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江苏省扬州市红桥高级中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试化学(选修)试题(选修+选修)
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试卷满分100分;考试时长75分钟;
一、单项选择题:本题包括14小题,每小题3分,共计42分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 我国提出争取在2060 年前实现“碳中和”。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进“碳中和”最直接有效的是
A. 大规模开采可燃冰作为新能源B. 研发催化剂将CO2还原为甲醇
C. 将重质油裂解为轻质油作为燃料D. 通过清洁煤技术减少煤燃烧造成的污染
【答案】B
【解析】
【详解】A.可燃冰为甲烷的水合物,燃烧时产生二氧化碳和水,可作为新能源,但不能实现碳中和,A不符合题意;
B.研发催化剂将CO2还原为甲醇,可减少二氧化碳的排放,有利于实现碳中和,B符合题意;
C.将重质油裂解为轻质油作为燃料,可提高能源的利用率,但不能减少二氧化碳的排放,C不符合题意;
D.通过清洁煤技术,可将燃煤充分燃烧,从而减少煤燃烧造成的污染,提高煤的燃烧效率,但不能减少二氧化碳的排放,D不符合题意;
故选B。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 中子数为18的氯原子:
B. 碳的基态原子轨道表示式:
C. 的空间结构:(平面三角形)
D. 中与形成配位键的原子是H
【答案】C
【解析】
【详解】A.中子数为18的氯原子的质量数为17+18=35,核素符号为,故A错误;
B.基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,根据洪特规则,2p轨道上的2个电子应该分别在2个轨道上,且自旋方向相同,其原子轨道表示式为,故B错误;
C.BF3的中心原子的价层电子对数为3+=3,无孤电子对,其VSEPR模型和空间结构均为平面三角形,故C正确;
D.中提供空轨道,O提供孤对电子,与形成配位键的原子是O,故D错误;
故选:C。
3. 工业上电解熔融和冰晶石的混合物可制得铝。下列说法正确的是
A. 半径大小:B. 电负性大小:
C. 电离能大小:D. 碱性强弱:
【答案】A
【解析】
【详解】A.核外电子数相同时,核电荷数越大半径越小,故半径大小为,故A正确;
B.同周期元素核电荷数越大电负性越大,故,故B错误;
C.同周期从左往右第一电离能呈增大趋势,同主族从上往下第一电离能呈减小趋势,故电离能大小为,故C错误;
D.元素金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的碱性越强,故碱性强弱为,故D错误;
故选A。
4. 下列有关物质的性质、用途以及对应关系都正确的是
A. 乙醇具有特殊香味,医用酒精常用作消毒剂
B. 甲醛能抑制微生物活动,可用于生物标本的制作
C. 硝化甘油微溶于水,可用作心绞痛的缓解药物
D. 乙酸具有挥发性,可用于除铁锈
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醇具有特殊香味和用作消毒剂没有联系,A错误;
B.甲醛水溶液具有杀菌、防腐性能,可用于制作生物标本,B正确;
C.硝化甘油微溶于水与可用作心绞痛的缓解药物没有联系,C错误;
D.乙酸具有酸性,可用于除铁锈,和挥发性无关系,D错误;
故选B。
5. 下列有机物命名正确的是
A. 乙基丙烷B. 丁醇
C. 间二甲苯D. 甲基丙烯
【答案】C
【解析】
【详解】A.主链选错,需选取最长碳链为主链,正确的命名为:甲基丁烷,A错误;
B.羟基的位置选错,正确的命名为:2-丁醇,B错误;
C.苯环上两个取代基,位于间位,命名为:间二甲苯,C正确;
D.主链碳碳双键的位置错误,应该命名为:甲基丙烯,D错误;
故选C。
6. 实验室使用下列装置制取、除杂、检验并收集少量乙烯,下列实验装置和操作不能达到实验目的的是
A. 用装置甲制取乙烯
B. 用装置乙除去乙烯中的气体
C. 用装置丙检验乙烯
D. 用装置丁收集乙烯
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醇消去反应制取乙烯,温度需要170 ,水浴加热达不到这个温度,A错误;
B.是酸性氧化物,可以与氢氧化钠溶液反应,故可以用装置乙除去乙烯中的气体,B正确;
C.乙烯可以与溴水发生加成反应,使溴水褪色,可以用装置丙检验乙烯,C正确;
D.乙烯不溶于水,可以用排水法收集,D正确;
故本题选A。
7. Y是一种药物合成的中间体,可由下X列反应制得。下列有关X、Y的说法正确的是
A. X分子既存在顺反异构又含有手性碳原子
B. X分子中的所有碳原子不可能共平面
C. 可用溶液鉴别X和Y
D. 1mlY与足量NaOH溶液反应,消耗NaOH的物质的量为2ml
【答案】D
【解析】
【详解】A.X分子中不含手性碳原子,故A错误;
B.单键可以旋转,根据乙烯、苯环的平面结构,X分子中的碳原子可能全部共平面,故B错误;
C.X和Y都含有碳碳双键,都能使酸性 KMnO4溶液褪色,不能用酸性 KMnO4溶液鉴别X和Y,故C错误;
D.1ml Y与足量NaOH溶液反应,酯基水解生成乙酸及酚羟基,消耗NaOH的物质的量为2ml,故D正确;
选D。
8. 根据下列实验操作和现象得出的结论正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.卤代烃水解后在酸性溶液中检验卤素离子,水解后没有先加硝酸至酸性,不能证明氯乙烷未发生水解,故A错误;
B.向银氨溶液中加入有机物A,水浴加热,试管出现层光亮的银镜,说明该物质中含有醛基,但该有机物不一定是醛,有可能含有甲酸酯基,故B错误;
C.向装有苯酚钠溶液的试管中滴入少量稀盐酸,溶液变浑浊,说明生成了苯酚,即发生强酸制取弱酸的反应,因此说明苯酚的酸性弱于盐酸,故C正确;
D.甲烷与氯气在光照下发生取代反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳和HCl,HCl溶于水显酸性,使紫色石蕊试液变红,甲烷的氯代产物不具有酸性,故D错误;
故答案选C。
9. 化合物Z是合成抗多发性骨髓瘤药物帕比司他重要中间体,可由下列反应制得。
下列有关X、Y、Z的说法正确的是
A. 1mlX中含有2ml碳氧π键
B. Y与足量HBr反应生成的有机化合物中不含手性碳原子
C. Z在水中的溶解度比Y在水中的溶解度大
D. X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.1mlX中含有1ml碳氧π键,醛基中含有1个碳氧π键,羟基中不含有碳氧π键,A错误;
B.Y与足量HBr反应生成的有机化合物中含手性碳原子, ,B错误;
C.Z中含有酯基不易溶于水,Y含有羧基和羟基易溶于水,Z在水中的溶解度比Y在水中的溶解小,C错误;
D.X、Y、Z分别与足量酸性KMnO4溶液反应所得芳香族化合物相同均为:,D正确;
答案选D。
10. 许多过渡金属离子对多种配体有很强结合力,能形成种类繁多的配合物,下列说法正确的是
A. 配合物的外界为
B. 配合物的配位数为5
C. 配合物的配体为和
D. 配合物中的化合价为
【答案】A
【解析】
【详解】A.配合物的外界为,A正确;
B.配合物中配体为H2O和Cl-,配位数为6,B错误;
C.配合物的配体为,C错误;
D.由化合物代数和为零可知,配合物中的化合价为,D错误;
故选A。
11. 化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. X不能与溶液发生显色反应
B. Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基
C. 1mlZ最多能与发生加成反应
D. X、Y、Z可用饱和溶液和2%银氨溶液进行鉴别
【答案】D
【解析】
【详解】A.X中含有酚羟基,能与溶液发生显色反应,A错误;
B.Y中的含氧官能团分别是酯基、醚键,B错误;
C.Z中1ml苯环可以和发生加成反应,1ml醛基可以和发生加成反应,故1mlZ最多能与发生加成反应,C错误;
D.X可与饱和溶液反应产生气泡,Z可以与2%银氨溶液反应产生银镜,Y无明显现象,故X、Y、Z可用饱和溶液和2%银氨溶液进行鉴别,D正确。
故选D。
【点睛】
12. 有机物Y是一种食用香精,波谱法检测分子中含有苯环、碳碳双键和醛基。现对Y进行如下实验:
步骤1:向一支试管中加入少量Y,滴加几滴酸性KMnO4溶液,紫红色褪去;
步骤2:向另一支试管中加入的溶液,边振荡边滴入2%的稀氨水;
步骤3:向步骤2所得银氨溶液中加入少量Y,加热,出现银镜。
下列说法正确的是
A. 步骤1中改为滴加溴水,并褪色,也能证明Y分子含碳碳双键
B. 步骤1能说明Y含碳碳双键
C. 步骤2中配制银氨溶液时,当生成沉淀恰好溶解时应停止滴加稀氨水
D. 一个晶胞(见图)中,距离每个原子最近的原子数是4
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳碳双键、碳碳三键等官能团均能使溴水褪色,故A错误;
B.醛基等官能团也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,因此步骤1只能说明Y可能含有碳碳双键,故B错误;
C.银氨溶液配制需要先加硝酸银,然后逐滴加入稀氨水,先产生白色沉淀,然后继续加稀氨水至白色沉淀恰好溶解,故C正确;
D.由图可知,距离每个原子最近的原子数是12,故D错误;
故选C。
13. 某有机物结构简式如下,则此有机物可发生的反应类型有
①取代反应②加成反应③消去反应④酯化反应⑤水解反应⑥氧化反应⑦中和反应
A. ①②③⑤⑥B. ②③④⑤⑥
C. ①②③④⑤⑥D. ①②③④⑤⑥⑦
【答案】D
【解析】
【详解】分子中含有碳碳双键,可发生加成反应和氧化反应;含有酯基,可发生水解、取代反应;含有羧基,具有酸性,可发生中和反应和酯化反应; 含有羟基,可发生取代、消去和氧化反应;故D符合题意;
14. 由E()转化为对甲基苯乙炔() 的一条合成路线如图:E(G为相对分子质量为118的烃)。下列说法不正确的是
A. G的结构简式:
B. 第④步的反应条件是NaOH的水溶液,加热
C. 第①步的反应类型是还原反应
D. E能发生银镜反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据E和对甲基苯乙炔的结构简式可知,由E合成对甲基苯乙炔的过程实际上就是由—CH2CHO转化成—CH=CH2,最终转化成—C≡CH的过程。具体合成路线为:(E) (F)(G) (H),A正确;
B.第④步的反应条件应是NaOH的醇溶液,加热,B错误;
C.第①步E与氢气加成,属于还原反应,C正确;
D.E结构中含有醛基,能发生银镜反应,D正确;
故选B。
二、简答题:本题包括4小题,共计58分
15. 氯丙烷在不同溶剂中与发生不同类型的反应,生成不同的产物。某同学用如图实验装置(支撑、夹持、酒精灯等省略)验证取代反应和消去反应的产物,请你一起参与探究。
实验一:组装如图所示装置,在左侧试管中加入20%溶液和氯丙烷,振荡,装置固定后,水浴加热。
(1)用水浴加热而不用酒精灯直接加热的原因是_______。
(2)①写出氯丙烷与溶液加热反应的化学方程式_______。
②鉴定生成物中丙醇的结构。丙醇在核磁共振氢谱图中出现_______组特征峰。
(3)丙醇能发生的反应有_______(填标号)
A. 加成反应B. 氧化反应C. 消去反应D. 酯化反应
(4)反应结束后,要证明反应混合物中含有,实验操作和现象为_______。
实验二:组装如图所示装置,在左侧试管中加入饱和乙醇溶液和氯丙烷振荡,装置固定后,水浴加热。
(5)反应的化学方程式为:_______。实验过程中可观察到试管Ⅱ中的现象为_______。能否用溴水验证该反应的产物?_______。(填“能”或“不能”)
【答案】(1)容易控制加热温度,减少1-氯丙烷的挥发
(2) ①. CH3CH2CH2Cl +KOH CH3CH2CH2OH + KCl ②. 4 (3)BCD
(4)取少许水层液体于试管中,加入稀硝酸酸化,加入几滴硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则说明反应产物中含氯离子
(5) ①. CH3CH2CH2Cl+KOH CH3CH=CH2↑+KCl+H2O ②. 酸性高锰酸钾溶液褪色 ③. 能
【解析】
【小问1详解】
1-氯丙烷沸点低,用水浴加热容易控制加热温度,从而可减少1-氯丙烷的挥发;
【小问2详解】
①1-氯丙烷与KOH溶液加热发生水解反应生成1-丙醇,反应的化学方程式CH3CH2CH2Cl +KOHCH3CH2CH2OH + KCl;
②1-丙醇有4种不同环境的H原子,所以在核磁共振氢谱图中会出现4组特征峰;
【小问3详解】
丙醇中含羟基,能被催化氧化或强氧化剂氧化、能发生消去反应、能与羧酸在一定条件下发生酯化反应,故选BCD;
【小问4详解】
反应结束后,要证明反应混合物中含有,可取少许水层液体于试管中,加入稀硝酸酸化,加入几滴硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则说明反应产物中含氯离子;
【小问5详解】
1-氯丙烷在KOH乙醇溶液中发生消去反应生成丙烯,则反应的化学方程式为CH3CH2CH2Cl+KOH CH3CH=CH2↑+KCl+H2O;
丙烯含碳碳双键能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应而使溶液褪色,同时挥发的乙醇可具有还原性,也能使酸性高锰酸钾褪色,故可观察到试管II中的现象为高锰酸钾溶液的紫红色褪去;
因为挥发的乙醇不会被溴水氧化,不能使溴水褪色,丙烯能与溴水发生加成反应而使其褪色,所以能利用溴水直接证明消去产物是丙烯。
16. 有机物X是合成治疗癌症药物的中间体,其合成部分路径如下:
(1)反应①的反应物以及条件为________。
(2)由B制备X的过程中,有副产物C生成(与X互为同分异构体),C的结构简式为_____。
(3)下列有关X的说法正确的是________。
A.该物质属于芳香烃 B.X分子中含有一个手性碳原子
C.X可发生还原反应 D.用酸性高锰酸钾溶液可鉴别化合物X与B
(4)写出苯甲酸的一种含有苯环的同分异构体的结构简式_________。
(5)B在一定条件下发生加聚反应可得到一种高吸水性树脂,其结构简式为_________。
(6)写出X与NaOH溶液反应的化学方程式________。
【答案】 ①. NaOH水溶液,加热 ②. ③. BC ④. (任写一种) ⑤. ⑥.
【解析】
【分析】由合成流程可知,①为Br的水解反应转化为-OH,②为-OH、-COOH发生的酯化反应, (1) 卤代烃在NaOH溶液中加热可发生水解反应;
(2)由B制备X的过程中,有副产物C生成,C与X互为同分异构体,则看成B中另一个-OH与苯甲酸发生酯化反应;
(3) X含-COOC-、-OH及碳碳双键,结合酯、醇、烯烃的性质分析;
(4)苯甲酸的一种含有苯环的同分异构体,可能含-OH与-CHO,或只含-OOCH;
(5) B含碳碳双键,可发生加聚反应生成高分子;
(6) X含-COOC-,与NaOH发生水解反应。
【详解】(1)反应①为卤代烃的水解反应,其反应条件为NaOH水溶液、加热;
(2)由B制备X的过程中,有副产物C生成(与X互为同分异构体),C的结构简式为 ;
(3)A.X含O元素,该物质不属于芳香烃,选项A错误;
B. X分子中只有与甲基、乙烯基相连的C具有手性,则含有一个手性碳原子,选项B正确;
C. X可与氢气发生加成反应,为还原反应,选项C正确;
D. X、B均含碳碳双键,不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别化合物X与B,选项D错误;
答案选BC;
(4)苯甲酸的一种含有苯环的同分异构体的结构简式为 中的任意一种;
(5)B含碳碳双键,在一定条件下发生聚合反应可得到一种高吸水性树脂,其结构简式为 ;
(6)X含-COOC-,与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
17. 实验室用少量的溴和足量的乙醇、浓硫酸制备1,2-二溴乙烷的装置(夹持装置和加热装置已略去)如图所示:
有关物质的数据如表所示:
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生的主要反应的化学方程式:___________。
(2)在此制备实验中,要尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,其最主要的目的是___________(填字母,下同)。
a.引发反应 b.加快反应速度 c.防止乙醇挥发 d.减少副产物乙醚生成
(3)在装置C中应加入___________,其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。
a.水 b.浓硫酸 c.氢氧化钠溶液 d.饱和碳酸氢钠溶液
(4)判断该制备反应已经结束的最简单方法是___________(填实验现象)。
(5)将1,2-二溴乙烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物应在___________(填“上层”或“下层”)。
(6)若产物中有少量副产物乙醚,可用___________方法除去。
(7)反应过程中应用冷水冷却盛有溴的试管,其主要目的是___________;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是___________。
【答案】(1)CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
(2)d (3)c
(4)溴的颜色完全褪去
(5)下层 (6)蒸馏
(7) ①. 避免溴的大量挥发 ②. 产物1,2-二溴乙烷的熔点(凝固点)低,过度冷却会使其凝固而堵塞导管
【解析】
【分析】乙醇在浓硫酸加热的条件下发生消去反应生成乙烯,则装置A中发生的化学反应为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;装置B是安全瓶,防止倒吸;浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性,能氧化乙醇,可能生成酸性气体二氧化硫、二氧化碳,故装置C中可加入氢氧化钠溶液;装置D中,乙烯和液溴发生加成反应生成CH2BrCH2Br,化学方程式为CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
【小问1详解】
A中发生的主要是浓硫酸加热的条件下发生消去反应生成乙烯,化学方程式为,CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;
【小问2详解】
乙醇在浓硫酸、140℃条件下,发生分子间脱水生成乙醚,尽可能迅速地把反应温度提高到170℃左右,最主要的目的是减少副产物乙醚的生成,答案选d;
【小问3详解】
浓硫酸具有脱水性、吸水性和强氧化性,能氧化乙醇,可能生成酸性气体二氧化硫、二氧化碳,故装置C中可加入氢氧化钠溶液,答案选c;
【小问4详解】
乙烯和溴单质发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷为无色液体,中溴的颜色完全褪去可说明反应已经结束;
【小问5详解】
1,2-二溴乙烷不溶于水,且密度比水的大,故1,2-二溴乙烷在下层;
小问6详解】
由表中数据可知,1,2-二溴乙烷与乙醚的沸点不同,二者均为有机物,互溶,用蒸馏的方法可除去乙醚;
【小问7详解】
溴单质在常温下易挥发,乙烯与Br2反应时放热,加速Br2的挥发,冷却可避免Br2的大量挥发,但1,2-二溴乙烷的熔点为,故不能过度冷却,否则会使其凝固而使导管堵塞。
18. 芳香族化合物E是合成某种香料的中间体,以苯为原料合成E的流程如图:
已知:
CH3BrCH3MgBrCH3CH2CH2OH
CH3CH2BrCH3CH2CNCH3CH2COOH
回答下列问题:
(1)化合物A的结构简式为___________。
(2)反应⑦⑨的反应类型分别是___________、___________。
(3)C中官能团的名称是___________。
(4)写出反应⑨的化学方程式:___________。
(5)写出一种符合下列条件,并且苯环上的一氯取代物只有两种的化合物C的同分异构体的结构简式为___________。
a.属于芳香族化合物,苯环上有两个取代基;
b.能发生银镜反应,也能发生水解反应。
(6)参考上述流程设计以为原料制取的合成路线(无机试剂任选):___________。
【答案】(1) (2) ①. 取代反应 ②. 加成反应(或还原反应)
(3)羧基 (4)
(5)、 (6)
【解析】
【分析】由信息1、结合流程可知,A为,B为,结合信息反应可知,C为,结合信息反应可知,E为;欲以为原料制取,可仿照流程A到C的线路展开,据此回答。
小问1详解】
据分析,化合物A的结构简式为
【小问2详解】
反应⑦为 →、则为取代反应,反应⑨为与H2反应生成,则反应类型分别是加成反应或还原反应。
【小问3详解】
由结构简式可知,C中官能团的名称是羧基。
【小问4详解】
反应⑨的化学方程式:
【小问5详解】
化合物C为,同分异构体符合下列条件:
a.属于芳香族化合物,苯环上有两个取代基;
b.能发生银镜反应,也能发生水解反应;
则苯环上2个取代基有2组:分别为HCOO-、-CH2CH3,HCOO CH2-、-CH3,苯环上的一氯取代物只有两种的同分异构体中,取代基处以对位,则对应的结构简式为、
【小问6详解】
据分析,以为原料制取的合成路线:
选项
实验操作和现象
实验结论
A
氯乙烷与溶液共热后,滴加溶液,未见白色沉淀
说明氯乙烷未发生水解
B
向银氨溶液中加入有机物A,水浴加热,试管出现层光亮的银镜
有机物A属于醛
C
向装有苯酚钠溶液的试管中滴入少量稀盐酸,溶液变浑浊
苯酚的酸性弱于盐酸
D
将甲烷与混合光照充分反应,向混合气体中滴入紫色石蕊试液,振荡,紫色石蕊试液变红后褪色
产物一氯甲烷显酸性
物质
乙醇
1,2-二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/(g·cm-3)
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
-117.3
9
-116
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