精品解析：山西太原市师范学校附属学校2026-2027学年高三上学期开学考试 化学试题

姓名________ 准考证号________ 秘密★启用前 2024级高三年级质量监测 化学试题 注意事项： 1.本试卷共8页，满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用0.5毫米黑色墨迹签字笔在答题卡上填写好自己的考号、姓名、校班等信息。将条形码横贴在答题卡“考生条形码粘贴区”。 3.考生作答时，请将答案正确地填写在答题卡上，答在本试卷上无效。 4.考试结束后，将答题卡交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Cl-35.5 Ge-73 Br-80 I-127 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. 2026年米兰-科尔蒂纳冬奥会以可持续发展为理念。下列冬奥会劳动项目对应的化学知识正确的是 选项 劳动项目 化学知识 A 给火炬握把装配超轻交联聚烯烃发泡材料 聚烯烃通过缩聚反应生成 B 给临时速滑馆保温层安装生物基聚氨酯泡沫 聚氨酯属于纯净物 C 给雪橇赛道添加亚麻纤维增强混凝土 亚麻纤维属于天然有机高分子 D 给赛事防护装备装配碳纤维增强环氧树脂复合材料 环氧树脂属于热塑性高分子 A. A B. B C. C D. D 2. 下列化学用语或图示不正确的是 A. 的VSEPR模型： B. 杂化轨道示意图： C. 的键的形成： D. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键： 3. 物质性质与组成元素的性质有关，下列对物质性质差异解释错误的是 性质差异 主要原因 A 稳定性： 分子间有氢键，分子间无氢键 B 沸点： CO是极性分子，是非极性分子 C 酸性： 是推电子基团 D 硬度：金刚石>晶体硅 原子半径： A. A B. B C. C D. D 4. 下列关于物质结构与性质的说法正确的是 A. 由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性 B. 晶体X射线衍射实验可以用于键长、键角和晶体结构的测定 C. 所有的气态物质和液态物质均是由分子构成的 D. 液晶是指液体和晶体组成的特殊混合物，既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性 5. 某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。该晶胞在体对角线方向的投影为 A. B. C. D. 6. 多糖是九华黄精的活性成分。以下研究黄精水提取液中多糖的方法达不到目的的是 A. 通过水浸法可获得含该多糖的提取液 B. 利用色谱法可实现多糖的分离与纯化 C. 红外光谱法可分析多糖中O-H键的特征吸收峰 D. 通过核磁共振氢谱可推测多糖相对分子质量 7. 下列说法不正确的是 A. 淀粉在酸或酶催化下水解的最终产物是葡萄糖 B. 向鸡蛋清溶液中加入AgNO3溶液，出现沉淀，加蒸馏水后沉淀溶解 C. 植物油氢化后所得的硬化油不易被空气氧化变质 D. 核酸中核苷酸之间通过磷酸二酯键连接 8. 某实验小组使用苯、铁粉和液溴等药品按照如图步骤依次操作，制备溴苯并验证反应生成的溴化氢。下列各步骤中的装置或操作不能达到相应实验目的的是 A．制取溴苯 B．净化溴苯 C．分离溴苯 D．检验溴化氢 A. A B. B C. C D. D 9. 在一定条件下，化合物X发生的重排反应如下： 下列说法正确的是 A. X、Y、Z中所有碳原子均为杂化 B. X、Y、Z互为同分异构体 C. Y的熔点比Z的熔点高 D. 1 mol X最多能与6 mol 发生加成反应 10. 有机物甲能发生如图转化（THF作有机溶剂）。下列说法正确的是 A. 甲的核磁共振氢谱有3组峰 B. 可用鉴别甲和乙 C. 乙→丙的反应类型为消去反应 D. 乙→丙的反应过程中，可能有副产物生成 11. 烃基卤化镁也称格氏试剂，能够与羰基等发生格氏反应： 下列转化不能通过格氏反应实现的是(格式试剂可根据需要任选) A. 甲醛转化为正丁醇 B. 乙醛转化为乙醇 C. 丙酮转化为叔丁醇 D. 二氧化碳转化为乙酸 12. 一种高分子A转化为高分子B的示意图如下。 下列说法不正确的是 A. 有机化合物C是乙醇 B. 有机化合物D中有手性碳原子 C. F聚合生成高分子B的过程中，存在C-O键的断裂与形成 D. 高分子A生成高分子B的总反应可表示为： 13. 下列实验操作及现象和实验结论均正确的是 选项 实验操作及现象 实验结论 A 向淀粉水解后的溶液中加入碘水，溶液变蓝 说明淀粉没有水解 B 向蔗糖溶液中加入稀硫酸，加热几分钟后加入新制悬浊液，继续加热，无红色沉淀生成 蔗糖没有发生水解反应 C 向溶有的溶液中滴加溴水，振荡后溴水褪色 中含有碳碳双键 D 向蛋白质溶液中加入饱和食盐水，出现白色沉淀，继续加入蒸馏水，沉淀溶解 蛋白质发生了盐析 A. A B. B C. C D. D 14. 轮烷是一个或多个环状分子和一个或多个链状分子为轴组成的分子集合，其链分子作轴穿过环分子的空腔，两端结合成体积较大分子以防止轴分子的滑出。下图是一种典型的斯托达特轮烷的结构示意图。下列说法错误的是 A. 轮烷属于超分子 B. 图中两端的含Si大基团能提高该分子的稳定性 C. 大环在轴上滑动时既有共价键的变化，又有非共价键的变化 D. 大环在轴上滑动后其部分性质如光电性质可能发生变化，可用于制作信息存储器件 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 碳族元素单质及其化合物在多领域有重要用途。回答下列问题： （1）丙酮是重要的有机溶剂，丙酮分子中键与键的个数比为________。 （2）碳酸钠是重要的化工原料之一、的空间结构为________。 （3）如图是乙烯分子结构式，试判断键角大小：________(填“>”“=”或“<”)。 （4）易水解(机理如图)，而难水解，原因是_____________。 （5）锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。 ①Ge单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的作用力是________。 ②比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：_____________。 熔点/℃ 26 146 沸点/℃ 83.1 186 约400 ③Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是_____________。 16. 硅、锗广泛应用于半导体工业。回答下列问题： （1）与N-甲基咪唑()反应可以得到，其结构如图1所示。Si原子的配位数是________。 （2）与是化学类似物，请解释沸点(1388 K)高于沸点(357 K)的原因：________。 （3）理论预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。 ①图2-b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是________。 ②图2-c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为________；该晶胞中粒子个数比________。 ③设X的最简式的式量为M，阿伏加德罗常数为。则X晶体的密度为________(列出算式)。 17. 肉桂酸广泛应用于香精香料、食品添加剂、医药工业、美容和有机合成等方面。其合成原理及实验室制备方法如下： 主反应： 副反应： 实验步骤： Ⅰ．在50 mL仪器a中加入5 mL苯甲醛、14 mL乙酸酐和12 g无水碳酸钾粉末(过量)，加热回流45 min。 Ⅱ．向反应混合物中加入40 mL蒸馏水浸泡几分钟，进行水蒸气蒸馏。 Ⅲ．将烧瓶冷却后，加入10 g碳酸钠，再加入70 mL水，加热煮沸，趁热过滤。 Ⅳ．待滤液冷却至室温后，在搅拌下小心加入40 mL 盐酸，使溶液呈酸性。 Ⅴ．冷却结晶，抽滤，用少量冷水洗涤，80℃烘干，得粗产品4.5 g。 名称 相对分子质量 密度/ 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解度：g/100 mL 水 醇 醚 苯甲醛 106 1.04 178～179 0.3 互溶 互溶 乙酸酐 102 1.08 138～140 遇水生成乙酸 溶 不溶 肉桂酸 148 1.24 133～134 300 0.04 24 溶 回答下列问题： （1）加热回流装置中仪器a的名称是________，不使用水冷冷凝管而用空气冷凝管是为了________。 （2）碳酸钾使用前应干燥并研细，目的是________。 （3）水蒸气蒸馏装置中毛细管的主要作用是________，步骤Ⅱ中蒸出的物质是________与水的低沸点共沸物，判断蒸馏完成的方法是________。 （4）步骤Ⅲ中趁热过滤除去的主要物质是________(填名称)。 （5）本实验肉桂酸的产率最接近________(填标号)。 A. 50% B. 60% C. 70% D. 80% 18. 阿佐塞米(化合物Ⅰ)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。Ⅰ的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。 已知：①； ②； ③含有取代基的苯的衍生物，在进行苯环上的取代反应时，原有的取代基对新进入的取代基主要进入位置，存有一定指向性效应，这种效应称为取代基定位效应。其中甲基是邻对位定位基，硝基是间位定位基。 回答下列问题： （1）化合物A的名称为________。 （2）B中含有的官能团除羧基外还有________(填名称)。 （3）写出化合物D的结构简式：________。 （4）写出E生成F的化学方程式：____________。 （5）利用以上合成线路中的相关信息，设计由A到B的合成路线：____________(用流程图表示，无机试剂任选)。 （6）同时符合下列条件的化合物B的同分异构体有________种。 ①属于芳香族化合物；②分子中含有硝基。 其中谱显示有4组峰，且峰面积之比为的同分异构体结构简式是________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 姓名________ 准考证号________ 秘密★启用前 2024级高三年级质量监测 化学试题 注意事项： 1.本试卷共8页，满分100分，考试时间75分钟。 2.答题前，考生务必用0.5毫米黑色墨迹签字笔在答题卡上填写好自己的考号、姓名、校班等信息。将条形码横贴在答题卡“考生条形码粘贴区”。 3.考生作答时，请将答案正确地填写在答题卡上，答在本试卷上无效。 4.考试结束后，将答题卡交回。 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Cl-35.5 Ge-73 Br-80 I-127 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. 2026年米兰-科尔蒂纳冬奥会以可持续发展为理念。下列冬奥会劳动项目对应的化学知识正确的是 选项 劳动项目 化学知识 A 给火炬握把装配超轻交联聚烯烃发泡材料 聚烯烃通过缩聚反应生成 B 给临时速滑馆保温层安装生物基聚氨酯泡沫 聚氨酯属于纯净物 C 给雪橇赛道添加亚麻纤维增强混凝土 亚麻纤维属于天然有机高分子 D 给赛事防护装备装配碳纤维增强环氧树脂复合材料 环氧树脂属于热塑性高分子 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．聚烯烃是由烯烃通过加聚反应生成，并非缩聚反应，A错误； B．聚氨酯属于高分子化合物，聚合度为不确定值，因此属于混合物，不是纯净物，B错误； C．亚麻纤维的主要成分为纤维素，属于天然有机高分子化合物，C正确； D．环氧树脂成型后加热不能熔化重塑，属于热固性高分子，不是热塑性高分子，D错误； 因此答案选C。 2. 下列化学用语或图示不正确的是 A. 的VSEPR模型： B. 杂化轨道示意图： C. 的键的形成： D. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键： 【答案】C 【解析】 【详解】A．中心原子价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，图示正确，A不符合题意； B．杂化轨道为1个轨道和2个轨道杂化得到的3个能量等同的轨道，呈平面正三角形分布，夹角为，图示正确，B不符合题意； C．图示为轨道肩并肩侧面重叠，形成的是键，不是头碰头沿键轴重叠形成的键，图示错误，应该为，C符合题意； D．邻羟基苯甲醛的分子内氢键是羟基的原子与醛基的原子之间形成的弱相互作用，图示正确，D不符合题意； 故选C。 3. 物质性质与组成元素的性质有关，下列对物质性质差异解释错误的是 性质差异 主要原因 A 稳定性： 分子间有氢键，分子间无氢键 B 沸点： CO是极性分子，是非极性分子 C 酸性： 是推电子基团 D 硬度：金刚石>晶体硅 原子半径： A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．物质的稳定性属于化学性质，由分子内共价键的键能决定，H2O稳定性大于H2S是因为O非金属性更强，H-O键键能更大；氢键只影响熔沸点等物理性质，不影响稳定性，A解释错误； B．CO与N2相对分子质量相同，CO是极性分子，N2是非极性分子，极性分子间范德华力更强，因此CO沸点高于N2，B解释正确； C．羧酸酸性取决于羧基电离H+的能力，-CH3是推电子基团，会减弱羧基中O-H键的极性，使H+更难电离，因此CH3COOH酸性弱于HCOOH，C解释正确； D．金刚石和晶体硅都属于共价晶体，共价键键能越大，共价晶体硬度越大；原子半径Si>C，因此C-C键键长更短、键能更大，硬度金刚石大于晶体硅，D解释正确； 故选A。 4. 下列关于物质结构与性质的说法正确的是 A. 由玻璃制成规则的玻璃球体现了晶体的自范性 B. 晶体X射线衍射实验可以用于键长、键角和晶体结构的测定 C. 所有的气态物质和液态物质均是由分子构成的 D. 液晶是指液体和晶体组成的特殊混合物，既具有液体的流动性，又具有晶体的各向异性 【答案】B 【解析】 【详解】A．玻璃属于非晶体，不具有晶体的自范性，玻璃球的规则外形是外力加工的结果，并非晶体自范性的体现，A错误； B．晶体的X射线衍射实验可以获得晶胞的结构参数，进而测定键长、键角和晶体的微观结构，B正确； C．气态和液态物质不一定都由分子构成，例如液态汞由汞原子和自由电子构成，熔融由和构成，C错误； D．液晶是介于液态和晶态之间的特殊聚集状态，属于纯净物的一种状态，不是液体和晶体组成的混合物，D错误； 故选B。 5. 某立方卤化物可用于制作光电材料，其晶胞结构如图所示。该晶胞在体对角线方向的投影为 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】沿晶胞对角线投影，顶点上的K构成一个大六边形，面心上的F构成一个小六边形，均匀分布，中心的Ca与顶点K重合。 故选C。 6. 多糖是九华黄精的活性成分。以下研究黄精水提取液中多糖的方法达不到目的的是 A. 通过水浸法可获得含该多糖的提取液 B. 利用色谱法可实现多糖的分离与纯化 C. 红外光谱法可分析多糖中O-H键的特征吸收峰 D. 通过核磁共振氢谱可推测多糖相对分子质量 【答案】D 【解析】 【详解】A．多糖可溶于水，用水浸法可以从黄精中提取得到含多糖的溶液，A不符合题意； B．色谱法是分离、提纯有机化合物的重要方法之一，利用色谱法可实现多糖的分离与纯化，B不符合题意； C．红外光谱法能获得分子中所含有的化学键或官能团的信息，可分析多糖中O-H键的特征吸收峰，C不符合题意； D．核磁共振氢谱主要用于分析分子中氢原子的种类、数量和化学环境，无法直接推测多糖的相对分子质量，D符合题意； 故选D。 7. 下列说法不正确的是 A. 淀粉在酸或酶催化下水解的最终产物是葡萄糖 B. 向鸡蛋清溶液中加入AgNO3溶液，出现沉淀，加蒸馏水后沉淀溶解 C. 植物油氢化后所得的硬化油不易被空气氧化变质 D. 核酸中核苷酸之间通过磷酸二酯键连接 【答案】B 【解析】 【详解】A．淀粉属于多糖，在酸或酶催化下水解的最终产物为葡萄糖，A正确； B．鸡蛋清的主要成分为蛋白质，AgNO3是重金属盐，会使蛋白质发生不可逆变性，加蒸馏水后沉淀不会溶解，B错误； C．植物油中含有不饱和碳碳双键，易被空气氧化，氢化后双键变为饱和单键，所得硬化油不易被氧化变质，C正确； D．核酸的基本组成单位是核苷酸，核苷酸之间通过磷酸二酯键连接形成长链，D正确； 答案选B。 8. 某实验小组使用苯、铁粉和液溴等药品按照如图步骤依次操作，制备溴苯并验证反应生成的溴化氢。下列各步骤中的装置或操作不能达到相应实验目的的是 A．制取溴苯 B．净化溴苯 C．分离溴苯 D．检验溴化氢 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．苯与液溴在铁粉催化下可发生取代反应制取溴苯，装置合理，A正确； B．粗溴苯中混有的可与溶液反应生成易溶于水的盐，搅拌可使反应更充分，可达到除杂目的，B正确； C．溴苯不溶于水且密度大于水，处于分液漏斗下层，可通过分液操作分离，装置操作符合要求，C正确； D．反应过程中挥发的蒸气会进入溶液，与水反应生成的也能与产生淡黄色沉淀，干扰生成的的检验，无法达到实验目的，D错误； 故选D。 9. 在一定条件下，化合物X发生的重排反应如下： 下列说法正确的是 A. X、Y、Z中所有碳原子均为杂化 B. X、Y、Z互为同分异构体 C. Y的熔点比Z的熔点高 D. 1 mol X最多能与6 mol 发生加成反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．X、Y、Z中均存在甲基饱和碳原子，该碳原子采取杂化，A错误； B．X、Y、Z的分子式相同，官能团位置和结构不同，符合同分异构体定义，B正确； C．Y中羟基与邻位羰基形成分子内氢键，会降低熔沸点，Z中羟基与羰基形成分子间氢键，会升高熔沸点，故Y的熔点比Z低，C错误； D．1 mol萘环最多与5 mol 发生加成反应，X中酯基的羰基不能与加成，故1 mol X最多消耗5 mol ，D错误； 故选B。 10. 有机物甲能发生如图转化（THF作有机溶剂）。下列说法正确的是 A. 甲的核磁共振氢谱有3组峰 B. 可用鉴别甲和乙 C. 乙→丙的反应类型为消去反应 D. 乙→丙的反应过程中，可能有副产物生成 【答案】D 【解析】 【分析】甲含酚羟基，与NaOH发生中和反应，乙为甲的酚羟基转化为：，乙→丙为酚钠与2-溴-2-甲基丙酸的取代成醚反应。 【详解】A．甲为对称结构，等效氢共4种，核磁共振氢谱有4组峰，位置如图：，A错误； B．甲和乙都含有醛基，醛基可被酸性​氧化，二者都能使酸性高锰酸钾溶液褪色，无法鉴别，B错误； C．乙→丙是酚钠的氧负离子取代反应物中溴原子的位置，形成醚键，反应类型为取代反应，不是消去反应，C错误； D．在NaOH醇溶液条件下，溴原子可以发生消去反应，在反应体系中该副产物以钠盐形式存在，可以得到副产物，D正确； 故选D。 11. 烃基卤化镁也称格氏试剂，能够与羰基等发生格氏反应： 下列转化不能通过格氏反应实现的是(格式试剂可根据需要任选) A. 甲醛转化为正丁醇 B. 乙醛转化为乙醇 C. 丙酮转化为叔丁醇 D. 二氧化碳转化为乙酸 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲醛（HCHO）羰基碳连两个H，与丙基格氏试剂（CH3CH2CH2-MgX）反应，加成后水解生成CH3CH2CH2CH2OH（正丁醇），A正确； B．由以上分析可知，格氏反应为增碳反应，从乙醛到乙醇没有增碳，故不能通过格氏反应制备，B错误； C．丙酮[(CH3)2CO]羰基碳连两个CH3，与甲基格氏试剂（CH3-MgX）反应，加成后水解生成(CH3)3COH（叔丁醇），C正确； D．二氧化碳（O=C=O）与甲基格氏试剂（CH3-MgX）反应生成CH3COOMgX，水解后得CH3COOH（乙酸），D正确； 故答案选B。 12. 一种高分子A转化为高分子B的示意图如下。 下列说法不正确的是 A. 有机化合物C是乙醇 B. 有机化合物D中有手性碳原子 C. F聚合生成高分子B的过程中，存在C-O键的断裂与形成 D. 高分子A生成高分子B的总反应可表示为： 【答案】D 【解析】 【详解】A．高分子A的结构为聚酯类聚合物，在反应中发生酯交换反应，断裂的是高分子链中的酯基，生成D ，从D的结构（）可知，其左端为乙氧基，因此C为乙醇，A正确； B．观察化合物D的结构，右侧第一个C原子同时连接了四个不同的基团，如图，因此有机化合物D中有手性碳原子，B正确； C．F为环状酯，开环聚合生成高分子B时，酯基中的键断裂，同时形成新的键连接成高分子链，过程存在键的断裂与形成，C正确； D．根据原子守恒，n个单元的A与n个E反应，只生成1分子乙醇，而非n分子，因此总反应书写错误，D错误； 故答案为D。 13. 下列实验操作及现象和实验结论均正确的是 选项 实验操作及现象 实验结论 A 向淀粉水解后的溶液中加入碘水，溶液变蓝 说明淀粉没有水解 B 向蔗糖溶液中加入稀硫酸，加热几分钟后加入新制悬浊液，继续加热，无红色沉淀生成 蔗糖没有发生水解反应 C 向溶有的溶液中滴加溴水，振荡后溴水褪色 中含有碳碳双键 D 向蛋白质溶液中加入饱和食盐水，出现白色沉淀，继续加入蒸馏水，沉淀溶解 蛋白质发生了盐析 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．淀粉水解后溶液加碘水变蓝，仅能说明溶液中仍存在淀粉，可能是淀粉部分水解，无法证明淀粉没有水解，A错误； B．蔗糖水解后溶液呈酸性，酸性条件下新制会被酸溶解，无法与葡萄糖反应，应先加中和过量硫酸再检验，因此不能说明蔗糖未水解，B错误； C．中含有的醛基（）也具有还原性，可被溴水氧化使溴水褪色，无法证明一定含有碳碳双键，C错误； D．蛋白质中加入饱和非重金属盐溶液会发生盐析，盐析是可逆过程，加水沉淀会溶解，操作现象与结论均正确，D正确； 故选D。 14. 轮烷是一个或多个环状分子和一个或多个链状分子为轴组成的分子集合，其链分子作轴穿过环分子的空腔，两端结合成体积较大分子以防止轴分子的滑出。下图是一种典型的斯托达特轮烷的结构示意图。下列说法错误的是 A. 轮烷属于超分子 B. 图中两端的含Si大基团能提高该分子的稳定性 C. 大环在轴上滑动时既有共价键的变化，又有非共价键的变化 D. 大环在轴上滑动后其部分性质如光电性质可能发生变化，可用于制作信息存储器件 【答案】C 【解析】 【详解】A．轮烷是由环状分子和链状分子通过机械互锁形成的分子集合，其组分之间不通过共价键连接，而是通过非共价相互作用维系，符合超分子定义，A正确； B．叔丁基硅氧基等大体积端基可物理阻挡环分子滑脱，增强机械互锁结构的稳定性，B正确； C．大环在轴上滑动仅涉及非共价键的断裂与重组，分子骨架中的共价键未发生任何断裂或形成，C错误； D．大环位置变化会调控分子内电子离域程度与偶极矩，从而改变吸收/发射光谱，具备作为分子开关或存储单元的潜力，D正确； 故答案选C。 二、非选择题：本题共4小题，共58分。 15. 碳族元素单质及其化合物在多领域有重要用途。回答下列问题： （1）丙酮是重要的有机溶剂，丙酮分子中键与键的个数比为________。 （2）碳酸钠是重要的化工原料之一、的空间结构为________。 （3）如图是乙烯分子结构式，试判断键角大小：________(填“>”“=”或“<”)。 （4）易水解(机理如图)，而难水解，原因是_____________。 （5）锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。 ①Ge单晶具有金刚石型结构，微粒之间存在的作用力是________。 ②比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：_____________。 熔点/℃ 26 146 沸点/℃ 83.1 186 约400 ③Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是_____________。 【答案】（1）9：1 （2）平面三角形 （3）> （4）C原子第二层只有2s、2p轨道，无空d轨道，无法接受水分子中O原子的孤电子对；Si原子有可利用的3d空轨道，能够接纳H2O中O的孤电子对，形成中间体，发生水解。 （5） ①. 共价键（或非极性键） ②. GeCl4、GeBr4、GeI4的熔沸点依次增高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增强 ③. Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键 【解析】 【小问1详解】 丙酮分子式为CH3COCH3，其结构：(CH3)2C=O，单键全部为σ键.碳氧双键：1个σ、1个π，σ键总数：9，π键总数：1，键与键的个数比值为：9：1 【小问2详解】 的中心C价层电子对数=，无孤电子对，其空间结构为：平面三角形 【小问3详解】 乙烯的碳碳双键电子云密度大，斥力大于C-H单键，双键与单键之间夹角α更大。 【小问4详解】 SiCl4易水解、CCl4难水解原因：C原子第二层只有2s、2p轨道，无空d轨道，无法接水分子中O原子的孤电子对；Si原子有可利用的3d空轨道，能够接纳H2O中O的孤电子对，形成中间体，发生水解。 【小问5详解】 ①Ge单晶具有金刚石型结构，Ge原子与周围4个Ge原子形成正四面体结构，向空间延伸的立体网状结构，属于原子晶体，Ge原子之间形成共价键 ②锗的卤化物都是分子晶体，分子间通过分子间作用力结合，对于组成与结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高，由于相对分子质量：GeCl4＜GeBr4＜GeI4，故熔沸点：GeCl4＜GeBr4＜GeI4； ③Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，Ge原子半径大，难以通过“肩并肩”方式形成π键，故Ge原子之间难以形成双键或三键； 16. 硅、锗广泛应用于半导体工业。回答下列问题： （1）与N-甲基咪唑()反应可以得到，其结构如图1所示。Si原子的配位数是________。 （2）与是化学类似物，请解释沸点(1388 K)高于沸点(357 K)的原因：________。 （3）理论预测，由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X的晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。 ①图2-b为Ge晶胞中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成的一种单元结构，它不是晶胞单元，理由是________。 ②图2-c为X的晶胞，X的晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为________；该晶胞中粒子个数比________。 ③设X的最简式的式量为M，阿伏加德罗常数为。则X晶体的密度为________(列出算式)。 【答案】（1）6 （2）GeO2 为原子晶体，熔化破坏共价键；GeCl4为分子晶体，沸腾仅破坏分子间作用力，共价键作用力远大于分子间作用力，故GeO2沸点更高。 （3） ①. 图b中8个顶点原子种类不同，不满足平移对称性，无法通过平移重复得到整个晶体，不是晶体的最小重复单元 ②. 4 ③. 1：1：2 ④. 【解析】 【小问1详解】 中心Si周围连接4个N-甲基咪唑的N原子、2个Cl-，共6个配位原子。 【小问2详解】 沸点差异原因是GeO2与SiO2结构类似，属于共价晶体，共价键决定其熔沸点，所需能量极高：GeCl4 是分子晶体，分子间作用力为范德华力，所需能量低。因此GeO2沸点远高于 GeCl4。 【小问3详解】 ①图b中8个顶点原子种类不同，不满足平移对称性，无法通过平移重复得到整个晶体，不是晶体的最小重复单元； ②图c晶胞底面中心原子为Hg原子，与其最近的Sb原子有两个，在其下方晶胞中还有2个Sb原子，故该晶胞中最近有Sb原子个数为4；每个晶胞中Hg原子数目为；Ge原子的数目为；Sb原子数目为8，故该晶胞中粒子个数之比为Hg：Ge：Sb=1：1：2； ③每个晶胞中含有HgGeSb2的数目为4，则1mol HgGeSb2体积为cm3，因1mol HgGeSb2质量为Mg，故X晶体的密度为。 17. 肉桂酸广泛应用于香精香料、食品添加剂、医药工业、美容和有机合成等方面。其合成原理及实验室制备方法如下： 主反应： 副反应： 实验步骤： Ⅰ．在50 mL仪器a中加入5 mL苯甲醛、14 mL乙酸酐和12 g无水碳酸钾粉末(过量)，加热回流45 min。 Ⅱ．向反应混合物中加入40 mL蒸馏水浸泡几分钟，进行水蒸气蒸馏。 Ⅲ．将烧瓶冷却后，加入10 g碳酸钠，再加入70 mL水，加热煮沸，趁热过滤。 Ⅳ．待滤液冷却至室温后，在搅拌下小心加入40 mL 盐酸，使溶液呈酸性。 Ⅴ．冷却结晶，抽滤，用少量冷水洗涤，80℃烘干，得粗产品4.5 g。 名称 相对分子质量 密度/ 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解度：g/100 mL 水 醇 醚 苯甲醛 106 1.04 178～179 0.3 互溶 互溶 乙酸酐 102 1.08 138～140 遇水生成乙酸 溶 不溶 肉桂酸 148 1.24 133～134 300 0.04 24 溶 回答下列问题： （1）加热回流装置中仪器a的名称是________，不使用水冷冷凝管而用空气冷凝管是为了________。 （2）碳酸钾使用前应干燥并研细，目的是________。 （3）水蒸气蒸馏装置中毛细管的主要作用是________，步骤Ⅱ中蒸出的物质是________与水的低沸点共沸物，判断蒸馏完成的方法是________。 （4）步骤Ⅲ中趁热过滤除去的主要物质是________(填名称)。 （5）本实验肉桂酸的产率最接近________(填标号)。 A. 50% B. 60% C. 70% D. 80% 【答案】（1） ①. 三颈烧瓶（或三口烧瓶） ②. 防止因温差过大导致冷凝管炸裂 （2）干燥是为了防止乙酸酐遇水生成乙酸，研细是为了增大固液接触面积，加快反应速率 （3） ①. 防暴沸 ②. 苯甲醛 ③. 馏出液澄清透明，无油珠出现 （4）聚苯乙烯 （5）B 【解析】 【分析】仪器a中加入苯甲醛、乙酸酐和无水碳酸钾粉末(过量)，加热回流45min，向反应混合物中加入蒸馏水浸泡后进行水蒸气蒸馏，蒸馏后冷却加入碳酸钠、水，加热煮沸，趁热过滤，待滤液冷却至室温后，加入盐酸，使肉桂酸结晶析出，经冷却结晶，抽滤，洗涤，烘干，得粗产品； 【小问1详解】 加热回流装置中仪器a的名称是三颈烧瓶(三口烧瓶)；由表可知，各物质的沸点高于水的沸点，故不使用水冷冷凝管而用空气冷凝管是为了防止冷凝管炸裂； 【小问2详解】 由表可知，乙酸酐遇水生成乙酸，故碳酸钾使用前应干燥并研细，目的是干燥是为了防止乙酸酐遇水生成乙酸，研细是为了增大表面积，加快反应速率； 【小问3详解】 水蒸气蒸馏装置中毛细管的主要作用是防暴沸，起到沸石的作用；苯甲醛不和碳酸钾反应，而肉桂酸、乙酸均和碳酸钾反应转化为盐溶液，故步骤Ⅱ中蒸出的物质是苯甲醛与水的低沸点共沸物，判断蒸馏完成的方法是馏出物无油珠，馏出液澄清透明不再含有有机物的油滴，即可断定水蒸气蒸馏结束； 【小问4详解】 副反应产生聚苯乙烯，而肉桂酸转化为可溶性盐溶液，故步骤Ⅲ中趁热过滤除去的主要物质是聚苯乙烯； 【小问5详解】 5mL苯甲醛为、14mL乙酸酐为，所以根据方程式可知，乙酸酐过量，则理论上生成肉桂酸的质量是，所以产率是：，故选B。 18. 阿佐塞米(化合物Ⅰ)是一种可用于治疗心脏、肝脏和肾脏病引起的水肿的药物。Ⅰ的一种合成路线如下(部分试剂和条件略去)。 已知：①； ②； ③含有取代基的苯的衍生物，在进行苯环上的取代反应时，原有的取代基对新进入的取代基主要进入位置，存有一定指向性效应，这种效应称为取代基定位效应。其中甲基是邻对位定位基，硝基是间位定位基。 回答下列问题： （1）化合物A的名称为________。 （2）B中含有的官能团除羧基外还有________(填名称)。 （3）写出化合物D的结构简式：________。 （4）写出E生成F的化学方程式：____________。 （5）利用以上合成线路中的相关信息，设计由A到B的合成路线：____________(用流程图表示，无机试剂任选)。 （6）同时符合下列条件的化合物B的同分异构体有________种。 ①属于芳香族化合物；②分子中含有硝基。 其中谱显示有4组峰，且峰面积之比为的同分异构体结构简式是________。 【答案】（1）甲苯 （2）氯原子、氨基 （3） （4） （5） （6） ①. 17 ②. 【解析】 【分析】该合成以分子式​的甲苯（A）为起始原料，结合苯环定位效应，经硝化、还原等步骤引入氨基、氯原子得到（B）；B通过处理将氨基转化为氟原子得到C，C经氯磺化、氨化将对位氯替换为磺酰胺基得到D；D参照已知①先将羧基转化为酰氯再氨化得到E，E经​脱水将酰胺基转化为氰基得到F；F与G发生取代反应生成H，最终H和​在DMF中发生环加成反应得到目标产物I。 【小问1详解】 A的分子式为，结合后续芳香族转化路径，可知其为苯环连接1个甲基，即甲苯； 【小问2详解】 观察B的结构：苯环上直接连有（氨基）、（氯原子）和（羧基），因此除羧基外的官能团为氨基、氯原子； 【小问3详解】 C为，C和反应是在苯环上引入，再和氨水反应将转化为，结合定位效应，进入羧基的间位、氟原子的对位，得到D的结构简式：； 【小问4详解】 根据E的分子式和F的结构式推断E为，在作用下分子内脱水，酰胺基转化为氰基，化学方程式为：； 【小问5详解】 甲苯转化为B，羧基由甲基氧化而来，氨基由硝基还原而来，硝基、氯原子由苯的硝化和氯化而来，考虑官能团引入的先后顺序和苯环上取代基定位效应，应先引入硝基、氯原子，再氧化甲基，最后还原硝基，否则硝基和氯原子取代位置会错位，氨基可能被氧化。合成路线为：； 【小问6详解】 B的分子式为，满足芳香族、含硝基的同分异构体： 当苯环上有3个取代基：、、，分别为：、、、、、、、、、，共10种； 当苯环上有2个取代基：①、，②、，每组在苯环上有邻、间、对3种位置，共种； 当苯环上有1个取代基，则符合条件的同分异构体为。共有同分异构体10+6+1=17种； 核磁共振氢谱显示4组峰，峰面积2:2:1:1，说明结构高度对称，符合条件的为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $