广东省梅州市2022-2023高二下学期期末考试化学试题(原卷版+解析版)

广东省梅州市2022-2023高二下学期期末考试化学试题(原卷版+解析版)

梅州市2022-2023学年高二下学期期末考试
化学试题
本试卷共6页,20小题,满分100分。考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Mo6
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1-10小题,每小题2分;第11-16小题,每小题4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. 我国为人类科技发展作出巨大贡献。下列成果研究的物质属于蛋白质的是
A. 指南针 B. 造纸术 C. 黑火药 D. 合成结晶牛胰岛素
2. 下列物质中不能用于杀菌消毒的是
A. 乙醇 B. 苯酚 C. 乙酸乙酯 D. 次氯酸钠
3. 下列化学用语表述正确是
A. 乙烯的结构简式:
B. 1-氯丁烷的结构简式:
C. 乙烷的球棍模型:
D. 聚乙烯的链节为:
4. ⅣA族的碳、硅、锗(Ge)等元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。下列说法不正确的是
A. C.Si,Ge的电负性:CB. C、Si原子的第一电离能:C>Si
C. 基态Ge原子的价层电子排布式为
D. 基态Si原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形
5. 下列反应中属于取代反应的是
A. 乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应
B. 乙烷与氯气混合后在光照下进行反应
C. 乙醇与氧气在铜催化下加热进行反应
D. 溴乙烷在NaOH的乙醇溶液中加热进行反应
6. 下列粒子的VSEPR模型为四面体、且其空间结构为V型的是
A. B. C. D.
7. 某有机化合物M的核磁共振氢谱如图所示,M的结构简式可能为
A. B.
C. D.
8. 利用反应(金刚石)可实现人工合成金刚石。下列关于该反应的说法不正确的是
A. 方程式中的四种物质可形成不同类型的晶体
B. 与金刚石中的C原子杂化轨道类型不同
C. 分子中含极性键,但其为非极性分子
D. 通过X-射线衍射可鉴定合成产品是金刚石还是石墨
9. 利用下列装置(夹持装置已略去)进行实验,能达到实验目的的是
A. 用装置①检验溴乙烷消去产物中的乙烯 B. 用装置②证明乙炔可使溴水褪色
C. 用装置③分离乙酸乙酯和乙醇 D. 用装置④除去水中的苯酚
10. 下列说法不正确的是
A. “杯酚”分离和体现了超分子的分子识别特征
B. 核酸是生物体遗传信息的携带者,属于高分子化合物
C. 利用油脂在碱性条件下的水解反应可获得人造脂肪
D. 天然橡胶硫化时由线型结构转变为网状结构
11. 下列对有关事实的解释正确的是
事实 解释
A SiO2的熔点比干冰高 SiO2分子间的范德华力比干冰大
B AgCl能溶于氨水 提供孤电子对与Ag+通过配位键形成配合物
C NH3做喷泉实验 NH3与H2O分子间形成氢键,且均为极性分子
D 某些金属盐灼烧呈现不同焰色 电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收光波长不同
A. A B. B C. C D. D
12. X、Y、Z、W是原子序数依次增大的4种短周期元素,X元素原子的价层电子排布式是;Y最外层只有一种自旋方向的电子;X与Z同主族,与某稀有气体具有相同的电子层结构,下列说法正确的是
A. 简单离子半径:XB. 简单氢化物的稳定性:WC. X、Y、W三种元素形成的化合物,其水溶液可能呈碱性
D. 元素X与氯元素按原子个数比1∶1形成的化合物只有氧化性
13. 下表中的实验操作或实验现象能达到实验目的或得出相应结论的是
选项 实验操作或实验现象 实验目的或结论
A 向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液,浊液变澄清 结合H+的能力比C6H5O-强
B 取少量C2H5Br与NaOH水溶液共热,待溶液不分层后,再滴加AgNO3溶液 检验C2H5Br中的溴元素
C 无水乙醇与浓硫酸共热至170℃,将产生气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色 证明产生了乙烯
D 取1 mL淀粉溶液,加入2吨10%的稀硫酸,加热5 min后,再加入少量新制备的Cu(OH)2,加热至沸腾,没有出现砖红色沉淀 淀粉未水解
A. A B. B C. C D. D
14. 向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物;继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法正确的是
A. 加入氨水,首先形成的难溶物是[Cu(NH3)4](OH)2
B. 沉淀溶解后,将生成深蓝色的配离子[Cu(H2O)4]2+
C. 向反应后的溶液中加入乙醇,溶液没有变化
D. 在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3的N给出孤对电子
15. 丙烷氧化脱氢法可以制备丙烯,主要反应如下:。在催化剂作用下,C3H8氧化脱氢除生成C3H6外,还生成CO、CO2等物质,C3H8的转化率和C3H6的产率与温度变化关系如下图1:研究人员以铬的氧化物为催化剂,利用CO2的弱氧化性,开发丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺,该工艺反应机理如下图2所示。下列说法不正确的是
A. 对于丙烷制备丙烯的主要反应,增大氧气浓度可以提高C3H8的转化率
B. 550℃时,C3H6的选择性为61.5%( C3H6的选择性)
C. 图2的第i步反应中只有σ键的断裂和形成
D. 图2总反应化学方程式为
16. 对羟基扁桃酸是农药、药物、香料合成的重要中同体,它可由苯酚和乙醛酸在一定条件下反应制得。
下列有关说法不正确的是
A. 上述反应的原子利用率可达到100%
B. 可用溶液鉴别苯酚和乙醛酸
C. 对羟基扁桃酸可以发生缩聚反应
D. 1 mol对羟基扁桃酸与足量NaOH溶液反应,消耗3 mol NaOH
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. Ⅰ.环己烯是重要的化工原料。实验室用环己醇催化脱水制备环己烯,该反应是可逆反应,制备流程如下:
回答下列问题:
(1)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
烧瓶A中制备环己烯的化学方程式为___________;浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择而不用浓硫酸的原因为___________(填字母)。
A.浓硫酸易使原料炭化并产生
B.污染小、可循环使用,符合绿色化学理念
C.同等条件下,用比浓硫酸平衡转化率高
(2)仪器B的作用为___________。
(3)操作2用到的玻璃仪器是烧杯和___________。
(4)流程中饱和食盐水的作用是___________。
Ⅱ.探究乙酸乙酯(沸点77.1℃)在不同温度、不同浓度NaOH溶液中的水解速率。取四支大小相同的试管,在试管外壁贴上体积刻度纸,按下表进行对照实验。在两种不同温度的水浴中加热相同时间后,记录酯层的体积来确定水解反应的速率。
实验试剂 试管Ⅰ(55℃) 试管Ⅱ(55℃) 试管Ⅲ(55℃) 试管Ⅳ(75℃)
乙酸乙酯/mL l
1 mol/L NaOH/mL 5 3 0
蒸馏水/mL 0 2
(5)请完成上表,其中___________,___________,___________。
(6)写出乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式___________。
(7)实验中,试管Ⅳ比试管Ⅱ中的酯层减少更快,其原因有:温度高速率快,还可能有___________。
18. Ⅰ.醛、酮在有机合成中是非常重要中间体。
(1)甲醛所含元素的电负性由小到大的顺序为___________(用元素符号表示),基态O原子的价层电子轨道表示式为___________。
(2)甲醛分子中碳原子的杂化轨道类型为___________,甲醛沸点(19.5℃)低于甲醇沸点(64.8℃),其原因是___________。
(3)醛、酮的羰基能和一些极性试剂(如HCN)发生加成反应。写出丙酮与HCN在一定条件下发生加成反应的化学方程式为___________。
Ⅱ.构建碳骨架在有机合成中是非常重要的一环。
(4)已知共轭二烯与含有双键化合物相互作用,能生成六元环状化合物,例如,在一定条件下,和能发生类似上述的反应,生成两种化合物(互为同分异构体),写出任意一种产物的结构简式___________。
19. 不同组成与结构的物质形成丰富多彩的物质世界。
(1)已知下图A、B、C为常见物质的晶胞结构,其中A为离子晶体,A中含短周期中金属性最强的元素,且阴离子比阳离子多一个电子层,B中元素基态原子的3p轨道上有2个电子,C是空气的成分之一,则图中晶胞结构分别代表A___________,C___________(填化学式),B为___________晶体(填晶体类型)。
(2)实验室可用邻二氮菲()与形成的红色配合物(如下图)测定铁的含量。
①红色配离子的中心离子的配位数为___________。
②红色配离子中不存在的作用力有___________。
A.σ键 B.π键 C.离子键 D.氢键 E.配位键
(3)和的部分性质对比如下表:
熔点/℃ 714 -24
8点/℃ 1412 136.4
室温下状态 固体 无色液体
二者虽然都是金属元素和氯元素形成的化合物,但前者熔点比后者高很多,其原因为___________。
(4)氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。晶胞结构如下图所示。
氮化钼的化学式为___________,Mo原子周围与之等距离的Mo原子个数为___________,氮化钼晶胞边长为a pm,晶胞的密度___________g cm-3(列出计算式即可,设为阿伏加德罗常数的值)。
20. 化合物E是合成降糖药瑞格列净的重要中间体,其合成路线如下图所示:
(1)A的分子式为___________。
(2)C中含有的官能团有___________。
(3)B→C的反应类型为___________。
(4)写出B与Na反应的化学方程式___________。
(5)A的同分异构体中满足下列条件的有___________种(条件:ⅰ.分子中含有苯环;ⅱ.苯环上有两个取代基,其中一个取代基为-COOH),写出其中两个取代基处于对位的一种同分异构体的结构简式___________。
(6)已知:。写出以和为原料制备的合成路线图(无机试剂和有机溶剂任选,合成路线图示例见本题题干)___________。
梅州市2022-2023学年高二下学期期末考试
化学试题 答案解析
本试卷共6页,20小题,满分100分。考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Mo6
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1-10小题,每小题2分;第11-16小题,每小题4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. 我国为人类科技发展作出巨大贡献。下列成果研究的物质属于蛋白质的是
A. 指南针 B. 造纸术 C. 黑火药 D. 合成结晶牛胰岛素
【答案】D
【解析】
【详解】A.指南针的主要成分是磁性氧化铁四氧化三铁,四氧化三铁是含铁的化合物,选项A不符合题意;
B.造纸术研究的物质是纤维素,选项B不符合题意;
C.黑火药研究的物质是硫、碳和硝酸钾,选项C不符合题意;
D.胰岛素的主要成分是蛋白质,故合成结晶牛胰岛素研究的物质是蛋白质,选项D符合题意;
答案选D。
2. 下列物质中不能用于杀菌消毒的是
A. 乙醇 B. 苯酚 C. 乙酸乙酯 D. 次氯酸钠
【答案】C
【解析】
【详解】A.75%乙醇为医用酒精,经常用于消毒,选项A不符合;
B.苯酚有毒,可以使蛋白质变性,苯酚在医院里广泛使用,消毒药皂的味道也是苯酚产生的,选项B不符合;
C.乙酸乙酯不能使蛋白质变性,不能用于杀菌消毒,选项C符合;
D.次氯酸钠具有强氧化性,可以使蛋白质变性,可用于杀菌消毒,选项D不符合;
答案选C。
3. 下列化学用语表述正确的是
A. 乙烯的结构简式:
B. 1-氯丁烷的结构简式:
C. 乙烷的球棍模型:
D. 聚乙烯的链节为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙烯的结构简式:CH2=CH2,选项A错误;
B.1-氯丁烷中氯原子连接在第1个碳上,结构简式为:,选项B正确;
C.乙烷的球棍模型为: ,选项C错误;
D.聚乙烯的链节为:-CH2-CH2-,选项D错误;
答案选B。
4. ⅣA族的碳、硅、锗(Ge)等元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。下列说法不正确的是
A. C.Si,Ge的电负性:CB. C、Si原子的第一电离能:C>Si
C. 基态Ge原子的价层电子排布式为
D. 基态Si原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为哑铃形
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据电负性递变规律,同族元素从上到下,元素电负性逐渐变小,所以电负性:C>Si>Ge,故A错误;
B.根据第一电离能递变规律,同族元素从上到下,第一电离能变小,所以C、Si原子的第一电离能:C>Si,故B正确;
C.Ge原子序数32,根据核外电子排布规律可知,价层电子排布式,故C正确;
D.Si原子序数14,根据核外电子排布规律可知,价层电子排布式,电子占据最高能级为3p能级,电子云轮廓图为哑铃形,故D正确;
答案选A。
5. 下列反应中属于取代反应的是
A. 乙烯与酸性高锰酸钾溶液反应
B. 乙烷与氯气混合后在光照下进行反应
C. 乙醇与氧气在铜催化下加热进行反应
D. 溴乙烷在NaOH的乙醇溶液中加热进行反应
【答案】B
【解析】
详解】A.乙烯含碳碳双键,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,属于氧化反应,故A错误;
B.烷烃与氯气在光照条件下发生取代反应,故B正确;
C.乙醇与氧气在铜催化加热条件下发生催化氧化反应,故C错误;
D.溴乙烷在NaOH的乙醇溶液中加热发生消去反应,故D错误;
答案选B。
6. 下列粒子的VSEPR模型为四面体、且其空间结构为V型的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.SO2分子中S原子价层电子对数为,且含有一个孤电子对,VSEPR模型为平面三角形、空间结构为V形,故A不符合题意;
B.CH4的VSEPR模型和空间结构均为正四面体形,故B不符合题意;
C.中O原子价层电子对数,且含有一个孤电子对,V SEPR模型为四面体形、空间结构为三角锥形,故C不符合题意;
D. H2O中O价层电子对数为,且O含有2个孤电子对,水分子的VSEPR模型是正四面体形,空间构型为V形,故D符合题意;
答案选D。
7. 某有机化合物M的核磁共振氢谱如图所示,M的结构简式可能为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】从图中可以看出,有机化合物M的核磁共振氢谱有三组峰,则表明有机物M分子中含有三种氢原子。
【详解】A.分子结构不对称,分子中含有4种氢原子,选项A不符合题意;
B.分子结构对称,分子中含有二种氢原子,选项B不符合题意;
C.分子结构不对称,分子中含有3种氢原子,选项C符合题意;
D.分子结构不对称,分子中含有4种氢原子,选项D不符合题意;
答案选C。
8. 利用反应(金刚石)可实现人工合成金刚石。下列关于该反应的说法不正确的是
A. 方程式中的四种物质可形成不同类型的晶体
B. 与金刚石中的C原子杂化轨道类型不同
C. 分子中含极性键,但其为非极性分子
D. 通过X-射线衍射可鉴定合成产品是金刚石还是石墨
【答案】B
【解析】
【详解】A.CCl4属于分子晶体,Na属于金属晶体,C属于共价晶体,NaCl属于离子晶体,故A正确;
B.中C的价层电子对数为,为sp3杂化;金刚石为正四面体结构,每个C都与其他4个C相连,属于sp3杂化,故B错误;
C.中C-Cl属于极性键,其空间结构为正四面体,为非极性分子,故C正确;
D.石墨属于混合晶体,金刚石属于共价晶体,二者晶胞边长不同,可通过X-射线衍射进行鉴定,故D正确;
答案选B。
9. 利用下列装置(夹持装置已略去)进行实验,能达到实验目的的是
A. 用装置①检验溴乙烷消去产物中的乙烯 B. 用装置②证明乙炔可使溴水褪色
C. 用装置③分离乙酸乙酯和乙醇 D. 用装置④除去水中的苯酚
【答案】A
【解析】
【详解】A.溴乙烷在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生消去反应产生乙烯,但乙醇挥发同时还能使酸性高锰酸钾褪色,所以用水除去挥发的乙醇,在检验乙烯,A项正确;
B.电石中有硫化物遇水产生H2S,H2S与溴水发生氧化还原反应而使溴水褪色。所以若检验乙炔用溴的苯溶液或者四氯化碳溶液,B项错误;
C.乙酸乙酯和乙醇互溶无法分液,采用蒸馏进行分离提纯,C项错误;
D.过滤是分离固液混合物,而苯酚溶于水无法进行分离,D项错误;
故选A。
10. 下列说法不正确的是
A. “杯酚”分离和体现了超分子的分子识别特征
B. 核酸是生物体遗传信息的携带者,属于高分子化合物
C. 利用油脂在碱性条件下的水解反应可获得人造脂肪
D. 天然橡胶硫化时由线型结构转变为网状结构
【答案】C
【解析】
【详解】A.选择空腔大小适合C60的 “杯酚”能够分离C60和C70,体现了超分子的分子识别特征,故A正确;
B.核酸是生物体遗传信息的携带者,是由许多核苷酸单体形成的聚合物,属于高分子化合物,故B正确;
C.利用油脂在碱性条件下的水解反应可获得甘油以及肥皂的主要成分--高级脂肪酸盐,故C错误;
D.天然橡胶硫化时由线型结构转变为空间网状,故D正确;
答案选C。
11. 下列对有关事实的解释正确的是
事实 解释
A SiO2的熔点比干冰高 SiO2分子间的范德华力比干冰大
B AgCl能溶于氨水 提供孤电子对与Ag+通过配位键形成配合物
C NH3做喷泉实验 NH3与H2O分子间形成氢键,且均为极性分子
D 某些金属盐灼烧呈现不同焰色 电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收光波长不同
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.SiO2属于共价晶体,熔化时破坏共价键,干冰属于分子晶体,熔化时破坏分子作用力,破坏共价键需要的能量远大于破坏分子间作用力,因此SiO2的熔点高于干冰,故A错误;
B.NH中N原子没有孤对电子,无法提供孤对电子给Ag+,AgCl溶于氨水,形成[Ag(NH3)2]+,是由NH3中N提供孤对电子,Ag+提供空轨道,故B错误;
C.氨气作喷泉实验,是因为氨气极易溶于水,氨气极易溶于水的原因:一是氨气为极性分子,水为极性分子,根据“相似相溶”;二是氨气能与水形成分子间氢键,故C正确;
D.某些金属盐灼烧呈现不同焰色,是电子从高能轨道跃迁到低能轨道,释放的能量以不同波长光形式放出,故D错误;
答案为C。
12. X、Y、Z、W是原子序数依次增大的4种短周期元素,X元素原子的价层电子排布式是;Y最外层只有一种自旋方向的电子;X与Z同主族,与某稀有气体具有相同的电子层结构,下列说法正确的是
A. 简单离子半径:XB. 简单氢化物的稳定性:WC. X、Y、W三种元素形成的化合物,其水溶液可能呈碱性
D. 元素X与氯元素按原子个数比1∶1形成的化合物只有氧化性
【答案】C
【解析】
【分析】根据题目信息,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的4种短周期元素,X元素原子的价层电子排布式是,则n=2,X为O元素;X与Z同主族,则Z为S元素;与某稀有气体具有相同的电子层结构,说明W位于第VIIA,且原子序数大于S,则W为Cl;Y最外层只有一种自旋方向的电子,且Y原子序数大于8小于16,则Y为Na元素;
【详解】A.电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同,序数越大半径越小,则可判断,即W>X>Y,故A错误;
B.元素非金属性越强,气态氢化物越稳定,非金属性:Cl>S,所以简单氢化物的稳定性:W>Z,故B错误;
C.X、Y、W三种元素分别为O、Na、Cl,可形成化合物NaClO强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,故C正确;
D.X为O元素,与氯元素按原子个数比1∶1形成的化合物为ClO,根据氯元素的化合价可知其化合价既可升高,也可降低,既有氧化性,也有还原性,故D错误;
答案选C。
13. 下表中的实验操作或实验现象能达到实验目的或得出相应结论的是
选项 实验操作或实验现象 实验目的或结论
A 向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液,浊液变澄清 结合H+能力比C6H5O-强
B 取少量C2H5Br与NaOH水溶液共热,待溶液不分层后,再滴加AgNO3溶液 检验C2H5Br中的溴元素
C 无水乙醇与浓硫酸共热至170℃,将产生气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色 证明产生了乙烯
D 取1 mL淀粉溶液,加入2吨10%的稀硫酸,加热5 min后,再加入少量新制备的Cu(OH)2,加热至沸腾,没有出现砖红色沉淀 淀粉未水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液,苯酚与Na2CO3反应产生可溶性NaHCO3、C6H5ONa,说明结合H+的能力比C6H5O-强,A正确;
B.检验C2H5Br中的溴元素时要取少量C2H5Br与NaOH水溶液共热,待溶液冷却后,取少量向其中加入硝酸酸化,然后再滴加AgNO3溶液,若反应产生浅黄色沉淀,就证明其中含有溴元素,该实验操作中,未排除溶液中的OH-对实验造成的干扰,B错误;
C.乙醇具有挥发性,挥发的乙醇也具有还原性,能够被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色,因此不能证明反应产生了乙烯,C错误;
D.淀粉水解时稀硫酸为催化剂,要根据灼热的新制Cu(OH)2悬浊液是否产生砖红色沉淀判断淀粉水解产生了葡萄糖,应该先加入NaOH溶液中和催化剂硫酸,使溶液显碱性,然后再进行检验,因此不能据此判断得出结论淀粉未水解,D错误;
故合理选项是A。
14. 向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物;继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象的说法正确的是
A. 加入氨水,首先形成的难溶物是[Cu(NH3)4](OH)2
B. 沉淀溶解后,将生成深蓝色的配离子[Cu(H2O)4]2+
C. 向反应后的溶液中加入乙醇,溶液没有变化
D. 在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3的N给出孤对电子
【答案】D
【解析】
【详解】A.向盛有硫酸铜溶液的试管里加入氨水,首先是二者发生复分解反应形成难溶性的碱Cu(OH)2,A错误;
B.在CuSO4溶液中存在[Cu(H2O)4]2+,沉淀溶解后,将生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+,B错误;
C.[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,所以向溶液中加入乙醇后因为溶解度减小析出蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4,C错误;
D.在络离子[Cu(NH3)4]2+中,中心Cu2+提供空轨道,配位体NH3的N给出孤对电子,D正确;
故合理选项是D。
15. 丙烷氧化脱氢法可以制备丙烯,主要反应如下:。在催化剂作用下,C3H8氧化脱氢除生成C3H6外,还生成CO、CO2等物质,C3H8的转化率和C3H6的产率与温度变化关系如下图1:研究人员以铬的氧化物为催化剂,利用CO2的弱氧化性,开发丙烷氧化脱氢制丙烯的新工艺,该工艺反应机理如下图2所示。下列说法不正确的是
A. 对于丙烷制备丙烯的主要反应,增大氧气浓度可以提高C3H8的转化率
B. 550℃时,C3H6的选择性为61.5%( C3H6的选择性)
C. 图2的第i步反应中只有σ键的断裂和形成
D. 图2总反应化学方程式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应是可逆反应,在其它条件不变时,增大反应物O2的浓度,可以使化学平衡正向移动,从而促进C3H8的转化,故C3H8的转化率提高,A正确;
B.根据图3可知C3H6的选择性为:=,B正确;
C.根据图示可知在图2的第i步反应中,C3H8与CrO3反应产生C3H6、Cr2O3、H2O,CrO3中含有3个σ键和3个π键,而生成物Cr2O3中含有4个σ键和2个π键,可见反应过程中既有σ键的断裂和形成,同时也有π键的断裂和形成,C错误;
D.根据反应机理图可知催化剂为CrO3,反应物为CO2与C3H8,生成物为C3H6、CO、H2O,故该工艺总反应的化学方程式为:,D正确;
故合理选项是C。
16. 对羟基扁桃酸是农药、药物、香料合成的重要中同体,它可由苯酚和乙醛酸在一定条件下反应制得。
下列有关说法不正确的是
A. 上述反应的原子利用率可达到100%
B. 可用溶液鉴别苯酚和乙醛酸
C. 对羟基扁桃酸可以发生缩聚反应
D. 1 mol对羟基扁桃酸与足量NaOH溶液反应,消耗3 mol NaOH
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应为加成反应,产物只有一种,所以原子利用率可达到100%,选项A正确;
B.苯酚遇溶液显紫色,乙醛酸不含有酚羟基遇溶液不显紫色,可用溶液鉴别,选项B正确;
C.对羟基扁桃酸分子中有酚羟基、醇羟基和羧基,可以发生缩聚反应,选项C正确;
D.lmol对羟基扁桃酸与足量NaOH溶液反应,只有酚羟基和羧基能参与反应,所以可以消耗2 mol NaOH,选项D不正确;
答案选D。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. Ⅰ.环己烯是重要的化工原料。实验室用环己醇催化脱水制备环己烯,该反应是可逆反应,制备流程如下:
回答下列问题:
(1)操作1的装置如图所示(加热和夹持装置已略去)。
烧瓶A中制备环己烯的化学方程式为___________;浓硫酸也可作该反应的催化剂,选择而不用浓硫酸的原因为___________(填字母)。
A.浓硫酸易使原料炭化并产生
B.污染小、可循环使用,符合绿色化学理念
C.同等条件下,用比浓硫酸的平衡转化率高
(2)仪器B的作用为___________。
(3)操作2用到的玻璃仪器是烧杯和___________。
(4)流程中饱和食盐水的作用是___________。
Ⅱ.探究乙酸乙酯(沸点77.1℃)在不同温度、不同浓度NaOH溶液中的水解速率。取四支大小相同的试管,在试管外壁贴上体积刻度纸,按下表进行对照实验。在两种不同温度的水浴中加热相同时间后,记录酯层的体积来确定水解反应的速率。
实验试剂 试管Ⅰ(55℃) 试管Ⅱ(55℃) 试管Ⅲ(55℃) 试管Ⅳ(75℃)
乙酸乙酯/mL l
1 mol/L NaOH/mL 5 3 0
蒸馏水/mL 0 2
(5)请完成上表,其中___________,___________,___________。
(6)写出乙酸乙酯在NaOH溶液中发生水解反应的化学方程式___________。
(7)实验中,试管Ⅳ比试管Ⅱ中的酯层减少更快,其原因有:温度高速率快,还可能有___________。
【答案】(1) ①. ②. AB
(2)冷凝回流,减少环己醇蒸出 (3)分液漏斗
(4)减少环己烯在水中的溶解度
(5) ①. 1 ②. 3 ③. 5
(6)
(7)水浴温度接近乙酸乙酯沸点,温度越高,乙酸乙酯挥发越快,则酯层减少更快
【解析】
【小问1详解】
在FeCl3 6H2O催化作用下,环己醇发生消去反应,生成环己烯和水,其方程式为;
【小问2详解】
B是冷凝管,其用途是冷凝回流,减少环己醇蒸出;
【小问3详解】
操作2是分液,需要用到的玻璃仪器有烧杯和分液漏斗;
【小问4详解】
用饱和食盐水可以降低环己烯在水中的溶解度,提高产率;
【小问5详解】
探究乙酸乙酯在不同温度、不同浓度的NaOH溶液中的水解速率,四个试管中乙酸乙酯的体积都应该是1ml,即V1=V2=V3=1;试验I和试验III探究的是浓度对乙酸乙酯水解的影响,但是必须保证溶液的总体积相等,故试管III蒸馏水的体积为5ml,即V6=5,试管IV的氢氧化钠溶液体积为3ml,即V4=3;
【小问6详解】
乙酸乙酯在NaOH中加热水解成乙酸钠和乙醇,其方程式为;
【小问7详解】
乙酸乙酯的沸点为77.1℃,水浴温度接近乙酸乙酯的沸点,温度越高,乙酸乙酯挥发越快,导致试管中酯层减少速率加快,干扰了实验结果。
18. Ⅰ.醛、酮在有机合成中是非常重要的中间体。
(1)甲醛所含元素的电负性由小到大的顺序为___________(用元素符号表示),基态O原子的价层电子轨道表示式为___________。
(2)甲醛分子中碳原子的杂化轨道类型为___________,甲醛沸点(19.5℃)低于甲醇沸点(64.8℃),其原因是___________。
(3)醛、酮的羰基能和一些极性试剂(如HCN)发生加成反应。写出丙酮与HCN在一定条件下发生加成反应的化学方程式为___________。
Ⅱ.构建碳骨架在有机合成中是非常重要的一环。
(4)已知共轭二烯与含有双键化合物相互作用,能生成六元环状化合物,例如,在一定条件下,和能发生类似上述的反应,生成两种化合物(互为同分异构体),写出任意一种产物的结构简式___________。
【答案】(1) ①. H②.
(2) ①. sp2 ②. 甲醇分子间有氢键
(3) (4) 或
【解析】
【小问1详解】
甲醛分子式为CH2O,所含元素为C、H、O,其电负性从小到大的顺序为H【小问2详解】
甲醛是平面型分子,含有C=O,故C采取sp2杂化;甲醇分子间有氢键,故甲醛的沸点低于甲醇;
【小问3详解】
丙铜中的羰基与HCN发生加成反应,-H加到O上,-CN加到C上,其方程式为;
【小问4详解】
根据断键基理,两个分子断键之后的产物是 和 ,故产物有两种 或 。
19. 不同组成与结构的物质形成丰富多彩的物质世界。
(1)已知下图A、B、C为常见物质的晶胞结构,其中A为离子晶体,A中含短周期中金属性最强的元素,且阴离子比阳离子多一个电子层,B中元素基态原子的3p轨道上有2个电子,C是空气的成分之一,则图中晶胞结构分别代表A___________,C___________(填化学式),B为___________晶体(填晶体类型)。
(2)实验室可用邻二氮菲()与形成的红色配合物(如下图)测定铁的含量。
①红色配离子的中心离子的配位数为___________。
②红色配离子中不存在的作用力有___________。
A.σ键 B.π键 C.离子键 D.氢键 E.配位键
(3)和的部分性质对比如下表:
熔点/℃ 714 -24
8点/℃ 1412 136.4
室温下状态 固体 无色液体
二者虽然都是金属元素和氯元素形成的化合物,但前者熔点比后者高很多,其原因为___________。
(4)氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。晶胞结构如下图所示。
氮化钼的化学式为___________,Mo原子周围与之等距离的Mo原子个数为___________,氮化钼晶胞边长为a pm,晶胞的密度___________g cm-3(列出计算式即可,设为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1) ①. NaCl ②. CO2 ③. 共价晶体
(2) ①. 6 ②. CD
(3)属于离子晶体,属于分子晶体,离子晶体的熔沸点一般大于分子晶体
(4) ①. Mo2N ②. 12
③.
【解析】
【小问1详解】
A为离子晶体,A含短周期金属性最强元素即Na元素,且阴离子比阳离子多一个电子层,则A为NaCl晶体;B中元素基态原子的3p轨道上有2个电子即为Si元素;C是空气的成分之一由图可知为CO2;
【小问2详解】
①由图可知该配位离子中与N形成配位键共有6个;
②该红色配离子为配离子,所以不存在离子键和氢键,但含有配位键,且邻二氮菲中含碳碳双键或碳氮双键,说明存在σ键和π键,故答案选CD;
【小问3详解】
和虽然都是金属元素和氯元素形成的化合物,但前者熔点比后者高很多,其原因是属于离子晶体,属于分子晶体,离子晶体的熔沸点一般大于分子晶体,所以前者熔点比后者高很多;
【小问4详解】
黑球代表Mo,白球代表N,则一个晶胞中Mo数目为,N的数目为,所以化学式为Mo2N;以面心Mo为例,Mo原子周围与之等距离的Mo位于过该原子且相互垂直的三个截面上,有3×4=12个;氯化钼晶胞边长为a pm,晶胞的密度为。
20. 化合物E是合成降糖药瑞格列净的重要中间体,其合成路线如下图所示:
(1)A的分子式为___________。
(2)C中含有的官能团有___________。
(3)B→C的反应类型为___________。
(4)写出B与Na反应的化学方程式___________。
(5)A的同分异构体中满足下列条件的有___________种(条件:ⅰ.分子中含有苯环;ⅱ.苯环上有两个取代基,其中一个取代基为-COOH),写出其中两个取代基处于对位的一种同分异构体的结构简式___________。
(6)已知:。写出以和为原料制备的合成路线图(无机试剂和有机溶剂任选,合成路线图示例见本题题干)___________。
【答案】(1)C10H12O2
(2)醚键、碳溴键 (3)取代反应
(4) (5) ①. 6 ②.
(6)
【解析】
【分析】对比A和B结构简式可知醛基变为醇羟基,发生还原反应,B通过与HBr发生取代反应生成C,C到D的反应过程为原子团取代溴原子,D在乙醇的作用下与反应成环生成E;
【小问1详解】
结合A结构简式可知其分子式为C10H12O2;
【小问2详解】
C含有的官能团为醚键和碳溴键;
【小问3详解】
对比B和C结构简式可知羟基被取代为溴原子,反应类型为取代反应;
【小问4详解】
B含有醇羟基可与金属Na反应生成氢气,反应方程式:;
【小问5详解】
A的同分异构体含有苯环,苯环上有两个取代基,其中一个取代基为-COOH,则另一个取代基为丙基或是异丙基,取代基为丙基时,与羧基有邻间对3种异构体;取代基为异丙基时,与羧基有邻间对3种异构体,共计6种;两个取代基处于对位的一种同分异构体的结构简式可能为:;
【小问6详解】
参考合成路线中C→D可得,在碱性条件下将酯基水解再酸化可得,结合已知信息,在加热条件下反应可生成,具体合成路线:。

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