内容正文:
香山中学2027届高三级第一学期化学科开学考试题
可能用到的相对原子质量:C--12 H--1 O--16
一、选择题:本题包括16小题,共44分。第1~10题,每小题2分;第11~16题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题意的。
1. 挖掘文物价值,讲好中国故事。下列文物中,主要成分为有机高分子材料的是
选项
A
B
C
D
文物
名称
清明上河图
三星堆青铜
纵目面具
越王勾践剑
鹰形陶鼎
A. A B. B C. C D. D
2. 现代科技助力强国建设。下列说法正确的是
A. 我国已实现T1200级碳纤维百吨级量产,碳纤维属于有机高分子材料
B. “黑金”石墨烯电池充电速度快,其充电过程将化学能转化为电能
C. 嫦娥六号取回的月壤富含,与地球上的互为同位素
D. 福建舰甲板使用的复合材料含碳化硅,硬度高、耐高温,属于分子晶体
3. 我国饮食注重营养均衡,讲究“色香味形”。下列说法涉及的化学知识中不正确的是
A. 烹饪糖醋排骨用蔗糖炒出焦糖色,蔗糖能水解生成葡萄糖和果糖
B. 新鲜榨得的花生油具有独特油香,花生油含有酯基,属于混合物
C. 凉拌黄瓜加醋使其具有可口酸味,食醋中的乙酸属于电解质
D. 端午时节用粽叶将糯米包裹成形,糯米中的淀粉能与KI溶液反应显蓝色
4. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 苯的实验式:CH
B. 乙醛的结构简式为:CH3COH
C. 的球棍模型:
D. 基态镁原子价层电子的电子云轮廓图:
5. 苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下:
下列说法不正确的是
A. 操作I中依据苯甲酸的溶解度估算加水量
B. 操作II需要趁热的原因是防止NaCl冷却析出
C. 操作III缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹
D. 检验操作IV产物是否纯净可用硝酸酸化的AgNO3
6. 下列物质转化中,所用的试剂、条件不合理的是
物质转化
试剂、条件
A
CH2=CH2→CH3CH2OH
H2O、催化剂 加热 加压
B
CH3CH3→CH3CH2Cl
Cl2、光照
C
浓硝酸与浓硫酸、50~60℃
D
CH3CH2OH→H2C=CH2
NaOH的乙醇溶液、加热
A. A B. B C. C D. D
7. 提纯下列物质(括号中为杂质),所选除杂试剂和分离方法都正确的是
选项
物质
除杂试剂
分离方法
A
苯甲酸(氯化钠)
蒸馏水
重结晶
B
甲苯(溴)
KI溶液
分液
C
苯(硝基苯)
蒸馏水
分液
D
溴化钠(碘)
蒸馏水
过滤
A. A B. B C. C D. D
8. 用下图所示装置及药品进行实验,能达到实验目的的是
A. 图a,用电石与水反应制备乙炔 B. 图b,实验室制备并检验乙烯
C. 图c,检验1-溴丙烷中的溴原子 D. 图d,除去乙烷中的乙烯
9. 苦水玫瑰是中国国家地理标志产品,可从中提取高品质的玫瑰精油。玫瑰精油成分之一的结构简式如图,下列说法错误的是
A. 该分子含2个手性碳原子 B. 该分子所有碳原子不共平面
C. 该分子中碳原子的轨道杂化类型为和 D. 该分子能使溴的四氯化碳溶液褪色
10. 下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ都正确,但没有因果关系的是
选项
Ⅰ
Ⅱ
A
SiO2的熔点比较高
SiO2晶体是共价晶体,分子间作用力大
B
氨气极易溶于水
NH3能与HCl反应
C
利用杯酚分离C₆₀和C₇₀
超分子有“分子识别”的特性
D
硬度:金刚石〉晶体硅
原子半径:Si>C
A. A B. B C. C D. D
11. 一种对乙酰氨基酚的合成路线如下。下列说法错误的是
A. 至少有12个原子共平面 B. 的反应类型为还原反应
C. c苯环上的二氯代物有4种 D. 1 mol d最多能与反应
12. 下列实验方案及现象正确,且能得出相应结论的是
选项
实验方案及现象
结论
A
向淀粉溶液中加入少量稀硫酸,水浴加热,冷却后加入新制,加热,无砖红色沉淀生成
淀粉未发生水解
B
向电石中加入饱和食盐水,将产生的气体依次通入溶液、溴的四氯化碳溶液,后者溶液褪色
乙炔中含不饱和键
C
向丙烯醛()中滴加酸性溶液,溶液紫红色褪去
丙烯醛中含有醛基
D
向苯中滴加溴水,振荡,溶液分层,水层颜色变浅
苯和溴发生加成反应
A. A B. B C. C D. D
13. 下列关于阿伏加德罗常数的说法正确的是
A. 标准状况下,2.24 L苯含有的分子数为
B. 在2 L、0.5 mol/L的水溶液中,的数目小于
C. 1 L、0.1 的溶液中的数目为
D. 26 g 气体中含有σ键的数目为
14. 为探究卤代烃的化学性质设计如下实验,下列有关说法正确的是
A. 烧瓶中2-溴丁烷发生消去反应生成一种烯烃
B. 若用溴水代替酸性溶液,装置②可以省去
C. 装置③中酸性溶液紫色逐渐褪去,说明产物具有氧化性
D. 取反应后烧瓶中的溶液,滴加几滴AgNO3溶液,产生淡黄色沉淀
15. 是合成PTT纤维的一种单体。下列与其不对应的是
A.元素分析
B.核磁共振氢谱
C.质谱
D.红外光谱
A. A B. B C. C D. D
16. 化合物与可用作电解质饮料的配料。短周期元素M、R、L、T、Q、X原子序数依次增加,R、X同族,Q与X相邻,Q基态原子的3p轨道为半充满,则下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 金属性:
C. 第一电离能: D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:
二、非选择题:本题包括4小题,共56分。
17. 某化学小组通过实验探究化合物A的分子结构与性质。
Ⅰ.组成结构分析
(1)已知中含、、三种元素,利用如图装置测定有机物的实验式。准确称取样品,实验测得,管质量增加,管质量增加。
①试剂“X”可以是_______,f装置的作用是_______。
②物质A的实验式为_______。
(2)已知,物质A在气态时的密度是相同条件下密度的45倍,能与溶液反应生成,A的红外光谱图、核磁共振氢谱图结果分别如图,则A的结构简式为_______。
Ⅱ.性质探究与应用
已知:水、乙醇、苯的混合物在64.85℃时,能形成共沸物。实验小组利用有机物A与乙醇反应制备一种链状酯类化合物B(沸点:154℃),实验步骤如下:ⅰ.合成:向如图反应器中(夹持装置略)加入18 g物质A、过量乙醇、浓硫酸和苯,加热回流至反应完全。ⅱ.提纯:冷却后将分水器中有机层与反应液合并,经饱和溶液洗涤、用干燥、过滤、减压蒸馏,得到产品16.52 g。
(3)仪器a的名称为_______。
(4)写出有机物A与乙醇反应制备B的化学反应方程式_______。
(5)本实验中物质B的产率为_______%。
(6)该实验易发生副反应,如有机物A缩聚生成高分子化合物,写出该缩聚产物的结构简式_______。
18. 铜是人类广泛使用的一种金属,可以用来制备,也可以作某些反应的催化剂。以乙醇为原料制取M()的合成路线如下:
(1)C、N、O的第一电离能从大到小顺序:_________________________。
(2)乙醇的沸点高于乙醛,其主要原因是_______________________________________________。
(3)写出乙醇催化氧化为乙醛的方程式______________________________________________。
(4)一个微粒中σ键的个数为____________。
(5)M的系统命名为______________________。
(6)的空间结构为____________。
(7)中H-N-H键角____________分子中H-N-H键角(填“>”、“<”或“=”)。
(8)比较稳定性:____________(填“>”、“<”或“=”)。
19. 一种过渡金属催化的脱羧偶联反应如下(反应条件略)。
(1)已知-OCH3读作甲氧基,则1a的名称为______________________。
(2)化合物2a中含氧官能团的名称为___________,化合物2a的分子式为___________。
(3)2a可与发生加成反应生成化合物Ⅰ。Ⅰ的某种同分异构体的核磁共振氢谱图上只有2组峰,且该同分异构体能与溶液反应产生气体,其结构简式为___________。
(4)下列说法正确的有___________。
A. 在1a和2a生成3a的过程中,有C-H键的断裂和C-C键的形成
B. 化合物1a是苯甲酸的同系物,具有良好的水溶性
C. 在2a分子中,碳原子和氧原子都采取和杂化
D. 在3a分子中,有大键,且存在手性碳原子
(5)由可制备晶体,其立方晶胞如图。与O最小间距大于与O最小间距,x、y为整数,则在晶胞中的位置为___________;晶体中一个周围与其最近的O的个数为___________。
20. 2-羟甲基苯甲酸()是一种医药中间体,可按以下路线合成:
回答下列问题:
(1)D含有的官能团名称为____________。
(2)C的结构简式为____________。
(3)下列说法正确的是____________(填选项字母)。
A. A中含有酚羟基 B. F能发生消去反应
C. 反应Ⅳ原子利用率理论上为100% D. D中所有原子可能共面
(4)E有多种同分异构体,其中满足下列条件的有____________种(不考虑立体异构)
i.与FeCl3溶液发生显色反应
ii.能发生水解反应和银镜反应
iii.苯环上有3个取代基
(5)引入反应Ⅰ的目的是____________。
(6)F与A能发生下面反应:
参考上述制备G的反应,H、J和CO可通过两步反应合成K(结构简式如下图所示,无机试剂任选)
写出两步反应的方程式:
第一步,引入碘:_________________________________(注明反应条件)。
第二步:_________________________________________(不用注明反应条件)。
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香山中学2027届高三级第一学期化学科开学考试题
可能用到的相对原子质量:C--12 H--1 O--16
一、选择题:本题包括16小题,共44分。第1~10题,每小题2分;第11~16题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题意的。
1. 挖掘文物价值,讲好中国故事。下列文物中,主要成分为有机高分子材料的是
选项
A
B
C
D
文物
名称
清明上河图
三星堆青铜
纵目面具
越王勾践剑
鹰形陶鼎
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.清明上河图为绢本设色画,主要材料是绢(丝绸)。绢由蚕丝制成,蚕丝的主要成分是蛋白质(如丝素蛋白),属于天然有机高分子材料,A符合题意;
B.三星堆青铜纵目面具的主要成分为青铜,是铜、锡等金属的合金,不属于有机高分子,B不符合题意;
C.越王勾践剑的主要成分为青铜(铜锡合金),不属于有机高分子,C不符合题意;
D.鹰形陶鼎的主要成分为陶土(硅酸盐矿物),经高温烧制后形成陶瓷,属于无机非金属材料,不属于有机高分子,D不符合题意;
故选A。
2. 现代科技助力强国建设。下列说法正确的是
A. 我国已实现T1200级碳纤维百吨级量产,碳纤维属于有机高分子材料
B. “黑金”石墨烯电池充电速度快,其充电过程将化学能转化为电能
C. 嫦娥六号取回的月壤富含,与地球上的互为同位素
D. 福建舰甲板使用的复合材料含碳化硅,硬度高、耐高温,属于分子晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳纤维主要成分为碳单质,属于无机非金属材料,不属于有机高分子材料,A错误;
B.电池充电过程是将电能转化为化学能,放电过程才是将化学能转化为电能,B错误;
C.与质子数相同、中子数不同,属于氦元素的不同核素,互为同位素,C正确;
D.硬度高、耐高温,属于共价晶体,不属于分子晶体,D错误;
故选C。
3. 我国饮食注重营养均衡,讲究“色香味形”。下列说法涉及的化学知识中不正确的是
A. 烹饪糖醋排骨用蔗糖炒出焦糖色,蔗糖能水解生成葡萄糖和果糖
B. 新鲜榨得的花生油具有独特油香,花生油含有酯基,属于混合物
C. 凉拌黄瓜加醋使其具有可口酸味,食醋中的乙酸属于电解质
D. 端午时节用粽叶将糯米包裹成形,糯米中的淀粉能与KI溶液反应显蓝色
【答案】D
【解析】
【详解】A.蔗糖在一定条件下水解生成葡萄糖和果糖,A正确;
B.花生油含酯基,且油脂是多种甘油酯的混合物,B正确;
C.乙酸在水中可发生电离,属于电解质,C正确;
D.淀粉遇碘单质(I2)显蓝色,而KI溶液含I⁻,无法与淀粉发生显色反应,D错误;
答案选D。
4. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 苯的实验式:CH
B. 乙醛的结构简式为:CH3COH
C. 的球棍模型:
D. 基态镁原子价层电子的电子云轮廓图:
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯的分子式为,实验式即最简式为CH,A正确;
B.乙醛的官能团为醛基(),正确结构简式为,B错误;
C.题中给的是的空间填充(比例)模型,球棍模型为,C错误;
D.基态镁原子价层电子排布为,s轨道电子云轮廓图为球形即,题中给的为p轨道的哑铃形电子云轮廓图,D错误;
5. 苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下:
下列说法不正确的是
A. 操作I中依据苯甲酸的溶解度估算加水量
B. 操作II需要趁热的原因是防止NaCl冷却析出
C. 操作III缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹
D. 检验操作IV产物是否纯净可用硝酸酸化的AgNO3
【答案】B
【解析】
【分析】粗苯甲酸中含有少量NaCl和泥沙,由流程可知,加水溶解时需保证苯甲酸完全溶解,趁热过滤可防止苯甲酸结晶析出,过滤除去泥沙,滤液含苯甲酸、NaCl,NaCl的溶解度受温度影响不大,苯甲酸的溶解度随温度的升高而增大,则冷却结晶可析出苯甲酸,过滤、洗涤得到苯甲酸,以此来解答。
【详解】A.加水溶解时需保证苯甲酸完全溶解,则操作Ⅰ中依据苯甲酸的溶解度估算加水量,故A正确;
B.苯甲酸在水的溶解度不大,操作Ⅱ趁热过滤的目的除去泥沙,防止苯甲酸结晶析出,NaCl溶解在水中,无法除去,故B错误;
C.NaCl的溶解度受温度影响不大,苯甲酸的溶解度随温度的升高而增大,则操作Ⅲ缓慢冷却结晶可减少杂质被包裹,NaCl留在溶液中,故C正确;
D.检验操作IV产物是否纯净,可检验最后一次洗涤液中是否含有Cl-,可用硝酸酸化的AgNO3,故D正确。
答案选B。
6. 下列物质转化中,所用的试剂、条件不合理的是
物质转化
试剂、条件
A
CH2=CH2→CH3CH2OH
H2O、催化剂 加热 加压
B
CH3CH3→CH3CH2Cl
Cl2、光照
C
浓硝酸与浓硫酸、50~60℃
D
CH3CH2OH→H2C=CH2
NaOH的乙醇溶液、加热
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烯与水在催化剂、加热加压条件下发生加成反应生成乙醇,转化可实现,A正确;
B.CH3CH3在光照下可以与Cl2发生取代反应生成CH3CH2Cl,B正确;
C.苯与浓硝酸、浓硫酸混合加热50~60℃,发生取代反应产生硝基苯和水,C正确;
D.CH3CH2OH在浓硫酸混合加热消去反应生成H2C=CH2,而不是NaOH的乙醇溶液;D错误;
故答案选D。
7. 提纯下列物质(括号中为杂质),所选除杂试剂和分离方法都正确的是
选项
物质
除杂试剂
分离方法
A
苯甲酸(氯化钠)
蒸馏水
重结晶
B
甲苯(溴)
KI溶液
分液
C
苯(硝基苯)
蒸馏水
分液
D
溴化钠(碘)
蒸馏水
过滤
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯化钠的溶解度受温度影响不大,苯甲酸的溶解度受温度影响大,可用重结晶方法分离,A正确;
B.Br2与KI会发生取代反应:Br2+2KI=2KBr+I2,反应产生的I2易溶于甲苯,因此不能采用分液方法分离除杂,B错误;
C.苯、硝基苯都是不溶于水的液体物质,因此不能采用分液方法分离,C错误;
D.溴化钠中混有的少量碘也能够微溶于水,因此不能通过向混合物中加入蒸馏水,然后再经过滤方法分离提纯,D错误;
故合理选项是A。
8. 用下图所示装置及药品进行实验,能达到实验目的的是
A. 图a,用电石与水反应制备乙炔 B. 图b,实验室制备并检验乙烯
C. 图c,检验1-溴丙烷中的溴原子 D. 图d,除去乙烷中的乙烯
【答案】C
【解析】
【详解】A.电石与水反应非常剧烈,且生成的氢氧化钙为糊状物,易堵塞有孔塑料板,反应放热多,不能用该简易启普发生器制备乙炔,A错误;
B.乙醇与浓硫酸共热制乙烯需要温度计控制温度为170℃,且反应生成的SO2杂质也能使溴水褪色,干扰乙烯的检验,B错误;
C.1-溴丙烷与NaOH溶液共热水解生成,冷却后加稀硝酸酸化除去过量NaOH,再加AgNO3溶液,若产生淡黄色沉淀即可证明存在溴原子,操作合理,C正确;
D.乙烯会被酸性KMnO4溶液氧化生成CO2,引入新的杂质,无法达到除杂目的,D错误;
故选C。
9. 苦水玫瑰是中国国家地理标志产品,可从中提取高品质的玫瑰精油。玫瑰精油成分之一的结构简式如图,下列说法错误的是
A. 该分子含2个手性碳原子 B. 该分子所有碳原子不共平面
C. 该分子中碳原子的轨道杂化类型为和 D. 该分子能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】A
【解析】
【详解】A.手性碳原子是指连有4种不同原子或基团的饱和碳原子,该分子中,仅环上连羟基的碳原子满足手性碳条件,因此该分子总共只有1个手性碳原子,A错误;
B.与饱和碳原子相连的碳,最多只有3个碳原子共平面,因此所有碳原子不可能共平面,B正确;
C.分子中碳碳双键的碳原子为sp2杂化,所有只形成单键的饱和碳原子为sp3杂化,因此碳原子杂化类型只有sp2和sp3两种,C正确;
D.分子含有碳碳双键,可与溴发生加成反应,因此能使溴的四氯化碳溶液褪色,D正确;
故选A。
10. 下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ都正确,但没有因果关系的是
选项
Ⅰ
Ⅱ
A
SiO2的熔点比较高
SiO2晶体是共价晶体,分子间作用力大
B
氨气极易溶于水
NH3能与HCl反应
C
利用杯酚分离C₆₀和C₇₀
超分子有“分子识别”的特性
D
硬度:金刚石〉晶体硅
原子半径:Si>C
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.陈述Ⅱ错误,是共价晶体,由原子通过共价键直接构成,不存在分子间作用力,不满足两个陈述都正确的要求,A不符合题意;
B.陈述Ⅰ(氨气极易溶于水)和陈述Ⅱ(能与反应)均正确,但氨气极易溶于水与它能和反应没有关联,二者无因果关系,B符合题意;
C.杯酚作为超分子具有“分子识别”特性,因此可以分离和,两个陈述有因果关系,C不符合题意;
D.金刚石和晶体硅均为共价晶体,原子半径,故键键长更短、键能更大,共价晶体硬度随键能增大而升高,故硬度金刚石>晶体硅,陈述Ⅰ、Ⅱ均正确且有因果关系,D不符合题意;
故选B。
11. 一种对乙酰氨基酚的合成路线如下。下列说法错误的是
A. 至少有12个原子共平面 B. 的反应类型为还原反应
C. c苯环上的二氯代物有4种 D. 1 mol d最多能与反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.a为苯酚,苯环及直接与苯环相连的原子共平面,至少有12个原子共平面,A正确;
B.是硝基被还原为氨基的反应,属于还原反应,B正确;
C.2个氯原子取代c中苯环的2个氢,有如图所示:2,3、2,5、2,6、3,5共4种结构,C正确;
D.1mol d中酚羟基消耗1mol NaOH,酰胺基水解生成1mol 羧基和1mol 氨基,1mol 羧基消耗1mol NaOH,氨基不消耗 NaOH,最多共消耗2mol NaOH,D错误;
故选D。
12. 下列实验方案及现象正确,且能得出相应结论的是
选项
实验方案及现象
结论
A
向淀粉溶液中加入少量稀硫酸,水浴加热,冷却后加入新制,加热,无砖红色沉淀生成
淀粉未发生水解
B
向电石中加入饱和食盐水,将产生的气体依次通入溶液、溴的四氯化碳溶液,后者溶液褪色
乙炔中含不饱和键
C
向丙烯醛()中滴加酸性溶液,溶液紫红色褪去
丙烯醛中含有醛基
D
向苯中滴加溴水,振荡,溶液分层,水层颜色变浅
苯和溴发生加成反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.淀粉水解后溶液为酸性,需先加NaOH溶液中和稀硫酸至碱性,再加新制加热,否则酸会与反应,无法检验水解产物葡萄糖,不能得出淀粉未水解的结论,A错误;
B.电石与饱和食盐水反应生成的乙炔中混有等还原性杂质,溶液可除去以排除杂质干扰,后续溴的四氯化碳溶液褪色说明乙炔可与溴发生加成反应,证明乙炔含不饱和键,B正确;
C.丙烯醛中的碳碳双键和醛基均能被酸性氧化使溶液褪色,无法证明一定是醛基导致褪色,C错误;
D.苯与溴水不发生化学反应,水层颜色变浅是苯萃取了溴水中的溴单质,属于物理变化,D错误;
故选B。
13. 下列关于阿伏加德罗常数的说法正确的是
A. 标准状况下,2.24 L苯含有的分子数为
B. 在2 L、0.5 mol/L的水溶液中,的数目小于
C. 1 L、0.1 的溶液中的数目为
D. 26 g 气体中含有σ键的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯在标准状况下不是气体,不能根据标准状况下的气体摩尔体积计算其物质的量,题述分子数结论不成立,A错误;
B.苯酚钠的物质的量为。苯酚根离子在水中发生水解:。水解使苯酚根离子的物质的量小于1 mol,其数目小于阿伏加德罗常数,B正确;
C.醋酸是弱酸,在水中部分电离:。醋酸的物质的量为,因此的物质的量小于0.1 mol,其数目小于,C错误;
D.每个乙炔分子中的2个C—H单键各含1个σ键,C≡C三键中还含1个σ键,所以每个乙炔分子含3个σ键。26 g乙炔为1 mol,含有的σ键数目为,而不是,D错误;
故选B。
14. 为探究卤代烃的化学性质设计如下实验,下列有关说法正确的是
A. 烧瓶中2-溴丁烷发生消去反应生成一种烯烃
B. 若用溴水代替酸性溶液,装置②可以省去
C. 装置③中酸性溶液紫色逐渐褪去,说明产物具有氧化性
D. 取反应后烧瓶中的溶液,滴加几滴AgNO3溶液,产生淡黄色沉淀
【答案】B
【解析】
【分析】将2-溴丁烷、NaOH的乙醇溶液混合加热,2-溴丁烷发生消去反应,生成1-丁烯和2-丁烯;用水吸收1-丁烯和2-丁烯中的乙醇,再将1-丁烯和2-丁烯通入酸性溶液中,溶液的紫色褪去,据此回答。
【详解】A.2-溴丁烷在NaOH的乙醇溶液中加热发生消去反应,可生成1-丁烯、2-丁烯两种烯烃,A错误;
B.装置②的作用是除去挥发出来的乙醇,避免乙醇还原酸性干扰烯烃检验;乙醇与溴水不反应,不会干扰烯烃与溴水的加成检验,因此用溴水代替酸性溶液时装置②可以省去,B正确;
C.酸性有强氧化性,溶液紫色褪去是因为被还原为,说明产物具有还原性,C错误;
D.反应后烧瓶中含有过量的NaOH,直接滴加溶液会生成棕褐色沉淀,掩盖淡黄色沉淀,需先加稀硝酸酸化再加才能检验溴离子,D错误;
故选B.
15. 是合成PTT纤维的一种单体。下列与其不对应的是
A.元素分析
B.核磁共振氢谱
C.质谱
D.红外光谱
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.该有机物为对苯二甲酸,分子式为,相对分子质量为166,计算得C质量分数,H质量分数,O质量分数,与元素分析数据一致,A正确;
B.对苯二甲酸只有2种等效氢,且数目之比为1:2,而B图有3种等效氢,B符合题意;
C.质谱最大质荷比对应分子的相对分子质量,对苯二甲酸相对分子质量为166,与质谱的最大质荷比数据一致,C正确;
D.红外光谱显示有、和苯环的特征吸收峰,与对苯二甲酸含有的羧基、苯环结构匹配,D正确;
故答案选B。
16. 化合物与可用作电解质饮料的配料。短周期元素M、R、L、T、Q、X原子序数依次增加,R、X同族,Q与X相邻,Q基态原子的3p轨道为半充满,则下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 金属性:
C. 第一电离能: D. 最高价氧化物对应水化物的酸性:
【答案】C
【解析】
【分析】Q基态原子3p轨道半充满,电子排布为,故Q为P;Q与X相邻且X原子序数更大,故X为S;R与X同族,故R为O;结合化合物为电解质配料为,T为Mg,原子序数依次增大规律,可推出M为H,L为Na,电解质为,据此解答。
【详解】A.同主族元素原子半径从上到下增大,故原子半径,即,A错误;
B.同周期主族元素从左到右金属性减弱,故金属性,即,B错误;
C.同周期元素第一电离能总体呈增大趋势,第ⅤA族p轨道半充满结构稳定,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能,即,C正确;
D.元素非金属性越强,最高价氧化物对应水化物酸性越强,非金属性,故酸性,即,D错误;
故选C。
二、非选择题:本题包括4小题,共56分。
17. 某化学小组通过实验探究化合物A的分子结构与性质。
Ⅰ.组成结构分析
(1)已知中含、、三种元素,利用如图装置测定有机物的实验式。准确称取样品,实验测得,管质量增加,管质量增加。
①试剂“X”可以是_______,f装置的作用是_______。
②物质A的实验式为_______。
(2)已知,物质A在气态时的密度是相同条件下密度的45倍,能与溶液反应生成,A的红外光谱图、核磁共振氢谱图结果分别如图,则A的结构简式为_______。
Ⅱ.性质探究与应用
已知:水、乙醇、苯的混合物在64.85℃时,能形成共沸物。实验小组利用有机物A与乙醇反应制备一种链状酯类化合物B(沸点:154℃),实验步骤如下:ⅰ.合成:向如图反应器中(夹持装置略)加入18 g物质A、过量乙醇、浓硫酸和苯,加热回流至反应完全。ⅱ.提纯:冷却后将分水器中有机层与反应液合并,经饱和溶液洗涤、用干燥、过滤、减压蒸馏,得到产品16.52 g。
(3)仪器a的名称为_______。
(4)写出有机物A与乙醇反应制备B的化学反应方程式_______。
(5)本实验中物质B的产率为_______%。
(6)该实验易发生副反应,如有机物A缩聚生成高分子化合物,写出该缩聚产物的结构简式_______。
【答案】(1) ①. 浓硫酸 ②. 防止空气中的水蒸气和CO2进入e装置,造成测定误差 ③.
(2)
(3)球形冷凝管 (4)
(5)70 (6)
【解析】
【分析】a装置制备氧气,实验开始之前,先用a中产生的氧气将装置中的空气排干净;b的目的是干燥氧气,氧气进入c装置中,有机物与氧气反应,CuO的作用是确保有机物充分氧化,最终生成和;d的作用是吸收有机物与氧气反应生成的水蒸气,e的作用是吸收有机物燃烧生成的,f的作用是防外界空气中的和进入e,据此分析;
【小问1详解】
①a中双氧水制取的氧气混有水蒸气,需要干燥后再参与反应,b为洗气瓶,可选用浓硫酸;f中碱石灰用于隔绝外界空气,避免空气中的水蒸气和二氧化碳进入e管,导致测定的二氧化碳质量偏大,产生实验误差;
②d管吸收生成的水,,得;e管吸收生成的,得;计算得O的物质的量,因此,实验式为;
【小问2详解】
同温同压下密度比等于摩尔质量比,因此,可得A的分子式为;A能和反应生成,说明含羧基,结合红外光谱(含O−H、C=O)和核磁共振氢谱(4种环境氢,且氢原子个数比为3:1:1:1),可得A的结构为;
【小问3详解】
图中回流装置的仪器a为球形冷凝管;
【小问4详解】
A中只有羧基和乙醇发生酯化反应,反应为可逆反应,条件为浓硫酸加热,方程式:;
【小问5详解】
,产物B的摩尔质量为,理论产量为,产率;
【小问6详解】
同时含羟基和羧基,可发生缩聚反应,羟基脱H、羧基脱OH,最终缩聚得到聚酯,结构:。
18. 铜是人类广泛使用的一种金属,可以用来制备,也可以作某些反应的催化剂。以乙醇为原料制取M()的合成路线如下:
(1)C、N、O的第一电离能从大到小顺序:_________________________。
(2)乙醇的沸点高于乙醛,其主要原因是_______________________________________________。
(3)写出乙醇催化氧化为乙醛的方程式______________________________________________。
(4)一个微粒中σ键的个数为____________。
(5)M的系统命名为______________________。
(6)的空间结构为____________。
(7)中H-N-H键角____________分子中H-N-H键角(填“>”、“<”或“=”)。
(8)比较稳定性:____________(填“>”、“<”或“=”)。
【答案】(1)N>O>C
(2)乙醇形成分子间氢键
(3)
(4)16 (5)3-甲基-1,3-戊二烯
(6)正四面体形 (7)>
(8)>
【解析】
【分析】乙醇在Cu作催化剂、加热条件下被O2氧化,乙醇转化为乙醛;乙醛和丁酮在NaOH碱性条件下发生羟醛缩合反应,发生亲核加成后脱水,得到含双键的不饱和羰基化合物;后续经强还原剂LiAlH4还原,羰基被还原为羟基,最终得到中间体:,上述中间体在浓硫酸、加热条件下发生醇的消去反应,得到M。
【小问1详解】
同一周期元素的第一电离能随原子序数增大呈增大趋势,但原子的轨道处于半充满的稳定状态,第一电离能反常地大于相邻的原子,故第一电离能大小顺序为:。
【小问2详解】
乙醇分子中含有羟基,分子间可以形成氢键,显著增加了分子间作用力,导致其沸点高于不能形成分子间氢键的乙醛。
【小问3详解】
乙醇在铜作催化剂和加热的条件下,被氧气催化氧化生成乙醛和水,反应的化学方程式为:。
【小问4详解】
在中,中心离子与4个分子形成4个配位键,配位键属于键,每个 分子内部含有3个 键,故一个该微粒中键的总数为。
【小问5详解】
的结构简式为,主链含有两个碳碳双键,最长碳链为5个碳原子,从离双键较近的一端开始编号,双键位置为1和3,甲基在3号碳上,故其系统命名为:3-甲基-1,3-戊二烯。
【小问6详解】
中中心原子 的价层电子对数为,且无孤电子对,原子采用 杂化,故其空间结构为正四面体形。
【小问7详解】
分子中 原子有一对孤电子对,对成键电子对的排斥作用较大,使得键角较小;而在中, 原子的孤电子对与形成配位键,孤电子对变为成键电子对,排斥力减小,故键角变大,因此中H-N-H键角>分子中H-N-H键角。
【小问8详解】
原子的电负性小于原子,原子提供孤电子对的能力强于原子,因此与 形成的配位键比更强,形成的配合物更稳定,故稳定性。
19. 一种过渡金属催化的脱羧偶联反应如下(反应条件略)。
(1)已知-OCH3读作甲氧基,则1a的名称为______________________。
(2)化合物2a中含氧官能团的名称为___________,化合物2a的分子式为___________。
(3)2a可与发生加成反应生成化合物Ⅰ。Ⅰ的某种同分异构体的核磁共振氢谱图上只有2组峰,且该同分异构体能与溶液反应产生气体,其结构简式为___________。
(4)下列说法正确的有___________。
A. 在1a和2a生成3a的过程中,有C-H键的断裂和C-C键的形成
B. 化合物1a是苯甲酸的同系物,具有良好的水溶性
C. 在2a分子中,碳原子和氧原子都采取和杂化
D. 在3a分子中,有大键,且存在手性碳原子
(5)由可制备晶体,其立方晶胞如图。与O最小间距大于与O最小间距,x、y为整数,则在晶胞中的位置为___________;晶体中一个周围与其最近的O的个数为___________。
【答案】(1)2-甲氧基苯甲酸 (邻甲氧基苯甲酸)
(2) ①. 酯基 ②. C5H8O2
(3)(CH3)3CCOOH (4)AC
(5) ①. 体心 ②. 12
【解析】
【分析】本题以过渡金属催化的脱羧偶联反应为载体,考查有机物命名、官能团与分子式、同分异构体、化学键与杂化类型以及晶胞结构分析。解答时先由反应物与产物的结构变化确定官能团与化学键的变化:羧基脱去CO2的同时形成新的C-C键;再由分子式与氢谱峰数推断同分异构体;由晶胞中微粒的相对位置与间距判断配位关系。
【小问1详解】
由结构简式可知,1a为苯环上连有羧基和甲氧基的化合物,且甲氧基位于羧基的邻位,故其名称为2-甲氧基苯甲酸(邻甲氧基苯甲酸)。
【小问2详解】
由结构简式可知,2a为CH2=CHCH2OOCCH3(乙酸烯丙酯),分子中含氧官能团为酯基,分子式为C5H8O2。
【小问3详解】
2a与H2发生加成反应生成化合物Ⅰ(C5H10O2)。Ⅰ的某种同分异构体能与NaHCO3溶液反应产生气体,说明其分子中含有羧基;其核磁共振氢谱图上只有2组峰,说明分子中只有两种化学环境的氢。满足条件的结构为(CH3)3CCOOH:分子中3个甲基上的9个氢等效(1组峰),羧基氢为1组峰,共2组峰。
【小问4详解】
A.对比反应物与产物结构:1a脱去CO2,其C-C键断裂;2a中碳碳双键端位碳上的一个C-H键断裂,苯环碳与该碳原子之间形成新的C-C键,A正确;
B.1a含有羧基和甲氧基两种官能团,与苯甲酸不互为同系物,且其水溶性较差,B错误;
C.2a分子中双键碳原子采取sp2杂化、饱和碳原子采取sp3杂化,酯基中羰基氧采取sp2杂化、单键氧采取sp3杂化,C正确;
D.3a分子中含有苯环,存在大π键,但分子中没有连接四个不同基团的碳原子,不存在手性碳原子,D错误;
故答案为AC。
【小问5详解】
由晶胞图可知,黑球(Al)位于晶胞的顶点、白球(O)位于面心、带叉圆圈(Co)位于体心,Al与O的最小间距大于Co与O的最小间距,与题意相符。故Co在晶胞中的位置为体心;晶体中一个Al周围与其最近的O共有12个。
20. 2-羟甲基苯甲酸()是一种医药中间体,可按以下路线合成:
回答下列问题:
(1)D含有的官能团名称为____________。
(2)C的结构简式为____________。
(3)下列说法正确的是____________(填选项字母)。
A. A中含有酚羟基 B. F能发生消去反应
C. 反应Ⅳ原子利用率理论上为100% D. D中所有原子可能共面
(4)E有多种同分异构体,其中满足下列条件的有____________种(不考虑立体异构)
i.与FeCl3溶液发生显色反应
ii.能发生水解反应和银镜反应
iii.苯环上有3个取代基
(5)引入反应Ⅰ的目的是____________。
(6)F与A能发生下面反应:
参考上述制备G的反应,H、J和CO可通过两步反应合成K(结构简式如下图所示,无机试剂任选)
写出两步反应的方程式:
第一步,引入碘:_________________________________(注明反应条件)。
第二步:_________________________________________(不用注明反应条件)。
【答案】(1)醚键、醛基
(2) (3)C
(4)20 (5)保护羟基不被氧化
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】A→B为醇羟基甲基化取代得到B; B→C水解生成,故C为邻甲氧基苯甲醇;发生催化氧化生成D;醛基被氧气氧化为羧基; E发生取代反应生成F。
【小问1详解】
D为,其官能团为醚键、醛基;
【小问2详解】
B为,经反应II生成C,C氧化得到,说明B中水解为得到C,故C的结构简式:;
【小问3详解】
A.A中羟基为醇羟基(连在侧链碳上),不是酚羟基,A错误;
B.F中醇羟基的β-碳(苯环上与相连的碳)没有氢原子,不能发生消去反应,B错误;
C.反应IV为醛催化氧化生成羧酸:,原子全部进入产物,利用率100%,C正确;
D.D中含有甲基(),甲基为四面体结构,所有原子不可能共面,D错误;
故选C。
【小问4详解】
E分子式,满足条件:①含酚羟基(直接连苯环的);②含甲酸酯基(能发生水解、银镜反应);③苯环上3个取代基,可得三个不同取代基为:、、或、、,苯环上三个不同取代基的位置异构,如图(数字标注为C位置,A、B、C代表上述两组取代基),每组取代基在苯环位置有种,共种;
【小问5详解】
反应I将羟基转化为甲氧基,后续氧化醛基时避免羟基被氧化,最后反应V再重新得到羟基,故反应Ⅰ的目的是保护醇羟基,防止醇羟基在后续氧化过程中被氧化;
【小问6详解】
第一步(引入碘):与HI在浓硫酸加热条件下发生取代反应生成,;
第二步:根据题干示例反应规律,,先将H的羟基取代为碘,再和CO、J反应得到目标产物K,。
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