【精品解析】广东省清远市2024-2025学年高二下学期6月期末化学试题

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广东省清远市2024-2025学年高二下学期6月期末化学试题
一、选择题:本题共16小题,第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分,共44分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.文物记载着中华文明的灿烂成就,下列文物的主要成分属于天然有机高分子的是
A.青铜兽面纹爵 B直裾素纱素禅衣 C.青龙瓦当 D.骑虎人形佩
A.A B.B C.C D.D
2.科技为新质生产力的发展赋能。下列说法正确的是
A.隐身舰载战斗机“歼一35”使用的燃料煤油属于可再生能源
B.“有源相控阵雷达”使用的氮化硅属于分子晶体
C.“奋斗者号”的钛合金材料中的Ti位于元素周期表ds区
D.“深地塔科”钻探井使用金刚石钻头,金刚石与石墨互为同素异形体
3.下列化学用语或图示表示正确的是
A.顺式聚1,3-丁二烯的结构简式:
B.HF中的s-pσ键示意图:
C.羟基的电子式:
D.基态As原子的核外电子排布式:[Ar]4s24p3
4.下列有关有机物的说法正确的是
A.和互为同系物
B.所有原子可能处于同一平面
C.新戊烷按照系统命名法的名称是2,2-二甲基丙烷
D.等质量的烃燃烧消耗O2的质量:乙烷>甲烷
5.化学处处呈现美。下列说法正确的是
A.环己烷呈现对称美,分子中六个碳原子连接成环,呈平面正六边形结构
B.晶莹剔透的雪花飞扬,六角雪花体现了晶体的自范性
C.霓虹灯呈现出五颜六色的光,电子从基态跃迁到激发态
D.游泳池里定期添加硫酸铜,主要目的是使池水更美丽梦幻
6.提纯粗乙酸乙酯(含乙醇和乙酸)的过程如下,其中操作a、b分别为
A.分液、蒸馏 B.蒸馏、萃取 C.萃取、升华 D.升华、分液
7.“劳动创造幸福,实干成就伟业”。下列劳动项目与所述化学知识有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 用聚乳酸制作可降解的一次性餐具 聚乳酸呈酸性
B 用油脂为原料制肥皂 甘油具有水溶性
C 通过X射线衍射实验区分石英玻璃和水晶 石英玻璃是非晶体,水晶是晶体
D 石墨可用作润滑剂 石墨具有导电性
A.A B.B C.C D.D
8.类比推理是重要的学科思想,下列有关类比推理的说法正确的是
A.NH3分子间存在氢键,可推测PH3分子间也存在氢键
B.干冰晶体是分子密堆积,可推测冰晶体也是分子密堆积
C.CH3CH2Cl能发生消去反应,可推测CH3Cl也能发生消去反应
D.CO2为直线形分子,可推测CS2也为直线形分子
9.下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确且相互关联的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A O3在水中溶解度比在CCl4中大 H2O和O3是极性分子,CCl4是非极性分子
B 乙二醇、丙三醇都是黏稠液体 乙二醇、丙三醇都能形成分子间氢键
C 用植物油萃取溴水中的溴 植物油是有机溶剂,溴易溶于有机溶剂
D 用银氨溶液检验葡萄糖 葡萄糖具有氧化性,可氧化银氨溶液
A.A B.B C.C D.D
10.按如图装置进行实验,Ⅰ装置迅速升温并控制温度在170℃,乙醇的沸点为73.8℃。下列说法错误的是
A.反应一段时间后,Ⅰ装置溶液颜色变黑,说明乙醇可能炭化
B.Ⅱ装置溶液由黄色变为浅绿色,无法说明乙烯具有还原性
C.反应一段时间后,Ⅲ装置红色逐渐褪去
D.Ⅴ装置Br2的CCl4溶液褪色,Ⅵ装置出现沉淀,说明Ⅴ中发生取代反应
11.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A.溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热:C2H5Br+OH-CH2=CH2↑+Br-+H2O
B.乙酸乙酯在碱性条件下的水解:CH3CO18OC2H5+OH-CH3CO18O-+CH3CH2OH
C.向硫酸铜溶液中滴入少量氨水:Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O
D.线性酚醛树脂的制备:
12.下列实验方案能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 制备[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体 向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入95%的乙醇,过滤,用少量乙醇洗涤,干燥
B 检验淀粉是否发生了水解 向淀粉中加入少许稀硫酸,加热一段时间后,向水解液中加入Cu(OH)2悬浊液,加热,观察有无砖红色沉淀生成
C 检验某有机物X中是否含有氯原子 向试管中加入X和20%KOH溶液,加热,再向反应后的溶液中加入AgNO3溶液,观察有无白色沉淀生成
D 检验丙烯醛中的碳碳双键 向装有1mL丙烯醛的试管中加入足量溴水,观察溴水是否褪色
A.A B.B C.C D.D
13.短周期主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X基态原子各能级电子数相同,Z的简单氢化物常温下呈液态,四种元素形成的某种化合物是蛋白质代谢分解的终产物,结构如图所示。下列判断错误的是
A.电负性:XB.简单氢化物的热稳定性:XC.原子半径:Y>Z>W
D.价电子数:W14.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.14gN2含有的孤电子对数为2NA
B.60g丙醇中存在的碳氢键总数为8NA
C.1.8g甲基(-CD3)中含有的中子数为0.9NA
D.标准状况下,22.4LCHCl3中含有的分子数为NA
15.化合物Z是合成昆虫信息素的中间体,其合成路线如图所示。下列说法错误的是
A.用质谱仪检测X的最大质荷比为98
B.X、Y、Z均能与金属钠反应,产生气体
C.结合Y与Z的结构可知,LiAlH4具有还原性
D.Y的分子式为C14H12O4
16.乙醛是一种重要的二碳试剂,其某种合成机理如图所示。下列说法错误的是
A.Fe+是该反应的催化剂
B.C2H5OH是合成过程中的副产物
C.乙醛和乙烷中碳原子杂化方式相同
D.该合成乙醛的反应为C2H6+2N2O→CH3CHO+2N2+H2O
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.第ⅤA族元素及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)基态N原子的轨道表示式为   ,比较磷元素与硫元素第一电离能的大小:I1(P)   I1(S)(填“>”或“<”),说明原因:   。
(2)N、P、As的气态氢化物NH3、PH3、AsH3中,最不稳定的是   (填化学式)。
(3)液氨存在类似于水的电离:2NH3+,反应涉及的三种微粒中键角最小的是   (填化学式)。
(4)两分子磷酸脱去一分子水生成焦磷酸,形成过程如图所示。三分子磷酸可脱去两分子水生成三聚磷酸(H5P3O10)。含磷洗衣粉中含有三聚磷酸,则该钠盐的化学式及1mol此钠盐中P-О单键的物质的量分别是___________(填标号)。
A.Na5P3O10 7mol B.Na3H2P3O10 8mol
C.Na5P3O10 9mol D.Na2H3P3O10 12mol
(5)氮化铟(InN)是一种优良的半导体材料,熔点高达1350℃。如图为氮化铟的立方晶胞结构,晶胞的密度为ρg·cm-3,a、b原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(1,1,1,)。设NA为阿伏加德罗常数的值。
①c点的原子分数坐标为   。
②N原子间的最短距离为   cm(用ρ和NA表示)。
18.某小组同学探究铁盐种类和pH对苯酚显色反应的影响。
(1)配制100mL0.1mol·L-1苯酚溶液,该过程中没有用到的仪器是   (填标号)。
查阅资料ⅰ.[Fe(C6H5O)6]3-为紫色;
ⅱ.Na+对苯酚与Fe3+中的显色反应无影响;
ⅲ.[Fe(C6H5O)6]3-对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与[Fe(C6H5O)6]3-的浓度在一定范围内成正比;
ⅳ.苯酚与Fe3+的显色原理:Fe3++6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3-+6H+。
提出猜想﹐猜想1:Cl-对苯酚与Fe3+的显色反应有影响;
猜想2:对苯酚与Fe3+的显色反应有影响;
猜想3:H+对苯酚与Fe3+的显色反应有影响。
进行实验﹐常温下,用盐酸调节配制得到pH分别为α和b的0.1mol·L-1FeCl3溶液(a>b),用硫酸调节配制得到pH分别为a和b的0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液。取5mL苯酚溶液于试管中,按实验1~4分别再加入0.1mL含Fe3+的试剂,显色10min后用紫外一可见分光光度计测定该溶液的吸光度(本实验pH改变对Fe3+水解程度的影响可忽略)。
序号 含Fe3+的试剂 吸光度
0.1mol/LFeCl3溶液 0.05mol/LFe2(SO4)3溶液
1 pH=a / A1
2 pH=b / A2
3 / pH=a A3
4 / pH=b A4
结果讨论实验结果为A1>A2>A3>A4。
(2)①根据实验结果,小组同学认为此结果不足以证明猜想3成立的理由是   。
②为进一步验证猜想,小组同学设计了实验5和6如下表,则c=   mol/L,d=   mol/L,试剂M为   (限选试剂:NaCl溶液、Na2SO4溶液、NaCl固体、Na2SO4固体)。
序号 cmol/LFeCl3溶液 dmol/LFe2(SO4)3溶液 再加试剂 吸光度
5 / pH=a 试剂M A5
6 pH=a / Na2SO4固体 A6
③小组同学得出实验结果为A5=A3,A6④根据实验1~6的结果,小组同学得出猜想3成立,且H+对Fe3+与苯酚的显色反应有抑制作用,从化学平衡角度解释其原因是   。
19.现代医药发展方向之一是合成药物长效化和低毒化,低分子药物高分子化是其有效途径。
(1)1853年,德国化学家柯尔柏合成了能镇痛和退热的水杨酸()。
①一个水杨酸分子中含有的σ键个数为   。
②写出水杨酸与氢氧化钠反应的化学方程式:   。
(2)1898年,德国化学家霍夫曼制得乙酰水杨酸(阿司匹林),改善了水杨酸的疗效。
+A→+CH3COOH
①上述反应的另一种反应物A是   。
②对水杨酸分子进行成酯修饰后,水溶性:水杨酸   乙酰水杨酸(填“>”或 “<”)。
③在霍夫曼制取阿司匹林的反应中,可用于检验水杨酸是否完全反应的试剂是   。
(3)1982年,科学家把阿司匹林连接在高聚物B上,制成缓释长效阿司匹林()
①高分子聚合物B的单体的结构简式为   。
②1mol缓释长效阿司匹林最多可与含   molNaOH的溶液反应。
20.黄酮类物质具有抗金黄色葡萄球菌,有机物是合成黄酮类药物的重要中间体。
已知:R1—CHO+
回答下列问题:
(1)有机物Ⅰ的含氧官能团名称为   。
(2)有机物Ⅱ→Ⅲ反应的化学方程式为   。
(3)有机物Ⅲ的一种同分异构体能水解且水解产物能与FeCl3发生显色反应,能够发生银镜反应,在核磁共振氢谱图上只有4组峰,其结构简式为   (任写一种)。
(4)关于上述合成路线中的相关物质及转化,下列说法正确的有___________(填标号)。
A.有机物Ⅰ分子中存在手性碳原子
B.有机物Ⅴ→Ⅵ的反应类型为还原反应
C.有机物Ⅵ的核磁共振氢谱图上有8组峰
D.有机物Ⅵ→Ⅶ转化中,涉及极性键和非极性键的断裂和生成
(5)对于下列有机物,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号 有机物 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型
① Ⅱ        
② Ⅳ 浓硝酸、浓硫酸﹑加热        
(6)以和CH3CHO为原料,参考上述信息,合成化合物,合成路线中第一步反应的产物为   (填结构简式)。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】高分子材料
【解析】【解答】A、青铜兽面纹爵的主要成分为铜锡合金,属于金属材料,不是有机高分子材料,故 A 错误;
B、直裾素纱禅衣的主要成分为蚕丝,蚕丝的主要成分是蛋白质,属于天然有机高分子材料,故 B 正确;
C、青龙瓦当的主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,故 C 错误;
D、骑虎人形佩的主要成分为玉石(硅酸盐或二氧化硅),属于无机非金属材料,故 D 错误;
故答案为:B。【分析】本题解题要点:
天然有机高分子材料主要包括蛋白质、淀粉、纤维素、天然橡胶等;
青铜属于合金,是金属材料;
瓦当、玉佩的主要成分均为无机硅酸盐类物质,属于无机非金属材料;
蚕丝的主要成分是蛋白质,蛋白质是典型的天然有机高分子化合物。
2.【答案】D
【知识点】原料与能源的合理利用;晶体的定义;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A、煤油是由石油分馏得到的产品,属于化石燃料,是不可再生能源,故 A 错误;
B、氮化硅(Si3N4)由原子通过共价键形成空间网状结构,属于原子晶体,而非分子晶体,故 B 错误;
C、钛(Ti)的价电子排布为 3d24s2,位于元素周期表的 d 区,而非 ds 区,故 C 错误;
D、金刚石与石墨是由同种元素(碳)组成的不同单质,二者互为同素异形体,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
能源分类:煤油属于石油分馏产物,是不可再生能源;
晶体类型判断:Si3N4具有高熔点、高硬度的特点,属于原子晶体;
元素分区判断:Ti 的价电子排布为 3d24s2,属于 d 区元素;
同素异形体定义:由同种元素形成的不同单质互为同素异形体。
3.【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;结构简式;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、顺式聚 1,3 - 丁二烯中,双键两端的氢原子应在同侧,题给结构为反式,故 A 错误;
B、HF 分子中,H 的 1s 轨道与 F 的 p 轨道沿键轴方向重叠形成 s-p σ 键,图示正确,故 B 正确;
C、羟基(-OH)为中性基团,氧原子最外层有 7 个电子,电子式中氧原子周围应为 7 个电子,正确电子式为: ,故 C 错误;
D、基态 As 原子的核外电子排布式应为 [Ar]3d 4s24p3,题给排布式缺少 3d 轨道电子,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
顺反聚合物的结构特征:顺式聚 1,3 - 丁二烯的双键氢原子在同侧;
σ 键的形成方式:s 轨道与 p 轨道沿键轴方向重叠形成 s-p σ 键;
羟基的电子式:羟基为中性基团,氧原子最外层电子数为 7;
核外电子排布式:需包含所有内层轨道电子,As 的完整排布式应包含 3d 。
4.【答案】C
【知识点】有机化合物的命名;同系物;有机分子中原子共线、共面的判断
【解析】【解答】A、前者为酚类,后者为醇类,官能团种类不同,结构不相似,不互为同系物,故 A 错误;
B、乙苯中含有甲基,甲基中的碳原子为饱和碳原子,其连接的原子呈四面体结构,所有原子不可能共平面,故 B 错误;
C、新戊烷( )的主链含 3 个碳原子,2 号碳上连有两个甲基,系统命名为 2,2 - 二甲基丙烷,故 C 正确;
D、等质量的烃燃烧,含氢量越高,耗氧量越大,甲烷含氢量高于乙烷,故耗氧量:甲烷 > 乙烷,D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
同系物判断:需结构相似,官能团的种类、数目相同,且分子组成相差若干个 CH2;
有机物共面问题:饱和碳原子(sp3 杂化)连接的原子呈四面体结构,无法全部共面;
系统命名法:选择最长碳链为主链,从靠近取代基的一端编号;
烃的耗氧量规律:等质量的烃,含氢质量分数越高,完全燃烧耗氧量越大。
5.【答案】B
【知识点】化学科学的主要研究对象;晶体的定义
【解析】【解答】A、环己烷中碳原子均为 sp3 杂化,分子呈椅式或船式构象,而非平面正六边形结构,故 A 错误;
B、雪花是晶体,六角形的规则外形体现了晶体的自范性,故 B 正确;
C、霓虹灯发光是电子从激发态跃迁回基态时释放能量,而非从基态跃迁到激发态,故 C 错误;
D、游泳池添加硫酸铜的主要目的是利用铜离子的毒性杀菌消毒,而非使池水变美,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
环己烷的空间结构:sp3 杂化的碳原子构成的环无法形成平面结构;
晶体的自范性:晶体能自发形成规则的几何外形;
霓虹灯发光原理:电子从激发态回到基态释放光子;
硫酸铜的用途:铜离子可使蛋白质变性,用于杀菌消毒。
6.【答案】A
【知识点】蒸馏与分馏;分液和萃取
【解析】【解答】粗乙酸乙酯加入饱和Na2CO3溶液后,乙酸乙酯不溶于水,会出现有机相和水相分层,因此操作 a 为分液,分离出有机相;有机相中仍含有少量乙醇,加入无水CaCl2除去残留水分后,利用乙酸乙酯与乙醇的沸点差异,通过蒸馏(操作 b)分离得到纯净的乙酸乙酯;
故操作 a、b 分别为分液、蒸馏;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
饱和 Na2CO3溶液的作用:中和乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度,使体系分层;
分液:适用于分离互不相溶的液体混合物;
蒸馏:适用于分离沸点不同的互溶液体混合物,乙酸乙酯与乙醇的沸点差异明显,可用蒸馏分离;
无水 CaCl2的作用:作为干燥剂,除去有机相中的残留水分。
7.【答案】C
【知识点】化学科学的主要研究对象;晶体的定义
【解析】【解答】A、聚乳酸可降解的原因是其结构中含有酯基,可在一定条件下水解,与聚乳酸是否呈酸性无关,故 A 错误;
B、用油脂制肥皂利用的是油脂在碱性条件下的水解反应(皂化反应),与甘油的水溶性无关,故 B 错误;
C、晶体具有各向异性,X 射线衍射实验中会出现特征衍射峰,而非晶体无此现象,因此可通过 X 射线衍射实验区分石英玻璃(非晶体)和水晶(晶体),故 C 正确;
D、石墨用作润滑剂是因为其层状结构中,层与层之间作用力弱,易发生相对滑动,与石墨的导电性无关,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
聚乳酸可降解性:源于酯基的水解特性,与酸性无关;
油脂制肥皂:核心是皂化反应,与产物甘油的水溶性无直接关联;
晶体与非晶体的区分:X 射线衍射实验是区分二者的科学方法,晶体有特征衍射峰,非晶体无;
石墨的润滑性:由其层状结构的弱层间作用力决定,与导电性无关。
8.【答案】D
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氢键的存在对物质性质的影响;消去反应
【解析】【解答】A、N 的电负性大、原子半径小,NH3分子间存在氢键;而 P 的电负性较小、原子半径较大,PH3分子间不存在氢键,A 错误;
B、干冰晶体是分子密堆积结构,但冰晶体中水分子间存在氢键,形成空隙较大的四面体结构,不属于分子密堆积,B 错误;
C、CH3CH2Cl 能发生消去反应,是因为与氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子;而 CH3Cl 分子中没有邻位碳原子,无法发生消去反应,C 错误;
D、CO2和 CS2的中心原子 C 均采取 sp 杂化,分子结构对称,均为直线形分子,D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
氢键形成条件:与 N、O、F 等电负性大、半径小的原子相连的氢原子,易与其他分子的 N、O、F 形成氢键;
分子密堆积:干冰中 CO2分子间只存在范德华力,采取密堆积;冰中氢键的方向性使分子无法紧密排列;
消去反应条件:卤代烃分子中,与卤原子相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子;
分子空间结构:CO2和 CS2的中心原子均为 sp 杂化,形成直线形分子。
9.【答案】B
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;极性分子和非极性分子;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A、陈述 Ⅰ 正确,但陈述 Ⅱ 中 O3为非极性分子,故 A 错误;
B、乙二醇、丙三醇分子中均含多个羟基,可形成分子间氢键,分子间作用力强,因此常温下为黏稠液体,陈述 Ⅰ 和 Ⅱ 均正确且相互关联,故 B 正确;
C、植物油中含有不饱和键,会与溴发生加成反应,不能用于萃取溴水中的溴,陈述 Ⅰ 错误,故 C 错误;
D、用银氨溶液检验葡萄糖,是因为葡萄糖具有还原性,可还原银氨溶液,陈述 Ⅱ 错误,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
分子极性与相似相溶:O3为 V 形结构,属于非极性分子,其在水中溶解度大于 CCl4,是因为 O3可与水形成微弱的相互作用,并非 “极性分子易溶于极性溶剂”;
氢键与物质状态:分子间氢键越强,分子间作用力越大,物质的黏度越大;乙二醇、丙三醇的羟基数量多,氢键作用显著,导致常温下呈黏稠液态;
萃取剂的选择:萃取剂需满足不与溶质反应的条件,而植物油中的不饱和键会与溴发生加成反应,因此不能作为溴水的萃取剂;
葡萄糖的还原性:葡萄糖含醛基,可被银氨溶液氧化,因此葡萄糖表现为还原性,而非氧化性。
10.【答案】D
【知识点】二氧化硫的性质;乙醇的消去反应;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、浓硫酸具有脱水性,能使乙醇脱水炭化,导致溶液颜色变黑,故 A 正确;
B、浓硫酸与乙醇反应会生成具有还原性的 SO2,SO2也能使 FeCl3溶液由黄色变为浅绿色,因此无法说明乙烯具有还原性,故 B 正确;
C、反应生成的 SO2等酸性气体进入 Ⅲ 装置,与 NaOH 溶液反应,使溶液碱性减弱,红色逐渐褪去,故 C 正确;
D、乙烯与 Br2的 CCl4溶液发生加成反应生成 1,2 - 二溴乙烷,该反应不会生成 HBr,因此 Ⅵ 装置中不会出现沉淀;若出现沉淀,可能是因为 SO2等杂质气体未除尽,并非 V 中发生了取代反应,故 D 错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
浓硫酸的脱水性:可使乙醇脱水炭化,导致溶液变黑;
干扰气体分析:反应生成的 SO2也具有还原性,会干扰乙烯还原性的检验;
尾气成分与性质:反应产生的 SO2、CO2等酸性气体会与 NaOH 溶液反应,使酚酞褪色;
乙烯与溴的反应类型:乙烯与溴发生加成反应,而非取代反应,加成反应不生成 HBr,无法使 AgNO3溶液产生沉淀。
11.【答案】D
【知识点】卤代烃简介;酯的性质;常用合成高分子材料的化学成分及其性能;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热发生的是水解反应(取代反应),生成乙醇和溴化钠,不会生成乙烯;乙烯是溴乙烷在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应的产物,故A错误;
B、乙酸乙酯在碱性条件下水解时,断裂的是酰氧键(),因此应进入乙醇分子中,反应式应为: ,故B错误;
C、向硫酸铜溶液中滴入少量氨水,先生成氢氧化铜沉淀,只有氨水过量时才会生成铜氨络离子,因此离子方程式应为: ,故C错误;
D、在酸性条件下,苯酚与甲醛发生缩聚反应,生成线性酚醛树脂和水,题给方程式书写正确,故D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
反应条件与反应类型:卤代烃的水解反应和消去反应条件不同,水溶液加热发生水解,醇溶液加热发生消去;
酯的水解断键位置:酯水解时断裂的是酰氧键,因此标记的氧原子会进入醇分子;
铜氨络离子的生成:氨水少量时生成氢氧化铜沉淀,氨水过量时沉淀溶解生成络离子;
酚醛树脂的制备:酸性条件下苯酚与甲醛缩聚生成线性酚醛树脂,碱性条件下生成体型酚醛树脂。
12.【答案】A
【知识点】卤代烃简介;蔗糖与淀粉的性质实验;醛的化学性质
【解析】【解答】A、向溶液中加入95%乙醇,可降低的溶解度,使其结晶析出,再经过滤、乙醇洗涤、干燥即可得到晶体,方案可行,A正确;
B、淀粉水解后溶液呈酸性,而悬浊液与还原性糖的反应需在碱性条件下进行,因此应先加碱中和硫酸,再加入悬浊液加热,B错误;
C、反应后的溶液呈碱性,直接加入溶液时,会与反应生成沉淀,干扰氯原子的检验,应先加稀硝酸中和至酸性,再加入溶液,C错误;
D、丙烯醛中的醛基也能与溴水发生氧化反应,使溴水褪色,因此无法证明碳碳双键的存在,D错误。
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
配合物晶体的制备:利用乙醇降低配合物盐的溶解度,使其结晶析出;
还原性糖的检验:反应必须在碱性条件下进行,酸性水解液需先中和;
卤代烃中卤素原子的检验:碱性水解后,需先加硝酸酸化,再加入硝酸银溶液;
碳碳双键的检验:需排除其他还原性基团(如醛基)的干扰,可先将醛基氧化后再检验。
13.【答案】A
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A、电负性:C < H < N,即 X < W < Y,故 A 错误;
B、非金属性 O > N > C,简单氢化物热稳定性:H2O > NH3 > CH4,即 X < Y < Z,故 B 正确;
C、原子半径:N > O > H,即 Y > Z > W,故 C 正确;
D、价电子数:H (1) < C (4) < O (6),即 W < X < Z,故 D 正确;
故答案为:A。
【分析】X基态原子各能级电子数相同,为碳元素,其电子排布式为;Z的简单氢化物常温下为液态,对应物质为水,因此Z为氧元素;再结合题目给出的化合物结构、化学键特点,以及W、X、Y、Z原子序数依次增大的短周期主族元素条件,可确定W为氢元素,Y为氮元素。
14.【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;气体摩尔体积;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、14g N2的物质的量为 0.5mol,每个 N2分子含 2 对孤电子对,故含孤电子对数为 0.5×2×NA=1NA,故 A 错误;
B、丙醇有正丙醇和异丙醇两种结构,分子式均为 C3H8O,60g 丙醇物质的量为 1mol,其中 C-H 键总数为 7NA,故 B 错误;
C、1.8g 甲基 (-CD3) 的物质的量为 0.1mol,每个 - C-D3含中子数为 6(C)+1×3(D)=9,故含中子数为 0.1×9×NA=0.9NA,故 C 正确;
D、标准状况下,CHCl3为液态,无法用气体摩尔体积计算分子数,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
阿伏加德罗常数计算需结合物质的结构、状态及化学键特点;
N2分子中每个 N 原子有 1 对孤电子对,1 个 N2分子共含 2 对孤电子对;
丙醇(C3H8O)中,无论正丙醇还是异丙醇,分子中 C-H 键均为 7 个;
甲基 (-CD3) 中,D 为2H,中子数为 1,计算时需注意同位素原子的中子数;
标准状况下 CHCl3为液态,不能使用气体摩尔体积公式。
15.【答案】A
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A、X 为苯酚,分子式为 C6H6O,相对分子质量为 94,质谱仪检测的最大质荷比等于相对分子质量,故最大质荷比为 94,故 A 错误;
B、X 含酚羟基,Y 含酚羟基,Z 含酚羟基和醇羟基,三者均能与金属钠反应生成氢气,故 B 正确;
C、Y 中的酯基被 LiAlH4还原为醇羟基,说明 LiAlH4具有还原性,故 C 正确;
D、根据结构简式,Y 的分子式为 C14H12O4,故 D 正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
质谱中最大质荷比等于分子的相对分子质量,需先计算 X(苯酚)的相对分子质量;
含羟基(酚羟基或醇羟基)的有机物均能与钠反应放出氢气;
酯基被还原为醇羟基,说明 LiAlH4在此反应中作还原剂;
根据 Y 的结构简式,数出 C、H、O 原子数,写出分子式。
16.【答案】C
【知识点】氧化还原反应;催化剂
【解析】【解答】A、反应机理中,Fe+参与反应历程,最终又生成,是反应的催化剂,故 A 正确;
B、反应过程中生成的 C2H5OH 未出现在总反应中,属于合成过程中的副产物,故 B 正确;
C、乙醛中醛基碳原子为 sp2 杂化,乙烷中碳原子为 sp3 杂化,二者杂化方式不同,故 C 错误;
D、根据反应机理,总反应为 C2H6+2N2O→CH3CHO+2N2+H2O,故 D 正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
催化剂的判断标准:参与反应历程,反应前后质量和化学性质不变;
副产物的定义:反应过程中生成、但非目标产物的物质;
碳原子杂化方式判断:单键碳为 sp3 杂化,双键碳为 sp2 杂化;
总反应方程式的推导:将反应机理中的中间产物消去,整理反应物与生成物。
17.【答案】(1);>;P处于半充满的稳定状态
(2)AsH3
(3)
(4)C
(5);
【知识点】原子核外电子排布;晶胞的计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】(1)N 元素基态原子的轨道表示式为:;P ( 价电子为3s23p3 )的第一电离能大于 S( 价电子为3s23p4 ),即 I1(P) > I1(S);故答案为: ; > ; P处于半充满的稳定状态
(2)非金属性越强,简单氢化物稳定性越强, N、P、As 的简单氢化物中,最不稳定的是 AsH3;
故答案为:AsH3。
(3)NH3、、中孤电子对数量分别为1、0、2,成键电子之间的排斥+、NH2-中,键角最小的是 NH2-;
故答案为: ;
(4)三分子磷酸可脱去两分子水生成三聚磷酸,分子式为H5P3O10,P-O键没有变,氢原子都是与氧原子相连,呈酸性,该钠盐的化学式是Na5P3O10,所以1mol此钠盐中P-O键的物质的量是9mol,
故答案为:C;
(5)由a、b原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(1,1,1)可知,位于体对角线上的c原子的参数坐标为;由晶胞结构可知,晶胞中位于体内的N原子个数为4,位于顶点和面心的In原子个数为,设晶胞的边长为acm,由晶胞的质量公式可得:,解得,晶胞中N原子与N原子的最近距离为面对角线的,距离为。
故答案为: ; ;
【分析】本题围绕物质结构与性质展开,解题需结合原子结构、元素周期律、化学键与晶胞计算的核心知识点。
(1)N 原子序数为 7,基态电子排布需遵循泡利原理与洪特规则,轨道表示式需正确表示电子的自旋状态;P 的价电子排布为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻的 S 元素。
(2)同主族元素非金属性从上到下减弱,非金属性越强,简单氢化物稳定性越强,因此最不稳定的是 AsH3。
(3)孤电子对越多,成键电子对之间的排斥力越小,键角越小,NH2-含 2 对孤电子对,键角最小。
(4)三聚磷酸由三分子磷酸脱两分子水生成,根据结构可知钠盐中 P-O 键总数,结合物质的量关系得出结果。
(5)根据晶胞中已知原子的分数坐标,可推导出体对角线上原子的坐标;利用均摊法计算晶胞中原子数,结合晶胞质量公式求出边长,再根据晶胞结构计算原子间的最近距离。
(1)N元素的原子序数为7,基态原子的轨道表示式为;P的价电子为3s23p3,S的价电子为3s23p4,P处于半充满的稳定状态,则I1(P)>I1(S);
(2)非金属性越强,简单氢化物稳定性越强,非金属性:N>P>As,则稳定性:NH3>PH3>AsH3,即最不稳定的是AsH3;
(3)NH3、、中孤电子对数量分别为1、0、2,成键电子之间的排斥<成键电子-孤电子对<孤电子对-孤电子对,因此H-N-H键角:,即键角最小的是;
(4)三分子磷酸可脱去两分子水生成三聚磷酸,分子式为H5P3O10,P-O键没有变,氢原子都是与氧原子相连,呈酸性,该钠盐的化学式是Na5P3O10,所以1mol此钠盐中P-O键的物质的量是9mol,故答案为C;
(5)由a、b原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(1,1,1)可知,位于体对角线上的c原子的参数坐标为;由晶胞结构可知,晶胞中位于体内的N原子个数为4,位于顶点和面心的In原子个数为,设晶胞的边长为acm,由晶胞的质量公式可得:,解得,晶胞中N原子与N原子的最近距离为面对角线的,距离为。
18.【答案】B;实验1、3的pH相同、酸根离子不同,实验2、4的pH相同、酸根离子不同,而实验中、,说明、对苯酚与的显色反应也有影响,不确定对苯酚与的显色反应是否有影响;;0.1;0.05;NaCl固体;不成立;成立;根据苯酚与的显色原理Fe3++6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3-+6H+,增加氢离子浓度,平衡逆向移动,导致[Fe(C6H5O)6]3-浓度减小,溶液颜色变浅,故H+对Fe3+与苯酚的显色反应有抑制作用。
【知识点】常用仪器及其使用;苯酚的化学性质;性质实验方案的设计
【解析】【解答】(1)配置 100mL 0.1mol L- 苯酚溶液,需用到的仪器为 100mL 容量瓶、烧杯、胶头滴管和玻璃棒,不需要冷凝管,故答案为:B;
(2) ①实验 1 与 3、实验 2 与 4 的 pH 相同、酸根离子不同,对应吸光度 A1≠A3、A2≠A4,说明 Cl-、SO42-对苯酚与 Fe3+的显色反应存在影响,无法确定 H+对该显色反应是否有影响;
②为验证 Cl-、SO42-对显色反应的影响,实验 5、6 需保持 Fe3+浓度和溶液体积不变,研究不同酸根离子浓度的影响,故实验 5 需加入 NaCl 固体改变 Cl-浓度,实验 6 需加入 Na2SO4固体改变 SO42-浓度,
③已知 Na+对显色反应无影响,若 A5=A3,说明 Cl-浓度对显色反应无影响;若 A6
④苯酚与 Fe3+显色反应的离子方程式为 Fe3++6C6H5OH [Fe(C6H5O)6]3-+6H+,增加 H+浓度,平衡逆向移动,[Fe(C6H5O)6]3-浓度减小,溶液颜色变浅,故 H+对该显色反应有抑制作用。
故答案为: 实验1、3的pH相同、酸根离子不同,实验2、4的pH相同、酸根离子不同,而实验中、,说明、对苯酚与的显色反应也有影响,不确定对苯酚与的显色反应是否有影响; 0.1 ; 0.05 ; NaCl固体 ; 不成立; 成立; 根据苯酚与的显色原理Fe3++6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3-+6H+,增加氢离子浓度,平衡逆向移动,导致[Fe(C6H5O)6]3-浓度减小,溶液颜色变浅,故H+对Fe3+与苯酚的显色反应有抑制作用 ;
【分析】本题围绕苯酚与 Fe3+显色反应的影响因素展开探究,解题核心是控制变量法的应用与平衡移动原理的分析。
(1)配置一定物质的量浓度的溶液,需根据操作步骤选择仪器,冷凝管用于加热回流操作,溶液配制无需使用;
(2)①通过对比 pH 相同、酸根离子不同的实验,根据吸光度差异判断酸根离子对显色反应的影响,因变量不唯一,无法确定 H+的作用;
②验证酸根离子浓度的影响时,需控制 Fe3+浓度和溶液体积不变,通过加入含对应酸根离子的钠盐改变浓度;
③结合已知 Na+无影响的条件,通过吸光度对比判断 Cl-、SO42-的作用,验证猜想是否成立;
④根据显色反应的可逆平衡,利用勒夏特列原理分析 H+浓度变化对平衡移动方向和溶液颜色的影响,得出 H+对显色反应的抑制作用。
19.【答案】(1)16;
(2);;溶液
(3);
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;酯的性质;结构简式
【解析】(1)(1)①1 个水杨酸分子中含有的 σ 键个数为 16;
②水杨酸与 NaOH 反应的化学方程式为:
故答案为:16;;
(2)①根据酯交换反应的产物结构,可推知 A 为 CH3COOCOCH3;故答案为:CH3COOCOCH3。
②对水杨酸进行成酯修饰会引入憎水的酯基,减弱其水溶性,因此水溶性:水杨酸 > 乙酰水杨酸;故答案为:水杨酸 > 乙酰水杨酸。
③水杨酸含酚羟基,可与氯化铁溶液反应显紫色,因此可用氯化铁溶液检验水杨酸是否完全反应;故答案为:氯化铁溶液。
故答案为: ; ;溶液 ;
(3)①根据缓释长效阿司匹林结构,可知高分子聚合物B为。
②缓释阿司匹林含有酯基,其中酯基水解会得到酚羟基,最多可与含的溶液反应。
故答案为: ; ;
【分析】(1)①根据水杨酸的结构,逐一分析单键和双键中的 σ 键数目,双键中含 1 个 σ 键,单键全为 σ 键,总数为 16。
②水杨酸分子中羧基和酚羟基均能与 NaOH 反应,1mol 水杨酸可消耗 2mol NaOH,生成对应的钠盐和水。
(2)①根据酯交换反应的定义,结合产物乙酰水杨酸的结构,反推反应物 A 的结构。
②根据亲水基与憎水基的性质,分析成酯修饰前后分子中基团的变化,判断水溶性强弱。
③利用酚羟基与氯化铁的显色反应特性,检验反应体系中是否残留水杨酸。
(3)①根据缓释长效阿司匹林的结构,找出重复单元,推导出高分子聚合物 B 的结构简式。
②分析缓释阿司匹林中酯基的类型,酚酯基水解会生成酚羟基,消耗额外的 NaOH,结合 1mol 酯基消耗 1mol NaOH、1mol 酚羟基消耗 1mol NaOH,计算总消耗量。
(1)①根据水杨酸的结构,1个水杨酸分子含有键个数为16。
②水杨酸含有和酚羟基,均显酸性,和氢氧化钠反应的化学方程式为:
(2)①根据该方程式变化情况,属于酯交换反应,根据产物结构可知,A是。
②酚羟基属于亲水基、酯基属于憎水基,对水杨酸分子进行成酯修饰目的是减弱其水溶性,所以水溶性:水杨酸>乙酰水杨酸。
③水杨酸中含有酚羟基,水杨酸能与氯化铁溶液反应变紫色,可以用氯化铁溶液检验水杨酸是否完全反应。
(3)①根据缓释长效阿司匹林结构,可知高分子聚合物B为。
②缓释阿司匹林含有酯基,其中酯基水解会得到酚羟基,最多可与含的溶液反应。
20.【答案】(1)醚键、醛基
(2)
(3)、
(4)B
(5)银氨溶液、加热;氧化反应;;取代反应
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;结构简式
【解析】【解答】(1)有机物 Ⅰ 的含氧官能团名称为醚键、醛基;
故答案为:醚键、醛基。
(2)根据题意, Ⅱ→Ⅲ 的化学方程式为:;
故答案为: ;
(3)满足条件的对称结构有 2 种,分别为:
① 苯环上醛基与三个甲氧基呈对称分布();
② 苯环上醛基与三个甲氧基呈另一种对称分布(;);
故答案为:、;
(4)A.有机物I中苯环和醛基上的碳原子均为sp2杂化,-OCH3有3个等价的氢,该化合物不含手性碳原子,故A错误;
B.有机物Ⅴ→Ⅵ为羰基转化为CH2,反应类型为还原反应,故B正确;
C.有机物VI中苯环上有2种氢原子,-CH3、-CH2CH2CH2COOH上的氢原子各不相同,有4种,该化合物有7种化学环境的氢原子,核磁共振氢谱图上有7组峰,故C错误;
D.有机物Ⅵ→Ⅶ为-COOH与苯环间位的C-H键发生取代反应,形成羰基,同时脱去一分子水,反应中断裂C-H、C-O键,形成C-C、O-H键,不涉及非极性键的断裂,故D错误;
故答案为:B;
(5) ① 有机物 Ⅱ 在银氨溶液、加热条件下反应生成,反应类型为氧化反应;
② 甲苯在浓硝酸、浓硫酸、加热条件下生成对硝基甲苯 ,结构为;
故答案为: 银氨溶液、加热 ; 氧化反应 ; ; 取代反应 ;
(6)根据已知信息,和CH3CHO在NaOH、加热条件下反应生成。
故答案为:;
【分析】该有机合成路线以有机物 Ⅰ 为起始原料,先在氢氧化钠溶液中水解并酸化得到 Ⅱ;Ⅱ 再与 发生取代反应生成 Ⅲ。同时,甲苯(Ⅳ)与丁二酸酐发生取代反应得到 Ⅴ,Ⅴ 经还原反应生成 Ⅵ;Ⅵ 在催化剂作用下环化形成六元环 Ⅶ,Ⅶ 再与 Ⅲ 在氢氧化钠条件下反应生成目标产物 Ⅷ,据此可完成各步推断与作答。
(1)直接观察有机物 Ⅰ 的结构,识别含氧官能团,醛基和醚键是其含氧官能团。
(2)根据取代反应的定义,酚羟基与氯代烃在碱作用下脱去 HCl 生成醚,配平化学方程式。
(3)根据 “醛基和三个甲氧基取代苯且为对称结构” 的条件,结合苯环的对称性,写出两种可能的结构。
(4)A 选项分析杂化类型、氢原子环境和手性碳;B 选项判断羰基还原为亚甲基的反应类型;C 选项数氢原子种类;D 选项分析反应中断裂的化学键类型,逐一排除错误选项。
(5)① 醛基在银氨溶液加热条件下被氧化为羧酸铵;
② 甲苯硝化反应中硝基优先进入对位,生成对硝基甲苯。
(6)根据已知信息,苯乙酮与乙醛在碱性条件下发生羟醛缩合反应,生成对应的 α,β- 不饱和酮。
(1)根据有机物I的结构,其含氧官能团的名称为醚键、醛基;
(2)II→III的化学反应为-OH与-Cl发生取代反应,脱去HCl,化学方程式为;
(3)据已知,有机物III为-CHO和3个-OCH3取代的苯,且为对称结构,满足要求的结构有:、;
(4)A.有机物I中苯环和醛基上的碳原子均为sp2杂化,-OCH3有3个等价的氢,该化合物不含手性碳原子,故A错误;
B.有机物Ⅴ→Ⅵ为羰基转化为CH2,反应类型为还原反应,故B正确;
C.有机物VI中苯环上有2种氢原子,-CH3、-CH2CH2CH2COOH上的氢原子各不相同,有4种,该化合物有7种化学环境的氢原子,核磁共振氢谱图上有7组峰,故C错误;
D.有机物Ⅵ→Ⅶ为-COOH与苯环间位的C-H键发生取代反应,形成羰基,同时脱去一分子水,反应中断裂C-H、C-O键,形成C-C、O-H键,不涉及非极性键的断裂,故D错误;
故答案为B;
(5)①有机物II在银氨溶液、加热条件下反应生成,反应类型为氧化反应;
②甲苯在浓硝酸、浓硫酸﹑加热发生取代反应生成对硝基甲苯,结构为;
(6)根据已知信息,和CH3CHO在NaOH、加热条件下反应生成。
1 / 1广东省清远市2024-2025学年高二下学期6月期末化学试题
一、选择题:本题共16小题,第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分,共44分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.文物记载着中华文明的灿烂成就,下列文物的主要成分属于天然有机高分子的是
A.青铜兽面纹爵 B直裾素纱素禅衣 C.青龙瓦当 D.骑虎人形佩
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】高分子材料
【解析】【解答】A、青铜兽面纹爵的主要成分为铜锡合金,属于金属材料,不是有机高分子材料,故 A 错误;
B、直裾素纱禅衣的主要成分为蚕丝,蚕丝的主要成分是蛋白质,属于天然有机高分子材料,故 B 正确;
C、青龙瓦当的主要成分为硅酸盐,属于无机非金属材料,故 C 错误;
D、骑虎人形佩的主要成分为玉石(硅酸盐或二氧化硅),属于无机非金属材料,故 D 错误;
故答案为:B。【分析】本题解题要点:
天然有机高分子材料主要包括蛋白质、淀粉、纤维素、天然橡胶等;
青铜属于合金,是金属材料;
瓦当、玉佩的主要成分均为无机硅酸盐类物质,属于无机非金属材料;
蚕丝的主要成分是蛋白质,蛋白质是典型的天然有机高分子化合物。
2.科技为新质生产力的发展赋能。下列说法正确的是
A.隐身舰载战斗机“歼一35”使用的燃料煤油属于可再生能源
B.“有源相控阵雷达”使用的氮化硅属于分子晶体
C.“奋斗者号”的钛合金材料中的Ti位于元素周期表ds区
D.“深地塔科”钻探井使用金刚石钻头,金刚石与石墨互为同素异形体
【答案】D
【知识点】原料与能源的合理利用;晶体的定义;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A、煤油是由石油分馏得到的产品,属于化石燃料,是不可再生能源,故 A 错误;
B、氮化硅(Si3N4)由原子通过共价键形成空间网状结构,属于原子晶体,而非分子晶体,故 B 错误;
C、钛(Ti)的价电子排布为 3d24s2,位于元素周期表的 d 区,而非 ds 区,故 C 错误;
D、金刚石与石墨是由同种元素(碳)组成的不同单质,二者互为同素异形体,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
能源分类:煤油属于石油分馏产物,是不可再生能源;
晶体类型判断:Si3N4具有高熔点、高硬度的特点,属于原子晶体;
元素分区判断:Ti 的价电子排布为 3d24s2,属于 d 区元素;
同素异形体定义:由同种元素形成的不同单质互为同素异形体。
3.下列化学用语或图示表示正确的是
A.顺式聚1,3-丁二烯的结构简式:
B.HF中的s-pσ键示意图:
C.羟基的电子式:
D.基态As原子的核外电子排布式:[Ar]4s24p3
【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;结构简式;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、顺式聚 1,3 - 丁二烯中,双键两端的氢原子应在同侧,题给结构为反式,故 A 错误;
B、HF 分子中,H 的 1s 轨道与 F 的 p 轨道沿键轴方向重叠形成 s-p σ 键,图示正确,故 B 正确;
C、羟基(-OH)为中性基团,氧原子最外层有 7 个电子,电子式中氧原子周围应为 7 个电子,正确电子式为: ,故 C 错误;
D、基态 As 原子的核外电子排布式应为 [Ar]3d 4s24p3,题给排布式缺少 3d 轨道电子,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
顺反聚合物的结构特征:顺式聚 1,3 - 丁二烯的双键氢原子在同侧;
σ 键的形成方式:s 轨道与 p 轨道沿键轴方向重叠形成 s-p σ 键;
羟基的电子式:羟基为中性基团,氧原子最外层电子数为 7;
核外电子排布式:需包含所有内层轨道电子,As 的完整排布式应包含 3d 。
4.下列有关有机物的说法正确的是
A.和互为同系物
B.所有原子可能处于同一平面
C.新戊烷按照系统命名法的名称是2,2-二甲基丙烷
D.等质量的烃燃烧消耗O2的质量:乙烷>甲烷
【答案】C
【知识点】有机化合物的命名;同系物;有机分子中原子共线、共面的判断
【解析】【解答】A、前者为酚类,后者为醇类,官能团种类不同,结构不相似,不互为同系物,故 A 错误;
B、乙苯中含有甲基,甲基中的碳原子为饱和碳原子,其连接的原子呈四面体结构,所有原子不可能共平面,故 B 错误;
C、新戊烷( )的主链含 3 个碳原子,2 号碳上连有两个甲基,系统命名为 2,2 - 二甲基丙烷,故 C 正确;
D、等质量的烃燃烧,含氢量越高,耗氧量越大,甲烷含氢量高于乙烷,故耗氧量:甲烷 > 乙烷,D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
同系物判断:需结构相似,官能团的种类、数目相同,且分子组成相差若干个 CH2;
有机物共面问题:饱和碳原子(sp3 杂化)连接的原子呈四面体结构,无法全部共面;
系统命名法:选择最长碳链为主链,从靠近取代基的一端编号;
烃的耗氧量规律:等质量的烃,含氢质量分数越高,完全燃烧耗氧量越大。
5.化学处处呈现美。下列说法正确的是
A.环己烷呈现对称美,分子中六个碳原子连接成环,呈平面正六边形结构
B.晶莹剔透的雪花飞扬,六角雪花体现了晶体的自范性
C.霓虹灯呈现出五颜六色的光,电子从基态跃迁到激发态
D.游泳池里定期添加硫酸铜,主要目的是使池水更美丽梦幻
【答案】B
【知识点】化学科学的主要研究对象;晶体的定义
【解析】【解答】A、环己烷中碳原子均为 sp3 杂化,分子呈椅式或船式构象,而非平面正六边形结构,故 A 错误;
B、雪花是晶体,六角形的规则外形体现了晶体的自范性,故 B 正确;
C、霓虹灯发光是电子从激发态跃迁回基态时释放能量,而非从基态跃迁到激发态,故 C 错误;
D、游泳池添加硫酸铜的主要目的是利用铜离子的毒性杀菌消毒,而非使池水变美,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
环己烷的空间结构:sp3 杂化的碳原子构成的环无法形成平面结构;
晶体的自范性:晶体能自发形成规则的几何外形;
霓虹灯发光原理:电子从激发态回到基态释放光子;
硫酸铜的用途:铜离子可使蛋白质变性,用于杀菌消毒。
6.提纯粗乙酸乙酯(含乙醇和乙酸)的过程如下,其中操作a、b分别为
A.分液、蒸馏 B.蒸馏、萃取 C.萃取、升华 D.升华、分液
【答案】A
【知识点】蒸馏与分馏;分液和萃取
【解析】【解答】粗乙酸乙酯加入饱和Na2CO3溶液后,乙酸乙酯不溶于水,会出现有机相和水相分层,因此操作 a 为分液,分离出有机相;有机相中仍含有少量乙醇,加入无水CaCl2除去残留水分后,利用乙酸乙酯与乙醇的沸点差异,通过蒸馏(操作 b)分离得到纯净的乙酸乙酯;
故操作 a、b 分别为分液、蒸馏;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
饱和 Na2CO3溶液的作用:中和乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度,使体系分层;
分液:适用于分离互不相溶的液体混合物;
蒸馏:适用于分离沸点不同的互溶液体混合物,乙酸乙酯与乙醇的沸点差异明显,可用蒸馏分离;
无水 CaCl2的作用:作为干燥剂,除去有机相中的残留水分。
7.“劳动创造幸福,实干成就伟业”。下列劳动项目与所述化学知识有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 用聚乳酸制作可降解的一次性餐具 聚乳酸呈酸性
B 用油脂为原料制肥皂 甘油具有水溶性
C 通过X射线衍射实验区分石英玻璃和水晶 石英玻璃是非晶体,水晶是晶体
D 石墨可用作润滑剂 石墨具有导电性
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】化学科学的主要研究对象;晶体的定义
【解析】【解答】A、聚乳酸可降解的原因是其结构中含有酯基,可在一定条件下水解,与聚乳酸是否呈酸性无关,故 A 错误;
B、用油脂制肥皂利用的是油脂在碱性条件下的水解反应(皂化反应),与甘油的水溶性无关,故 B 错误;
C、晶体具有各向异性,X 射线衍射实验中会出现特征衍射峰,而非晶体无此现象,因此可通过 X 射线衍射实验区分石英玻璃(非晶体)和水晶(晶体),故 C 正确;
D、石墨用作润滑剂是因为其层状结构中,层与层之间作用力弱,易发生相对滑动,与石墨的导电性无关,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
聚乳酸可降解性:源于酯基的水解特性,与酸性无关;
油脂制肥皂:核心是皂化反应,与产物甘油的水溶性无直接关联;
晶体与非晶体的区分:X 射线衍射实验是区分二者的科学方法,晶体有特征衍射峰,非晶体无;
石墨的润滑性:由其层状结构的弱层间作用力决定,与导电性无关。
8.类比推理是重要的学科思想,下列有关类比推理的说法正确的是
A.NH3分子间存在氢键,可推测PH3分子间也存在氢键
B.干冰晶体是分子密堆积,可推测冰晶体也是分子密堆积
C.CH3CH2Cl能发生消去反应,可推测CH3Cl也能发生消去反应
D.CO2为直线形分子,可推测CS2也为直线形分子
【答案】D
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氢键的存在对物质性质的影响;消去反应
【解析】【解答】A、N 的电负性大、原子半径小,NH3分子间存在氢键;而 P 的电负性较小、原子半径较大,PH3分子间不存在氢键,A 错误;
B、干冰晶体是分子密堆积结构,但冰晶体中水分子间存在氢键,形成空隙较大的四面体结构,不属于分子密堆积,B 错误;
C、CH3CH2Cl 能发生消去反应,是因为与氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子;而 CH3Cl 分子中没有邻位碳原子,无法发生消去反应,C 错误;
D、CO2和 CS2的中心原子 C 均采取 sp 杂化,分子结构对称,均为直线形分子,D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
氢键形成条件:与 N、O、F 等电负性大、半径小的原子相连的氢原子,易与其他分子的 N、O、F 形成氢键;
分子密堆积:干冰中 CO2分子间只存在范德华力,采取密堆积;冰中氢键的方向性使分子无法紧密排列;
消去反应条件:卤代烃分子中,与卤原子相连的碳原子的邻位碳原子上必须有氢原子;
分子空间结构:CO2和 CS2的中心原子均为 sp 杂化,形成直线形分子。
9.下列陈述Ⅰ和陈述Ⅱ均正确且相互关联的是
选项 陈述Ⅰ 陈述Ⅱ
A O3在水中溶解度比在CCl4中大 H2O和O3是极性分子,CCl4是非极性分子
B 乙二醇、丙三醇都是黏稠液体 乙二醇、丙三醇都能形成分子间氢键
C 用植物油萃取溴水中的溴 植物油是有机溶剂,溴易溶于有机溶剂
D 用银氨溶液检验葡萄糖 葡萄糖具有氧化性,可氧化银氨溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;极性分子和非极性分子;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A、陈述 Ⅰ 正确,但陈述 Ⅱ 中 O3为非极性分子,故 A 错误;
B、乙二醇、丙三醇分子中均含多个羟基,可形成分子间氢键,分子间作用力强,因此常温下为黏稠液体,陈述 Ⅰ 和 Ⅱ 均正确且相互关联,故 B 正确;
C、植物油中含有不饱和键,会与溴发生加成反应,不能用于萃取溴水中的溴,陈述 Ⅰ 错误,故 C 错误;
D、用银氨溶液检验葡萄糖,是因为葡萄糖具有还原性,可还原银氨溶液,陈述 Ⅱ 错误,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
分子极性与相似相溶:O3为 V 形结构,属于非极性分子,其在水中溶解度大于 CCl4,是因为 O3可与水形成微弱的相互作用,并非 “极性分子易溶于极性溶剂”;
氢键与物质状态:分子间氢键越强,分子间作用力越大,物质的黏度越大;乙二醇、丙三醇的羟基数量多,氢键作用显著,导致常温下呈黏稠液态;
萃取剂的选择:萃取剂需满足不与溶质反应的条件,而植物油中的不饱和键会与溴发生加成反应,因此不能作为溴水的萃取剂;
葡萄糖的还原性:葡萄糖含醛基,可被银氨溶液氧化,因此葡萄糖表现为还原性,而非氧化性。
10.按如图装置进行实验,Ⅰ装置迅速升温并控制温度在170℃,乙醇的沸点为73.8℃。下列说法错误的是
A.反应一段时间后,Ⅰ装置溶液颜色变黑,说明乙醇可能炭化
B.Ⅱ装置溶液由黄色变为浅绿色,无法说明乙烯具有还原性
C.反应一段时间后,Ⅲ装置红色逐渐褪去
D.Ⅴ装置Br2的CCl4溶液褪色,Ⅵ装置出现沉淀,说明Ⅴ中发生取代反应
【答案】D
【知识点】二氧化硫的性质;乙醇的消去反应;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、浓硫酸具有脱水性,能使乙醇脱水炭化,导致溶液颜色变黑,故 A 正确;
B、浓硫酸与乙醇反应会生成具有还原性的 SO2,SO2也能使 FeCl3溶液由黄色变为浅绿色,因此无法说明乙烯具有还原性,故 B 正确;
C、反应生成的 SO2等酸性气体进入 Ⅲ 装置,与 NaOH 溶液反应,使溶液碱性减弱,红色逐渐褪去,故 C 正确;
D、乙烯与 Br2的 CCl4溶液发生加成反应生成 1,2 - 二溴乙烷,该反应不会生成 HBr,因此 Ⅵ 装置中不会出现沉淀;若出现沉淀,可能是因为 SO2等杂质气体未除尽,并非 V 中发生了取代反应,故 D 错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
浓硫酸的脱水性:可使乙醇脱水炭化,导致溶液变黑;
干扰气体分析:反应生成的 SO2也具有还原性,会干扰乙烯还原性的检验;
尾气成分与性质:反应产生的 SO2、CO2等酸性气体会与 NaOH 溶液反应,使酚酞褪色;
乙烯与溴的反应类型:乙烯与溴发生加成反应,而非取代反应,加成反应不生成 HBr,无法使 AgNO3溶液产生沉淀。
11.宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列化学方程式或离子方程式书写正确的是
A.溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热:C2H5Br+OH-CH2=CH2↑+Br-+H2O
B.乙酸乙酯在碱性条件下的水解:CH3CO18OC2H5+OH-CH3CO18O-+CH3CH2OH
C.向硫酸铜溶液中滴入少量氨水:Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O
D.线性酚醛树脂的制备:
【答案】D
【知识点】卤代烃简介;酯的性质;常用合成高分子材料的化学成分及其性能;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热发生的是水解反应(取代反应),生成乙醇和溴化钠,不会生成乙烯;乙烯是溴乙烷在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应的产物,故A错误;
B、乙酸乙酯在碱性条件下水解时,断裂的是酰氧键(),因此应进入乙醇分子中,反应式应为: ,故B错误;
C、向硫酸铜溶液中滴入少量氨水,先生成氢氧化铜沉淀,只有氨水过量时才会生成铜氨络离子,因此离子方程式应为: ,故C错误;
D、在酸性条件下,苯酚与甲醛发生缩聚反应,生成线性酚醛树脂和水,题给方程式书写正确,故D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
反应条件与反应类型:卤代烃的水解反应和消去反应条件不同,水溶液加热发生水解,醇溶液加热发生消去;
酯的水解断键位置:酯水解时断裂的是酰氧键,因此标记的氧原子会进入醇分子;
铜氨络离子的生成:氨水少量时生成氢氧化铜沉淀,氨水过量时沉淀溶解生成络离子;
酚醛树脂的制备:酸性条件下苯酚与甲醛缩聚生成线性酚醛树脂,碱性条件下生成体型酚醛树脂。
12.下列实验方案能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 制备[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体 向[Cu(NH3)4]SO4溶液中加入95%的乙醇,过滤,用少量乙醇洗涤,干燥
B 检验淀粉是否发生了水解 向淀粉中加入少许稀硫酸,加热一段时间后,向水解液中加入Cu(OH)2悬浊液,加热,观察有无砖红色沉淀生成
C 检验某有机物X中是否含有氯原子 向试管中加入X和20%KOH溶液,加热,再向反应后的溶液中加入AgNO3溶液,观察有无白色沉淀生成
D 检验丙烯醛中的碳碳双键 向装有1mL丙烯醛的试管中加入足量溴水,观察溴水是否褪色
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】卤代烃简介;蔗糖与淀粉的性质实验;醛的化学性质
【解析】【解答】A、向溶液中加入95%乙醇,可降低的溶解度,使其结晶析出,再经过滤、乙醇洗涤、干燥即可得到晶体,方案可行,A正确;
B、淀粉水解后溶液呈酸性,而悬浊液与还原性糖的反应需在碱性条件下进行,因此应先加碱中和硫酸,再加入悬浊液加热,B错误;
C、反应后的溶液呈碱性,直接加入溶液时,会与反应生成沉淀,干扰氯原子的检验,应先加稀硝酸中和至酸性,再加入溶液,C错误;
D、丙烯醛中的醛基也能与溴水发生氧化反应,使溴水褪色,因此无法证明碳碳双键的存在,D错误。
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
配合物晶体的制备:利用乙醇降低配合物盐的溶解度,使其结晶析出;
还原性糖的检验:反应必须在碱性条件下进行,酸性水解液需先中和;
卤代烃中卤素原子的检验:碱性水解后,需先加硝酸酸化,再加入硝酸银溶液;
碳碳双键的检验:需排除其他还原性基团(如醛基)的干扰,可先将醛基氧化后再检验。
13.短周期主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大,X基态原子各能级电子数相同,Z的简单氢化物常温下呈液态,四种元素形成的某种化合物是蛋白质代谢分解的终产物,结构如图所示。下列判断错误的是
A.电负性:XB.简单氢化物的热稳定性:XC.原子半径:Y>Z>W
D.价电子数:W【答案】A
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A、电负性:C < H < N,即 X < W < Y,故 A 错误;
B、非金属性 O > N > C,简单氢化物热稳定性:H2O > NH3 > CH4,即 X < Y < Z,故 B 正确;
C、原子半径:N > O > H,即 Y > Z > W,故 C 正确;
D、价电子数:H (1) < C (4) < O (6),即 W < X < Z,故 D 正确;
故答案为:A。
【分析】X基态原子各能级电子数相同,为碳元素,其电子排布式为;Z的简单氢化物常温下为液态,对应物质为水,因此Z为氧元素;再结合题目给出的化合物结构、化学键特点,以及W、X、Y、Z原子序数依次增大的短周期主族元素条件,可确定W为氢元素,Y为氮元素。
14.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.14gN2含有的孤电子对数为2NA
B.60g丙醇中存在的碳氢键总数为8NA
C.1.8g甲基(-CD3)中含有的中子数为0.9NA
D.标准状况下,22.4LCHCl3中含有的分子数为NA
【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;气体摩尔体积;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、14g N2的物质的量为 0.5mol,每个 N2分子含 2 对孤电子对,故含孤电子对数为 0.5×2×NA=1NA,故 A 错误;
B、丙醇有正丙醇和异丙醇两种结构,分子式均为 C3H8O,60g 丙醇物质的量为 1mol,其中 C-H 键总数为 7NA,故 B 错误;
C、1.8g 甲基 (-CD3) 的物质的量为 0.1mol,每个 - C-D3含中子数为 6(C)+1×3(D)=9,故含中子数为 0.1×9×NA=0.9NA,故 C 正确;
D、标准状况下,CHCl3为液态,无法用气体摩尔体积计算分子数,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
阿伏加德罗常数计算需结合物质的结构、状态及化学键特点;
N2分子中每个 N 原子有 1 对孤电子对,1 个 N2分子共含 2 对孤电子对;
丙醇(C3H8O)中,无论正丙醇还是异丙醇,分子中 C-H 键均为 7 个;
甲基 (-CD3) 中,D 为2H,中子数为 1,计算时需注意同位素原子的中子数;
标准状况下 CHCl3为液态,不能使用气体摩尔体积公式。
15.化合物Z是合成昆虫信息素的中间体,其合成路线如图所示。下列说法错误的是
A.用质谱仪检测X的最大质荷比为98
B.X、Y、Z均能与金属钠反应,产生气体
C.结合Y与Z的结构可知,LiAlH4具有还原性
D.Y的分子式为C14H12O4
【答案】A
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物的结构和性质;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】A、X 为苯酚,分子式为 C6H6O,相对分子质量为 94,质谱仪检测的最大质荷比等于相对分子质量,故最大质荷比为 94,故 A 错误;
B、X 含酚羟基,Y 含酚羟基,Z 含酚羟基和醇羟基,三者均能与金属钠反应生成氢气,故 B 正确;
C、Y 中的酯基被 LiAlH4还原为醇羟基,说明 LiAlH4具有还原性,故 C 正确;
D、根据结构简式,Y 的分子式为 C14H12O4,故 D 正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
质谱中最大质荷比等于分子的相对分子质量,需先计算 X(苯酚)的相对分子质量;
含羟基(酚羟基或醇羟基)的有机物均能与钠反应放出氢气;
酯基被还原为醇羟基,说明 LiAlH4在此反应中作还原剂;
根据 Y 的结构简式,数出 C、H、O 原子数,写出分子式。
16.乙醛是一种重要的二碳试剂,其某种合成机理如图所示。下列说法错误的是
A.Fe+是该反应的催化剂
B.C2H5OH是合成过程中的副产物
C.乙醛和乙烷中碳原子杂化方式相同
D.该合成乙醛的反应为C2H6+2N2O→CH3CHO+2N2+H2O
【答案】C
【知识点】氧化还原反应;催化剂
【解析】【解答】A、反应机理中,Fe+参与反应历程,最终又生成,是反应的催化剂,故 A 正确;
B、反应过程中生成的 C2H5OH 未出现在总反应中,属于合成过程中的副产物,故 B 正确;
C、乙醛中醛基碳原子为 sp2 杂化,乙烷中碳原子为 sp3 杂化,二者杂化方式不同,故 C 错误;
D、根据反应机理,总反应为 C2H6+2N2O→CH3CHO+2N2+H2O,故 D 正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
催化剂的判断标准:参与反应历程,反应前后质量和化学性质不变;
副产物的定义:反应过程中生成、但非目标产物的物质;
碳原子杂化方式判断:单键碳为 sp3 杂化,双键碳为 sp2 杂化;
总反应方程式的推导:将反应机理中的中间产物消去,整理反应物与生成物。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.第ⅤA族元素及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)基态N原子的轨道表示式为   ,比较磷元素与硫元素第一电离能的大小:I1(P)   I1(S)(填“>”或“<”),说明原因:   。
(2)N、P、As的气态氢化物NH3、PH3、AsH3中,最不稳定的是   (填化学式)。
(3)液氨存在类似于水的电离:2NH3+,反应涉及的三种微粒中键角最小的是   (填化学式)。
(4)两分子磷酸脱去一分子水生成焦磷酸,形成过程如图所示。三分子磷酸可脱去两分子水生成三聚磷酸(H5P3O10)。含磷洗衣粉中含有三聚磷酸,则该钠盐的化学式及1mol此钠盐中P-О单键的物质的量分别是___________(填标号)。
A.Na5P3O10 7mol B.Na3H2P3O10 8mol
C.Na5P3O10 9mol D.Na2H3P3O10 12mol
(5)氮化铟(InN)是一种优良的半导体材料,熔点高达1350℃。如图为氮化铟的立方晶胞结构,晶胞的密度为ρg·cm-3,a、b原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(1,1,1,)。设NA为阿伏加德罗常数的值。
①c点的原子分数坐标为   。
②N原子间的最短距离为   cm(用ρ和NA表示)。
【答案】(1);>;P处于半充满的稳定状态
(2)AsH3
(3)
(4)C
(5);
【知识点】原子核外电子排布;晶胞的计算;物质的量的相关计算
【解析】【解答】(1)N 元素基态原子的轨道表示式为:;P ( 价电子为3s23p3 )的第一电离能大于 S( 价电子为3s23p4 ),即 I1(P) > I1(S);故答案为: ; > ; P处于半充满的稳定状态
(2)非金属性越强,简单氢化物稳定性越强, N、P、As 的简单氢化物中,最不稳定的是 AsH3;
故答案为:AsH3。
(3)NH3、、中孤电子对数量分别为1、0、2,成键电子之间的排斥+、NH2-中,键角最小的是 NH2-;
故答案为: ;
(4)三分子磷酸可脱去两分子水生成三聚磷酸,分子式为H5P3O10,P-O键没有变,氢原子都是与氧原子相连,呈酸性,该钠盐的化学式是Na5P3O10,所以1mol此钠盐中P-O键的物质的量是9mol,
故答案为:C;
(5)由a、b原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(1,1,1)可知,位于体对角线上的c原子的参数坐标为;由晶胞结构可知,晶胞中位于体内的N原子个数为4,位于顶点和面心的In原子个数为,设晶胞的边长为acm,由晶胞的质量公式可得:,解得,晶胞中N原子与N原子的最近距离为面对角线的,距离为。
故答案为: ; ;
【分析】本题围绕物质结构与性质展开,解题需结合原子结构、元素周期律、化学键与晶胞计算的核心知识点。
(1)N 原子序数为 7,基态电子排布需遵循泡利原理与洪特规则,轨道表示式需正确表示电子的自旋状态;P 的价电子排布为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻的 S 元素。
(2)同主族元素非金属性从上到下减弱,非金属性越强,简单氢化物稳定性越强,因此最不稳定的是 AsH3。
(3)孤电子对越多,成键电子对之间的排斥力越小,键角越小,NH2-含 2 对孤电子对,键角最小。
(4)三聚磷酸由三分子磷酸脱两分子水生成,根据结构可知钠盐中 P-O 键总数,结合物质的量关系得出结果。
(5)根据晶胞中已知原子的分数坐标,可推导出体对角线上原子的坐标;利用均摊法计算晶胞中原子数,结合晶胞质量公式求出边长,再根据晶胞结构计算原子间的最近距离。
(1)N元素的原子序数为7,基态原子的轨道表示式为;P的价电子为3s23p3,S的价电子为3s23p4,P处于半充满的稳定状态,则I1(P)>I1(S);
(2)非金属性越强,简单氢化物稳定性越强,非金属性:N>P>As,则稳定性:NH3>PH3>AsH3,即最不稳定的是AsH3;
(3)NH3、、中孤电子对数量分别为1、0、2,成键电子之间的排斥<成键电子-孤电子对<孤电子对-孤电子对,因此H-N-H键角:,即键角最小的是;
(4)三分子磷酸可脱去两分子水生成三聚磷酸,分子式为H5P3O10,P-O键没有变,氢原子都是与氧原子相连,呈酸性,该钠盐的化学式是Na5P3O10,所以1mol此钠盐中P-O键的物质的量是9mol,故答案为C;
(5)由a、b原子的分数坐标分别为(0,0,0)、(1,1,1)可知,位于体对角线上的c原子的参数坐标为;由晶胞结构可知,晶胞中位于体内的N原子个数为4,位于顶点和面心的In原子个数为,设晶胞的边长为acm,由晶胞的质量公式可得:,解得,晶胞中N原子与N原子的最近距离为面对角线的,距离为。
18.某小组同学探究铁盐种类和pH对苯酚显色反应的影响。
(1)配制100mL0.1mol·L-1苯酚溶液,该过程中没有用到的仪器是   (填标号)。
查阅资料ⅰ.[Fe(C6H5O)6]3-为紫色;
ⅱ.Na+对苯酚与Fe3+中的显色反应无影响;
ⅲ.[Fe(C6H5O)6]3-对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与[Fe(C6H5O)6]3-的浓度在一定范围内成正比;
ⅳ.苯酚与Fe3+的显色原理:Fe3++6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3-+6H+。
提出猜想﹐猜想1:Cl-对苯酚与Fe3+的显色反应有影响;
猜想2:对苯酚与Fe3+的显色反应有影响;
猜想3:H+对苯酚与Fe3+的显色反应有影响。
进行实验﹐常温下,用盐酸调节配制得到pH分别为α和b的0.1mol·L-1FeCl3溶液(a>b),用硫酸调节配制得到pH分别为a和b的0.05mol·L-1Fe2(SO4)3溶液。取5mL苯酚溶液于试管中,按实验1~4分别再加入0.1mL含Fe3+的试剂,显色10min后用紫外一可见分光光度计测定该溶液的吸光度(本实验pH改变对Fe3+水解程度的影响可忽略)。
序号 含Fe3+的试剂 吸光度
0.1mol/LFeCl3溶液 0.05mol/LFe2(SO4)3溶液
1 pH=a / A1
2 pH=b / A2
3 / pH=a A3
4 / pH=b A4
结果讨论实验结果为A1>A2>A3>A4。
(2)①根据实验结果,小组同学认为此结果不足以证明猜想3成立的理由是   。
②为进一步验证猜想,小组同学设计了实验5和6如下表,则c=   mol/L,d=   mol/L,试剂M为   (限选试剂:NaCl溶液、Na2SO4溶液、NaCl固体、Na2SO4固体)。
序号 cmol/LFeCl3溶液 dmol/LFe2(SO4)3溶液 再加试剂 吸光度
5 / pH=a 试剂M A5
6 pH=a / Na2SO4固体 A6
③小组同学得出实验结果为A5=A3,A6④根据实验1~6的结果,小组同学得出猜想3成立,且H+对Fe3+与苯酚的显色反应有抑制作用,从化学平衡角度解释其原因是   。
【答案】B;实验1、3的pH相同、酸根离子不同,实验2、4的pH相同、酸根离子不同,而实验中、,说明、对苯酚与的显色反应也有影响,不确定对苯酚与的显色反应是否有影响;;0.1;0.05;NaCl固体;不成立;成立;根据苯酚与的显色原理Fe3++6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3-+6H+,增加氢离子浓度,平衡逆向移动,导致[Fe(C6H5O)6]3-浓度减小,溶液颜色变浅,故H+对Fe3+与苯酚的显色反应有抑制作用。
【知识点】常用仪器及其使用;苯酚的化学性质;性质实验方案的设计
【解析】【解答】(1)配置 100mL 0.1mol L- 苯酚溶液,需用到的仪器为 100mL 容量瓶、烧杯、胶头滴管和玻璃棒,不需要冷凝管,故答案为:B;
(2) ①实验 1 与 3、实验 2 与 4 的 pH 相同、酸根离子不同,对应吸光度 A1≠A3、A2≠A4,说明 Cl-、SO42-对苯酚与 Fe3+的显色反应存在影响,无法确定 H+对该显色反应是否有影响;
②为验证 Cl-、SO42-对显色反应的影响,实验 5、6 需保持 Fe3+浓度和溶液体积不变,研究不同酸根离子浓度的影响,故实验 5 需加入 NaCl 固体改变 Cl-浓度,实验 6 需加入 Na2SO4固体改变 SO42-浓度,
③已知 Na+对显色反应无影响,若 A5=A3,说明 Cl-浓度对显色反应无影响;若 A6
④苯酚与 Fe3+显色反应的离子方程式为 Fe3++6C6H5OH [Fe(C6H5O)6]3-+6H+,增加 H+浓度,平衡逆向移动,[Fe(C6H5O)6]3-浓度减小,溶液颜色变浅,故 H+对该显色反应有抑制作用。
故答案为: 实验1、3的pH相同、酸根离子不同,实验2、4的pH相同、酸根离子不同,而实验中、,说明、对苯酚与的显色反应也有影响,不确定对苯酚与的显色反应是否有影响; 0.1 ; 0.05 ; NaCl固体 ; 不成立; 成立; 根据苯酚与的显色原理Fe3++6C6H5OH[Fe(C6H5O)6]3-+6H+,增加氢离子浓度,平衡逆向移动,导致[Fe(C6H5O)6]3-浓度减小,溶液颜色变浅,故H+对Fe3+与苯酚的显色反应有抑制作用 ;
【分析】本题围绕苯酚与 Fe3+显色反应的影响因素展开探究,解题核心是控制变量法的应用与平衡移动原理的分析。
(1)配置一定物质的量浓度的溶液,需根据操作步骤选择仪器,冷凝管用于加热回流操作,溶液配制无需使用;
(2)①通过对比 pH 相同、酸根离子不同的实验,根据吸光度差异判断酸根离子对显色反应的影响,因变量不唯一,无法确定 H+的作用;
②验证酸根离子浓度的影响时,需控制 Fe3+浓度和溶液体积不变,通过加入含对应酸根离子的钠盐改变浓度;
③结合已知 Na+无影响的条件,通过吸光度对比判断 Cl-、SO42-的作用,验证猜想是否成立;
④根据显色反应的可逆平衡,利用勒夏特列原理分析 H+浓度变化对平衡移动方向和溶液颜色的影响,得出 H+对显色反应的抑制作用。
19.现代医药发展方向之一是合成药物长效化和低毒化,低分子药物高分子化是其有效途径。
(1)1853年,德国化学家柯尔柏合成了能镇痛和退热的水杨酸()。
①一个水杨酸分子中含有的σ键个数为   。
②写出水杨酸与氢氧化钠反应的化学方程式:   。
(2)1898年,德国化学家霍夫曼制得乙酰水杨酸(阿司匹林),改善了水杨酸的疗效。
+A→+CH3COOH
①上述反应的另一种反应物A是   。
②对水杨酸分子进行成酯修饰后,水溶性:水杨酸   乙酰水杨酸(填“>”或 “<”)。
③在霍夫曼制取阿司匹林的反应中,可用于检验水杨酸是否完全反应的试剂是   。
(3)1982年,科学家把阿司匹林连接在高聚物B上,制成缓释长效阿司匹林()
①高分子聚合物B的单体的结构简式为   。
②1mol缓释长效阿司匹林最多可与含   molNaOH的溶液反应。
【答案】(1)16;
(2);;溶液
(3);
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;酯的性质;结构简式
【解析】(1)(1)①1 个水杨酸分子中含有的 σ 键个数为 16;
②水杨酸与 NaOH 反应的化学方程式为:
故答案为:16;;
(2)①根据酯交换反应的产物结构,可推知 A 为 CH3COOCOCH3;故答案为:CH3COOCOCH3。
②对水杨酸进行成酯修饰会引入憎水的酯基,减弱其水溶性,因此水溶性:水杨酸 > 乙酰水杨酸;故答案为:水杨酸 > 乙酰水杨酸。
③水杨酸含酚羟基,可与氯化铁溶液反应显紫色,因此可用氯化铁溶液检验水杨酸是否完全反应;故答案为:氯化铁溶液。
故答案为: ; ;溶液 ;
(3)①根据缓释长效阿司匹林结构,可知高分子聚合物B为。
②缓释阿司匹林含有酯基,其中酯基水解会得到酚羟基,最多可与含的溶液反应。
故答案为: ; ;
【分析】(1)①根据水杨酸的结构,逐一分析单键和双键中的 σ 键数目,双键中含 1 个 σ 键,单键全为 σ 键,总数为 16。
②水杨酸分子中羧基和酚羟基均能与 NaOH 反应,1mol 水杨酸可消耗 2mol NaOH,生成对应的钠盐和水。
(2)①根据酯交换反应的定义,结合产物乙酰水杨酸的结构,反推反应物 A 的结构。
②根据亲水基与憎水基的性质,分析成酯修饰前后分子中基团的变化,判断水溶性强弱。
③利用酚羟基与氯化铁的显色反应特性,检验反应体系中是否残留水杨酸。
(3)①根据缓释长效阿司匹林的结构,找出重复单元,推导出高分子聚合物 B 的结构简式。
②分析缓释阿司匹林中酯基的类型,酚酯基水解会生成酚羟基,消耗额外的 NaOH,结合 1mol 酯基消耗 1mol NaOH、1mol 酚羟基消耗 1mol NaOH,计算总消耗量。
(1)①根据水杨酸的结构,1个水杨酸分子含有键个数为16。
②水杨酸含有和酚羟基,均显酸性,和氢氧化钠反应的化学方程式为:
(2)①根据该方程式变化情况,属于酯交换反应,根据产物结构可知,A是。
②酚羟基属于亲水基、酯基属于憎水基,对水杨酸分子进行成酯修饰目的是减弱其水溶性,所以水溶性:水杨酸>乙酰水杨酸。
③水杨酸中含有酚羟基,水杨酸能与氯化铁溶液反应变紫色,可以用氯化铁溶液检验水杨酸是否完全反应。
(3)①根据缓释长效阿司匹林结构,可知高分子聚合物B为。
②缓释阿司匹林含有酯基,其中酯基水解会得到酚羟基,最多可与含的溶液反应。
20.黄酮类物质具有抗金黄色葡萄球菌,有机物是合成黄酮类药物的重要中间体。
已知:R1—CHO+
回答下列问题:
(1)有机物Ⅰ的含氧官能团名称为   。
(2)有机物Ⅱ→Ⅲ反应的化学方程式为   。
(3)有机物Ⅲ的一种同分异构体能水解且水解产物能与FeCl3发生显色反应,能够发生银镜反应,在核磁共振氢谱图上只有4组峰,其结构简式为   (任写一种)。
(4)关于上述合成路线中的相关物质及转化,下列说法正确的有___________(填标号)。
A.有机物Ⅰ分子中存在手性碳原子
B.有机物Ⅴ→Ⅵ的反应类型为还原反应
C.有机物Ⅵ的核磁共振氢谱图上有8组峰
D.有机物Ⅵ→Ⅶ转化中,涉及极性键和非极性键的断裂和生成
(5)对于下列有机物,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号 有机物 反应试剂、条件 反应形成的新结构 反应类型
① Ⅱ        
② Ⅳ 浓硝酸、浓硫酸﹑加热        
(6)以和CH3CHO为原料,参考上述信息,合成化合物,合成路线中第一步反应的产物为   (填结构简式)。
【答案】(1)醚键、醛基
(2)
(3)、
(4)B
(5)银氨溶液、加热;氧化反应;;取代反应
(6)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;结构简式
【解析】【解答】(1)有机物 Ⅰ 的含氧官能团名称为醚键、醛基;
故答案为:醚键、醛基。
(2)根据题意, Ⅱ→Ⅲ 的化学方程式为:;
故答案为: ;
(3)满足条件的对称结构有 2 种,分别为:
① 苯环上醛基与三个甲氧基呈对称分布();
② 苯环上醛基与三个甲氧基呈另一种对称分布(;);
故答案为:、;
(4)A.有机物I中苯环和醛基上的碳原子均为sp2杂化,-OCH3有3个等价的氢,该化合物不含手性碳原子,故A错误;
B.有机物Ⅴ→Ⅵ为羰基转化为CH2,反应类型为还原反应,故B正确;
C.有机物VI中苯环上有2种氢原子,-CH3、-CH2CH2CH2COOH上的氢原子各不相同,有4种,该化合物有7种化学环境的氢原子,核磁共振氢谱图上有7组峰,故C错误;
D.有机物Ⅵ→Ⅶ为-COOH与苯环间位的C-H键发生取代反应,形成羰基,同时脱去一分子水,反应中断裂C-H、C-O键,形成C-C、O-H键,不涉及非极性键的断裂,故D错误;
故答案为:B;
(5) ① 有机物 Ⅱ 在银氨溶液、加热条件下反应生成,反应类型为氧化反应;
② 甲苯在浓硝酸、浓硫酸、加热条件下生成对硝基甲苯 ,结构为;
故答案为: 银氨溶液、加热 ; 氧化反应 ; ; 取代反应 ;
(6)根据已知信息,和CH3CHO在NaOH、加热条件下反应生成。
故答案为:;
【分析】该有机合成路线以有机物 Ⅰ 为起始原料,先在氢氧化钠溶液中水解并酸化得到 Ⅱ;Ⅱ 再与 发生取代反应生成 Ⅲ。同时,甲苯(Ⅳ)与丁二酸酐发生取代反应得到 Ⅴ,Ⅴ 经还原反应生成 Ⅵ;Ⅵ 在催化剂作用下环化形成六元环 Ⅶ,Ⅶ 再与 Ⅲ 在氢氧化钠条件下反应生成目标产物 Ⅷ,据此可完成各步推断与作答。
(1)直接观察有机物 Ⅰ 的结构,识别含氧官能团,醛基和醚键是其含氧官能团。
(2)根据取代反应的定义,酚羟基与氯代烃在碱作用下脱去 HCl 生成醚,配平化学方程式。
(3)根据 “醛基和三个甲氧基取代苯且为对称结构” 的条件,结合苯环的对称性,写出两种可能的结构。
(4)A 选项分析杂化类型、氢原子环境和手性碳;B 选项判断羰基还原为亚甲基的反应类型;C 选项数氢原子种类;D 选项分析反应中断裂的化学键类型,逐一排除错误选项。
(5)① 醛基在银氨溶液加热条件下被氧化为羧酸铵;
② 甲苯硝化反应中硝基优先进入对位,生成对硝基甲苯。
(6)根据已知信息,苯乙酮与乙醛在碱性条件下发生羟醛缩合反应,生成对应的 α,β- 不饱和酮。
(1)根据有机物I的结构,其含氧官能团的名称为醚键、醛基;
(2)II→III的化学反应为-OH与-Cl发生取代反应,脱去HCl,化学方程式为;
(3)据已知,有机物III为-CHO和3个-OCH3取代的苯,且为对称结构,满足要求的结构有:、;
(4)A.有机物I中苯环和醛基上的碳原子均为sp2杂化,-OCH3有3个等价的氢,该化合物不含手性碳原子,故A错误;
B.有机物Ⅴ→Ⅵ为羰基转化为CH2,反应类型为还原反应,故B正确;
C.有机物VI中苯环上有2种氢原子,-CH3、-CH2CH2CH2COOH上的氢原子各不相同,有4种,该化合物有7种化学环境的氢原子,核磁共振氢谱图上有7组峰,故C错误;
D.有机物Ⅵ→Ⅶ为-COOH与苯环间位的C-H键发生取代反应,形成羰基,同时脱去一分子水,反应中断裂C-H、C-O键,形成C-C、O-H键,不涉及非极性键的断裂,故D错误;
故答案为B;
(5)①有机物II在银氨溶液、加热条件下反应生成,反应类型为氧化反应;
②甲苯在浓硝酸、浓硫酸﹑加热发生取代反应生成对硝基甲苯,结构为;
(6)根据已知信息,和CH3CHO在NaOH、加热条件下反应生成。
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