2022-2023学年北京市中国人民大学附属中学高二下学期期中考试化学试题含解析
展开 人大附中2022~2023学年度第二学期高二年级化学期中练习
考生须知
1.本试卷分为I、II两卷,共有30小题,试卷共8页,1张草稿纸,1张答题纸,考试时间为90分钟,满分为100分。
2. 请用黑色签字笔(选择题涂卡除外,使用2B铅笔)按规定要求在答题纸上作答。
3. 请将个人信息(考生号、姓名)完整填写在相应位置。
可能用到的相对原子质量:H-1;C-12;N-14:O-16;Na-23;S-32;Cl-35.5;K-39
第I卷(共50分)
选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1. 关于原子结构的研究,科学家分别提出过:原子论、“葡萄干布丁”模型、核式模型、核外电子分层排布模型、量子力学模型。提出核外电子分层排布模型的科学家是
A. 卢瑟福 B. 玻尔 C. 汤姆逊 D. 道尔顿
【答案】B
【解析】
【详解】原子结构模型演变主要历程:1803年,道尔顿建立原子学说;1903年,英国科学家汤姆逊提出了“葡萄干布丁”模型;1911年,英国科学家卢瑟福提出了核式模型;1913年,丹麦物理学家玻尔提出了核外电子分层排布的原子结构模型;奥地利物理学家薛定谔提出电子云模型(几率说),为近代量子力学原子模型;答案选B。
2. 元素周期表中铬元素的信息见下图。下列说法中,不正确的是
A. 铬元素的相对原子质量是52.00
B. 铬元素位于p区
C. 铬元素位于第四周期VIB族
D. 基态铬原子的价层电子轨道表示式为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.由元素周期表中元素信息可知Cr元素的相对原子质量为52.00,故A正确;
B.根据Cr的最外层排布信息可知Cr为d区元素,故B错误;
C.Cr为24号元素,位于周期表中第四周期VIB族位置,故C正确;
D.根据Cr价电子排布式可得轨道表示式为:, 故D正确;
故选:B。
3. 下列化学用语或图示不正确的是
A. 乙烯的结构简式: B. 羟基的电子式:
C. 基态氯原子的电子排布式: D. 分子的球棍模型:
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙烯的结构简式:,故A错误;
B.羟基呈电中性,O、H之间存在一对共用电子对,O含1个单电子,其电子式为: ,故B正确;
C.氯为17号元素,电子排布式为,故C正确;
D.分子为三角锥形,球棍模型为: ,故D正确;
故选:A。
4. 下列化学用语或图示正确的是
A. 和的VSEPR模型和空间结构均一致
B. 的VSEPR模型:
C. 丙酮( )分子中C原子的杂化类型均是
D. HCl分子中键的形成:
【答案】D
【解析】
【详解】A.和中心N原子价层电子对数均为4,VSEPR模型均为正四面体构型,但中N原子存在一对孤对电子,其空间构型为三角锥形,中N原子无孤对电子,空间构型为正四面体形,两者空间构型不同,故A错误;
B.中心S原子价层电子对数为:,VSEPR模型为正四面体形,故B错误;
C.丙酮( )分子中C原子的杂化类型有、两种,故C错误;
D.HCl分子中键是由H的s轨道(球形)和Cl原子的p轨道(纺锤形)头碰头结合形成,故D正确;
故选:D。
5. 下列说法正确的是
A. 和互为同素异形体 B. 和纳米碳管互为同位素
C. 和一定互为同系物 D. 和互为同分异构体
【答案】D
【解析】
【详解】A.和为质量数不同的S原子,互为同位素,故A错误;
B.和纳米碳管是不同结构的碳单质,互为同素异形体,故B错误;
C.和符合通式,可能是烯烃或环烷烃,不一定是同系物,故C错误;
D.两者分子式相同,但结构不同,互为同分异构体,故D正确;
故选:D
6. 下列物质沸点的比较正确的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子间存在氢键,导致其沸点高于同族,故A错误;
B.均为分子晶体,结构相似,的相对分子质量大于,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,因此沸点:,故B错误;
C.分子间存在氢键,常温下为液态,沸点高于丙烷,故C正确;
D.均为分子晶体,结构相似,的相对分子质量大于,相对分子质量越大,分子间作用力越大,沸点越高,因此沸点:,故D错误;
故选:C。
7. 下列性质的比较,正确的是
A. 酸性: B. 电负性:
C. 热稳定性: D. 第一电离能:
【答案】D
【解析】
【详解】A.非金属性:S>P,则酸性,故A错误;
B.C、N同周期,随核电荷数的增加,电负性增大,故电负性:,故B错误;
C.非金属性:O>S,则氢化物稳定性:,故C错误;
D.P、S同周期,随核电荷数增大,第一电离能呈增大趋势,但P的最外层为半满稳定结构,其第一电离能大于同周期的S,故D正确;
故选:D。
8. 已知1~18号元素的4种简单离子、、、都具有相同电子层结构,下列关系正确的是
A. 原子半径: B. 电负性:
C. 氢化物的稳定性: D. 第一电离能:
【答案】B
【解析】
【分析】1~18号元素的4种简单离子、、、都具有相同电子层结构,结合离子电荷数可知W为Al,X为Na,Y为O,Z为F,据此分析解答。
【详解】A.Na和Al为同周期元素,原子序数Na小于Al,原子半径Na大于Al,故A错误;
B.O、F为非金属,Al为活泼金属,电负性钠最小,O、F为同周期元素,随核电荷数的增加,元素电负性增强,因此电负性:F>O>Al,故B正确;
C.非金属性:F>O,非金属性越强简单氢化物越稳定,则稳定性:H2O
故选:B。
9. 已知分子的空间结构示意图如下,则有关结构说法不正确的是
A. 分子中含有极性键和非极性键 B. 是非极性分子
C. O采用杂化 D. 与形成的键角小于
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中含有极性键和非极性键,A正确;
B.由图可知为极性分子,B错误;
C.O原子有四个价层电子对,采用杂化,C正确;
D.由图可知,与形成的键角小于,D正确;
故选B。
10. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有的共价键数目为
B. 分子中,键数目为
C. 中配位键数目为
D. 标准状况下,和的混合气体中原子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.物质的量为,含有的共价键数目为,A错误;
B.分子中,键数目为,B错误;
C.中配位数为,配位键目为,C正确;
D.标准状况下,和的混合气体,物质的量的,含有原子数为,D错误;
故选C。
11. 下列事实的解释不正确的是
事实
解释
A
第一电离能:
Mg为3p轨道全空的稳定电子构型,而Al失去一个电子变为3p轨道全空的稳定电子构型
B
分子中的共价键是键
Cl原子价电子排布为,当两个Cl原子结合为时,两个原子的3p轨道通过“肩并肩”重叠
C
、、的熔点依次升高
、、的结构和组成相似,相对分子质量依次增大,范德华力依次增强
D
的沸点比低
前者形成了分子内氢键,后者形成分子间氢键
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.Mg为,3p轨道全空的稳定电子构型,而Al的电子排布为:,失去一个电子变为3p轨道全空的稳定电子构型,第一电离能:,A正确;
B.Cl原子价电子排布为,当两个Cl原子结合为时,两个原子的3p轨道通过“头并头”重叠,所以分子中的共价键是键,B错误;
C.因为、、的结构和组成相似,相对分子质量依次增大,范德华力依次增强,所以、、的熔点依次升高,C正确;
D.可形成了分子内氢键,形成分子间氢键,所以的沸点比低,D正确;
故选B。
12. 为研究配合物的形成及性质,研究小组进行如下实验。下列说法不正确的是
序号
实验步骤
实验现象或结论
①
向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量
产生蓝色沉淀,后溶解,得到深蓝色的溶液
②
再加入无水乙醇
得到深蓝色晶体
③
测定深蓝色晶体的结构
晶体的化学式为 [Cu(NH3)4]SO4·H2O
④
将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液,再加入稀NaOH溶液
无蓝色沉淀生成
A. 在深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤电子对
B. 加入乙醇有晶体析出是因为离子晶体在极性较弱的乙醇中溶解度小
C. 该实验条件下,Cu2+与NH3的结合能力大于Cu2+与OH-的结合能力
D. 向④中深蓝色溶液中加入BaCl2溶液,不会产生白色沉淀
【答案】D
【解析】
【分析】氨水呈碱性,向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物氢氧化铜,
Cu2++ 2NH3. H2O= Cu(OH)2↓ +2NH 。继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液,原因是氢氧化铜和氨水反应生成了铜氨络合物,其反应为:Cu( OH)2 + 4NH3=[Cu(NH3)4]2++ 2OH- 。再加入无水乙醇,铜氨络合物溶解度降低,出现深蓝色晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O。以此分析解答。
【详解】A.根据上述分析可知:深蓝色的配离子为[Cu(NH3)4]2+,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤电子对,故A正确;
B.根据上述分析可知:络合物[Cu(NH3)4]SO4·H2O在极性较弱的乙醇中溶解度很小,所以有晶体析出, 故B正确;
C.根据实验将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液,再加入稀NaOH溶液,无蓝色沉淀生成,说明Cu2+与NH3的结合能力大于Cu2+与OH-的结合能力,故C正确;
D.因为④中深蓝色溶液中存在SO,加入BaCl2溶液,能产生白色沉淀,故D错误;
故答案:D。
13. 下列有机物的命名正确的是
A. 2-乙基丙烷 B. 3,4,4-三甲基己烷
C. 2-甲基-4-戊炔 D. 2-甲基-1,4-戊二烯
【答案】D
【解析】
【详解】A.应选取最长碳链做为主链,从靠近支链一端对主链编号,该物质名称为2-甲基丁烷,故A错误;
B.应选取最长的碳链做为主链,从靠近支链一端对主链编号,该物质名称为3,3,4-三甲基己烷,故B错误;
C.应选取含碳碳三键的最长的碳链做为主链,从靠近碳碳三键一端对主链编号,该物质名称为4-甲基-1-戊炔,故C错误;
D.应选取含碳碳双键的最长的碳链做为主链,从靠近碳碳双键键一端对主链编号,该物质名称为2-甲基-1,4-戊二烯,故D正确;
故选:D。
14. 关于有机反应类型,下列判断不正确的是
A. (取代反应)
B. (加成反应)
C. (消去反应)
D. (还原反应)
【答案】D
【解析】
【详解】A.CH4与Cl2光照下反应时,CH4中H原子被氯原子取代,反应类型为取代反应,A项正确;
B.CH≡CH与HCl在催化剂、加热时反应生成CH2=CHCl,碳碳三键转化成碳碳双键,两个碳碳三键碳原子上分别连接H、Cl原子,属于加成反应,B项正确;
C.CH3CHBrCH3在KOH醇溶液中加热发生消去反应生成CH2=CHCH3,C项正确;
D.CH3CH2OH与O2在催化剂、加热时发生氧化反应,D项错误;
答案选D。
15. 关于化合物2-苯基丙烯( ),下列说法正确的是
A. 不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B. 可以发生加聚反应
C. 分子中所有原子共平面 D. 易溶于水及有机溶剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.2-苯基丙烯中含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A项错误;
B.2-苯基丙烯中含有碳碳双键,可以发生加聚反应,B项正确;
C.2-苯基丙烯中含有甲基,具有甲烷的四面体结构,故分子中所有原子不可能共平面,C项错误;
D.该物质属于烃,含有较多的C原子,不易溶于水,D项错误;
故选:B。
16. 下列实验装置能达到相应实验目的的是
A. 图1证明乙炔可使溴水褪色 B. 图2证明溴乙烷与NaOH醇溶液共热生成了乙烯
C. 图3证明石蜡分解产物中含有不饱和烃 D. 图4除去中的
【答案】C
【解析】
【详解】A.电石与饱和食盐水反应生成乙炔,会有还原性杂质气体H2S和PH3生成,杂质气体也可以使溴水褪色,A错误;
B.溴乙烷在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应生成乙烯,但同时乙醇挥发,乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此应先除去乙醇再检验乙烯,B错误;
C.石蜡的主要成分是烷烃,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,在加热和碎瓷片的催化下石蜡发生分解反应(裂化),分解产物中含有烯烃,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.二氧化硫具有较强的还原性,能与溴水发生氧化还原反应,不能用溴水除去二氧化硫中的乙烯,D错误;
故选:C。
17. 除去下列物质中的少量杂质(括号内),选用的试剂或分离方法不正确的是
混合物
试剂
分离方法
A
乙烷(乙烯)
溴水
洗气
B
溴苯(溴)
氢氧化钠溶液
分液
C
溴乙烷(乙醇)
四氯化碳
分液
D
乙炔(硫化氢)
硫酸铜溶液
洗气
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯与溴单质发生加成反应生成液体1,2-二溴乙烷,乙烷与溴不反应,可用溴水除去乙烷中的乙烯,故A正确;
B.溴单质能与氢氧化钠反应,溴苯难反应,可用氢氧化钠除去溴苯中的溴,然后进行分离出溴苯,故B正确;
C.四氯化碳为有机溶剂,溴乙烷和乙醇均溶于四氯化碳,三者混溶不发分液分离,故C错误;
D.硫化氢与硫酸铜反应生成硫化铜沉淀,乙炔与其不反应,因此可用硫酸铜溶液除去乙炔中的硫化氢,故D正确;
故选:C。
18. 已知卤代烃可与金属钠反应,生成碳链较长的烃:R—X+2Na+R'—X→R—R'+2NaX,现有碘乙烷和1—碘丙烷混合物,使其与金属钠反应,生成的烃不可能是( )
A. 正戊烷 B. 正丁烷 C. 正己烷 D. 2—甲基戊烷
【答案】D
【解析】
【分析】根据题目信息可知反应的原理为:C-X键发生断裂,X原子与钠形成NaX,与X原子相连的C相连形成新的C-C键,类比该原理分析CH3CH2I和CH3-CH2-CH2I是否能够单独或者相互之间反应生成选项中各物质,以此解答该题。
【详解】卤代烃可与金属钠反应,生成碳链较长的烃:R-X+2Na+R′-X→R-R′+2NaX,碘乙烷和1—碘丙烷与钠反应时,有同种碘代烷分子的反应,也有异种碘代烷分子的反应。当碘乙烷分子间反应时生成正丁烷;当1—碘丙烷分子间反应时生成正己烷;当碘乙烷和1—碘丙烷分子间反应时生成正戊烷,故不可能生成2—甲基戊烷;
故选D。
19. 下列物质能发生消去反应,但不能发生催化氧化反应的是
A. B. (CH3)2CHOH
C. CH3CH2C(CH3)2CH2OH D. CH3CH2C(CH3)2OH
【答案】D
【解析】
【分析】与﹣OH相连C的邻位C上有H可发生消去反应,与﹣OH相连C上无H,不能发生催化氧化反应。
【详解】A.中羟基相连碳相邻碳上没有氢原子,不能发生消去反应;羟基相连的碳原子上有氢,能发生催化氧化,故A错误;
B.(CH3)2CHOH中羟基相连碳的相邻碳上有氢原子,能发生消去反应;羟基相连的碳原子上有氢,能发生催化氧化,故B错误;
C.CH3CH2C(CH3)2CH2OH中羟基相连碳的相邻碳上没有氢原子,不能发生消去反应;羟基相连的碳原子上有氢,能发生催化氧化,故C错误;
D.CH3CH2C(CH3)2OH中羟基相连碳的相邻碳上有氢原子,能发生消去反应;羟基相连的碳原子上没有氢,不能发生催化氧化,故D正确;
故答案选:D。
20. 下列事实不能说明有机物基团之间会相互影响的是
A. 乙烯可以与溴水发生加成,而乙烷不能
B. 甲苯可使酸性高锰酸钾溶液褪色,而乙烷不能
C. 水与钠反应产生氢气的速率大于乙醇与钠的反应
D. 苯和甲苯分别与浓硝酸、浓硫酸混合加热,甲苯在即可生成多硝基取代物
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙烯中含有碳碳双键,能够发生加成反应,化学性质较为活泼,而乙烷是饱和烷烃,化学性质较为稳定,二者性质不同是因为乙烯含碳碳双键而乙烷不含,A项不能说明有机物基团之间会相互影响;
B.甲苯和乙烷中都含有甲基,乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但甲苯能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯环和甲基对甲基的影响不同,苯环使甲基易被氧化,B项能说明有机物基团之间会相互影响;
C.水和乙醇中都含有—OH,但水与钠反应产生氢气的速率大于乙醇与钠的反应,说明乙基降低了—OH的活泼性,C项能说明有机物基团之间会相互影响;
D.发生硝化反应时,苯比甲苯需要的温度高,说明甲基对苯环有影响,使苯环易发生取代反应,D项能说明有机物基团之间会相互影响。
答案选A。
21. 布洛芬片常用来减轻感冒症状,其结构简式如图,下列有关说法错误的是
A. 布洛芬在苯环上发生取代反应,其一氯代物有4种
B. 布洛芬与苯乙酸是同系物
C. 1mol布洛芬最多能与3mol氢气发生加成反应
D. 布洛芬的分子式为C13H18O2
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.结构对称,则布洛芬在苯环上发生取代反应,其一氯代物有2种, A错误;
B. 布洛芬与苯乙酸结构上相似:均含1个苯环、1个羧基,分子组成相差5个CH2原子团,因而互为同系物, B正确;
C.能与氢气发生加成反应的只有苯环,则1mol 布洛芬最多能与3mol氢气发生加成反应, C正确;
D.由结构简式可以知道布洛芬的分子式为C13H18O2, D正确;
答案为A。
22. 化学在国防领域发挥着重要作用。关于下列装备涉及材料的说法不正确的是
A
防弹衣的主要材料:
聚合物分子内含有酰胺基
B
隐形飞机的微波吸收材料:
单体不能使溴水褪色
C
潜艇的消声瓦:
可由和合成
D
潜艇的耐压球壳:钛合金
钛合金中存在金属键
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.由单体和通过缩聚反应生成,聚合物分子内含有酰胺基,故A正确;
B.单体为乙炔,含碳碳三键,能与溴单质发生加成反应,从而使溴水褪色,故B错误;
C.由结构可知的单体为:CH2=CH−CH=CH2和,两者通过加聚反应生成消声瓦,故C正确;
D.合金中存在金属键,故D正确;
故选:B。
23. 我国自主研发对二甲苯的绿色合成路线如下图所示,有关说法不正确的是
A. 过程①发生了加成反应 B. 该反应的副产物可能有间二甲苯
C. M的结构简式为 D. 过程②中C原子杂化方式都是由变为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由M的球棍模型可知其结构简式为: ,对比异戊二烯、丙烯醛和M的结构可知,丙烯醛中碳碳双键打开,与异戊二烯发生1,4-加成反应形成环状M,故A正确;
B.因丙烯醛的碳碳双键结构为不对成烯烃结构,因此其与异戊二烯反应时可能生成: ,在过程②中 转变成间二甲苯,故B正确;
C.由A中分析可知M的结构简式为 ,故C正确;
D.M中环上部分碳原子为饱和碳,采用杂化,但碳碳双键中的碳原子采用杂化,M转化为对二甲苯过程中环上饱和碳原子杂化方式由由变为,双键碳的杂化方式未变,故D错误;
故选:D。
24. 分子式为的链状结构有机物的同分异构体共有(考虑顺反异构)
A. 9种 B. 10种 C. 11种 D. 12种
【答案】C
【解析】
【详解】的链状碳链结构有:顺反异构共2种,1种、1种、1种、顺反异构2种、顺反异构2种、1种、1种,共11种,故选C。
25. 我国科学家合成了一种光响应高分子X,其合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. E的结构简式: B. F的同分异构体有5种(不考虑手性异构体)
C. H中含有配位键 D. 高分子X中含氧官能团有酯基和醚键
【答案】B
【解析】
【详解】A.E与F(醇)反应生成G(酯),对比结构可知E应为羧酸 ,故A正确;
B.F为2-甲基-2-丙醇,其同分异构体还有:1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-1-丙醇、、、6种,故B错误;
C.由结构简式可知H种B与N原子之间存在配位键,故C正确;
D.由X的结构简式可知其含氧官能团有酯基和醚键两种,故D正确;
故选:B。
第II卷(共50分)
26. 有机物的种类繁多,在日常生活中有重要的用途。请回答下列问题:
(1)键线式 表示的分子式_______,系统命名法名称是_______。
(2) 中含有的官能团的名称为_______、_______。
(3)A~G是几种烃的分子球棍模型(如图),据此回答下列问题:
①分子中所有原子在同一平面上的是_______(填标号,下同),常温下,含碳量最高的气态烃是_______,能够发生加成反应的烃是_______。
②写出C发生加聚反应的化学方程式:_______。
③写出G生成三硝基取代物的化学方程式:_______。
【答案】(1) ①. ②. 2-甲基戊烷
(2) ①. 羟基 ②. 酯基
(3) ①. CDF ②. D ③. CDFG ④. ⑤.
【解析】
【小问1详解】
根据键线式可知该物质的分子式为,根据系统命名法的命名原则可知该物质的名称为:2-甲基戊烷,故答案为:;2-甲基戊烷;
【小问2详解】
由结构简式中官能团的结构可知该物质中含羟基和酯基两种官能团,故答案为:羟基;酯基;
【小问3详解】
①由模型结构可知,ABEG中均含饱和碳原子,饱和碳与其所连的原子构成四面体结构,所有原子不可能共面;C为乙烯、D为乙炔、F为苯,均为平面结构,所有原子一定共面;烃类物质中碳氢个数比越大,则含碳量越高,由分子组成可知C乙炔和F苯含碳量相同,且最大,但苯为液体,则含碳量最高的气态烃是D;C中含碳碳双键,D中含碳碳三键,FG中含苯环,因此能发生加成,故答案为:CDF;D;CDFG;
②C为乙烯,发生加聚反应生成聚乙烯,反应方程式为:,故答案为:;
③G为甲苯,与浓硝酸在浓硫酸催化下反应生成2,4,6-三硝基甲苯,反应方程式为:,故答案为:。
27. 氟在已知元素中电负性最大、非金属性最强,单质在1886年才被首次分离出来。
(1)基态F原子的核外电子排布式为_______。
(2)氟氧化物、的结构已经确定。
键长/pm
121
148
①依据数据推测键的稳定性:_______(填“>”或“<”)。
②中的键角小于中的键角,解释原因:_______。
(3)HF是一种有特殊性质的氢化物。
①已知:氢键()中三原子在一条直线上时,作用力最强。测定结果表明,固体中HF分子排列成锯齿形。画出含2个HF的重复单元结构:_______。
②HF中加入可以解离出和具有正四面体形结构的阴离子,写出该过程的离子方程式:_______。
【答案】(1)
(2) ①. > ②. 和中O原子均为杂化且均有2个孤电子对(或和分子结构相似),F原子电负性大于H,与中相比,中键成键电子对更加偏向F原子,中成键电子对之间排斥力小于中,故的键角小于中键角
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
氟是9号元素,基态氟原子的电子排布式为,故答案为: ;
【小问2详解】
①键长越长,键能越小,O2F2中O- O键的长度小于H2O2中O- O键的长度,则O2F2中O-O键的键能大于H2O2中O- O键的键能,则O-O键的稳定性;O2F2 > H2O2,故答案为: >;
②F电负性大于氧大于氢,故OF2中O周围电子密度相对小于H2O中情形,O周围电子对间斥力较小,键角变小,OF2中F-O- F键角小于H2O中H-O- H键角,故答案为: 和中O原子均为杂化且均有2个孤电子对(或和分子结构相似),F原子电负性大于H,与中相比,中键成键电子对更加偏向F原子,中成键电子对之间排斥力小于中,故的键角小于中键角;
【小问3详解】
①测定结果表明,(HF)n固体中HF分子排列为锯齿形,画出含2个的重复单元结构为: ,故答案为: ;
②溶剂中加入BF3可以解离出H F和具有正四面体形结构的阴离子,该阴离子为[BF4]-离子方程式为: ,故答案为: 。
28. 金属羰基配位化合物在催化反应中有着重要应用。是锰的一种简单羰基配位化合物,其结构示意图如下。请回答下列问题:
(1)基态原子的价层电子排布式为_______,元素Mn与O中,基态原子核外未成对电子数较多的是_______。
(2)第一电离能的大小:C_______O(填“>”或“<”)。
(3)中碳原子的杂化轨道类型是_______,写出一种与具有相同空间结构的-1价无机酸根离子的化学式_______。
(4)可看作是中的氢原子被甲基取代的产物。与反应可用于制备,反应前后锰的配位数不变,与反应的化学方程式为_______。
【答案】(1) ①. ②. Mn
(2)< (3) ①. ②. ()
(4)
【解析】
【小问1详解】
Mn为25号元素,核外电子排布式为,价层电子排布式为:,Mn最外层未成对电子数为5,O为8号元素,核外电子排布式为:,未成对电子数为2,Mn的最外层未成对电子数多于O,故答案为:;Mn;
【小问2详解】
C、O均为第二周期元素,同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,C第一电离能小于O,故答案为:<;
【小问3详解】
中C原子的价层电子对数为:,无孤对电子,C采用sp2杂化,与具有相同空间结构的-1价无机酸根离子与其互为等电子体,可以是(),故答案为:sp2;();
【小问4详解】
根据题干信息,反应前后Mn的配位数不变,可知碘单质提供等量的碘原子取代了中甲基的位置,则反应产物还有,反应方程式为:,故答案为:。
29. 溴苯和1-溴丙烷是重要的医药中间体。某化学兴趣小组设计如下方案制得两种有机物,实验步骤如下:
I.连接装置后,检查气密性。向各容器中加入一定量的药品。
II.将液溴滴入装置A中,保持75℃水浴加热装置C10min。
III.反应完毕后,将装置F馏出液分离,得1-溴丙烷的粗产品。
IV.将分出的粗产品,依次用12mLH2O、12mL5%Na2CO3溶液和12mLH2O洗涤,进一步提纯得1-溴丙烷。
有关数据如下:
苯
溴
溴苯
1-溴丙烷
正丙醇
密度/g•cm-3
0.88
3.10
1.50
1.36
0.8
沸点/℃
80
59
156
71
97.1
水中溶解度
难溶
难溶
难溶
难溶
易溶
回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的方程式:________。
(2)装置B的作用________。
(3)步骤IV中第一步水洗目的主要是________。
(4)制得的溴苯中含有少量的苯,提纯溴苯的实验操作名称________。
(5)从锥形瓶内分离出1-溴丙烷粗产品,所采用的操作名称是________检验1-溴丙烷中的溴原子,需加入的试剂按照先后顺序写________。
【答案】 ①. +Br2+HBr↑ ②. 导气、冷凝、回流 ③. 除去正丙醇 ④. 蒸馏 ⑤. 分液 ⑥. 氢氧化钠溶液,稀硝酸,硝酸银溶液
【解析】
【分析】溴苯可通过苯与液溴在铁粉的催化下发生反应制备,因此A装置是制取溴苯的装置;由于制备溴苯的同时也生成了HBr,HBr可以随气流流入装置D中,从而与D中的正丙醇发生反应生成1-溴丙烷;根据题中提供的表格可知,苯和液溴的沸点相比于溴苯较低,因此为了避免其损耗,可通过B即球形冷凝管对A中逸出的气体进行冷凝回流;同样根据表格可知,1-溴丙烷与正丙醇沸点相差不大,因此经过冷凝后获得馏分中会含有较多的正丙醇杂质,务必要将其除净才能获得较为纯净的1-溴丙烷产品。
【详解】(1)通过分析可知,A中发生的反应的方程式为:+Br2+HBr↑;
(2)通过分析可知,装置B在制备溴苯时起到了冷凝回流和导气的作用;
(3)通过分析可知,制备1-溴丙烷时,经过E装置对产物气体冷凝后获得馏分中会含有较多的正丙醇杂质,考虑到正丙醇易溶于水,所以步骤Ⅳ中先用水洗目的是除去杂质正丙醇;
(4)溴苯和苯会相互溶解,考虑到二者沸点相差明显,因此分离提纯溴苯时,可采用蒸馏的方法;
(5)通过分析可知,锥形瓶中主要有水,正丙醇以及1-溴丙烷,所以会产生分层的现象,因此分离1-溴丙烷粗品时可采用分液的方法;检验卤代烃中卤素原子,一般都是先加入NaOH水溶液使其发生水解反应,从而将卤素原子转化为卤素离子;再加入硝酸酸化,最后加入硝酸银溶液,观察沉淀的颜色从而确定卤素原子的种类。
30. 乙炔是基本有机化工原料,由乙炔制备聚乙烯醇和顺式聚异戊二烯的合成路线(部分反应条件略去)如图所示:
回答下列问题:
(1)按系统命名法命名异戊二烯:_______。
(2)X分子中含有的官能团名称为_______、_______。
(3)反应①~③中,_______(填反应序号)的反应类型与反应④不同。
(4)反应⑤的化学方程式是_______。
(5)Y是X的同分异构体。Y能使紫色石蕊溶液变红,能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出,也能使溴水褪色。其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积比为。写出Y的结构简式:_______。
(6)顺式聚异戊二烯的结构式是(选填字母)_______。
A. B.
C. D.
(7)以乙烯和乙醛为原料,制备1,3-丁二烯的合成路线如下:
a. 反应⑥的反应条件是_______。
b. Z的结构简式为_______。
【答案】(1)2-甲基-1,3-丁二烯
(2) ①. 碳碳双键 ②. 酯基
(3)② (4) +H2O
(5) (6)B
(7) ①. NaOH醇溶液,加热 ②.
【解析】
【分析】HC≡CH与CH3COOH在催化剂作用下加热反应生成X,X发生加聚反应生成,根据X的分子式C4H6O2可推知X为CH2=CHOOCCH3;结合其他物质的结构简式及反应条件进行分析解答。
【小问1详解】
选择双键均在的最长碳链为主链,则主链上有4个碳原子;编号时碳碳双键优先,再保证甲基的位次最小,所以碳碳双键在1,3号位次;2号碳上有1个甲基,所以异戊二烯的系统名称为:2-甲基-1,3-丁二烯;
【小问2详解】
根据X的加聚产物,可得X的结构简式为CH2=CHOOCCH3,所以X分子中含有的官能团名称是:碳碳双键、酯基;
【小问3详解】
反应①为HC≡CH + CH3COOH→CH2=CHOOCCH3,结合乙炔(C2H2)和乙酸(C2H4O2)的分子式可知该反应为加成反应;反应②为→,酯基水解生成羟基,所以该反应为水解反应或取代反应;反应③为HC≡CH与丙酮在KOH条件下反应生成,分析乙炔与丙酮的分子式,可知该反应为加成反应;反应④,碳碳三键转化为碳碳双键,该反应为加成反应。所以反应①~③中,反应②的反应类型与反应④不同。故答案为:②;
【小问4详解】
反应⑤为醇羟基的消去反应,反应的化学方程式为+H2O;
【小问5详解】
X为CH2=CHOOCCH3,Y是X的同分异构体。Y能使紫色石蕊溶液变红,能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出,也能使溴水褪色,则含有羧基和碳碳双键;其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积比为,则含有一个甲基,Y的结构简式为:;
【小问6详解】
两个相同的原子或基团在双键同一侧为顺式结构,所以顺式聚异戊二烯的结构式是:B;
【小问7详解】
a. CH2ClCH2Cl在NaOH醇溶液、加热的条件下发生消去反应生成HC≡CH,故反应⑥的反应条件是NaOH醇溶液,加热;
b. HC≡CH+CH3CHO,故Z的结构简式为。
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