新疆生产建设兵团第三师图木舒克市第一中学2022-2023高二下学期期末考试化学试题

新疆生产建设兵团第三师图木舒克市第一中学2022-2023学年高二下学期期末考试化学试题
一、单选题
1.通过践行“教育兴国,科技兴国”的发展战略,近年来诸多的“中国制造”享誉国内外。下列有关说法中正确的是(  )
A.磁悬浮列车中使用的聚氯乙烯塑料可由乙烯和通过加成反应制得
B.中国天眼“FAST”,用到的碳化硅是一种新型的有机非金属材料
C.北京冬奥会速滑竞赛服采用的聚氨酯材料可以通过缩聚反应制成
D.我国科学家实现了淀粉的人工合成,淀粉分子式为,属于纯净物
2.下列化学用语正确的是(  )
A.硝基苯的结构简式
B.球棍模型一定表示的是甲烷
C.顺-2-丁烯的键线式
D.羟基的电子式:
3.有机化合物分子中原子或原子团之间相互影响会导致物质化学性质的不同。下列各项事实中,不能说明上述观点的是(  )
A.苯酚能跟浓溴水反应而苯不能
B.丙酮的氢原子比乙烷的氢原子活泼
C.苯酚显弱酸性而乙醇不显弱酸性
D.甲醛和甲酸都能发生银镜反应
4.(2017高二上·嘉兴期末)下列各组有机物只用一种试剂无法鉴别的是(  )
A.乙醇、甲苯、硝基苯 B.苯、甲苯、环己烷
C.苯、苯酚、己烯 D.甲酸、乙醛、乙酸
5.有机物结构复杂,种类繁多主要是因为有机物中碳原子的连接方式多种多样,且存在同分异构现象,下列有关有机物结构说法正确的是(  )
A.和的一氯代物数相同(不考虑立体异构)
B.和是同一种物质
C.与互为同分异构体
D.与互为同系物
6.立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2-溴丁烷)存在如图转化关系,下列说法正确的是(  )
A.M转化为N所需的条件为水溶液加热
B.N分子能使溴水褪色,且不存在顺反异构
C.L的同分异构体中,能被氧化为醛的醇有4种
D.L的任一同分异构体中最多有1个手性碳原子
7.环丙叉环丙烷(b)由于其特殊的结构,一直受到结构和理论化学家的注意,根据其转化关系,下列说法正确的是(  )
A.b二氯代物有4种同分异构体 B.①是加成反应,②是消去反应
C.m的芳香族同分异构体共有4种 D.b、m均能使酸性溶液褪色
8.下列物质的性质和应用叙述均正确,且有因果关系的是(  )
选项 性质 应用
A 糖类在一定条件下能够发生水解 可用淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖水解成乙醇来酿酒
B 蛋白质的盐析是一个可逆的过程 向蛋白质溶液中加入,进行多次盐析可实现蛋白质的提纯
C 油脂在碱性条件下能够水解 可用碱溶液鉴别地沟油和矿物油
D 苯酚又名石炭酸,显酸性且有毒对皮肤有一定的腐蚀性 可用浓溶液洗涤沾到皮肤上的苯酚
A.A B.B C.C D.D
9.硼酸主要用于玻璃生产,能改善玻璃的耐热、透明性能,提高机械强度。硼酸是一元弱酸,其电离方程式如下,常温下,其电离常数。下列说法正确的是(  )
A.电离常数的表达式为
B.分子的空间构型为三角锥形
C.的中心原子的模型为四面体形
D.中普通共价键与配位键的个数之比为
10.(2023·新课标卷)光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是
A.该高分子材料可降解 B.异山梨醇分子中有3个手性碳
C.反应式中化合物X为甲醇 D.该聚合反应为缩聚反应
11.下列关于化学键的说法正确的是:
①s-sσ键与s-pσ键的电子云对称性相同
②物质只有发生化学变化时才会有化学键的断裂
③成键的原子间原子轨道重叠越多,共价键越牢固
④非金属元素之间形成的化合物中只含有共价键
⑤1个N原子最多只能与3个H原子结合形成分子,这是由共价键的饱和性决定的
A.①②③ B.①③⑤ C.②④⑤ D.③④⑤
12.下列表达方式或说法正确的是(  )
A.基态到激发态产生的光谱是发射光谱
B.氯化铵的电子式:
C.NH3、H2O、CO2、HCl 四分子中孤电子对最多的是 CO2
D.硫离子的核外电子排布式 1s22s22p63s23p4
13.(2023·新课标卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为,部分晶体结构如下图所示,其中为平面结构。
下列说法正确的是
A.该晶体中存在N-H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:
C.基态原子未成对电子数:
D.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
14.下列叙述中正确的是(  )
A.为角形的极性分子,形成分子晶体
B.的空间结构为平面三角形
C.氯化硼的熔点为,氯化硼液态时能导电而固态时不导电
D.和的中心原子均为杂化, 分子呈正四面体形,呈三角锥形
15.达芦那韦对新型冠状病毒有较好的抑制,灭活能力,其结构简式如图所示。下列有关达芦那韦的说法错误的是(  )
A.分子中至少有7个碳原子共平面
B.能与金属钠反应放出氢气
C.分子中存在多种官能团,如羟基等
D.是高分子化合物
二、填空题
16.某烃A的相对分子质量为84。回答下列问题:
(1)烃A的分子式为   。
(2)下列物质与A以任意比例混合,若总物质的量一定,充分燃烧消耗氧气的量不变的是   ;若总质量一定,充分燃烧消耗氧气的量不变的是   。
A.C7H8 B.C6H14 C.C7H14 D.C8H8
(3)若烃A为链烃,分子中所有的碳原子在同一平面上,该分子的一氯取代物只有一种。 A的结构简式为   ,其名称为   。
(4)若A不能使溴水褪色,且其一氯代物只有一种,则A的结构简式为   。其二氯代物有   种。
三、工业流程题
17.己二酸是一种二元弱酸,通常为白色结晶体,微溶于冷水,易溶于热水和乙醇。实验室以环己醇()为原料制取己二酸的实验流程如图:
已知:①“氧化”过程在三项烧瓶(如下图1所示)中进行,发生的主要反应为:
②不同温度下,相关物质在水中的溶解度如下表:
物质 己二酸 氯化钠 氯化钾
25℃时溶解度/g 2.1 36.1 34.3
70℃时溶解度/g 68 37.8 48
100℃时溶解度/g 160 39.5 56.3
回答下列问题:
(1)环己醇的分子式为   ,其中所有碳原子一定   (填“能”或“不能”)共面。
(2)操作1的名称为   。
(3)图1中恒压滴液漏斗侧管的作用为:   。
(4)“氧化”过程在环己醇不同滴速下,溶液温度随时间变化曲线如图2所示,实验过程中应选择的环己醇滴速为   滴/min。
(5)己二酸晶体“洗涤”的方法为____(填字母)。
A.用冷水洗涤 B.用热水洗涤 C.用乙醇洗涤
(6)除去己二酸晶体中含有的氯化钠杂质通常采取的实验方法名称为   。
(7)实验时称取的环己醇质量为,最终得到纯净的己二酸晶体,则该实验中己二酸的产率为   %(保留两位有效数字)。
四、结构与性质
18.2023年1月30日,中国科学院朱庆山团队研究六方相砷化镍(NiAs)型到正交相磷化锰(MnP)型结构转变,实现了对锂硫催化剂的精确设计。回答下列问题:
(1)第三周期元素中第一电离能比P大的元素有   种。
(2)基态As原子的电子排布式为   。
(3)与的空间构型均为   ,其中沸点较高的是   ,键角较大的是   。
(4)Mn的一种配合物化学式为[],该配合物中锰原子的配位数为   。
(5)中C原子的杂化类型为   。
(6)等物质的量的和CO中,π键数目之比   。
(7)NiAs的一种晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数的值为,晶体的密度为ρ,则该晶胞中最近的砷原子之间的距离为   pm(列出计算式)。
五、有机推断题
19.3,4-二羟基肉桂酸乙酯()具有抗炎作用和治疗自身免疫性疾病的潜力。由气体A制备该物质的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)D的结构简式为   。
(2)E中含有的含氧官能团的名称为   。
(3)E→F、G→H的反应类型分别是   、   。
(4)反应E→F的化学方程式为   。
(5)芳香族化合物X是H的同分异构体,其苯环上有三个取代基,1molX与足量溶液反应可生成2mol,符合条件的X有   种,其中核磁共振氢谱的峰面积比为3:2:2:1的结构简式为   (写出一种)。
(6)根据上述路线中的相关知识,设计以乙醛为主要原料制备的合成路线   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】无机非金属材料;高分子材料;缩聚反应
【解析】【解答】A、氯乙烯发生加聚反应得到聚氯乙烯,故A错误;
B、碳化硅是一种新型无机非金属材料,故B错误;
C、异氰酸酯与多元醇发生缩聚反应生成聚氨酯,故C正确;
D、 淀粉分子式为 ,分子中的聚合度n不确定,为混合物,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、聚氯乙烯由氯乙烯发生加聚反应生成;
B、碳化硅属于无机非金属材料;
C、聚氨酯由缩聚反应制得;
D、淀粉属于有机高分子,属于混合物。
2.【答案】C
【知识点】结构简式;球棍模型与比例模型;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、硝基苯中,N原子应与苯环直接相连,正确的结构简式为,故A错误;
B、该球棍模型不一定表示甲烷,可以表示CF4,故B错误;
C、顺-2-丁烯中,两个甲基位于双键的同一侧,其键线式为 ,故C正确;
D、羟基中,O原子上只有7个电子,正确的电子式为,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、硝基苯中N原子与苯环直接相连;
B、该球棍模型还可以表示CF4;
C、顺式结构中,两个甲基在双键同一侧;
D、羟基中O原子上只有7个电子。
3.【答案】D
【知识点】有机分子中基团之间的关系
【解析】【解答】A、酚羟基使苯环上的氢原子变得活泼,能与浓溴水发生取代反应,而苯不能与浓溴水反应,说明有机化合物分子中原子或原子团之间相互影响会导致物质化学性质的不同,故A不符合题意;
B、丙酮中含有酮羰基,使H变活泼,说明有机化合物分子中原子或原子团之间相互影响会导致物质化学性质的不同,故B不符合题意;
C、苯环对羟基影响,使酚羟基中O-H键易断裂产生氢离子,因此苯酚显弱酸性而乙醇不显弱酸性,说明有机化合物分子中原子或原子团之间相互影响会导致物质化学性质的不同,故C不符合题意;
D、甲醛和甲酸都能发生银镜反应,说明都含醛基,不能说明原子或原子团之间相互影响会导致物质化学性质的不同,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】有机化合物分子中原子或原子团之间相互影响会导致物质化学性质的不同。
4.【答案】B
【知识点】有机物的鉴别
【解析】【解答】解:A.乙醇与水混溶,甲苯与水混合分层后有机层在上层,硝基苯与水混合后有机层在下层,现象不同,可鉴别,故A不选;
B.苯、甲苯、环己烷均不溶于水,且密度均比水小,性质相似,一种试剂不能鉴别,故B选;
C.与溴水反应生成白色沉淀的为苯酚,使溴水褪色的为己烯,与溴水混合分层的为苯,故C不选;
D.甲酸、乙醛、乙酸分别与氢氧化铜悬浊液反应的现象为:砖红色沉淀和蓝色溶液、砖红色沉淀、蓝色溶液,现象不同,可鉴别,故D不选;
故选B.
【分析】A.利用水可鉴别;
B.三种物质均不溶于水,且密度均比水小;
C.利用溴水可鉴别;
D.利用氢氧化铜悬浊液可鉴别.
5.【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体;同系物
【解析】【解答】A、 中含有4种不同环境的氢原子,其一律代物有4种, 中含有3种不同环境的氢原子,其一氯代物有3种,故A错误;
B、 和 分子式和结构均相同,属于同一种物质,故B正确;
C、 与 分子式不同,不互为同分异构体,故C错误;
D、 属于醇类, 属于酚,两者结构不相似,不互为同系物,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A、 和中所含氢原子种类不同;
B、分子式和结构均相同的物质属于同种物质;
C、分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体;
D、结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物。
6.【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;溴乙烷的化学性质
【解析】【解答】A、由分析可知,有机物M为2-溴丁烷,2-溴丁烷在NaOH水溶液中加热转化为醇类,而N应为烯烃类物质,故A错误;
B、M在NaOH醇溶液中加发生消去反应得到烯烃类物质,烯烃中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应使溴水褪色,其中CH3CH=CHCH3存在顺反异构,故B错误;
C、L的同分异构体有:丁醇、2-丁醇、2-甲基-2-丙醇、2-甲基丙醇,其中2-甲基-2-丙醇不能被氧化为醛,故C错误;
D、L的同分异构体2-丁醇中含有一个手性碳原子,其他均不含手性碳原子,故D正确;
故答案为:D。
【分析】有机物M为2-溴丁烷,L与HBr反应生成 2-溴丁烷 ,M能转化为N,N与水发生反应生成L,则N为烯烃类,L为醇类物质。
7.【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、b的二氯代物有:、、、,共4种,故A正确;
B、溴原子邻位没有氢原子,不能发生消去反应,反应②首先发生氯代烃的水解,同一个碳上连有两个羟基时不稳定,发生脱水反应得到m,故B错误;
C、m的芳香族同分异构体有:、、、、,共5种,故C错误;
D、m不能使酸性溶液褪色,故D错误;
故答案为:A。
【分析】A、分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体;
B、反应②首先氯代烃的水解,同一个碳上连有两个羟基时不稳定,发生脱水反应;
C、分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体;
D、m不能使酸性溶液褪色。
8.【答案】C
【知识点】氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;苯酚的化学性质;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、葡萄糖为单糖,不能发生水解,故A错误;
B、 向蛋白质溶液中加入 ,蛋白质发生变性,故B错误;
C、地沟油的成分为油脂,在碱性条件下发生水解,矿物油的成分是烃类,不与碱反应,因此可用碱溶液鉴别地沟油和矿物油,故C正确;
D、氢氧化钠腐蚀性较强,不能接触皮肤,因此不能用浓溶液洗涤沾到皮肤上的苯酚,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、葡萄糖不能水解;
B、重金属盐能使蛋白质变性;
C、地沟油的成分是油脂,而矿物油的成分是烃类;
D、氢氧化钠具有强腐蚀性。
9.【答案】C
【知识点】化学键;判断简单分子或离子的构型;配合物的成键情况;电离平衡常数
【解析】【解答】A、根据电离平衡常数的概念可知, 电离常数的表达式为,故A错误;
B、 分子中,中心原子B原子的价层电子对数为3,不含孤电子对,则分子的空间构型为平面三角形,故B错误;
C、中中心B原子采用sp3杂化,不含孤电子对,VSEPR模型为四面体形,故C正确;
D、中,含有3个B-O键,4个O-H键,含有1个配位键,则 中普通共价键与配位键的个数之比为,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、电离平衡常数是指一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比值;
B、 中,B原子采用sp2杂化,不含孤电子对;
C、 中,B原子采用sp3杂化;
D、 中含有7个普通共价键,1个配位键。
10.【答案】B
【知识点】有机高分子化合物的结构和性质;高分子材料;聚合反应
【解析】【解答】A.根据高分子结构式可知,含有酯基,可以通过水解进行降解,A项正确;
B.饱和碳原子上连接不同原子或者原子团为手性碳,
C.根据原子守恒可知,X为甲醇,C项正确;
D.该反应通过脱水缩合生成聚合物,同时产生小分子,属于缩聚反应,D正确
故答案为:B。
【分析】方法总结:手性碳原子判断:1、要判断一个碳原子是否为手性碳,首先要满足的条件是该碳原子必须为饱和碳,即连接有4个基团;2、其次,若一个碳原子为手性碳原子,那么该碳原子上所连的4个基团必须不一样。
11.【答案】B
【知识点】化学键
【解析】【解答】①s-sσ键与s-pσ键的电子云对称性相同,均为轴对称,故①正确;
②物理变化中也可能发生化学键的断裂,如离子晶体溶解、融化,故②错误;
③成键的原子间原子轨道重叠越多,成键原子间的距离越小,共价键越牢固,故③正确;
④非金属元素之间形成的化合物中可能含有离子键,如氯化铵,故④错误;
⑤N原子最外层有5个电子,有三个末成对电子,1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子,是由共价键的饱和性决定的, 故⑤正确;
故答案为:B。
【分析】①s-sσ键与s-pσ键均为轴对称;
②物理变化也有可能发生化学键的断裂,如离子晶体溶解、融化;
③键长越短越牢固;
④非金属元素之间可形成离子键;
⑤N原子最外层有5个电子,有3个未成对电子。
12.【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的跃迁及应用;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、在一定条件下,原子的核外电子从基态跃迁到激发态,需要吸收能量,产生的光谱属于吸收光谱,故A错误;
B、氯化铵由铵根离子和氯离子构成,氯离子核外达到8电子稳定结构,其电子式为,故B错误;
C、NH3中含有1个孤电子对,H2O中含有2个孤电子对,CO2中含有4个孤电子对,HCl中含有3个孤电子对,所以CO2分子中含有的孤电子对最多,故C正确;
D、硫离子核外有18个电子,其正确的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p6,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、基态到激发态产生的光谱是吸收光谱;
B、氯化铵由铵离子和氯离子构成;
C、NH3、H2O、CO2、HCl分子中含有的孤电子对分别为1、2、4、3;
D、硫离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6。
13.【答案】A
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;含有氢键的物质
【解析】【解答】A.图中灰球为N 原子和O原子,黑球为氢原子,由图可知,虚线即为氢键,氢键,A项正确;
B.氮原子处于半满状态,比较稳定,其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子,因此,基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C< O < N,B项错误;
C.B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3,因此,基态原子未成对电子数BD.由图可知,为平面结构,所以C原子和氮原子都是sp2杂化,由于B原子形成4个共价键,无孤对电子,所以为sp3杂化,O原子形成两个共价键,还有两个孤对电子,所以为sp3杂化,D项错误;
故答案为:A。
【分析】易错分析:B.比较电离能时,要注意,同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势,但是第ⅡA、ⅤA元素的原子结构比较稳定,其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子
D.根据空间结构可以判断杂化类型,也可以通过价层电子对数判断杂化类型,根据具体情况进行适当运用。
14.【答案】D
【知识点】物质的结构与性质之间的关系;判断简单分子或离子的构型;分子晶体;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】A、的结构式为C=S=C,为直线形分子,该分子正负电荷中心重合,属于非极性分子,故A错误;
B、 中心原子Cl原子的价层电子对数为4,含有1个孤电子对,空间结构为三角锥形,故B错误;
C、 氯化硼的熔点为 ,为分子晶体,则氯化硼液态和固态时只存在分子,不存在离子,不能导电,故C错误;
D、SiF4、的中心原子的价层电子对数均为4,均采用sp3杂化,SiF4不含孤电子对,分子呈正四面体形,中含有1个孤电子对,呈三角锥形,故D正确;
故答案为:D。
【分析】A、 的结构式为C=S=C;
B、 中心原子Cl原子的价层电子对数为4,含有1个孤电子对;
C、 氯化硼的熔点为 ,则氯化硼为分子晶体;
D、SiF4的中心原子的价层电子对数为4,不含孤电子对; 的中心原子的价层电子对数为4,不含孤电子对。
15.【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、该物质含有苯环,苯环为平面结构,与苯环相连的原子与之共平面,则分子中至少有7个碳原子共平面,如图:,故A正确;
B、该分子中含有羟基,能与金属钠反应生成氢气,故B正确;
C、该分子中含有羟基、氨基、酯基、醚键等多种官能团,故C正确;
D、该物质的相对分子质量为547,远远小于一万,不属于高分子化合物,故D错误;
故答案为:D。
【分析】A、苯环为平面结构,直接与苯环相连的原子与之共平面;
B、该物质含有醇羟基,能与金属钠反应;
C、分子中存在羟基、氨基等多种官能团;
D、该物质的相对分子质量远远小于一万。
16.【答案】(1)C6H12
(2)A;C
(3)(CH3)2C=C(CH3)2;2,3 二甲基 2 丁烯
(4);4
【知识点】有机化合物的命名;有机物的结构和性质;饱和烃与不饱和烃;同分异构现象和同分异构体;烃类的燃烧
【解析】【解答】(1)烃A的相对分子质量为84,烃分子中H原子不可能为0,则烃A中碳原子数为,则其分子式为 C6H12 ,故答案为: C6H12 ;
(2)与C6H12以任意比例混合,若总物质的量一定,充分燃烧消耗氧气的量不变,说明两者耗氧量相等,1个C原子与4个H原子的耗氧量相同,则 C7H8 与C6H12 的耗氧量相同;若总质量一定,充分燃烧消耗氧气的量不变,说明最简式相同, C7H14 与C6H12 的最简式均为CH2,故答案为:A;C;
(3)由分析可知,若烃A为链烃,分子中所有的碳原子在同一平面上,该分子的一氯取代物只有一种,则A分子中只含一种环境的氢原子,且含有碳碳双键,其结构简式为(CH3)2C=C(CH3)2 ,命名为2,3 二甲基 2 丁烯,故答案为:(CH3)2C=C(CH3)2 ;2,3 二甲基 2 丁烯;
(4)由分析可知,A为环己烷,其结构简式为 ; 的二氯代物有:,共4种,故答案为:;4。
【分析】(1)烃A的相对分子质量为84,则该烃可能为烯烃或环烷烃;
(2) 烃的通式为CxHy,若总物质的量一定,若各组分耗氧量相等,则消耗氧气的量相等;若总质量一定,充分燃烧消耗氧气的量不变的是,则最简式相同为CH2;
(3)若烃A为链烃,分子中所有的碳原子在同一平面上,该分子的一氯取代物只有一种,则A分子中只含一种环境的氢原子,且含有碳碳双键;
(4)若A不能使溴水褪色,没有不饱和键,且其一氯代物只有一种,则A为环己烷。
17.【答案】(1)C6H12O;不能
(2)过滤
(3)平衡压强,保证溶液顺利留下
(4)5
(5)A
(6)重结晶
(7)89.61%
【知识点】醇类简介;羧酸简介;蒸发和结晶、重结晶;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)根据环己醇的结构简式可知,其分子式为 C6H12O ,环己醇中含有多个饱和碳原子,则所有碳原子一定不能共平面,故答案为:C6H12O;不能;
(2)操作1分离固体和液体,为过滤操作,故答案为:过滤;
(3)图1中恒压滴液漏斗侧管用于平衡压强,保证溶液顺利留下,故答案为:平衡压强,保证溶液顺利留下;
(4)氧化过程应在小于50℃温度下进行,该反应为放热反应,由图可知,滴速过快,反应容器内温度升高过快,影响反应,为保障温度的稳定性(小于50℃),最好采用5滴/min,故答案为:5;
(5)己二酸微溶于冷水,易溶于热水和乙醇,则应用冷水洗涤沉淀,故答案为:A;
(6)根据己二酸和氯化钠的溶解度随温度的变化可知,己二酸的溶解度随温度变化大,氯化钠的溶解度随温度变化不大,则除去己二酸晶体中含有的氯化钠杂质采取的实验方法为重结晶,故答案为:重结晶;
(7) 1mol环己醇理论上反应生成1mol己二酸,实验时称取的环己醇质量为 ,则理论上可生成己二酸的质量为, 最终得到纯净的己二酸晶体 ,则其产率为,故答案为:89.61%。
【分析】50℃时,环己醇在碱性条件下被酸性高锰酸钾氧化为 ,高锰酸钾被还原为二氧化锰,过滤分离二氧化锰和氧化液,向氧化液中加入盐酸酸化得到己二酸,己二酸经过蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤、洗涤、干燥得到己二酸。
18.【答案】(1)2
(2)[Ar]
(3)三角锥形;;
(4)6
(5)、sp
(6)1∶1
(7)
【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;配合物的成键情况;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)同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,则第三周期元素中第一电离能比P大的元素有Cl、Ar两种,故答案为:2;
(2) As为33号元素,位于周期表中第四周期第ⅤA族,基态As原子的电子排布式为:[Ar], 故答案为: [Ar] ;
(3) 与 的中心原子的价层电子对数均为4,均采用sp3杂化,且均含有1个孤电子对,空间构型均为三角锥形;、为结构相似的分子晶体,的相对分子质量大,范德华力大,的沸点高;电负性:P>As,则中成键电子对离中心原子更近,成键电子对间斥力增大,键角增大,则键角: >,故答案为:三角锥形;;;
(4)中,配体为CO和CH3CN,则其配位数为5+1=6,故答案为:6;
(5)中,甲基上的碳原子采用sp3杂化,-CN中的碳原子才采用sp杂化,故答案为: 、sp ;
(6) 和CO分子中均只含一个π键,则等物质的量的和CO中π键数目之比为1∶1,故答案为:1∶1;
(7)该晶胞中,Ni位于晶胞体内,数目为4,As位于顶点和面心,数目为,则晶胞质量为,设晶胞边长为apm,则晶胞体积为a3×10-30cm3,根据可得,,解得 ,晶胞中最近的砷原子之间的距离为面对角线的一半,则晶胞中最近的砷原子之间的距离为 ,故答案为: 。
【分析】(1)同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;
(2)As为33号元素,根据构造原理书写其电子排布式;
(3) 与 的中心原子价层电子对数均为4,均含有1个孤电子对;结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高;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;
(4) 中,CO和CH3CN为配体;
(5) 中饱和碳原子采用sp3杂化,-CN中的碳原子采用sp杂化;
(6)单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键中含有1个σ键和2个π键;
(7)根据均摊法和列式计算。
19.【答案】(1)
(2)羟基、醛基
(3)消去反应;取代反应(或水解反应)
(4)
(5)6;或
(6)
【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;乙烯的化学性质;烯烃
【解析】【解答】(1)由分析可知,D的结构简式为,故答案为:;
(2)根据E的结构简式可知,E中的含氧官能团的名称为羟基、醛基,故答案为:羟基、醛基;
(3)根据E、F的结构简式可知,E→F的反应类型为消去反应;根据G、H的结构简式可知,G→H的反应类型为取代反应(或水解反应),故答案为:消去反应;取代反应(或水解反应);
(4)由分析可知,F为,则反应E→F的化学方程式为 ,故答案为: ;
(5)芳香族化合物X是H的同分异构体,苯环上有三个取代基,1molX与足量溶液反应可生成2mol,说明X中含有两个羧基,则符合条件的结构简式有:,共6种;其中核磁共振氢谱的峰面积比为3:2:2:1的结构简式为 或 ,故答案为:6; 或 ;
(6) 可由CH3CH=CHCOOH发生加聚反应生成,乙醇发生氧化反应生成乙醛,2分子乙醛加成后加热生成CH3CH=CHCHO,然后用银氨溶液氧化得到CH3CH=CHCOOH,则合成路线为: ,故答案为: 。
【分析】C、D发生已知反应生成E,E在加热条件下反应生成F,F与银氨溶液反应酸化后得到G,结合H的结构简式可知,G为,F为,A与水反应生成B,结合B的分子式可知,B为CH3CH2OH,B催化氧化得到C,C为CH3CHO,CH3CHO与D发生已知反应得到E,则D为 ,A为乙烯。
新疆生产建设兵团第三师图木舒克市第一中学2022-2023学年高二下学期期末考试化学试题
一、单选题
1.通过践行“教育兴国,科技兴国”的发展战略,近年来诸多的“中国制造”享誉国内外。下列有关说法中正确的是(  )
A.磁悬浮列车中使用的聚氯乙烯塑料可由乙烯和通过加成反应制得
B.中国天眼“FAST”,用到的碳化硅是一种新型的有机非金属材料
C.北京冬奥会速滑竞赛服采用的聚氨酯材料可以通过缩聚反应制成
D.我国科学家实现了淀粉的人工合成,淀粉分子式为,属于纯净物
【答案】C
【知识点】无机非金属材料;高分子材料;缩聚反应
【解析】【解答】A、氯乙烯发生加聚反应得到聚氯乙烯,故A错误;
B、碳化硅是一种新型无机非金属材料,故B错误;
C、异氰酸酯与多元醇发生缩聚反应生成聚氨酯,故C正确;
D、 淀粉分子式为 ,分子中的聚合度n不确定,为混合物,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、聚氯乙烯由氯乙烯发生加聚反应生成;
B、碳化硅属于无机非金属材料;
C、聚氨酯由缩聚反应制得;
D、淀粉属于有机高分子,属于混合物。
2.下列化学用语正确的是(  )
A.硝基苯的结构简式
B.球棍模型一定表示的是甲烷
C.顺-2-丁烯的键线式
D.羟基的电子式:
【答案】C
【知识点】结构简式;球棍模型与比例模型;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、硝基苯中,N原子应与苯环直接相连,正确的结构简式为,故A错误;
B、该球棍模型不一定表示甲烷,可以表示CF4,故B错误;
C、顺-2-丁烯中,两个甲基位于双键的同一侧,其键线式为 ,故C正确;
D、羟基中,O原子上只有7个电子,正确的电子式为,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、硝基苯中N原子与苯环直接相连;
B、该球棍模型还可以表示CF4;
C、顺式结构中,两个甲基在双键同一侧;
D、羟基中O原子上只有7个电子。
3.有机化合物分子中原子或原子团之间相互影响会导致物质化学性质的不同。下列各项事实中,不能说明上述观点的是(  )
A.苯酚能跟浓溴水反应而苯不能
B.丙酮的氢原子比乙烷的氢原子活泼
C.苯酚显弱酸性而乙醇不显弱酸性
D.甲醛和甲酸都能发生银镜反应
【答案】D
【知识点】有机分子中基团之间的关系
【解析】【解答】A、酚羟基使苯环上的氢原子变得活泼,能与浓溴水发生取代反应,而苯不能与浓溴水反应,说明有机化合物分子中原子或原子团之间相互影响会导致物质化学性质的不同,故A不符合题意;
B、丙酮中含有酮羰基,使H变活泼,说明有机化合物分子中原子或原子团之间相互影响会导致物质化学性质的不同,故B不符合题意;
C、苯环对羟基影响,使酚羟基中O-H键易断裂产生氢离子,因此苯酚显弱酸性而乙醇不显弱酸性,说明有机化合物分子中原子或原子团之间相互影响会导致物质化学性质的不同,故C不符合题意;
D、甲醛和甲酸都能发生银镜反应,说明都含醛基,不能说明原子或原子团之间相互影响会导致物质化学性质的不同,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】有机化合物分子中原子或原子团之间相互影响会导致物质化学性质的不同。
4.(2017高二上·嘉兴期末)下列各组有机物只用一种试剂无法鉴别的是(  )
A.乙醇、甲苯、硝基苯 B.苯、甲苯、环己烷
C.苯、苯酚、己烯 D.甲酸、乙醛、乙酸
【答案】B
【知识点】有机物的鉴别
【解析】【解答】解:A.乙醇与水混溶,甲苯与水混合分层后有机层在上层,硝基苯与水混合后有机层在下层,现象不同,可鉴别,故A不选;
B.苯、甲苯、环己烷均不溶于水,且密度均比水小,性质相似,一种试剂不能鉴别,故B选;
C.与溴水反应生成白色沉淀的为苯酚,使溴水褪色的为己烯,与溴水混合分层的为苯,故C不选;
D.甲酸、乙醛、乙酸分别与氢氧化铜悬浊液反应的现象为:砖红色沉淀和蓝色溶液、砖红色沉淀、蓝色溶液,现象不同,可鉴别,故D不选;
故选B.
【分析】A.利用水可鉴别;
B.三种物质均不溶于水,且密度均比水小;
C.利用溴水可鉴别;
D.利用氢氧化铜悬浊液可鉴别.
5.有机物结构复杂,种类繁多主要是因为有机物中碳原子的连接方式多种多样,且存在同分异构现象,下列有关有机物结构说法正确的是(  )
A.和的一氯代物数相同(不考虑立体异构)
B.和是同一种物质
C.与互为同分异构体
D.与互为同系物
【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体;同系物
【解析】【解答】A、 中含有4种不同环境的氢原子,其一律代物有4种, 中含有3种不同环境的氢原子,其一氯代物有3种,故A错误;
B、 和 分子式和结构均相同,属于同一种物质,故B正确;
C、 与 分子式不同,不互为同分异构体,故C错误;
D、 属于醇类, 属于酚,两者结构不相似,不互为同系物,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A、 和中所含氢原子种类不同;
B、分子式和结构均相同的物质属于同种物质;
C、分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体;
D、结构相似,在分子组成上相差一个或n个CH2的化合物互为同系物。
6.立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2-溴丁烷)存在如图转化关系,下列说法正确的是(  )
A.M转化为N所需的条件为水溶液加热
B.N分子能使溴水褪色,且不存在顺反异构
C.L的同分异构体中,能被氧化为醛的醇有4种
D.L的任一同分异构体中最多有1个手性碳原子
【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;溴乙烷的化学性质
【解析】【解答】A、由分析可知,有机物M为2-溴丁烷,2-溴丁烷在NaOH水溶液中加热转化为醇类,而N应为烯烃类物质,故A错误;
B、M在NaOH醇溶液中加发生消去反应得到烯烃类物质,烯烃中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应使溴水褪色,其中CH3CH=CHCH3存在顺反异构,故B错误;
C、L的同分异构体有:丁醇、2-丁醇、2-甲基-2-丙醇、2-甲基丙醇,其中2-甲基-2-丙醇不能被氧化为醛,故C错误;
D、L的同分异构体2-丁醇中含有一个手性碳原子,其他均不含手性碳原子,故D正确;
故答案为:D。
【分析】有机物M为2-溴丁烷,L与HBr反应生成 2-溴丁烷 ,M能转化为N,N与水发生反应生成L,则N为烯烃类,L为醇类物质。
7.环丙叉环丙烷(b)由于其特殊的结构,一直受到结构和理论化学家的注意,根据其转化关系,下列说法正确的是(  )
A.b二氯代物有4种同分异构体 B.①是加成反应,②是消去反应
C.m的芳香族同分异构体共有4种 D.b、m均能使酸性溶液褪色
【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、b的二氯代物有:、、、,共4种,故A正确;
B、溴原子邻位没有氢原子,不能发生消去反应,反应②首先发生氯代烃的水解,同一个碳上连有两个羟基时不稳定,发生脱水反应得到m,故B错误;
C、m的芳香族同分异构体有:、、、、,共5种,故C错误;
D、m不能使酸性溶液褪色,故D错误;
故答案为:A。
【分析】A、分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体;
B、反应②首先氯代烃的水解,同一个碳上连有两个羟基时不稳定,发生脱水反应;
C、分子式相同,结构不同的化合物互为同分异构体;
D、m不能使酸性溶液褪色。
8.下列物质的性质和应用叙述均正确,且有因果关系的是(  )
选项 性质 应用
A 糖类在一定条件下能够发生水解 可用淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖水解成乙醇来酿酒
B 蛋白质的盐析是一个可逆的过程 向蛋白质溶液中加入,进行多次盐析可实现蛋白质的提纯
C 油脂在碱性条件下能够水解 可用碱溶液鉴别地沟油和矿物油
D 苯酚又名石炭酸,显酸性且有毒对皮肤有一定的腐蚀性 可用浓溶液洗涤沾到皮肤上的苯酚
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;苯酚的化学性质;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A、葡萄糖为单糖,不能发生水解,故A错误;
B、 向蛋白质溶液中加入 ,蛋白质发生变性,故B错误;
C、地沟油的成分为油脂,在碱性条件下发生水解,矿物油的成分是烃类,不与碱反应,因此可用碱溶液鉴别地沟油和矿物油,故C正确;
D、氢氧化钠腐蚀性较强,不能接触皮肤,因此不能用浓溶液洗涤沾到皮肤上的苯酚,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、葡萄糖不能水解;
B、重金属盐能使蛋白质变性;
C、地沟油的成分是油脂,而矿物油的成分是烃类;
D、氢氧化钠具有强腐蚀性。
9.硼酸主要用于玻璃生产,能改善玻璃的耐热、透明性能,提高机械强度。硼酸是一元弱酸,其电离方程式如下,常温下,其电离常数。下列说法正确的是(  )
A.电离常数的表达式为
B.分子的空间构型为三角锥形
C.的中心原子的模型为四面体形
D.中普通共价键与配位键的个数之比为
【答案】C
【知识点】化学键;判断简单分子或离子的构型;配合物的成键情况;电离平衡常数
【解析】【解答】A、根据电离平衡常数的概念可知, 电离常数的表达式为,故A错误;
B、 分子中,中心原子B原子的价层电子对数为3,不含孤电子对,则分子的空间构型为平面三角形,故B错误;
C、中中心B原子采用sp3杂化,不含孤电子对,VSEPR模型为四面体形,故C正确;
D、中,含有3个B-O键,4个O-H键,含有1个配位键,则 中普通共价键与配位键的个数之比为,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、电离平衡常数是指一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比值;
B、 中,B原子采用sp2杂化,不含孤电子对;
C、 中,B原子采用sp3杂化;
D、 中含有7个普通共价键,1个配位键。
10.(2023·新课标卷)光学性能优良的高分子材料聚碳酸异山梨醇酯可由如下反应制备。
下列说法错误的是
A.该高分子材料可降解 B.异山梨醇分子中有3个手性碳
C.反应式中化合物X为甲醇 D.该聚合反应为缩聚反应
【答案】B
【知识点】有机高分子化合物的结构和性质;高分子材料;聚合反应
【解析】【解答】A.根据高分子结构式可知,含有酯基,可以通过水解进行降解,A项正确;
B.饱和碳原子上连接不同原子或者原子团为手性碳,
C.根据原子守恒可知,X为甲醇,C项正确;
D.该反应通过脱水缩合生成聚合物,同时产生小分子,属于缩聚反应,D正确
故答案为:B。
【分析】方法总结:手性碳原子判断:1、要判断一个碳原子是否为手性碳,首先要满足的条件是该碳原子必须为饱和碳,即连接有4个基团;2、其次,若一个碳原子为手性碳原子,那么该碳原子上所连的4个基团必须不一样。
11.下列关于化学键的说法正确的是:
①s-sσ键与s-pσ键的电子云对称性相同
②物质只有发生化学变化时才会有化学键的断裂
③成键的原子间原子轨道重叠越多,共价键越牢固
④非金属元素之间形成的化合物中只含有共价键
⑤1个N原子最多只能与3个H原子结合形成分子,这是由共价键的饱和性决定的
A.①②③ B.①③⑤ C.②④⑤ D.③④⑤
【答案】B
【知识点】化学键
【解析】【解答】①s-sσ键与s-pσ键的电子云对称性相同,均为轴对称,故①正确;
②物理变化中也可能发生化学键的断裂,如离子晶体溶解、融化,故②错误;
③成键的原子间原子轨道重叠越多,成键原子间的距离越小,共价键越牢固,故③正确;
④非金属元素之间形成的化合物中可能含有离子键,如氯化铵,故④错误;
⑤N原子最外层有5个电子,有三个末成对电子,1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子,是由共价键的饱和性决定的, 故⑤正确;
故答案为:B。
【分析】①s-sσ键与s-pσ键均为轴对称;
②物理变化也有可能发生化学键的断裂,如离子晶体溶解、融化;
③键长越短越牢固;
④非金属元素之间可形成离子键;
⑤N原子最外层有5个电子,有3个未成对电子。
12.下列表达方式或说法正确的是(  )
A.基态到激发态产生的光谱是发射光谱
B.氯化铵的电子式:
C.NH3、H2O、CO2、HCl 四分子中孤电子对最多的是 CO2
D.硫离子的核外电子排布式 1s22s22p63s23p4
【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的跃迁及应用;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、在一定条件下,原子的核外电子从基态跃迁到激发态,需要吸收能量,产生的光谱属于吸收光谱,故A错误;
B、氯化铵由铵根离子和氯离子构成,氯离子核外达到8电子稳定结构,其电子式为,故B错误;
C、NH3中含有1个孤电子对,H2O中含有2个孤电子对,CO2中含有4个孤电子对,HCl中含有3个孤电子对,所以CO2分子中含有的孤电子对最多,故C正确;
D、硫离子核外有18个电子,其正确的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p6,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、基态到激发态产生的光谱是吸收光谱;
B、氯化铵由铵离子和氯离子构成;
C、NH3、H2O、CO2、HCl分子中含有的孤电子对分别为1、2、4、3;
D、硫离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6。
13.(2023·新课标卷)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为,部分晶体结构如下图所示,其中为平面结构。
下列说法正确的是
A.该晶体中存在N-H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:
C.基态原子未成对电子数:
D.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
【答案】A
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;含有氢键的物质
【解析】【解答】A.图中灰球为N 原子和O原子,黑球为氢原子,由图可知,虚线即为氢键,氢键,A项正确;
B.氮原子处于半满状态,比较稳定,其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子,因此,基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C< O < N,B项错误;
C.B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3,因此,基态原子未成对电子数BD.由图可知,为平面结构,所以C原子和氮原子都是sp2杂化,由于B原子形成4个共价键,无孤对电子,所以为sp3杂化,O原子形成两个共价键,还有两个孤对电子,所以为sp3杂化,D项错误;
故答案为:A。
【分析】易错分析:B.比较电离能时,要注意,同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势,但是第ⅡA、ⅤA元素的原子结构比较稳定,其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子
D.根据空间结构可以判断杂化类型,也可以通过价层电子对数判断杂化类型,根据具体情况进行适当运用。
14.下列叙述中正确的是(  )
A.为角形的极性分子,形成分子晶体
B.的空间结构为平面三角形
C.氯化硼的熔点为,氯化硼液态时能导电而固态时不导电
D.和的中心原子均为杂化, 分子呈正四面体形,呈三角锥形
【答案】D
【知识点】物质的结构与性质之间的关系;判断简单分子或离子的构型;分子晶体;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】A、的结构式为C=S=C,为直线形分子,该分子正负电荷中心重合,属于非极性分子,故A错误;
B、 中心原子Cl原子的价层电子对数为4,含有1个孤电子对,空间结构为三角锥形,故B错误;
C、 氯化硼的熔点为 ,为分子晶体,则氯化硼液态和固态时只存在分子,不存在离子,不能导电,故C错误;
D、SiF4、的中心原子的价层电子对数均为4,均采用sp3杂化,SiF4不含孤电子对,分子呈正四面体形,中含有1个孤电子对,呈三角锥形,故D正确;
故答案为:D。
【分析】A、 的结构式为C=S=C;
B、 中心原子Cl原子的价层电子对数为4,含有1个孤电子对;
C、 氯化硼的熔点为 ,则氯化硼为分子晶体;
D、SiF4的中心原子的价层电子对数为4,不含孤电子对; 的中心原子的价层电子对数为4,不含孤电子对。
15.达芦那韦对新型冠状病毒有较好的抑制,灭活能力,其结构简式如图所示。下列有关达芦那韦的说法错误的是(  )
A.分子中至少有7个碳原子共平面
B.能与金属钠反应放出氢气
C.分子中存在多种官能团,如羟基等
D.是高分子化合物
【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、该物质含有苯环,苯环为平面结构,与苯环相连的原子与之共平面,则分子中至少有7个碳原子共平面,如图:,故A正确;
B、该分子中含有羟基,能与金属钠反应生成氢气,故B正确;
C、该分子中含有羟基、氨基、酯基、醚键等多种官能团,故C正确;
D、该物质的相对分子质量为547,远远小于一万,不属于高分子化合物,故D错误;
故答案为:D。
【分析】A、苯环为平面结构,直接与苯环相连的原子与之共平面;
B、该物质含有醇羟基,能与金属钠反应;
C、分子中存在羟基、氨基等多种官能团;
D、该物质的相对分子质量远远小于一万。
二、填空题
16.某烃A的相对分子质量为84。回答下列问题:
(1)烃A的分子式为   。
(2)下列物质与A以任意比例混合,若总物质的量一定,充分燃烧消耗氧气的量不变的是   ;若总质量一定,充分燃烧消耗氧气的量不变的是   。
A.C7H8 B.C6H14 C.C7H14 D.C8H8
(3)若烃A为链烃,分子中所有的碳原子在同一平面上,该分子的一氯取代物只有一种。 A的结构简式为   ,其名称为   。
(4)若A不能使溴水褪色,且其一氯代物只有一种,则A的结构简式为   。其二氯代物有   种。
【答案】(1)C6H12
(2)A;C
(3)(CH3)2C=C(CH3)2;2,3 二甲基 2 丁烯
(4);4
【知识点】有机化合物的命名;有机物的结构和性质;饱和烃与不饱和烃;同分异构现象和同分异构体;烃类的燃烧
【解析】【解答】(1)烃A的相对分子质量为84,烃分子中H原子不可能为0,则烃A中碳原子数为,则其分子式为 C6H12 ,故答案为: C6H12 ;
(2)与C6H12以任意比例混合,若总物质的量一定,充分燃烧消耗氧气的量不变,说明两者耗氧量相等,1个C原子与4个H原子的耗氧量相同,则 C7H8 与C6H12 的耗氧量相同;若总质量一定,充分燃烧消耗氧气的量不变,说明最简式相同, C7H14 与C6H12 的最简式均为CH2,故答案为:A;C;
(3)由分析可知,若烃A为链烃,分子中所有的碳原子在同一平面上,该分子的一氯取代物只有一种,则A分子中只含一种环境的氢原子,且含有碳碳双键,其结构简式为(CH3)2C=C(CH3)2 ,命名为2,3 二甲基 2 丁烯,故答案为:(CH3)2C=C(CH3)2 ;2,3 二甲基 2 丁烯;
(4)由分析可知,A为环己烷,其结构简式为 ; 的二氯代物有:,共4种,故答案为:;4。
【分析】(1)烃A的相对分子质量为84,则该烃可能为烯烃或环烷烃;
(2) 烃的通式为CxHy,若总物质的量一定,若各组分耗氧量相等,则消耗氧气的量相等;若总质量一定,充分燃烧消耗氧气的量不变的是,则最简式相同为CH2;
(3)若烃A为链烃,分子中所有的碳原子在同一平面上,该分子的一氯取代物只有一种,则A分子中只含一种环境的氢原子,且含有碳碳双键;
(4)若A不能使溴水褪色,没有不饱和键,且其一氯代物只有一种,则A为环己烷。
三、工业流程题
17.己二酸是一种二元弱酸,通常为白色结晶体,微溶于冷水,易溶于热水和乙醇。实验室以环己醇()为原料制取己二酸的实验流程如图:
已知:①“氧化”过程在三项烧瓶(如下图1所示)中进行,发生的主要反应为:
②不同温度下,相关物质在水中的溶解度如下表:
物质 己二酸 氯化钠 氯化钾
25℃时溶解度/g 2.1 36.1 34.3
70℃时溶解度/g 68 37.8 48
100℃时溶解度/g 160 39.5 56.3
回答下列问题:
(1)环己醇的分子式为   ,其中所有碳原子一定   (填“能”或“不能”)共面。
(2)操作1的名称为   。
(3)图1中恒压滴液漏斗侧管的作用为:   。
(4)“氧化”过程在环己醇不同滴速下,溶液温度随时间变化曲线如图2所示,实验过程中应选择的环己醇滴速为   滴/min。
(5)己二酸晶体“洗涤”的方法为____(填字母)。
A.用冷水洗涤 B.用热水洗涤 C.用乙醇洗涤
(6)除去己二酸晶体中含有的氯化钠杂质通常采取的实验方法名称为   。
(7)实验时称取的环己醇质量为,最终得到纯净的己二酸晶体,则该实验中己二酸的产率为   %(保留两位有效数字)。
【答案】(1)C6H12O;不能
(2)过滤
(3)平衡压强,保证溶液顺利留下
(4)5
(5)A
(6)重结晶
(7)89.61%
【知识点】醇类简介;羧酸简介;蒸发和结晶、重结晶;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)根据环己醇的结构简式可知,其分子式为 C6H12O ,环己醇中含有多个饱和碳原子,则所有碳原子一定不能共平面,故答案为:C6H12O;不能;
(2)操作1分离固体和液体,为过滤操作,故答案为:过滤;
(3)图1中恒压滴液漏斗侧管用于平衡压强,保证溶液顺利留下,故答案为:平衡压强,保证溶液顺利留下;
(4)氧化过程应在小于50℃温度下进行,该反应为放热反应,由图可知,滴速过快,反应容器内温度升高过快,影响反应,为保障温度的稳定性(小于50℃),最好采用5滴/min,故答案为:5;
(5)己二酸微溶于冷水,易溶于热水和乙醇,则应用冷水洗涤沉淀,故答案为:A;
(6)根据己二酸和氯化钠的溶解度随温度的变化可知,己二酸的溶解度随温度变化大,氯化钠的溶解度随温度变化不大,则除去己二酸晶体中含有的氯化钠杂质采取的实验方法为重结晶,故答案为:重结晶;
(7) 1mol环己醇理论上反应生成1mol己二酸,实验时称取的环己醇质量为 ,则理论上可生成己二酸的质量为, 最终得到纯净的己二酸晶体 ,则其产率为,故答案为:89.61%。
【分析】50℃时,环己醇在碱性条件下被酸性高锰酸钾氧化为 ,高锰酸钾被还原为二氧化锰,过滤分离二氧化锰和氧化液,向氧化液中加入盐酸酸化得到己二酸,己二酸经过蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤、洗涤、干燥得到己二酸。
四、结构与性质
18.2023年1月30日,中国科学院朱庆山团队研究六方相砷化镍(NiAs)型到正交相磷化锰(MnP)型结构转变,实现了对锂硫催化剂的精确设计。回答下列问题:
(1)第三周期元素中第一电离能比P大的元素有   种。
(2)基态As原子的电子排布式为   。
(3)与的空间构型均为   ,其中沸点较高的是   ,键角较大的是   。
(4)Mn的一种配合物化学式为[],该配合物中锰原子的配位数为   。
(5)中C原子的杂化类型为   。
(6)等物质的量的和CO中,π键数目之比   。
(7)NiAs的一种晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数的值为,晶体的密度为ρ,则该晶胞中最近的砷原子之间的距离为   pm(列出计算式)。
【答案】(1)2
(2)[Ar]
(3)三角锥形;;
(4)6
(5)、sp
(6)1∶1
(7)
【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;配合物的成键情况;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)同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,则第三周期元素中第一电离能比P大的元素有Cl、Ar两种,故答案为:2;
(2) As为33号元素,位于周期表中第四周期第ⅤA族,基态As原子的电子排布式为:[Ar], 故答案为: [Ar] ;
(3) 与 的中心原子的价层电子对数均为4,均采用sp3杂化,且均含有1个孤电子对,空间构型均为三角锥形;、为结构相似的分子晶体,的相对分子质量大,范德华力大,的沸点高;电负性:P>As,则中成键电子对离中心原子更近,成键电子对间斥力增大,键角增大,则键角: >,故答案为:三角锥形;;;
(4)中,配体为CO和CH3CN,则其配位数为5+1=6,故答案为:6;
(5)中,甲基上的碳原子采用sp3杂化,-CN中的碳原子才采用sp杂化,故答案为: 、sp ;
(6) 和CO分子中均只含一个π键,则等物质的量的和CO中π键数目之比为1∶1,故答案为:1∶1;
(7)该晶胞中,Ni位于晶胞体内,数目为4,As位于顶点和面心,数目为,则晶胞质量为,设晶胞边长为apm,则晶胞体积为a3×10-30cm3,根据可得,,解得 ,晶胞中最近的砷原子之间的距离为面对角线的一半,则晶胞中最近的砷原子之间的距离为 ,故答案为: 。
【分析】(1)同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;
(2)As为33号元素,根据构造原理书写其电子排布式;
(3) 与 的中心原子价层电子对数均为4,均含有1个孤电子对;结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高;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;
(4) 中,CO和CH3CN为配体;
(5) 中饱和碳原子采用sp3杂化,-CN中的碳原子采用sp杂化;
(6)单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键中含有1个σ键和2个π键;
(7)根据均摊法和列式计算。
五、有机推断题
19.3,4-二羟基肉桂酸乙酯()具有抗炎作用和治疗自身免疫性疾病的潜力。由气体A制备该物质的合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)D的结构简式为   。
(2)E中含有的含氧官能团的名称为   。
(3)E→F、G→H的反应类型分别是   、   。
(4)反应E→F的化学方程式为   。
(5)芳香族化合物X是H的同分异构体,其苯环上有三个取代基,1molX与足量溶液反应可生成2mol,符合条件的X有   种,其中核磁共振氢谱的峰面积比为3:2:2:1的结构简式为   (写出一种)。
(6)根据上述路线中的相关知识,设计以乙醛为主要原料制备的合成路线   。
【答案】(1)
(2)羟基、醛基
(3)消去反应;取代反应(或水解反应)
(4)
(5)6;或
(6)
【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;乙烯的化学性质;烯烃
【解析】【解答】(1)由分析可知,D的结构简式为,故答案为:;
(2)根据E的结构简式可知,E中的含氧官能团的名称为羟基、醛基,故答案为:羟基、醛基;
(3)根据E、F的结构简式可知,E→F的反应类型为消去反应;根据G、H的结构简式可知,G→H的反应类型为取代反应(或水解反应),故答案为:消去反应;取代反应(或水解反应);
(4)由分析可知,F为,则反应E→F的化学方程式为 ,故答案为: ;
(5)芳香族化合物X是H的同分异构体,苯环上有三个取代基,1molX与足量溶液反应可生成2mol,说明X中含有两个羧基,则符合条件的结构简式有:,共6种;其中核磁共振氢谱的峰面积比为3:2:2:1的结构简式为 或 ,故答案为:6; 或 ;
(6) 可由CH3CH=CHCOOH发生加聚反应生成,乙醇发生氧化反应生成乙醛,2分子乙醛加成后加热生成CH3CH=CHCHO,然后用银氨溶液氧化得到CH3CH=CHCOOH,则合成路线为: ,故答案为: 。
【分析】C、D发生已知反应生成E,E在加热条件下反应生成F,F与银氨溶液反应酸化后得到G,结合H的结构简式可知,G为,F为,A与水反应生成B,结合B的分子式可知,B为CH3CH2OH,B催化氧化得到C,C为CH3CHO,CH3CHO与D发生已知反应得到E,则D为 ,A为乙烯。

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