内容正文:
2025-2026学年度下学期期中考试高二年级化学科试卷
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32
客观卷Ⅰ(共45分)
一、选择题(包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有1个选项符合题意)
1. 下列有关化学与生产、生活的说法正确的是
A. 利用溴乙烷液化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用,可用于运动中的急性损伤
B. 医用口罩原料以丙烯为主,可以通过石油裂解获得
C. 国家严禁“地沟油”回流餐桌,但可以蒸馏“地沟油”获得汽油,变废为宝
D. 由于煤中含有苯、甲苯等芳香族化合物,所以可从煤干馏的产品中分离得到苯
2. 下列有关化学用语的说法正确的是
A. 是手性分子
B. 正盐的阴离子结构可以表示为:
C. 的名称:邻羟基甲苯
D. 一氟乙烷的空间填充模型:
3. 根据下列实验事实得出的结论错误的是
实验事实
结论
A
原子光谱是不连续的线状谱线
说明原子所处的轨道的能量是量子化的
B
逐个断开中的C-H键,每步所需能量不同
说明各步中的C-H键所处的化学环境不同
C
用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近细水流,水流方向发生偏转
说明水分子为极性分子
D
在物质X柱面上滴一滴熔化的石蜡,用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡,石蜡熔化呈椭圆形
说明物质X为非晶体
A. A B. B C. C D. D
4. 2025年诺贝尔化学奖颁给了在“金属有机框架(MOFs)领域”做出奠基性贡献的三位科学家。某种MOFs由、和金属离子自组装形成,具有催化活性,其结构如图所示。下列说法中错误的是
A. 所带电荷量
B. MOFs中存在配位键、金属键、氢键
C. 基态Ti、V、Cr、Mn原子中未成对电子最多的是Cr
D. 的C原子的杂化方式为
5. 下列关于物质结构的说法错误的是
A. 液晶中分子的长轴取向一致,表现出类似晶体的各向异性
B. 存在顺反异构体
C. 、、的键角依次减小、还原性依次增强
D. 金刚石晶体中1 mol六元环平均含有0.5 mol C-C键和1 mol C原子
6. 设是阿伏伽德罗常数的数值。下列说法错误的是
A. 22 g 中含有σ键的数目最多为
B. 0.2 mol 中Xe的价层电子对数为
C. 0.1 mol 含有配位键的数目为
D. 1 mol 被足量酸性高锰酸钾溶液氧化为转移电子数目为
7. 某实验小组设计提取橘皮精油(主要成分为柠檬烯,沸点:176.0℃)的实验流程如下图所示。下列说法错误的是
A. 利用索氏提取器对橘皮进行反复蒸馏萃取可提高产率
B. 有机试剂X可选用正己烷,分液时有机层从上口倒出
C. 加入无水硫酸钠后,直接蒸馏获得橘皮精油
D. 蒸馏获得柠檬烯时,为了受热均匀可以选择油浴加热
8. 呋喃()、吡咯()、()都是平面环状结构且都具有大π键(可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数)。下列说法正确的是
A. 质谱法无法鉴别呋喃和吡咯
B. 吡咯的碱性强于四氢吡咯()
C. 呋喃、吡咯分子中C、N、O杂化方式均相同,中S和N的杂化方式不同
D. 呋喃、吡咯大π键类型为,大π键类型为
9. ()团簇是比较罕见的一个穴醚无机类似物,我国科学家通过将()和反应,测定笼内的浓度,计算取代反应的平衡常数(),反应示意图和所测数据如图。有关说法错误的是
(图中表示平衡时铯离子浓度和铷离子浓度之比,其它类似)
A. 离子的核外电子空间运动状态有27种
B.
C. ()团簇属于超分子,且该团簇对具有比更大的亲和力
D. 已知冠醚18-冠-6能识别而不能识别,则往上述平衡体系中加18-冠-6时,平衡会正向移动
10. R、G、Y、X为原子序数依次增大的四种短周期元素,Y与G同周期,X与Y同主族。甲、乙、丙、丁、戊为这四种元素构成的化合物,其转化关系如图。下列说法中正确的是
A. Y的氢化物沸点一定高于G的氢化物沸点
B. ①到④共涉及两种反应类型
C. 反应③在140℃时会发生副反应,生成的有机物有6种同分异构体(不考虑立体异构)
D. 为了验证反应③中甲物质的生成,可以将生成物直接通入溴水来进行检验
11. 下列关于物质结构说法正确的是
A. 图甲双链状硅酸盐阴离子的化学式为
B. 图乙(马来酸)>(富马酸)
C. 图丙中反应会导致B-F键键长变短
D. 图丁是硫化锂的立方晶胞,该晶胞的另一种表示中,若Li所处的位置不变,则S处于顶点、面心和晶胞内部的位置
12. 很多化学反应伴随着配位离子的生成。
已知:①尿素分子()与形成六配位八面体配离子
②用王水(浓盐酸与浓硝酸按体积比3∶1混合)浸取Pd生成平面正方形配离子
下列说法错误的是
A. 已知中碳氮键的键长均相等,则与配位的原子是N
B. 已知Pd元素与Ni元素为同族元素,Fe和Pd元素为d区元素
C. 中心粒子的d轨道参与杂化
D. 通过用高浓度的将转化为,提升了Pd的还原性
13. 某醇的消去反应机理如下图所示,下列说法错误的是
A. 产物烯烃分子中最多共面的原子数为10个
B. 若用替代,方程式为:
C. 该醇的消去产物只有一种
D. 依据该机理,能发生消去反应
14. 某晶体属于六方晶系,晶胞参数,,a轴与b轴夹角为120°。晶胞沿不同方向投影图如下,其中深色小球代表A原子,浅色小球代表B原子(化学环境完全等同)。已知B1原子沿c方向原子坐标参数,B2原子沿c方向原子坐标参数。晶体密度为,是阿伏加德罗常数的数值。下列说法错误的是
A. B1原子的原子坐标为
B. B1与B2原子间距离为
C. 该晶体摩尔质量
D. 若将晶胞中顶角和棱上的A原子被另一种原子C替换,所得晶体的化学式为
15. 下列有关有机物同分异构的说法正确的是(不考虑立体异构)
A. 符合分子式且含有苯环的结构有16种
B. 与具有相同官能团且含苯环的同分异构体有16种
C. 仅含有、和苯环的同分异构体有10种
D. 已知:具有类似苯的芳香性。的同分异构体中既具有芳香性又含有氰基的有12种
主观卷Ⅱ(共55分)
二、非选择题(包含4小题,共55分)
16. I.有机化合物M是常用的医用胶,在常温下可以快速固化实现黏合。
已知:①通过元素分析仪确定M分子中
②质谱分析法测得M的相对分子质量为153
回答下列问题:
(1)M的分子式为_________。
(2)M可以由有机物A()和醇B通过酯化反应得到。M中含有5种不同化学环境的氢原子,且个数比为1∶1∶1∶2∶6(已知:结构中、为两种不同环境的氢),可推测M的结构简式为_____________。
(3)M具有黏合性的原因是发生了加聚反应(在微量水蒸气作用下),加聚反应的化学方程式为_______________________________。
Ⅱ.对氨基苯磺酸()是制备药物的重要中间体,可采用苯胺()和浓硫酸为原料合成,实验流程、装置示意图如下:
相关数据如下表:
名称
相对分子量
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯胺
93
-6.2
184
微溶于水,溶于乙醇等有机溶剂
对氨基苯磺酸
173
288
—
微溶于冷水,溶于热水,不溶于乙醇等有机溶剂
(4)若加热后发现忘记加沸石,应采取的措施为______________。
(5)已知为吸电子基,对氨基苯磺酸碱性_____________苯胺。(填“强于”或“弱于”)。
(6)对氨基苯磺酸粗产品因含杂质而显色,可用重结晶法进行提纯。从下列选项中选出合理操作并排序______________(填字母)。
沸水溶解→(________)→(________)→(________)→过滤→洗涤→干燥。
a.过滤 b.趁热过滤 c.加入活性炭脱色 d.蒸发结晶 e.冷却结晶
(7)对氨基苯磺酸与对二甲氨基苯甲醛在一定条件下可以发生显色反应,利用这一原理,用分光光度法可以测定对氨基苯磺酸的含量,吸光度与对氨基苯磺酸浓度关系如图所示。
取1.00 g对氨基苯磺酸样品,配成1 L溶液,取样加入显色剂,测得吸光度为0.50.则样品中对氨基苯磺酸的质量分数是_________。
17. 奥氮平(M)是能够治疗精神分裂、双相情感障碍的一种精神类药物,下图为该药物的一种合成路线。
(1)A→B反应的化学方程式是________________。
(2)条件a是__________。
(3)G分子是__________。(填“极性分子”或“非极性分子”)
(4)已知有机物I只有一种化学环境的氢,且I与按化学计量数之比2∶1反应生成J,原子利用率为100%。则J的结构简式是________________。
(5)由E生成F的第I步:试剂x为,反应过程中能量的变化示意图如下:
①将x中的F原子替换为Br原子后,反应速率明显减慢。下列因素是此实验结果主要影响因素的是_________。
a.卤原子与碳原子电负性差异 b.碳卤键键能差异
②x与E实际的物质的量之比为1.5∶1,明显高于理论值,主要原因是:a.试剂x在该条件下会与KOH发生水解反应;b.从化学平衡角度,_______________________。
(6)1 mol F和1 mol K发生取代反应生成1 mol M和1 mol 。M的结构简式是______________。
18. 三苯甲醇[]是一种重要的有机合成中间体,制备流程如下:
已知:①格氏试剂(R表示烃基)性质活泼,能与、、醛、酮等物质反应。
②与水反应生成的难溶于水。
③几种物质的物理性质如表:(*表示溴苯与水形成共沸物的沸点)
物质
相对分子质量
沸点(℃)
溶解性
乙醚
74
34.6
微溶于水
溴苯
157
156.2(92.8*)
难溶于水的液体,溶于乙醚
二苯酮
182
305.4
难溶于水的晶体,溶于乙醚
三苯甲醇
260
380.0
难溶于水的晶体,溶于乙醇、乙醚
实验装置如下(夹持和加热装置略)。
回答下列问题:
(1)图1中仪器a的名称为___________;干燥管内试剂作用是___________。
(2)制备格氏试剂时,加入一小粒碘单质可以加快反应速率,推测对该反应活化能的影响是___________。(填“升高”“降低”或“不变”)
(3)在制备三苯甲醇过程中,用饱和溶液代替蒸馏水与中间产物C反应的原因是______________________。
(4)水蒸气蒸馏能除去溴苯的原因是______________________。水蒸气蒸馏前,应先打开活塞K,待水沸腾后,关闭活塞K,开始蒸馏。若蒸馏过程中长导管b水位突然急剧上升,应进行的操作是_________________________________。
(5)准确称量本实验所得三苯甲醇粗产品150 mg、甲苯92 mg,利用核磁共振氢谱仪对混合物进行分析(假设杂质对核磁共振的检测结果不造成影响)。结果显示如下(羟基氢略):
吸收峰化学位移δ/ppm
对应的氢原子
相对峰面积
7.2-7.6
苯环上的所有氢原子
25
1.5
甲基上的氢原子
6
本实验所得三苯甲醇粗产品的纯度为____________(结果保留2位有效数字)。
19. 回答下列问题。
(1)四氟化硫()的核心用途是作为有机合成中最有效的“选择性氟化剂”之一。
①基态S原子中核外电子占据的最高能层符号为__________。与S同周期部分元素基态原子电离能变化规律如下,其中表示第三电离能的是__________(填标号)。
②分子的电子对空间构型为三角双锥形,排布方式有两种,结构如图。根据价层电子对互斥理论:“孤电子对一成键电子对”分布在互成90°的方向上时斥力最大,判断应采用结构________(填“a”或“b”)。
(2)一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系,晶胞棱边夹角均为90°,其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。图甲为A的体对角线投影图,图乙为B的沿y轴方向的投影图。A中Fe、Sn位置互换即为B。
①该硫化物的化学式为___________。
②立方体A、B棱长均为,以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。图乙中部分原子的分数坐标为、,则图乙中Sn原子的分数坐标为_________;晶胞中Sn原子和Cu原子间的最短距离为_________pm。
(3)某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示,由A、B两种立方体单元交替排列而成,单元B中和均位于体对角线上离顶点四分之一处,单元A、B中位置相同。通过嵌入或脱嵌该晶胞的棱心和体心,可将该晶体设计为锂离子电池的正极材料(m、n为正整数)。
已知:。
①__________。
②若该锂离子电池正极材料中,则的脱嵌率为__________。
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2025-2026学年度下学期期中考试高二年级化学科试卷
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16 S:32
客观卷Ⅰ(共45分)
一、选择题(包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有1个选项符合题意)
1. 下列有关化学与生产、生活的说法正确的是
A. 利用溴乙烷液化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用,可用于运动中的急性损伤
B. 医用口罩原料以丙烯为主,可以通过石油裂解获得
C. 国家严禁“地沟油”回流餐桌,但可以蒸馏“地沟油”获得汽油,变废为宝
D. 由于煤中含有苯、甲苯等芳香族化合物,所以可从煤干馏的产品中分离得到苯
【答案】B
【解析】
【详解】A.用于运动急性损伤冷冻麻醉的是氯乙烷,且制冷利用的是汽化吸热的特点,液化是放热过程,描述的物质和能量变化均错误,A错误;
B.医用口罩的核心原料为聚丙烯,其单体丙烯属于短链烯烃,可通过石油裂解获得,B正确;
C.地沟油的主要成分为高级脂肪酸甘油酯(酯类),汽油的主要成分为烃类,蒸馏是物理变化,无法将酯类转化为烃类,C错误;
D.煤本身不含苯、甲苯等芳香族化合物,此类物质是煤干馏过程中发生化学反应生成的,D错误;
故选B。
2. 下列有关化学用语的说法正确的是
A. 是手性分子
B. 正盐的阴离子结构可以表示为:
C. 的名称:邻羟基甲苯
D. 一氟乙烷的空间填充模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.该物质为1-羟基金刚烷,连接羟基的碳原子所连的3个烃基结构完全相同,无手性碳原子,不是手性分子,A错误;
B.亚磷酸是二元酸,仅2个羟基氢可电离,正盐的阴离子的结构式为,B正确;
C.该物质官能团为酚羟基,母体为苯酚,正确名称为邻甲基苯酚(或2-甲基苯酚),C错误;
D.氟原子的半径小于碳原子,一氟乙烷的空间填充模型中对应的球应比小,D错误;
故选B。
3. 根据下列实验事实得出的结论错误的是
实验事实
结论
A
原子光谱是不连续的线状谱线
说明原子所处的轨道的能量是量子化的
B
逐个断开中的C-H键,每步所需能量不同
说明各步中的C-H键所处的化学环境不同
C
用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近细水流,水流方向发生偏转
说明水分子为极性分子
D
在物质X柱面上滴一滴熔化的石蜡,用一根红热的铁针刺中凝固的石蜡,石蜡熔化呈椭圆形
说明物质X为非晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.原子的轨道能量是量子化的,电子跃迁时仅能吸收或发射特定频率的光子,对应原子光谱为不连续的线状谱,A正确;
B.逐个断开CH4的C-H键时,每断开一个键后剩余基团的结构改变,剩余C-H键的化学环境随之变化,因此每步断键所需能量不同,可说明各步中对应的C-H键所处化学环境不同,B正确;
C.毛皮摩擦过的橡胶棒带有静电,极性分子的正、负电中心不重合,会在电场中受力发生偏转,因此水流偏转可说明水分子为极性分子,C正确;
D.石蜡熔化呈椭圆形说明物质X不同方向的导热性不同,即具有各向异性,各向异性是晶体的特征,非晶体具有各向同性,对应石蜡熔化应呈圆形,D错误;
故选D。
4. 2025年诺贝尔化学奖颁给了在“金属有机框架(MOFs)领域”做出奠基性贡献的三位科学家。某种MOFs由、和金属离子自组装形成,具有催化活性,其结构如图所示。下列说法中错误的是
A. 所带电荷量
B. MOFs中存在配位键、金属键、氢键
C. 基态Ti、V、Cr、Mn原子中未成对电子最多的是Cr
D. 的C原子的杂化方式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,MOFs由HCOO-、O2-和金属离子形成,化学式为MZn3O(HCOO)6,根据化合物电荷守恒,整体呈电中性,计算可得所带电荷量,A正确;
B.MOFs中金属离子与配体之间存在配位键,中的与之间可形成氢键,但金属键仅存在于金属晶体中,该结构中不存在金属键,B错误;
C.基态价电子排布为(2个未成对电子),为(3个未成对电子),为(6个未成对电子),为(5个未成对电子),未成对电子最多的是,C正确;
D.中原子的价层电子对数为3,无孤电子对,杂化方式为,D正确;
故选B。
5. 下列关于物质结构的说法错误的是
A. 液晶中分子的长轴取向一致,表现出类似晶体的各向异性
B. 存在顺反异构体
C. 、、的键角依次减小、还原性依次增强
D. 金刚石晶体中1 mol六元环平均含有0.5 mol C-C键和1 mol C原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.液晶是介于液态和晶态之间的中间态,液晶分子沿长轴方向有序排列,因此具有类似晶体的各向异性,A正确;
B.中双键不能自由旋转,且每个原子分别连接1个原子和1对孤电子对,两个基团不同,因此存在顺反异构体,B正确;
C.、、中心原子均为杂化,含1对孤对电子,中心原子电负性依次减小,成键电子对间斥力依次减小,键角依次减小;同主族从上到下非金属性减弱,氢化物稳定性减弱,还原性依次增强,C正确;
D.金刚石中每个原子被12个六元环共用,每个键被6个六元环共用,因此1个六元环平均含原子数为,含键数为,即1 mol六元环平均含有1 mol 键和0.5 mol 原子,D错误;
故选D。
6. 设是阿伏伽德罗常数的数值。下列说法错误的是
A. 22 g 中含有σ键的数目最多为
B. 0.2 mol 中Xe的价层电子对数为
C. 0.1 mol 含有配位键的数目为
D. 1 mol 被足量酸性高锰酸钾溶液氧化为转移电子数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A. 的摩尔质量为44g/mol,22g该物质物质的量为0.5mol,其常见同分异构体为乙醛和环氧乙烷(三元环结构),1个乙醛分子含6个σ键,0.5mol对应σ键数目为;1个环氧乙烷分子含7个σ键,0.5mol对应σ键数目为,A正确;
B. 图示物质为二苯基氙,Xe和两个苯基形成2个σ键,Xe自身还有3对孤电子对,因此单个Xe的价层电子对数为,0.2 mol该物质中Xe的价层电子对数为,B正确;
C.Fe(CO)5中每个CO作为配体,通过C原子向中心Fe提供孤电子对形成1个配位键,1个共含5个Fe←C配位键,1个CO分子中有1个C←O配位键,因此0.1mol该物质含配位键,C错误;
D.图示物质为环己醇,酸性高锰酸钾将1 mol环己醇氧化为己二酸时,环己醇中C平均化合价为价,己二酸中C平均化合价为价,整个分子共失去8个电子,1 mol环己醇反应转移电子数应为,D正确;
故选C。
7. 某实验小组设计提取橘皮精油(主要成分为柠檬烯,沸点:176.0℃)的实验流程如下图所示。下列说法错误的是
A. 利用索氏提取器对橘皮进行反复蒸馏萃取可提高产率
B. 有机试剂X可选用正己烷,分液时有机层从上口倒出
C. 加入无水硫酸钠后,直接蒸馏获得橘皮精油
D. 蒸馏获得柠檬烯时,为了受热均匀可以选择油浴加热
【答案】C
【解析】
【详解】A.索氏提取器的特点是可以让溶剂反复对固体样品进行浸泡萃取,能更充分地浸出橘皮中的柠檬烯,提高产率,A正确;
B.正己烷不溶于水且密度小于水,可作萃取剂,分液时上层有机层从上口倒出,B正确;
C.无水作为干燥剂吸收有机层中的水,加入后需要先过滤除去固体再进行蒸馏,若直接蒸馏,的结晶水受热会重新进入体系引入杂质,C错误;
D.柠檬烯沸点为,高于水的沸点,水浴无法达到该温度,选择油浴加热可保证受热均匀且温度满足要求,D正确;
故选C。
8. 呋喃()、吡咯()、()都是平面环状结构且都具有大π键(可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数)。下列说法正确的是
A. 质谱法无法鉴别呋喃和吡咯
B. 吡咯的碱性强于四氢吡咯()
C. 呋喃、吡咯分子中C、N、O杂化方式均相同,中S和N的杂化方式不同
D. 呋喃、吡咯大π键类型为,大π键类型为
【答案】D
【解析】
【详解】A.呋喃的分子式为,相对分子质量为68,吡咯的分子式为,相对分子质量为67,两者的相对分子质量不同,质谱法可以通过测定分子离子峰的质荷比的差异,对两者进行鉴定,A错误;
B.吡咯中N原子采取杂化,其孤电子对参与了环上6电子大π键的形成,难以再结合质子,碱性极弱;而四氢吡咯中N原子采取杂化,孤电子对未参与共轭,结合质子能力强于吡咯,碱性强于吡咯,B错误;
C.呋喃、吡咯分子中C、N、O全部采取了杂化,是平面环状结构,所有参与成环的S、N原子也都采取了杂化,C错误;
D.呋喃、吡咯中参与形成大π键的原子为5个,参与形成大π键的电子数为6个,因此大π键类型为;中参与形成大π键的原子为7个,参与形成大π键的电子数为10个,因此大π键类型为;
故选D。
9. ()团簇是比较罕见的一个穴醚无机类似物,我国科学家通过将()和反应,测定笼内的浓度,计算取代反应的平衡常数(),反应示意图和所测数据如图。有关说法错误的是
(图中表示平衡时铯离子浓度和铷离子浓度之比,其它类似)
A. 离子的核外电子空间运动状态有27种
B.
C. ()团簇属于超分子,且该团簇对具有比更大的亲和力
D. 已知冠醚18-冠-6能识别而不能识别,则往上述平衡体系中加18-冠-6时,平衡会正向移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.核外有54个电子,核外电子排布式为,基态时填充在27个不同的原子轨道中,每个原子轨道对应一种空间运动状态,因此核外电子空间运动状态有27种,A正确;
B.反应平衡常数表达式为,即为图像纵坐标与横坐标的比值(直线斜率),由图计算斜率约为,故,B正确;
C.()和反应生成,说明()团簇对的亲和力比对大,但是()团簇为穴醚无机类似物,不属于超分子,C错误;
D.加入18-冠-6会结合游离的,使生成物浓度降低,根据勒夏特列原理,平衡会向减弱这种改变的方向即正向移动,D正确;
故选C。
10. R、G、Y、X为原子序数依次增大的四种短周期元素,Y与G同周期,X与Y同主族。甲、乙、丙、丁、戊为这四种元素构成的化合物,其转化关系如图。下列说法中正确的是
A. Y的氢化物沸点一定高于G的氢化物沸点
B. ①到④共涉及两种反应类型
C. 反应③在140℃时会发生副反应,生成的有机物有6种同分异构体(不考虑立体异构)
D. 为了验证反应③中甲物质的生成,可以将生成物直接通入溴水来进行检验
【答案】C
【解析】
【分析】短周期元素Y在形成的化合物乙、丙、丁、戊中能形成2对共价键,可判断Y为O元素,Y与G同周期即第二周期,G形成4对共价键,则G为C元素,X与Y同主族,则X为S元素,R形成1对共价键且原子序数最小,则R为H元素,化合物甲、乙、丙、丁、戊分别为、、、、。
【详解】A.Y为O元素,形成的氢化物、,常温下均为液态,G为C元素,形成的氢化物,碳原子数目较大时为固态,则O的氢化物沸点可能低于C的氢化物沸点,A错误;
B.由甲、乙、丙、丁、戊转化关系图分析,①与②的反应类型均为加成反应,③为消去反应,④为取代反应,共涉及三种反应类型,B错误;
C.反应③为在浓、170℃条件下发生消去反应,在140℃时会发生副反应,生成乙醚,同分异构体有、、、、、,共6种,C正确;
D.反应③为发生消去反应生成物质甲,生成的中含有杂质,可以使溴水褪色,为了验证的生成,应将生成物先通入盛有溶液的洗气瓶,再通入溴水来进行检验,D错误;
答案选C。
11. 下列关于物质结构说法正确的是
A. 图甲双链状硅酸盐阴离子的化学式为
B. 图乙(马来酸)>(富马酸)
C. 图丙中反应会导致B-F键键长变短
D. 图丁是硫化锂的立方晶胞,该晶胞的另一种表示中,若Li所处的位置不变,则S处于顶点、面心和晶胞内部的位置
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据图甲中,双链状硅酸盐的最小单元如图所示,其中有Si原子的个数为4个,O原子的个数为个,带 电荷,因此双链状硅酸盐阴离子的化学式为,A错误;
B.失去第一个电子后,马来酸中剩下的和另一个羧基靠分子内氢键牢牢锁住H,很难再电离出第二个H,第二步电离的酸性弱,大;而在富马酸中由于两个羧基分别在双键的两侧,不能形成分子内氢键,第二个H容易电离,第二步电离的酸性强于马来酸,小于马来酸,B正确;
C.中的B原子为杂化,形成了大π键,键长变短,当与乙醚发生反应时,生成配位键,B变成杂化,大π键被破坏,键长变长,C错误;
D.图丁中Li原子的数量为8个,S原子的数量为个,因此硫化锂的化学式为;若Li所处的位置不变,S处于顶点、面心时个数为个,不能在晶胞内部的位置,S原子处于顶点、面心,D错误;
故选B。
12. 很多化学反应伴随着配位离子的生成。
已知:①尿素分子()与形成六配位八面体配离子
②用王水(浓盐酸与浓硝酸按体积比3∶1混合)浸取Pd生成平面正方形配离子
下列说法错误的是
A. 已知中碳氮键的键长均相等,则与配位的原子是N
B. 已知Pd元素与Ni元素为同族元素,Fe和Pd元素为d区元素
C. 中心粒子的d轨道参与杂化
D. 通过用高浓度的将转化为,提升了Pd的还原性
【答案】A
【解析】
【详解】A.若与配位的原子是,则配位的孤电子对用于形成配位键,无法参与共轭,同一尿素分子中两个键键长不同,与题意矛盾,配位原子应为,A错误;
B.和均位于第Ⅷ族,符合d区元素的分区规则,B正确;
C.为平面正方形结构,中心采取杂化,轨道参与杂化,C正确;
D.与形成配离子,降低游离浓度,使更易失电子,还原性提升,D正确;
故选A。
13. 某醇的消去反应机理如下图所示,下列说法错误的是
A. 产物烯烃分子中最多共面的原子数为10个
B. 若用替代,方程式为:
C. 该醇的消去产物只有一种
D. 依据该机理,能发生消去反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.产物烯烃为,双键及直接相连的4个甲基碳共6个碳原子共面,每个甲基最多1个氢原子可处于该平面,共4个氢原子,总计最多10个原子共面,A正确;
B.先与羟基结合为,脱去后,最终消去烷基上的,总反应符合给出的方程式,B正确;
C.对于中间体形成碳碳双键过程中,有两种成键方式,可以生成题目中的物质,也可以形成,C错误;
D.依据该机理,能发生如下历程:或或,可发生消去反应,D正确;
故选C。
14. 某晶体属于六方晶系,晶胞参数,,a轴与b轴夹角为120°。晶胞沿不同方向投影图如下,其中深色小球代表A原子,浅色小球代表B原子(化学环境完全等同)。已知B1原子沿c方向原子坐标参数,B2原子沿c方向原子坐标参数。晶体密度为,是阿伏加德罗常数的数值。下列说法错误的是
A. B1原子的原子坐标为
B. B1与B2原子间距离为
C. 该晶体摩尔质量
D. 若将晶胞中顶角和棱上的A原子被另一种原子C替换,所得晶体的化学式为
【答案】B
【解析】
【分析】利用均摊法可知,深色小球代表A原子有8个,浅色小球代表B原子有4 个,据此解答。
【详解】A.浅色小球代表B原子(化学环境完全等同),结合第三幅图可知,B位于三等分交点处,在a轴投影上的三分之一处,在b轴投影上的三分之二处,又已知B1原子沿c方向原子坐标参数,所以原子坐标为,A正确;
B.B1原子沿c方向原子坐标参数,B2原子沿c方向原子坐标参数,所以B2在B1正上方,B1与B2原子间距离为,B错误;
C.由公式关系,得,,代入数据,故该晶体摩尔质量,C正确;
D若将晶胞中顶角和棱上的A原子被另一种原子C替换,利用均摊法,可知C有个,A都在体心有6个,B都在体心有4个,所得晶体的化学式为,D正确
故选B。
15. 下列有关有机物同分异构的说法正确的是(不考虑立体异构)
A. 符合分子式且含有苯环的结构有16种
B. 与具有相同官能团且含苯环的同分异构体有16种
C. 仅含有、和苯环的同分异构体有10种
D. 已知:具有类似苯的芳香性。的同分异构体中既具有芳香性又含有氰基的有12种
【答案】B
【解析】
【详解】A.符合分子式且含有苯环的结构有、、、、、、、、、、,共11种,故A错误;
B.与具有相同官能团且含苯环的同分异构体,若有3个取代基-CH3、-NO2、-Cl有9种(不包括),若有2个取代基-CH2Cl、-NO2,有3种,若有2个取代基-CH2NO2、-Cl,有3种,若有1个取代基-CHClNO2,有1种,共有16种结构,故B正确;
C.分子中有3个氧原子和1个氮原子,它必须含有3个-OCH2CH3和 1个-NH2,先将3个相同的-OCH2CH3基团连在苯环上,有三种位置关系,再考虑-NH2的位置,对于1,2,3-三取代,苯环剩余3个位置,有两种不同的环境,可得2种;1,2,4-三取代,苯环剩余3个位置全不相同,可得3种,对于1,3,5-三取代,苯环剩余3个位置完全相同,可得1种,共有6种同分异构体,故C错误;
D.已知:具有类似苯的芳香性。的同分异构体中既具有芳香性又含有氰基,若环为,有1个取代基-CH2CN,有3种结构;有2个取代基-CH3、-CN,有9种结构(不包括),若环为,有1个取代基-NHCN,有1种结构;有2个取代基-NH2、-CN,有3种结构,共16种结构,故D错误;
选B。
主观卷Ⅱ(共55分)
二、非选择题(包含4小题,共55分)
16. I.有机化合物M是常用的医用胶,在常温下可以快速固化实现黏合。
已知:①通过元素分析仪确定M分子中
②质谱分析法测得M的相对分子质量为153
回答下列问题:
(1)M的分子式为_________。
(2)M可以由有机物A()和醇B通过酯化反应得到。M中含有5种不同化学环境的氢原子,且个数比为1∶1∶1∶2∶6(已知:结构中、为两种不同环境的氢),可推测M的结构简式为_____________。
(3)M具有黏合性的原因是发生了加聚反应(在微量水蒸气作用下),加聚反应的化学方程式为_______________________________。
Ⅱ.对氨基苯磺酸()是制备药物的重要中间体,可采用苯胺()和浓硫酸为原料合成,实验流程、装置示意图如下:
相关数据如下表:
名称
相对分子量
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯胺
93
-6.2
184
微溶于水,溶于乙醇等有机溶剂
对氨基苯磺酸
173
288
—
微溶于冷水,溶于热水,不溶于乙醇等有机溶剂
(4)若加热后发现忘记加沸石,应采取的措施为______________。
(5)已知为吸电子基,对氨基苯磺酸碱性_____________苯胺。(填“强于”或“弱于”)。
(6)对氨基苯磺酸粗产品因含杂质而显色,可用重结晶法进行提纯。从下列选项中选出合理操作并排序______________(填字母)。
沸水溶解→(________)→(________)→(________)→过滤→洗涤→干燥。
a.过滤 b.趁热过滤 c.加入活性炭脱色 d.蒸发结晶 e.冷却结晶
(7)对氨基苯磺酸与对二甲氨基苯甲醛在一定条件下可以发生显色反应,利用这一原理,用分光光度法可以测定对氨基苯磺酸的含量,吸光度与对氨基苯磺酸浓度关系如图所示。
取1.00 g对氨基苯磺酸样品,配成1 L溶液,取样加入显色剂,测得吸光度为0.50.则样品中对氨基苯磺酸的质量分数是_________。
【答案】(1)
(2)
(3)
(4)
停止加热,待冷却至室温后再加入沸石
(5)
弱于 (6)cbe
(7)
【解析】
【分析】Ⅱ.本实验以苯胺与浓硫酸为原料制备对氨基苯磺酸,步骤 1 将 10 mL 苯胺与 18 mL 浓硫酸混合,在 170~180 ℃条件下反应 2~2.5 h 得到混合液,步骤 2 将反应后的混合液倒入 100 mL 冷水中,经过滤、洗涤得到粗产品,再对粗产品进行重结晶操作,最终获得纯净的对氨基苯磺酸产品,结合物质溶解性数据可知,对氨基苯磺酸微溶于冷水、可溶于热水,适合热水溶解后重结晶提纯。
【小问1详解】
根据元素分析仪测定的原子个数比 ,可知M的实验式为 。该实验式的式量为 ,与质谱法测得的相对分子质量相等,故M的分子式为 。
【小问2详解】
有机物A的结构简式为 ,其分子式为 。M由A和醇B发生酯化反应生成,结合M的分子式 ,可知醇B的分子式为 ,即醇B的烃基为 。A中碳碳双键上的2个氢原子处于不同化学环境,个数比为 。M中含有5种不同化学环境的氢原子,且个数比为 ,说明醇B的烃基 中含有3种不同化学环境的氢原子,个数比为 ,该烃基为异丁基 。因此M的结构简式为 。
【小问3详解】
M分子中含有碳碳双键,在微量水蒸气作用下发生加聚反应生成聚合物,化学方程式为 。
【小问4详解】
液体加热时若忘记加沸石,不能直接补加,以防液体暴沸伤人,应停止加热,待液体冷却至室温后再补加沸石。
【小问5详解】
氨基显碱性是因为氮原子上有孤电子对,能结合氢离子。 为吸电子基,会使苯环及氨基氮原子上的电子云密度降低,导致氮原子结合氢离子的能力减弱,因此对氨基苯磺酸的碱性弱于苯胺。
【小问6详解】
粗产品中含有因杂质而显色的物质,提纯时需要脱色。操作步骤为:先用沸水溶解粗产品,加入活性炭吸附脱色,然后趁热过滤除去活性炭和不溶性杂质,滤液经冷却结晶析出对氨基苯磺酸晶体,最后过滤、洗涤、干燥得到纯品。故合理操作及排序为c、b、e。
【小问7详解】
由吸光度与浓度的关系图可知,当吸光度为0.50时,对氨基苯磺酸溶液的浓度 。该溶液体积 ,则对氨基苯磺酸的物质的量 。对氨基苯磺酸的摩尔质量 ,其质量 。样品中对氨基苯磺酸的质量分数为 。
17. 奥氮平(M)是能够治疗精神分裂、双相情感障碍的一种精神类药物,下图为该药物的一种合成路线。
(1)A→B反应的化学方程式是________________。
(2)条件a是__________。
(3)G分子是__________。(填“极性分子”或“非极性分子”)
(4)已知有机物I只有一种化学环境的氢,且I与按化学计量数之比2∶1反应生成J,原子利用率为100%。则J的结构简式是________________。
(5)由E生成F的第I步:试剂x为,反应过程中能量的变化示意图如下:
①将x中的F原子替换为Br原子后,反应速率明显减慢。下列因素是此实验结果主要影响因素的是_________。
a.卤原子与碳原子电负性差异 b.碳卤键键能差异
②x与E实际的物质的量之比为1.5∶1,明显高于理论值,主要原因是:a.试剂x在该条件下会与KOH发生水解反应;b.从化学平衡角度,_______________________。
(6)1 mol F和1 mol K发生取代反应生成1 mol M和1 mol 。M的结构简式是______________。
【答案】(1)CH3CH2CH2Br+NaOHCH3CH2CH2OH+NaBr
(2)O2、Cu、加热
(3)非极性分子 (4)
(5) ①. a ②. 使有机反应平衡正向移动,提高E的转化率
(6)
【解析】
【分析】D中含有醛基,结合A的分子式可知,A为CH3CH2CH2Br,A→B→D发生的官能团转化为—Br→—OH→—CHO,故B为CH3CH2CH2OH;D与硫黄、CH2(CN)2反应生成E,E经两步反应得到F;G的分子式为C2H4,则G为乙烯,有机物I(C2H4O)只有一种化学环境的氢,则I为;I与按化学计量数2∶1反应生成J,原子利用率为100%,则J的结构简式是;J与CH3NH2发生取代反应生成K;K与F按物质的量之比1∶1发生取代反应生成M()和,据此分析解答。
【小问1详解】
根据分析可知,A→B反应的化学方程式是CH3CH2CH2Br+NaOHCH3CH2CH2OH+NaBr。
【小问2详解】
B→D为醇的催化氧化,反应条件为O2、Cu、加热。
【小问3详解】
G是乙烯,分子结构对称,属于非极性分子。
【小问4详解】
I()与按化学计量数之比2∶1反应生成J,且原子利用率为100%,则J的结构简式是。
【小问5详解】
①结合反应过程与题图可知,反应过程由苯环上和F相连的碳原子吸引N原子引起,F的电负性大于Br,相应苯环上和F相连的碳原子的正电荷更加集中,更容易反应,故将x中的F原子替换为Br原子后,反应速率明显减慢,故选a项。
②x与E实际的物质的量之比为1.5∶1,明显高于理论值,主要原因是:可以使有机反应平衡正向移动,提高E的转化率;碱性条件下x可以水解。
【小问6详解】
1 mol F和1 mol K发生取代反应生成1 mol M和1 mol ,F分子中的—NH2被取代,则M的结构简式是。
18. 三苯甲醇[]是一种重要的有机合成中间体,制备流程如下:
已知:①格氏试剂(R表示烃基)性质活泼,能与、、醛、酮等物质反应。
②与水反应生成的难溶于水。
③几种物质的物理性质如表:(*表示溴苯与水形成共沸物的沸点)
物质
相对分子质量
沸点(℃)
溶解性
乙醚
74
34.6
微溶于水
溴苯
157
156.2(92.8*)
难溶于水的液体,溶于乙醚
二苯酮
182
305.4
难溶于水的晶体,溶于乙醚
三苯甲醇
260
380.0
难溶于水的晶体,溶于乙醇、乙醚
实验装置如下(夹持和加热装置略)。
回答下列问题:
(1)图1中仪器a的名称为___________;干燥管内试剂作用是___________。
(2)制备格氏试剂时,加入一小粒碘单质可以加快反应速率,推测对该反应活化能的影响是___________。(填“升高”“降低”或“不变”)
(3)在制备三苯甲醇过程中,用饱和溶液代替蒸馏水与中间产物C反应的原因是______________________。
(4)水蒸气蒸馏能除去溴苯的原因是______________________。水蒸气蒸馏前,应先打开活塞K,待水沸腾后,关闭活塞K,开始蒸馏。若蒸馏过程中长导管b水位突然急剧上升,应进行的操作是_________________________________。
(5)准确称量本实验所得三苯甲醇粗产品150 mg、甲苯92 mg,利用核磁共振氢谱仪对混合物进行分析(假设杂质对核磁共振的检测结果不造成影响)。结果显示如下(羟基氢略):
吸收峰化学位移δ/ppm
对应的氢原子
相对峰面积
7.2-7.6
苯环上的所有氢原子
25
1.5
甲基上的氢原子
6
本实验所得三苯甲醇粗产品的纯度为____________(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1) ①.
恒压滴液漏斗 ②.
防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置
(2)
降低 (3)
避免产生难溶于水的 杂质
(4) ①.
溴苯能与水形成 的共沸物,随水蒸气一同逸出 ②.
打开活塞K,并撤去热源
(5)
【解析】
【小问1详解】
根据图1中仪器a的构造特征(带有侧管以平衡气压),可知其名称为恒压滴液漏斗;由于已知信息①提示格氏试剂性质活泼,能与 、 等物质反应,故干燥管内试剂的作用是防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入装置,避免格氏试剂变质;
【小问2详解】
在制备格氏试剂时,加入的一小粒碘单质起到了引发剂(或催化剂)的作用。催化剂能够改变反应历程,降低反应的活化能,从而加快反应速率;
【小问3详解】
根据已知信息②,中间产物与水反应会生成难溶于水的 。若用饱和 溶液代替蒸馏水,溶液中的 能够与水解产生的 结合生成弱电解质 ,从而避免产生难溶于水的 杂质,有利于后续产物的分离提纯;
【小问4详解】
由表格信息可知,溴苯能与水形成沸点为 的共沸物,该温度低于水的沸点,因此水蒸气蒸馏能将未反应的溴苯随水蒸气一同蒸出从而除去。在蒸馏过程中,若长导管b水位突然急剧上升,说明系统内部气路不畅导致压强过大,为防止发生爆炸等危险,应立即打开活塞K使装置与大气相通以减小压强,并撤去热源停止加热;
【小问5详解】
设混合物中三苯甲醇的物质的量为 ,甲苯的物质的量为 。三苯甲醇分子中含有15个苯环氢原子,无甲基氢原子;甲苯分子中含有5个苯环氢原子和3个甲基氢原子。根据核磁共振氢谱的相对峰面积之比,甲基氢原子仅来自甲苯,故 ;苯环氢原子来自两者,故 。解得 。 已知甲苯的质量为 ,其摩尔质量为 ,则甲苯的物质的量为 。 由此可知,三苯甲醇的物质的量为 。 三苯甲醇的质量为 。 因此,三苯甲醇粗产品的纯度为 ;
19. 回答下列问题。
(1)四氟化硫()的核心用途是作为有机合成中最有效的“选择性氟化剂”之一。
①基态S原子中核外电子占据的最高能层符号为__________。与S同周期部分元素基态原子电离能变化规律如下,其中表示第三电离能的是__________(填标号)。
②分子的电子对空间构型为三角双锥形,排布方式有两种,结构如图。根据价层电子对互斥理论:“孤电子对一成键电子对”分布在互成90°的方向上时斥力最大,判断应采用结构________(填“a”或“b”)。
(2)一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系,晶胞棱边夹角均为90°,其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。图甲为A的体对角线投影图,图乙为B的沿y轴方向的投影图。A中Fe、Sn位置互换即为B。
①该硫化物的化学式为___________。
②立方体A、B棱长均为,以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。图乙中部分原子的分数坐标为、,则图乙中Sn原子的分数坐标为_________;晶胞中Sn原子和Cu原子间的最短距离为_________pm。
(3)某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示,由A、B两种立方体单元交替排列而成,单元B中和均位于体对角线上离顶点四分之一处,单元A、B中位置相同。通过嵌入或脱嵌该晶胞的棱心和体心,可将该晶体设计为锂离子电池的正极材料(m、n为正整数)。
已知:。
①__________。
②若该锂离子电池正极材料中,则的脱嵌率为__________。
【答案】(1) ①. M ②. b ③. a
(2) ①. ②. ③.
(3) ①. 3:4 ②. 50%
【解析】
【小问1详解】
①基态S原子的核外电子排布为,占据的最高能层是第三层,符号为M。 第三电离能是原子失去2个电子后再失去1个电子所需要的能量,Mg失去2个电子后的电子排布式为,为全满稳定结构,Mg的第三电离能远高于同周期相邻元素;后续元素(Al~Cl)的第三电离能呈上升趋势,Cl失去2个电子后的电子排布式为,此时的3p轨道半满,第三电离能出现陡增,符合图b的变化规律,故选b。
②中心S的价层电子对数为5(4个成键电子对+1个孤电子对),电子对空间构型为三角双锥。结构a中孤电子对在三角双锥的赤道平面,与成键电子对成的斥力作用共2处;结构b中孤电子对在轴向,与成键电子对成90°的斥力作用共3处,a的总斥力更小、结构更稳定,故选a。
【小问2详解】
①该晶胞为四方晶系,由A、B两个棱长为a pm的立方体上下堆叠而成,根据信息,A晶胞结构为,根据图乙信息,A晶胞中含有2个Cu,1个Sn,1个Fe,且Fe、Sn位置互换即为B。则S原子位于整个立方体的顶点(8个)、面心(10个)、棱心(4个)、体心(1个),Cu、Fe、Sn分别位于内部小立方体的体对角线上,因此用均摊法算出:S:,Cu :4 , Fe : 2, Sn:2,因此该硫化物的化学式为。
②晶胞中部分原子的坐标S(0,0,0)、Fe(,,),将立方体A、B都切割成8个小立方体,则Fe原子位于下层右下前小立方体体心,则下层的Sn位于左后下小立方体的体心,Sn的坐标可以为(,,);晶胞中Sn原子和Cu原子间的最短距离为立方体面对角线长的一半,为。
【小问3详解】
①由离子型铁的氧化物晶胞图可知,个数为,的个数是,Fe总个数是24;原子个数为,。
②晶胞的棱心共12个、体心共1个, 嵌入的最大数目为。若该锂电池正极材料中,则含有个,个,根据电荷守恒,设晶胞中的的个数为,则,解得,脱嵌率为。
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