广东省肇庆市2021-2022学年高二下学期期末考试化学试题

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广东省肇庆市2021-2022学年高二下学期期末考试化学试题
一、单选题
1.(2022高二下·肇庆期末)北京冬奥会“冰墩墩”“雪容融”成为顶流,其主要采用环保PVC、PC、ABS以及亚克力等环保材料组合制作而成,下列说法错误的是(  )
A.PVC()不宜用于食品包装
B.PC()可通过缩合聚合反应制得
C.ABS的单体中丁二烯与苯乙烯互为同系物
D.亚克力(聚甲基丙烯酸甲酯树脂)为混合物
【答案】C
【知识点】常用合成高分子材料的化学成分及其性能
【解析】【解答】A.聚氯乙烯含有氯元素,不能用于食品包装,选项A不符合题意;
B.聚碳酸酯可通过缩合聚合反应制得,选项B不符合题意;
C.丁二烯与苯乙烯相差不是n个,不属于同系物,选项C符合题意;
D.高分子聚合物均为混合物,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.聚氯乙烯高温时容易产生有害物质,不能用于食品包装;
B.聚碳酸酯可通过缩合聚合反应制得;
D.高聚物均为混合物。
2.(2022高二下·肇庆期末)有机物M()具有“福禄双全”的美好寓意,M中不存在的官能团为(  )
A.碳氟键 B.碳氯键 C.碳碳双键 D.醛基
【答案】C
【知识点】有机物中的官能团
【解析】【解答】根据M的结构简式可知,存在的官能团分别有碳氯键、碳氟键、醛基,苯环中不含有碳碳双键,故分子中不含碳碳双键;
故答案为:C。
【分析】M分子中含有的官能团为碳氟键、碳氯键、醛基。
3.(2022高二下·肇庆期末)下列关于生物大分子的叙述中正确的是(  )
A.糖类、油脂、蛋白质与核酸均为人体所必需的生物大分子
B.淀粉和纤维素在人体内可水解为葡萄糖,为人体活动提供所需的能量
C.蛋白质在重金属盐的作用下发生盐析现象,盐析是一个可逆过程
D.DNA分子中的碱基间通过氢键作用配对以保持双螺旋结构
【答案】D
【知识点】多糖的性质和用途;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;油脂的性质、组成与结构;核酸
【解析】【解答】A.糖类中的单糖、二糖等低聚糖不属于生物大分了,油脂不属于生物大分子,选项A不符合题意;
B.纤维素在人体内不水解,选项B不符合题意;
C.蛋白质在重金属盐的作用下会发生变性,变性属于不可逆的变化,选项C不符合题意;
D.DNA分子中的碱基间通过氢键作用配对以保持双螺旋结构,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.糖类中的单糖和二糖、油脂均不是高分子化合物;
B.纤维素在人体内不能水解;
C.重金属盐能使蛋白质变性。
4.(2022高二下·肇庆期末)化合物N(如图所示)在热熔胶、粘合剂、橡胶等多行业有广泛应用。下列关于N的说法错误的是(  )
A.分子式为
B.能发生消去反应和还原反应
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.存在遇溶液显色的同分异构体
【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A.分子式为,故A符合题意;
B.分子中的羟基能发生消去反应,含碳碳双键,能与氢气发生加成反应,又叫还原反应,故B不符合题意;
C.分子中碳碳双键和羟基,都能与酸性高锰酸钾溶液发生反应而使溶液褪色,故C不符合题意;
D.可能存在含酚羟基的同分异构体(),遇溶液显色,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】B.该物质中含有羟基,羟基的邻位碳原子上含有H原子,能发生消去反应,也能发生还原反应;
C.碳碳双键和羟基均能被酸性高锰酸钾氧化;
D.含有酚羟基的物质遇溶液显色。
5.(2022高二下·肇庆期末)有机化合物分子中基团之间会相互影响,下列叙述没有表现出基团间相互影响的是(  )
A.苯酚易与NaOH溶液反应,环已醇不与NaOH溶液反应
B.苯酚可以发生加成反应,乙醇不能发生加成反应
C.苯与浓硝酸发生硝化反应生成硝基苯,甲苯与浓硝酸发生硝化反应生成2,4,6-三硝基甲苯
D.甲苯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】B
【知识点】有机分子中基团之间的关系
【解析】【解答】A.苯环使羟基中的O-H键极性增强,使苯酚具有弱酸性,能与NaOH溶液反应,A不符合题意;
B.苯酚分子中含有苯环,可以发生加成反应,而乙醇分子中的乙基是饱和的,不能发生加成反应,与基团间相互影响无关,B符合题意;
C.甲基使苯环上的氢原子活性增强,所以甲苯与浓硝酸发生硝化反应生成2,4,6-三硝基甲苯,C不符合题意;
D.苯环使甲基活化,能与酸性高锰酸钾溶液发生反应,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.苯酚具有酸性;环乙醇不具有酸性;
C.甲基使苯环上的氢原子活性增强;
D.苯环使甲基活化,能与酸性高锰酸钾溶液发生反应。
6.(2022高二下·肇庆期末)有机化合物的定性、定量分析会用到多种化学仪器,下列关于化学仪器的说法错误的是(  )
A.质谱仪可以确定有机化合物的相对分子质量
B.元素分析仪可以用于测定有机化合物的结构
C.红外光谱仪可以检测有机化合物的官能团
D.核磁共振氢谱仪可以判断有机化合物中不同类型氢原子的相对数目
【答案】B
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构
【解析】【解答】A.质谱仪可以确定有机化合物的相对分子质量,选项A不符合题意;
B.元素分析仪可以用于检测有机化合物中所含元素,不能测定有机化合物的结构,选项B符合题意;
C.红外光谱仪可以检测有机化合物的官能团或化学键,选项C不符合题意;
D.核磁共振氢谱仪可以判断有机化合物中处于不同化学环境的原子的相对数目,选项D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.质谱仪用于测定有机化合物的相对分子质量;
C.红外光谱仪可以检测有机化合物的官能团或化学键;
D.核磁共振氢谱仪可以判断有机化合物中处于不同化学环境的原子的相对数目。
7.(2022高二下·肇庆期末)下列能层中包含f能级的是(  )
A.K层 B.L层 C.M层 D.N层
【答案】D
【知识点】原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】A.K层包含1s能级,A不符合题意;
B.L层包含2s和2p能级,B不符合题意;
C.M层包含3s、3p、3d,C不符合题意;
D.N层包含4s、4p、4d、4f能级,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】能层含有的能级数等于能层序数,即第n能层含有n个能级,每一能层总是从s能级开始,同一能层中能级ns、np、nd、nf的能量依次增大。
8.(2022高二下·肇庆期末)下列表示物质结构的化学用语或模型正确的是(  )
A.2-甲基-1-丁烯的键线式:
B.基态铜原子的价电子排布式:
C.基态氧原子的轨道表示式:
D.铜氨配离子的结构式:
【答案】D
【知识点】原子核外电子排布;结构式
【解析】【解答】A.2-甲基-1-丁烯的结构简式为,其键线式为,A项不符合题意;
B.基态铜原子的价电子排布式为3d104s1,B项不符合题意;
C.基态氧原子的轨道表示式为,C项不符合题意;
D.铜氨配离子中Cu2+与NH3分子间形成配位键,结构式为,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.2-甲基-1-丁烯的键线式为;
B. 基态铜原子的价电子排布式为3d104s1;
C.该轨道表示式违背洪特规则。
9.(2022高二下·肇庆期末)甘氨酸铜是一种配合物,能溶于水,常用于医药、电镀,其结构如图所示。下列关于甘氨酸铜的说法错误的是(  )
A.该配合物呈电中性 B.Cu的化合价为+2
C.配位数为2 D.提供电子对的原子为N、O
【答案】C
【知识点】配合物的成键情况
【解析】【解答】A.该配合物不显电性,说明呈电中性,故A不符合题意;
B.根据甘氨酸根带一个单位负电荷,得到Cu的化合价为+2,故B不符合题意;
C.由配合物的结构式可知,配位数为4,故C符合题意;
D.O、N都有孤对电子,由其结构可知,提供电子对的原子为N、O,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.化合物不显电性;
B.Cu表现+2价;
D.N、O原子含有孤电子对,铜离子含有空轨道。
10.(2022高二下·肇庆期末)随着温度的升高,水从固态融化成液态,再蒸发成气态,最终分解成氢气和氧气,如图所示,这个过程中主要克服的作用力依次是(  )
A.分子间作用力 分子间作用力、氢键 极性共价键
B.氢键 氢键、分子间作用力 极性共价键
C.分子间作用力 分子间作用力、氢键 非极性共价键
D.氢键 氢键、分子间作用力 非极性共价键
【答案】B
【知识点】分子间作用力;含有氢键的物质
【解析】【解答】由图可知,水从固态融化成液态时,部分氢键被破坏,再蒸发成气态时剩余的氢键被破坏并克服分子间作用力,2000℃分解成氢气和氧气时破坏极性共价键;
故答案为:B。
【分析】水从固态融化成液态时,部分氢键被破坏,再蒸发成气态时剩余的氢键被破坏并克服分子间作用力,2000℃分解成氢气和氧气时破坏极性共价键。
11.(2022高二下·肇庆期末)下列实验装置可以达到实验目的的是(  )
A B C D
分离苯和甲苯 验证乙酸酸性强于苯酚 制备溴苯 制备并检验乙炔
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】蒸馏与分馏;性质实验方案的设计;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.分离苯和甲苯的混合溶液应选择蒸馏,蒸馏时,温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口下沿处,A项不符合题意;
B.乙酸可以与碳酸氢钠溶液发生反应,而苯酚不能与碳酸氢钠溶液发生反应,则可以验证乙酸酸性强于苯酚,B项符合题意;
C.溴苯应用苯与液溴在催化下反应制备,而不是使用溴水,C项不符合题意;
D.制备乙炔应用饱和食盐水与电石反应,并且反应产物中有等杂质生成,检验前应先用硫酸铜溶液除去杂质,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.蒸馏时温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口处;
B.根据强酸制弱酸原理分析;
C.制备溴苯应用液溴而不是溴水;
D.电石和水反应的产物中含有硫化氢等还原性气体。
12.(2022高二下·肇庆期末)托瑞米芬是一种抗癌药品,其结构简式如图所示。下列关于托瑞米芬的说法错误的是(  )
A.常温下为液体,易溶于水 B.能发生水解反应和消去反应
C.存在顺式结构的同分异构体 D.分子中3个苯环可能共平面
【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;有机化学反应的综合应用
【解析】【解答】A.由其分子结构可知,托瑞米芬常温下为固体,无亲水基团,不溶于水,A项符合题意;
B.含氯原子,且与其相连的碳原子的相邻碳原子上含氢原子,所以能发生水解反应和消去反应,B项不符合题意;
C.该结构为反式结构,另外还存在顺式结构的同分异构体,C项不符合题意;
D.单键可以旋转,由碳碳双键连接的3个苯环可以共平面,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.该物质不含亲水基;
B.该物质含有-Cl,与其相连的碳原子的相邻碳原子上含氢原子,能发生水解反应和消去反应;
C.碳碳双键两端的碳原子连接2个不同的原子或原子团时存在顺反异构;
D.碳碳双键为平面结构,单键可旋转。
13.(2022高二下·肇庆期末)有机化合物X与在HCl的催化作用下可反应生成Y,其反应如图:
下列说法正确的是(  )
A.分子X与分子Y所含官能团种类相同
B.与HCOOC2H5同类别的同分异构体还有2种
C.该反应的副产物为CH3CH2OH和H2O
D.1mol分子X、Y均最多可与5molH2发生加成反应
【答案】C
【知识点】有机物中的官能团;同分异构现象和同分异构体;加成反应
【解析】【解答】A.分子X中存在酯基、醚键、酮羰基和氨基4种官能团,分子Y中含有酯基、醚键、羟基、碳碳双键,A项不符合题意;
B.与HCOOC2H5同属于酯类的同分异构体只有CH3COOCH31种,B项不符合题意;
C.由反应前后元素守恒可知,该反应的副产物为CH3CH2OH和H2O,C项符合题意;
D.X分子中,苯基、酮羰基能与H2发生加成反应,所以1mol分子X最多与4molH2发生加成反应,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.X中含有的官能团为酯基、醚键、酮羰基和氨基;Y中含有的官能团为酯基、醚键、羟基、碳碳双键;
B.HCOOC2H5属于酯类;
D.X分子中苯和羰基能与氢气加成;Y分子中苯环、双键能与氢气加成。
14.(2022高二下·肇庆期末)下列分离除杂实验操作能达到实验目的的是(  )
选项 实验目的 实验操作
A 除去溴苯中的少量溴单质 向溴苯中加入NaOH溶液,振荡,静置后分液
B 除去苯中少量苯酚 向混合物中加入浓溴水,产生白色沉淀后过滤除去沉淀物
C 除去乙烷中的少量乙烯 将混合气体通入高锰酸钾溶液中
D 除去苯甲酸中难溶杂质 将粗苯甲酸在水中溶解,加热,冷却结晶,过滤
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】除杂
【解析】【解答】A.除去溴苯中的少量溴单质,可向溴苯中加入NaOH溶液,振荡,静置后分液,A项符合题意;
B.苯酚与溴水反应生成的三溴苯酚有机物虽然不溶于水,但能溶于苯,B项不符合题意;
C.乙烯与高锰酸钾反应生成,会引入新杂质,C项不符合题意;
D.除去苯甲酸中难溶杂质,可用重结晶方法,将粗苯甲酸在水中溶解,加热,趁热过滤掉难溶杂质后,再冷却结晶,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】B.苯酚与溴生成的三溴苯酚溶于苯;
C.乙烯与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应生成二氧化碳,引入新杂质;
D.加热之后应趁热过滤,再冷却结晶。
15.(2022高二下·肇庆期末)下列有关物质结构与性质的说法正确的是(  )
A.温度升高使金属晶体中自由电子运动速度加快,导电性增强
B.碳化硅的结构类似于金刚石,所以碳化硅具有很高的硬度
C.的沸点低于,是由于C=O键的键能比C=S键的大
D.因金属性:K>Na>Mg,所以熔点:
【答案】B
【知识点】物质的结构与性质之间的关系;用晶格能的大小衡量离子晶体中离子键的强弱
【解析】【解答】A.温度升高,金属晶体中自由电子不规则运动的速度加快,碰撞增多,导电性变弱,A项不符合题意;
B.碳化硅的结构类似于金刚石,为原子晶体,具有很高的硬度,B项符合题意;
C.与均是分子晶体,的沸点低于,是由于的相对分子质量大于,C项不符合题意;
D.的半径大于,则KCl晶体中离子键键长大于NaCl晶体,键能较小,故熔点NaCl>KCl,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.升高温度,金属导电能力减弱;
C.CO2与CS2均是分子晶体,熔沸点与分子间作用力有关,与化学键无关;
D.离子晶体熔点高低与离子键强弱有关,与金属性无关。
16.(2022高二下·肇庆期末)M、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素,其元素性质或基态原子结构如表。
元素 元素性质或原子结构
M 宇宙中含量最多的元素
W 价层电子排布是nsnnpn-1
X 最外能层中的最高能级不同轨道均填充有电子,且自旋方向相同
Y 最外层电子数是次外层电子数的一半
Z +3价阳离子中电子所占据的最高能级处于半充满状态
下列说法错误的是(  )
A.原子半径:W>X>M
B.电负性:X>Y
C.元素W、Y的单质均可做半导体材料
D.Z位于元素周期表的ds区
【答案】D
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.由题目可知W、X、M依次为B、N、H,原子半径B>N>H,A项不符合题意;
B.X、Y依次为N、Si,非金属性N>Si,则电负性N>Si,B项不符合题意;
C.B元素与Si元素均位于金属与非金属交界处,符合对角线规则,化学性质比较相似,可做半导体材料,C项不符合题意;
D.Fe元素在周期表中属于第Ⅷ族元素,位于元素周期表的d区,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】M是宇宙中含量最多的元素,则M为H元素,W的价层电子排布是 nsnnpn-1 ,n=2,则W为B元素;Y的最外层电子数是次外层电子数的一半,其原子序数等于B元素,则Y位于第三周期,最外层含有4个电子,为Si元素;X的最外能层中的最高能级不同轨道均填充有电子,且自旋方向相同,其原子序数小于Si,X原子的核外电子排布式为1s22s22p3 ,则X为N元素;Z的+3价阳离子中电子所占据的最高能级处于半充满状态,该+3价阳离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5 ,Z的原子序数为26,则Z为Fe元素。
二、非选择题
17.(2022高二下·肇庆期末)已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期元素,A的核外电子总数与其周期序数相同;B的基态原子的核外有3个能级,且每个能级上的电子数相等;D的基态原子2p轨道中含有两种不同自旋方向的电子,且电子数之比为3∶1。回答下列问题:
(1)B、C、D的第一电离能由大到小的顺序为   (填元素符号)。
(2)简单氢化物的稳定性:C   D(填“>”或“<”),原因为   .
(3)分子式为ABC的化合物属于   (填“极性”或“非极性")分子,其结构中键与键的比例为   。
(4)桂皮中含有的肉桂醛()是一种食用香料,广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果和调味品中,根据其结构特征,分析预测其可发生如下反应,完成表格。
序号 参与反应的试剂 反应方程式 反应类型
① 新制的氢氧化铜        
② 溴的四氯化碳溶液        
【答案】(1)N>O>C
(2)<;O的原子半径比N小,电负性大于N,H-O键键能大于H-N键,的稳定性大于
(3)极性;1∶1
(4)+2Cu(OH)2+NaOHCu2O↓+3H2O+;氧化反应;;加成反应
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用;极性分子和非极性分子;醛与Cu(OH)2的反应
【解析】【解答】根据题目所给信息分析,A核外电子总数是1,周期序数是1,A是H;B三个能级是1s、2s、2p,每个能级电子数目相同,所以B是6号元素C; D的2p能级上有4个电子,所以D是8号元素是O;按照排序,C是N;
(1)同周期VA族元素由于基态原子2p能级半满,原子更稳定,所以其第一电离能大于同周期VIA族元素,所以本问应填“N>O>C”;
(2)同周期元素随着原子序数增大,电负性增大,原子半径减小,H-O键键能大于H-N键键能,气态氢化物稳定性增强,所以本问第一空应填“<”;第二空应填“O的原子半径比N小,电负性大于N,H-O键键能大于H-N键,的稳定性大于”;
(3)HCN分子内共价键均是极性键,分子结构本身无对称性,故是“极性”分子;分子结构中H-C键是σ键,C≡N键中有一条是σ键,两条是π键,所以两种共价键数量之比为“1﹕1”;
(4)①肉桂醛与新制氢氧化铜发生氧化反应,生成羧酸盐和氧化亚铜和水,方程式是“+2Cu(OH)2+NaOHCu2O↓+3H2O+”,反应类型是“氧化反应”;肉桂醛与溴的四氯化碳溶液接触,发生加成反应,反应方程式是“”,反应类型是“加成反应”。
【分析】A的核外电子总数与其周期序数相同,则A为H元素,B的基态原子的核外有3个能级,且每个能级上的电子数相等,则B是6号元素C元素, D的基态原子2p轨道中含有两种不同自旋方向的电子,且电子数之比为3∶1,则D的2p能级上有4个电子,D为O元素,C为N元素。
18.(2022高二下·肇庆期末)苯甲酸乙酯可用于配制香水、香精和人造精油,也大量用于食品中,实验室制备苯甲酸乙酯的原理为:
+C2H5OH +H2O
已知:I.分水器可以储存冷凝管冷凝的液体,当液面达到支管口时上层液体可回流到反应器中,通过下端活塞可以将密度较大的下层液体排放出去。
II.“环己烷-乙醇-水”会形成共沸物(沸点62.6℃),一些有机物的物理性质如表所示。
物质 颜色、状态 沸点(℃) 密度() 溶解性
苯甲酸 无色晶体 249(100℃升华) 1.27 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
苯甲酸乙酯 无色液体 212.6 1.05 微溶于热水,与乙醇、乙醚混溶
乙醇 无色液体 78.3 0.79 与水互溶
环己烷 无色液体 80.8 0.73 不溶于水
实验装置如图所示(加热及夹持装置已省略),实验步骤如下:
i.在X中加入12.20g苯甲酸、20mL环己烷、5mL浓硫酸和少许碎瓷片,并通过分液漏斗加入60mL(过量)乙醇;
ii.控制温度在65~70℃加热回流2h,期间不时打开旋塞放出分水器中液体;
iii.反应结束后,将X内反应液依次用水、饱和溶液、水洗涤。用分液漏斗分离出有机层,水层经碳酸氢钠处理后用适量乙醚萃取分液,然后合并至有机层;
iv.向iii中所得有机层中加入氯化钙,蒸馏,接收210~213℃的馏分,得到产品10.00mL。
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称为   ;其最适宜规格为   (填字母序号)。
A.100mL B.150mL C.250mL D.500mL
(2)冷凝管的进水口为   (填“a”或“b”)。
(3)“加热回流”时,装置宜采用的加热方法是   ,判断反应完成的实验现象为   。
(4)使用分水器能提高酯的产率,原因是   (用平衡移动的原理解释)。
(5)用饱和溶液洗涤反应后的溶液,目的是为了除去   。
(6)对水层再用乙醚萃取后合并至有机层的目的是   。
(7)本实验得到的苯甲酸乙酯的产率为   。
【答案】(1)三颈烧瓶(或三口烧瓶);B
(2)b
(3)水浴加热;分水器中储存的液体不再分层
(4)酯化反应为可逆反应,不断分离出生成的水,可以使平衡正向移动,提高苯甲酸乙酯的产率
(5)产品中含有的苯甲酸和硫酸
(6)萃取水层中的苯甲酸乙酯,可减少苯甲酸乙酯的溶解损耗
(7)70%
【知识点】常用仪器及其使用;制备实验方案的设计
【解析】【解答】
(1)如图,仪器X的名称为三颈烧瓶(或三口烧瓶),使用时溶液的体积不宜超过容积的2/3、不少于容积的1/3,实验中总共加入20mL环己烷、5mL浓硫酸和60mL乙醇,共85mL,且反应过程中环己烷与乙醇会蒸发,则最适宜规格为150mL,故答案为B;
(2)冷凝管下边为进水口,故答案为b;
(3)“加热回流”时,装置适宜采用的加热方法是水浴加热;当不再有水生成时反应完成,可以作出判断的现象为分水器中储存的液体不再分层;
(4)酯化反应为可逆反应,使用分水器能不断分离出生成的水,可以使平衡正向移动,提高苯甲酸乙酯的产率;
(5)依次用水除去产品中过量的硫酸和乙醇,再用饱和溶液除去产品中含有的苯甲酸和硫酸,最后再用水洗涤除去产品中剩余的等盐类;
(6)对水层用乙醚再萃取后合并至有机层的目的是苯甲酸乙酯微溶于热水,用乙醚萃取回收苯甲酸乙酯,可减少苯甲酸乙酯的溶解损耗;
(7)因为乙醇过量,则根据苯甲酸计算本实验得到的苯甲酸乙酯的产率。
【分析】先在三颈烧瓶内加入12.20g苯甲酸、20mL环己烷、5mL浓硫酸和少许碎瓷片,加入碎瓷片的作用为防止液体暴沸,然后通过分液漏斗加入60mL(过量)乙醇;第二步反应,控制温度在65~70℃加热回流2h,采用水浴加热,受热均匀,便于控制温度,期间不时打开旋塞放出分水器中液体,目的是减少生成物水的量,使得平衡正向移动,提高原料利用率和生成物的产率,第三步为产物的分离和提纯,利用苯甲酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度低的性质,分离出产物,第四步除去产物中的水,最后蒸馏的方式得到纯净的苯甲酸乙酯。
19.(2022高二下·肇庆期末)氟(F)、氯(Cl)属于卤素,它们在自然界都以典型的盐类存在,是典型成盐元素。
(1)基态氟原子的轨道表示式为   ,其处于最高能级的电子云轮廓图为   。
(2)三氟化氮()和三氯化氮()是两种强氧化剂。
①中N原子的杂化轨道类型为   ,分子的空间构型为   。
②的键角小于的原因为   。
(3)是一种重要的化工原料,的VSEPR模型为   。
(4)氟化钙和氯化钙均为离子晶体,其中氟化钙的立方晶胞图如图所示。已知氟化钙晶胞参数为a pm,表示阿伏加德罗常数的值。
①每个氟化钙晶胞中含有的数目为   个;离子晶体中离子的配位数是指一个离子周围最近的异电性离子的数目,则的配位数为   。
②以“”表示,“”表示,画出氟化钙晶胞沿z轴方向投影图   。
③氟化钙的密度为   (列出计算式)。
【答案】(1);哑铃形或纺锤形
(2);三角锥形;氟元素电负性大,中N原子的孤电子对更靠近N原子,对成键电子对排斥力更大
(3)四面体形
(4)4;8;;
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)基态氟原子的轨道表示式为,其处于最高能级的电子位于2p轨道,电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形。
(2)①中N原子为杂化,分子的空间构型为三角锥形;②的键角小于的原因为氟元素电负性大,N原子的孤电子对更靠近N原子,对成键电子对排斥力更大;
(3)的VSEPR模型为四面体;
(4)①由氟化钙晶胞可知每个晶胞中含有4个,的配位数为8;②画出氟化钙晶胞沿z轴方向投影图为;③由晶胞结构可知其的密度为。
【分析】(1)F为9号原子,其核外电子排布式为1s22s22p5,轨道表示式为;其最高能级的电子为2p能级,p能级的电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形;
(2)①中N原子的价层电子对数为4,采用sp3杂化;含有一个孤电子对,空间构型为三角锥形;
②孤电子对间排斥力>孤电子对和成键电子对之间的排斥力>成键电子对之间的排斥力,孤电子对越多键角越小;
(3)中Cl原子价层电子对数为4;
(4)①根据均摊法计算; 离Ca2+最近且等距离的F-有8个;
②氟化钙晶胞沿z轴方向投影图中,顶点上的钙离子位于正方形四个顶点上,面心上的钙离子位于正方形每个边的中心上,氟离子位于正方形中每个小正方形的中心上;
③根据计算。
20.(2022高二下·肇庆期末)聚合物H()是一种聚酰胺纤维,广泛用于各种刹车片,其合成路线如图:
已知:。
(1)合成路线中生成A的反应中需要加入的试剂和反应条件分别为   。
(2)M的结构简式为   ;C的名称为   。
(3)用“*”标出B分子中的手性碳原子   。
(4)E→F的化学方程式为   。
(5)写出满足下列条件的D的一种同分异构体结构简式   。
i.既能发生银镜反应又能发生水解反应;
ii.水解产物遇溶液显紫色;
ili.核磁共振氢谱显示的峰面积之比为1∶2∶2∶1。
(6)请以1,3-丁二烯和乙炔为原料,选用必要的无机试剂,合成,写出合成路线   。(示例:AB)
【答案】(1)NaOH、乙醇,加热
(2);对二甲苯
(3)
(4)+HNO3(浓)H2O+
(5)或
(6)
【知识点】有机化合物的命名;有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】
(1)合成路线中由溴乙烷生成乙烯的反应条件是在氢氧化钠的醇溶液中加热;
(2)由已知可知,M的结构简式为;C的名称为对二甲苯(1,4-二甲苯);
(3)由B分子结构可知存在2个手性碳原子;
(4)E→F的化学方程式为;
(5)由条件可知,可以发生银镜反应和水解反应,且水解反应产物遇溶液显紫色,说明苯环上存在—OOCH,根据对称结构可知核磁共振氢谱显示的峰面积之比为1∶2∶2∶1的同分异构体结构简式为或;
(6)以1,3-丁二烯和乙炔为原料合成的合成路线为。
【分析】溴乙烷发生反应生成A,A与M在一定条件下发生类似已知:反应,说明A中含有碳碳双键,故A为乙烯,再根据生成物B的结构简式可推知M为,C被酸性高锰酸钾氧化生成对苯二甲酸D;苯在氯化铁催化下与氯气发生取代反应生成E为氯苯,氯苯在浓硫酸催化下与浓硝酸发生取代反应生成F,F与氨气在高压条件下反应生成,可推出F中两取代基在对位,为,发生还原反应生成对苯二氨。对苯二氨和对苯二甲酸发生聚缩反应生成H。
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广东省肇庆市2021-2022学年高二下学期期末考试化学试题
一、单选题
1.(2022高二下·肇庆期末)北京冬奥会“冰墩墩”“雪容融”成为顶流,其主要采用环保PVC、PC、ABS以及亚克力等环保材料组合制作而成,下列说法错误的是(  )
A.PVC()不宜用于食品包装
B.PC()可通过缩合聚合反应制得
C.ABS的单体中丁二烯与苯乙烯互为同系物
D.亚克力(聚甲基丙烯酸甲酯树脂)为混合物
2.(2022高二下·肇庆期末)有机物M()具有“福禄双全”的美好寓意,M中不存在的官能团为(  )
A.碳氟键 B.碳氯键 C.碳碳双键 D.醛基
3.(2022高二下·肇庆期末)下列关于生物大分子的叙述中正确的是(  )
A.糖类、油脂、蛋白质与核酸均为人体所必需的生物大分子
B.淀粉和纤维素在人体内可水解为葡萄糖,为人体活动提供所需的能量
C.蛋白质在重金属盐的作用下发生盐析现象,盐析是一个可逆过程
D.DNA分子中的碱基间通过氢键作用配对以保持双螺旋结构
4.(2022高二下·肇庆期末)化合物N(如图所示)在热熔胶、粘合剂、橡胶等多行业有广泛应用。下列关于N的说法错误的是(  )
A.分子式为
B.能发生消去反应和还原反应
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.存在遇溶液显色的同分异构体
5.(2022高二下·肇庆期末)有机化合物分子中基团之间会相互影响,下列叙述没有表现出基团间相互影响的是(  )
A.苯酚易与NaOH溶液反应,环已醇不与NaOH溶液反应
B.苯酚可以发生加成反应,乙醇不能发生加成反应
C.苯与浓硝酸发生硝化反应生成硝基苯,甲苯与浓硝酸发生硝化反应生成2,4,6-三硝基甲苯
D.甲苯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
6.(2022高二下·肇庆期末)有机化合物的定性、定量分析会用到多种化学仪器,下列关于化学仪器的说法错误的是(  )
A.质谱仪可以确定有机化合物的相对分子质量
B.元素分析仪可以用于测定有机化合物的结构
C.红外光谱仪可以检测有机化合物的官能团
D.核磁共振氢谱仪可以判断有机化合物中不同类型氢原子的相对数目
7.(2022高二下·肇庆期末)下列能层中包含f能级的是(  )
A.K层 B.L层 C.M层 D.N层
8.(2022高二下·肇庆期末)下列表示物质结构的化学用语或模型正确的是(  )
A.2-甲基-1-丁烯的键线式:
B.基态铜原子的价电子排布式:
C.基态氧原子的轨道表示式:
D.铜氨配离子的结构式:
9.(2022高二下·肇庆期末)甘氨酸铜是一种配合物,能溶于水,常用于医药、电镀,其结构如图所示。下列关于甘氨酸铜的说法错误的是(  )
A.该配合物呈电中性 B.Cu的化合价为+2
C.配位数为2 D.提供电子对的原子为N、O
10.(2022高二下·肇庆期末)随着温度的升高,水从固态融化成液态,再蒸发成气态,最终分解成氢气和氧气,如图所示,这个过程中主要克服的作用力依次是(  )
A.分子间作用力 分子间作用力、氢键 极性共价键
B.氢键 氢键、分子间作用力 极性共价键
C.分子间作用力 分子间作用力、氢键 非极性共价键
D.氢键 氢键、分子间作用力 非极性共价键
11.(2022高二下·肇庆期末)下列实验装置可以达到实验目的的是(  )
A B C D
分离苯和甲苯 验证乙酸酸性强于苯酚 制备溴苯 制备并检验乙炔
A.A B.B C.C D.D
12.(2022高二下·肇庆期末)托瑞米芬是一种抗癌药品,其结构简式如图所示。下列关于托瑞米芬的说法错误的是(  )
A.常温下为液体,易溶于水 B.能发生水解反应和消去反应
C.存在顺式结构的同分异构体 D.分子中3个苯环可能共平面
13.(2022高二下·肇庆期末)有机化合物X与在HCl的催化作用下可反应生成Y,其反应如图:
下列说法正确的是(  )
A.分子X与分子Y所含官能团种类相同
B.与HCOOC2H5同类别的同分异构体还有2种
C.该反应的副产物为CH3CH2OH和H2O
D.1mol分子X、Y均最多可与5molH2发生加成反应
14.(2022高二下·肇庆期末)下列分离除杂实验操作能达到实验目的的是(  )
选项 实验目的 实验操作
A 除去溴苯中的少量溴单质 向溴苯中加入NaOH溶液,振荡,静置后分液
B 除去苯中少量苯酚 向混合物中加入浓溴水,产生白色沉淀后过滤除去沉淀物
C 除去乙烷中的少量乙烯 将混合气体通入高锰酸钾溶液中
D 除去苯甲酸中难溶杂质 将粗苯甲酸在水中溶解,加热,冷却结晶,过滤
A.A B.B C.C D.D
15.(2022高二下·肇庆期末)下列有关物质结构与性质的说法正确的是(  )
A.温度升高使金属晶体中自由电子运动速度加快,导电性增强
B.碳化硅的结构类似于金刚石,所以碳化硅具有很高的硬度
C.的沸点低于,是由于C=O键的键能比C=S键的大
D.因金属性:K>Na>Mg,所以熔点:
16.(2022高二下·肇庆期末)M、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素,其元素性质或基态原子结构如表。
元素 元素性质或原子结构
M 宇宙中含量最多的元素
W 价层电子排布是nsnnpn-1
X 最外能层中的最高能级不同轨道均填充有电子,且自旋方向相同
Y 最外层电子数是次外层电子数的一半
Z +3价阳离子中电子所占据的最高能级处于半充满状态
下列说法错误的是(  )
A.原子半径:W>X>M
B.电负性:X>Y
C.元素W、Y的单质均可做半导体材料
D.Z位于元素周期表的ds区
二、非选择题
17.(2022高二下·肇庆期末)已知A、B、C、D为原子序数依次增大的短周期元素,A的核外电子总数与其周期序数相同;B的基态原子的核外有3个能级,且每个能级上的电子数相等;D的基态原子2p轨道中含有两种不同自旋方向的电子,且电子数之比为3∶1。回答下列问题:
(1)B、C、D的第一电离能由大到小的顺序为   (填元素符号)。
(2)简单氢化物的稳定性:C   D(填“>”或“<”),原因为   .
(3)分子式为ABC的化合物属于   (填“极性”或“非极性")分子,其结构中键与键的比例为   。
(4)桂皮中含有的肉桂醛()是一种食用香料,广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果和调味品中,根据其结构特征,分析预测其可发生如下反应,完成表格。
序号 参与反应的试剂 反应方程式 反应类型
① 新制的氢氧化铜        
② 溴的四氯化碳溶液        
18.(2022高二下·肇庆期末)苯甲酸乙酯可用于配制香水、香精和人造精油,也大量用于食品中,实验室制备苯甲酸乙酯的原理为:
+C2H5OH +H2O
已知:I.分水器可以储存冷凝管冷凝的液体,当液面达到支管口时上层液体可回流到反应器中,通过下端活塞可以将密度较大的下层液体排放出去。
II.“环己烷-乙醇-水”会形成共沸物(沸点62.6℃),一些有机物的物理性质如表所示。
物质 颜色、状态 沸点(℃) 密度() 溶解性
苯甲酸 无色晶体 249(100℃升华) 1.27 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
苯甲酸乙酯 无色液体 212.6 1.05 微溶于热水,与乙醇、乙醚混溶
乙醇 无色液体 78.3 0.79 与水互溶
环己烷 无色液体 80.8 0.73 不溶于水
实验装置如图所示(加热及夹持装置已省略),实验步骤如下:
i.在X中加入12.20g苯甲酸、20mL环己烷、5mL浓硫酸和少许碎瓷片,并通过分液漏斗加入60mL(过量)乙醇;
ii.控制温度在65~70℃加热回流2h,期间不时打开旋塞放出分水器中液体;
iii.反应结束后,将X内反应液依次用水、饱和溶液、水洗涤。用分液漏斗分离出有机层,水层经碳酸氢钠处理后用适量乙醚萃取分液,然后合并至有机层;
iv.向iii中所得有机层中加入氯化钙,蒸馏,接收210~213℃的馏分,得到产品10.00mL。
请回答下列问题:
(1)仪器X的名称为   ;其最适宜规格为   (填字母序号)。
A.100mL B.150mL C.250mL D.500mL
(2)冷凝管的进水口为   (填“a”或“b”)。
(3)“加热回流”时,装置宜采用的加热方法是   ,判断反应完成的实验现象为   。
(4)使用分水器能提高酯的产率,原因是   (用平衡移动的原理解释)。
(5)用饱和溶液洗涤反应后的溶液,目的是为了除去   。
(6)对水层再用乙醚萃取后合并至有机层的目的是   。
(7)本实验得到的苯甲酸乙酯的产率为   。
19.(2022高二下·肇庆期末)氟(F)、氯(Cl)属于卤素,它们在自然界都以典型的盐类存在,是典型成盐元素。
(1)基态氟原子的轨道表示式为   ,其处于最高能级的电子云轮廓图为   。
(2)三氟化氮()和三氯化氮()是两种强氧化剂。
①中N原子的杂化轨道类型为   ,分子的空间构型为   。
②的键角小于的原因为   。
(3)是一种重要的化工原料,的VSEPR模型为   。
(4)氟化钙和氯化钙均为离子晶体,其中氟化钙的立方晶胞图如图所示。已知氟化钙晶胞参数为a pm,表示阿伏加德罗常数的值。
①每个氟化钙晶胞中含有的数目为   个;离子晶体中离子的配位数是指一个离子周围最近的异电性离子的数目,则的配位数为   。
②以“”表示,“”表示,画出氟化钙晶胞沿z轴方向投影图   。
③氟化钙的密度为   (列出计算式)。
20.(2022高二下·肇庆期末)聚合物H()是一种聚酰胺纤维,广泛用于各种刹车片,其合成路线如图:
已知:。
(1)合成路线中生成A的反应中需要加入的试剂和反应条件分别为   。
(2)M的结构简式为   ;C的名称为   。
(3)用“*”标出B分子中的手性碳原子   。
(4)E→F的化学方程式为   。
(5)写出满足下列条件的D的一种同分异构体结构简式   。
i.既能发生银镜反应又能发生水解反应;
ii.水解产物遇溶液显紫色;
ili.核磁共振氢谱显示的峰面积之比为1∶2∶2∶1。
(6)请以1,3-丁二烯和乙炔为原料,选用必要的无机试剂,合成,写出合成路线   。(示例:AB)
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】常用合成高分子材料的化学成分及其性能
【解析】【解答】A.聚氯乙烯含有氯元素,不能用于食品包装,选项A不符合题意;
B.聚碳酸酯可通过缩合聚合反应制得,选项B不符合题意;
C.丁二烯与苯乙烯相差不是n个,不属于同系物,选项C符合题意;
D.高分子聚合物均为混合物,选项D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.聚氯乙烯高温时容易产生有害物质,不能用于食品包装;
B.聚碳酸酯可通过缩合聚合反应制得;
D.高聚物均为混合物。
2.【答案】C
【知识点】有机物中的官能团
【解析】【解答】根据M的结构简式可知,存在的官能团分别有碳氯键、碳氟键、醛基,苯环中不含有碳碳双键,故分子中不含碳碳双键;
故答案为:C。
【分析】M分子中含有的官能团为碳氟键、碳氯键、醛基。
3.【答案】D
【知识点】多糖的性质和用途;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;油脂的性质、组成与结构;核酸
【解析】【解答】A.糖类中的单糖、二糖等低聚糖不属于生物大分了,油脂不属于生物大分子,选项A不符合题意;
B.纤维素在人体内不水解,选项B不符合题意;
C.蛋白质在重金属盐的作用下会发生变性,变性属于不可逆的变化,选项C不符合题意;
D.DNA分子中的碱基间通过氢键作用配对以保持双螺旋结构,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.糖类中的单糖和二糖、油脂均不是高分子化合物;
B.纤维素在人体内不能水解;
C.重金属盐能使蛋白质变性。
4.【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A.分子式为,故A符合题意;
B.分子中的羟基能发生消去反应,含碳碳双键,能与氢气发生加成反应,又叫还原反应,故B不符合题意;
C.分子中碳碳双键和羟基,都能与酸性高锰酸钾溶液发生反应而使溶液褪色,故C不符合题意;
D.可能存在含酚羟基的同分异构体(),遇溶液显色,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】B.该物质中含有羟基,羟基的邻位碳原子上含有H原子,能发生消去反应,也能发生还原反应;
C.碳碳双键和羟基均能被酸性高锰酸钾氧化;
D.含有酚羟基的物质遇溶液显色。
5.【答案】B
【知识点】有机分子中基团之间的关系
【解析】【解答】A.苯环使羟基中的O-H键极性增强,使苯酚具有弱酸性,能与NaOH溶液反应,A不符合题意;
B.苯酚分子中含有苯环,可以发生加成反应,而乙醇分子中的乙基是饱和的,不能发生加成反应,与基团间相互影响无关,B符合题意;
C.甲基使苯环上的氢原子活性增强,所以甲苯与浓硝酸发生硝化反应生成2,4,6-三硝基甲苯,C不符合题意;
D.苯环使甲基活化,能与酸性高锰酸钾溶液发生反应,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.苯酚具有酸性;环乙醇不具有酸性;
C.甲基使苯环上的氢原子活性增强;
D.苯环使甲基活化,能与酸性高锰酸钾溶液发生反应。
6.【答案】B
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构
【解析】【解答】A.质谱仪可以确定有机化合物的相对分子质量,选项A不符合题意;
B.元素分析仪可以用于检测有机化合物中所含元素,不能测定有机化合物的结构,选项B符合题意;
C.红外光谱仪可以检测有机化合物的官能团或化学键,选项C不符合题意;
D.核磁共振氢谱仪可以判断有机化合物中处于不同化学环境的原子的相对数目,选项D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.质谱仪用于测定有机化合物的相对分子质量;
C.红外光谱仪可以检测有机化合物的官能团或化学键;
D.核磁共振氢谱仪可以判断有机化合物中处于不同化学环境的原子的相对数目。
7.【答案】D
【知识点】原子核外电子的能级分布
【解析】【解答】A.K层包含1s能级,A不符合题意;
B.L层包含2s和2p能级,B不符合题意;
C.M层包含3s、3p、3d,C不符合题意;
D.N层包含4s、4p、4d、4f能级,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】能层含有的能级数等于能层序数,即第n能层含有n个能级,每一能层总是从s能级开始,同一能层中能级ns、np、nd、nf的能量依次增大。
8.【答案】D
【知识点】原子核外电子排布;结构式
【解析】【解答】A.2-甲基-1-丁烯的结构简式为,其键线式为,A项不符合题意;
B.基态铜原子的价电子排布式为3d104s1,B项不符合题意;
C.基态氧原子的轨道表示式为,C项不符合题意;
D.铜氨配离子中Cu2+与NH3分子间形成配位键,结构式为,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.2-甲基-1-丁烯的键线式为;
B. 基态铜原子的价电子排布式为3d104s1;
C.该轨道表示式违背洪特规则。
9.【答案】C
【知识点】配合物的成键情况
【解析】【解答】A.该配合物不显电性,说明呈电中性,故A不符合题意;
B.根据甘氨酸根带一个单位负电荷,得到Cu的化合价为+2,故B不符合题意;
C.由配合物的结构式可知,配位数为4,故C符合题意;
D.O、N都有孤对电子,由其结构可知,提供电子对的原子为N、O,故D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.化合物不显电性;
B.Cu表现+2价;
D.N、O原子含有孤电子对,铜离子含有空轨道。
10.【答案】B
【知识点】分子间作用力;含有氢键的物质
【解析】【解答】由图可知,水从固态融化成液态时,部分氢键被破坏,再蒸发成气态时剩余的氢键被破坏并克服分子间作用力,2000℃分解成氢气和氧气时破坏极性共价键;
故答案为:B。
【分析】水从固态融化成液态时,部分氢键被破坏,再蒸发成气态时剩余的氢键被破坏并克服分子间作用力,2000℃分解成氢气和氧气时破坏极性共价键。
11.【答案】B
【知识点】蒸馏与分馏;性质实验方案的设计;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.分离苯和甲苯的混合溶液应选择蒸馏,蒸馏时,温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口下沿处,A项不符合题意;
B.乙酸可以与碳酸氢钠溶液发生反应,而苯酚不能与碳酸氢钠溶液发生反应,则可以验证乙酸酸性强于苯酚,B项符合题意;
C.溴苯应用苯与液溴在催化下反应制备,而不是使用溴水,C项不符合题意;
D.制备乙炔应用饱和食盐水与电石反应,并且反应产物中有等杂质生成,检验前应先用硫酸铜溶液除去杂质,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.蒸馏时温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口处;
B.根据强酸制弱酸原理分析;
C.制备溴苯应用液溴而不是溴水;
D.电石和水反应的产物中含有硫化氢等还原性气体。
12.【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;有机化学反应的综合应用
【解析】【解答】A.由其分子结构可知,托瑞米芬常温下为固体,无亲水基团,不溶于水,A项符合题意;
B.含氯原子,且与其相连的碳原子的相邻碳原子上含氢原子,所以能发生水解反应和消去反应,B项不符合题意;
C.该结构为反式结构,另外还存在顺式结构的同分异构体,C项不符合题意;
D.单键可以旋转,由碳碳双键连接的3个苯环可以共平面,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.该物质不含亲水基;
B.该物质含有-Cl,与其相连的碳原子的相邻碳原子上含氢原子,能发生水解反应和消去反应;
C.碳碳双键两端的碳原子连接2个不同的原子或原子团时存在顺反异构;
D.碳碳双键为平面结构,单键可旋转。
13.【答案】C
【知识点】有机物中的官能团;同分异构现象和同分异构体;加成反应
【解析】【解答】A.分子X中存在酯基、醚键、酮羰基和氨基4种官能团,分子Y中含有酯基、醚键、羟基、碳碳双键,A项不符合题意;
B.与HCOOC2H5同属于酯类的同分异构体只有CH3COOCH31种,B项不符合题意;
C.由反应前后元素守恒可知,该反应的副产物为CH3CH2OH和H2O,C项符合题意;
D.X分子中,苯基、酮羰基能与H2发生加成反应,所以1mol分子X最多与4molH2发生加成反应,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.X中含有的官能团为酯基、醚键、酮羰基和氨基;Y中含有的官能团为酯基、醚键、羟基、碳碳双键;
B.HCOOC2H5属于酯类;
D.X分子中苯和羰基能与氢气加成;Y分子中苯环、双键能与氢气加成。
14.【答案】A
【知识点】除杂
【解析】【解答】A.除去溴苯中的少量溴单质,可向溴苯中加入NaOH溶液,振荡,静置后分液,A项符合题意;
B.苯酚与溴水反应生成的三溴苯酚有机物虽然不溶于水,但能溶于苯,B项不符合题意;
C.乙烯与高锰酸钾反应生成,会引入新杂质,C项不符合题意;
D.除去苯甲酸中难溶杂质,可用重结晶方法,将粗苯甲酸在水中溶解,加热,趁热过滤掉难溶杂质后,再冷却结晶,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】B.苯酚与溴生成的三溴苯酚溶于苯;
C.乙烯与酸性高锰酸钾发生氧化还原反应生成二氧化碳,引入新杂质;
D.加热之后应趁热过滤,再冷却结晶。
15.【答案】B
【知识点】物质的结构与性质之间的关系;用晶格能的大小衡量离子晶体中离子键的强弱
【解析】【解答】A.温度升高,金属晶体中自由电子不规则运动的速度加快,碰撞增多,导电性变弱,A项不符合题意;
B.碳化硅的结构类似于金刚石,为原子晶体,具有很高的硬度,B项符合题意;
C.与均是分子晶体,的沸点低于,是由于的相对分子质量大于,C项不符合题意;
D.的半径大于,则KCl晶体中离子键键长大于NaCl晶体,键能较小,故熔点NaCl>KCl,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.升高温度,金属导电能力减弱;
C.CO2与CS2均是分子晶体,熔沸点与分子间作用力有关,与化学键无关;
D.离子晶体熔点高低与离子键强弱有关,与金属性无关。
16.【答案】D
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期表的结构及其应用;元素周期律和元素周期表的综合应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.由题目可知W、X、M依次为B、N、H,原子半径B>N>H,A项不符合题意;
B.X、Y依次为N、Si,非金属性N>Si,则电负性N>Si,B项不符合题意;
C.B元素与Si元素均位于金属与非金属交界处,符合对角线规则,化学性质比较相似,可做半导体材料,C项不符合题意;
D.Fe元素在周期表中属于第Ⅷ族元素,位于元素周期表的d区,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】M是宇宙中含量最多的元素,则M为H元素,W的价层电子排布是 nsnnpn-1 ,n=2,则W为B元素;Y的最外层电子数是次外层电子数的一半,其原子序数等于B元素,则Y位于第三周期,最外层含有4个电子,为Si元素;X的最外能层中的最高能级不同轨道均填充有电子,且自旋方向相同,其原子序数小于Si,X原子的核外电子排布式为1s22s22p3 ,则X为N元素;Z的+3价阳离子中电子所占据的最高能级处于半充满状态,该+3价阳离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5 ,Z的原子序数为26,则Z为Fe元素。
17.【答案】(1)N>O>C
(2)<;O的原子半径比N小,电负性大于N,H-O键键能大于H-N键,的稳定性大于
(3)极性;1∶1
(4)+2Cu(OH)2+NaOHCu2O↓+3H2O+;氧化反应;;加成反应
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;键能、键长、键角及其应用;极性分子和非极性分子;醛与Cu(OH)2的反应
【解析】【解答】根据题目所给信息分析,A核外电子总数是1,周期序数是1,A是H;B三个能级是1s、2s、2p,每个能级电子数目相同,所以B是6号元素C; D的2p能级上有4个电子,所以D是8号元素是O;按照排序,C是N;
(1)同周期VA族元素由于基态原子2p能级半满,原子更稳定,所以其第一电离能大于同周期VIA族元素,所以本问应填“N>O>C”;
(2)同周期元素随着原子序数增大,电负性增大,原子半径减小,H-O键键能大于H-N键键能,气态氢化物稳定性增强,所以本问第一空应填“<”;第二空应填“O的原子半径比N小,电负性大于N,H-O键键能大于H-N键,的稳定性大于”;
(3)HCN分子内共价键均是极性键,分子结构本身无对称性,故是“极性”分子;分子结构中H-C键是σ键,C≡N键中有一条是σ键,两条是π键,所以两种共价键数量之比为“1﹕1”;
(4)①肉桂醛与新制氢氧化铜发生氧化反应,生成羧酸盐和氧化亚铜和水,方程式是“+2Cu(OH)2+NaOHCu2O↓+3H2O+”,反应类型是“氧化反应”;肉桂醛与溴的四氯化碳溶液接触,发生加成反应,反应方程式是“”,反应类型是“加成反应”。
【分析】A的核外电子总数与其周期序数相同,则A为H元素,B的基态原子的核外有3个能级,且每个能级上的电子数相等,则B是6号元素C元素, D的基态原子2p轨道中含有两种不同自旋方向的电子,且电子数之比为3∶1,则D的2p能级上有4个电子,D为O元素,C为N元素。
18.【答案】(1)三颈烧瓶(或三口烧瓶);B
(2)b
(3)水浴加热;分水器中储存的液体不再分层
(4)酯化反应为可逆反应,不断分离出生成的水,可以使平衡正向移动,提高苯甲酸乙酯的产率
(5)产品中含有的苯甲酸和硫酸
(6)萃取水层中的苯甲酸乙酯,可减少苯甲酸乙酯的溶解损耗
(7)70%
【知识点】常用仪器及其使用;制备实验方案的设计
【解析】【解答】
(1)如图,仪器X的名称为三颈烧瓶(或三口烧瓶),使用时溶液的体积不宜超过容积的2/3、不少于容积的1/3,实验中总共加入20mL环己烷、5mL浓硫酸和60mL乙醇,共85mL,且反应过程中环己烷与乙醇会蒸发,则最适宜规格为150mL,故答案为B;
(2)冷凝管下边为进水口,故答案为b;
(3)“加热回流”时,装置适宜采用的加热方法是水浴加热;当不再有水生成时反应完成,可以作出判断的现象为分水器中储存的液体不再分层;
(4)酯化反应为可逆反应,使用分水器能不断分离出生成的水,可以使平衡正向移动,提高苯甲酸乙酯的产率;
(5)依次用水除去产品中过量的硫酸和乙醇,再用饱和溶液除去产品中含有的苯甲酸和硫酸,最后再用水洗涤除去产品中剩余的等盐类;
(6)对水层用乙醚再萃取后合并至有机层的目的是苯甲酸乙酯微溶于热水,用乙醚萃取回收苯甲酸乙酯,可减少苯甲酸乙酯的溶解损耗;
(7)因为乙醇过量,则根据苯甲酸计算本实验得到的苯甲酸乙酯的产率。
【分析】先在三颈烧瓶内加入12.20g苯甲酸、20mL环己烷、5mL浓硫酸和少许碎瓷片,加入碎瓷片的作用为防止液体暴沸,然后通过分液漏斗加入60mL(过量)乙醇;第二步反应,控制温度在65~70℃加热回流2h,采用水浴加热,受热均匀,便于控制温度,期间不时打开旋塞放出分水器中液体,目的是减少生成物水的量,使得平衡正向移动,提高原料利用率和生成物的产率,第三步为产物的分离和提纯,利用苯甲酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度低的性质,分离出产物,第四步除去产物中的水,最后蒸馏的方式得到纯净的苯甲酸乙酯。
19.【答案】(1);哑铃形或纺锤形
(2);三角锥形;氟元素电负性大,中N原子的孤电子对更靠近N原子,对成键电子对排斥力更大
(3)四面体形
(4)4;8;;
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)基态氟原子的轨道表示式为,其处于最高能级的电子位于2p轨道,电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形。
(2)①中N原子为杂化,分子的空间构型为三角锥形;②的键角小于的原因为氟元素电负性大,N原子的孤电子对更靠近N原子,对成键电子对排斥力更大;
(3)的VSEPR模型为四面体;
(4)①由氟化钙晶胞可知每个晶胞中含有4个,的配位数为8;②画出氟化钙晶胞沿z轴方向投影图为;③由晶胞结构可知其的密度为。
【分析】(1)F为9号原子,其核外电子排布式为1s22s22p5,轨道表示式为;其最高能级的电子为2p能级,p能级的电子云轮廓图为哑铃形或纺锤形;
(2)①中N原子的价层电子对数为4,采用sp3杂化;含有一个孤电子对,空间构型为三角锥形;
②孤电子对间排斥力>孤电子对和成键电子对之间的排斥力>成键电子对之间的排斥力,孤电子对越多键角越小;
(3)中Cl原子价层电子对数为4;
(4)①根据均摊法计算; 离Ca2+最近且等距离的F-有8个;
②氟化钙晶胞沿z轴方向投影图中,顶点上的钙离子位于正方形四个顶点上,面心上的钙离子位于正方形每个边的中心上,氟离子位于正方形中每个小正方形的中心上;
③根据计算。
20.【答案】(1)NaOH、乙醇,加热
(2);对二甲苯
(3)
(4)+HNO3(浓)H2O+
(5)或
(6)
【知识点】有机化合物的命名;有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】
(1)合成路线中由溴乙烷生成乙烯的反应条件是在氢氧化钠的醇溶液中加热;
(2)由已知可知,M的结构简式为;C的名称为对二甲苯(1,4-二甲苯);
(3)由B分子结构可知存在2个手性碳原子;
(4)E→F的化学方程式为;
(5)由条件可知,可以发生银镜反应和水解反应,且水解反应产物遇溶液显紫色,说明苯环上存在—OOCH,根据对称结构可知核磁共振氢谱显示的峰面积之比为1∶2∶2∶1的同分异构体结构简式为或;
(6)以1,3-丁二烯和乙炔为原料合成的合成路线为。
【分析】溴乙烷发生反应生成A,A与M在一定条件下发生类似已知:反应,说明A中含有碳碳双键,故A为乙烯,再根据生成物B的结构简式可推知M为,C被酸性高锰酸钾氧化生成对苯二甲酸D;苯在氯化铁催化下与氯气发生取代反应生成E为氯苯,氯苯在浓硫酸催化下与浓硝酸发生取代反应生成F,F与氨气在高压条件下反应生成,可推出F中两取代基在对位,为,发生还原反应生成对苯二氨。对苯二氨和对苯二甲酸发生聚缩反应生成H。
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