内容正文:
2022-2023学年度第二学期期中教学质量检测
高二化学试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分。考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写到答题卡和试卷规定的位置上。
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不能使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 Cu-64
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(1—10题为单选题,每小题2分,每小题只有一个选项符合题目要求)。
1. “上九天揽月,下五洋捉鳖,追求永不止步,我们的征途是星辰大海”,航天科技的发展与化学密切相关。下列选项正确的是
A. “北斗三号”导航卫星搭载计时铷原子钟,铷遇水会爆炸
B. “嫦娥五号”探测器配置砷化镓太阳能电池,太阳能电池将化学能直接转化为电能
C. “祝融号”火星车利用正十一烷储能,正十一烷属于脂环烃
D. “神舟十三号”航天员使用塑料航天面窗,塑料属于无机非金属材料
【答案】A
【解析】
【详解】A.铷位于周期表中第五周期第ⅠA族,非金属性强于Na、K,遇水会爆炸,A正确;
B.太阳能电池将太阳能直接转化为电能,B错误;
C.正十一烷属于烷烃,不含环,C错误;
D.塑料属于有机高分子材料,D错误;
答案选A。
2. 氰戊菊酯是一种广谱、高效的杀虫剂,广泛应用于棉花害虫、果树害虫、蔬菜害虫的防治。其结构如图,它含有的官能团有
A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
【答案】C
【解析】
【详解】该物质含有酯基、碳氯键、氰基、醚键4种官能团,故选C。
3. 根据下列操作及现象,所得结论正确的是
操作及现象
结论
A
取4mL乙醇,加入12mL浓硫酸及少量沸石,迅速升温至170℃,将产生的气体进入2mL溴水中,溴水褪色
说明乙醇消去反应的产物为乙烯
B
向溶液中加入冰醋酸,将产生的气体除杂后通入苯酚钠溶液中,产生白色浑浊
说明酸性醋酸>碳酸>苯酚
C
向溶有的溶液中加入溶液,有白色沉淀生成
说明具有强氧化性
D
向新制硫酸亚铁溶液中滴加邻二氮菲(),溶液变为橙红色,然后加入酸,溶液颜色变浅(与加入等量水相比)
说明与邻二氮菲的配位能力强于
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.挥发的乙醇也能和溴单质发生氧化还原反应使得溴水褪色,A错误;
B.碳酸钠和醋酸生成二氧化碳,二氧化碳和苯酚钠生成苯酚,根据强酸制取弱酸,则酸性醋酸>碳酸>苯酚,B正确;
C.铁离子也会氧化二氧化硫为硫酸根离子,不能说明硝酸根离子氧化二氧化硫,C错误;
D.加入酸,溶液颜色变浅,则与邻二氮菲的配位能力弱于,D错误;
故选B。
4. 在氰化钠催化下,两分子苯甲醛可以通过安息香缩合生成安息香(二苯乙醇酮),用作医药中间体,也可用于染料生产及感光性树脂的光增感剂。下列关于安息香的叙述,正确的是
A. 1mol安息香最多可以与6mol发生加成反应
B. 1mol安息香与金属钠反应最多生成1mol
C. 该分子中最多13个碳原子共面
D. 该分子苯环上的一氯代物有6种
【答案】D
【解析】
【详解】A.安息香含有两个苯环和一个羰基,则1mol安息香最多可以与7mol发生加成反应,A错误;
B.安息香只含有一个羟基能与金属钠反应,则1mol安息香与金属钠反应最多生成0.5mol,B错误;
C.根据苯环中12个原子共平面,甲烷中3个原子共平面可知,安息香分子中所有碳原子可能共平面,共14个,C错误;
D.安息香分子的苯环上有6种等效氢,则该分子苯环上的一氯代物有6种,D正确;
故选D。
5. 制备-羟基二苯乙酸的一种反应机理如图。下列说法不正确的是
A. 反应涉及氧化还原反应
B. 化合物2和3互为同分异构体
C. 1mol化合物5与Na反应最多生成0.5mol
D 1mol化合物1最多能与8mol发生加成
【答案】C
【解析】
【详解】A.1到2反应过程羰基转化为羟基,涉及氧化还原反应,A正确;
B.化合物2和3分子式相同,结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.羟基和羧基均可以和Na反应放出氢气,所以1mol化合物5与Na反应最多生成1mol,C错误;
D.碳基和苯环均可以和氢气发生加成反应,则1mol化合物1最多能与8mol发生加成,D正确;
故选C。
6. 分子式为的同分异构体中含醛基的有机物共有(不含立体异构)几种
A. 8种 B. 10种 C. 12种 D. 14种
【答案】C
【解析】
【详解】分子式为的同分异构体中含醛基,故可看成-CHO取代C4H9Cl上的一个氢原子,分子式为 C4H9Cl的同分异构体主链有4个碳原子的: CH3CH2CH2CH2Cl,-CHO取代有4种;CH3CH2CHClCH3,-CHO取代有4种;主链有3个碳原子的:CH3CH(CH3)CH2Cl,-CHO取代有3种;CH3CCl(CH3 )2,-CHO取代有1种,则共有12种,故选C。
7. NaCl晶体在50-300GPa的高压下和Na或Cl2反应,可以形成特殊组成和结构的晶体,其晶胞为四方晶系(晶胞底面为正方形),大球为氯原子,小球为钠原子,晶胞底面边长为a nm,高为c nm,下列说法错误的是
A. 晶胞的化学式为Na3Cl
B. 晶胞密度
C. 每个Cl原子周围最近的Na原子数为8
D. 若将Cl原子换成Br原子,晶胞棱长将改变
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题干晶胞图可知,一个晶胞中含有Cl的个数为:8×=1,Na的个数为:4×+2=3,故晶胞的化学式为Na3Cl,A正确;
B.由A项分析可知,一个晶胞的质量为:=g,一个晶胞的体积为:a2c×10-21cm3,则晶胞密度,B错误;
C.由题干晶胞图可知,每个Cl原子周围最近的Na原子数为8,C正确;
D.因Br的原子半径大于Cl的原子半径,故若将Cl原子换成Br原子,晶胞棱长将改变,D正确;
故选B。
8. α-萜品烯是一种具有柑橘和柠檬似香气的无色液体,主要用以配制人造柠檬和薄荷精油。下列说法正确的是
A. 与溴单质的加成产物理论上有3种
B. 能够被酸性高锰酸钾氧化得到3种有机物
C. 分子式为C10H16
D. α-萜品烯最多10个碳原子共面
【答案】C
【解析】
【详解】A.该物质分子中含有2个碳碳双键,与Br2按1:1发生加成反应时,可以发生1,2-加成反应,有2种加成产物;发生1,4-加成反应时有1种加成产物,也可以按1:2发生完全加成反应,有1种加成产物,故与溴单质的加成产物理论上有4种,A错误;
B.该物质分子中含有2个碳碳双键,在与酸性高锰酸钾作用时,碳碳双键的C原子被氧化变为-COOH或酮羰基,得到的物质是HOOC-COOH、,共2种不同物质,B错误;
C.根据C原子价电子数目是4,结合键线式表示时顶点和拐点表示C原子,可知分子式为C10H16,C正确;
D.该物质分子中含有2个碳碳双键,由于乙烯分子是平面分子,两个平面共直线,可能处于同一平面上;甲烷分子是四面体结构,与甲烷分子中C原子连接的原子,最多有2个原子处于同一平面上,则α-萜品烯最多9个碳原子共面,D错误;
故合理选项是C。
9. 某化学学习小组利用NaClO溶液氧化环己醇( )制备环己酮( )的装置如图所示。
操作步骤如下:
i.向仪器A内加入环己醇、冰醋酸,逐滴加入NaClO溶液,30℃条件下反应30分钟后冷却。
ii.向仪器A内加入适量饱和NaHSO3溶液,用NaOH调节溶液显中性后加入饱和NaCl溶液,然后经分液、干燥、蒸馏得到环己酮。
下列叙述错误的是
A. 饱和NaCl溶液可促进有机相和无机相分层
B. 饱和NaHSO3溶液的主要作用是除去CH3COOH
C. 冰醋酸既作为溶剂,同时可增强NaClO溶液的氧化性
D. 若NaClO溶液滴加过快,仪器A中会产生少量黄绿色气体
【答案】B
【解析】
【详解】A.饱和氯化钠可促进有机相和无机相分层,盐析而分层,A正确;
B.饱和亚硫酸氢钠的主要作用是除去未反应的NaClO,B错误;
C.冰醋酸为有机溶剂,同时可增强NaClO溶液的氧化性,次氯酸根离子在酸性条件下氧化性增强,C正确;
D.若NaClO溶液滴加过快,酸性条件下与氯化钠溶液反应产生氯气,故三颈烧瓶中会产生少量黄绿色气体,D正确;
故答案为:B。
10. 氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料,有广泛应用。以铁硼矿(主要成分有、)为起始物,经过一系列反应可以得到BN,下列说法正确的是
A. 立方氮化硼结构与金刚石相似。立方氮化硼晶胞中每个氮原子周围有4个硼原子
B. 用稀硫酸酸浸时,适当缩短酸浸时间,能提高硼元素浸出率
C. 与都含有极性键,均为极性分子
D. 从硫酸镁溶液中提取的操作包括蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥。
【答案】A
【解析】
【分析】铁硼矿加入硫酸酸溶后过滤除去滤渣,滤液加入过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,加入氨水使得铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去,滤液蒸发浓缩、降温结晶分离出硼酸,高温煅烧硼酸得到氧化硼,再和氨气高温反应生成BN;
【详解】A.结构与金刚石相似,金刚石每个碳原子周围有4个碳原子,则立方氮化硼晶胞中每个氮原子周围有4个硼原子,A正确;
B.稀硫酸酸浸时,适当增长酸浸时间,能提高硼元素浸出率,B错误;
C.是由极性键构成的极性分子,而是由极性键构成的非极性分子,C错误;
D.硫酸镁溶液中提取的操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,D错误;
故选A。
二、选择题(11-15题为不定项选择,全对得4分,对但不全得2分,选错或不答得0分)。
11. 一种对乙酰氨基酚的合成路线如下。下列说法正确的是
A. a至少有12个原子共平面
B. b→c的反应类型为取代反应
C. c苯环上的二氯代物有4种
D. 1mol b最多能与3mol反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.与苯环直接相连的原子共面,故a至少有12个原子共平面,故A项正确;
B.反应为硝基被还原为氨基的反应,属于还原反应,故B项错误;
C.c苯环上有2种等效氢,则其二氯代物有3种,故C项错误;
D.b分子中,苯环上有一个羟基和一个硝基,溴代反应主要发生在羟基的邻位和对位,因此最多能与反应,故D项错误;
答案选A。
12. 4-溴甲基肉桂酸甲酯是合成抗肿瘤药物帕比司他的重要中间体,其结构简式如下。关于4-溴甲基肉桂酸甲酯的说法正确的是
A. 最多有18个原子共平面
B. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 与互为顺反异构体
D. 最多可消耗3molNaOH
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯环、碳碳双键、碳氧双键均为平面结构,三个平面通过单键相连,单键可旋转,三个平面可重合,因此最多有21个原子共平面,A错误;
B.该物质含有碳碳双键,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色,B正确;
C.两者为同种物质,C错误;
D.该物质中溴原子与酯基消耗NaOH,则1mol该物质最多可消耗2molNaOH,D错误;
故选B。
13. 某有机物结构如下,下列关于该有机物,说法正确的是
A. 碳原子的杂化方式有3种
B. 1mol有机物最多能与5mol NaOH发生反应
C. 该有机物不能被酸性高锰酸钾氧化
D 1mol有机物最多能与6mol发生反应
【答案】AB
【解析】
【详解】A.该物质含有碳碳三键、苯环,且有碳原子形成四个单键,杂化方式有sp、sp2、sp3三种,A正确;
B.溴原子、酚羟基、羧基均可以和NaOH发生反应,苯环上的溴原子被取代后,还会和氢氧化钠反应,故1mol有机物最多能与5mol NaOH发生反应,B正确;
C.该有机物苯环上含有支链,能被酸性高锰酸钾氧化,C错误;
D.苯环和碳碳三键均可以和氢气发生加成反应,1mol有机物最多能与7mol发生反应,D错误;
故选AB。
14. 下列说法错误的是
A. 1mol硅晶体中,平均含有2mol Si-Si键
B. 晶体锗和都是共价化合物,属于共价晶体
C. 中含有配位键
D. 某气态团簇分子结构如上图所示,其分子式为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.1mol晶体硅中,每个硅原子与其它4个Si形成4个Si−Si键,则每个硅原子形成的共价键为:×4=2,则1mol单质硅含有2molSi−Si键,故A正确;
B.晶体锗为金属晶体,为共价化合物,属于共价晶体,故B错误;
C.B最外层3个电子,杂化轨道为4条,则有一条轨道和F形成了配位键,故C正确;
D.团簇分子含X为8,Y为12,Z为1,分子式为,故D错误;
故选BD。
15. 酚酞是一种常用酸碱指示剂,广泛应用于酸碱滴定过程中,其结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 该有机物的分子式为
B. 该分子中所有原子可能共平面
C. 1mol该有机物与NaOH溶液反应时最多可消耗2molNaOH
D. 该有机物在一定条件下能发生加成反应和水解反应
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,分子式为,A正确;
B.饱和C原子为四面体构型,与三个苯环直接相连的碳原子为饱和C原子,所有原子不可能共平面,B错误;
C.酯基和酚羟基均会和氢氧化钠反应,所以1mol该有机物与NaOH溶液反应时最多可消耗3molNaOH,C错误;
D.分子中苯环可与氢气发生加成反应,酯基可发生水解(取代)反应,D正确;
故选BC。
第Ⅱ卷 非选择题
三、填空题(共60分)。
16. 铁的配合物在信息存储设备、光开关、传感器等有着广泛应用,一种席夫碱的新型Fe(Ⅲ)SCO配合物合成方法如下:
Ⅰ.实验合成
(1)合成装置如下图所示。氮气保护下,向三亚乙基四胺的甲醇溶液中缓慢滴加5-氟水杨醛,再加入氢氧化钠的甲醇溶液和九水合硝酸铁的甲醇溶液,加热回流。A处应安装的仪器是_______(填名称),B处应安装的仪器是_______(填名称)。装置C是洗气瓶,其作用是_______,通入氮气的目的是_______。
(2)回流45 min,得到深棕色混合物。回流结束后进行如下操作:正确的操作顺序为_______(填标号)。
a.停止通氮气
b.关闭冷凝水
c.停止加热过滤后蒸发溶剂,溶剂蒸发后得到黑色晶体
Ⅱ.结构分析
(3)配合物中氮原子的杂化方式为_______,碳原子的杂化方式为_______。三亚乙基四胺自身也能与Fe3+形成稳定配合物,原因是_______。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 恒压漏斗(写恒压分液漏斗、恒压滴液漏斗均可) ③. 液封 ④. 防止5-氟水杨醛被氧化(答出防止醛基被氧化,防止酚羟基被氧化等都可)
(2)cba (3) ①. sp2、sp3 ②. sp2、sp3 ③. 三亚乙基四胺的四个N提供孤电子对给金属离子形成配位键(答出配位键等关键词即可)
【解析】
【分析】在三颈烧瓶中,在氮气保护下,向三亚乙基四胺的甲醇溶液中缓慢滴加5-氟水杨醛,再加入氢氧化钠的甲醇溶液和九水合硝酸铁的甲醇溶液,加热回流,发生题干反应制取得到Fe(Ⅲ)SCO配合物。回流45min,得到深棕色混合物。回流结束后先停止加热过滤后蒸发溶剂,溶剂蒸发后得到黑色晶体,再关闭冷凝水,最后停止通氮气,防止制取得到的物质被氧化。
【小问1详解】
为了提高反应物的利用率,使反应物更多转化为目标生成物,在三颈烧瓶的A处应安装的仪器是球形冷凝管;B处应安装的仪器是恒压滴液漏斗;装置C是洗气瓶,其作用是形成液封,防止反应物与外界接触导致变质;通入氮气的目的是排出装置内的空气,防止5-氟水杨醛中的羟基及醛基被氧化而导致变质;
【小问2详解】
当回流45 min,得到深棕色混合物后回流结束,此时应该先停止加热过滤后蒸发溶剂,溶剂蒸发后得到黑色晶体,再关闭冷凝水,最后停止通氮气,防止制取得到的物质被氧化,故合理操作1顺序为cba;
【小问3详解】
根据物质结构可知:在得到的Fe(Ⅲ)SCO配合物中,形成N=C的N原子采用sp2杂化,形成N-C单键的N原子采用sp3杂化,故该配合物中N原子有sp2、sp3两种杂化类型;
在得到的Fe(Ⅲ)SCO配合物中,苯环上的C原子及形成N=C的C原子采用sp2杂化;饱和C原子采用sp3杂化,故该配合物中C原子也有sp2、sp3两种杂化类型;
在三亚乙基四胺自身也能与Fe3+形成稳定配合物,是由于三亚乙基四胺的四个N原子上有孤电子对,而Fe3+上有空轨道,三亚乙基四胺的四个N原子提供孤电子对给金属离子形成配位键结合在一起,从而使化合物具有稳定结构。
17. 随着我国石油工业飞速发展,烯烃产能已经远远落后于实际需求,在极大程度上制约了国民经济的发展。烃A是石油裂解气中的一种成分,工业上以A为原料合成1,2-二甲基环己烷的路线如下:
已知:。
(1)已知A分子中有两种化学环境不同的氢原子,且两种氢原子数之比为3∶1,则A的名称为(不考虑顺反异构)_______。B的结构简式为_______。C分子中官能团名称为_______。
(2)C→D的反应类型为_______反应;B→C的化学方程式为_______。
(3)E还可以由苯的同系物F直接与氢气加成得到,F中含有苯环的同分异构体有_______种(不包括F),其中某一种或几种同分异构体中苯环上的二氯代物,其核磁共振氢谱上显示有三种信号峰且峰面积比为3∶3∶2,则该二氯代物的结构简式可能为_______。
(4)某烃的相对分子质量为84。
①若该烃分子中所有的碳原子都在同一个平面内且能使溴水褪色,则B的名称是________。
②若该烃和溴取代生成的一溴代物只有一种,则满足该要求的烃有_______种。
【答案】(1) ①. 2-丁烯 ②. CH3-CHBr-CHBr-CH3 ③. 碳碳双键
(2) ①. 加成反应 ②. CH3-CHBr-CHBr-CH3+2NaOH CH2=CH-CH=CH2+2NaBr+2H2O
(3) ①. 3 ②.
(4) ①. 2,3-二甲基-2-丁烯 ②. 2
【解析】
【分析】烃A是石油裂解气中的一种成分,分子式是C4H8,该物质分子中含有两种化学环境不同的氢原子,且两种氢原子数之比为3∶1,则A结构简式是CH3-CH=CH-CH3,A与Br2的CCl4溶液发生加成反应产生B是CH3-CHBr-CHBr-CH3,B与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应产生分子式是C4H6的物质C,C与A发生加成反应产生D,结合物质反应过程中碳链结构不变,D与H2在Ni催化下发生加成反应,产生E是1,2-二甲基环己烷,则结合已知信息可知:D是,C是CH2=CH-CH=CH2,然后根据烯烃的性质及问题分析解答。
【小问1详解】
根据上述分析可知A是CH3-CH=CH-CH3,其名称是2-丁烯;
根据上述分析可知B结构简式是CH3-CHBr-CHBr-CH3;物质C是CH2=CH-CH=CH2,其分子中含有的官能团是碳碳双键;
【小问2详解】
C是CH2=CH-CH=CH2,A是CH3-CH=CH-CH3,二者发生加成反应产生物质D是,故C→D的反应类型是加成反应;
B是CH3-CHBr-CHBr-CH3,B与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应产生分子式是C4H6的物质C:CH2=CH-CH=CH2,以及NaBr、H2O,该反应的化学方程式为:CH3-CHBr-CHBr-CH3+2NaOH CH2=CH-CH=CH2+2NaBr+2H2O;
【小问3详解】
根据上述分析可知:物质E是,该物质可以由苯的同系物与H2发生加成反应达到,的含有苯环的同分异构体还有,共3种同分异构体;
其中某一种或几种同分异构体中苯环上的二氯代物,其核磁共振氢谱上显示有三种信号峰且峰面积比为3∶3∶2,则该二氯代物的结构简式为;
【小问4详解】
某烃的相对分子质量为84。
①若该烃分子中所有的碳原子都在同一个平面内且能使溴水褪色,该物质为烯烃,分子式符合通式CnH2n,14n=84,n=6,则B结构简式是,B物质的名称是2,2-二甲基-2-丁烯;
②若该烃和溴取代生成的一溴代物只有一种,则该物质可能属于环烷烃,分子式是C6H12,结构简式是;也可能是烯烃,分子式是C6H12,结构简式是,因此符合要求的该烃共有2种不同结构。
18. 铜是人类广泛使用的一种金属,含铜物质在生产和生活中有着广泛应用。回答下列问题:
(1)甘氨酸铜可促进动物生长,减少对铁和锌的拮抗作用以及减少脂肪氧化酸败。它有顺式和反式两种同分异构体,顺式为蓝色针状晶体,反式为蓝紫色鳞片状晶体,其结构如下图。
①甘氨酸铜中铜原子的杂化类型为_______(填“”或“”)。
②已知顺式甘氨酸铜能溶于水,反式甘氨酸铜难溶于水的原因可能是_________。
③若X代表甘氨酸,则1mol微粒中VSEPR模型为四面体非金属原子数目为_____。
④判断甘氨酸铜中不存在的作用力有_______(填字母)。
A.配位键 B.金属键 C.离子键 D.氢键
(2)钙铜合金有着广泛用途,主要是用来制造抗电弧烧蚀的高压电器开关的触头。铜在元素周期表中位于(填“s”“p”“d”或“ds”)____区;一种钙铜合金的结构如图(Ⅲ可看作是由Ⅰ、Ⅱ两种原子层交替堆积排列而形成的,其晶胞结构为Ⅳ),该钙铜合金中钙原子与铜原子的个数比为____。
(3)一种含有Fe、Cu、S三种元素的矿物的晶胞(如图所示),属于四方晶系(晶胞底面为正方形),若该化合物摩尔质量为M,晶胞的底面边长为a nm,晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则该晶胞的高为_______nm。
【答案】(1) ①. ②. 顺式甘氨酸铜是极性分子,反式甘氨酸铜是非极性分子 ③. 6 ④. BC
(2) ①. ds ②. 1:5
(3)
【解析】
【小问1详解】
①由甘氨酸铜有顺式和反式两种同分异构体可知,甘氨酸铜为平面结构,说明配合物中铜原子的杂化类型为dsp2杂化;
②由相似相溶原理可知,顺式甘氨酸铜能溶于水,反式甘氨酸铜难溶于水,原因可能是:顺式甘氨酸铜是极性分子,反式甘氨酸铜是非极性分子;
③由图可知,甘氨酸铜微粒中饱和碳原子、饱和氮原子、饱和氧原子的价层电子对数都为4,其VSEPR模型均为四面体形,即1个微粒中VSEPR模型为四面体的非金属原子数6 ,则1mol微粒中VSEPR模型为四面体的非金属原子数目为NA×6=6NA;
④由图可知,判断甘氨酸铜中存在配位键、氢键,不存在金属键和离子键,故选BC;
【小问2详解】
铜元素的原子序数为29,基态原子的价电子排布式为3d104s1,位于元素周期表的ds区;由晶胞结构可知,晶胞中位于面上和体内的铜原子个数为8×+1=5,位于顶点的钙原子个数为8×=1,钙铜合金中钙原子与铜原子的个数比为1∶5;
【小问3详解】
由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点、面上和体内的铁原子个数为8×+4×+1=4,位于棱上、面上的铜原子个数为6×+4×=4,位于体内的硫原子个数为8,则化合物的化学式为CuFeS2,设晶胞的高为hnm,由晶胞的质量公式可得:=(10-7a)2×10-7 h×ρ,解得h=nm。
19. 工业上乙醚可用于制造无烟火药。实验室合成乙醚的原理如下:
主反应:;
副反应:。
(1)乙醚的制备:实验装置如图所示(夹持装置和加热装置略)
无水乙醚
微溶于水
熔点-116.2℃
沸点34.5℃
空气中遇热易爆炸
①仪器a是_______(写名称);仪器b应更换为_______(写仪器名称)。
②实验操作:先组装实验仪器,然后_______(填字母),再往仪器a中加入12mL浓硫酸和少量乙醇的混合物,然后_______(填字母),拆除装置,取出乙醚后立即密闭保存。
a.熄灭酒精灯
b.控制滴加乙醇的速率与产物馏出的速率相等
c.检查装置气密性
d.先通冷却水后加热烧瓶
③反应温度不超过140℃,其目的是____,若滴入乙醇的速率显著超过产物馏出的速率,则反应速率会降低,可能的原因是_____。
(2)乙醚的提纯:
粗乙醚中含有的主要杂质为_______;无水氯化镁的作用是_______。
(3)计算:0.2mol有机物A和0.9mol在密闭容器中燃烧。气体产物经过浓硫酸后,浓硫酸的质量增加18.0g;通过灼热CuO充分反应后,固体质量减轻了6.4g;最后气体通过碱石灰被完全吸收,碱石灰的质量增加35.2g。
①则A化学式_______。
②若1mol A能与钠反应放出1mol,符合此性质的该有机物结构有_______种(同一个碳上连多个羟基不稳定)。
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. 直形冷凝管 ③. c ④. dba ⑤. 避免副反应 ⑥. 发生温度骤降导致反应速率降低(回答出降低温度速率减慢即可)
(2) ①. 乙醇(二氧化硫,乙酸,乙酸酐等合理答案也可) ②. 干燥乙醚
(3) ①. ②. 6
【解析】
【分析】根据反应原理,170℃条件下乙醇在浓硫酸存在下脱水生成乙烯,实验制备时需注意反应温度以及实验操作顺序;制备好乙醚后,此时乙醚中还含有硫酸、乙醇等杂质,加入8mL15%氢氧化钠溶液,将浓硫酸反应生成硫酸钠,乙醇与氢氧化钠溶液互溶,乙醚难溶于水,取有机层乙醚,加入无水氯化镁干燥,据此分析题目;
【小问1详解】
①根据题目所给图分析,仪器a为三颈烧瓶;仪器b是球形冷凝管,为避免冷凝时积液,应更换为直形冷凝管;
②制备乙醚前,应先检查实验装置气密性,检查完毕后再往仪器a中加入12mL浓硫酸和少量乙醇,然后先通入冷却水后再加热烧瓶,此时才可以开始反应,控制滴定速率,防止反应过热,产生乙烯,反应结束后熄灭酒精灯,则实验操作的正确排序为:检查装置气密性→先通冷却水后加热烧瓶→控制滴加乙醇速率与产物馏出的速率相等→熄灭酒精灯,最后拆除装置,取出乙醚后立即密封保存;
③反应温度170℃时,乙醇自身脱去一个水分子形成乙烯,则反应温度不超过140℃是防止副反应发生;分液漏斗中的乙醇温度较低,若滴入速率较大,导致反应体系温度降低,反应速率降低;
【小问2详解】
根据分析,粗乙醚中含有的主要杂质为乙醇,乙醇与氢氧化钠溶液互溶;无水氯化镁可以干燥乙醚中的水分;
【小问3详解】
0.2mol有机物A和0.9mol在密闭容器中燃烧,气体产物通过浓硫酸后,浓硫酸的质量增加18g,则产生18g水,气体再通过灼热氧化铜充分反应,固体质量减轻了6.4g,说明反应中产生了一氧化碳,即氧气量不足,燃烧不充分,根据反应,则反应减少的质量为氧原子,即减少了0.4mol氧原子,间接说明一氧化碳的物质的量为0.4mol;最后气体通入碱石灰,碱石灰的质量增加35.2g,吸收二氧化碳35.2g,其中包含了由一氧化碳转化过来的二氧化碳0.4mol,即17.6g,则A与氧气反应也产生了二氧化碳17.6g,则可以写出反应方程式,消去反应式中分数的计量数,变换得,根据原子守恒,A的化学式为;1molA与钠完全反应,放出1mol氢气,则说明1molA中含有2mol羟基,则符合此性质的有机物结构有6种,分别是、、、、、。
20. 布洛芬是医疗上治疗新冠病毒的常用药,其一种合成路线如下。
回答下列问题:
(1)E中所含官能团的名称为_______。
(2)按照系统命名法,F的名称为_______。
(3)写出F与足量金属Na的反应方程式_______。
(4)B→C的反应方程式为_______。
(5)满足下列条件的布洛芬的同分异构体有_______种。
①苯环上有四个取代基,苯环上的一氯代物只有一种。
②能发生水解反应和银镜反应。(提示:含-CHO结构的有机物能发生银镜反应,含COO-结构的有机物能发生水解反应)
③水解产物能使溶液发生显色反应。
其中核磁共振氢谱有五组峰,峰面积之比为9∶6∶2∶1的结构简式为_______(任意写出一种)。
【答案】(1)醛基、(醇)羟基
(2)2,2-二甲基-1,3-丙二醇
(3)
(4)
(5) ①. 10 ②.
【解析】
【分析】通过C的结构简式及反应条件倒推B的结构简式为,通过B的结构简式及反应条件的试剂判断A的结构简式为;通过已知反应进行类比,C和F在一定条件下反应生成G,G的结构简式为。
【小问1详解】
根据E的结构式判断含有醛基、(醇)羟基;故答案为醛基、(醇)羟基;
【小问2详解】
F的官能团是羟基,以其中一个链接羟基的碳原子为开始,另一个为结束,根据系统命名法判断F的名称为2,2-二甲基-1,3-丙二醇,故答案为2,2-二甲基-1,3-丙二醇;
【小问3详解】
由小问2可知F中的羟基可以与反应,反应方程式为,故答案为;
【小问4详解】
根据C的结构简式与条件中的试剂判断B的结构简式为;则该反应的方程式为,故答案为;
【小问5详解】
苯环上有四个取代基,苯环上的一氯代物只有一种说明在苯环上的对位存在原子团且这两个原子团相同;能发生水解反应和银镜反应说明原子团里存在醛基与酯基;水解产物能使溶液发生显色反应,说明水解后苯环上会存在酚羟基,则该物质存在苯环与酯基相连;其中核磁共振氢谱有五组峰,峰面积之比为9∶6∶2∶1,结合布洛芬的分子式为,则布洛芬的同分异构体中的结构简式可以为,处在酯基对位的原子团可以与酯基互换位置,则共有10种同分异构体,其中核磁共振氢谱有五组峰,峰面积之比为9∶6∶2∶1的结构简式为或,故答案为①10;②或。
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2022-2023学年度第二学期期中教学质量检测
高二化学试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分。考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写到答题卡和试卷规定的位置上。
2.第Ⅰ卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.第Ⅱ卷必须用0.5毫米黑色签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应的位置;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不能使用涂改液、胶带纸、修正带。不按以上要求作答的答案无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 Cu-64
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(1—10题为单选题,每小题2分,每小题只有一个选项符合题目要求)。
1. “上九天揽月,下五洋捉鳖,追求永不止步,我们的征途是星辰大海”,航天科技的发展与化学密切相关。下列选项正确的是
A. “北斗三号”导航卫星搭载计时铷原子钟,铷遇水会爆炸
B. “嫦娥五号”探测器配置砷化镓太阳能电池,太阳能电池将化学能直接转化为电能
C. “祝融号”火星车利用正十一烷储能,正十一烷属于脂环烃
D. “神舟十三号”航天员使用塑料航天面窗,塑料属于无机非金属材料
2. 氰戊菊酯是一种广谱、高效的杀虫剂,广泛应用于棉花害虫、果树害虫、蔬菜害虫的防治。其结构如图,它含有的官能团有
A 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
3. 根据下列操作及现象,所得结论正确的是
操作及现象
结论
A
取4mL乙醇,加入12mL浓硫酸及少量沸石,迅速升温至170℃,将产生的气体进入2mL溴水中,溴水褪色
说明乙醇消去反应的产物为乙烯
B
向溶液中加入冰醋酸,将产生的气体除杂后通入苯酚钠溶液中,产生白色浑浊
说明酸性醋酸>碳酸>苯酚
C
向溶有的溶液中加入溶液,有白色沉淀生成
说明具有强氧化性
D
向新制硫酸亚铁溶液中滴加邻二氮菲(),溶液变为橙红色,然后加入酸,溶液颜色变浅(与加入等量水相比)
说明与邻二氮菲的配位能力强于
A. A B. B C. C D. D
4. 在氰化钠催化下,两分子苯甲醛可以通过安息香缩合生成安息香(二苯乙醇酮),用作医药中间体,也可用于染料生产及感光性树脂的光增感剂。下列关于安息香的叙述,正确的是
A 1mol安息香最多可以与6mol发生加成反应
B. 1mol安息香与金属钠反应最多生成1mol
C. 该分子中最多13个碳原子共面
D. 该分子苯环上的一氯代物有6种
5. 制备-羟基二苯乙酸的一种反应机理如图。下列说法不正确的是
A. 反应涉及氧化还原反应
B. 化合物2和3互为同分异构体
C. 1mol化合物5与Na反应最多生成0.5mol
D. 1mol化合物1最多能与8mol发生加成
6. 分子式为的同分异构体中含醛基的有机物共有(不含立体异构)几种
A. 8种 B. 10种 C. 12种 D. 14种
7. NaCl晶体在50-300GPa的高压下和Na或Cl2反应,可以形成特殊组成和结构的晶体,其晶胞为四方晶系(晶胞底面为正方形),大球为氯原子,小球为钠原子,晶胞底面边长为a nm,高为c nm,下列说法错误的是
A. 晶胞的化学式为Na3Cl
B. 晶胞密度
C. 每个Cl原子周围最近的Na原子数为8
D 若将Cl原子换成Br原子,晶胞棱长将改变
8. α-萜品烯是一种具有柑橘和柠檬似香气的无色液体,主要用以配制人造柠檬和薄荷精油。下列说法正确的是
A. 与溴单质的加成产物理论上有3种
B. 能够被酸性高锰酸钾氧化得到3种有机物
C. 分子式为C10H16
D. α-萜品烯最多10个碳原子共面
9. 某化学学习小组利用NaClO溶液氧化环己醇( )制备环己酮( )的装置如图所示。
操作步骤如下:
i.向仪器A内加入环己醇、冰醋酸,逐滴加入NaClO溶液,30℃条件下反应30分钟后冷却。
ii.向仪器A内加入适量饱和NaHSO3溶液,用NaOH调节溶液显中性后加入饱和NaCl溶液,然后经分液、干燥、蒸馏得到环己酮。
下列叙述错误是
A. 饱和NaCl溶液可促进有机相和无机相分层
B. 饱和NaHSO3溶液的主要作用是除去CH3COOH
C. 冰醋酸既作为溶剂,同时可增强NaClO溶液的氧化性
D. 若NaClO溶液滴加过快,仪器A中会产生少量黄绿色气体
10. 氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料,有广泛应用。以铁硼矿(主要成分有、)为起始物,经过一系列反应可以得到BN,下列说法正确的是
A. 立方氮化硼结构与金刚石相似。立方氮化硼晶胞中每个氮原子周围有4个硼原子
B. 用稀硫酸酸浸时,适当缩短酸浸时间,能提高硼元素浸出率
C. 与都含有极性键,均为极性分子
D. 从硫酸镁溶液中提取的操作包括蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥。
二、选择题(11-15题为不定项选择,全对得4分,对但不全得2分,选错或不答得0分)。
11. 一种对乙酰氨基酚的合成路线如下。下列说法正确的是
A. a至少有12个原子共平面
B. b→c的反应类型为取代反应
C. c苯环上的二氯代物有4种
D. 1mol b最多能与3mol反应
12. 4-溴甲基肉桂酸甲酯是合成抗肿瘤药物帕比司他的重要中间体,其结构简式如下。关于4-溴甲基肉桂酸甲酯的说法正确的是
A. 最多有18个原子共平面
B. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 与互为顺反异构体
D. 最多可消耗3molNaOH
13. 某有机物结构如下,下列关于该有机物,说法正确的是
A. 碳原子的杂化方式有3种
B. 1mol有机物最多能与5mol NaOH发生反应
C. 该有机物不能被酸性高锰酸钾氧化
D. 1mol有机物最多能与6mol发生反应
14. 下列说法错误的是
A. 1mol硅晶体中,平均含有2mol Si-Si键
B. 晶体锗和都是共价化合物,属于共价晶体
C. 中含有配位键
D. 某气态团簇分子结构如上图所示,其分子式为
15. 酚酞是一种常用酸碱指示剂,广泛应用于酸碱滴定过程中,其结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 该有机物的分子式为
B. 该分子中所有原子可能共平面
C. 1mol该有机物与NaOH溶液反应时最多可消耗2molNaOH
D. 该有机物在一定条件下能发生加成反应和水解反应
第Ⅱ卷 非选择题
三、填空题(共60分)。
16. 铁的配合物在信息存储设备、光开关、传感器等有着广泛应用,一种席夫碱的新型Fe(Ⅲ)SCO配合物合成方法如下:
Ⅰ.实验合成
(1)合成装置如下图所示。氮气保护下,向三亚乙基四胺的甲醇溶液中缓慢滴加5-氟水杨醛,再加入氢氧化钠的甲醇溶液和九水合硝酸铁的甲醇溶液,加热回流。A处应安装的仪器是_______(填名称),B处应安装的仪器是_______(填名称)。装置C是洗气瓶,其作用是_______,通入氮气的目的是_______。
(2)回流45 min,得到深棕色混合物。回流结束后进行如下操作:正确的操作顺序为_______(填标号)。
a.停止通氮气
b.关闭冷凝水
c.停止加热过滤后蒸发溶剂,溶剂蒸发后得到黑色晶体
Ⅱ.结构分析
(3)配合物中氮原子的杂化方式为_______,碳原子的杂化方式为_______。三亚乙基四胺自身也能与Fe3+形成稳定配合物,原因是_______。
17. 随着我国石油工业飞速发展,烯烃产能已经远远落后于实际需求,在极大程度上制约了国民经济的发展。烃A是石油裂解气中的一种成分,工业上以A为原料合成1,2-二甲基环己烷的路线如下:
已知:。
(1)已知A分子中有两种化学环境不同的氢原子,且两种氢原子数之比为3∶1,则A的名称为(不考虑顺反异构)_______。B的结构简式为_______。C分子中官能团名称为_______。
(2)C→D的反应类型为_______反应;B→C的化学方程式为_______。
(3)E还可以由苯的同系物F直接与氢气加成得到,F中含有苯环的同分异构体有_______种(不包括F),其中某一种或几种同分异构体中苯环上的二氯代物,其核磁共振氢谱上显示有三种信号峰且峰面积比为3∶3∶2,则该二氯代物的结构简式可能为_______。
(4)某烃的相对分子质量为84。
①若该烃分子中所有的碳原子都在同一个平面内且能使溴水褪色,则B的名称是________。
②若该烃和溴取代生成的一溴代物只有一种,则满足该要求的烃有_______种。
18. 铜是人类广泛使用的一种金属,含铜物质在生产和生活中有着广泛应用。回答下列问题:
(1)甘氨酸铜可促进动物生长,减少对铁和锌的拮抗作用以及减少脂肪氧化酸败。它有顺式和反式两种同分异构体,顺式为蓝色针状晶体,反式为蓝紫色鳞片状晶体,其结构如下图。
①甘氨酸铜中铜原子的杂化类型为_______(填“”或“”)。
②已知顺式甘氨酸铜能溶于水,反式甘氨酸铜难溶于水的原因可能是_________。
③若X代表甘氨酸,则1mol微粒中VSEPR模型为四面体的非金属原子数目为_____。
④判断甘氨酸铜中不存在的作用力有_______(填字母)。
A.配位键 B.金属键 C.离子键 D.氢键
(2)钙铜合金有着广泛用途,主要是用来制造抗电弧烧蚀的高压电器开关的触头。铜在元素周期表中位于(填“s”“p”“d”或“ds”)____区;一种钙铜合金的结构如图(Ⅲ可看作是由Ⅰ、Ⅱ两种原子层交替堆积排列而形成的,其晶胞结构为Ⅳ),该钙铜合金中钙原子与铜原子的个数比为____。
(3)一种含有Fe、Cu、S三种元素的矿物的晶胞(如图所示),属于四方晶系(晶胞底面为正方形),若该化合物摩尔质量为M,晶胞的底面边长为a nm,晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则该晶胞的高为_______nm。
19. 工业上乙醚可用于制造无烟火药。实验室合成乙醚的原理如下:
主反应:;
副反应:。
(1)乙醚的制备:实验装置如图所示(夹持装置和加热装置略)
无水乙醚
微溶于水
熔点-116.2℃
沸点34.5℃
空气中遇热易爆炸
①仪器a是_______(写名称);仪器b应更换为_______(写仪器名称)。
②实验操作:先组装实验仪器,然后_______(填字母),再往仪器a中加入12mL浓硫酸和少量乙醇的混合物,然后_______(填字母),拆除装置,取出乙醚后立即密闭保存。
a.熄灭酒精灯
b.控制滴加乙醇的速率与产物馏出的速率相等
c.检查装置气密性
d.先通冷却水后加热烧瓶
③反应温度不超过140℃,其目的是____,若滴入乙醇的速率显著超过产物馏出的速率,则反应速率会降低,可能的原因是_____。
(2)乙醚的提纯:
粗乙醚中含有的主要杂质为_______;无水氯化镁的作用是_______。
(3)计算:0.2mol有机物A和0.9mol在密闭容器中燃烧。气体产物经过浓硫酸后,浓硫酸的质量增加18.0g;通过灼热CuO充分反应后,固体质量减轻了6.4g;最后气体通过碱石灰被完全吸收,碱石灰的质量增加35.2g。
①则A的化学式_______。
②若1mol A能与钠反应放出1mol,符合此性质的该有机物结构有_______种(同一个碳上连多个羟基不稳定)。
20. 布洛芬是医疗上治疗新冠病毒的常用药,其一种合成路线如下。
回答下列问题:
(1)E中所含官能团的名称为_______。
(2)按照系统命名法,F的名称为_______。
(3)写出F与足量金属Na反应方程式_______。
(4)B→C的反应方程式为_______。
(5)满足下列条件的布洛芬的同分异构体有_______种。
①苯环上有四个取代基,苯环上的一氯代物只有一种。
②能发生水解反应和银镜反应。(提示:含-CHO结构的有机物能发生银镜反应,含COO-结构的有机物能发生水解反应)
③水解产物能使溶液发生显色反应。
其中核磁共振氢谱有五组峰,峰面积之比为9∶6∶2∶1的结构简式为_______(任意写出一种)。
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