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【化学】山东省潍坊市第四中学2019-2020学年高二下学期收心考试(解析版)
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山东省潍坊市第四中学2019-2020学年高二下学期收心考试
1.下列对有机物结构或性质的描述,错误的是
A. 可以用酸性高锰酸钾溶液除去乙烷中混有的乙烯
B. 将溴水加入苯中,溴水的颜色变浅,这是由于发生了萃取
C. 乙烷和丙烯的物质的量共1 mol,完全燃烧生成3 mol H2O
D. 一定条件下,Cl2在甲苯的苯环或侧链上均可发生取代反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.酸性高锰酸钾氧化乙烯会产生二氧化碳,会引入新的杂质,故A错误;
B.溴水和苯不发生化学反应,将溴水加入苯中,溴水的颜色变浅,是发生了萃取过程,故B正确;
C.乙烷和丙烯的分子式分别为C2H6、C3H6,含H原子数相同,都为6,则乙烷和丙烯的物质的量共1mol,完全燃烧生成可3molH2O,故C正确;
D.甲苯中有甲基,甲基可在光照条件下与氯气发生取代反应,在催化作用下,苯环上氢可被取代,故D正确;
故答案选A。
2.下列化学用语或模型正确的是( )
A. 乙烯的结构简式:CH2CH2 B. 乙醇的化学式:C2H5OH
C. 钙离子的结构示意图: D. CH4分子的比例模型
【答案】D
【解析】
A.乙烯的结构简式为CH2=CH2,故A错误;B.乙醇的化学式为C2H6O,故B错误;C.钙离子的核电荷数为20,不是18,故C错误;D.CH4分子的比例模型为,故D正确;答案为D。
点睛:解决这类问题过程中需要重点关注的有:①书写电子式时应特别注意如下几个方面:阴离子及多核阳离子均要加“[ ]”并注明电荷,书写共价化合物电子式时,不得使用“[ ]”,没有成键的价电子也要写出来。②书写结构式、结构简式时首先要明确原子间结合顺序(如HClO应是H—O—Cl,而不是H—Cl—O),其次是书写结构简式时,碳碳双键、碳碳三键应该写出来。③比例模型、球棍模型要能体现原子的相对大小及分子的空间结构。
3.现有四种晶体,其离子排列方式如图所示,其中化学式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
根据微粒所在晶胞位置,利用均摊法计算微粒数目之比,得到化学式。
【详解】A.A位于体心,数目为1,B位于顶点,数目为8×=1,微粒数目为1:1,即化学式为AB,故A错误;
B.E和F分别位于晶胞的顶点位置,各占4个,即晶胞中两种微粒数目相等,化学式为EF,故B错误;
C.X位于体心,数目为1,Y位于面心,数目为6×=3,Z位于顶点,数目为8×=1,微粒数目比值为1:3:1,化学式为XY3Z,故C正确;
D.A位于顶点和面心,数目为8×+6×=4,B位于棱心和体心,数目为12×+1=4,数目之比为1:1,化学式为AB,故D错误。
故答案选C。
4.对于实验室制备乙烯的实验,下列说法正确的是
A. 所用的反应药品为1体积酒精和3体积浓度为1mol/L的硫酸
B. 收集乙烯可用排水法,也可用排空气法
C. 温度计要插入反应液体的液面下
D. 加热时要缓慢加热到170℃
【答案】C
【解析】
【详解】A项、实验室制备乙烯时,所用的反应药品为1体积酒精和3体积浓度为18.4mol/L的硫酸,故A错误;
B项、乙烯密度与空气相近,不能采用排空法,只能采用排水法,故B错误;
C项、反应温度在140℃时,乙醇发生分子间脱水生成乙醚,170℃时发生脱水内脱水生成乙烯,温度计要插入反应液体的液面下,以控制温度在170℃时生成乙烯,故C正确;
D项、反应温度在140℃时,乙醇发生分子间脱水生成乙醚,170℃时发生脱水内脱水生成乙烯,加热时要迅速加热到170℃,故D错误;
故选C
【点睛】反应温度在140℃时,乙醇发生分子间脱水生成乙醚,170℃时发生脱水内脱水生成乙烯,实验室制备乙烯时时要用温度计控制反应温度,使反应温度迅速升高到170℃。
5.下列说法中不正确的一组是( )
A. 甘油和乙醇互为同系物
B. CH2=CHCH2CH3 和 CH3CH=CHCH3 互为同分异构体
C. 和是同一种物质
D. O2 和 O3 互为同素异形体
【答案】A
【解析】
【详解】A.甘油是丙三醇,属于三元醇,乙醇是饱和一元醇,因此二者结构不相似,不能互为同系物,A符合题意;
B.CH2=CHCH2CH3 和CH3CH=CHCH3分子式相同,结构不同,互为同分异构体,B不符合题意;
C. 可看作是甲烷分子中2个H原子被2个Br原子取代产生的物质。甲烷是正四面体结构,分子中的任何C-H化学键都相邻,因此 是同一种物质,C不符合题意;
D.O2和O3是氧元素的不同性质的单质,二者互为同素异形体,D不符合题意;
故合理选项是A。
6.有机物CH3CH2C(CH3)2CH(C2H5)CH3的准确命名是
A. 3,4—二甲基—4—己基戊烷 B. 3,3,4—三甲基己烷
C. 3,4,4—三甲基己烷 D. 2,3,3—三甲基己烷
【答案】B
【解析】
【详解】根据有机物的结构简式CH3CH2C(CH3)2CH(C2H5)CH3可知主链含有6个碳原子,支链含有3个甲基,则正确命名是3,3,4—三甲基己烷,答案选B。
7.根据等电子原理,下列各对粒子中,分子空间结构不相似的是( )
A. SO2与O3 B. H2O与NH3
C. NH4+与CH4 D. CO2与N2O
【答案】B
【解析】
【分析】
原子数相同、价电子数也相同的分子或离子互为等电子体,等电子体空间结构相似。
【详解】A、SO2与O3原子数都是3、价电子数都是18,SO2与O3互为等电子体,分子空间结构都是V型,故不选A;
B、H2O与NH3原子数不同,不是等电子体,H2O分子空间结构是V型、NH3是三角锥型,故选B;
C、NH4+与CH4原子数都是5、价电子数都是8,NH4+与CH4互为等电子体,分子空间结构都是正四面体,故不选C;
D、CO2与N2O原子数都是3、价电子数都是16,CO2与N2O互为等电子体,分子空间结构都是直线形,故不选D。
8.“绿色化学”对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的概念及要求。理想的“原子经济性”反应中,原料分子中的所有原子全部转变成所需产物,不产生副产物,实现零排放。以下反应中符合“原子经济性”的是
A. 乙醇催化氧化制乙醛
B. 乙醇与浓硫酸共热制乙烯
C. 苯乙烯在一定条件下制聚苯乙烯
D. 乙烷与氯气反应制氯乙烷
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇催化氧化制乙醛的同时还有水生成,不符合“原子经济性”,A不选;
B.乙醇与浓硫酸共热制乙烯的同时还有水生成,不符合“原子经济性”,B不选;
C.苯乙烯在一定条件下发生加聚反应制聚苯乙烯符合“原子经济性”,C选;
D.乙烷与氯气反应制氯乙烷的同时还有氯化氢以及其它氯代乙烷生成,不符合“原子经济性”,D不选;
答案选C。
9.下表是某些原子晶体的熔点和硬度,分析表中的数据,判断下列叙述正确的是( )
原子晶体
金刚石
氮化硼
碳化硅
石英
硅
锗
熔点/℃
3 900
3 000
2 700
1 710
1 410
1 211
硬度
10
9.5
9.5
7
6.5
6.0
①构成原子晶体的原子种类越多,晶体的熔点越高
②构成原子晶体的原子间的共价键的键能越大,晶体的熔点越高
③构成原子晶体的原子半径越大,晶体的硬度越大
④构成原子晶体的原子半径越小,晶体的硬度越大
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
【答案】D
【解析】
【详解】①原子晶体熔点的高低与原子的种类无关,如石英含Si、O两种原子,而金刚石、硅都只有1种原子,石英的熔点介于金刚石和硅之间,①错误;
②构成原子晶体的原子间的共价键的键能越大,破坏共价键需要的能量越多,原子晶体的熔点越高,②正确;
③构成原子晶体的原子半径越大,键长越长,键能越小,晶体的硬度越小,③错误;
④构成原子晶体的原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的硬度越大,④正确;
②④正确,答案选D。
10.下列实验能达到实验目的的是( )
选项
实验
目的
A
将乙酸乙酯粗产品溶于氢氧化钠溶液中,分液
提纯乙酸乙酯
B
在100mL乙醇、100mL水中分别加入大小相近的钠粒
证明水中H—O键比乙醇中H—O键易断裂
C
将一定量苯和溴化铁、溴水混合
制备溴苯
D
向酸性高锰酸钾溶液中通入乙烯
证明乙烯具有漂白性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙酸乙酯会在氢氧化钠溶液中水解生成醋酸钠和乙醇,得不到乙酸乙酯,故A错误;
B.在100mL乙醇、100mL水中分别加入大小相近的钠粒,若观察到Na在水中的反应更加剧烈,则可证明水中H—O键比乙醇中H—O键易断裂,故B正确;
C.在溴水中溴化铁水解,失去催化功能,应用液溴与苯发生取代反应,故C错误;
D.乙烯使酸性高锰酸钾褪色是因为高锰酸钾可以将其氧化,并不是乙烯具有漂白性,故D错误;
故答案为B。
11.下列有机物分子中有手性碳原子的是( )
A. B.
C. (CH3)2CHCH2CH2Cl D.
【答案】BD
【解析】
【分析】
手性碳原子的定义是与四个不同的原子或原子团相连的碳原子,据此分析;
【详解】手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子,A、根据手性碳原子的定义,该有机物中不含手性碳原子,故A不符合题意;
B、根据手性碳原子的定义,该有机物中含手性碳原子,故B符合题意;
C、根据手性碳原子的定义,该有机物中不含手性碳原子,故C不符合题意;
D、根据手性碳原子的定义,与羟基所连的碳原子连有四个不同的原子或原子团,该碳原子为手性碳原子,故D符合题意;
答案为BD。
12.下列各对物质,化学键完全相同的是
①NaCl和NaOH②和③和④和⑤晶体硅和水晶
A. ②④ B. ①②③ C. ② D. ②④⑤
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】①NaCl中只存在离子键,NaOH中存在离子键和共价键,所以化学键不同,故①错误;
②和中都只含非极性共价键,所以化学键相同,故②正确;
③Na2S和(NH4)2S中,前者只含离子键,后者含有共价键和离子键,所以化学键不同,故③错误;
④SiO2和CO2中,二者都只含极性共价键,所以化学键相同, 故④正确;
⑤晶体硅和水晶中,二者都只含共价键,但前者为非极性键,后者为极性键,所以化学键不同,故⑤错误;
综上只有②④正确;
答案选A。
13.环丙叉环丙烷(b)由于其特殊的结构,一直受到化学家的重视,根据其转化关系(如图),下列说法正确的是
A. b的所有原子都在同一个平面内
B. b可以发生加成、氧化、加聚反应
C. p在氢氧化钠的醇溶液中加热生成烯烃
D. m的同分异构体中属于芳香化合物的共有5种
【答案】BD
【解析】
【详解】A.b含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特征,则所有原子不可能都在一个平面内,故A错误;
B.b含碳碳双键,可发生加成、氧化、加聚反应,故B正确;
C.p中与溴原子相连的碳原子邻位碳原子上没有氢原子,p不能发生消去反应,故C错误;
D.m的分子式为C7H8O,m的属于芳香族化合物的同分异构体含苯环、还含1个O、1个C,为苯甲醚、苯甲醇、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚,共5种,故D正确;
故答案选BD。
【点睛】本题注意选项D为解答的难点,要根据官能团种类和位置的不同书写同分异构体,防止遗漏。
14.有五种元素X、Y、Z、Q、T。X原子的M层上有两个未成对电子且无空轨道;Y原子的外围电子构型为3d64s2;Z原子的L层的p轨道上有一个是空的;Q原子的L电子层的P轨道上只有一对成对电子;T原子的M电子层上p轨道半充满.下列叙述不正确的是
A. 元素Y和Q只能形成一种化合物Y2Q3
B. T和Z各有一种单质的空间构型为正四面体形
C. X和Q结合生成的化合物为离子化合物
D. ZO2是极性键构成的非极性分子
【答案】AC
【解析】
【分析】
根据题意,X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道,则X的电子排布式为1s22s22p63s23p4,为S元素;Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道,则Z的电子排布式为1s22s22p2,为C元素;Y原子的特征电子构型为3d64s2,则Y的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,Y为Fe元素;Q原子的L电子层的P能级上只有一对成对电子,Q的电子排布式为1s22s22p4, Q为O元素;T原子的M电子层上p轨道半充满,T的电子排布式为1s22s22p63s23p3,则T为为P元素,据此分析。
【详解】A.元素Y和Q分别是Fe、O,可形成化合物有FeO、Fe2O3、Fe3O4,选项A不正确;
B.T和Z分别是P、C,它们形成的单质有P4和金刚石,它们的分子构型均为正四面体型,选项B正确;
C.X与Q形成的化合物SO2或SO3都为共价化合物,选项C不正确;
D.Z为C,CO2是直线型分子,是极性键构成的非极性分子,选项D正确;
答案选AC。
15.下列实验操作、现象和结论均正确的是
操作
可能的实验现象
解释
A
用硫酸做催化剂的淀粉水解液中,加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热
有红色沉淀生成
葡萄糖含醛基
B
向酚酞溶液中加入足量Na2O2
溶液先变红后褪色
Na2O2与水生成的碱有漂白性
C
将已氧化的Cu丝从酒精灯的外焰慢慢移向内焰
黑色的Cu丝变红
CuO被内焰中的乙醇蒸气还原
D
向饱和Na2CO3溶液中通入CO2
有晶体析出
溶解度:Na2CO3>NaHCO3
A. A B. B C. C D. D
【答案】CD
【解析】
【详解】A. 用硫酸做催化剂的淀粉水解液中,加入新制的Cu(OH)2悬浊液前,必须用NaOH中和,醛基才与Cu(OH)2反应生成红色沉淀,A错误;
B. Na2O2与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,溶液变红,后褪色是因为Na2O2具有强氧化性,将溶液漂白,而不是生成的NaOH有漂白性,B错误;
C. CuO具有氧化性,乙醇有还原性和挥发性,两者发生反应:CH3CH2OH+CuOCu+CH3CHO+H2O,故黑色的Cu丝变红,C正确;
D. 相同温度下,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度,反应中又消耗部分溶剂水,且生成的NaHCO3的质量大于Na2CO3的质量,故向饱和Na2CO3溶液中通入CO2有晶体析出,D正确;
答案选CD。
16.合成聚丙烯腈纤维的方法很多,如以乙炔为原料,其合成过程的化学反应方程式
(1)反应①的反应类型为__________________________。
(2)写出反应②的化学方程式:_________________________________。
(3)1mol合成聚丙烯腈的单体在一定条件下最多能与________molH2加成。
(4)CH2=CHCN在一定条件下可与苯乙烯()反应得到一种优良的塑料,该塑料的结构简式为_________________________________。
【答案】 (1). 加成反应 (2). nCH2=CHCN (3). 3 (4). 或
【解析】
【详解】(1) 根据反应①的反应物和生成物可知该反应为加成反应;
(2) 反应②为丙烯腈的加聚反应,加成时碳碳双键变为碳碳单键,注意将基团-CN写在上方或下方,反应方程式为nCH2=CHCN;
(3) 聚丙烯腈的单体为CH2=CH-C≡N,1mol双键与1molH2加成,1mol三键与2molH2加成,故1molCH2=CH-C≡N最多能与3molH2加成;
(4) CH2=CHCN与发生加聚反应,分别将碳碳双键打开,通过单键连接起来,连接的方式有两种,故得到的产物有两种结构,分别是:或。
17.己知A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素,他们的原子序数依次增大。其中A原子的L层有2个未成对电子。D是电负性最大的元素,E与F同主族,E的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。G3+离子3d轨道电子为半满状态。请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,用所对应的元素符号表示)
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的順序为______________________。D的核外有______________种运动状态不同的电子。
(2)A的最简单氢化物属于___________(填“极性分子”和“非极性分子”)。离子空间构型是__________,其中心原子采取__________________杂化。
(3)晶体熔点:EC_________FC(填“>”、“<”或“=”)
(4)G和M(质子数为25)两元素的部分电离能数据列于表:
元素
M
G
电离能(kJ•mol-1)
I1
717
759
I2
1509
1561
I3
3248
2957
比较两元素的I2、I3可知,气态M2+再失去一个电子比气态G2+再失去一个电子难。其原因是_________________________________________。
【答案】 (1). C (7). Mn2+的3d轨道电子排布为半满状态较稳定
【解析】
【分析】
根据原子的结构特点推导各元素符号。D是电负性最大的元素,则D为F元素,A原子的L层有2个未成对电子,则A为C或O,若A为O元素,则B和C不可能存在,故A为C元素,B为N元素,C为O元素;E的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构,则E为Mg元素,F为Ca元素,G3+离子3d轨道电子为半满状态,G的电子排布式为1s22s22p63s23d64s2,则G为Fe元素。综上:A、B、C、D、E、F、G分别为:C、N、O、F、Mg、Ca、Fe。
【详解】(1)同一个周期从左到右,第一电离能逐渐增大,但N原子的2p3为半充满结构,较稳定,故其第一电离能大于O的第一电离能,故C、N、O的电离能大小关系为C
(2)CH4立体结构为正四面体,故为非极性分子。CH3+的价层电子对数为3,σ键数为3,孤电子对数为0,故CH3+的空间构型为平面三角形。CH3+的价层电子对数为3,所以中心原子C原子采取sp2杂化;
(3)MgO和CaO均为离子化合物,Mg2+与Ca2+所带电荷相同,但是前者半径比后者小,表现为晶格能大,熔点大,所以MgO的熔点高于CaO的熔点。
(4)M为Mn元素,Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,较稳定,因而再失去一个电子比Fe2+困难。
18.正丁醇常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的主要实验装置如图:
反应物和产物的相关数据如表:
相对分子质量
沸点/℃
密度(g.cm-3)
水中溶解性
正丁醇
74
117.2
0.8109
微溶
正丁醚
130
142.0
0.7704
几乎不溶
合成正丁醚的步骤:
①将6mL浓硫酸和37g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。
②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间,分离提纯;
③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70mL水的分液漏斗中,振摇后静置,分液得粗产物。
④粗产物依次用40mL水、20mLNaOH溶液和40mL水洗涤,分液后加入约3g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚13g。
请回答:
(1)加热A前,需先从_________(填“a”或“b”)口向B中通入水。
(2)写出步骤②中制备正丁醚的化学方程式____________________________________。
(3)步骤③的目的是初步洗去____________________,振摇后静置,粗产物应从分液漏斗的_____(填“上”或“下”)口分离出。
(4)步骤④中最后一次水洗的目的为_______________________________________。
(5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集________(填选项字母)左右的馏分。
a.100℃b.117℃c.135℃d.142℃
(6)本实验中,正丁醚的产率为_____________________。
【答案】 (1). b (2). 2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O (3). 浓H2SO4 (4). 上 (5). 洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐Na2SO4 (6). d (7). 40%
【解析】
【分析】
(1)冷凝水的水流方向和气流方向相反;
(2)正丁醇在浓硫酸、加热135℃条件下发生分子间脱水反应生成正丁醚;
(3)在反应混合物中,浓硫酸能溶解于水,正丁醚不溶,正丁醇微溶于水,据此分析步骤③的目的;分液漏斗中振荡静置后,上层液体中为密度比水小的正丁醚和正丁醇;
(4)步骤④中粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,氢氧化钠洗涤后,有机层中会残留NaOH及中和反应生成的盐;
(5)步骤⑤中,加热蒸馏的目的是收集正丁醇;
(6)根据方程式结合实验前提供的37g正丁醇的量计算理论上正丁醚的产量,再计算正丁醚的产率。
【详解】(1)采取逆流原理通入冷凝水,使冷凝管进行充分冷却,即从b口通入冷凝水,故答案为:b;
(2)正丁醇在浓硫酸、加热135℃条件下发生分子间脱水反应生成CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3,反应方程式为:2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O,故答案为:2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O;
(3)用水可以洗去混有的浓H2SO4;正丁醇、正丁醚不溶于水,溶液分层,粗产品的密度小,故答案为:浓H2SO4;上;
(4)步骤④中最后一次水洗,可以洗去有机层中残留NaOH及中和反应生成的盐Na2SO4,故答案为:洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐Na2SO4;
(5)正丁醚沸点为142℃,粗产品中含有正丁醇,其沸点为117.2℃,低于正丁醚的沸点,加热蒸馏正丁醇先汽化,加热蒸馏时应收集142℃左右的馏分,故答案为:d;
(6)由2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O,可知37g正丁醇完全反应得到正丁醚的质量为130g/mol=32.5g,故样品产率为×100%=40%,故答案为:40%。
【点睛】本题易错点(4),粗产品的水洗,目的是除去产品中易溶于水的物质,要从上面步骤进行分析。
19.铁及铁化合物在生活、生产中具有广泛应用,如亚铁氰化钾即K4[Fe(CN)6]是食盐中常用的抗结剂、铁基(氟掺杂镨氧铁砷化合物)是高温超导材料、“愚人金”是制备硫酸的主要矿物原料。请按要求回答下列问题。
(1)K4[Fe(CN)6]配合物中存在的作用力类型有__________________________(从“金属键”、“离子键”、“共价键”、“配位键”、“氢键”、“范德华力”中选填);其中CN-中各原子最外层均满足8电子稳定结构,其电子式为_____________,其中C原子的杂化形式是_________。
(2)铁基化合物中氟、氧、砷三种元素中电负性值由大到小的顺序是_____________(填元素符号)。其中氢化物(RH3)的某种性能(M)随R的核电荷数的变化趋势如图所示,则纵轴M可能表示为_____________________(从“沸点”、“稳定性”、“分子间作用力”、“R—H键能”中选填)。
(3)FeCl3晶体熔点为306℃,而FeF3晶体熔点高于1000℃,试解释两种化合物熔点差异较大的原因:____________________________________________。
(4)“愚人金”是铁硫化合物,其晶体的晶胞如图所示。该晶体的化学式______________。
【答案】 (1). 离子键、共价键、配位键 (2). [:CN:]- (3). sp杂化 (4). F>O>As (5). 稳定性、R—H键能 (6). F比Cl的电负性大,FeF3为离子晶体,FeCl3为分子晶体 (7). FeS2
【解析】
【分析】
(1)根据配合物分析作用力;因CN-各原子均满足8电子稳定结构,据此写电子式;根据VSEPR模型计算C原子的杂化类型;
(2)原子的电负性同一周期从左到右依次增大、同一主族从上到下依次减小;同一主族,从上到下非金属逐渐减弱;
(3)F的电负性较强,FeCl3为分子晶体,微粒之间的作用力是分子间作用力,FeF3位离子键晶体,微粒之间的作用力是离子键;
(4)从晶体结构,顶点乘以八分之一、边上乘以四分之一、面心乘以二分之一、体心乘以一,进行计算。
【详解】(1)配合物中主要含有离子键、共价键、配位键;因CN-各原子均满足8电子稳定结构,故CN-的电子式为[:CN:]-;CN一中碳原子的价层电子数为:,所以碳原子的杂化轨道类型是sp杂化,故答案为:离子键、共价键、配位键;[:CN:]-;sp杂化;
(2)原子的电负性同一周期从左到右依次增大、同一主族从上到下依次减小,故F、O、As的电负性从大到小为F>O>As;因N、P、As三者的非金属性一次减弱,故M可能是稳定性或者R-H键能,故答案为:F>O>As;稳定性、R—H键能;
(3)F的电负性较强,FeCl3为分子晶体,微粒之间的作用力是分子间作用力,FeF3为离子键晶体,微粒之间的作用力是离子键,故FeF3的熔点较高,故答案为:F比Cl的电负性大,FeF3为离子晶体,FeCl3为分子晶体;
(4)从晶体结构中可以看出,Fe2+分布在8个定点和6个面心,故晶胞中含有=4个Fe2+,S22-分布在12条棱和体心上,故晶胞中含有=4个S22-,则分子式为FeS2,故答案为:FeS2。
【点睛】本题难点(3),同类型晶体熔点相差大,可从其晶体类型分析,如F的电负性较强,FeCl3为分子晶体,微粒之间的作用力是分子间作用力,FeF3为离子键晶体,微粒之间的作用力是离子键。
20.具有抗菌作用的白头翁素衍生物H的合成路线如图所示:
已知:i.RCH2BrR﹣HC═CH﹣R′
ii.R﹣HC═CH﹣R′
iii.R﹣HC═CH﹣R′(以上R、R'、R''代表氢、烷基或芳基等)
(1)A属于芳香烃,其名称是___________,D结构简式是________,由F生成G的反应类型是_______________。
(2)由E与I2在一定条件下反应生成F的化学方程式是__________;此反应同时生成另外一个有机副产物且与F互为同分异构体,此有机副产物的结构简式是_______。
(3)下列说法正确的是___________(选填字母序号)。
A.G存在顺反异构体
B.由G生成H的反应是加成反应
C.1molG最多可以与1molH2发生加成反应
D.1molF或1molH与足量NaOH溶液反应,均消耗2molNaOH
(4)以乙烯为起始原料,结合已知信息选用必要的无机试剂合成写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。_____。
【答案】 (1). 1,2-二甲苯(邻二甲苯) (2). (3). 消去反应 (4). (5). (6). BD (7).
【解析】
【分析】
由A的分子式对比C的结构简式可知A为、B为,对比C、D的分子式可知D为、E为,由信息ii可知F为,由H的结构结合信息iii可知G为。
【详解】(1)由以上分析可知,A的结构简式为,名称为1,2-二甲苯(邻二甲苯);由以上分析可知,D的结构简式为;F生成G的反应为在NaOH醇溶液作用下共热发生消去反应生成,故答案为:1,2-二甲苯(邻二甲苯);;消去反应;
(2)由信息ii可知,与碘单质反应生成,反应的化学方程式为,也可能反应生成副产物,故答案为:;;
(3)A.G的结构简式为,碳碳双键碳原子上连有2个氢原子,不可能存在顺反异构体,故错误;
B.G含有碳碳双键,由信息iii可知,由G生成H的反应是加成反应,故正确;
C. G含有苯环和碳碳双键,则1mol G最多可以与4mol H2发生加成反应,故错误;
D. F为,含有酯基和I,水解生成的羧基和HI可与NaOH溶液反应,H含有2个酯基,可水解生成2个羧基,则1mol F或1mol H与足量NaOH溶液反应,均消耗2molNaOH,故正确;
BD正确,故答案为:BD;
(4)以乙烯为起始原料合成,结合题给信息可知,应先由乙烯与水和溴化氢发生加成反应生成乙醇和溴乙烷,乙醇催化氧化乙醛,乙醛与溴乙烷发生信息i反应生成CH3CH=CHCH3,CH3CH=CHCH3发生信息iii反应生成,合成路线为,故答案为:。
【点睛】由A的不饱和度为4,结合B、C的结构简式得A为邻二甲苯是推断关键。
1.下列对有机物结构或性质的描述,错误的是
A. 可以用酸性高锰酸钾溶液除去乙烷中混有的乙烯
B. 将溴水加入苯中,溴水的颜色变浅,这是由于发生了萃取
C. 乙烷和丙烯的物质的量共1 mol,完全燃烧生成3 mol H2O
D. 一定条件下,Cl2在甲苯的苯环或侧链上均可发生取代反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.酸性高锰酸钾氧化乙烯会产生二氧化碳,会引入新的杂质,故A错误;
B.溴水和苯不发生化学反应,将溴水加入苯中,溴水的颜色变浅,是发生了萃取过程,故B正确;
C.乙烷和丙烯的分子式分别为C2H6、C3H6,含H原子数相同,都为6,则乙烷和丙烯的物质的量共1mol,完全燃烧生成可3molH2O,故C正确;
D.甲苯中有甲基,甲基可在光照条件下与氯气发生取代反应,在催化作用下,苯环上氢可被取代,故D正确;
故答案选A。
2.下列化学用语或模型正确的是( )
A. 乙烯的结构简式:CH2CH2 B. 乙醇的化学式:C2H5OH
C. 钙离子的结构示意图: D. CH4分子的比例模型
【答案】D
【解析】
A.乙烯的结构简式为CH2=CH2,故A错误;B.乙醇的化学式为C2H6O,故B错误;C.钙离子的核电荷数为20,不是18,故C错误;D.CH4分子的比例模型为,故D正确;答案为D。
点睛:解决这类问题过程中需要重点关注的有:①书写电子式时应特别注意如下几个方面:阴离子及多核阳离子均要加“[ ]”并注明电荷,书写共价化合物电子式时,不得使用“[ ]”,没有成键的价电子也要写出来。②书写结构式、结构简式时首先要明确原子间结合顺序(如HClO应是H—O—Cl,而不是H—Cl—O),其次是书写结构简式时,碳碳双键、碳碳三键应该写出来。③比例模型、球棍模型要能体现原子的相对大小及分子的空间结构。
3.现有四种晶体,其离子排列方式如图所示,其中化学式正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】
根据微粒所在晶胞位置,利用均摊法计算微粒数目之比,得到化学式。
【详解】A.A位于体心,数目为1,B位于顶点,数目为8×=1,微粒数目为1:1,即化学式为AB,故A错误;
B.E和F分别位于晶胞的顶点位置,各占4个,即晶胞中两种微粒数目相等,化学式为EF,故B错误;
C.X位于体心,数目为1,Y位于面心,数目为6×=3,Z位于顶点,数目为8×=1,微粒数目比值为1:3:1,化学式为XY3Z,故C正确;
D.A位于顶点和面心,数目为8×+6×=4,B位于棱心和体心,数目为12×+1=4,数目之比为1:1,化学式为AB,故D错误。
故答案选C。
4.对于实验室制备乙烯的实验,下列说法正确的是
A. 所用的反应药品为1体积酒精和3体积浓度为1mol/L的硫酸
B. 收集乙烯可用排水法,也可用排空气法
C. 温度计要插入反应液体的液面下
D. 加热时要缓慢加热到170℃
【答案】C
【解析】
【详解】A项、实验室制备乙烯时,所用的反应药品为1体积酒精和3体积浓度为18.4mol/L的硫酸,故A错误;
B项、乙烯密度与空气相近,不能采用排空法,只能采用排水法,故B错误;
C项、反应温度在140℃时,乙醇发生分子间脱水生成乙醚,170℃时发生脱水内脱水生成乙烯,温度计要插入反应液体的液面下,以控制温度在170℃时生成乙烯,故C正确;
D项、反应温度在140℃时,乙醇发生分子间脱水生成乙醚,170℃时发生脱水内脱水生成乙烯,加热时要迅速加热到170℃,故D错误;
故选C
【点睛】反应温度在140℃时,乙醇发生分子间脱水生成乙醚,170℃时发生脱水内脱水生成乙烯,实验室制备乙烯时时要用温度计控制反应温度,使反应温度迅速升高到170℃。
5.下列说法中不正确的一组是( )
A. 甘油和乙醇互为同系物
B. CH2=CHCH2CH3 和 CH3CH=CHCH3 互为同分异构体
C. 和是同一种物质
D. O2 和 O3 互为同素异形体
【答案】A
【解析】
【详解】A.甘油是丙三醇,属于三元醇,乙醇是饱和一元醇,因此二者结构不相似,不能互为同系物,A符合题意;
B.CH2=CHCH2CH3 和CH3CH=CHCH3分子式相同,结构不同,互为同分异构体,B不符合题意;
C. 可看作是甲烷分子中2个H原子被2个Br原子取代产生的物质。甲烷是正四面体结构,分子中的任何C-H化学键都相邻,因此 是同一种物质,C不符合题意;
D.O2和O3是氧元素的不同性质的单质,二者互为同素异形体,D不符合题意;
故合理选项是A。
6.有机物CH3CH2C(CH3)2CH(C2H5)CH3的准确命名是
A. 3,4—二甲基—4—己基戊烷 B. 3,3,4—三甲基己烷
C. 3,4,4—三甲基己烷 D. 2,3,3—三甲基己烷
【答案】B
【解析】
【详解】根据有机物的结构简式CH3CH2C(CH3)2CH(C2H5)CH3可知主链含有6个碳原子,支链含有3个甲基,则正确命名是3,3,4—三甲基己烷,答案选B。
7.根据等电子原理,下列各对粒子中,分子空间结构不相似的是( )
A. SO2与O3 B. H2O与NH3
C. NH4+与CH4 D. CO2与N2O
【答案】B
【解析】
【分析】
原子数相同、价电子数也相同的分子或离子互为等电子体,等电子体空间结构相似。
【详解】A、SO2与O3原子数都是3、价电子数都是18,SO2与O3互为等电子体,分子空间结构都是V型,故不选A;
B、H2O与NH3原子数不同,不是等电子体,H2O分子空间结构是V型、NH3是三角锥型,故选B;
C、NH4+与CH4原子数都是5、价电子数都是8,NH4+与CH4互为等电子体,分子空间结构都是正四面体,故不选C;
D、CO2与N2O原子数都是3、价电子数都是16,CO2与N2O互为等电子体,分子空间结构都是直线形,故不选D。
8.“绿色化学”对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)的概念及要求。理想的“原子经济性”反应中,原料分子中的所有原子全部转变成所需产物,不产生副产物,实现零排放。以下反应中符合“原子经济性”的是
A. 乙醇催化氧化制乙醛
B. 乙醇与浓硫酸共热制乙烯
C. 苯乙烯在一定条件下制聚苯乙烯
D. 乙烷与氯气反应制氯乙烷
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇催化氧化制乙醛的同时还有水生成,不符合“原子经济性”,A不选;
B.乙醇与浓硫酸共热制乙烯的同时还有水生成,不符合“原子经济性”,B不选;
C.苯乙烯在一定条件下发生加聚反应制聚苯乙烯符合“原子经济性”,C选;
D.乙烷与氯气反应制氯乙烷的同时还有氯化氢以及其它氯代乙烷生成,不符合“原子经济性”,D不选;
答案选C。
9.下表是某些原子晶体的熔点和硬度,分析表中的数据,判断下列叙述正确的是( )
原子晶体
金刚石
氮化硼
碳化硅
石英
硅
锗
熔点/℃
3 900
3 000
2 700
1 710
1 410
1 211
硬度
10
9.5
9.5
7
6.5
6.0
①构成原子晶体的原子种类越多,晶体的熔点越高
②构成原子晶体的原子间的共价键的键能越大,晶体的熔点越高
③构成原子晶体的原子半径越大,晶体的硬度越大
④构成原子晶体的原子半径越小,晶体的硬度越大
A. ①② B. ③④ C. ①③ D. ②④
【答案】D
【解析】
【详解】①原子晶体熔点的高低与原子的种类无关,如石英含Si、O两种原子,而金刚石、硅都只有1种原子,石英的熔点介于金刚石和硅之间,①错误;
②构成原子晶体的原子间的共价键的键能越大,破坏共价键需要的能量越多,原子晶体的熔点越高,②正确;
③构成原子晶体的原子半径越大,键长越长,键能越小,晶体的硬度越小,③错误;
④构成原子晶体的原子半径越小,键长越短,键能越大,晶体的硬度越大,④正确;
②④正确,答案选D。
10.下列实验能达到实验目的的是( )
选项
实验
目的
A
将乙酸乙酯粗产品溶于氢氧化钠溶液中,分液
提纯乙酸乙酯
B
在100mL乙醇、100mL水中分别加入大小相近的钠粒
证明水中H—O键比乙醇中H—O键易断裂
C
将一定量苯和溴化铁、溴水混合
制备溴苯
D
向酸性高锰酸钾溶液中通入乙烯
证明乙烯具有漂白性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙酸乙酯会在氢氧化钠溶液中水解生成醋酸钠和乙醇,得不到乙酸乙酯,故A错误;
B.在100mL乙醇、100mL水中分别加入大小相近的钠粒,若观察到Na在水中的反应更加剧烈,则可证明水中H—O键比乙醇中H—O键易断裂,故B正确;
C.在溴水中溴化铁水解,失去催化功能,应用液溴与苯发生取代反应,故C错误;
D.乙烯使酸性高锰酸钾褪色是因为高锰酸钾可以将其氧化,并不是乙烯具有漂白性,故D错误;
故答案为B。
11.下列有机物分子中有手性碳原子的是( )
A. B.
C. (CH3)2CHCH2CH2Cl D.
【答案】BD
【解析】
【分析】
手性碳原子的定义是与四个不同的原子或原子团相连的碳原子,据此分析;
【详解】手性碳原子是指连有四个不同原子或原子团的碳原子,A、根据手性碳原子的定义,该有机物中不含手性碳原子,故A不符合题意;
B、根据手性碳原子的定义,该有机物中含手性碳原子,故B符合题意;
C、根据手性碳原子的定义,该有机物中不含手性碳原子,故C不符合题意;
D、根据手性碳原子的定义,与羟基所连的碳原子连有四个不同的原子或原子团,该碳原子为手性碳原子,故D符合题意;
答案为BD。
12.下列各对物质,化学键完全相同的是
①NaCl和NaOH②和③和④和⑤晶体硅和水晶
A. ②④ B. ①②③ C. ② D. ②④⑤
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】①NaCl中只存在离子键,NaOH中存在离子键和共价键,所以化学键不同,故①错误;
②和中都只含非极性共价键,所以化学键相同,故②正确;
③Na2S和(NH4)2S中,前者只含离子键,后者含有共价键和离子键,所以化学键不同,故③错误;
④SiO2和CO2中,二者都只含极性共价键,所以化学键相同, 故④正确;
⑤晶体硅和水晶中,二者都只含共价键,但前者为非极性键,后者为极性键,所以化学键不同,故⑤错误;
综上只有②④正确;
答案选A。
13.环丙叉环丙烷(b)由于其特殊的结构,一直受到化学家的重视,根据其转化关系(如图),下列说法正确的是
A. b的所有原子都在同一个平面内
B. b可以发生加成、氧化、加聚反应
C. p在氢氧化钠的醇溶液中加热生成烯烃
D. m的同分异构体中属于芳香化合物的共有5种
【答案】BD
【解析】
【详解】A.b含有饱和碳原子,具有甲烷的结构特征,则所有原子不可能都在一个平面内,故A错误;
B.b含碳碳双键,可发生加成、氧化、加聚反应,故B正确;
C.p中与溴原子相连的碳原子邻位碳原子上没有氢原子,p不能发生消去反应,故C错误;
D.m的分子式为C7H8O,m的属于芳香族化合物的同分异构体含苯环、还含1个O、1个C,为苯甲醚、苯甲醇、邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚,共5种,故D正确;
故答案选BD。
【点睛】本题注意选项D为解答的难点,要根据官能团种类和位置的不同书写同分异构体,防止遗漏。
14.有五种元素X、Y、Z、Q、T。X原子的M层上有两个未成对电子且无空轨道;Y原子的外围电子构型为3d64s2;Z原子的L层的p轨道上有一个是空的;Q原子的L电子层的P轨道上只有一对成对电子;T原子的M电子层上p轨道半充满.下列叙述不正确的是
A. 元素Y和Q只能形成一种化合物Y2Q3
B. T和Z各有一种单质的空间构型为正四面体形
C. X和Q结合生成的化合物为离子化合物
D. ZO2是极性键构成的非极性分子
【答案】AC
【解析】
【分析】
根据题意,X原子M层上有2个未成对电子且无空轨道,则X的电子排布式为1s22s22p63s23p4,为S元素;Z原子的L电子层的p能级上有一个空轨道,则Z的电子排布式为1s22s22p2,为C元素;Y原子的特征电子构型为3d64s2,则Y的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,Y为Fe元素;Q原子的L电子层的P能级上只有一对成对电子,Q的电子排布式为1s22s22p4, Q为O元素;T原子的M电子层上p轨道半充满,T的电子排布式为1s22s22p63s23p3,则T为为P元素,据此分析。
【详解】A.元素Y和Q分别是Fe、O,可形成化合物有FeO、Fe2O3、Fe3O4,选项A不正确;
B.T和Z分别是P、C,它们形成的单质有P4和金刚石,它们的分子构型均为正四面体型,选项B正确;
C.X与Q形成的化合物SO2或SO3都为共价化合物,选项C不正确;
D.Z为C,CO2是直线型分子,是极性键构成的非极性分子,选项D正确;
答案选AC。
15.下列实验操作、现象和结论均正确的是
操作
可能的实验现象
解释
A
用硫酸做催化剂的淀粉水解液中,加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热
有红色沉淀生成
葡萄糖含醛基
B
向酚酞溶液中加入足量Na2O2
溶液先变红后褪色
Na2O2与水生成的碱有漂白性
C
将已氧化的Cu丝从酒精灯的外焰慢慢移向内焰
黑色的Cu丝变红
CuO被内焰中的乙醇蒸气还原
D
向饱和Na2CO3溶液中通入CO2
有晶体析出
溶解度:Na2CO3>NaHCO3
A. A B. B C. C D. D
【答案】CD
【解析】
【详解】A. 用硫酸做催化剂的淀粉水解液中,加入新制的Cu(OH)2悬浊液前,必须用NaOH中和,醛基才与Cu(OH)2反应生成红色沉淀,A错误;
B. Na2O2与水反应生成NaOH,溶液呈碱性,溶液变红,后褪色是因为Na2O2具有强氧化性,将溶液漂白,而不是生成的NaOH有漂白性,B错误;
C. CuO具有氧化性,乙醇有还原性和挥发性,两者发生反应:CH3CH2OH+CuOCu+CH3CHO+H2O,故黑色的Cu丝变红,C正确;
D. 相同温度下,NaHCO3的溶解度小于Na2CO3的溶解度,反应中又消耗部分溶剂水,且生成的NaHCO3的质量大于Na2CO3的质量,故向饱和Na2CO3溶液中通入CO2有晶体析出,D正确;
答案选CD。
16.合成聚丙烯腈纤维的方法很多,如以乙炔为原料,其合成过程的化学反应方程式
(1)反应①的反应类型为__________________________。
(2)写出反应②的化学方程式:_________________________________。
(3)1mol合成聚丙烯腈的单体在一定条件下最多能与________molH2加成。
(4)CH2=CHCN在一定条件下可与苯乙烯()反应得到一种优良的塑料,该塑料的结构简式为_________________________________。
【答案】 (1). 加成反应 (2). nCH2=CHCN (3). 3 (4). 或
【解析】
【详解】(1) 根据反应①的反应物和生成物可知该反应为加成反应;
(2) 反应②为丙烯腈的加聚反应,加成时碳碳双键变为碳碳单键,注意将基团-CN写在上方或下方,反应方程式为nCH2=CHCN;
(3) 聚丙烯腈的单体为CH2=CH-C≡N,1mol双键与1molH2加成,1mol三键与2molH2加成,故1molCH2=CH-C≡N最多能与3molH2加成;
(4) CH2=CHCN与发生加聚反应,分别将碳碳双键打开,通过单键连接起来,连接的方式有两种,故得到的产物有两种结构,分别是:或。
17.己知A、B、C、D、E、F、G都是周期表中前四周期的元素,他们的原子序数依次增大。其中A原子的L层有2个未成对电子。D是电负性最大的元素,E与F同主族,E的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。G3+离子3d轨道电子为半满状态。请根据以上情况,回答下列问题:(答题时,用所对应的元素符号表示)
(1)A、B、C的第一电离能由小到大的順序为______________________。D的核外有______________种运动状态不同的电子。
(2)A的最简单氢化物属于___________(填“极性分子”和“非极性分子”)。离子空间构型是__________,其中心原子采取__________________杂化。
(3)晶体熔点:EC_________FC(填“>”、“<”或“=”)
(4)G和M(质子数为25)两元素的部分电离能数据列于表:
元素
M
G
电离能(kJ•mol-1)
I1
717
759
I2
1509
1561
I3
3248
2957
比较两元素的I2、I3可知,气态M2+再失去一个电子比气态G2+再失去一个电子难。其原因是_________________________________________。
【答案】 (1). C
【解析】
【分析】
根据原子的结构特点推导各元素符号。D是电负性最大的元素,则D为F元素,A原子的L层有2个未成对电子,则A为C或O,若A为O元素,则B和C不可能存在,故A为C元素,B为N元素,C为O元素;E的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构,则E为Mg元素,F为Ca元素,G3+离子3d轨道电子为半满状态,G的电子排布式为1s22s22p63s23d64s2,则G为Fe元素。综上:A、B、C、D、E、F、G分别为:C、N、O、F、Mg、Ca、Fe。
【详解】(1)同一个周期从左到右,第一电离能逐渐增大,但N原子的2p3为半充满结构,较稳定,故其第一电离能大于O的第一电离能,故C、N、O的电离能大小关系为C
(3)MgO和CaO均为离子化合物,Mg2+与Ca2+所带电荷相同,但是前者半径比后者小,表现为晶格能大,熔点大,所以MgO的熔点高于CaO的熔点。
(4)M为Mn元素,Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,Mn2+的3d轨道电子排布为半充满状态,较稳定,因而再失去一个电子比Fe2+困难。
18.正丁醇常用作有机反应的溶剂。实验室制备正丁醚的主要实验装置如图:
反应物和产物的相关数据如表:
相对分子质量
沸点/℃
密度(g.cm-3)
水中溶解性
正丁醇
74
117.2
0.8109
微溶
正丁醚
130
142.0
0.7704
几乎不溶
合成正丁醚的步骤:
①将6mL浓硫酸和37g正丁醇,按一定顺序添加到A中,并加几粒沸石。
②加热A中反应液,迅速升温至135℃,维持反应一段时间,分离提纯;
③待A中液体冷却后将其缓慢倒入盛有70mL水的分液漏斗中,振摇后静置,分液得粗产物。
④粗产物依次用40mL水、20mLNaOH溶液和40mL水洗涤,分液后加入约3g无水氯化钙颗粒,静置一段时间后弃去氯化钙。
⑤将上述处理过的粗产物进行蒸馏,收集馏分,得纯净正丁醚13g。
请回答:
(1)加热A前,需先从_________(填“a”或“b”)口向B中通入水。
(2)写出步骤②中制备正丁醚的化学方程式____________________________________。
(3)步骤③的目的是初步洗去____________________,振摇后静置,粗产物应从分液漏斗的_____(填“上”或“下”)口分离出。
(4)步骤④中最后一次水洗的目的为_______________________________________。
(5)步骤⑤中,加热蒸馏时应收集________(填选项字母)左右的馏分。
a.100℃b.117℃c.135℃d.142℃
(6)本实验中,正丁醚的产率为_____________________。
【答案】 (1). b (2). 2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O (3). 浓H2SO4 (4). 上 (5). 洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐Na2SO4 (6). d (7). 40%
【解析】
【分析】
(1)冷凝水的水流方向和气流方向相反;
(2)正丁醇在浓硫酸、加热135℃条件下发生分子间脱水反应生成正丁醚;
(3)在反应混合物中,浓硫酸能溶解于水,正丁醚不溶,正丁醇微溶于水,据此分析步骤③的目的;分液漏斗中振荡静置后,上层液体中为密度比水小的正丁醚和正丁醇;
(4)步骤④中粗产物依次用40 mL水、20 mL NaOH溶液和40 mL水洗涤,氢氧化钠洗涤后,有机层中会残留NaOH及中和反应生成的盐;
(5)步骤⑤中,加热蒸馏的目的是收集正丁醇;
(6)根据方程式结合实验前提供的37g正丁醇的量计算理论上正丁醚的产量,再计算正丁醚的产率。
【详解】(1)采取逆流原理通入冷凝水,使冷凝管进行充分冷却,即从b口通入冷凝水,故答案为:b;
(2)正丁醇在浓硫酸、加热135℃条件下发生分子间脱水反应生成CH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3,反应方程式为:2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O,故答案为:2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O;
(3)用水可以洗去混有的浓H2SO4;正丁醇、正丁醚不溶于水,溶液分层,粗产品的密度小,故答案为:浓H2SO4;上;
(4)步骤④中最后一次水洗,可以洗去有机层中残留NaOH及中和反应生成的盐Na2SO4,故答案为:洗去有机层中残留的NaOH及中和反应生成的盐Na2SO4;
(5)正丁醚沸点为142℃,粗产品中含有正丁醇,其沸点为117.2℃,低于正丁醚的沸点,加热蒸馏正丁醇先汽化,加热蒸馏时应收集142℃左右的馏分,故答案为:d;
(6)由2CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2OCH2CH2CH2CH3+H2O,可知37g正丁醇完全反应得到正丁醚的质量为130g/mol=32.5g,故样品产率为×100%=40%,故答案为:40%。
【点睛】本题易错点(4),粗产品的水洗,目的是除去产品中易溶于水的物质,要从上面步骤进行分析。
19.铁及铁化合物在生活、生产中具有广泛应用,如亚铁氰化钾即K4[Fe(CN)6]是食盐中常用的抗结剂、铁基(氟掺杂镨氧铁砷化合物)是高温超导材料、“愚人金”是制备硫酸的主要矿物原料。请按要求回答下列问题。
(1)K4[Fe(CN)6]配合物中存在的作用力类型有__________________________(从“金属键”、“离子键”、“共价键”、“配位键”、“氢键”、“范德华力”中选填);其中CN-中各原子最外层均满足8电子稳定结构,其电子式为_____________,其中C原子的杂化形式是_________。
(2)铁基化合物中氟、氧、砷三种元素中电负性值由大到小的顺序是_____________(填元素符号)。其中氢化物(RH3)的某种性能(M)随R的核电荷数的变化趋势如图所示,则纵轴M可能表示为_____________________(从“沸点”、“稳定性”、“分子间作用力”、“R—H键能”中选填)。
(3)FeCl3晶体熔点为306℃,而FeF3晶体熔点高于1000℃,试解释两种化合物熔点差异较大的原因:____________________________________________。
(4)“愚人金”是铁硫化合物,其晶体的晶胞如图所示。该晶体的化学式______________。
【答案】 (1). 离子键、共价键、配位键 (2). [:CN:]- (3). sp杂化 (4). F>O>As (5). 稳定性、R—H键能 (6). F比Cl的电负性大,FeF3为离子晶体,FeCl3为分子晶体 (7). FeS2
【解析】
【分析】
(1)根据配合物分析作用力;因CN-各原子均满足8电子稳定结构,据此写电子式;根据VSEPR模型计算C原子的杂化类型;
(2)原子的电负性同一周期从左到右依次增大、同一主族从上到下依次减小;同一主族,从上到下非金属逐渐减弱;
(3)F的电负性较强,FeCl3为分子晶体,微粒之间的作用力是分子间作用力,FeF3位离子键晶体,微粒之间的作用力是离子键;
(4)从晶体结构,顶点乘以八分之一、边上乘以四分之一、面心乘以二分之一、体心乘以一,进行计算。
【详解】(1)配合物中主要含有离子键、共价键、配位键;因CN-各原子均满足8电子稳定结构,故CN-的电子式为[:CN:]-;CN一中碳原子的价层电子数为:,所以碳原子的杂化轨道类型是sp杂化,故答案为:离子键、共价键、配位键;[:CN:]-;sp杂化;
(2)原子的电负性同一周期从左到右依次增大、同一主族从上到下依次减小,故F、O、As的电负性从大到小为F>O>As;因N、P、As三者的非金属性一次减弱,故M可能是稳定性或者R-H键能,故答案为:F>O>As;稳定性、R—H键能;
(3)F的电负性较强,FeCl3为分子晶体,微粒之间的作用力是分子间作用力,FeF3为离子键晶体,微粒之间的作用力是离子键,故FeF3的熔点较高,故答案为:F比Cl的电负性大,FeF3为离子晶体,FeCl3为分子晶体;
(4)从晶体结构中可以看出,Fe2+分布在8个定点和6个面心,故晶胞中含有=4个Fe2+,S22-分布在12条棱和体心上,故晶胞中含有=4个S22-,则分子式为FeS2,故答案为:FeS2。
【点睛】本题难点(3),同类型晶体熔点相差大,可从其晶体类型分析,如F的电负性较强,FeCl3为分子晶体,微粒之间的作用力是分子间作用力,FeF3为离子键晶体,微粒之间的作用力是离子键。
20.具有抗菌作用的白头翁素衍生物H的合成路线如图所示:
已知:i.RCH2BrR﹣HC═CH﹣R′
ii.R﹣HC═CH﹣R′
iii.R﹣HC═CH﹣R′(以上R、R'、R''代表氢、烷基或芳基等)
(1)A属于芳香烃,其名称是___________,D结构简式是________,由F生成G的反应类型是_______________。
(2)由E与I2在一定条件下反应生成F的化学方程式是__________;此反应同时生成另外一个有机副产物且与F互为同分异构体,此有机副产物的结构简式是_______。
(3)下列说法正确的是___________(选填字母序号)。
A.G存在顺反异构体
B.由G生成H的反应是加成反应
C.1molG最多可以与1molH2发生加成反应
D.1molF或1molH与足量NaOH溶液反应,均消耗2molNaOH
(4)以乙烯为起始原料,结合已知信息选用必要的无机试剂合成写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)。_____。
【答案】 (1). 1,2-二甲苯(邻二甲苯) (2). (3). 消去反应 (4). (5). (6). BD (7).
【解析】
【分析】
由A的分子式对比C的结构简式可知A为、B为,对比C、D的分子式可知D为、E为,由信息ii可知F为,由H的结构结合信息iii可知G为。
【详解】(1)由以上分析可知,A的结构简式为,名称为1,2-二甲苯(邻二甲苯);由以上分析可知,D的结构简式为;F生成G的反应为在NaOH醇溶液作用下共热发生消去反应生成,故答案为:1,2-二甲苯(邻二甲苯);;消去反应;
(2)由信息ii可知,与碘单质反应生成,反应的化学方程式为,也可能反应生成副产物,故答案为:;;
(3)A.G的结构简式为,碳碳双键碳原子上连有2个氢原子,不可能存在顺反异构体,故错误;
B.G含有碳碳双键,由信息iii可知,由G生成H的反应是加成反应,故正确;
C. G含有苯环和碳碳双键,则1mol G最多可以与4mol H2发生加成反应,故错误;
D. F为,含有酯基和I,水解生成的羧基和HI可与NaOH溶液反应,H含有2个酯基,可水解生成2个羧基,则1mol F或1mol H与足量NaOH溶液反应,均消耗2molNaOH,故正确;
BD正确,故答案为:BD;
(4)以乙烯为起始原料合成,结合题给信息可知,应先由乙烯与水和溴化氢发生加成反应生成乙醇和溴乙烷,乙醇催化氧化乙醛,乙醛与溴乙烷发生信息i反应生成CH3CH=CHCH3,CH3CH=CHCH3发生信息iii反应生成,合成路线为,故答案为:。
【点睛】由A的不饱和度为4,结合B、C的结构简式得A为邻二甲苯是推断关键。
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