许昌市2022-2023学年高二下学期7月期末考试
化学
可能用到的相对原子质量:H:1 B:11 C:12 O:16 As:75
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、选择题:本题包括15个小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 下列物质的化学用语表达不正确的是
A. 甲烷的空间充填模型: B. 乙烯的结构简式:CH2CH2
C. 乙酸乙酯实验式:C2H4O D. 羟基的电子式:
2. 化学是材料学的基础。下列说法不正确的是
A. 可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”
B. 制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料
C. 北京冬奥会火炬使用的碳纤维不属于有机高分子材料
D. 制作电器开关用的脲醛树脂属于热塑性塑料
3. 对下列物质的类别与所含官能团的判断均正确的是
物质 A. B. C. D.
类别 羧酸 酚类 醛类 酮类
官能团 —COOH —OH —CHO
A. A B. B C. C D. D
4. 化学与生活密切相关。下列说法不正确的是
A. 核酸是由核苷酸单体聚合形成的生物大分子
B. 使用医用酒精、紫外线等杀菌消毒的过程涉及蛋白质变性
C. 油脂属于高分子化合物,可用于制造肥皂和人造奶油
D. 棉花、羊毛、蚕丝和麻等属于天然有机高分子材料
5. 下列实验装置(部分夹持仪器未画出)及实验用品使用均正确的是
A. 装置I分离酒精和水的混合物 B. 装置II制硝基苯
C. 装置III用乙醇制取乙烯 D. 装置IV比较乙酸、碳酸、苯酚酸性强弱
6. 中药连翘中有连翘酯苷,结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 与FeCl3溶液显紫色 B. 能发生水解反应、消去反应
C. 该分子中含有3种杂化轨道类型的碳原子 D. 1mol该分子能与7molH2发生加成反应
7. 下列实验不能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验步骤
A 探究苯与溴能发生取代反应 苯与溴水混合后,加入铁粉
B 探究乙醇能发生氧化反应 将铜丝在酒精灯外焰加热后,立即伸入无水乙醇中
C 探究溴乙烷与NaOH的乙醇溶液能发生消去反应 将溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热产生的气体,先通入水中后,再通入酸性KMnO4溶液中
D 探究蔗糖水解的产物中是否含有葡萄糖 向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,加热煮沸后,加入NaOH溶液中和至碱性,再加入新制的银氨溶液并水浴加热
A. A B. B C. C D. D
8. 某有机化合物样品的质谱、核磁共振氢谱分别如图所示,则该有机化合物可能是
A. B. C. D.
9. 某有机物的结构如图所示,则下列说法中正确的是
A. 1mol该有机物能分别与2molNa、1molNaOH反应
B. 该有机物中有4种官能团,属于烃的衍生物
C. 该有机物存在顺反异构体
D. 该有机物能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,且反应类型相同
10. 北京冬奥会场馆建设中用到一种耐腐蚀、耐高温的绿色环保表面涂料,其是以某双环烯酯为原料制得,该双环烯酯的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 该双环烯酯分子式为C14H18O2 B. 该双环烯酯分子中只有1个手性碳原子
C. 该双环烯酯的一氯代物有7种 D. 该双环烯酯能发生取代反应、加聚反应
11. 下列有关化学用语的表示中,正确的是
A. 聚丙烯的结构简式:
B. 基态磷原子的轨道表示式:
C. NF3的VSEPR模型:
D. 基态铍原子占据的最高能级的电子云轮廓图:
12. 下列描述中不正确的是
A. 碳碳键键长:碳碳单键>碳碳双键>碳碳三键 B. 微粒半径:
C. 熔点:Na<Mg<Al D. 键角:BF3>CH4>H2O
13. 现有三种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p63s23p5,则下列比较中一定正确的是
A. 含氧酸的酸性:③>①>② B. 原子半径:③>①>②
C. 第一电离能:③>①>② D. 电负性:③>①>②
14. 我国大力发展新能源汽车,其中电池的正极材料钴酸锂(LiCoO2)主要由锂辉石(主要成分为LiAlSi2O6)和Co2O3为原料反应制得。下列叙述中,正确的是
A. 基态锂原子的简化电子排布式为
B. 铝原子的结构示意图为
C. 钴元素位于元素周期表第四周期Ⅷ族,属于d区元素
D. 基态硅原子核外最外层电子的空间运动状态为4种
15. 下列描述中,正确的是
A. CS2是空间结构为V形的极性分子
B. 具有各向异性的固体不可能是晶体
C. 电子从激发态向基态的跃迁会放出能量,形成吸收光谱
D. 和SiCl4的中心原子的杂化轨道类型均为sp3杂化
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、非选择题:本题包括5个小题,共55分。
16. 按要求回答下列问题:
(1)9.0g某有机化合物完全燃烧可产生0.3molCO2和0.3molH2O。该物质的蒸气对氢气的相对密度是45,则该有机化合物的分子式为_________。若该物质为链状结构,其核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶1,且自身能够发生缩聚反应生成聚酯,其结构简式为_________。
(2)氨气极易溶于水的原因是_________。
(3)CH3COOH的酸性小于CCl3COOH的原因是_________。
(4)三价铬离子能形成多种配位化合物。在中,提供电子对形成配位键原子除了N、Cl外,还有_________(填元素符号),中含有_________molσ键。
17. 如图是元素周期表的一部分,根据元素在周期表中的位置,回答下列问题:
①
② ③ ④ ⑤
⑥ ⑦ ⑧ ⑨
⑩
(1)表中元素⑩的价层电子排布式为_________,该元素基态原子核外未成对电子有_________个。
(2)第二周期所有元素中第一电离能介于③与④之间有_________种,在标号的主族元素中,电负性最大的是_________(填元素符号)。
(3)元素①和⑦能形成阴离子,其空间结构为_________;元素⑤和⑧所形成的阴离子中,P的杂化轨道类型是_________。
(4)在元素周期表中存在对角线规则。如元素②与⑦在周期表中处于对角线位置,则化学性质相似,②的氧化物、氢氧化物也有两性,则②的氢氧化物与⑥的氢氧化物,以物质的量比1∶2反应时的化学方程式为_________。
(5)元素 可形成的卤化物的熔点如下表:
卤化物 氟化物 氯化物 溴化物
熔点/℃ 1000 77.75 122.3
元素 的氟化物的化学式为_________,该元素氟化物的熔点比其氯化物熔点高很多的原因是_________(已知该氟化物易溶于稀盐酸)。
18. 立方砷化硼具有高载流子迁移率,超越硅的导热、导电性能,有望成为硅基元器件的替代方案。其晶胞结构如图所示,请回答下列问题:
(1)As在元素周期表中位置是_________,基态As原子有_________种不同能量的电子(已知:As原子序数为33)。
(2)该砷化硼晶体的化学式为_________,晶体中每个B原子周围紧邻且距离相等的As原子有_________个。
(3)晶胞有两个基本要素:原子坐标参数和晶胞参数。
①原子坐标参数用来表示晶胞内部各原子的相对位置。图中1号原子的坐标参数为(0,0,0),则4号原子的坐标参数为_________。
②晶胞参数用来描述晶胞大小和形状。已知该晶胞的晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则B与As原子的核间距最小为_________pm。该晶体的密度为_________(列出计算表达式)。
19. 烃A的产量可以衡量一个国家石油化工发展水平。以A为原料,制备乙酸乙酯的路线如图所示(部分无机试剂略去):
根据上述路线,回答下列问题:
(1)D中官能团名称为_________,B→C的化学方程式为_________。
(2)A能使溴的四氯化碳溶液褪色,该反应的化学方程式为_________。
(3)实验室由B和D制备乙酸乙酯的装置如图所示。
①在该制备反应中,浓硫酸的作用是做吸水剂和_________。
②饱和Na2CO3溶液的作用除了吸收B和D,还有_________。
③丙烯酸乙酯天然存在于菠萝等水果中,其可以在相同条件下由丙烯酸(CH2=CH-COOH)和B制得,该反应化学方程式为_________,其反应类型为_________。
20. 扁桃酸又称为苦杏仁酸,其广泛应用于有机合成和医药工业。由甲苯可以G(),合成扁桃酸和化合物合成线路如下(部分产物、反应条件已略去):
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.+
(1)化合物G中含有的官能团除了酰基部分外,还有两种是_________;C物质的名称为_________。
(2)由E生成F的反应类型为_________。
(3)扁桃酸的结构简式为_________。
(4)写出反应②的化学方程式_________。
(5)化合物X是比扁桃酸多1个碳原子的扁桃酸的同系物,且苯环上也只有1个取代基。则满足条件的X有_________种。
(6)参照上述合成路线,设计以C6H5CH2Cl和CH3CHO为原料合成肉桂醛()的路线(无机试剂任选,用流程图表示)_________。
许昌市2022-2023学年高二下学期7月期末考试
化学 答案解析
可能用到的相对原子质量:H:1 B:11 C:12 O:16 As:75
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、选择题:本题包括15个小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 下列物质的化学用语表达不正确的是
A. 甲烷的空间充填模型: B. 乙烯的结构简式:CH2CH2
C. 乙酸乙酯的实验式:C2H4O D. 羟基的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.空间填充模型以不同大小的球表示不同原子,球的大小符合原子半径的大小,甲烷的空间充填模型:,A正确;
B.乙烯的结构简式:CH2=CH2,B错误;
C.乙酸乙酯的实验式:C2H4O,实验式为碳氢氧的最简个数比,C正确;
D.羟基的电子式:,羟基对外不显电性,含有共价键,D正确;
故选B。
2. 化学是材料学基础。下列说法不正确的是
A. 可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”
B. 制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料
C. 北京冬奥会火炬使用的碳纤维不属于有机高分子材料
D. 制作电器开关用的脲醛树脂属于热塑性塑料
【答案】D
【解析】
【详解】A.“白色污染”是指塑料污染,因此可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”,故A说法正确;
B.有机高分子材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶,芳纶纤维属于合成纤维,即属于有机高分子材料,故B说法正确;
C.碳纤维是碳单质,不属于有机物,故C说法正确;
D.脲醛树脂制成的塑料制品不能加热熔融,只能一次成型,是热固性,故D说法错误;
答案为D。
3. 对下列物质的类别与所含官能团的判断均正确的是
物质 A B. C. D.
类别 羧酸 酚类 醛类 酮类
官能团 —COOH —OH —CHO
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.由A分子的结构简式可知,A中含有羧基(-COOH),属于羧酸,A符合题意;
B.由B分子的结构简式可知,B中含有醇羟基(-OH),属于醇类而不是酚类,B不合题意;
C.由C分子的结构简式可知,C中含甲酸酯基,故其属于酯类而不是醛类,官能团是酯基(-COO-)而不是醛基(-CHO),C不合题意;
D.由D分子的结构简式可知,D中含醚键()而不是酮羰基,属于醚类,D不合题意;
故答案为:A。
4. 化学与生活密切相关。下列说法不正确的是
A. 核酸是由核苷酸单体聚合形成的生物大分子
B. 使用医用酒精、紫外线等杀菌消毒的过程涉及蛋白质变性
C. 油脂属于高分子化合物,可用于制造肥皂和人造奶油
D. 棉花、羊毛、蚕丝和麻等属于天然有机高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.核酸是由核苷酸单体聚合形成的生物大分子,故A正确;
B.紫外线照射可使蛋白质变性,有效进行灭活病毒,医用酒精利用乙醇渗透、凝固作用把构成病毒的蛋白质凝固为变性蛋白,故B正确;
C.油脂不属于高分子化合物,故C错误;
D.棉花、羊毛、蚕丝和麻等在自然界中存在,均属于天然有机高分子材料,故D正确;
答案选C。
5. 下列实验装置(部分夹持仪器未画出)及实验用品使用均正确的是
A. 装置I分离酒精和水的混合物 B. 装置II制硝基苯
C. 装置III用乙醇制取乙烯 D. 装置IV比较乙酸、碳酸、苯酚酸性强弱
【答案】B
【解析】
【详解】A.酒精和水互溶、不能用分液法分离、装置I不能分离酒精和水的混合物,A错误;
B.在浓硫酸、50~60°C下苯与浓硝酸发生硝化反应生成硝基苯和水,制硝基苯时采用装置II,B正确;
C.实验室通过乙醇在浓硫酸、170°C制取乙烯,装置III不可用于乙醇制取乙烯,C错误;
D. 乙酸具有挥发性,苯酚钠溶液变浑浊,不一定是二氧化碳和苯酚钠反应所致,也有可能是乙酸和苯酚钠反应引起的,装置IV不能比较碳酸、苯酚酸性强弱,D错误;
答案选B。
6. 中药连翘中有连翘酯苷,结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 与FeCl3溶液显紫色 B. 能发生水解反应、消去反应
C. 该分子中含有3种杂化轨道类型的碳原子 D. 1mol该分子能与7molH2发生加成反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.该分子中含有酚羟基,具有酚的性质,所以能和氯化铁溶液发生显色反应,故A正确;
B.该分子中含有酯基,具有酯的性质,所以一定条件下能发生水解反应,故B正确;
C.连接碳碳双键、碳氧双键、苯环上的碳原子价层电子对数都是3,连接4个共价键的碳原子价层电子对数都是4,所以该分子中碳原子采用sp3、sp2杂化,故C错误;
D.苯环和氢气以1:3发生加成反应、碳碳双键和氢气以1:1发生加成反应,酯基中碳氧双键和氢气不反应,该分子中含有2个苯环、1个碳碳双键,所以1mol该分子最多能与7molH 发生加成反应,故D正确;
故选C。
7. 下列实验不能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验步骤
A 探究苯与溴能发生取代反应 苯与溴水混合后,加入铁粉
B 探究乙醇能发生氧化反应 将铜丝在酒精灯外焰加热后,立即伸入无水乙醇中
C 探究溴乙烷与NaOH的乙醇溶液能发生消去反应 将溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热产生的气体,先通入水中后,再通入酸性KMnO4溶液中
D 探究蔗糖水解的产物中是否含有葡萄糖 向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,加热煮沸后,加入NaOH溶液中和至碱性,再加入新制的银氨溶液并水浴加热
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯与液溴在加入铁粉时才能反应生成溴苯,苯与溴水不反应,A错误;
B.铜丝在酒精灯外焰处加热后生成氧化铜,热的氧化铜可将无水乙醇氧化为乙醛,B正确;
C.将溴乙烷与NaOH的乙醇溶液共热产生的溴化氢和乙烯,先通入水中,除去溴化氢,再通入酸性KMnO4溶液中,高锰酸钾溶液褪色,说明发生了消去反应,C正确;
D.向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,加热煮沸,促进蔗糖水解为葡萄糖和果糖,加入NaOH溶液中和至碱性,再加入新制的银氨溶液并水浴加热,可以验证葡萄糖中的醛基,D正确;
故选A。
8. 某有机化合物样品的质谱、核磁共振氢谱分别如图所示,则该有机化合物可能是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】由质谱图可知该有机物的相对分子质量为58,由核磁共振氢谱图可知分子中所有氢原子的位置相同。
A.相对分子质量为46,A错误;
B.分子中氢原子的位置有3种,B错误;
C.相对分子质量为58,分子中所有氢原子的位置相同,C正确;
D.相对分子质量为58,分子氢原子的位置有两种,D错误;
故选C。
9. 某有机物的结构如图所示,则下列说法中正确的是
A. 1mol该有机物能分别与2molNa、1molNaOH反应
B. 该有机物中有4种官能团,属于烃的衍生物
C. 该有机物存在顺反异构体
D. 该有机物能使溴水、酸性高锰酸钾溶液褪色,且反应类型相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.1mol该有机物含1mol羟基和1mol羧基,可分别与2molNa和1molNaOH反应,故A正确;
B.该有机物中含碳碳双键、羧基、羟基三种官能团,故B错误;
C.双键碳原子一侧含两个相同H,不存在顺反异构,故C错误;
D.因含碳碳双键能与溴水加成使其褪色,能被酸性高锰酸钾氧化而使其褪色,原理不同,故D错误;
答案选A。
10. 北京冬奥会场馆建设中用到一种耐腐蚀、耐高温的绿色环保表面涂料,其是以某双环烯酯为原料制得,该双环烯酯的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 该双环烯酯分子式为C14H18O2 B. 该双环烯酯分子中只有1个手性碳原子
C. 该双环烯酯的一氯代物有7种 D. 该双环烯酯能发生取代反应、加聚反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据结构简式可知其分子式为C14H20O2,故A错误;
B.连接4个不同的原子或原子团的C为手性碳原子,根据物质结构可判断含2个手性碳原子 ,故B错误;
C.每个六元环上都有6种不同H,两个六元环不对称,算上甲基上的H,共13种化学环境不同的H,即一氯代物有13种,故C错误;
D.该有机物含酯基能发生水解反应(取代反应),含碳碳双键能发生加聚反应,故D正确;
答案选D。
11. 下列有关化学用语的表示中,正确的是
A. 聚丙烯的结构简式:
B. 基态磷原子的轨道表示式:
C. NF3的VSEPR模型:
D. 基态铍原子占据的最高能级的电子云轮廓图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.丙烯的结构简式为CH2=CHCH3,聚合时断裂的是碳碳双键,聚丙烯的结构简式为 ,故A错误;
B.基态磷原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3,3p轨道上的三个电子排布要遵守洪特规则,即分占不同轨道且自旋方向相同,故B错误;
C.NF3的中心原子的价层电子对数为3+(5-3×1)=3+1=4,氮原子采取sp3杂化,其VSEPR模型为四面体结构,其中一条杂化轨道容纳的是孤电子对,故C正确;
D.基态铍原子的电子排布式为1s22s2,占据的最高能级是2s,电子云轮廓图为球形,故D错误;
故选C。
12. 下列描述中不正确的是
A. 碳碳键键长:碳碳单键>碳碳双键>碳碳三键 B. 微粒半径:
C. 熔点:Na<Mg<Al D. 键角:BF3>CH4>H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.键能越大键长越短,键能:碳碳单键<碳碳双键<碳碳三键,键长为碳碳单键>碳碳双键>碳碳三键,A正确;
B.微粒半径:,B错误;
C.价电子数目Na<Mg<Al,原子半径Na>Mg>Al,故熔点:Na<Mg<Al,C正确;
D.键角:BF3(120°)>CH4(109°28′)>H2O(105°),D正确;
故选B。
13. 现有三种元素的基态原子的电子排布式如下:①1s22s22p63s23p4;②1s22s22p63s23p3;③1s22s22p63s23p5,则下列比较中一定正确的是
A. 含氧酸的酸性:③>①>② B. 原子半径:③>①>②
C. 第一电离能:③>①>② D. 电负性:③>①>②
【答案】D
【解析】
【详解】①1s22s22p63s23p4为S;②1s22s22p63s23p3为P;③1s22s22p63s23p5为Cl。
A.最高价含氧酸的酸性:③>①>②,A错误;
B.原子半径同一周期原子序数越大半径越小,故应为:③<①<②,B错误;
C.同一周期主族元素第一电离能从左到右整体递增,ⅤA族元素大于邻族元素,故应为:③>②>①,C错误;
D.电负性:③>①>②,与非金属性一致,D正确;
故选D。
14. 我国大力发展新能源汽车,其中电池的正极材料钴酸锂(LiCoO2)主要由锂辉石(主要成分为LiAlSi2O6)和Co2O3为原料反应制得。下列叙述中,正确的是
A. 基态锂原子的简化电子排布式为
B. 铝原子的结构示意图为
C. 钴元素位于元素周期表第四周期Ⅷ族,属于d区元素
D. 基态硅原子核外最外层电子的空间运动状态为4种
【答案】C
【解析】
【详解】A.基态锂原子的简化电子排布式为,故A错误;
B. 表示的是铝离子的结构示意图,故B错误;
C.基态钴原子的价层电子排布式为3d74s2,位于元素周期表第四周期Ⅷ族,属于d区元素,故C正确;
D.基态硅原子核外最外层电子3s23p2,占1个s轨道和2个p轨道,所以空间运动状态为3种,故D错误;
答案选C。
15. 下列描述中,正确的是
A. CS2是空间结构为V形的极性分子
B. 具有各向异性的固体不可能是晶体
C. 电子从激发态向基态的跃迁会放出能量,形成吸收光谱
D. 和SiCl4的中心原子的杂化轨道类型均为sp3杂化
【答案】D
【解析】
【详解】A.CS2中心原子为sp杂化,为直线形的非极性分子,A错误;
B.各向异性是晶体的特性,具有各向异性的固体是晶体,B错误;
C.电子从激发态向基态的跃迁会放出能量,形成发射光谱,C错误;
D.和SiCl4的中心原子的孤电子对数和σ键个数之和均为4,故中心原子杂化轨道类型均为sp3杂化,D正确;
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、非选择题:本题包括5个小题,共55分。
16. 按要求回答下列问题:
(1)9.0g某有机化合物完全燃烧可产生0.3molCO2和0.3molH2O。该物质的蒸气对氢气的相对密度是45,则该有机化合物的分子式为_________。若该物质为链状结构,其核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶1,且自身能够发生缩聚反应生成聚酯,其结构简式为_________。
(2)氨气极易溶于水的原因是_________。
(3)CH3COOH的酸性小于CCl3COOH的原因是_________。
(4)三价铬离子能形成多种配位化合物。在中,提供电子对形成配位键的原子除了N、Cl外,还有_________(填元素符号),中含有_________molσ键。
【答案】(1) ① C3H6O3 ②. HO—CH2—CH2—COOH
(2)氨气是极性分子,且氨气与水分子间可形成氢键
(3)Cl的电负性大,—为吸电子基团,和CH3—相比,使羧基中的羟基的极性更大,更易电离出
(4) ① O ②. 19
【解析】
【分析】燃烧法测定有机物分子式,根据产物中C的质量和H的质量计算出氧的质量,最终确定C、H、O三者的物质的量比,再根据对氢气的相对密度确定相对分子质量,得到分子式C3H6O3;该物质为链状结构,其核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶1,且自身能够发生缩聚反应生成聚酯,说明含有羟基和羧基,其结构简式为:HO—CH2—CH2—COOH;氨气极易溶于水的原因是:氨气是极性分子,且氨气与水分子间可形成氢键;CH3COOH的酸性小于CCl3COOH的原因是:Cl的电负性大,—为吸电子基团,和CH3—相比,使羧基中的羟基的极性更大,更易电离出;在中,提供电子对形成配位键的原子除了N、Cl外,还有H2O中的O;中含有中含有3molσ键,中含有2molσ键,与配位原子形成6 molσ键,故总数为:3x3mol+2x2mol+6mol=19 mol σ键
【小问1详解】
根据对氢气的相对密度确定相对分子质量为90;9.0g某有机化合物为0.1mol,完全燃烧可产生0.3molCO2和0.3molH2O,故每一个有机物分子中含有3个C、6个H,O的个数为,故分子式为:C3H6O3;
该物质为链状结构,其核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为1∶2∶2∶1,且自身能够发生缩聚反应生成聚酯,说明含有羟基和羧基,其结构简式为:HO—CH2—CH2—COOH;
【小问2详解】
氨气极易溶于水的原因是:氨气是极性分子,且氨气与水分子间可形成氢键;
【小问3详解】
CH3COOH的酸性小于CCl3COOH的原因是:Cl的电负性大,—为吸电子基团,和CH3—相比,使羧基中的羟基的极性更大,更易电离出;
【小问4详解】
在中,提供电子对形成配位键的原子除了N、Cl外,还有H2O中的O;中含有中含有3molσ键,中含有2molσ键,与配位原子形成6 molσ键,故总数为:3x3mol+2x2mol+6mol=19 mol σ键。
17. 如图是元素周期表的一部分,根据元素在周期表中的位置,回答下列问题:
①
② ③ ④ ⑤
⑥ ⑦ ⑧ ⑨
⑩
(1)表中元素⑩的价层电子排布式为_________,该元素基态原子核外未成对电子有_________个。
(2)第二周期所有元素中第一电离能介于③与④之间的有_________种,在标号的主族元素中,电负性最大的是_________(填元素符号)。
(3)元素①和⑦能形成阴离子,其空间结构为_________;元素⑤和⑧所形成的阴离子中,P的杂化轨道类型是_________。
(4)在元素周期表中存在对角线规则。如元素②与⑦在周期表中处于对角线位置,则化学性质相似,②的氧化物、氢氧化物也有两性,则②的氢氧化物与⑥的氢氧化物,以物质的量比1∶2反应时的化学方程式为_________。
(5)元素 可形成的卤化物的熔点如下表:
卤化物 氟化物 氯化物 溴化物
熔点/℃ 1000 77.75 122.3
元素 的氟化物的化学式为_________,该元素氟化物的熔点比其氯化物熔点高很多的原因是_________(已知该氟化物易溶于稀盐酸)。
【答案】(1) ①. 3d64s2 ②. 4
(2) ①. 3 ②. O
(3) ①. 正四面体形 ②. sp3
(4)Be(OH)2 + 2NaOH = Na2BeO2 + 2H2O
(5) ①. ②. 是离子晶体,是分子晶体
【解析】
【分析】根据11种元素在周期表位置,11种元素分别为H、Be、B、N、O、Na、Al、P、Cl、Fe、Ga,据此分析;
【小问1详解】
⑩号元素为Fe,价层电子包括最外层和次外层d能级上的电子,即基态Fe价层电子排布式为3d64s2,d能级有5个原子轨道,最多容纳10个电子,因此基态铁原子核外未成对电子有4个;故答案为3d64s2;4;
【小问2详解】
③④元素分别为B、N,同周期从左向右第一电离能增大的趋势,但ⅡA>ⅢA,ⅣA>ⅥA,因此介于两者之间的元素为Be、C、O,有3种元素;同周期从左向右电负性逐渐增大,从上到下,电负性逐渐减小,因此所给元素中电负性最大的是O;故答案为3;O;
【小问3详解】
AlH中Al的价层电子对数为4+=4,其空间构型为正四面体;PO中P的价层电子对数为4+=4,价层电子对数等于杂化轨道数,即P的杂化类型为sp3;故答案为正四面体;sp3;
【小问4详解】
②的氢氧化物为Ba(OH)2,⑥的氢氧化物为NaOH,以物质的量之比为1∶2反应时的化学方程式为Ba(OH)2+2NaOH=Ba2BeO2+2H2O;故答案为Ba(OH)2+2NaOH=Ba2BeO2+2H2O;
【小问5详解】
该元素为Ga,氟化镓的化学式为GaF3,根据表中数据,氟化镓的熔点比其余两种高很多,推出它们是不同晶体,即氟化镓为离子晶体,氯化镓、溴化镓为分子晶体;故答案为GaF3;GaF3是离子晶体,GaCl3是分子晶体。
18. 立方砷化硼具有高载流子迁移率,超越硅的导热、导电性能,有望成为硅基元器件的替代方案。其晶胞结构如图所示,请回答下列问题:
(1)As在元素周期表中的位置是_________,基态As原子有_________种不同能量的电子(已知:As原子序数为33)。
(2)该砷化硼晶体的化学式为_________,晶体中每个B原子周围紧邻且距离相等的As原子有_________个。
(3)晶胞有两个基本要素:原子坐标参数和晶胞参数
①原子坐标参数用来表示晶胞内部各原子的相对位置。图中1号原子的坐标参数为(0,0,0),则4号原子的坐标参数为_________。
②晶胞参数用来描述晶胞大小和形状。已知该晶胞的晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则B与As原子的核间距最小为_________pm。该晶体的密度为_________(列出计算表达式)。
【答案】(1) ①. 第四周期 第VA族 ②. 8
(2) ①. BAs ②. 4
(3) ①. ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
As原子序数33,位于元素周期表的第四周期第VA族,根据核外电子排布式可知有8种不同能量电子;
【小问2详解】
根据晶胞结构示意图及均摊法计算可知该晶胞中含4个As,4个B,所以砷化硼晶体的化学式BAs;晶体中每个B原子周围紧邻且距离相等的As原子有4个;
【小问3详解】
①图中1号原子位于晶胞左下角顶点,坐标参数为(0,0,0),则4号原子位于左上角顶点和面心原子所构成的四面体的提心,所以坐标参数为 ;
②晶胞参数用来描述晶胞大小和形状。已知该晶胞的晶胞参数为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则B与As原子的核间距最小为体对角线的四分之一,长度为;晶胞密度
19. 烃A的产量可以衡量一个国家石油化工发展水平。以A为原料,制备乙酸乙酯的路线如图所示(部分无机试剂略去):
根据上述路线,回答下列问题:
(1)D中官能团名称为_________,B→C的化学方程式为_________。
(2)A能使溴的四氯化碳溶液褪色,该反应的化学方程式为_________。
(3)实验室由B和D制备乙酸乙酯的装置如图所示。
①在该制备反应中,浓硫酸的作用是做吸水剂和_________。
②饱和Na2CO3溶液的作用除了吸收B和D,还有_________。
③丙烯酸乙酯天然存在于菠萝等水果中,其可以在相同条件下由丙烯酸(CH2=CH-COOH)和B制得,该反应的化学方程式为_________,其反应类型为_________。
【答案】(1) ①. 羧基 ②. 2CH3CH2OH + O2 2CH3CHO + 2H2O
(2)CH2=CH2 + Br2 → CH2BrCH2Br
(3) ①. 催化剂 ②. 降低乙酸乙酯的溶解度 ③. ④. 取代反应
【解析】
【分析】根据B和D能发生反应生成酯,结合B→C反应条件,可判断B为乙醇,C为乙醛,D为乙酸,则A在催化剂作用下发生反应能生成乙醇,A为乙烯,据此分析;
【小问1详解】
D为乙酸,官能团为羧基;B→C为乙醇在催化剂作用下与氧气发生催化氧化反应生成乙醛和水,反应方程式为2CH3CH2OH + O2 2CH3CHO + 2H2O;
【小问2详解】
据分析可知A为乙烯,乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色说明发生加成反应,反应方程式为:CH2=CH2 + Br2 → CH2BrCH2Br;
【小问3详解】
①在乙酸乙酯制备反应中,浓硫酸的作用是做吸水剂和催化剂;
②饱和Na2CO3溶液的作用吸收会发出的乙酸和乙醇,同时还能降低乙酸乙酯的溶解度;
③丙烯酸乙酯天然存在于菠萝等水果中,其可以在相同条件下由丙烯酸(CH2=CH-COOH)和乙醇制得,根据酯化反应规律可得反应方程式为:,该反应属于酯化反应(取代反应)。
20. 扁桃酸又称为苦杏仁酸,其广泛应用于有机合成和医药工业。由甲苯可以G(),合成扁桃酸和化合物合成线路如下(部分产物、反应条件已略去):
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.+
(1)化合物G中含有的官能团除了酰基部分外,还有两种是_________;C物质的名称为_________。
(2)由E生成F的反应类型为_________。
(3)扁桃酸的结构简式为_________。
(4)写出反应②的化学方程式_________。
(5)化合物X是比扁桃酸多1个碳原子的扁桃酸的同系物,且苯环上也只有1个取代基。则满足条件的X有_________种。
(6)参照上述合成路线,设计以C6H5CH2Cl和CH3CHO为原料合成肉桂醛()的路线(无机试剂任选,用流程图表示)_________。
【答案】(1) ①. 硝基、碳碳双键 ②. 对硝基甲苯(或4-硝基甲苯)
(2)氧化反应 (3)
(4) (5)4
(6)
【解析】
【分析】甲苯中甲基氢和氯气在光照条件下发生取代反应生成,再水解生成A苯甲醇,A氧化为B苯甲醛,B和HCN加成会酸化得到扁桃酸;由甲苯可以G(),结合流程可知,甲苯发生硝化反应生成C对硝基甲苯,C光照发生取代反应在甲基引入氯原子生成D,D水解氯原子转化为羟基得到E,E中羟基氧化为醛基得到F,F和丙酮在一定条件下发生已知Ⅲ反应得到G;
【小问1详解】
由G结构可知,化合物G中含有的官能团除了酰基部分外,还有两种是硝基、碳碳双键;由分析可知,C物质的名称为对硝基甲苯(或4-硝基甲苯);
【小问2详解】
由分析可知,E中羟基氧化为醛基得到F,属于氧化反应;
【小问3详解】
扁桃酸的结构简式为;
【小问4详解】
反应②为水解生成A苯甲醇,化学方程式;
【小问5详解】
同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;化合物X是比扁桃酸多1个碳原子的扁桃酸的同系物,且苯环上也只有1个取代基,则其支链上含有3个碳;则满足条件的X有4种。
【小问6详解】
C6H5CH2Cl水解生成苯甲醇,氧化为苯甲醛和乙醛发生已知Ⅲ反应生成产物: 。