四川省绵阳南山中学2023-2024高二下学期期中考试 化学试题 (原卷版+解析版)

四川省绵阳南山中学2023-2024高二下学期期中考试  化学试题 (原卷版+解析版)

绵阳南山中学2024年春季高2022级半期考试化学试题
本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷由第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)组成,共5页;答题卡共2页。满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1. 答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色墨水签字笔填写清楚,同时用2B铅笔将考号准确填涂在“考号”栏目内。
2. 选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案;非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡的对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
3. 考试结束后将答题卡收回。
相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cu 64 Se 79
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项最符合题意)
1. 生活中的化学无处不在,下列关于生活中的化学描述正确的是
A. 玛瑙、水晶、钻石、红宝石等装饰品的主要成分都是硅酸盐
B. 人体细胞和细胞器的双分子膜属于一种可以自组装的超分子
C. 《本草纲目》中“凡坏酸之酒,皆可蒸烧”,所用的分离方法是蒸发
D. N95型口罩的核心材料是聚丙烯,它能使溴水褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.玛瑙、水晶成分为二氧化硅,钻石成分为碳,不是硅酸盐,A错误;
B.双分子膜具有选择渗透性,细胞和细胞器的双分子膜具有自组装特征,属于一种可以自组装的超分子,B正确;
C.“酸坏”是指少量乙醇被氧化为乙酸,分离乙醇和乙酸的方法为蒸馏,C错误;
D.聚丙烯中无双键,故不能使溴水褪色,D错误;
故答案为:B。
2. 下列各物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同是
A. Cl2和KCl B. SiO2和SO2 C. CO2和H2O D. C60和金刚石
【答案】C
【解析】
【详解】A.KCl中含离子键,为离子晶体,而Cl2中含共价键,为分子晶体,A不符合题意;
B.SO2和SiO2中均为共价键,但CO2为分子晶体,SiO2为共价晶体,B不符合题意;
C.CO2和H2O中均为共价键,且均为分子晶体,C符合题意;
D.C60和金刚石中均为共价键,但C60为分子晶体,金刚石为原子晶体,D不符合题意;
故选C。
3. 1, 3-丁二烯(CH2=CH-CH=CH2)和1-丁炔(CHC-CH2-CH3)在下列哪一种检测仪上显示出的信号是完全相同的
A. 元素分析仪 B. 质谱仪 C. 红外光谱仪 D. 核磁共振仪
【答案】A
【解析】
【详解】A.组成相同,由元素分析仪显示的信号(或数据)完全相同,A符合题意;
B.1, 3-丁二烯(CH2=CH-CH=CH2)和1-丁炔(CH≡C-CH2-CH3)互为同分异构体,质谱仪能用高能电子流等轰击样品分子,使该分子失去电子变为带正电荷的分子离子和碎片离子,同分异构体得到的碎片不同,B不符合题意;
C.二者的结构不同,官能团不同,红外光谱仪不同,C不符合题意;
D.分子中氢原子的种类不同:前者4种氢后者三种氢,核磁共振仪不同,D不符合题意;
故选A。
4. 下列化学用语表述正确的是
A. 异丁烷的球棍模型: B. 羟基的电子式:
C. 硝基苯的结构简式: D. 的系统命名:2-乙基丁烷
【答案】B
【解析】
【详解】A.异丁烷的结构简式为CH3CH(CH3)2,C原子半径较大,其球棍模型为球棍模型为:,故A错误;
B.羟基中O原子上有一个未成对电子,羟基的电子式:,故B正确;
C.硝基苯中N原子与苯环上C原子相连,结构简式为:,故C错误;
D.最长碳链为5,称为戊烷,在3号碳上含有1个甲基,正确命名为3 甲基戊烷,故D错误;
故选B。
5. 下列各组元素或物质性质的递变规律判断错误的是
A. 熔点:Al>Mg>Na B. 金属性:LiC. 电负性:CS>P
【答案】D
【解析】
【详解】A.金属晶体中,金属阳离子所带的电荷数越多,金属阳离子半径越小,金属键越强,熔点越高,故熔点为:Al>Mg>Na,A正确;
B.同一主族随着核电荷数的递增,金属性逐渐增强,故金属性:Li<Na<K,B正确;
C.同一周期随着核电荷数的递增,电负性逐渐增大,C<N<O,C正确;
D.F元素没有最高正价,D错误;
故选D。
6. 下列有关分子结构和性质的说法正确的是
A. 冰融化时,H2O分子中H—O键发生断裂
B. NH3比PH3稳定是因为NH3分子间存在氢键
C. H2O2易溶于水难溶于CCl4可用“相似相溶”原理解释
D. 臭氧是含有非极性键的极性分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.冰融化时发生物理变化,不破坏化学键,分子中H-O键不发生断裂,A错误;
B.氢键影响物理性质,不影响氢化物稳定性,NH3比PH3稳定是因为N元素非金属强于P,B错误;
C.过氧化氢和水都是极性分子,过氧化氢易溶于水,难溶于四氯化碳可用相似相溶原理解释,C正确;
D.由于大派键的存在,臭氧分子中氧原子周边的电子云密度不均衡,氧氧键是极性共价键,分子的正负电荷中心不重合,是极性分子,D正确;
故选C。
7. 阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
A. 12 g 金刚石中C—C键的数目为4 NA
B. 12 g 石墨烯中含有0.5 NA个六元环
C. 标准状况下,22.4 L 氯仿中所含分子数为NA
D. 1 mol CaC2含有的阴阳离子总数为3 NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.12g金刚石中含有1molC原子,金刚石中每个C与其它4个C相连,形成的碳碳键数目为:×4=2,则1molC形成2molC-C键,所含C-C键的数目为2NA,故A错误;
B.12g石墨烯的物质的量为1mol,一个六元碳环中含有×6=2个C,所以12g单层石墨中含有六元环的个数为0.5NA,故B正确;
C.标准状况下,氯仿为液体,故不能气体摩尔体积来计算其物质的量,故C错误;
D.CaC2由Ca2+和组成,1 mol CaC2含有的阴阳离子总数为2NA,故D错误;
故选B。
8. 几种晶体的晶胞(或晶体结构)如图所示,下列说法正确的是
NaCl晶胞 CO2晶胞
金刚石晶胞 石墨晶体结构
A. NaCl中Na+的配位数小于干冰中CO2分子的配位数
B. 氯化钠晶体中,每个Na+周围距离最近且相等的Na+有6个
C. 若金刚石的晶胞边长为a,其中两个最近的碳原子之间的距离为
D. 石墨晶体层内是共价键,层间是范德华力,所以石墨是一种过渡晶体
【答案】A
【解析】
【详解】A.NaCl晶体中Na+的配位数为6;干冰中CO2分子的配位数==12,所以NaCl中Na+的配位数小于干冰中CO2分子的配位数,A正确;
B.氯化钠晶体中,每个Na+周围距离最近且相等的Na+有12个,如图晶胞中以体心的Na+为例,和它距离最近且相等的Na+有12个,B错误;
C.若金刚石的晶胞边长为a,由题干晶胞结构示意图可知,其中两个最近的碳原子之间的距离为晶胞体对角线长度的=a,C错误;
D.石墨晶体层内是共价键,层间是范德华力,有共价晶体、分子晶体、金属晶体的特征,所以石墨为混合气体,D错误;
故答案为:A。
9. 短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,最外层电子数之和为16。W和Y为同主族元素,其简单氢化物的沸点:Y>W;X是同周期中金属性最强的元素。下列说法错误的是
A. 原子半径:X>W B. 元素Y与Z可形成共价化合物
C. 单质的熔点:Y>X D. Y、Z的最高价含氧酸均是弱酸
【答案】D
【解析】
【详解】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,它们原子的最外层电子数之和为16,同周期中金属性最强的元素X,可知X是Li或Na,则W、Y、Z的最外层电子数为15,W、Y同主族,简单氢化物的沸点:Y>W,则W为C,Y为Si,Z为Cl,X为Na,以此分析;
【分析】A.电子层越多,简单微粒半径越大,半径Na>C,A正确;
B.SiCl4属于共价型化合物,B正确;
C.熔点Na<Si,C正确;
D.Y的最高价含氧酸为H2SiO3属于强酸,Z的最高价含氧酸为HClO4属于强酸,D错误;
故答案为:D。
【点睛】
10. 下列离子方程式书写错误的是
A. 用硫酸铜溶液除去乙炔中的硫化氢:Cu2+ + H2S= CuS↓ + 2H+
B. AgNO3溶液中滴加氨水至沉淀刚好溶解:Ag+ + 2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]+ + 2H2O
C. 溴与冷的NaOH溶液反应:Br2 + OH-=Br- + BrO- + H+
D. 溴乙烷与氢氧化钠的乙醇溶液反应:CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2+NaBr+H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙炔不会和硫酸铜溶液反应,而硫化氢和硫酸铜溶液反应的离子方程式为:Cu2++H2S=CuS↓+2H+,A正确;
B.AgNO3溶液中滴加氨水至沉淀刚好溶解为:Ag++2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]++2H2O,B正确;
C.溴与冷的NaOH溶液反应的离子方程式为:Br2 +2OH-=Br-+BrO-+H2O,C错误;
D.溴乙烷与氢氧化钠的乙醇溶液反应:CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2+NaBr+H2O,D正确;
故选C。
11. 下列说法正确的是
A. 除去乙烷中的少量乙烯,在催化剂条件下向混合气体中通入氢气
B. 用酸性高锰酸钾溶液可鉴别苯和环己烷
C. 分液时,下层液体从下口放出,继续放出上层溶液于另一烧杯
D. 在苯甲酸重结晶实验中,趁热过滤的目的是除去泥沙、减少苯甲酸的析出
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烯能与氢气反应生成乙烷,但有机反应通常不能完全,且不好控制氢气的用量,A错误;
B.苯和环己烷都不能是酸性高锰酸钾溶液褪色,故用酸性高锰酸钾溶液无法鉴别苯和环己烷,B错误;
C.分液时,下层液体从下口放出,但上层溶液需从上口倒出到另一烧杯中,C错误;
D.苯甲酸在水中的溶解度不大,且随着温度升高而增大,泥沙不溶于水,将热饱和溶液趁热过滤的目的是除去泥沙,并减少苯甲酸的损失,D正确;
故答案为:D。
12. DDT曾经是使用广泛的杀虫剂,但因其极难降解而禁止使用。DDT的结构简式如图,下列关于DDT的说法中正确的是
A. DDT属于芳香烃,分子式为C14H9Cl5
B. DDT能发生消去反应和取代反应
C. DDT进行一氯取代后可生成五种有机产物
D 向DDT中滴加AgNO3溶液,能观察到白色沉淀产生
【答案】B
【解析】
【详解】A.DDT中除了含有C、H元素外还含有Cl,它不属芳香烃,A错误;
B.该物质中含有-CH-CCl3可发生取代反应和消去反应,B正确;
C.DDT分子的等效氢如图所示,C错误;
D.DDT无法电离出Cl-,不能与AgNO3溶液产生白色沉淀,D错误;
故选B。
13. 下列装置或实验操作能达到实验目的的是
A B
证明石蜡分解产物中含有烯烃 实验室制乙炔
C D
制备溴苯 制取纯净的一氯甲烷
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.石蜡分解产生多种不饱和烃,能使酸性高锰酸钾溶液褪色说明有不饱和烃产生,分解产物中含有烯烃,A正确;
B.在实验室用电石与水制取乙炔时,为控制反应速率,选择饱和食盐水代替水,B错误;
C.溴易挥发,制备溴苯不需要加热,C错误;
D.甲烷与氯气的混合物在光照条件下甲烷分子中的氢原子被氯原子逐步取代,生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷等,不能得到纯净的一氯甲烷,D错误;
故选A。
14. 硒化钠(Na2Se)是一种重要的光敏材料,广泛应用于光电子器件中。该晶体的晶胞示意图如下,已知,晶胞参数为a nm,设1号原子坐标参数为(0,0,0),3号原子坐标参数为(1,1,1),阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是
A. 每个晶胞中含有4个Se2-
B. 2号原子坐标参数为
C. Na+填充在Se2-构成的正四面体空隙中
D. 该晶胞的密度为g·cm-3
【答案】D
【解析】
【详解】A.Se2-位于晶胞的顶点和面心,利用均摊法可以计算得到一个晶胞中含有的Se2-数目为个,A正确;
B.设1号原子坐标参数为(0,0,0),3号原子坐标参数为(1,1,1),由晶胞结构可知,2号原子坐标参数为,B正确;
C.根据晶胞结构可知,钠离子位于Se2-组成的正四面体的体心,C正确;
D.该晶胞中含有8个Na+,个Se2-,该晶胞的密度为, D错误;
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
二、填空题(本题共4小题,共58分)
15. 按要求回答下列问题:
(1)请将下列几组物质的编号填写在空格上:①D与T ②金刚石与C60 ③CH2=CHCH3和CH2=CH2④CH4和CH3CH2CH3 ⑤CH3CH2CH(CH3)2和CH3(CH2)3CH3 ⑥和。互为同位素的是_______;互为同系物的是_______;互为同分异构体的是_______。
前四周期元素A、B、M、D、E原子序数依次增大,其相关性质如表所示:
A 2p能级电子半充满
B 与A同周期,且原子核外有2个未成对电子
M 前三周期元素中,M元素电负性最小
D 其基态原子的价层电子排布式为nsn-1npn+1
E 前四周期元素中,E元素基态原子未成对电子数最多
请根据以上情况,回答下列问题:
(2)A元素在周期表中位置为____________,位于元素周期表的____区,其最高价氧化物对应水化物的阴离子的空间构型为____________。
(3)D基态原子的电子占据的最高能层符号为____,最高能级的电子云形状为____________。
(4)ABD三种元素第一电离能由小到大的顺序为________________(用元素符号表示)。BMD三种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为________________(用离子符号表示)。
(5)A和B形成的简单氢化物中,键角较大的是________(填化学式),原因是________________。
(6)E的基态原子核外有____种运动状态不同的电子,该原子的简化电子排布式为_________________。
【答案】(1) ①. ① ②. ③④ ③. ⑤
(2) ①. 第二周期第ⅤA族 ②. p ③. 平面三角形
(3) ①. M ②. 哑铃形
(4) ①. Sr(O2-)>r(Na+)
(5) ①. NH3 ②. H2O和NH3中心原子都采取sp3杂化,H2O有两对孤电子对,NH3有一对孤电子对,孤电子对数越多,对成键电子对的排斥越大,键角越小
(6) ①. 24 ②. [Ar]3d54s1
【解析】
【分析】根据A的2p能级电子半充满,则A为N,B与A同周期,且原子序数增大和原子核外有2个未成对电子,则B为O,M是前三周期元素中,电负性最小的元素,金属性最强,M为Na,D的基态原子外围电子排布式为nsn-1npn+1,则n-1=2,n=3,D为S,E为前四周期元素中基态原子未成对电子数最多,则E为Cr,基态原子价电子排布为3d54s1,有6个未成对电子。
【小问1详解】
①D与T都属于氢元素,是氢元素的不同核素,互为同位素;
②金刚石与C60都是碳元素的不同单质,互为同素异形体;
③CH2=CHCH3和CH2=CH2都含1个碳碳双键,结构相似,分子组成相差CH2,互为同系物;
④CH4和CH3CH2CH3都是烷烃,结构相似,分子组成相差2个CH2,互为同系物;
⑤CH3CH2CH(CH3)2和CH3(CH2)3CH3分子式都是C5H12,结构不同,互为同分异构体;
⑥和是同种物质;
故互为同位素的是①,互为同系物的是③④,互为同分异构体的是⑤;
【小问2详解】
A为N元素,原子序数为7,在周期表中第二周期第ⅤA族,位于元素周期表的p区,其最高价氧化物对应水化物为HNO3,阴离子的中心原子N原子为sp2杂化,空间构型为平面三角形;
【小问3详解】
D为S,基态原子价电子排布为3s23p4,电子占据的最高能层为第三能层,符号为M,最高能级为3p,电子云形状为哑铃形;
【小问4详解】
同一周期从左到右,元素第一电离能呈增大趋势,但是最高能级的轨道中电子半满或全满的元素更稳定,第一电离能比相邻元素大,故第一电离能N>O,同一主族从上到下,第一电离能减小,故第一电离能O>S,故三种元素第一电离能由小到大的顺序为Sr(Na+),硫的简单离子S2-比Na+和O2-多一个电子层,半径最大,故三种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为r(S2-)>r(O2-)>r(Na+);
【小问5详解】
A和B形成的简单氢化物分别是NH3和H2O,它们中心原子都采取sp3杂化,H2O有两对孤电子对,NH3有一对孤电子对,孤电子对数越多,对成键电子对的排斥越大,键角越小,故键角:NH3>H2O;
【小问6详解】
E为Cr,元素的原子序数为24,原子核外有24个电子,根据保利不相容原理,基态原子核外有24种运动状态不同的电子,该原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s1。
16. 秦始皇帝陵博物院首次在兵马俑的彩绘中发现了古人人工合成的“中国蓝”“中国紫”颜料。通过对这些颜料的研究发现,其成分主要是钡和铜的硅酸盐(BaCuSixOy) 。
回答下列问题:
(1)“中国蓝”的发色与硫酸铜溶液呈天蓝色类似,都是由于形成了[Cu(H2O)4]2+,该配离子中Cu2+提供_______,配位原子是_______,1 mol [Cu(H2O)4]2+中σ键的数目为_________。
(2)写出向硫酸铜溶液里逐滴加入氨水过程中沉淀溶解的离子方程式_______________,再向溶液中加入乙醇,会析出深蓝色晶体____________(写出化学式)。
(3)“中国蓝”“中国紫”中存在四面体结构,其中Si原子采取的杂化方式为_______。
(4)BaO的熔沸点_____MgO(填“>”“<”“=”),原因是______________。
(5)立方CuO晶胞结构如图所示。其中Cu2+的配位数为_______。NA代表阿伏加德罗常数的值,晶胞参数为a pm,则其晶体密度为___________g·cm-3。
【答案】(1) ①. 空轨道 ②. O ③. 12NA
(2) ①. Cu(OH)2+4NH3= [Cu(NH3)4]2++2OH-或Cu(OH)2+4NH3·H2O= [Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O ②. [Cu(NH3)4]SO4·H2O
(3)sp3杂化 (4) ①. < ②. MgO和BaO都是离子晶体,Mg2+和Ba2+所带电荷相同,前者半径更小,MgO离子键更强,熔沸点更高
(5) ①. 6 ②.
【解析】
【小问1详解】
配位键是特殊的共价键,原子对成键的贡献不均等,它是由一方提供空轨道(往往是过渡金属及其离子)而另一方提供孤电子对而形成的,所以Cu2+提供空轨道,O提供孤电子对,O是配位原子,1mol中含有4molH2O,1molH2O中含有2molσ键,1molH2O和Cu2+形成1mol配位键,属于σ键,故1mol含有12molσ键;
故答案为:空轨道;O;12NA;
【小问2详解】
氢氧化铜会溶于氨水,其化学方程式为:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-或Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,加入极性较小的乙醇,会析出深蓝色的晶体:[Cu(NH3)4]SO4·H2O;
故答案为:Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-或Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O;[Cu(NH3)4]SO4·H2O;
【小问3详解】
分子为立体四面体构型,该分子只能采取sp3杂化,则Si原子采取的杂化方式为sp3杂化;
故答案为:sp3杂化;
【小问4详解】
离子晶体熔沸点的取决于晶格能,晶格能大小取决于离子半径、离子所带电荷数,半径小、电荷数多,熔沸点就高,而MgO和BaO都是离子晶体,且Mg2+和Ba2+所带电荷相同,前者半径更小,MgO离子键更强,熔沸点更高;
故答案为:<;MgO和BaO都是离子晶体,Mg2+和Ba2+所带电荷相同,前者半径更小,MgO离子键更强,熔沸点更高;
【小问5详解】
铜离子的配位数即离铜最近的的个数,以顶点一个Cu2+为例,距它最近的位于三条棱心有三个,同时晶体延伸三条棱还能找到3个,所以配位数为6;晶胞密度的计算公式为(M为摩尔质量,N为微粒个数,V为晶胞体积),晶胞体积为,Cu2+处于8顶点和6个面心均摊为:,处于12条棱的中心和1个体心均摊为:,带入公式计算得;
故答案为:6;。
17. 苯胺是一种重要的精细化工原料,在染料、医药等行业中具有广泛的应用。
物质 相对分子质量 沸点/℃ 密度/(g·mL-1) 溶解性
硝基苯 123 210.9 1.23 不溶于水,易溶于乙醇、乙醚
苯胺 93 184.4 1.02 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚;还原性强、易被氧化
(1)实验室以苯为原料制取苯胺,其反应原理如下:
第一步: _________________;
第二步: + 3H2 + 2H2O
(2)制取硝基苯
实验步骤:实验室采用如图所示装置制取硝基苯,恒压滴液漏斗中装有一定量的苯,三颈烧瓶中装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物。
①下列说法中正确的是____________(填字母)。
A. 配制混酸时,将浓硝酸沿杯壁缓缓加入浓硫酸中,并不断搅拌、冷却
B. 浓硫酸可以降低该反应的活化能
C. 温度控制在50~60 ℃原因之一是减少副反应的发生
D. 制得的粗硝基苯可以先用乙醇萃取,分液后再洗涤
②制备硝基苯时使用了恒压滴液漏斗,其作用是________________;
③粗硝基苯中有少量浓硫酸、浓硝酸,可选用的除杂试剂是_______________;
(3)制取苯胺
步骤1:组装好实验装置并检查气密性;
步骤2:先向三颈烧瓶中加入沸石及硝基苯,再取下恒压滴液漏斗,换上温度计;
步骤3:打开活塞K,通入H2一段时间;
步骤4:利用油浴加热;
步骤5:反应结束后,关闭活塞K,向三颈烧瓶中加入生石灰;
步骤6:调整好温度计的位置,继续加热,收集182~186 ℃馏分,得到较纯苯胺。
回答下列问题:
①步骤4中油浴加热的优点是___________;
②步骤5中加入生石灰的作用是____________;
③步骤6中,仪器A名称是______________,冷凝水的流向为____→____(填字母);
④若实验中硝基苯用量为10 mL,最后得到苯胺5.6 g,苯胺的产率为_________(精确到0.1%)。
【答案】(1)+HNO3+H2O
(2) ①. BC ②. 平衡气压,使苯顺利流下 ③. NaOH溶液
(3) ①. 加热温度恒定、受热均匀,加热温度较高 ②. 吸收反应生成的水 ③. (直形)冷凝管 ④. a ⑤. b ⑥. 60.2%
【解析】
【分析】该实验以苯、浓硫酸、浓硝酸制备硝基苯,该实验用水浴加热,反应物苯、硝酸易挥发,长导管起到冷凝回流的作用,反应完毕后,分离、除杂。硝基苯和氢气反应制备苯胺,蒸馏分离出苯胺。
【小问1详解】
由题意可知第一步是苯的硝化反应,化学方程式:+HNO3+H2O;
【小问2详解】
①A.配制混酸时,将浓硫酸沿杯壁缓缓加入浓硝酸中,并不断搅拌、冷却,故A错误;B.浓硫酸在反应中既是催化剂,也是吸水剂,可以降低该反应活化能,故B正确;C.温度控制在50~60°C原因之一是减少副反应的发生,故C正确;C.乙醇与水任意比互溶,不能用来做萃取剂,故D错误;故答案为:BC;
②恒压滴液漏斗的作用是平衡气压,使苯顺利流下;
③粗硝基苯中有少量浓硫酸、浓硝酸,可选用的除杂试剂是NaOH溶液;
【小问3详解】
①由题中信息可知,该反应温度需要140℃,步骤4中油浴加热的优点是加热温度恒定、受热均匀,加热温度较高;
②步骤5中加入生石灰的作用是吸收生成的水;
③步骤6中,仪器A的名称是(直形)冷凝管,冷凝水下进上出,流向为a→b;
④实验中硝基苯用量为10mL,质量为:10mL×1.23g/mL=12.3g,理论上生成苯胺g=9.3g,实际生成苯胺的质量为5.6g,苯胺的产率为×100%=60.2%。
18. 有机化合物A是一种重要化工原料,用其可制备一系列化工产品,如图所示。
请回答下列问题:
(1)A的名称为____________,B中官能团的名称是____________,E的分子式为____________。
(2)反应①~④中,属于取代反应的有_________(填反应编号)。
(3)F是高分子化合物,写出A→F的化学方程式_____________。
(4)G在浓硫酸、加热的条件下也可转化为A,写出该反应的化学方程式___________。
(5)D→E的另一种产物是NaCl,生成1 mol E至少需要_______g NaOH。
(6)已知羟基(-OH)直接与苯环相连时形成的物质为酚,则G的同分异构体中,属于酚的物质有___种,其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为6∶2∶1∶1的结构简式为_____________。
【答案】(1) ①. 苯乙烯 ②. 碳氯键 ③. C8H16O3
(2)②④ (3)n
(4)+H2O
(5)120 (6) ①. 9 ②. 、
【解析】
【分析】A 是苯乙烯,A 和氯气发生反应D(加成反应)生成卤代烃 B,B 发生苯环上的取代反应(反应2)生成 C,C和氢气加成生成 D,D在碱性条件下发生水解反应(或取代反应)生成醇 E;
【小问1详解】
根据A的结构简式可知,A 是苯乙烯;B中官能团的名称是碳氯键,根据结构简式可知,E的分子式为C8H16O3;
【小问2详解】
①是苯乙烯与氯气发生加成反应生成B,②是B与氯气发生苯环上的取代反应(反应2)生成 C,③是C在镍的催化下与氢气发生加成反应生成D,④是D在强碱的水溶液中发生水解反应(也属于取代反应)生成E;反应①~④中,属于取代反应的有②④;
【小问3详解】
F是高分子化合物,则为苯乙烯发生加聚反应生成聚苯乙烯,故A→F的化学方程式为n;
【小问4详解】
G在浓硫酸、加热的条件下也可转化为A,为醇的消去反应,该反应的化学方程式为+H2O;
【小问5详解】
根据D的结构简式可知,D中含有三个碳氯键,D→E的另一种产物是NaCl,生成1 mol E至少需要消耗3molNaOH,即140g NaOH;
【小问6详解】
G为,其属于酚类的同分异构体,则应将羟基直接连在苯环上,第一种情况为苯环上连有-OH与-C2H5,它们的位置关系有邻间对三种,第二种情况为苯环连有三个取代基分别为-OH与两个-CH3,3个取代基中2个相同,则它们的位置关系有六种,故X的同分异构体中属于酚类一共有9种;其中符合核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为6:2:1:1的X的结构简式则应该构造对称的两个甲基,故结构为:或者。绵阳南山中学2024年春季高2022级半期考试化学试题
本试卷分为试题卷和答题卡两部分,其中试题卷由第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)组成,共5页;答题卡共2页。满分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1. 答题前,考生务必将自己的学校、班级、姓名用0.5毫米黑色墨水签字笔填写清楚,同时用2B铅笔将考号准确填涂在“考号”栏目内。
2. 选择题使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目标号的位置上,如需改动,用橡皮擦擦干净后再选涂其它答案;非选择题用0.5毫米黑色墨水签字笔书写在答题卡的对应框内,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
3. 考试结束后将答题卡收回。
相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cu 64 Se 79
第Ⅰ卷(选择题,共42分)
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项最符合题意)
1. 生活中的化学无处不在,下列关于生活中的化学描述正确的是
A. 玛瑙、水晶、钻石、红宝石等装饰品的主要成分都是硅酸盐
B. 人体细胞和细胞器的双分子膜属于一种可以自组装的超分子
C. 《本草纲目》中“凡坏酸之酒,皆可蒸烧”,所用的分离方法是蒸发
D. N95型口罩核心材料是聚丙烯,它能使溴水褪色
2. 下列各物质中,化学键类型相同,晶体类型也相同的是
A. Cl2和KCl B. SiO2和SO2 C. CO2和H2O D. C60和金刚石
3. 1, 3-丁二烯(CH2=CH-CH=CH2)和1-丁炔(CHC-CH2-CH3)在下列哪一种检测仪上显示出的信号是完全相同的
A. 元素分析仪 B. 质谱仪 C. 红外光谱仪 D. 核磁共振仪
4. 下列化学用语表述正确的是
A. 异丁烷的球棍模型: B. 羟基的电子式:
C. 硝基苯的结构简式: D. 的系统命名:2-乙基丁烷
5. 下列各组元素或物质性质的递变规律判断错误的是
A. 熔点:Al>Mg>Na B. 金属性:LiC. 电负性:CS>P
6. 下列有关分子结构和性质说法正确的是
A. 冰融化时,H2O分子中H—O键发生断裂
B. NH3比PH3稳定是因为NH3分子间存在氢键
C H2O2易溶于水难溶于CCl4可用“相似相溶”原理解释
D. 臭氧是含有非极性键的极性分子
7. 阿伏加德罗常数的值为NA,下列说法正确的是
A. 12 g 金刚石中C—C键的数目为4 NA
B. 12 g 石墨烯中含有0.5 NA个六元环
C. 标准状况下,22.4 L 氯仿中所含分子数为NA
D. 1 mol CaC2含有的阴阳离子总数为3 NA
8. 几种晶体的晶胞(或晶体结构)如图所示,下列说法正确的是
NaCl晶胞 CO2晶胞
金刚石晶胞 石墨晶体结构
A. NaCl中Na+的配位数小于干冰中CO2分子的配位数
B. 氯化钠晶体中,每个Na+周围距离最近且相等的Na+有6个
C. 若金刚石的晶胞边长为a,其中两个最近的碳原子之间的距离为
D. 石墨晶体层内是共价键,层间是范德华力,所以石墨是一种过渡晶体
9. 短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,最外层电子数之和为16。W和Y为同主族元素,其简单氢化物的沸点:Y>W;X是同周期中金属性最强的元素。下列说法错误的是
A. 原子半径:X>W B. 元素Y与Z可形成共价化合物
C. 单质的熔点:Y>X D. Y、Z的最高价含氧酸均是弱酸
10. 下列离子方程式书写错误的是
A. 用硫酸铜溶液除去乙炔中的硫化氢:Cu2+ + H2S= CuS↓ + 2H+
B. AgNO3溶液中滴加氨水至沉淀刚好溶解:Ag+ + 2NH3·H2O=[Ag(NH3)2]+ + 2H2O
C. 溴与冷的NaOH溶液反应:Br2 + OH-=Br- + BrO- + H+
D. 溴乙烷与氢氧化钠的乙醇溶液反应:CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2+NaBr+H2O
11. 下列说法正确的是
A. 除去乙烷中的少量乙烯,在催化剂条件下向混合气体中通入氢气
B. 用酸性高锰酸钾溶液可鉴别苯和环己烷
C. 分液时,下层液体从下口放出,继续放出上层溶液于另一烧杯
D. 在苯甲酸重结晶实验中,趁热过滤的目的是除去泥沙、减少苯甲酸的析出
12. DDT曾经是使用广泛的杀虫剂,但因其极难降解而禁止使用。DDT的结构简式如图,下列关于DDT的说法中正确的是
A. DDT属于芳香烃,分子式为C14H9Cl5
B. DDT能发生消去反应和取代反应
C. DDT进行一氯取代后可生成五种有机产物
D. 向DDT中滴加AgNO3溶液,能观察到白色沉淀产生
13. 下列装置或实验操作能达到实验目的的是
A B
证明石蜡分解产物中含有烯烃 实验室制乙炔
C D
制备溴苯 制取纯净一氯甲烷
A. A B. B C. C D. D
14. 硒化钠(Na2Se)是一种重要的光敏材料,广泛应用于光电子器件中。该晶体的晶胞示意图如下,已知,晶胞参数为a nm,设1号原子坐标参数为(0,0,0),3号原子坐标参数为(1,1,1),阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是
A. 每个晶胞中含有4个Se2-
B. 2号原子坐标参数为
C. Na+填充在Se2-构成的正四面体空隙中
D. 该晶胞的密度为g·cm-3
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
二、填空题(本题共4小题,共58分)
15. 按要求回答下列问题:
(1)请将下列几组物质的编号填写在空格上:①D与T ②金刚石与C60 ③CH2=CHCH3和CH2=CH2④CH4和CH3CH2CH3 ⑤CH3CH2CH(CH3)2和CH3(CH2)3CH3 ⑥和。互为同位素的是_______;互为同系物的是_______;互为同分异构体的是_______。
前四周期元素A、B、M、D、E原子序数依次增大,其相关性质如表所示:
A 2p能级电子半充满
B 与A同周期,且原子核外有2个未成对电子
M 前三周期元素中,M元素电负性最小
D 其基态原子的价层电子排布式为nsn-1npn+1
E 前四周期元素中,E元素基态原子未成对电子数最多
请根据以上情况,回答下列问题:
(2)A元素在周期表中的位置为____________,位于元素周期表的____区,其最高价氧化物对应水化物的阴离子的空间构型为____________。
(3)D的基态原子的电子占据的最高能层符号为____,最高能级的电子云形状为____________。
(4)ABD三种元素第一电离能由小到大的顺序为________________(用元素符号表示)。BMD三种元素的简单离子的半径由大到小的顺序为________________(用离子符号表示)。
(5)A和B形成的简单氢化物中,键角较大的是________(填化学式),原因是________________。
(6)E的基态原子核外有____种运动状态不同的电子,该原子的简化电子排布式为_________________。
16. 秦始皇帝陵博物院首次在兵马俑的彩绘中发现了古人人工合成的“中国蓝”“中国紫”颜料。通过对这些颜料的研究发现,其成分主要是钡和铜的硅酸盐(BaCuSixOy) 。
回答下列问题:
(1)“中国蓝”的发色与硫酸铜溶液呈天蓝色类似,都是由于形成了[Cu(H2O)4]2+,该配离子中Cu2+提供_______,配位原子是_______,1 mol [Cu(H2O)4]2+中σ键的数目为_________。
(2)写出向硫酸铜溶液里逐滴加入氨水过程中沉淀溶解的离子方程式_______________,再向溶液中加入乙醇,会析出深蓝色晶体____________(写出化学式)。
(3)“中国蓝”“中国紫”中存在四面体结构,其中Si原子采取的杂化方式为_______。
(4)BaO的熔沸点_____MgO(填“>”“<”“=”),原因是______________。
(5)立方CuO晶胞结构如图所示。其中Cu2+的配位数为_______。NA代表阿伏加德罗常数的值,晶胞参数为a pm,则其晶体密度为___________g·cm-3。
17. 苯胺是一种重要的精细化工原料,在染料、医药等行业中具有广泛的应用。
物质 相对分子质量 沸点/℃ 密度/(g·mL-1) 溶解性
硝基苯 123 210.9 1.23 不溶于水,易溶于乙醇、乙醚
苯胺 93 184.4 1.02 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚;还原性强、易被氧化
(1)实验室以苯为原料制取苯胺,其反应原理如下:
第一步: _________________;
第二步: + 3H2 + 2H2O
(2)制取硝基苯
实验步骤:实验室采用如图所示装置制取硝基苯,恒压滴液漏斗中装有一定量的苯,三颈烧瓶中装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物。
①下列说法中正确的是____________(填字母)。
A. 配制混酸时,将浓硝酸沿杯壁缓缓加入浓硫酸中,并不断搅拌、冷却
B. 浓硫酸可以降低该反应的活化能
C. 温度控制在50~60 ℃原因之一是减少副反应的发生
D. 制得粗硝基苯可以先用乙醇萃取,分液后再洗涤
②制备硝基苯时使用了恒压滴液漏斗,其作用是________________;
③粗硝基苯中有少量浓硫酸、浓硝酸,可选用的除杂试剂是_______________;
(3)制取苯胺
步骤1:组装好实验装置并检查气密性;
步骤2:先向三颈烧瓶中加入沸石及硝基苯,再取下恒压滴液漏斗,换上温度计;
步骤3:打开活塞K,通入H2一段时间;
步骤4:利用油浴加热;
步骤5:反应结束后,关闭活塞K,向三颈烧瓶中加入生石灰;
步骤6:调整好温度计的位置,继续加热,收集182~186 ℃馏分,得到较纯苯胺。
回答下列问题:
①步骤4中油浴加热的优点是___________;
②步骤5中加入生石灰的作用是____________;
③步骤6中,仪器A的名称是______________,冷凝水的流向为____→____(填字母);
④若实验中硝基苯用量为10 mL,最后得到苯胺5.6 g,苯胺的产率为_________(精确到0.1%)。
18. 有机化合物A是一种重要化工原料,用其可制备一系列化工产品,如图所示。
请回答下列问题:
(1)A的名称为____________,B中官能团的名称是____________,E的分子式为____________。
(2)反应①~④中,属于取代反应的有_________(填反应编号)。
(3)F是高分子化合物,写出A→F的化学方程式_____________。
(4)G在浓硫酸、加热的条件下也可转化为A,写出该反应的化学方程式___________。
(5)D→E的另一种产物是NaCl,生成1 mol E至少需要_______g NaOH。
(6)已知羟基(-OH)直接与苯环相连时形成的物质为酚,则G的同分异构体中,属于酚的物质有___种,其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为6∶2∶1∶1的结构简式为_____________。

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