四川省眉山市仁寿第一中学北校区2023-2024学年高二下学期4月月考化学试题(Word版附解析)
展开1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上相对分子质量:Ca 40 F 19 C 12 O 16 Br 80
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、单选题
1. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态的价电子轨道表示式:
B. 的空间填充模型:
C. 3,4-二甲基-1,3-戊二烯的键线式:
D. 的VSEPR模型:
2. 化学与生活、生产、科技等息息相关,下列有关说法正确的是
A. 制造蛟龙号潜艇载人舱的钛合金中的钛属于稀土金属
B. 为了杀死自来水中的新冠病毒,可向其中加入一点明矾
C. 笔墨纸砚中的“纸”特指宣纸,宣纸的主要成分是蛋白质
D. 《本草纲目》记载“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”,所用的分离方法是蒸馏
3. 已知,A物质在该条件下发生反应为:,下列关于A物质的说法正确的是
A. 物质A的结构简式为
B. 物质A与发生加成反应,最多可以得到2种加成产物
C. 若3分子物质A在该条件下发生反应,则产物的结构简式可能为
D. 物质A所有原子一定共平面
4. 化合物M是一种新型超分子晶体材料,由X、18-冠-6、以为溶剂反应制得(如图)。下列叙述正确的是
A. 组成M的元素均位于元素周期表p区
B. M由X的高氯酸盐与18-冠-6通过氢键结合生成
C. M中碳、氮、氯原子的轨道杂化类型均为
D. M的晶体类型为分子晶体
5. 用表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 15g甲基含有个电子
B. 中含有个碳碳双键
C. 标准状况下体积为
D. 乙烯和丁烯的混合物中总原子数为
6. 异黄酮类是药用植物的有效成分之一,一种异黄酮类化合物Z的部分合成路线如下图,下列有关化合物X、Y和Z的说法错误的是
A. 1ml X与足量溴水反应消耗2mlBr2
B. Y分子中有7种不同化学环境的氢原子
C. 可用酸性高锰酸钾溶液检验Z中的碳碳双键
D. Z与足量H2加成所得有机物的1个分子中含有6个手性碳原子
7. 下列离子方程式中,错误的是
A. 甲醛与足量银氨溶液反应:
B. 丙烯醛与足量溴水反应:
C. 醋酸除水垢():
D. 苯酚()溶液中加入溶液:
8. 天然小分子白皮杉醇在胃癌治疗中有重要应用价值。其结构如图所示,下列有关白皮杉醇的说法正确的是
A. 1ml白皮杉醇与足量的溴水反应最多消耗1mlBr2
B. 苯环上氢原子的一氯代物有4种
C. 1ml白皮杉醇最多能和7mlH2发生加成反应
D. 1ml白皮杉醇最多能和2mlNa2CO3反应
9. 实验室通过如图所示装置用乙醇和浓硫酸共热发生脱水反应制取乙烯并验证其性质。下列说法正确的是
已知:温度在140℃时,烧瓶内会生成乙醚。
A. 装置甲加热时应缓慢升高温度到170℃
B. 装置甲中浓硫酸作用是作吸水剂
C. 为除去乙烯中混有的少量SO2,装置乙中可加入NaOH溶液
D. 装置丙中溶液褪色时有CH3CHBr2生成
10. 2—甲基—2—氯丙烷是重要的化工原料,实验室中可由叔丁醇与浓盐酸反应制备,路线如图:
下列说法正确是
A. 叔丁醇发生催化氧化所得的产物属于酮类
B. 用5%Na2CO3溶液洗涤分液时,有机相在分液漏斗的下层
C. 无水CaCl2的作用是除去有机相中残存的少量水,也可用NaOH固体代替无水CaCl2
D. 蒸馏除去残余反应物叔丁醇时,产物先蒸馏出体系
11. 实验室可用萤石(CaF2)与浓硫酸制取HF,氢氟酸可用来刻蚀玻璃,发生反应:,CaF2的立方晶胞如图所示,其晶胞参数为apm。下列说法不正确的是
A. 氢化物稳定性:HF>H2O>SiH4
B. SiF4、H2O、SO、SiO2四者的中心原子的杂化方式相同
C. CaF2的晶体密度为(NA为阿伏伽德罗常数的值)
D. CaF2晶体中Ca2+和Ca2+之间的最近距离与F-和F-之间的最近距离之比为
12. 8.8 g某有机物C在足量O2中充分燃烧,将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,分别增重7.2 g和17.6 g,经检验剩余气体为O2.已知C的质谱与红外光谱如图所示。下列说法错误的是
A. 符合C分子结构特征的有机物只有一种B. 有机物C中含有C、H、O三种元素
C. 有机物C的分子式为C4H8O2D. 有机物C在稀硫酸中可发生取代反应
13. 利用CO2和 H2可制得甲烷,实现资源综合利用。
已知:I. 2221-1
II. CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H2=-165.0 kJ·ml-1
在一定的温度和压力下,将按一定比例混合的CO2和H2混合气体通过装有催化剂的反应器, 反应相同时间, CO2转化率和 CH4选择性随温度变化关系如图所示。
CH4选择性=
下列说法不正确的是
A. 反应Ⅱ:2E(C=O)+4E(H-H)<4E(C-H)+4E(H-O)(E表示键能)
B. 240℃时,其他条件不变,增大压强能提高CO2的转化率
C. 在260~300℃间, 其他条件不变, 升高温度 CH4的产率增大
D. 320℃时CO2的转化率最大,说明反应I和反应II一定都达到了平衡状态
14. 近期,清华大学某课题组首次利用糠醛创制了一种如图a所示的新型可充放电的“生物质电池”,该电池在充放电过程中可生产高附加值化学品糠醇和糠酸盐,其原理可用图b表示。下列说法正确的是
A. 该装置在生成糠醇时将化学能转化为电能
B. 放电时电极A发生还原反应
C. 充电时电极B附近碱性增强
D. 若使用铅蓄电池为其充电,当1 ml糠醛转化时,PbO2电极增重64 g
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、解答题
15. 1-溴丁烷可用于合成麻醉药盐酸丁卡因,也用于生产染料和香料,是稀有元素萃取的溶剂及有机合成的中间体,其制备如图(夹持装置略):
已知:ⅰ.(浓)
ⅱ.
ⅲ.(浓)
请回答下列问题:
(1)在反应时,若选用较浓的硫酸作为反应物,得到的产品会呈黄色,为除去颜色,最好选择下列的_______(填标号)溶液来洗涤产品。
A.四氯化碳 B.硫酸钠 C.氢氧化钠 D.亚硫酸钠
产品选择上述溶液洗涤后,还需要用蒸馏水洗涤一次,洗涤液与产品分离的操作是_______(填操作名称)。
(2)分离得到的有机层依次用适量的水、饱和溶液、水洗涤、用无水干燥,蒸馏,得到最终产品。若投入正丁醇,得到产物,则1-溴丁烷的产率为______%(保留一位小数)。
(3)探究小组为研究1-溴丁烷的水解反应和消去反应,设计如下探究实验:
①对比ⅰ、ⅱ的实验现象,可得出卤代烃水解的实验结论是_______。
②实验ⅲ的有机化学反应方程式是_______。
③为深入研究1-溴丁烷与溶液是否能发生消去反应,小组设计如图装置探究(加热和夹持装置略去):
加热圆底烧瓶一段时间后,B中酸性高锰酸钾溶液褪色。
Ⅰ.甲同学认为不能依据酸性高锰酸钾溶液褪色,判断A中发生消去反应,理由是_______。
Ⅱ.乙同学对实验进行了改进,依据实验现象可判断是否发生消去反应,改进的方案是_______。
16. 钝、钒、铬、铁、镍、铜等过渡金属及其化合物工业上有重要用途。
(1)钛铁合金具有放氢温度低、价格适中等优点,是钛系储氢合金的代表。Ti元素在元素周期表中的位置是___________。
(2)制备的反应为。
①上述化学方程式中非金属元素电负性由小到大的顺序为____________(用元素符号表示)。
②分子中所有原子均满足8电子稳定结构,分子中键和键的个数比为____________,中心原子的杂化方式为____________。
(3)一种钒的硫化物的晶体结构(图a)及其俯视图(图b)如图所示:
①该钒的硫化物的化学式是____________。
②该钒的硫化物的晶体中,与每V原子最近且等距S原子的个数是____________。
17. Ⅰ.根据分子的空间结构判断原子共线和共面问题、判断物质的性质和同分异构体是学习有机化学所必须具备的基本能力。请解答以下问题:
(1)下列反应的产物中,有的有同分异构体,有的没有同分异构体,其中存在2种同分异构体的反应是 。
A. 异戊二烯()与等物质的量的发生加成反应
B. 2—氯丁烷与NaOH乙醇溶液共热发生消去HCl分子的反应
C. 甲苯在一定条件下发生硝化反应生成一硝基甲苯的反应
D. 丙烷与溴蒸汽在光照下发生一取代反应
(2)某烃结构简式如下:,有关其结构说法正确的是 。
A. 所有原子可能在同一平面上B. 最多有4个碳原子在同一条直线上
C. 所有氢原子可能在同一平面上D. 至少有19个原子在同一个面上
Ⅱ.已知某烃A的相对分子质量为84.回答下列问题:
(3)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____________(填序号)。
a. b. c. d.
(4)若烃A为链烃,分子中所有的碳原子在同一平面上,则A的结构简式为________________________;若A不能使溴水褪色,其一氯代物只有一种,则A的结构简式为______________。
(5)B分子比A分子多两个碳原子,它是一种苯的同系物,一氯代物只有两种,则B的名称为________________________,被氧化后的产物为________________(写结构简式)。
18. 化合物M是一种医药中间体,实验室中M的一种合成路线如下:
已知:
①
②
③一个碳原子连接两个—OH不稳定,易自动脱水
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为___________;B的化学名称为___________;由C生成D的反应类型为______________。
(2)A的结构简式为____________________;由F生成G化学方程式为___。
(3)由G生成M的化学方程式为_______________。
(4)Q为D的同分异构体,同时满足下列条件的Q的所有结构简式有____________种(不含立体异构)。
①苯环上连有5个取代基;
②既含,又能与银氨溶液发生银镜反应。
(5)参照上述合成路线和信息,以2—丙醇和苯为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线_______。高2022级化学月考试题
考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上相对分子质量:Ca 40 F 19 C 12 O 16 Br 80
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、单选题
1. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态的价电子轨道表示式:
B. 的空间填充模型:
C. 3,4-二甲基-1,3-戊二烯的键线式:
D. 的VSEPR模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.基态的价电子排布式为3d6,价电子轨道表示式:,故A错误;
B.中C原子杂化方式为sp,为直线形,由于Cl原子半径大于C原子,故B错误;
C.3,4-二甲基-1,3-戊二烯的键线式:,故C正确;
D.的价层电子对数为2+=3,含有1个孤电子对,VSEPR模型为平面三角形,故D错误;
故选C。
2. 化学与生活、生产、科技等息息相关,下列有关说法正确的是
A. 制造蛟龙号潜艇载人舱的钛合金中的钛属于稀土金属
B. 为了杀死自来水中的新冠病毒,可向其中加入一点明矾
C. 笔墨纸砚中的“纸”特指宣纸,宣纸的主要成分是蛋白质
D. 《本草纲目》记载“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”,所用的分离方法是蒸馏
【答案】D
【解析】
详解】A.钛不属于稀土金属,A错误;
B.明矾只能沉聚水中杂质,无杀菌消毒的作用,B错误;
C.宣纸的主要成分是纤维素,C错误;
D.“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”,其中的蒸烧指的是蒸馏,D正确;
故答案选D。
3. 已知,A物质在该条件下发生的反应为:,下列关于A物质的说法正确的是
A. 物质A的结构简式为
B. 物质A与发生加成反应,最多可以得到2种加成产物
C. 若3分子物质A在该条件下发生反应,则产物的结构简式可能为
D. 物质A所有原子一定共平面
【答案】C
【解析】
【详解】:
A.物质A含2个碳碳双键,甲基连接在双键之间的碳原子上,则物质A的结构简式为,A错误;
B.物质A与Cl2发生加成反应,可发生1∶1加成(1,2加成或1,4加成)或1∶2加成,最多可以得到3种加成产物,B错误;
C.3分子物质A在该条件下发生加成反应,产物的结构简式可能为,C正确;
D.由A项分析可知,A的结构简式为:,分子中含有sp3杂化的碳原子,故物质A一定不可能所有原子共平面,D错误;
故答案为:C。
4. 化合物M是一种新型超分子晶体材料,由X、18-冠-6、以为溶剂反应制得(如图)。下列叙述正确的是
A. 组成M的元素均位于元素周期表p区
B. M由X的高氯酸盐与18-冠-6通过氢键结合生成
C. M中碳、氮、氯原子的轨道杂化类型均为
D. M的晶体类型为分子晶体
【答案】B
【解析】
【详解】A.周期表里的第13-18列,即IIIA-VIIA和零族属于p区,组成M的元素有H、C、N、O、Cl、Br,根据元素周期表结构可知H位于s区,A错误;
B.由图知,M由X的高氯酸盐与18-冠-6通过氢键结合生成,B正确;
C.M中苯环上的碳原子的轨道杂化类型为,C错误;
D.M为离子化合物,其晶体类型为离子晶体,D错误;
故选B。
5. 用表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 15g甲基含有个电子
B. 中含有个碳碳双键
C. 标准状况下体积为
D. 乙烯和丁烯的混合物中总原子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.1个甲基中含有9个电子,则15g甲基(-CH3)含有电子数为×9×NAml-1=9NA,A错误;
B.已知苯环中不含碳碳双键,故2ml中含有个碳碳双键,B错误;
C.已知标准状况下C8H18为液态,故无法计算体积,C错误;
D.已知乙烯和丁烯的最简式均为CH2,故14g乙烯和丁烯的混合物中总原子数为=3NA,D正确;
故答案为:D。
6. 异黄酮类是药用植物的有效成分之一,一种异黄酮类化合物Z的部分合成路线如下图,下列有关化合物X、Y和Z的说法错误的是
A. 1ml X与足量溴水反应消耗2mlBr2
B. Y分子中有7种不同化学环境的氢原子
C. 可用酸性高锰酸钾溶液检验Z中的碳碳双键
D. Z与足量H2加成所得有机物的1个分子中含有6个手性碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.X中能与溴反应的为两个酚羟基的邻位和对位,其中只有两个位置可以被取代,1mlX与足量溴水反应消耗2mlBr2,A正确;
B.Y分子中有7种不同化学环境的氢原子,B正确;
C.Z中的酚羟基也能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色,故不能用酸性高锰酸钾溶液检验Z中的碳碳双键,C错误;
D.Z与足量的氢气加成以后的产物为:,该有机物的1个分子中含有6个手性碳原子,D正确;
故选C
7. 下列离子方程式中,错误的是
A. 甲醛与足量银氨溶液反应:
B. 丙烯醛与足量溴水反应:
C. 醋酸除水垢():
D. 苯酚()溶液中加入溶液:
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲醛与足量银氨溶液共热反应生成碳酸铵、氨气、银和水,反应化学方程式为,故A错误;
B.丙烯醛分子中含有的碳碳双键能与溴水发生加成反应,含有的醛基能与溴水发生氧化反应,反应的化学方程式为,故B正确;
C.醋酸除水垢发生的反应为碳酸钙与醋酸溶液反应生成醋酸钙、二氧化碳和水,反应的离子方程式为,故C正确;
D.苯酚的酸性强于碳酸氢根离子,能与碳酸钠溶液反应生成苯酚钠和碳酸氢钠,反应的化学方程式为,故D正确;
故选A。
8. 天然小分子白皮杉醇在胃癌治疗中有重要应用价值。其结构如图所示,下列有关白皮杉醇的说法正确的是
A. 1ml白皮杉醇与足量的溴水反应最多消耗1mlBr2
B. 苯环上氢原子的一氯代物有4种
C. 1ml白皮杉醇最多能和7mlH2发生加成反应
D. 1ml白皮杉醇最多能和2mlNa2CO3反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.白皮杉醇中除了碳碳双键,含还有酚羟基,酚羟基邻、对位上的氢容易被Br取代,因此1ml白皮杉醇与足量的溴水反应最多消耗7mlBr2,A错误;
B.根据白皮杉醇的结构简式可知,其苯环上有5种不同化学环境的氢原子,苯环上氢原子的一氯代物有5种,B错误;
C.1ml白皮杉醇含有两个苯环和1个碳碳双键,最多能和7ml氢气发生加成反应,C正确;
D.酚羟基能与碳酸钠反应生成碳酸氢钠,1ml白皮杉醇含有4ml酚羟基,最多能与4ml碳酸钠反应,D错误;
故答案选C。
9. 实验室通过如图所示装置用乙醇和浓硫酸共热发生脱水反应制取乙烯并验证其性质。下列说法正确的是
已知:温度在140℃时,烧瓶内会生成乙醚。
A. 装置甲加热时应缓慢升高温度到170℃
B. 装置甲中浓硫酸的作用是作吸水剂
C. 为除去乙烯中混有的少量SO2,装置乙中可加入NaOH溶液
D. 装置丙中溶液褪色时有CH3CHBr2生成
【答案】C
【解析】
【分析】由实验装置可知,A中浓硫酸与乙醇混合后加热至170℃发生消去反应生成乙烯,B中NaOH溶液可除去二氧化硫等杂质,C中溴的CCl4溶液褪色可检验乙烯,以此来解答。
【详解】A.已知乙醇和浓硫酸共热到170℃时才能发生取代反应,而温度在140℃时,烧瓶内会生成乙醚,故装置甲加热时应迅速升高温度到170℃,避免副反应色发生,A错误;
B.装置甲中浓硫酸的作用是作催化剂,而不是吸水剂,B错误;
C.由分析可知,为除去乙烯中混有的少量SO2,装置乙中可加入NaOH溶液,反应原理为:SO2+2NaOH=Na2SO3+H2O,C正确;
D.装置丙中溶液褪色时,发生的反应为:CH2=CH2+Br2BrCH2CH2Br,没有有CH3CHBr2生成,D错误;
故答案为:C。
10. 2—甲基—2—氯丙烷是重要的化工原料,实验室中可由叔丁醇与浓盐酸反应制备,路线如图:
下列说法正确的是
A. 叔丁醇发生催化氧化所得的产物属于酮类
B. 用5%Na2CO3溶液洗涤分液时,有机相在分液漏斗的下层
C. 无水CaCl2的作用是除去有机相中残存的少量水,也可用NaOH固体代替无水CaCl2
D. 蒸馏除去残余反应物叔丁醇时,产物先蒸馏出体系
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.叔丁醇不能发生催化氧化,故A错误;
B.用5% Na2CO3溶液洗涤分液时,由于有机物2-甲基-2-氯丙烷的密度小于水,则有机相在分液漏斗的上层,故B错误;
C.无水CaCl2不能用NaOH代替,故C错误;
D.叔丁醇分子间可形成氢键,沸点较高,所以产物先蒸馏出体系,故D正确;
故选D。
11. 实验室可用萤石(CaF2)与浓硫酸制取HF,氢氟酸可用来刻蚀玻璃,发生反应:,CaF2的立方晶胞如图所示,其晶胞参数为apm。下列说法不正确的是
A. 氢化物的稳定性:HF>H2O>SiH4
B. SiF4、H2O、SO、SiO2四者的中心原子的杂化方式相同
C. CaF2的晶体密度为(NA为阿伏伽德罗常数的值)
D. CaF2晶体中Ca2+和Ca2+之间的最近距离与F-和F-之间的最近距离之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A. 周期表中同主族从下到上,同周期从左到右,元素的非金属性增强,最高价氧化物对应的水化物的酸性增强,元素的氢化物稳定性增强,元素的非金属性F>O>Si,氢化物的稳定性:HF>H2O>SiH4,故A正确;
B. SiF4、H2O、SO、SiO2四者的中心原子的杂化方式相同,均为sp3杂化,故B正确;
C. 由氟化钙晶胞可知每个晶胞中含有4个Ca2+,8个F-,CaF2的晶体密度为,故C正确;
D. CaF2晶体中Ca2+和Ca2+之间的最近距离与F-和F-之间的最近距离之比为,故D错误;
故选D。
12. 8.8 g某有机物C在足量O2中充分燃烧,将生成的混合气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,分别增重7.2 g和17.6 g,经检验剩余气体为O2.已知C的质谱与红外光谱如图所示。下列说法错误的是
A. 符合C分子结构特征的有机物只有一种B. 有机物C中含有C、H、O三种元素
C. 有机物C的分子式为C4H8O2D. 有机物C在稀硫酸中可发生取代反应
【答案】A
【解析】
【分析】某有机物C在足量O2中充分燃烧,生成的水7.2g即0.4ml、二氧化碳气体17.6g即0.4ml,按质量守恒定律,消耗氧气7.2g+17.6g-8.8g=16g,则8.8g有机物C中含0.4mlC、0.8mlH、0.2mlO;从质谱图中可知C的相对分子质量为88;
【详解】A.据分析,C的相对分子质量为88,8.8g即0.1ml有机物C中含0.4mlC、0.8mlH、0.2mlO,则有机物C的分子式为C4H8O2,结合红外光谱图可知符合有机物C分子结构特征的有机物不止有一种,A错误;
B.据分析,有机物C中含有C、H、O三种元素,B正确;
C.据分析,C的相对分子质量为88,8.8g即0.1ml有机物C中含0.4mlC、0.8mlH、0.2mlO,则有机物C的分子式为C4H8O2 ,C正确;
D.从红外谱图中可知,有机物C为乙酸乙酯、丙酸甲酯,在稀硫酸中可发生取代(水解)反应,D正确;
答案选A。
13. 利用CO2和 H2可制得甲烷,实现资源综合利用。
已知:I. 2221-1
II. CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H2=-165.0 kJ·ml-1
在一定的温度和压力下,将按一定比例混合的CO2和H2混合气体通过装有催化剂的反应器, 反应相同时间, CO2转化率和 CH4选择性随温度变化关系如图所示。
CH4选择性=
下列说法不正确的是
A. 反应Ⅱ:2E(C=O)+4E(H-H)<4E(C-H)+4E(H-O)(E表示键能)
B. 240℃时,其他条件不变,增大压强能提高CO2的转化率
C. 在260~300℃间, 其他条件不变, 升高温度 CH4的产率增大
D. 320℃时CO2的转化率最大,说明反应I和反应II一定都达到了平衡状态
【答案】D
【解析】
【分析】在两种不同催化剂作用下反应相同时间,化学反应速率越大、选择性越高,则甲烷的产率越高。
【详解】A.反应Ⅱ为放热反应,断裂化学键吸收的能量小于形成化学键放出的能量,即2E(C=O)+4E(H-H)<4E(C-H)+4E(H-O) ,故A正确;
B.增大压强,反应Ⅱ平衡正向移动,故能提高CO2的转化率, 故B正确;
C.在260℃~320℃间,以为催化剂,升高温度CH4的选择性虽然基本不变,但CO2的转化率在上升,所以CH4的产率上升,故C正确;
D.320℃时CO2的转化率最大,可能是因为温度过高而导致催化剂失去活性导致,从而无法判定此时的转化率就是平衡转化率,则此时两个反应也不一定达到平衡状态,故D错误;
答案选D。
14. 近期,清华大学某课题组首次利用糠醛创制了一种如图a所示的新型可充放电的“生物质电池”,该电池在充放电过程中可生产高附加值化学品糠醇和糠酸盐,其原理可用图b表示。下列说法正确的是
A. 该装置在生成糠醇时将化学能转化为电能
B. 放电时电极A发生还原反应
C. 充电时电极B附近碱性增强
D. 若使用铅蓄电池其充电,当1 ml糠醛转化时,PbO2电极增重64 g
【答案】D
【解析】
【分析】由题意可知,放电时:电极A失去电子,A为负极,B为正极,此时糠醛转化为糠酸盐;充电时:A电极糠醛转化为糠醇,发生还原反应,A为阴极,B为阳极。
【详解】A.根据分析,充电时:A电极糠醛转化为糠醇,将电能转化为化学能,故A错误;
B.放电时电极A发生氧化反应,故B错误;
C.充电时B为阳极,电极反应为:,电极B附近碱性减弱,故C错误;
D.当1ml糠醛转化时,转移2mle-,铅蓄电池中1mlPbO2转化为PbSO4,增重64g,故D正确;
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题 共58分)
二、解答题
15. 1-溴丁烷可用于合成麻醉药盐酸丁卡因,也用于生产染料和香料,是稀有元素萃取的溶剂及有机合成的中间体,其制备如图(夹持装置略):
已知:ⅰ.(浓)
ⅱ.
ⅲ.(浓)
请回答下列问题:
(1)在反应时,若选用较浓的硫酸作为反应物,得到的产品会呈黄色,为除去颜色,最好选择下列的_______(填标号)溶液来洗涤产品。
A.四氯化碳 B.硫酸钠 C.氢氧化钠 D.亚硫酸钠
产品选择上述溶液洗涤后,还需要用蒸馏水洗涤一次,洗涤液与产品分离的操作是_______(填操作名称)。
(2)分离得到的有机层依次用适量的水、饱和溶液、水洗涤、用无水干燥,蒸馏,得到最终产品。若投入正丁醇,得到产物,则1-溴丁烷的产率为______%(保留一位小数)。
(3)探究小组为研究1-溴丁烷的水解反应和消去反应,设计如下探究实验:
①对比ⅰ、ⅱ的实验现象,可得出卤代烃水解的实验结论是_______。
②实验ⅲ的有机化学反应方程式是_______。
③为深入研究1-溴丁烷与溶液否能发生消去反应,小组设计如图装置探究(加热和夹持装置略去):
加热圆底烧瓶一段时间后,B中酸性高锰酸钾溶液褪色。
Ⅰ.甲同学认为不能依据酸性高锰酸钾溶液褪色,判断A中发生消去反应,理由是_______。
Ⅱ.乙同学对实验进行了改进,依据实验现象可判断是否发生消去反应,改进的方案是_______。
【答案】(1) ①. D ②. 分液
(2)56.9% (3) ①. 1-溴丁烷在碱性溶液中水解速率更快 ②. ③. A装置发生水解反应生成的1-丁醇,也可以使B中酸性高锰酸钾溶液褪色 ④. 将B中溶液换成溴的四氯化碳溶液(或溴水),若褪色,则证明可发生消去反应,反之,则没有发生(答案合理即可)
【解析】
【小问1详解】
若选用较浓的硫酸作为反应物,得到的产品会呈黄色,是因为溶解了Br2;
A.四氯化碳可以溶解Br2,但也会溶解溴乙烷,故A不选;
B.硫酸钠不能除去Br2,故B不选;
C.氢氧化钠与Br2反应,但同时也会引起溴乙烷水解,故C不选;
D.亚硫酸钠只与Br2发生氧化还原反应,不与溴乙烷反应,故D选;
答案为D;洗涤液与产品不互溶,因此可用分液的方法将其进行分离;
【小问2详解】
14.8g正丁醇的物质的量为:=0.2ml,由方程式可知,理论上0.2ml正丁醇参与反应,生成0.2ml1-溴丁烷,0.2ml1-溴丁烷的质量为:0.2ml×137g/ml=27.4g,则1-溴丁烷的产率为:×100%≈56.9%;
【小问3详解】
①直接加入酸化的硝酸银溶液,出现少量淡黄色沉淀,说明在酸性条件下1-溴丁烷可以水解,加入氢氧化钠溶液后,加入酸化的硝酸银溶液,立即出现大量淡黄色沉淀,说明1-溴丁烷在碱性溶液中水解速率更快;
②实验iii1-溴丁烷在氢氧化钠醇溶液中,发生消去反应,化学方程式是;
③I.甲同学认为不能依据酸性高锰酸钾溶液褪色,判断A中发生消去反应,理由是A装置发生水解反应生成的1-丁醇,也可以使B中酸性高锰酸钾溶液褪色;
Ⅱ.乙同学对实验进行了改进,依据实验现象可判断是否发生消去反应,改进的方案是将B中溶液换成溴的四氯化碳溶液(或溴水),若褪色,则证明可发生消去反应,反之,则没有发生。
16. 钝、钒、铬、铁、镍、铜等过渡金属及其化合物在工业上有重要用途。
(1)钛铁合金具有放氢温度低、价格适中等优点,是钛系储氢合金的代表。Ti元素在元素周期表中的位置是___________。
(2)制备的反应为。
①上述化学方程式中非金属元素电负性由小到大的顺序为____________(用元素符号表示)。
②分子中所有原子均满足8电子稳定结构,分子中键和键的个数比为____________,中心原子的杂化方式为____________。
(3)一种钒的硫化物的晶体结构(图a)及其俯视图(图b)如图所示:
①该钒的硫化物的化学式是____________。
②该钒的硫化物的晶体中,与每V原子最近且等距S原子的个数是____________。
【答案】(1)第四周期第ⅣB族
(2) ①. C<Cl<O ②. 1∶3 ③.
(3) ①. VS ②. 6
【解析】
【小问1详解】
Ti的原子序数是22,Ti元素在元素周期表中的位置是第四周期第ⅣB族。
【小问2详解】
①上述化学方程式中非金属元素有C、O、Cl,非金属性越强,电负性越大,则电负性由小到大的顺序为C<Cl<O。
②分子中所有原子均满足8电子稳定结构,说明含有碳氧双键和碳氯单键,所以分子中键和键的个数比为,中心碳原子含有双键,其杂化方式为。
【小问3详解】
①根据晶胞结构可知S位于晶胞内,有6个,V的个数为,因此该钒的硫化物的化学式是VS。
②根据俯视图可判断该钒的硫化物的晶体中,与每V原子最近且等距S原子的个数是6个。
17. Ⅰ.根据分子的空间结构判断原子共线和共面问题、判断物质的性质和同分异构体是学习有机化学所必须具备的基本能力。请解答以下问题:
(1)下列反应的产物中,有的有同分异构体,有的没有同分异构体,其中存在2种同分异构体的反应是 。
A. 异戊二烯()与等物质的量的发生加成反应
B. 2—氯丁烷与NaOH乙醇溶液共热发生消去HCl分子的反应
C. 甲苯在一定条件下发生硝化反应生成一硝基甲苯的反应
D. 丙烷与溴蒸汽在光照下发生一取代反应
(2)某烃结构简式如下:,有关其结构说法正确的是 。
A. 所有原子可能在同一平面上B. 最多有4个碳原子在同一条直线上
C. 所有氢原子可能在同一平面上D. 至少有19个原子在同一个面上
Ⅱ.已知某烃A的相对分子质量为84.回答下列问题:
(3)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____________(填序号)。
a. b. c. d.
(4)若烃A为链烃,分子中所有的碳原子在同一平面上,则A的结构简式为________________________;若A不能使溴水褪色,其一氯代物只有一种,则A的结构简式为______________。
(5)B分子比A分子多两个碳原子,它是一种苯的同系物,一氯代物只有两种,则B的名称为________________________,被氧化后的产物为________________(写结构简式)。
【答案】(1)BD (2)D
(3) ①. b ②. d
(4) ①. ②.
(5)对二甲苯(或1,4—二甲苯)
【解析】
【小问1详解】
A. 异戊二烯()与等物质的量的发生加成反应,可以是1,2-加成(2种),1,4-加成(1种),合计是3种,A不符合;
B. 2-氯丁烷与NaOH乙醇溶液共热发生消去HCl分子的反应,生成物是1-丁醇或2-丁醇,B符合;
C. 甲苯在一定条件下发生硝化反应生成一硝基甲苯的反应,产物有3种,即邻间对,C不符合;
D. 丙烷与溴蒸汽在光照下发生一取代反应,产物是1-溴丙烷或2-溴丙烷,D符合;
答案选BD。
【小问2详解】
A. 由于苯环、碳碳双键均是平面形结构,碳碳三键是直线形结构,但由于含有1个甲基,因此所有原子不可能在同一平面上,A错误;
B. 根据苯环和碳碳三键的结构特点可判断,最多有5个碳原子在同一条直线上,B错误;
C. 含有1个甲基,因此所有氢原子不可能在同一平面上,C错误;
D. 苯环中6个C、5个H,三键上2个C,双键上2个C、2个H,甲基上1个C、1个H可共面,最多19个原子共面,D正确;
答案选D。
【小问3详解】
A分子中最大碳原子数目=84÷12=7,由于氢原子不能为0,故A的分子式为C6H12;若与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,则各组分1mlCxHy的耗氧量(x+y/4)ml相同,则1mlC6H12耗氧量为(6+12/4)ml=9ml,选项中只有1mlC7H8的耗氧量是9ml;若总质量一定,充分燃烧消耗氧气的量不变,则最简式相同,即该物质符合CnH2n,选项中C7H14符合,故答案为:b;d;
【小问4详解】
若烃A为链烃,则分子中含有1个碳碳双键,分子中所有的碳原子在同一平面上,则碳碳双键连接4个甲基,故A的结构简式为;若A不能使溴水褪色,则A不含碳碳双键,且其一氯代物只有一种,则A为环己烷,其结构简式为;
【小问5详解】
B分子比A分子多两个碳原子,它是一种苯的同系物,一氯代物只有两种,则B为,B的名称为对二甲苯,被KMnO4氧化后的产物为。
18. 化合物M是一种医药中间体,实验室中M的一种合成路线如下:
已知:
①
②
③一个碳原子连接两个—OH不稳定,易自动脱水
回答下列问题:
(1)A中官能团的名称为___________;B的化学名称为___________;由C生成D的反应类型为______________。
(2)A的结构简式为____________________;由F生成G化学方程式为___。
(3)由G生成M的化学方程式为_______________。
(4)Q为D的同分异构体,同时满足下列条件的Q的所有结构简式有____________种(不含立体异构)。
①苯环上连有5个取代基;
②既含,又能与银氨溶液发生银镜反应。
(5)参照上述合成路线和信息,以2—丙醇和苯为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线_______。
【答案】(1) ①. 碳碳双键、醛基 ②. 3-氯丁醛 ③. 取代反应
(2) ①. 或 ②. +2Cl2+2HCl
(3)+2NaOH+2NaCl+H2O
(4)10 (5)
【解析】
【分析】(A)或与HCl在催化剂作用下发生加成反应生成(B) ,与在加热条件下反应生成(C) ,在氢氧化钠溶液、加热条件下发生取代反应生成(D) ,与氧气在催化剂、加热条件下发生氧化反应生成(E) ,在酸性溶液中加热生成(F),在一定条件下转换为(G) ,在氢氧化钠溶液、加热条件下反应生成(M) 。
【小问1详解】
A的分子式为C4H6O,B的结构简式为、分子式为C4H7ClO, 对比A、B的分子式可知,A与氯化氢加成生成B,所以A的结构简式为或,其中含有的官能团的名称为碳碳双键、醛基;B的结构简式为,其化学名称为3-氯丁醛;B的结构简式为,据题中所给信息①可知,与反应生成的C的结构简式为,C的分子式为C10H12NCl,D的分子式为C10H13NO,对比C、D的分子式可知,C水解生成D,所以C生成D的反应类型为取代反应;
【小问2详解】
据以上分析可知,A的结构简式为或;E的结构简式为,据题中所给信息②、结合G的结构简式可知,F的结构简式为,所以F生成G的化学方程式为:+2Cl2+2HCl;
【小问3详解】
G的结构简式为、分子式为C10H7NCl2,M的分子式为C10H7NO, 对比G、M的分子式,结合G的结构简式及反应的条件可知,M的结构简式为,所以由G生成M的化学方程式为:+2NaOH+2NaCl+H2O;
【小问4详解】
D的结构简式为、分子式为C10H13NO,满足题意的结构简式有: (氨基有2种位置)、 (氨基有2种位置)、 (氨基有2种位置)、 (氨基有2种位置)、 (氨基有1种位置)、 (氨基有1种位置),共10种;
【小问5详解】
采用逆合成法,合成的单体为,据题中所给信息②可知,制取的反应物为和苯,而可由2-丙醇氧化得到,所以其路线为:。
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