湖南省长沙市浏阳市2022-2023高二下学期期末考试化学试题(原卷版+解析版)

浏阳市2022-2023学年高二下学期期末考试
化学试题
温馨提示:
1.本试卷分试题和答题卡两部分,试卷共6页。满分100分,时量75分钟。
2.答案一律在答题卡上书写,在试题卷上作答无效。
3.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 P-31 Br-80
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(共14小题,每小题均只有一个选项符合题意,每小题3分,共42分)
1. 下列说法正确的是
A. 铜原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d94s2
B. 基态Si原子价电子排布图:
C. 第一电离能:O>N>C
D. 铍原子最外层原子轨道的电子云图:
2. 下列说法正确的是
A. HF和Br2分子中均含有s-pσ键
B. 沸点:H2OC. 水中溶解度:CH3OHD. 酸性:CF3COOH>CCl3COOH>CH3COOH
3. 下列说法不正确的是
A. PCl3是极性键构成的极性分子
B. H+能与H2O以配位键形成H3O+
C. 分子晶体中,分子间作用力越大,分子越稳定
D. 对固体进行X射线衍射测定是区分晶体和非晶体最可靠的科学方法
4. 类推的思维方法在化学学习与研究中可能会产生错误的结论。因此类推出的结论需经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论正确的是 (  )
A. 从CH4、NH4+、SO42-为正四面体结构,可推测PH4+、PO43-也为正四面体结构
B. H2O常温下液态,H2S常温下也为液态
C. 金刚石中C—C键的键长为154.45 pm,C60中C—C键的键长为140~145 pm,所以C60的熔点高于金刚石
D. MgCl2熔点较高,BeCl2熔点也较高
5. 医学上在对抗癌物质的研究中发现,具有抗癌作用,而没有抗癌作用,对此下列叙述正确的是
A. 两者为同一物质,都是以Pt原子为中心四面体结构
B. 两者为同一物质,都是以Pt原子为中心的平面结构
C. 两者互为同分异构体,都是以Pt原子为中心的四面体结构
D. 两者互为同分异构体,都是以Pt原子为中心的平面结构
6. 下列说法不正确的是
A. 超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能聚集体,能表现出不同于单个分子的性质
B. 可燃冰()中甲烷与水分子间存在氢键
C. 冠醚利用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子进行“分子识别”
D. 晶体的自范性是晶体在微观空间呈周期性有序排列的宏观表象
7. 甲烷晶体的晶胞结构如图所示,下列说法正确的是
A. 甲烷晶胞中的球只代表1个C原子
B. 1个晶胞中含有8个分子
C. 甲烷晶体熔化时需克服共价键
D. 晶体中1个分子周围有12个紧邻的分子
8. 下列化合物中,与互为同分异构体的是
A. CH3CH3 B. CH3CH2CH2CH2CH2CH3
C. D.
9. 生产、生活中处处有化学,化学是人类进步的关键。下列说法正确的是
A. “糖油粑粑”是一道传统美食,制作时加入蔗糖作配料,蔗糖属于单糖
B. 新冠疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性
C. 成熟苹果的汁液能与银氨溶液发生反应,是因为苹果中含有大量的淀粉和纤维素
D. 高铁“复兴号”车厢连接关键部位使用了聚四氟乙烯板,其能使Br2的CCl4溶液褪色
10. 下列说法正确的是
A. 乙烷、甲烷、正戊烷、新戊烷中沸点最高的是新戊烷
B. 同分异构体有5种(不含本身)
C. 分子至少有6个原子共平面
D. 在一定条件下加聚生成聚丙烯
11. 下列关于有机化合物的说法不正确的是
A B C D
木糖醇()是一种天然甜味剂,属于糖类化合物 聚乙烯由线型结构转变为网状结构能够增加材料的强度 DNA分子复制过程中存在氢键的断裂和形成 烷基磺酸钠(表面活性剂)在水中聚集形成的胶束属于超分子
A. A B. B C. C D. D
12. 某兴趣小组在实验室中模拟甲烷和氯气的取代反应,设计如图装置,下列说法错误的是
A. 实验时先点燃A处酒精灯再通甲烷
B. 装置B有均匀混合气体、监测气流速度、干燥混合气体等作用
C. 装置C经过一段时间的漫射光照射后,生成的产物有4种
D. 一段时间后,D中会有固体析出
13. 耦合反应制备丙烯酸甲酯的机理如图所示。下列叙述错误的是
A. 由步骤①②知:加成反应也可生成酯类物质
B. 反应过程中存在C-H键的断裂
C. 该反应的原子利用率为100%
D. 若将步骤②中换为,则产品将变为丙烯酸乙酯
14. 某药物的合成“片段”如下:
下列说法正确的是
A. X、Y、Z的含碳官能团种类相同
B. X、Y均可以与钠反应
C. Y转化为Z的条件是NaOH醇溶液、加热
D. 1 mol Z与H2发生加成反应时,最多消耗5 mol H2
第Ⅱ卷 非选择题
15. H2O是生命之源,由H2O分子形成的物质种类繁多。
(1)H2O分子内O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为_______。
(2)请写出基态氧原子的电子排布式_______,H2O分子中O原子的杂化方式为_______。
(3)H2O2是一种无色液体,其结构如图所示,根据“相似相溶”规则,H2O2在水中的溶解度_______(填“大于”“小于”或“等于”)其在CCl4中的溶解度。
(4)在CrCl3的水溶液中,存在组成为[CrCln(H2O)6-n]2+(n为正整数)的配离子,则
①n=_______。
②在该配离子中,提供空轨道的元素是_______,提供孤电子对的粒子是_______(填化学式)。
16. A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的短周期元素,G为第四周期元素。B、C相邻且同周期,A、D同主族。A、C能形成甲、乙两种化合物,原子个数比分别为2:1和1:1,其中甲为常见的溶剂。E是地壳中含量最多的金属元素,F元素为同周期电负性最大的元素。G为第四周期未成对电子数最多的元素,请回答下列问题:
(1)B、C中第一电离能更大的元素基态原子的价电子排布式为_______,G在周期表中属于_______区。
(2)A与B形成的离子的键角比A与B形成的分子的键角_______ (填 “大”或“小”)。
(3)B与As同族,的空间构型为_______。As4O6的分子结构如图所示,则该化合物中As的杂化方式是_______。
(4)已知E、F构成化合物可形成如图所示的二聚体,其熔点190°C,183°C开始升华。该二聚体形成的晶体类型为_______,晶体中含有的作用力有_______(填序号)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.范德华力 F.氢键
(5)白磷(P4)的晶体属于分子晶体,其晶胞结构如图所示(小圆圈表示白磷分子)。已知晶胞是边长为a nm的正方体,阿伏加德罗常数的数值为NA,则该该晶体的密度为_______(用含NA、a的代数式表示)g/cm3。
17. 1,2-二溴乙烷在农业生产中常用作杀虫剂,常温下是一种无色液体,密度是2.18g/cm3,熔点为9.3℃,沸点为131℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。实验室制备1,2-二溴乙烷的反应和装置如下:
CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
CH2=CH2+Br2→ BrCH2CH2Br
可能存在的副反应有:乙醇在浓硫酸的催化下在140℃时脱水生成乙醚;加热时乙醇会炭化,制得的气体中含有SO2、CO2等杂质气体。
回答下列问题:
(1)装置A使用冷凝管的目的是_______;装置B中玻璃管a的作用是_______;装置C中盛装的试剂X是_______。
(2)实验时,要尽可能迅速的把反应温度提高到170℃左右,其主要目的是_______。
(3)将粗品分别用氢氧化钠溶液、水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集129~133℃馏分,得到9.4 g产品。
①水洗的主要目的是_______。
②加入无水MgSO4的目的是_______。
③本实验的产率是_______。
18. 阿司匹林具有解热镇痛作用,科研工作者将阿司匹林与聚甲基丙烯酸借助乙二醇嫁接起来,合成长效缓释阿司匹林,从而减少了对肠胃的刺激,减少每天吃药次数,大大方便了人们对药物的使用。合成路线如下图所示:
(1)阿司匹林的合成中步骤①的反应类型是_______。
(2)原料A的名称是_______,中间体C的结构简式是_______。
(3)由原料A制备中间体D不采取与Br2直接反应,而是经过①→③的目的是_______。
(4)上述合成路径中阿司匹林实现了分子结构修饰,阿司匹林中发生分子结构修饰的官能团名称是_______。
(5)C4H6O2→M的化学方程式是_______。
(6)与C物质含有相同官能团的芳香族同分异构体共有_______种(C物质本身除外,-SO3H磺酸基为官能团)。
浏阳市2022-2023学年高二下学期期末考试
化学试题 答案解析
温馨提示:
1.本试卷分试题和答题卡两部分,试卷共6页。满分100分,时量75分钟。
2.答案一律在答题卡上书写,在试题卷上作答无效。
3.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 P-31 Br-80
第Ⅰ卷 选择题
一、选择题(共14小题,每小题均只有一个选项符合题意,每小题3分,共42分)
1. 下列说法正确的是
A. 铜原子的电子排布式:1s22s22p63s23p63d94s2
B. 基态Si原子价电子排布图:
C. 第一电离能:O>N>C
D. 铍原子最外层原子轨道的电子云图:
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据洪特规则,基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故A错误;
B.Si为主族元素,价电子为最外层电子数,其价电子轨道式为,故B正确;
C.同周期从左向右第一电离能是增大趋势,但ⅤA>ⅥA,因此三种元素第一电离能:N>O>C,故C错误;
D.铍原子最外层电子排布式2s2,s能级电子云形状为球形,故D错误;
答案为B。
2. 下列说法正确的是
A. HF和Br2分子中均含有s-pσ键
B. 沸点:H2OC. 水中溶解度:CH3OHD. 酸性:CF3COOH>CCl3COOH>CH3COOH
【答案】D
【解析】
【详解】A.H核外只有一个电子,电子占据1s能级,F的最后一个电子填充在2p上,因此HF形成的σ键为s-pσ键,Br原子的最后一个电子填充在4p上,因此Br2中形成的σ键为p-pσ键,故A错误;
B.四种氢化物均为分子晶体,H2O分子间存在氢键,沸点最高,H2S、H2Se、H2Te 不存在分子间氢键,随着相对分子质量增大,范德华力增大,沸点越高,沸点:H2O>H2Te>H2Se>H2S,故B错误;
C.-OH为亲水基团,-CH3、-CH2CH3为疏水基团,疏水基团越大,溶解度越小,在水中溶解度:CH3OH>CH3CH2OH,故C错误;
D.-F、-Cl为吸电子基团,F的电负性强于Cl,F-C的极性大于Cl-C的极性,使-CF3的极性大于-CCl3的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子,-CH3为推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性减小,羧酸的酸性越弱,酸性强弱:CF3COOH>CCl3COOH>CH3COOH,故D正确;
答案为D。
3. 下列说法不正确的是
A. PCl3是极性键构成的极性分子
B. H+能与H2O以配位键形成H3O+
C. 分子晶体中,分子间作用力越大,分子越稳定
D. 对固体进行X射线衍射测定是区分晶体和非晶体最可靠的科学方法
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.PCl3中的P-Cl键为极性键,为三角锥形,分子中正、负电荷的中心是不重合的,为极性分子,故A正确;
B.H+能与H2O以配位键形成H3O+,故B正确;
C.分子间作用力只影响分子晶体的物理性质,如溶解性,熔沸点等,而物质的稳定性是由化学键强弱决定的,故C错误;
D.构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来,因此区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验,故D正确;
故选:C。
4. 类推的思维方法在化学学习与研究中可能会产生错误的结论。因此类推出的结论需经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论正确的是 (  )
A. 从CH4、NH4+、SO42-为正四面体结构,可推测PH4+、PO43-也为正四面体结构
B. H2O常温下为液态,H2S常温下也为液态
C. 金刚石中C—C键的键长为154.45 pm,C60中C—C键的键长为140~145 pm,所以C60的熔点高于金刚石
D. MgCl2熔点较高,BeCl2熔点也较高
【答案】A
【解析】
【详解】A.PH4+的结构类似于NH4+,PO43-的结构类似于SO42-,均为正四面体形,实际上,PH4+、PO43-中P原子价层电子对数都是4,且不含孤电子对,所以空间构型为正四面体结构,故A正确;
B.H2O常温下为液态,是因为水分子间存在氢键,而硫化氢分子间不能形成氢键,实际上,H2S常温下气态,故B错误;
C.金刚石属于原子晶体,融化时需要破坏共价键,而C60为分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,无需破坏共价键,而分子间作用力比共价键弱,所需能量较低,故C60熔点低于金刚石,故C错误;
D.MgCl2属于离子化合物,熔点较高,BeCl2属于分子晶体,熔点较低,故D错误;
答案选A。
【点睛】本题的易错点为C,要注意区分金刚石、石墨和C60的熔点高低与结构中的C-C键长的关系,特别是金刚石与石墨。
5. 医学上在对抗癌物质的研究中发现,具有抗癌作用,而没有抗癌作用,对此下列叙述正确的是
A. 两者为同一物质,都是以Pt原子为中心的四面体结构
B. 两者为同一物质,都是以Pt原子为中心的平面结构
C. 两者互为同分异构体,都是以Pt原子为中心的四面体结构
D. 两者互为同分异构体,都是以Pt原子为中心的平面结构
【答案】D
【解析】
【详解】根据信息,该物质的结构是以Pt为中心的平面结构,两者组成相同,但结构不同,互为同分异构体,故D选项正确。
6. 下列说法不正确的是
A. 超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体,能表现出不同于单个分子的性质
B. 可燃冰()中甲烷与水分子间存在氢键
C. 冠醚利用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子进行“分子识别”
D. 晶体的自范性是晶体在微观空间呈周期性有序排列的宏观表象
【答案】B
【解析】
【详解】A.超分子能表现出不同于单个分子的性质,其原因是两个或多个分子相互“组合”在一起,形成具有特定结构和功能的聚集体,A正确;
B.甲烷与水分子之间为分子间作用力,不是氢键,B错误;
C.同主族从上往下碱金属元素的离子半径逐渐增大,冠醚利用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子进行“分子识别”,C正确;
D.晶体自范性的本质:晶体中粒子微观空间里呈现周期性的有序排列的宏观表象,D正确;
故选B。
7. 甲烷晶体的晶胞结构如图所示,下列说法正确的是
A. 甲烷晶胞中的球只代表1个C原子
B. 1个晶胞中含有8个分子
C. 甲烷晶体熔化时需克服共价键
D. 晶体中1个分子周围有12个紧邻的分子
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲烷晶体为分子晶体,晶胞中每个球都代表1个CH4分子,A不正确;
B.根据均摊法,1个CH4晶胞中含有CH4分子的数目为,B不正确;
C.甲烷晶体为分子晶体,熔化时只需克服分子间的作用力,不需要破坏分子内的共价键,C不正确;
D.晶体中以左下顶点的1个CH4分子为例,周围有紧邻的CH4分子数为, D正确;
故选D。
8. 下列化合物中,与互为同分异构体的是
A. CH3CH3 B. CH3CH2CH2CH2CH2CH3
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】分子式相同结构不同的化合物互为同分异构体,的分子式为C5H12,据此解答。
【详解】A.CH3CH3的分子式为C2H6,A不选;
B.CH3CH2CH2CH2CH2CH3的分子式为C6H14,B不选;
C.的分子式为C4H10,C不选;
D.的分子式为C5H12,D选;
答案选D。
9. 生产、生活中处处有化学,化学是人类进步的关键。下列说法正确的是
A. “糖油粑粑”是一道传统美食,制作时加入蔗糖作配料,蔗糖属于单糖
B. 新冠疫苗一般应冷藏存放,以避免蛋白质变性
C. 成熟苹果的汁液能与银氨溶液发生反应,是因为苹果中含有大量的淀粉和纤维素
D. 高铁“复兴号”车厢连接关键部位使用了聚四氟乙烯板,其能使Br2的CCl4溶液褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.蔗糖是二糖不是单糖,A错误;
B.新冠疫苗是蛋白质,高温容易变性,故需冷藏存放,B正确;
C.成熟苹果的汁液能与银氨溶液反应,是因为苹果汁中存在葡萄糖,并不是因为其含有大量的淀粉和纤维素,C错误;
D.聚四氟乙烯中没有碳碳双键,不能与溴发生加成反应,也不存在其他能与溴反应的结构,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,D错误;
故答案选B。
10. 下列说法正确的是
A. 乙烷、甲烷、正戊烷、新戊烷中沸点最高的是新戊烷
B. 的同分异构体有5种(不含本身)
C. 分子至少有6个原子共平面
D. 在一定条件下加聚生成聚丙烯
【答案】C
【解析】
【详解】A.烃的熔沸点规律:烃分子中碳原子数目越多熔沸点越高;碳原子数目相同的烃,支链越多沸点越低。因此四种物质中沸点最高的是正戊烷,选项A错误;
B.的同分异构体有、、、,共4种,选项B错误:
C.与键直接相连的原子在同一平面上,中每个键的C原子连接2个原子,则至少有6个原子共平面,选项C正确;
D.聚丙烯的结构简式应为,选项D错误;
答案选C。
11. 下列关于有机化合物的说法不正确的是
A B C D
木糖醇()是一种天然甜味剂,属于糖类化合物 聚乙烯由线型结构转变为网状结构能够增加材料的强度 DNA分子复制过程中存在氢键的断裂和形成 烷基磺酸钠(表面活性剂)在水中聚集形成的胶束属于超分子
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.糖是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物,木糖醇属于多羟基醇类化合物,不属于糖类,A项错误;
B.网状结构相对线性结构具有更大的强度,B项正确;
C.DNA分子的两条链通过氢键相连,DNA分子在复制过程中存在氢键的断裂和形成,C项正确;
D.当溶液中的表面活性剂超过一定浓度时,众多表面活性剂分子或离子会缔合形成胶束,属于超分子,D项正确。
答案选A。
12. 某兴趣小组在实验室中模拟甲烷和氯气的取代反应,设计如图装置,下列说法错误的是
A. 实验时先点燃A处酒精灯再通甲烷
B 装置B有均匀混合气体、监测气流速度、干燥混合气体等作用
C. 装置C经过一段时间的漫射光照射后,生成的产物有4种
D. 一段时间后,D中会有固体析出
【答案】C
【解析】
【分析】实验室用浓盐酸和二氧化锰在加热条件下发生反应生成Cl2,Cl2经干燥后和甲烷在光照条件下发生取代反应,生成多种氯代烃和HCl,在强光照射下可发生CH4+2Cl2C+4HCl,生成的黑色小颗粒为炭黑,最后生成的HCl溶于水生成盐酸与有机物可用分液的方法分离,据此分析解题。
【详解】A.A中MnO2和浓盐酸加热反应制备Cl2,用B干燥Cl2和CH4,CH4和Cl2在C中发生取代反应生成氯代甲烷和HCl,用D吸收HCl,防止污染空气,实验时,先点燃A处酒精灯,二氧化锰和浓盐酸反应生成氯气,用氯气排出装置内空气,再通甲烷,A正确;
B.浓硫酸具有吸水性,甲烷、氯气中有水蒸气,装置B有均匀混合气体、监测气流速度、干燥混合气体等作用,B正确;
C.装置C经过一段时间的漫射光照射后,生成氯化氢、一氯甲烷,二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳,5种产物,C错误;
D.生成的氯化氢溶于饱和食盐水后,使溶液中的氯离子浓度增大,NaCl(s)Na+(aq)+Cl-(aq)平衡左移,有NaCl析出,D正确;
故答案为:C。
13. 耦合反应制备丙烯酸甲酯的机理如图所示。下列叙述错误的是
A. 由步骤①②知:加成反应也可生成酯类物质
B. 反应过程中存在C-H键的断裂
C. 该反应的原子利用率为100%
D. 若将步骤②中换为,则产品将变为丙烯酸乙酯
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,CO2/C2H4耦合反应制备丙烯酸甲酯的反应物为二氧化碳、乙烯和一碘甲烷,生成物为丙烯酸甲酯和碘化氢,反应的化学方程式为CO2+CH2=CH2+CH3ICH2=CHCOOCH3+HI。
【详解】A.由图可知,步骤①发生的反应为乙烯与二氧化碳发生加成反应生成酯 ,故A正确;
B.由图可知,步骤③中生成碳碳双键,生了C—H键的断裂,故B正确;
C.由分析可知,生成物为丙烯酸甲酯和碘化氢,则反应的原子利用率不可能为100%,故C错误;
D.由分析可知,二氧化碳、乙烯和一碘甲烷在催化剂作用下反应生成丙烯酸甲酯和碘化氢,则二氧化碳、乙烯和碘乙烷在催化剂作用下反应生成丙烯酸乙酯和碘化氢,故D正确;
故选C。
14. 某药物的合成“片段”如下:
下列说法正确的是
A. X、Y、Z的含碳官能团种类相同
B. X、Y均可以与钠反应
C. Y转化为Z的条件是NaOH醇溶液、加热
D. 1 mol Z与H2发生加成反应时,最多消耗5 mol H2
【答案】B
【解析】
【详解】A.X中含有羟基和羧基,Y中含有羟基和酯基,Z中含有酯基和碳碳双键,所以含碳官能团种类不同,A错误;
B.羟基和羧基可以与Na反应,X中含有羟基和羧基,Y中含有羟基,B正确;
C.Y转化为Z为醇消去反应,反应条件为浓硫酸,加热,C错误;
D.Z中1mol苯环消耗3mol氢气,1mol碳碳双键消耗1mol氢气,故1molZ最多消耗4mol氢气,D错误;
故答案选B。
第Ⅱ卷 非选择题
15. H2O是生命之源,由H2O分子形成的物质种类繁多。
(1)H2O分子内O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为_______。
(2)请写出基态氧原子的电子排布式_______,H2O分子中O原子的杂化方式为_______。
(3)H2O2是一种无色液体,其结构如图所示,根据“相似相溶”规则,H2O2在水中的溶解度_______(填“大于”“小于”或“等于”)其在CCl4中的溶解度。
(4)在CrCl3的水溶液中,存在组成为[CrCln(H2O)6-n]2+(n为正整数)的配离子,则
①n=_______。
②在该配离子中,提供空轨道的元素是_______,提供孤电子对的粒子是_______(填化学式)。
【答案】(1)O—H键>氢键>范德华力
(2) ①. 1s22s22p4 ②. sp3
(3)大于 (4) ①. 1 ②. Cr ③. Cl-、H2O
【解析】
小问1详解】
氢键不属于化学键,其大小介于化学键与分子间的范德华力之间,则水分子中氢氧键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 O—H键>氢键>范德华力,故答案为:O—H键>氢键>范德华力;
【小问2详解】
氧元素的原子序数为8,基态原子的电子排布式为1s22s22p4;水分子中氧原子的价层电子对数为4,则氧原子的杂化方式为sp3杂化,故答案为:1s22s22p4;sp3;
【小问3详解】
由图可知,过氧化氢是正负电荷中心不重合的书页形分子,属于极性分子,由相似相溶原理可知,过氧化氢在极性分子水中的溶解度大于在非极性分子四氯化碳中的溶解度,故答案为:大于;
【小问4详解】
①由化合价的代数和为0可得:+3+(-1)×n=+2,解得n=1,故答案为:1;
②由化学式可知,配离子中铬离子为中心离子,氯离子和水分子为配体,配位数为6,故答案为:Cr;Cl-、H2O。
16. A、B、C、D、E、F为原子序数依次增大的短周期元素,G为第四周期元素。B、C相邻且同周期,A、D同主族。A、C能形成甲、乙两种化合物,原子个数比分别为2:1和1:1,其中甲为常见的溶剂。E是地壳中含量最多的金属元素,F元素为同周期电负性最大的元素。G为第四周期未成对电子数最多的元素,请回答下列问题:
(1)B、C中第一电离能更大的元素基态原子的价电子排布式为_______,G在周期表中属于_______区。
(2)A与B形成的离子的键角比A与B形成的分子的键角_______ (填 “大”或“小”)。
(3)B与As同族,的空间构型为_______。As4O6的分子结构如图所示,则该化合物中As的杂化方式是_______。
(4)已知E、F构成的化合物可形成如图所示的二聚体,其熔点190°C,183°C开始升华。该二聚体形成的晶体类型为_______,晶体中含有的作用力有_______(填序号)。
A.离子键 B.共价键 C.金属键 D.配位键 E.范德华力 F.氢键
(5)白磷(P4)的晶体属于分子晶体,其晶胞结构如图所示(小圆圈表示白磷分子)。已知晶胞是边长为a nm的正方体,阿伏加德罗常数的数值为NA,则该该晶体的密度为_______(用含NA、a的代数式表示)g/cm3。
【答案】(1) ①. 2s22p3 ②. d
(2)大 (3) ①. 正四面体 ②. sp3
(4) ①. 分子晶体 ②. BDE
(5)
【解析】
【分析】A、B、C、D、E、F是原子序数依次增大的短周期元素,G是第四周期元素,E是地壳中含量最多的金属元素,E为Al,F原子序数大于Al,故其为第三周期元素,且其为同周期电负性最大的元素,F为Cl,G为第四周期未成对电子数最多的元素,G为Cr,A和C能形成甲、乙两种化合物,原子个数比分别为2:1和1:1,甲为常见的溶剂,则甲为H2O,A为H,C为O,A、D同主族,D为Na,B、C相邻且同周期,B为N。
【小问1详解】
N和O中第一电离能更大的为N,N基态原子的价电子排布式为2s22p3。G为Cr,在元素周期表中属于d区。
【小问2详解】
H和N形成的离子为,形成的分子为NH3,中心原子N的价层电子对数为4,不含孤电子对,NH3中N的价层电子对数为4,含有一对孤电子对,孤电子对对成键电子有排斥作用,导致的键角大于NH3的键角。
【小问3详解】
N和As同主族,中As的价层电子对数为4+=4,无孤电子对,采用sp3杂化,空间构型为正四面体型。根据As4O6的分子结构可知,其中的As形成3条单键,含有一对孤电子对,杂化方式为sp3杂化。
【小问4详解】
该二聚体的熔点较低,183℃开始升华,故其晶体类型为分子晶体。该晶体为分子晶体,晶体中分子与分子之间存在范德华力,分子内部Al与Cl之间形成共价键,同时Al周围有一条键为配位键,晶体中还存在配位键,故答案选BDE。
【小问5详解】
根据均摊法可知,该晶胞中含有P4的个数为=4,该晶胞的密度为。
17. 1,2-二溴乙烷在农业生产中常用作杀虫剂,常温下是一种无色液体,密度是2.18g/cm3,熔点为9.3℃,沸点为131℃,不溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。实验室制备1,2-二溴乙烷的反应和装置如下:
CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
CH2=CH2+Br2→ BrCH2CH2Br
可能存在的副反应有:乙醇在浓硫酸的催化下在140℃时脱水生成乙醚;加热时乙醇会炭化,制得的气体中含有SO2、CO2等杂质气体。
回答下列问题:
(1)装置A使用冷凝管的目的是_______;装置B中玻璃管a的作用是_______;装置C中盛装的试剂X是_______。
(2)实验时,要尽可能迅速的把反应温度提高到170℃左右,其主要目的是_______。
(3)将粗品分别用氢氧化钠溶液、水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集129~133℃馏分,得到9.4 g产品。
①水洗的主要目的是_______。
②加入无水MgSO4的目的是_______。
③本实验的产率是_______。
【答案】(1) ①. 冷凝回流,使乙醇充分反应,提高乙醇的转化率 ②. 平衡气压 ③. NaOH溶液
(2)减少副产物乙醚的生成或减少副反应的发生
(3) ①. 洗去过量的NaOH溶液,以及钠盐等可溶于水的杂质 ②. 干燥 ③. 50%
【解析】
【分析】本实验的目的是制备1,2-二溴乙烷,在A装置中发生乙醇的消去反应生成乙烯,但由于在此过程中会发生副反应:乙醇在浓硫酸的催化下在140℃时脱水生成乙醚;加热时乙醇会炭化,制得的气体中含有SO2、CO2等杂质气体,装置B可除去乙醚、乙醇等溶于水的有机物,玻璃管a可以起到平衡气压的作用;装置C中应装的试剂是氢氧化钠溶液除掉二氧化碳、二氧化硫;装置D中乙烯和液溴反应生成1,2-二溴乙烷;液溴易挥发,装置E是尾气吸收装置。
【小问1详解】
乙醇易挥发,故装置A使用冷凝管的目的是冷凝回流,使乙醇充分反应,提高乙醇的转化率;装置B中玻璃管a的作用是平衡气压,防止倒吸;制得的气体中含有SO2、CO2等杂质气体,其中的二氧化硫会和后面装置中的溴单质反应,应该用氢氧化钠溶液将其除去,故装置C中盛装的试剂X是氢氧化钠溶液;
【小问2详解】
乙醇在浓硫酸的催化下在140℃时脱水生成乙醚,会降低乙醇的利用率,尽可能迅速的把反应温度提高到170℃左右,其主要目的是生成乙烯,避免生成乙醚等副产物;
【小问3详解】
①粗品用氢氧化钠溶液洗涤以除去混有的溴单质,水洗涤是除去过量的氢氧化钠溶液以及钠盐等;
②无水硫酸镁具有吸水性,分出的产物中加入无水MgSO4的目的是为了干燥粗品;
③根据方程CH2=CH2+Br2→ BrCH2CH2Br可知n(BrCH2CH2Br)=n(Br2)=,m(BrCH2CH2Br)=,则产率为。
18. 阿司匹林具有解热镇痛作用,科研工作者将阿司匹林与聚甲基丙烯酸借助乙二醇嫁接起来,合成长效缓释阿司匹林,从而减少了对肠胃的刺激,减少每天吃药次数,大大方便了人们对药物的使用。合成路线如下图所示:
(1)阿司匹林的合成中步骤①的反应类型是_______。
(2)原料A的名称是_______,中间体C的结构简式是_______。
(3)由原料A制备中间体D不采取与Br2直接反应,而是经过①→③的目的是_______。
(4)上述合成路径中阿司匹林实现了分子结构修饰,阿司匹林中发生分子结构修饰的官能团名称是_______。
(5)C4H6O2→M的化学方程式是_______。
(6)与C物质含有相同官能团的芳香族同分异构体共有_______种(C物质本身除外,-SO3H磺酸基为官能团)。
【答案】(1)取代反应
(2) ①. 甲苯 ②.
(3)防止生成副产物;或将Br原子定位到目标位置,减少副产物的生成
(4)羧基 (5)nCH2=C(CH3)COOH
(6)16
【解析】
【分析】A生成B发生磺化反应,在甲基对位上引入-SO3H,即A的结构简式为,B生成C发生取代反应,在苯环上引入-Br,根据D的结构简式,推出C的结构简式为;J→K发生卤代烃水解,根据K的结构简式,推出J的结构简式为CH2Br-CH2Br,则I的结构简式为CH2=CH2;根据M的结构简式,推出生成M的反应类型为加聚反应,则C4H6O2的结构简式为;据此分析;
【小问1详解】
根据上述分析,A的结构简式为,对比A和B的结构简式,反应①发生磺化反应,即反应类型为取代反应;故答案为取代反应;
【小问2详解】
A的结构简式为,名称为甲苯,根据上述分析,中间体C的结构简式为;故答案为甲苯;;
【小问3详解】
A直接与Br2反应,甲基属于邻、对位取代基,这样会得到副产物,目标产物的产率降低,或者经过①→③的目的是将Br原子定位到目标位置,减少副产物的生成;故答案为防止生成副产物或将Br原子定位到目标位置,减少副产物的生成;
【小问4详解】
对比阿司匹林和长效缓释阿司匹林的结构简式,可知阿司匹林中发生分子结构修饰的官能团名称是羧基;故答案为羧基;
【小问5详解】
该反应为加聚反应,其反应方程式为n;故答案为n;
【小问6详解】
C的结构简式为,与C物质含有相同官能团的芳香族同分异构体,该同分异构体中含有苯环、-SO3H、-Br,如果取代基为-CH2Br、-SO3H(邻间对三种);如果取代基为-CH2SO3H、-Br(邻间对三种);如果取代基-SO3H、-Br、-CH3(有9种结构);如果取代基为-CH(SO3H)Br,有1种结构,符合条件的同分异构体共有16种;故答案为16。

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