内容正文:
2027届中关村中学高三年级练习-化学学科
1. 下列说法正确的是
A. 春蚕到死丝方尽中“丝”的主要成分是纤维素
B. 蛋白质和油脂均为天然高分子
C. 蜡炬成灰泪始干中“泪”的主要成分是油脂
D. 葡萄糖和果糖互为同分异构体
2. 下列有关和的说法不正确的是
A. 的中子数约为
B. 可用质谱法区分和
C. 两者分子中的键电子云形状基本相同
D. 两者的化学性质相似
3. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 的VSEPR模型为
B. 基态原子的价层电子排布式为
C. 基态S原子的价层电子轨道表示式为
D. 顺-2-丁烯的分子结构模型为
4. 的结构如图。下列说法正确的是
A. Fe元素位于周期表的s区 B. 第一电离能:
C. 键角: D. 图中的虚线表示氢键
5. 丙烯腈(CH2=CHCN)是合成高分子材料的重要单体,下列说法不正确的是
A. 丙烯腈中碳原子的杂化类型有sp、sp2和sp3
B. 丙烯腈分子中存在σ键和π键
C. 丙烯腈分子中所有原子均在同一平面
D. 丙烯腈与1,3-丁二烯可聚合生成
6. 对下列事实的解释不正确的是
事实
解释
A
碱金属元素的化学性质相似
碱金属元素的原子最外层电子数相同,都是1个电子
B
非金属性:Cl>S
酸性:
C
第一电离能:N>O
N的电子排布是半充满的,比较稳定,电离能较高
D
沸点:
氢键的存在,大大加强了水分子之间的作用力,使水的沸点较高
A. A B. B C. C D. D
7. 下列实验中,能达到实验目的的是
A.实验室制
B.验证醋酸、碳酸和苯酚的酸性强弱
C.萃取碘水中的碘
D.实验室制乙烯
A. A B. B C. C D. D
8. 一种微生物电池的工作原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 电极2为正极
B. 电池工作时,H+通过质子交换膜进入正极区
C. 电极1的电极反应式为
D. 理论上,每消耗1molC6H12O6,消耗134.4 L O2 (标准状况)
9. 进行如下实验探究反应(红棕色)(常温)。下列分析不正确的是
A. ①→②,推测涉及配位键的形成
B. ②中溶液颜色不变时,各微粒浓度存在:
C. ③中上层溶液颜色比②浅的原因:平衡正向移动,降低
D. 向③中加入少量溶液并振荡试管,推测下层溶液紫红色加深
10. 尼龙66具有较强的耐磨性和较高的强度,可由己二酰氯和己二胺通过界面聚合反应(将两种单体分别溶于互不相溶的溶剂中,使其在两种溶剂的界面附近发生聚合反应)制得。
下列说法不正确的是
A. 己二酰氯溶于四氯化碳,己二胺溶于水
B. 加入可增大尼龙66的聚合度,原因是可吸收
C. 尼龙66具有较高的强度,与高分子链之间存在氢键有关
D. 尼龙66可在一定条件下水解,得到己二酰氯和己二胺
11. 科学家用逆合成分析法推测颠茄酮的合成原料,并用所推测的原料成功合成了颠茄酮(路线ⅰ),后来用丙酮二羧酸盐代替原料中的丙酮(路线ⅱ),大幅提高了颠茄酮的产率。
已知K能发生银镜反应,下列说法不正确的是
A. 颠茄酮分子中含有手性碳原子
B. 用逆合成分析法分析ⅰ中颠茄酮“断开”化学键的位置(用虚线表示):
C. ⅰ中反应为:
D. 推测ⅱ中产率更高的原因:丙酮二羧酸盐比丙酮的的活性更高
12. 甲醛(HCHO)使蛋白质变性的部分原理如图所示。下列说法错误的是
A. HCHO分子呈平面三角形
B. 形成部位1时,蛋白质参与反应的官能团只有一种
C. 形成部位2时,HCHO发生了加成反应,则虚线框内的结构为-CH2OH
D. 推测HCHO还可以发生反应:
13. CO2在Pd-MgO/SiO2催化剂上发生反应生成CH4,原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. MgO是一种碱性氧化物
B. Pd能促进H2中的H-H键断裂
C. CO2生成CH4的总反应为
D. 每步反应中碳元素的化合价均发生改变
14. 某新型聚硅氧烷(P)的合成路线如下。
已知:i.M: N:
ii.
下列说法不正确的是
A. M的核磁共振氢谱有3组峰
B. G→P的反应中生成的小分子是C2H5OH
C. 将P加热到一定温度会发生交联,变为网状结构
D. 在上述合成路线中,若将M、N互换顺序,则不可能得到P
15. 配位滴定是常用的定量分析方法。
(1)乙二胺四乙酸(简写为H4Y,简称EDTA)是分析化学中广泛应用的配位滴定试剂,其结构如图所示。
①EDTA的组成元素中,位于第二周期且第一电离能最高的是_______。基态O的核外电子排布式为_______。
②EDTA在水中的溶解性大于相对分子质量相近的烃类,从微粒间相互作用的角度解释其原因:_______。
(2)EDTA在使用时经常制成钠盐,EDTA钠盐的阴离子可与多种金属离子形成配合物,如图所示(M为金属离子)。
①1 mol EDTA最多可与______mol NaOH反应形成钠盐。
②图中,中心离子的配位数是_______;碳原子不参与配位的原因是_______。
③pH偏低时,EDTA钠盐阴离子的配位能力会减弱,原因是______。
(3)EDTA的某种钠盐常用于水中金属离子的测定,相关反应及平衡常数表达式如下(电荷已省略):
M + EDTAEDTA-M K稳EDTA-M =
已知:K稳EDTA-Ca = 5×1010,K稳EDTA-Mg = 5×108。
①在c(Ca2+)、c(Mg2+)接近的混合溶液中用EDTA的钠盐进行配位滴定,优先被结合的阳离子是______。
②上述混合溶液中,将pH调至12可提高c(Ca2+)测定的准确性,原因是______。
16. 元素周期律对制冷剂的研发具有重要指导作用。
(1)早期使用氨、乙醚等物质作制冷剂。写出的电子式:________。
(2)第一代制冷剂存在有毒、易燃等不足,科学家选择H、C、N、O、F、S、Cl作为研发第二代制冷剂的元素。
①以上元素除H外,按构造原理最后填入电子的能级的轨道数均为______个。
②研究发现,物质的可燃性与毒性存在递变规律。
可燃性:、。推测:__________(填化学式)。毒性:。推测:_____(填“>”或“<”)。
③综上,科学家选择氟氯烃类物质(如)作为二代制冷剂。
④沸点:,解释原因:______________________。
(3)在紫外线的作用下,氟氯烃会破坏臭氧层。破坏臭氧层的反应机理如下。
ⅰ.(·表示一个或多个未成对电子,下同)
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
①ⅰ中断裂的键是由碳的________轨道与氯的轨道重叠形成的键。
②相同条件下,用紫外线照射不同氟氯烃与的混合蒸气,测得浓度随时间的变化如图所示。
四氟乙烷因不产生未引起浓度降低。从结构角度解释氟氯烃能产生但不易产生的原因:___________。因此,科学家选择四氟乙烷等物质作新一代制冷剂。
17. 顺铂可用作抗癌药,其结构如下:
(1)顺铂比反铂()在水中的溶解度更大。从分子极性的角度解释原因:________。
(2)顺铂进入癌细胞,破坏其。一种可能的机制示意图如下。
①过程ⅰ的离子方程式是________。
②从配位原子和结合能力的角度解释发生过程ⅱ可能的原因:________。
(3)合成顺铂的一种工艺流程如下。
①上述流程中,的作用是________。
②的晶胞形状为立方体,边长为,结构如图所示。
ⅰ.图中________(填“黑球”或“白球”)表示。
ⅱ.已知:的摩尔质量为,阿伏加德罗常数的值为。该晶体的密度为________。()
18. DHPM类化合物具有钙拮抗、降压和抗癌等活性,一种N-烷基化的DHPM类化合物中间体K的合成路线如下。
已知:
(1)K中含氧官能团有酯基、________(填名称)。
(2)A→B所需试剂和条件是________。
(3)J的结构简式是________。
(4)F→G的过程中还生成,该过程的化学方程式为________。
(5)合成K的过程中,可能生成K的同分异构体K′,K′分子中有一个含2个N原子的六元环和酯基,其结构简式为________(任写一种)。
19. 哌马色林是一种用于治疗帕金森病的药物,其合成路线如下:
已知:ⅰ.(为烃基)
ⅱ.(为烃基)
(1)A中所含的官能团名称为________________。
(2)B的分子式为,A→C的反应类型为________________。
(3)D→E的化学方程式为________________________。
(4)I→J的化学方程式为________________________。
(5)K的结构简式为________________________________。
(6)化合物L可由和在一定条件下反应得到。的合成路线如下图所示。分别写出M和P的结构简式。
M___________________________,P________________________。
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2027届中关村中学高三年级练习-化学学科
1. 下列说法正确的是
A. 春蚕到死丝方尽中“丝”的主要成分是纤维素
B. 蛋白质和油脂均为天然高分子
C. 蜡炬成灰泪始干中“泪”的主要成分是油脂
D. 葡萄糖和果糖互为同分异构体
【答案】D
【解析】
【详解】A.“丝”指蚕丝,主要成分为蛋白质而非纤维素,A错误;
B.蛋白质属于天然高分子化合物,但油脂相对分子质量较小,不属于高分子化合物,B错误;
C.“泪”是蜡烛熔化形成的液态石蜡,主要成分为烃类而非油脂,C错误;
D.葡萄糖和果糖分子式均为,二者结构不同,互为同分异构体,D正确;
故选D。
2. 下列有关和的说法不正确的是
A. 的中子数约为
B. 可用质谱法区分和
C. 两者分子中的键电子云形状基本相同
D. 两者的化学性质相似
【答案】A
【解析】
【详解】A.1 mol 含有2 mol ,每个的中子数为1,因此1 mol 的中子数约为,A错误;
B.质谱法通过质荷比区分分子,和的相对分子质量不同,质荷比存在差异,可用质谱法区分,B正确;
C.和的σ键均由氢原子的s轨道头碰头重叠形成,同位素原子核外电子排布完全相同,因此σ键电子云形状基本相同,C正确;
D.和均为氢单质,核外电子排布一致,化学性质相似,D正确;
故选A。
3. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 的VSEPR模型为
B. 基态原子的价层电子排布式为
C. 基态S原子的价层电子轨道表示式为
D. 顺-2-丁烯的分子结构模型为
【答案】B
【解析】
【详解】A.中心O原子价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,与图示一致,A正确;
B.基态原子满足洪特规则特例,半满结构能量更低更稳定,价层电子排布式应为,不是,B错误;
C.基态原子价层电子排布为,图示轨道表示式符合泡利原理和洪特规则,C正确;
D.顺-2-丁烯的两个甲基位于碳碳双键的同侧,与图示结构模型一致,D正确。
4. 的结构如图。下列说法正确的是
A. Fe元素位于周期表的s区 B. 第一电离能:
C. 键角: D. 图中的虚线表示氢键
【答案】D
【解析】
【详解】A.Fe是26号元素,核外电子排布为,属于d区,A错误;
B.同主族从上到下第一电离能减小,O>S;H的核电荷数小、原子半径小,电离能大于S,B错误;
C.中心S原子价层电子对数为4+4,无孤电子对,为正四面体形,中心O原子价层电子对数为2+4,有2对孤电子对,孤电子对斥力大于成键电子对,其键角小于,C错误;
D.在晶体结构中,水分子之间、水分子与硫酸根之间存在的虚线代表氢键,D正确;
故答案选D。
5. 丙烯腈(CH2=CHCN)是合成高分子材料的重要单体,下列说法不正确的是
A. 丙烯腈中碳原子的杂化类型有sp、sp2和sp3
B. 丙烯腈分子中存在σ键和π键
C. 丙烯腈分子中所有原子均在同一平面
D. 丙烯腈与1,3-丁二烯可聚合生成
【答案】A
【解析】
【详解】A.丙烯腈结构为CH2=CH-C≡N,含3个碳原子:双键碳为sp2杂化,三键碳(-C≡N)为sp杂化,无sp3杂化碳,A错误;
B.分子中单键为σ键,双键含1个σ键和1个π键,三键含1个σ键和2个π键,故存在σ键和π键,B正确;
C.乙烯基(CH2=CH-)为平面结构,氰基(-C≡N)为直线结构,两者通过单键连接且共平面,所有原子均在同一平面,C正确;
D.1,3-丁二烯(CH2=CH-CH=CH2)1,4-加成生成-CH2-CH=CH-CH2-链节,丙烯腈(CH2=CH-CN)双键打开生成-CH2-CH(CN)-链节,二者可共聚形成目标聚合物,D正确;
故选A。
6. 对下列事实的解释不正确的是
事实
解释
A
碱金属元素的化学性质相似
碱金属元素的原子最外层电子数相同,都是1个电子
B
非金属性:Cl>S
酸性:
C
第一电离能:N>O
N的电子排布是半充满的,比较稳定,电离能较高
D
沸点:
氢键的存在,大大加强了水分子之间的作用力,使水的沸点较高
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.碱金属元素最外层电子数均为1,导致化学性质相似,A正确;
B.非金属性Cl>S,但比较非金属性应依据最高价含氧酸酸性:HClO4>H2SO4,而并非硫的最高价含氧酸,B不正确;
C.N的2p轨道半充满结构稳定,第一电离能高于O,C正确;
D.H2O分子间存在氢键,作用力强于H2S分子间的范德华力,导致沸点更高,D正确;
故选B。
7. 下列实验中,能达到实验目的的是
A.实验室制
B.验证醋酸、碳酸和苯酚的酸性强弱
C.萃取碘水中的碘
D.实验室制乙烯
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验室制需用浓盐酸与MnO2在加热条件下反应,稀盐酸还原性弱,与MnO2不反应,A错误;
B.验证酸性强弱时,醋酸与碳酸钠反应生成的CO2中混有挥发出的醋酸蒸气,醋酸也能与苯酚钠反应,需先除杂(如饱和NaHCO3溶液),否则无法准确比较碳酸与苯酚酸性,B错误;
C.碘在CCl4中溶解度大于水,CCl4与水不互溶,可用分液漏斗进行萃取,装置正确,C正确;
D.实验室制乙烯需乙醇与浓硫酸在170℃加热,装置中温度计应插入液面以下控制反应温度,且需要浓硫酸做催化剂,D错误;
故选C。
8. 一种微生物电池的工作原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 电极2为正极
B. 电池工作时,H+通过质子交换膜进入正极区
C. 电极1的电极反应式为
D. 理论上,每消耗1molC6H12O6,消耗134.4 L O2 (标准状况)
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,C6H12O6在电极1被氧化为CO2,O2在电极2被还原,所以电极1是负极,电极2为正极,A正确;
B.电池工作时,阳离子向正极移动,H+通过质子交换膜进入正极区,B正确;
C.电极1为负极,C6H12O6失去电子发生氧化反应,反应方程式为,C错误;
D.根据C分析可知,负极上消耗1molC6H12O6,需要失去24mol e-,正极上发生的反应是,1mol O2参与反应转移4mol e-,根据得失电子数相等,要转移24mol e-,需要消耗6mol O2,消耗O2体积为22.4L/mol×6mol=134.4L,D正确;
故答案选C。
9. 进行如下实验探究反应(红棕色)(常温)。下列分析不正确的是
A. ①→②,推测涉及配位键的形成
B. ②中溶液颜色不变时,各微粒浓度存在:
C. ③中上层溶液颜色比②浅的原因:平衡正向移动,降低
D. 向③中加入少量溶液并振荡试管,推测下层溶液紫红色加深
【答案】C
【解析】
【详解】A.①中I2晶体加入KI溶液得到浅红棕色溶液,是因为发生反应,为配合物,提供孤电子对,I2接受电子对形成配位键,A正确;
B.②中溶液颜色不变时反应达到平衡状态,平衡常数:,B正确;
C.③中加入CCl4后,I2被萃取到下层CCl4中,导致上层水层中c(I2)减小,平衡逆向移动,使上层c(I2)进一步降低,颜色变浅,C错误;
D.向③中加AgNO3,与反应生成AgI沉淀,减小,平衡逆向移动生成更多I2,I2被萃取到下层CCl4中,下层紫红色加深,D正确;
故选C。
10. 尼龙66具有较强的耐磨性和较高的强度,可由己二酰氯和己二胺通过界面聚合反应(将两种单体分别溶于互不相溶的溶剂中,使其在两种溶剂的界面附近发生聚合反应)制得。
下列说法不正确的是
A. 己二酰氯溶于四氯化碳,己二胺溶于水
B. 加入可增大尼龙66的聚合度,原因是可吸收
C. 尼龙66具有较高的强度,与高分子链之间存在氢键有关
D. 尼龙66可在一定条件下水解,得到己二酰氯和己二胺
【答案】D
【解析】
【详解】A.己二酰氯为有机物,易溶于有机溶剂四氯化碳;己二胺含氨基(亲水基团),易溶于水,A正确;
B.反应生成HCl,HCl会与己二胺(碱性)反应消耗单体,加入NaOH可吸收HCl,减少单体损耗,使聚合度增大,B正确;
C.尼龙66分子链含酰胺基(-CONH-),N-H键的H可与另一链的O形成氢键,增强分子间作用力,使强度提高,C正确;
D.尼龙66为聚酰胺,水解时酰胺键断裂,酸性条件下水解生成己二酸和己二胺盐,碱性条件生成己二酸盐和己二胺,不会得到己二酰氯,D错误;
答案选D。
11. 科学家用逆合成分析法推测颠茄酮的合成原料,并用所推测的原料成功合成了颠茄酮(路线ⅰ),后来用丙酮二羧酸盐代替原料中的丙酮(路线ⅱ),大幅提高了颠茄酮的产率。
已知K能发生银镜反应,下列说法不正确的是
A. 颠茄酮分子中含有手性碳原子
B. 用逆合成分析法分析ⅰ中颠茄酮“断开”化学键的位置(用虚线表示):
C. ⅰ中反应为:
D. 推测ⅱ中产率更高的原因:丙酮二羧酸盐比丙酮的的活性更高
【答案】C
【解析】
【详解】A.手性碳原子需连接四个不同基团。颠茄酮分子中存在手性碳原子:,A正确;
B.逆合成分析法中,颠茄酮需拆分为原料K(醛)、CH3NH2和丙酮。断开的化学键应对应C-N键(由CH3NH2与K中醛基反应形成)和C-C键(由丙酮α-H与醛基缩合形成),图片中虚线正确表示了这些断开位置,B正确;
C.K能发生银镜反应,说明含醛基(-CHO),应为醛类化合物,结合原子守恒,可知K为丁二醛,而选项中的K为丁醛,C错误;
D.丙酮二羧酸盐中α-H受两个羧基负离子(强吸电子基)影响,比丙酮(仅一个羰基)的α-H更易电离,活性更高,更易参与反应,故产率提高,D正确;
答案选C。
12. 甲醛(HCHO)使蛋白质变性的部分原理如图所示。下列说法错误的是
A. HCHO分子呈平面三角形
B. 形成部位1时,蛋白质参与反应的官能团只有一种
C. 形成部位2时,HCHO发生了加成反应,则虚线框内的结构为-CH2OH
D. 推测HCHO还可以发生反应:
【答案】B
【解析】
【详解】A.HCHO分子中碳原子为杂化,无孤电子对,空间结构呈平面三角形,A正确;
B.形成部位1时,蛋白质参与反应的官能团有酰胺基、氨基两种,B错误;
C.形成部位2时HCHO发生加成反应,双键打开,断裂键,C连接蛋白质中的N,O结合H,故虚线框内的结构为,C正确
D.HCHO与尿素可发生类似形成部位1的缩聚反应,该反应方程式书写正确,D正确;
13. CO2在Pd-MgO/SiO2催化剂上发生反应生成CH4,原理示意图如下。
下列说法不正确的是
A. MgO是一种碱性氧化物
B. Pd能促进H2中的H-H键断裂
C. CO2生成CH4的总反应为
D. 每步反应中碳元素的化合价均发生改变
【答案】D
【解析】
【详解】A.MgO与水反应生成Mg(OH)2,属于碱性氧化物,A正确;
B.由图得,Pd促进H2解离为H原子,使H-H键断裂,B正确;
C.根据图示反应原理,可得总反应为,C正确;
D.该反应第一步为CO2在MgO表面的吸附,碳元素化合价不发生变化,D错误;
故选D。
14. 某新型聚硅氧烷(P)的合成路线如下。
已知:i.M: N:
ii.
下列说法不正确的是
A. M的核磁共振氢谱有3组峰
B. G→P的反应中生成的小分子是C2H5OH
C. 将P加热到一定温度会发生交联,变为网状结构
D. 在上述合成路线中,若将M、N互换顺序,则不可能得到P
【答案】B
【解析】
【详解】A.M结构中三个乙氧基、一个甲基连接在硅原子上,分子中含3种不同化学环境的氢,核磁共振氢谱有3组峰,A正确;
B.G→P为缩聚反应,G含,N含,缩合时间通过桥连接,脱去的小分子应为乙醚(),而非乙醇(),B错误;
C.P的侧链含环烯烃基团,已知环烯烃在一定温度下可发生反应(如双键加成),加热时侧链双键打开,使线性P交联为网状结构,C正确;
D.M为三官能团硅烷(含3个),N为二官能团硅烷(含2个)。原路线中F(单官能团)先与M反应生成二官能团G,再与N(二官能团)缩聚得线性P;互换顺序后,F先与N反应生成单官能团产物,再与M(三官能团)反应会导致交联,无法得到线性P,D正确;
故答案为B。
15. 配位滴定是常用的定量分析方法。
(1)乙二胺四乙酸(简写为H4Y,简称EDTA)是分析化学中广泛应用的配位滴定试剂,其结构如图所示。
①EDTA的组成元素中,位于第二周期且第一电离能最高的是_______。基态O的核外电子排布式为_______。
②EDTA在水中的溶解性大于相对分子质量相近的烃类,从微粒间相互作用的角度解释其原因:_______。
(2)EDTA在使用时经常制成钠盐,EDTA钠盐的阴离子可与多种金属离子形成配合物,如图所示(M为金属离子)。
①1 mol EDTA最多可与______mol NaOH反应形成钠盐。
②图中,中心离子的配位数是_______;碳原子不参与配位的原因是_______。
③pH偏低时,EDTA钠盐阴离子的配位能力会减弱,原因是______。
(3)EDTA的某种钠盐常用于水中金属离子的测定,相关反应及平衡常数表达式如下(电荷已省略):
M + EDTAEDTA-M K稳EDTA-M =
已知:K稳EDTA-Ca = 5×1010,K稳EDTA-Mg = 5×108。
①在c(Ca2+)、c(Mg2+)接近的混合溶液中用EDTA的钠盐进行配位滴定,优先被结合的阳离子是______。
②上述混合溶液中,将pH调至12可提高c(Ca2+)测定的准确性,原因是______。
【答案】(1) ①. N ②. 1s22s22p4 ③. EDTA中含有羧基和N原子,能与水形成氢键
(2) ①. 4 ②. 6 ③. 碳原子价层无孤电子对 ④. N与H+结合后,失去配位能力;-COO-转化为-COOH,配位能力减弱
(3) ①. Ca2+ ②. 调pH至12时,Mg2+大量转化为Mg(OH)2沉淀,溶液中c(Mg2+)明显降低,减少了对加入的EDTA阴离子的消耗
【解析】
【小问1详解】
①EDTA的组成元素中,位于第二周期的元素是C、N、O,N原子2p能级半充满,结构稳定,N原子第一电离能大于同周期相邻元素,且第一电离能最高的是N。O是8号元素,核外有8个电子,基态O的核外电子排布式为1s22s22p4。
②EDTA中含有羧基和N原子,能与水形成氢键,所以EDTA在水中的溶解性大于相对分子质量相近的烃类。
【小问2详解】
①EDTA中含有4个羧基,1 mol EDTA最多可与4mol NaOH反应形成钠盐。
②图中,中心离子M与4个O、2个N形成配位键,配位数是6;碳原子价层无孤电子对,所以碳原子不参与配位。
③pH偏低时,氢离子浓度增大,N与H+结合后,失去配位能力;-COO-转化为-COOH,配位能力减弱,所以pH偏低时EDTA钠盐阴离子的配位能力会减弱。
【小问3详解】
①K稳EDTA-Ca = 5×1010>K稳EDTA-Mg = 5×108,所以在c(Ca2+)、c(Mg2+)接近的混合溶液中用EDTA的钠盐进行配位滴定,优先被结合的阳离子是Ca2+。
②调pH至12时,Mg2+大量转化为Mg(OH)2沉淀,溶液中c(Mg2+)明显降低,减少了对加入的EDTA阴离子的消耗,所以将pH调至12可提高c(Ca2+)测定的准确性。
16. 元素周期律对制冷剂的研发具有重要指导作用。
(1)早期使用氨、乙醚等物质作制冷剂。写出的电子式:________。
(2)第一代制冷剂存在有毒、易燃等不足,科学家选择H、C、N、O、F、S、Cl作为研发第二代制冷剂的元素。
①以上元素除H外,按构造原理最后填入电子的能级的轨道数均为______个。
②研究发现,物质的可燃性与毒性存在递变规律。
可燃性:、。推测:__________(填化学式)。毒性:。推测:_____(填“>”或“<”)。
③综上,科学家选择氟氯烃类物质(如)作为二代制冷剂。
④沸点:,解释原因:______________________。
(3)在紫外线的作用下,氟氯烃会破坏臭氧层。破坏臭氧层的反应机理如下。
ⅰ.(·表示一个或多个未成对电子,下同)
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.
①ⅰ中断裂的键是由碳的________轨道与氯的轨道重叠形成的键。
②相同条件下,用紫外线照射不同氟氯烃与的混合蒸气,测得浓度随时间的变化如图所示。
四氟乙烷因不产生未引起浓度降低。从结构角度解释氟氯烃能产生但不易产生的原因:___________。因此,科学家选择四氟乙烷等物质作新一代制冷剂。
【答案】(1) (2) ①. 3 ②. H2S ③. HCl ④. > ⑤. 二者均为分子晶体,CF2Cl2的相对分子质量大,且为极性分子,分子间作用力大
(3) ①. sp3杂化 ②. F和Cl位于同一主族,F原子半径小于Cl,因此C-F键键长更短,键能更大,C-F键在紫外线作用下难以断裂形成F·
【解析】
【小问1详解】
的电子式为;
【小问2详解】
①除H外,题给元素均为p区元素,构造原理最后填入电子的能级为p能级,p能级共有3个轨道,故填3;
②从给出的第二周期氢化物可燃性规律:同周期从左到右氢化物可燃性降低,第三周期Si→P→S→Cl,因此顺序为SiH4>PH3>H2S>HCl;毒性递变:题给规律PH3>NH3,说明同主族元素对应化合物,原子序数越大毒性越强,Cl原子序数大于F,因此毒性CCl4>CF4;
④ 沸点比较:二者都属于分子晶体,结构相似,分子晶体沸点由分子间范德华力决定,相对分子质量越大,范德华力越强,沸点越高,CF2Cl2相对分子质量大于CF4,且属于极性分子,因此沸点更高;
【小问3详解】
①成键轨道:CFCl3中C原子形成4个单键,无孤对电子,为sp3杂化,因此C-Cl键是碳的sp3杂化轨道与Cl的3p轨道重叠形成键;
②键能的影响:F原子半径小于Cl,因此C-F键键长更短,键能更大,紫外线照射下更难断裂,因此不易产生F·,容易断裂C-Cl键产生Cl·。
17. 顺铂可用作抗癌药,其结构如下:
(1)顺铂比反铂()在水中的溶解度更大。从分子极性的角度解释原因:________。
(2)顺铂进入癌细胞,破坏其。一种可能的机制示意图如下。
①过程ⅰ的离子方程式是________。
②从配位原子和结合能力的角度解释发生过程ⅱ可能的原因:________。
(3)合成顺铂的一种工艺流程如下。
①上述流程中,的作用是________。
②的晶胞形状为立方体,边长为,结构如图所示。
ⅰ.图中________(填“黑球”或“白球”)表示。
ⅱ.已知:的摩尔质量为,阿伏加德罗常数的值为。该晶体的密度为________。()
【答案】(1)顺铂为极性分子,反铂为非极性分子,水是极性溶剂,根据“相似相溶”原理,顺铂在水中的溶解度更大
(2) ①. ②. 原子的电负性小于原子,原子更易给出孤电子对,与的配位能力更强
(3) ①. 作还原剂 ②. 黑球 ③.
【解析】
【分析】晶胞顶角原子是8个晶胞共用,晶胞棱上的原子是4个晶胞共用,面上的原子是2个晶胞共用;
【小问1详解】
顺铂分子结构不对称,正负电荷中心不重合,属于极性分子;反铂分子结构对称,正负电荷中心重合,属于非极性分子。水是极性溶剂,根据“相似相溶”原理,极性分子易溶于极性溶剂,故顺铂在水中的溶解度更大。
【小问2详解】
①由图可知,顺铂与水反应生成和,离子方程式为。②中的原子和中的原子均有孤电子对,由于原子的电负性小于原子,原子更易给出孤电子对,与的配位能力更强,故能发生过程ⅱ。
【小问3详解】
①反应中转化为,元素的化合价由价降低到价,发生还原反应,故的作用是作还原剂。②晶胞中黑球位于顶点和面心,个数为;白球位于晶胞内部,个数为。根据化学式可知,与的个数比为,故黑球表示,白球表示。③晶胞中含有个,晶胞的质量,晶胞的体积,则该晶体的密度。
18. DHPM类化合物具有钙拮抗、降压和抗癌等活性,一种N-烷基化的DHPM类化合物中间体K的合成路线如下。
已知:
(1)K中含氧官能团有酯基、________(填名称)。
(2)A→B所需试剂和条件是________。
(3)J的结构简式是________。
(4)F→G的过程中还生成,该过程的化学方程式为________。
(5)合成K的过程中,可能生成K的同分异构体K′,K′分子中有一个含2个N原子的六元环和酯基,其结构简式为________(任写一种)。
【答案】(1)酰胺基 (2)、Fe(或)
(3)
(4)
(5)或
【解析】
【分析】A发生取代反应生成B,B发生氧化反应生成D,D的结构简式为;E和乙醇发生酯化反应生成F,F的结构简式为,F→G的过程中还生成,则该过程是取代反应,G的结构简式为;根据已知的反应原理,结合J的分子式,可推断J的结构简式为,D+J+G一定条件转化为K,据此作答。
【小问1详解】
K中含氧官能团有酯基、酰胺基;
【小问2详解】
A→B发生的是苯环上的取代反应,所需试剂和条件是、Fe(或);
【小问3详解】
J的分子式为,结合K的六元环上的N-甲基取代特征,可推知J为;
【小问4详解】
E为乙酸,和乙醇在浓硫酸加热下发生酯化反应得到F为乙酸乙酯,两分子乙酸乙酯发生克莱森缩合,脱去一分子乙醇,生成分子式为的G即乙酰乙酸乙酯;方程式为;
【小问5详解】
根据已知条件,该过程先发生羰基的加成反应得到羟基,断裂N-H键,由于J中存在两种不同环境的N-H键,所以可以得到与K不同的产物,再发生羟基的消去反应,由于消去反应过程中可能存在两种情况,故得到K′分子结构简式为或。
19. 哌马色林是一种用于治疗帕金森病的药物,其合成路线如下:
已知:ⅰ.(为烃基)
ⅱ.(为烃基)
(1)A中所含的官能团名称为________________。
(2)B的分子式为,A→C的反应类型为________________。
(3)D→E的化学方程式为________________________。
(4)I→J的化学方程式为________________________。
(5)K的结构简式为________________________________。
(6)化合物L可由和在一定条件下反应得到。的合成路线如下图所示。分别写出M和P的结构简式。
M___________________________,P________________________。
【答案】(1)(酚)羟基 (2)加成反应
(3) (4) (5)
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】A()与B()反应生成C,由C的结构简式及A、B分子式可知,A与B是发生加成反应生成C,故A为,B为;C发生还原反应生成D,D与在浓硫酸加热条件下生成E,则E为;E与在一定条件下反应生成F,F先在氢氧化钠溶液中水解后酸化生成G,对比E和G的结构可知,F为;G先与SOCl2反应,再与NH3·H2O反应生成H,H在NBS作用下与甲醇发生酯化反应生成I,对比G和I的结构简式并结合H的分子式可知,H为;I在氢氧化钾、加热条件下发生水解反应生成J,J与发生取代反应生成K,K的结构式为,K与L发生反应生成哌马色林。据此分析。
【小问1详解】
由分析可知,A为,含有的官能团为(酚)羟基。
【小问2详解】
由分析可知,A与B发生加成反应生成C,故A→C的反应类型为加成反应。
【小问3详解】
D与在浓硫酸加热条件下生成E,E为,化学反应方程式为。
【小问4详解】
I在氢氧化钾、加热条件下发生水解反应生成J,化学方程式为。
【小问5详解】
由分析知,J与发生取代反应生成K,K的结构式为。
【小问6详解】
结合M的分子式可知,与2分子发生加成反应生成M,则M的结构简式为,M在的作用下发生已知ⅰ类似的反应生成N,则N的结构简式为,N在酸性条件下水解生成P,则P的结构简式为,P在加热条件下失去生成。
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