内容正文:
2025-2026学年度第二学期期末学业水平测试
高二化学试卷
注意事项:
1.答题时,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 Si 28 Cl 35.5
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,只有一项符合题目要求。
1. 文物是一个国家悠久历史最生动的体现。下列文物材质的主要成分属于天然高分子材料的是
文物图示
选项
A.青陶罐
B.白玉镂雕
文物图示
选项
C.鎏金舞马衔杯纹银壶
D.鹭鸟纹蜡染百褶裙
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 异丁烷的球棍模型: B. 聚乙炔的结构简式:
C. p-p σ键电子云轮廓图: D. 的VSEPR模型:
3. 下列关于有机化合物的分类正确的是
A. 苯的同系物: B. 芳香烃:
C. 酰胺: D. 酚:
4. 硝酸乙基铵()是人类发现的第一种常温离子液体,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 离子液体的优点是难挥发可作溶剂
B. 离子液体是带电的液体
C. 该物质中C、N原子的杂化方式相同
D. 1 mol该物质含有非极性键的数目为
5. 冠醚是一种皇冠状分子,不同大小的冠醚空穴适配不同大小的碱金属离子,例如:12-冠-4适配,18-冠-6适配。下列说法错误的是
A. 空腔大小:12-冠-4<18-冠-6 B. 18-冠-6与之间存在离子键
C. 红外光谱可测定冠醚中含有的官能团 D. 超分子具有识别某些离子的能力
6. W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前20号主族元素,只有Q为金属元素且其基态原子核外无单电子,X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,Z和X同主族。元素化合物间可发生如下反应:。下列说法正确的是
A. 第一电离能:Z>Y>Q
B. 简单离子半径:Z>Y>X
C. 最高价氧化物对应的水化物的酸性:Y>Z
D. W能分别与X、Y、Z、Q形成简单化合物
7. 下列化学方程式书写不正确的是
A. 乙醇与氢溴酸反应:
B. 乙醛与银氨溶液反应:
C. 苯酚与过量饱和溴水反应:+Br2→↓+HBr
D. 溴乙烷与NaOH的乙醇溶液反应:
8. 下列有关物质性质或用途的解释错误的是
性质
解释
A
酸性:
是推电子基团
B
石墨可作润滑剂
石墨呈层状结构,层间以范德华力结合
C
沸点:
分子间存在氢键
D
熔点:
Fe比Na的金属性弱
A. A B. B C. C D. D
9. 已知苯甲酸的溶解度随着温度升高而增大且变化较大。某小组从某粗苯甲酸样品(含少量氯化钠和泥沙)中提纯苯甲酸。实验步骤如下:
下列有关叙述错误的是
A. 操作I加热可以增大苯甲酸的溶解度
B. 操作II趁热过滤的简易装置可以选用如图所示装置
C. 操作II趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl,防止苯甲酸结晶析出
D. 操作III需缓慢冷却结晶,可减少杂质被包裹
10. 2024年诺贝尔化学奖第一次颁给了“人工智能模型”,该模型能预测大约两亿种已知蛋白质的复杂结构。下列说法错误的是
A. 蛋白质水解的最终产物为氨基酸
B. 含有苯环的蛋白质溶液与浓硝酸混合共热后会产生黄色沉淀
C. 实验室一般通过测定有机样品中氮元素的质量分数计算其中蛋白质的含量
D. 加入过量的CuSO4溶液会使蛋白质盐析
11. 黔东南盛产金银花,其有效活性成分为绿原酸,又名咖啡鞣酸,具有广泛的杀菌消炎功效,结构如图所示,下列有关绿原酸的说法正确的是
A. 绿原酸能发生取代、加成和氧化反应
B. 绿原酸的分子式为C16H16O9
C. 1 mol绿原酸可与6 mol H2发生反应
D. 绿原酸分子中含有3种官能团
12. 下列实验方案能达到实验目的的是
实验目的
实验方案
A
除去乙烷中少量的乙烯
将混合气体通入酸性高锰酸钾溶液
B
检验氯丙烷中是否含有氯元素
将氯丙烷和NaOH溶液混合后加热,再滴加硝酸银溶液,观察实验现象
C
探究葡萄糖的还原性
在一支试管中先加入2 mL 10% NaOH溶液,滴入5滴5% CuSO4溶液,再加入2 mL 10%葡萄糖溶液,加热。观察实验现象
D
探究乙醇发生消去反应
加热乙醇与浓硫酸的混合液至170℃,将生成的气体通入溴水中,观察溴水是否褪色
A. A B. B C. C D. D
13. 为了探究简单配合物的转化过程,进行了如图所示的实验。下列说法正确的是
A. ②→③反应的离子方程式为:
B. 上述实验说明配体与Cu2+形成配位键的稳定性:NH3>H2O
C. 深蓝色沉淀④在乙醇中的溶解度比在水中的溶解度大
D. 溶液⑥的溶质为黄绿色的CuCl2
14. 灰锡与金刚石的晶体类型相同,其晶胞如图甲所示,图乙为晶胞的俯视图,已知原子的分数坐标a点,c点。下列有关说法正确的是
A. Sn位于元素周期表的d区
B. Sn的主要正化合价有+3,+5等
C. 晶胞中d点原子分数坐标为
D. 若Sn-Sn键的键长为a pm,则晶胞参数为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 我国在新材料领域研究的重大突破,为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有N、B、O、P、Fe、Ti、Cu等元素。回答下列问题:
(1)基态N原子的价层电子轨道表示式为____________;Ti在元素周期表中的位置为____________。
(2)具有较高的熔点(高于1000℃),晶体类型属于____________晶体。蒸气状态下以双聚分子()的形式存在,双聚分子的结构式为____________。
(3)钛能形成多种配合物或配离子,如、、等。
①基态Ti的核外电子有____________种空间运动状态。
②上述配位原子的电负性由小到大的顺序是____________(写元素符号)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式属于面心立方密堆积,晶胞结构如图所示。假设铜晶胞参数为a nm,铜晶体的密度为,则铜的相对原子质量为____________(设为阿伏加德罗常数的值,用含a、、的代数式表示)。
16. 山梨酸乙酯()对细菌、霉菌等有很好的灭活作用,广泛地用作各类食品的保鲜剂以及家畜、家禽的消毒剂。直接酯化法合成山梨酸乙酯的装置(夹持装置省略)如图所示,该方法简单,原料易得,产物纯度高。
可能用到的有关数据如下表:
物质
相对分子质量
密度/()
沸点/℃
水溶性
山梨酸
112
1.204
228
易溶
乙醇
46
0.789
78
易溶
山梨酸乙酯
140
0.926
195
难溶
环己烷
84
0.780
80.7
难溶
实验步骤:
在a中加入5.6 g山梨酸()、足量乙醇、环己烷、少量催化剂和几粒沸石,油浴加热a,反应温度为110℃,回流4小时后停止加热和搅拌,反应液冷却至室温,滤去催化剂和沸石,将滤液倒入分液漏斗中,先用5% 溶液洗涤至中性,再用水洗涤、分液,在有机层中加入少量无水,静置片刻,过滤,最后再进行蒸馏,收集195℃的馏分得到纯净的山梨酸乙酯5.3g。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是____________,仪器b的作用是____________。
(2)为了将反应中生成的水及时移出反应体系,常加入带水剂。该山梨酸乙酯合成过程中在使用带水剂的同时还需在仪器a和仪器b之间装一个干燥管,该干燥管中可填充的试剂是____________。
a.碱石灰 b.无水 c.浓硫酸
(3)洗涤、分液过程中,加入5% NaHCO3溶液的目的是____________,有机层从分液漏斗的____________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(4)写出山梨酸和乙醇反应制取山梨酸乙酯的化学方程式:____________。
(5)从实验安全角度考虑,对滤液进行蒸馏时,应使用的冷凝管是____________(填标号)。
A.空气冷凝管
B.直形冷凝管
C.球形冷凝管
(6)本实验中,山梨酸乙酯的产率是____________(精确至0.1%)。
17. 结构决定性质,研究物质的组成、结构对于学习物质的性质至关重要。
(1)四种状态的Li原子轨道表示式如下所示,其能量最高的是____________。
A. B.
C. D.
(2)H2O中O和中S均为sp3杂化,比较H2O中H—O—H键角和中O—S—O键角的大小并解释原因____________________________________________________________________。
(3)α-氰基丙烯酸甲酯(俗称501),用于医疗器械领域,如皮肤手术切口闭合;α-氰基丙烯酸正丁酯(俗称504);α-氰基丙烯酸正辛酯(俗称508)。501的结构简式如下图:
①502是一种无色透明液体,可用于制瞬间胶粘剂,其结构简式为_________________________。
②501在空气中微量水催化下发生加聚反应迅速固化而将被粘物粘牢,写出该反应的化学方程式_________________________________________________________________________。
(4)有机物V是常用的乙基化剂,结构简式为:。若用a表示V中—CH3的碳氢键,b表示V中—CH2—的碳氢键,则两种碳氢键的极性大小关系是a__________b(选填“>”“<”或“=”)。
(5)吡啶()不仅是基础有机化学中的一个重要化合物,也是现代合成化学、药物设计和材料科学研究中不可或缺的原料和工具分子,因含大π键而具有芳香性,氮原子含孤电子对而显碱性,碱性随N原子电子云密度的增大而增强,吡啶分子所含的大π键可表示为____________。、、三种物质碱性从强到弱排序为:________________________。
18. R-肾上腺素是心脏骤停和过敏性休克的抢救常用药,其一种合成方法如下(部分试剂、条件和步骤已略去)。
已知:
回答下列问题:
(1)的名称是______________________。
(2)B中所含官能团有____________(填名称),A→B反应类型为_____________________。
(3)已知,则____________(填“>”“=”或“<”)。
(4)B→C反应的化学方程式______________________。
(5)同时满足下列条件的C的同分异构体有____________种,其中一种的结构简式为____________。
①与作用显色;
②能发生水解反应;
③苯环连有三个取代基,且其中两个取代基相同;
④核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积之比为6∶2∶2∶1。
(6)参照上述合成路线,设计以苯和流程中的B物质为原料合成的路线(无机试剂任选)____________。
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2025-2026学年度第二学期期末学业水平测试
高二化学试卷
注意事项:
1.答题时,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 Si 28 Cl 35.5
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,只有一项符合题目要求。
1. 文物是一个国家悠久历史最生动的体现。下列文物材质的主要成分属于天然高分子材料的是
文物图示
选项
A.青陶罐
B.白玉镂雕
文物图示
选项
C.鎏金舞马衔杯纹银壶
D.鹭鸟纹蜡染百褶裙
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.青陶罐主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,不属于天然高分子材料,A错误;
B.白玉的主要成分为硅酸盐或等,属于无机非金属材料,不属于天然高分子材料,B错误;
C.鎏金舞马衔杯纹银壶主要材质为银,属于金属材料,不属于天然高分子材料,C错误;
D.鹭鸟纹蜡染百褶裙的主要材质为天然纤维,成分为纤维素或蛋白质,属于天然高分子材料,D正确;
故选D。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 异丁烷的球棍模型: B. 聚乙炔的结构简式:
C. p-p σ键电子云轮廓图: D. 的VSEPR模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.图示球棍模型为直链的4个碳原子结构,是正丁烷的球棍模型,异丁烷主链含3个碳原子,2号碳连有甲基,A错误;
B.乙炔加聚时碳碳三键变为碳碳双键,重复单元为,聚乙炔结构简式为,B正确;
C.图示为p轨道肩并肩重叠形成的p-p 键电子云轮廓图,p-p 键是p轨道沿键轴方向头碰头重叠得到,C错误;
D.中心S原子价层电子对数为,无孤电子对,VSEPR模型为平面正三角形,图示为四面体结构,D错误;
故选B。
3. 下列关于有机化合物的分类正确的是
A. 苯的同系物: B. 芳香烃:
C. 酰胺: D. 酚:
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯的同系物要求苯环连接饱和烷基,该物质侧链含有碳碳双键,不属于苯的同系物,A错误;
B.芳香烃是分子中含有苯环的烃,该物质不含苯环,不属于芳香烃,B错误;
C.该物质含有酰胺基(),属于酰胺,C正确;
D.酚要求羟基直接与苯环相连,该物质的羟基连在苯环侧链的饱和碳原子上,属于醇类,D错误;
故选C。
4. 硝酸乙基铵()是人类发现的第一种常温离子液体,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 离子液体的优点是难挥发可作溶剂
B. 离子液体是带电的液体
C. 该物质中C、N原子的杂化方式相同
D. 1 mol该物质含有非极性键的数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.离子液体由阴阳离子构成,微粒间作用力较强,因此难挥发,且能溶解多种物质,可作为溶剂,A正确;
B.离子液体中阳离子总正电荷数等于阴离子总负电荷数,整体呈电中性,不是带电的液体,B错误;
C.该物质中乙基的C均为杂化,中的N为杂化,但中的N为杂化,C、N原子杂化方式不完全相同,C错误;
D.该物质中仅乙基内的键为非极性键,1 mol该物质含非极性键的数目为,D错误;
故选A。
5. 冠醚是一种皇冠状分子,不同大小的冠醚空穴适配不同大小的碱金属离子,例如:12-冠-4适配,18-冠-6适配。下列说法错误的是
A. 空腔大小:12-冠-4<18-冠-6 B. 18-冠-6与之间存在离子键
C. 红外光谱可测定冠醚中含有的官能团 D. 超分子具有识别某些离子的能力
【答案】B
【解析】
【详解】A.半径大于,适配更大离子的冠醚空腔更大,故空腔大小:12-冠-4<18-冠-6,A正确;
B.18-冠-6是中性共价分子,其与之间是氧的孤对电子和阳离子的静电配位作用,不存在离子键,B错误;
C.红外光谱可通过特征吸收峰反映化学键和官能团信息,可测定冠醚中含有的官能团,C正确;
D.不同大小的冠醚可适配不同大小的碱金属离子,体现了超分子的离子识别能力,D正确;
故选B。
6. W、X、Y、Z、Q是原子序数依次增大的前20号主族元素,只有Q为金属元素且其基态原子核外无单电子,X原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,Z和X同主族。元素化合物间可发生如下反应:。下列说法正确的是
A. 第一电离能:Z>Y>Q
B. 简单离子半径:Z>Y>X
C. 最高价氧化物对应的水化物的酸性:Y>Z
D. W能分别与X、Y、Z、Q形成简单化合物
【答案】D
【解析】
【分析】推断元素:X最外层电子数是内层的3倍,为;Z与X同主族,为;Q为前20号金属、基态无单电子且为+2价,为;Y在和之间,中Y为+5价,为;W原子序数最小,为。
【详解】A.同周期第一电离能呈增大趋势,但的3p轨道为半满稳定结构,第一电离能,且金属第一电离能小于非金属,故顺序为,A错误;
B.离子电子层数越多半径越大,电子层结构相同时核电荷数越大半径越小,简单离子半径顺序为,B错误;
C.非金属性,非金属性越强最高价氧化物对应水化物酸性越强,故酸性,即,C错误;
D.为,可与形成、与形成、与形成、与形成,均为简单化合物,D正确;
故选D。
7. 下列化学方程式书写不正确的是
A. 乙醇与氢溴酸反应:
B. 乙醛与银氨溶液反应:
C. 苯酚与过量饱和溴水反应:+Br2→↓+HBr
D. 溴乙烷与NaOH的乙醇溶液反应:
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇与氢溴酸反应生成溴乙烷与水,反应的化学方程式为:,A正确;
B.乙醛与银氨溶液反应生成乙酸铵、银、氨气和水,反应的化学方程式为:,B正确;
C.苯酚与过量饱和溴水反应生成三溴苯酚和溴化氢,反应的化学方程式为:+Br2→↓+3HBr,C错误;
D.溴乙烷与NaOH的乙醇溶液反应生成乙烯、溴化钠和水,反应的化学方程式为:,D正确;
答案选C。
8. 下列有关物质性质或用途的解释错误的是
性质
解释
A
酸性:
是推电子基团
B
石墨可作润滑剂
石墨呈层状结构,层间以范德华力结合
C
沸点:
分子间存在氢键
D
熔点:
Fe比Na的金属性弱
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.是推电子基团,会降低羧基中键的极性,使比更难电离出,酸性更弱,A正确;
B.石墨为层状结构,层间以较弱的范德华力结合,易发生相对滑动,因此可作润滑剂,B正确;
C.分子间存在氢键,分子间仅存在范德华力,氢键的作用力强于范德华力,因此沸点更高,C正确;
D.金属晶体的熔点由金属键强度决定,的价电子数更多、原子半径更小,金属键强于,因此熔点更高,与金属性强弱无关,D错误;
故选D。
9. 已知苯甲酸的溶解度随着温度升高而增大且变化较大。某小组从某粗苯甲酸样品(含少量氯化钠和泥沙)中提纯苯甲酸。实验步骤如下:
下列有关叙述错误的是
A. 操作I加热可以增大苯甲酸的溶解度
B. 操作II趁热过滤的简易装置可以选用如图所示装置
C. 操作II趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl,防止苯甲酸结晶析出
D. 操作III需缓慢冷却结晶,可减少杂质被包裹
【答案】C
【解析】
【分析】步骤I和II,通过溶解过滤,将泥沙去除,得到的滤液为苯甲酸和氯化钠的混合溶液;步骤III利用苯甲酸溶解度随温度变化较大的特点,冷却析出、过滤得到苯甲酸结晶,再通过步骤IV用冷水洗涤苯甲酸,洗去结晶表面残余的溶液,最终制得提纯后的苯甲酸。
【详解】A.由题干信息可知苯甲酸溶解度随温度升高而增大,操作I加热可以增大苯甲酸的溶解度,A正确;
B.趁热过滤的简易装置可选用图示普通过滤装置,操作时快速完成过滤即可达到实验目的,B正确;
C.操作II趁热过滤仅能除去不溶性杂质泥沙,为可溶性杂质,此时仍溶解在滤液中,无法通过该步骤除去,该操作的目的是除去泥沙、防止苯甲酸降温结晶析出,C错误;
D.操作III缓慢冷却结晶可得到颗粒较大的苯甲酸晶体,能够减少杂质被包裹在晶体内部,D正确;
故本题答案选C。
10. 2024年诺贝尔化学奖第一次颁给了“人工智能模型”,该模型能预测大约两亿种已知蛋白质的复杂结构。下列说法错误的是
A. 蛋白质水解的最终产物为氨基酸
B. 含有苯环的蛋白质溶液与浓硝酸混合共热后会产生黄色沉淀
C. 实验室一般通过测定有机样品中氮元素的质量分数计算其中蛋白质的含量
D. 加入过量的CuSO4溶液会使蛋白质盐析
【答案】D
【解析】
【详解】A.蛋白质由氨基酸通过肽键构成,水解最终产物为氨基酸,A正确;
B.含苯环的蛋白质(如含酪氨酸)与浓硝酸发生黄蛋白反应,生成黄色沉淀,加热可加速反应,B正确;
C.凯氏定氮法通过测氮含量(假设蛋白质含氮约16%)估算蛋白质含量,是实验室常用方法,C正确;
D.盐析需高浓度轻金属盐(如硫酸铵),而为重金属盐,过量会导致不可逆变性,而非盐析,D错误。
故选D。
11. 黔东南盛产金银花,其有效活性成分为绿原酸,又名咖啡鞣酸,具有广泛的杀菌消炎功效,结构如图所示,下列有关绿原酸的说法正确的是
A. 绿原酸能发生取代、加成和氧化反应
B. 绿原酸的分子式为C16H16O9
C. 1 mol绿原酸可与6 mol H2发生反应
D. 绿原酸分子中含有3种官能团
【答案】A
【解析】
【详解】A.绿原酸含有羟基、羧基、酯基可发生取代反应,含有苯环、碳碳双键可发生加成反应,羟基、碳碳双键可发生氧化反应,A正确;
B.绿原酸的分子式为,不是,B错误;
C.1mol绿原酸中1mol苯环可与加成,1mol碳碳双键可与加成,羧基和酯基的羰基不与加成,共消耗,C错误;
D.绿原酸分子中含有羧基、羟基、酯基、碳碳双键共4种官能团,D错误;
故选A。
12. 下列实验方案能达到实验目的的是
实验目的
实验方案
A
除去乙烷中少量的乙烯
将混合气体通入酸性高锰酸钾溶液
B
检验氯丙烷中是否含有氯元素
将氯丙烷和NaOH溶液混合后加热,再滴加硝酸银溶液,观察实验现象
C
探究葡萄糖的还原性
在一支试管中先加入2 mL 10% NaOH溶液,滴入5滴5% CuSO4溶液,再加入2 mL 10%葡萄糖溶液,加热。观察实验现象
D
探究乙醇发生消去反应
加热乙醇与浓硫酸的混合液至170℃,将生成的气体通入溴水中,观察溴水是否褪色
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯会被酸性高锰酸钾溶液氧化为,会引入新的杂质,无法达到除杂目的,A错误;
B.氯丙烷与溶液共热水解后,溶液中存在过量的,若直接滴加硝酸银溶液,会与反应生成沉淀,干扰的检验,应先加稀硝酸酸化再滴加硝酸银,B错误;
C.该实验中过量,碱性条件下新制的悬浊液与葡萄糖共热,会生成砖红色沉淀,可证明葡萄糖具有还原性,C正确;
D.浓硫酸具有强氧化性,加热过程中会与乙醇发生副反应生成,也可使溴水褪色,干扰乙烯的检验,D错误;
故选C。
13. 为了探究简单配合物的转化过程,进行了如图所示的实验。下列说法正确的是
A. ②→③反应的离子方程式为:
B. 上述实验说明配体与Cu2+形成配位键的稳定性:NH3>H2O
C. 深蓝色沉淀④在乙醇中的溶解度比在水中的溶解度大
D. 溶液⑥的溶质为黄绿色的CuCl2
【答案】B
【解析】
【详解】A.②为,其与过量氨水反应的离子方程式中配体为,配离子应为,且还有生成,正确离子方程式为: ,A错误;
B.在水溶液中以水合铜离子形式存在,加入氨水后可被取代生成更稳定的四氨合铜离子,说明配体与形成配位键的稳定性:,B正确;
C.深蓝色沉淀④为硫酸四氨合铜,加入乙醇后该物质析出,说明其在乙醇中的溶解度比在水中的溶解度小,C错误;
D.加入过量浓盐酸后,高浓度的与结合生成黄绿色的,溶液⑥溶质不是,D错误;
故选B。
14. 灰锡与金刚石的晶体类型相同,其晶胞如图甲所示,图乙为晶胞的俯视图,已知原子的分数坐标a点,c点。下列有关说法正确的是
A. Sn位于元素周期表的d区
B. Sn的主要正化合价有+3,+5等
C. 晶胞中d点原子分数坐标为
D. 若Sn-Sn键的键长为a pm,则晶胞参数为
【答案】D
【解析】
【分析】结合甲乙二图可知,该晶胞中8个Sn位于顶点,6个Sn位于面心,4个Sn位于晶胞内部,因此该晶胞共含个Sn。
【详解】A.Sn为第ⅣA族元素,价电子排布为,属于主族元素,位于元素周期表的p区,而不是d区,A错误;
B.Sn原子的最外层有4个电子,其主要正化合价为+2、+4价,没有+3、+5价,B错误;
C.结合图甲晶胞结构和图乙俯视图可知,d点原子位于晶胞内部右侧靠前的位置,结合图甲可得d点原子分数坐标为,C错误;
D.灰锡晶胞与金刚石类似,晶胞内部原子与顶角原子的最近距离(即Sn-Sn键长)等于晶胞体对角线的。设晶胞参数为L pm,则体对角线长为。根据题意有,解得,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 我国在新材料领域研究的重大突破,为“天宫”空间站的建设提供了坚实的物质基础。“天宫”空间站使用的材料中含有N、B、O、P、Fe、Ti、Cu等元素。回答下列问题:
(1)基态N原子的价层电子轨道表示式为____________;Ti在元素周期表中的位置为____________。
(2)具有较高的熔点(高于1000℃),晶体类型属于____________晶体。蒸气状态下以双聚分子()的形式存在,双聚分子的结构式为____________。
(3)钛能形成多种配合物或配离子,如、、等。
①基态Ti的核外电子有____________种空间运动状态。
②上述配位原子的电负性由小到大的顺序是____________(写元素符号)。
(4)铜晶体中铜原子的堆积方式属于面心立方密堆积,晶胞结构如图所示。假设铜晶胞参数为a nm,铜晶体的密度为,则铜的相对原子质量为____________(设为阿伏加德罗常数的值,用含a、、的代数式表示)。
【答案】(1) ①. ②. 第四周期第IVB族
(2) ①. 离子 ②.
(3) ①. 12 ②.
(4)
【解析】
【小问1详解】
N是第7号元素,基态N原子的价层电子排布为,因此其价层电子轨道表示式为;Ti是第22号元素,价层电子排布为,其在元素周期表中的位置为第四周期第IVB族;
【小问2详解】
熔点高于1000℃,熔点很高,由活泼金属Fe和活泼非金属F通过离子键结合,因此晶体类型属于离子晶体;中的两个Fe原子通过氯原子形成的配位键桥连,每个Fe原子周围连接4个Cl原子,其中两个Cl原子为桥连的配位氯原子,结构式为;
【小问3详解】
①Ti是第22号元素,基态Ti的核外电子排布为,对应的原子轨道总数为种,因此其核外电子有12种空间运动状态;
②中的C提供孤电子对,配位原子为C、中的O提供孤电子对,配位原子O、中的N提供孤电子对,配位原子N,同周期主族元素电负性从左到右逐渐增大,因此电负性的顺序为;
【小问4详解】
面心立方晶胞中Cu原子的数目为个,晶胞的体积为,铜晶体的密度为,晶胞的质量为,因此铜的摩尔质量,铜的相对原子质量为。
16. 山梨酸乙酯()对细菌、霉菌等有很好的灭活作用,广泛地用作各类食品的保鲜剂以及家畜、家禽的消毒剂。直接酯化法合成山梨酸乙酯的装置(夹持装置省略)如图所示,该方法简单,原料易得,产物纯度高。
可能用到的有关数据如下表:
物质
相对分子质量
密度/()
沸点/℃
水溶性
山梨酸
112
1.204
228
易溶
乙醇
46
0.789
78
易溶
山梨酸乙酯
140
0.926
195
难溶
环己烷
84
0.780
80.7
难溶
实验步骤:
在a中加入5.6 g山梨酸()、足量乙醇、环己烷、少量催化剂和几粒沸石,油浴加热a,反应温度为110℃,回流4小时后停止加热和搅拌,反应液冷却至室温,滤去催化剂和沸石,将滤液倒入分液漏斗中,先用5% 溶液洗涤至中性,再用水洗涤、分液,在有机层中加入少量无水,静置片刻,过滤,最后再进行蒸馏,收集195℃的馏分得到纯净的山梨酸乙酯5.3g。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是____________,仪器b的作用是____________。
(2)为了将反应中生成的水及时移出反应体系,常加入带水剂。该山梨酸乙酯合成过程中在使用带水剂的同时还需在仪器a和仪器b之间装一个干燥管,该干燥管中可填充的试剂是____________。
a.碱石灰 b.无水 c.浓硫酸
(3)洗涤、分液过程中,加入5% NaHCO3溶液的目的是____________,有机层从分液漏斗的____________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(4)写出山梨酸和乙醇反应制取山梨酸乙酯的化学方程式:____________。
(5)从实验安全角度考虑,对滤液进行蒸馏时,应使用的冷凝管是____________(填标号)。
A.空气冷凝管
B.直形冷凝管
C.球形冷凝管
(6)本实验中,山梨酸乙酯的产率是____________(精确至0.1%)。
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. 冷凝回流
(2)b (3) ①. 除去剩余的山梨酸(和酸性催化剂) ②. 上口倒出
(4)
(5)A (6)
【解析】
【分析】该实验为山梨酸乙酯的制备实验,在三颈烧瓶中加入山梨酸、足量乙醇、环己烷、少量催化剂和几粒沸石,加热得到山梨酸乙酯,过滤去除催化剂和沸石,加入溶液洗涤除去多余的山梨酸(和酸性催化剂、乙醇),再用水洗涤、分液除去多余的溶液和乙醇,在有机层中加入少量无水除去水,最后再进行蒸馏,收集195℃的馏分得到纯净的山梨酸乙酯,由此解答;
【小问1详解】
仪器a的名称为三颈烧瓶;仪器b为球形冷凝管,乙醇、环己烷的沸点比较低,易气化,仪器b的作用是冷凝回流未反应的乙醇和环己烷到三颈烧瓶中,提高原材料的利用率;
【小问2详解】
干燥管的作用是除去产生的水,促进反应正向移动,但是干燥剂不能和体系中的反应物或产物发生反应;
a.碱石灰会与酸性的山梨酸进行反应,a不符合题意;
b.无水是中性干燥剂,可以吸收水分并且不与体系内物质反应,b符合题意;
c.浓硫酸是液体,不能用干燥管盛放,c不符合题意;
故选b;
【小问3详解】
由分析可知,加入5% NaHCO3溶液的目的是除去体系中残留的未反应的山梨酸(和酸性催化剂、乙醇),将酸性杂质转化为易溶于水的盐,便于后续分离;根据表格数据,山梨酸乙酯的密度为,环己烷的密度为,小于水的密度,有机层位于分液漏斗的上层,因此有机层需要从上口倒出;
【小问4详解】
山梨酸和乙醇在催化剂、加热的条件下发生酯化反应,生成山梨酸乙酯和水,因此化学方程式为;
【小问5详解】
山梨酸乙酯的沸点是195℃,沸点较高;
A.空气冷凝管依靠空气自然冷却,适用于沸点高于140℃的物质的蒸馏,避免了骤冷炸裂的风险,A符合题意;
B.直形冷凝管通入冷水进行冷却,高温蒸汽遇冷水容易发生骤冷炸裂,存在安全隐患,一般用于沸点低于140℃的物质的蒸馏,B不符合题意;
C.球形冷凝管一般用于回流操作,不适合蒸馏接受馏分,C不符合题意;
故选A;
【小问6详解】
根据已知,该实验过程中乙醇为过量,因此需要用山梨酸计算山梨酸乙酯理论产量,山梨酸的物质的量为,根据可知,理论上生成的山梨酸乙酯的物质的量为,其质量为,实际产量为,因此产率为。
17. 结构决定性质,研究物质的组成、结构对于学习物质的性质至关重要。
(1)四种状态的Li原子轨道表示式如下所示,其能量最高的是____________。
A. B.
C. D.
(2)H2O中O和中S均为sp3杂化,比较H2O中H—O—H键角和中O—S—O键角的大小并解释原因____________________________________________________________________。
(3)α-氰基丙烯酸甲酯(俗称501),用于医疗器械领域,如皮肤手术切口闭合;α-氰基丙烯酸正丁酯(俗称504);α-氰基丙烯酸正辛酯(俗称508)。501的结构简式如下图:
①502是一种无色透明液体,可用于制瞬间胶粘剂,其结构简式为_________________________。
②501在空气中微量水催化下发生加聚反应迅速固化而将被粘物粘牢,写出该反应的化学方程式_________________________________________________________________________。
(4)有机物V是常用的乙基化剂,结构简式为:。若用a表示V中—CH3的碳氢键,b表示V中—CH2—的碳氢键,则两种碳氢键的极性大小关系是a__________b(选填“>”“<”或“=”)。
(5)吡啶()不仅是基础有机化学中的一个重要化合物,也是现代合成化学、药物设计和材料科学研究中不可或缺的原料和工具分子,因含大π键而具有芳香性,氮原子含孤电子对而显碱性,碱性随N原子电子云密度的增大而增强,吡啶分子所含的大π键可表示为____________。、、三种物质碱性从强到弱排序为:________________________。
【答案】(1)A (2)中O原子为杂化,价层电子对为4对:2对成键电子对,2对孤电子对;中S原子为杂化,价层电子对为4对,全部是成键电子对无孤电子对。根据价层电子对互斥理论,孤电子对之间的排斥力远大于成键电子对之间的排斥力,孤电子对会挤压成键电子对的空间,使键角变小。因此键角小于键角,即中键角大于中键角;
(3) ①. ②.
(4)
(5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
Li原子的核电荷数为3,基态电子排布为,对应选项D。激发态中,电子所处能级越高,原子总能量越高:选项B、C中,电子处于,2p能级能量高于2s;选项A中,电子处于,相比B、C,有一个电子从1s跃迁到2s(2s能量高于1s),同时还有一个电子在2p,总能量是,而B、C的总能量是,由于,因此A的总能量最高;
【小问2详解】
中O原子为杂化,价层电子对为4对:2对成键电子对,2对孤电子对;中S原子为杂化,价层电子对为4对,全部是成键电子对无孤电子对。根据价层电子对互斥理论,孤电子对之间的排斥力远大于成键电子对之间的排斥力,孤电子对会挤压成键电子对的空间,使键角变小。因此键角小于键角,即中键角大于中键角;
【小问3详解】
①α-氰基丙烯酸甲酯501的结构为,α-氰基丙烯酸正丁酯504的结构简式为:,根据规律502应为α-氰基丙烯酸乙酯,502的结构简式为;
②加聚反应中,碳碳双键断裂,单体彼此连接形成高分子,反应的化学方程式为:;
【小问4详解】
比较有机物V中碳氢键的极性,的C原子连接着吸电子能力强的O原子,O电负性大于C,O的吸电子作用使得C原子电子云密度降低,键的电子对更偏向C,极性更强;而的C原子仅与C、H相连,电子云密度较高,键极性较弱。因此两种碳氢键的极性大小关系为;
【小问5详解】
吡啶环中,5个C原子各提供1个p电子,N原子提供1个p电子,孤电子对在轨道,不参与大π键,共6个原子、6个电子参与大π键,因此大π键表示为。甲基是推电子基团,能使N原子的电子云密度增大,碱性增强;氯是吸电子基团,使N原子的电子云密度减小,碱性减弱。因此碱性从强到弱的排序为:。
18. R-肾上腺素是心脏骤停和过敏性休克的抢救常用药,其一种合成方法如下(部分试剂、条件和步骤已略去)。
已知:
回答下列问题:
(1)的名称是______________________。
(2)B中所含官能团有____________(填名称),A→B反应类型为_____________________。
(3)已知,则____________(填“>”“=”或“<”)。
(4)B→C反应的化学方程式______________________。
(5)同时满足下列条件的C的同分异构体有____________种,其中一种的结构简式为____________。
①与作用显色;
②能发生水解反应;
③苯环连有三个取代基,且其中两个取代基相同;
④核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积之比为6∶2∶2∶1。
(6)参照上述合成路线,设计以苯和流程中的B物质为原料合成的路线(无机试剂任选)____________。
【答案】(1)甲胺 (2) ①. 羟基、羰基、碳氯键 ②. 取代反应
(3)> (4)
(5) ①. 2 ②. 或
(6)
【解析】
【分析】合成路线中,A为苯-1,2-二酚。A在和作用下,苯环上的氢被取代生成B;B保留两个酚羟基,并含酮羰基和碳氯键。随后甲胺取代B中的氯原子生成C:
C再在氢气和钯碳作用下将羰基还原引入羟基,得到分子式为的D(),最后经L-酒石酸手性拆分得到R-肾上腺素。
【小问1详解】
可看作甲烷分子中的一个氢原子被氨基取代,名称为甲胺;
【小问2详解】
B的结构中直接可见两个酚羟基、一个酮羰基和一个碳氯键;A生成B时,苯环上的氢被含羰基的侧链取代,因此A→B为取代反应;
【小问3详解】
F的电负性强于Cl,吸电子作用更强,使羧酸电离后形成的负电荷更稳定,故。由可知,;
【小问4详解】
B侧链中的碳氯键断裂,甲胺中的氮原子与该碳原子形成碳氮键;另一分子甲胺(碱性)结合生成的氯化氢,反应为:
该式中反应前后碳、氢、氧、氮和氯原子数均守恒;
【小问5详解】
由C的结构可得其分子式为。能与氯化铁显色说明含酚羟基,能水解且有6个等效氢,结合分子式可确定含两个等效酚羟基和一个二甲基酰胺基。两个酚羟基相对于酰胺基只有两种对称排布:2,6-排布和3,5-排布。两种结构中,两个甲基给出6H,两个酚羟基给出2H,苯环上的氢分为2H和1H两组,均符合6∶2∶2∶1,因此共有2种;
【小问6详解】
苯先在浓硝酸和浓硫酸、加热条件下发生硝化反应生成硝基苯,再按题给信息用铁和盐酸还原为苯胺;苯胺中的氮原子再取代B侧链上的氯原子,得到题示目标物。路线为:
该路线分别构建苯胺原料和最终的碳氮键。
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