现分层分液的萃取分离效果,因此不能用无水乙醇萃取硝基苯;
【小问3详解】
分子式为的芳香烃除了苯环外还有两个饱和碳原子,苯环的侧链组合分为两类,一是侧链为一个乙基,为;二是侧链为两个甲基,有邻间对三种情况,为、、,因此一共有4种同分异构体,其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积比为3:1:1的物质的结构简式为。
18. 碳氢化合物既是重要的燃料,也是重要的化工原料。回答下列问题:
(1)甲烷是相对分子质量最小的烷烃,是天然气的主要成分。
①探究甲烷与氯气反应的装置如下,则试管中发生反应的类型为__________。若日光直接照射该装置,可能引发的后果是____________________。
②尿素的合成需要用到大量的氨,2026年2月以来,中东冲突对印度的天然气进口造成严重影响,导致了尿素短缺,其原因是印度主要通过高温条件下甲烷和水反应得到合成氨的原料氢气,同时生成一氧化碳,相应的化学方程式为_______________________________。
(2)根据烷烃的系统命名法,下列物质的名称为____________________。
(3)烯烃先被臭氧氧化,而后在锌存在时水解的反应规律如下(图中表示烃基),若某单烯烃X发生上述反应后,生成了和两种物质,则物质X的结构简式为__________。
(4)乙炔通过加成聚合反应可以生成一种用于制备导电高分子材料的物质,这种物质的结构简式为__________。另一方面,乙炔可以在催化剂作用下合成苯,已知苯与乙炔在氧气中燃烧的热化学方程式如下,则__________。
(5)甲苯的沸点为111℃,比苯的沸点80.1℃高,其原因是______________________。
【答案】(1) ①. 取代反应 ②. 反应过于剧烈,甚至发生爆炸 ③. CH4+H2O3H2+CO
(2)2,5-二甲基-3-乙基庚烷
(3) (4) ①. ②. - 638.4kJ/mol
(5)甲苯的相对分子质量大于苯,分子间作用力大,沸点高
【解析】
【小问1详解】
① 甲烷与氯气在光照条件下发生的是取代反应,若用日光直接照射,反应会过于剧烈,短时间内产生大量气体和热量,容易引发爆炸;
② 根据题意,甲烷和水在高温下反应生成一氧化碳和氢气,根据原子守恒可写出化学方程式:;
【小问2详解】
烷烃的系统命名法原则为:选定分子中最长的碳链为主链;从离支链最近的一端开始对主链碳原子进行编号:,因此该烷烃的名称为2,5-二甲基-3-乙基庚烷;
【小问3详解】
根据题目提供的烯烃臭氧化还原水解的反应规律可知,该反应的本质是碳碳双键断裂,并在断裂处的两个碳原子上各结合一个氧原子形成羰基(),逆向推导时,只需将产物 和 中的羰基氧原子去掉,将两个羰基碳原子用双键重新连接起来,即可得到原单烯烃X的结构简式为 。
【小问4详解】
乙炔()发生加成聚合反应时,碳碳三键断裂其中一个共价键,分子间相互连接形成高分子化合物聚乙炔,其结构简式为 ;根据盖斯定律计算反应热:已知反应①:;反应②:;目标反应 可由 得到,因此,;
【小问5详解】
甲苯和苯均属于由分子构成的物质,二者结构相似,对于结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间的范德华力(分子间作用力)越强,克服分子间作用力使其沸腾所需的能量就越高,因此甲苯的沸点高于苯。
19. 铬是自然界硬度最大的金属,其单质呈现银白色,化合物则主要有三价和六价两种形式,其中氮化铬主要用作高硬度耐磨涂层材料,回答下列问题:
(1)基态铬原子的价层电子排布式为____________________。
(2)三价铬离子形成的某种配合物可以表示为。
①原子Cr、N、O的第一电离能大小的排序应为____________________;
②在组成配合物的配体中,NH3分子的空间结构为__________;经测定,NH3中的H-N-H键角大于H2O中的H-O-H键角,原因是_____________________________。
(3)氮化铬的晶胞结构如图所示。已知氮化铬的晶胞参数(立方体晶胞的边长)为anm,且NA代表阿伏加德罗常数的值。
①氮元素在元素周期表中的位置是___________。
②晶胞中A、B两个原子的距离为___________ ,晶体密度为___________g/cm3。
【答案】(1)
(2) ①. N>O>Cr ②. 三角锥形 ③. H2O分子中的孤电子对数量多于NH3,对成键电子的排斥力较大
(3) ①. 第二周期第ⅤA族 ②. ③.
【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,其基态原子的核外电子排布式为,故其价层电子排布式为。
【小问2详解】
① Cr为金属元素,第一电离能最小;N和O为同周期非金属元素,N原子的2p轨道处于半充满的稳定状态,第一电离能大于O,故第一电离能大小顺序为。
② 分子中N原子形成3个键,含有1对孤电子对,价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,空间结构为三角锥形;根据价层电子对互斥理论,孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用,孤电子对数越多,键角越小,中O的孤电子对数(2对)多于中N的孤电子对数(1对),排斥作用更强,因此的键角更小。
【小问3详解】
① 氮是7号元素,核外有2个电子层,最外层有5个电子,位于元素周期表第二周期第ⅤA族。
② 以A点(左下前顶点)为坐标原点建立空间直角坐标系,则A点坐标为。B点位于上底面后棱的中点,其坐标可表示为,两点距离;根据均摊法,晶胞中N原子(白色圆圈)数为,Cr原子(黑色圆点)数为,即1个晶胞中含有4个。晶胞质量,晶胞体积,则晶体密度。
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