安徽省池州市第一中学2019-2020学年高二下学期化学期中考试试卷
一、单选题
1.(2020高二下·池州期中)下列化学用语错误的是( )
A.三氯甲烷的分子式CHCl3
B.苯分子的模型示意图:
C.乙烯的结构简式CH2CH2
D.甲烷的实验式CH4
2.(2020高二下·池州期中)有机物A的结构简式为 ,该物质可由炔烃B与H2加成获得。下列有关说法正确的是( )
A.有机物A与溴水混合后立即发生取代反应
B.炔烃B的结构可能有3种
C.有机物A的一氯取代物只有4种
D.炔烃B的分子式为C8H14
3.(2020高二下·池州期中)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
4.(2020高二下·池州期中)金刚烷(C10H16)的结构如图1所示,它可以看成四个等同的六元环组成的空间构型。立方烷(C8H8)的结构如图2所示。其中金刚烷的二氯代物和立方烷的六氯代物的同分异构体分别是 ( )
A.4种和1种 B.5种和3种 C.6种和3种 D.6种和4种
5.(2020高二下·池州期中)某烃与氢气加成后得到2,2—二甲基丁烷,该烃的名称可能是( )
A.3,3-二甲基-2-丁炔 B.2,2-二甲基-2-丁烯
C.2,2-二甲基-1-丁烯 D.3,3-二甲基-1-丁烯
6.(2020高二下·池州期中)在120℃、1.01×105Pa时,将3L炔烃和烷烃的混合气体与相同状况下的14LO2混合,充分燃烧后,恢复到原来状态时,所得气体的体积是17L。则该混合气体可能是下列各组中的( )
A.C2H4和C2H6 B.C3H4和CH4 C.C2H2和CH4 D.C4H6和C2H6
7.(2020高二下·池州期中)化学家们合成了一种新物质——五星烷,其键线式如图所示。下列有关五星烷的说法正确的是( )
A.五星烷与乙烷互为同系物 B.五星烷的化学式为C15H20
C.五星烷的分子中含有7个五元环 D.五星烷的一氯代物有3种
8.(2020高二上·官渡月考)如图为某烃的键线式结构,该烃和Br2按物质的量之比为1:1加成时,所得产物有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
9.(2020高二下·池州期中)已知:R—CH=CH2 R—CH2—CH2Br,则由2—溴丙烷制取少量的1—丙醇CH3CH2CH2OH)时,需要经过的各反应分别为( )
A.加成→消去→取代 B.取代→消去→加成
C.消去→加成→取代 D.取代→加成→消去
10.(2020高二下·池州期中)如图所示是实验室制取溴苯的装置图,下列说法正确的是( )
A.仪器A左上侧的分液漏斗中加入的是苯和溴水
B.仪器A的名称是蒸馏烧瓶
C.锥形瓶中的导管口出现大量白雾
D.碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入反应体系
11.(2020高二下·池州期中)要鉴别己烯中是否混有少量甲苯,正确的实验方法是( )
A.先加足量的KMnO4酸性溶液,然后再加入溴水
B.先加足量溴水,然后再加入KMnO4酸性溶液
C.点燃需鉴别的己烯,然后观察现象
D.加入浓硫酸与浓硝酸后加热
12.(2020高二下·池州期中)类推的思维方法可以预测许多物质的性质。但类比是相对的,不能违背客观事实。下列类比分析结果正确的是( )
A.Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,则Na2O2与SO2反应可生成Na2SO3和O2
B.CaC2能水解:CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2 ↑,则Al4C3也能水解:Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3↓+ 3CH4↑
C.钠与氧气在不同条件下反应会生成两种不同的氧化物,则Li与氧气反应也能生成Li2O或Li2O2
D.SO2通入BaCl2溶液不产生沉淀,则SO2通入Ba(NO3)2溶液也不产生沉淀
13.(2020高二下·池州期中)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L的戊烷所含的分子数为0.5NA
B.28 g乙烯所含共用电子对数目为4NA
C.11.2 L二氯甲烷所含分子数为0.5NA
D.现有乙烯、丙烯、丁烯的混合气体共14 g,其原子数为3NA
14.(2015高二下·临川期中)已知化合物B3N3H6(硼氮苯)与苯的分子结构相似,如图所示,则硼氮苯的四氯取代物(B3N3H2Cl4)的同分异构体的数目为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
15.(2018高二下·林州月考)某烃的结构简式为 分子中处于四面体结构中心的碳原子数为a,一定在同一平面内的碳原子数为b,一定在同一直线上的碳原子数为c,则a,b,c依次为( )
A.4,5,3 B.4,6,3
C.2,4,5 D.4,4,6
16.(2020高二下·池州期中)美国马丁 卡普拉等三位科学家因“在开发多尺度复杂化学系统模型”方面所做的贡献,获得了诺贝尔化学奖。他们模拟出了1,6﹣二苯基﹣1,3,5﹣己三烯的分子模型,其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A.该有机物属于芳香烃,与苯互为同系物
B.该有机物的分子式为C18H18
C.该有机物可以发生氧化反应、取代反应、加成反应
D.1mol该有机物在常温下最多能与9molBr2发生加成反应
17.(2020高二下·池州期中)已知烯烃经臭氧氧化后,在Zn存在下水解,可得醛或酮。如:
现有化学式为C10H20的烯烃,它经臭氧氧化后,在Zn存在下水解只生成一种有机物。符合该条件的结构(不考虑立体异构)共有( )
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
18.(2017高二上·桂林开学考)烯烃复分解反应可示意如下:
下列化合物中,经过烯烃复分解反应可以生成 的是( )
A. B. C. D.
19.(2019高二下·公主岭期中)下列四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5,则下列有关的比较中正确的是( )
A.第一电离能:④>③>②>①
B.原子半径:④>③>②>①
C.电负性:④>②>①>③
D.最高正化合价:④>③=②>①
20.(2018高一下·遂宁期末)已知W、X、Y、Z为短周期元素,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物稳定性,X、Y为金属元素,X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性,下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z、W的原子半径依次减小
B.W与X形成的化合物中只含离子键
C.W的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点
D.若W与Y的原子序数相差5,则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3
二、非选择题
21.(2020高二下·池州期中)能够水解的某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为72.0%、含氢为6.67%,其余全为氧。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一:用质谱法分析得知A的相对分子质量为150。
方法二:核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5个峰,其面积之比为1∶2∶2∶2∶3,如图1。
方法三:利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如图2。
试填空:
(1)A的分子式为 。
(2)A的分子中只含一个甲基的依据是 (填字母)。
a.A的相对分子质量
b.A的分子式
c.A的核磁共振氢谱图
d.A分子的红外光谱图
(3)A可能的结构简式为 。
22.(2020高二下·池州期中)有机物E(C3H3Cl3)是一种播前除草剂的前体,其合成路线如图。已知D在反应⑤中所生成的E,其结构只有一种可能,E分子中有3种不同类型的氯原子(不考虑空间异构)。试回答下列问题:
(1)利用题干中的信息推测有机物D的名称是 。
(2)写出下列反应的类型:反应①是 ,反应③是 。
(3)有机物E的同类同分异构体共有 种(不包括E,不考虑空间异构)。
(4)试写出反应③的化学方程式: 。
23.(2020高二下·池州期中)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;D原子L层上有2对成对电子;E+原子核外有3个电子层且M层3d轨道电子全充满。请回答下列问题:
(1)E元素基态原子的电子排布式为: ,该元素在周期表中属于 区元素。
(2)B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为: (填元素符号)。
(3)下列表述中能证明氟元素电负性比D元素大的事实是 (填选项序号)。
A.HF比D的氢化物稳定
B.F2与D的氢化物剧烈反应,产生D的单质
C.氟与D形成的化合物中D元素呈正价态
D.D的单质与氢气化合时没有F2与氢气化合时剧烈
(4)写出由A、B、C三种元素形成的化合物ABC的结构式: 。
(5)写出一种由A、B、C、D四种元素形成的共价化合物的名称: 。
三、填空题
24.(2020高二下·池州期中)
(1)用系统命名法给下列有机物命名:
① ;
②(CH3)3COH ;
(2)相对分子质量为114,其一氯代物只有一种的链烃的结构简式 ,该物质的名称为 。
四、工业流程题
25.(2020高二下·池州期中)甲醛在医药、染料、香料等行业中都有着广泛的应用。实验室通过如图所示的流程由甲苯氧化制备苯甲醛,试回答下列问题。
(1)Mn2O3氧化甲苯的反应需要不断搅拌,搅拌的作用是 。
(2)甲苯经氧化后得到的混合物通过结晶、过滤进行分离,该过程中需将混合物冷却,其目的是 。
(3)实验过程中,可循环使用的物质有 。
(4)实验中分离甲苯和苯甲醛采用的操作Ⅰ是 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】分子式;结构简式;球棍模型与比例模型;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.甲烷分子中三个氢原子被氯原子取代生成三氯甲烷,所以三氯甲烷的分子式为:CHCl3,故A不符合题意;
B.苯分子中所有原子处于同一平面上,且碳原子间形成一个大π键,所以苯分子的模型示意图: ,故B不符合题意;
C.烯烃的结构简式要体现其官能团,所以乙烯的结构简式为:CH2=CH2,故C符合题意;
D.实验式中各元素原子个数为最简比,所以甲烷的最简式为:CH4,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】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。
2.【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;甲烷的取代反应;取代反应
【解析】【解答】A. 有机物A属于烷烃,与溴水混合后首先是溴被萃取到A中,不能立即发生取代反应,A不符合题意;
B. B的分子为A分子内相邻碳原子之间各去掉2个氢原子形成,按A的碳链结构,炔烃B为唯一结构,B的名称为3,4,4 –三甲基 1 戊炔,B不符合题意;
C. 有机物A的分子内有5种氢原子,故其一氯取代物有5种,C不符合题意;
D. 炔烃B分子内有8个碳原子,则分子式为C8H14,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据结构式可以确定发生加成的烯烃的结构,可能是2种,即可写出分子式,根据A种氢原子的种类可以去确定一氯取代物的种类是5种。
3.【答案】D
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】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;
故答案为:D。
【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。
4.【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】金刚烷的结构可看作是由四个等同的六元环组成的空间构型,分子中含4个 ,6个-CH2-,共2种H原子,所以该物质的一氯代物有2种,当 有一个氯原子取代后,二氯代物有3种,当—CH2—有一个氯原子取代后,二氯代物有3种,金刚烷的二氯代物共6种;立方烷的二氯代物的同分异构体分别是:一条棱、面对角线、体对角线上的两个氢原子被氯原子代替,所以立方烷的二氯代物的同分异构体有3种,则立方烷的六氯代物有3种;
故答案为:C。
【分析】金刚烷种有三种氢原子,分为三个层次,可以先一个氯原子的位置,再定其他位置,而立方烷只有一种氢原子,分为2个两个层次,同一个平面和两个平面进行书写同分异构体
5.【答案】D
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】2,2 二甲基丁烷的碳链结构为 ,分子内相邻碳原子之间各去掉1个氢原子形成双键,从而得到烯烃,根据2,2 二甲基丁烷的碳链结构,可知相邻碳原子之间各去掉1个氢原子形成双键只有一种情况,即该烯烃的碳链结构为 ,该烯烃的名称为3,3 二甲基 1 丁烯,或者相邻碳原子之间各去掉2个氢原子形成碳碳叁键,从而得到炔烃,对应的炔烃只有一种情况,其碳链结构为 ,该炔烃的名称为3,3 二甲基 1 丁炔,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】写出 2,2—二甲基丁烷 的结构式,再找出可能出现加成的位置定双键的位置即可
6.【答案】B
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】设混合物的平均组成为CxHy,在120℃、1.01×105Pa时,反应生成的水呈气态,相同状况下充分燃烧前后气体的体积不发生变化,则y=4,四个选项中满足混合气体平均组成为CxH4的只有B;
故答案为:B。
【分析】由选项可知,均为烃,120℃时水为气体,且反应前后气体的体积不变, 令烃的组成为CxHy,燃烧方程式为:CxHy+( )O2=xCO2+ H2O(g),由反应前后气体的体积不变,则1+ = ,解得y=4,即氢原子数为4符合题意,以此来解答。
7.【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体;同系物
【解析】【解答】A.同系物应结构相似、分子组成上相差1个或若干CH2,该有机物含有环状结构,与乙烷不是同系物关系,选项A不符合题意;
B.根据五星烷的键线式,可写出其化学式为C15H20,选项B符合题意;
C.从结构式看,对面是2个五元环,外层是5个六元环,选项C不符合题意;
D.五星烷是一个很对称的结构,只存在两种不同类型的H原子,即一氯代物只有两种,选项D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据同系物的定义分析;
B.根据键线式判断含有的C、H原子数,可确定分子式;
C.五星烷中含有六元环;
D.五星烷是一个很对称的结构,只存在两种不同类型的H原子,以此判断。
8.【答案】C
【知识点】加成反应
【解析】【解答】该烃与Br2按物质的量之比为1:1加成时,有两种加成方式:1,2-加成和1,4-加成,其中1,2-加成产物有三种: 、 、 ,1,4-加成产物有2种: 、 。共有5种加成产物,C项符合题意;
故答案为:C。
【分析】烯烃与溴加成时溴原子连接在相邻的不饱和的C原子上,溴与二烯烃加成可以发生1,2-加成和1,4-加成,进而解答该题。
9.【答案】C
【知识点】有机物的合成;取代反应;加成反应;消去反应
【解析】【解答】以2 溴丙烷为原料制取1 丙醇,步骤为①2 溴丙烷在加热条件下在NaOH醇溶液中发生消去反应生成丙烯;②按信息,在双氧水参与下,丙烯与溴化氢发生加成反应生成1 溴丙烷;③1 溴丙烷在NaOH水溶液条件发生水解反应(取代反应)生成1 丙醇;
故答案为:C。
【分析】根据生成物逆推物质,再结合反应物进行推断即可,先将2-溴丙烷变成双键,再加成进行,再进行取代
10.【答案】C
【知识点】苯酚的性质及用途;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A. 苯与溴水不反应,与液溴反应,三颈烧瓶中左上侧的分液漏斗中加入的应是苯和液溴,故A不符合题意;
B. 仪器A的名称是三颈烧瓶,故B不符合题意;
C. 溴与苯发生取代反应生成溴苯与溴化氢,反应放热溴化氢蒸出,与锥形瓶中的水蒸气结合成白雾,故C符合题意;
D. 碱石灰目的是吸收溴化氢,防止溴化氢污染环境,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】苯和液溴在铁粉做催化剂的作用才能产生溴苯,左边装的是苯和液溴,右边装的是氢氧化钠溶液进行除杂,中间连接的是冷凝管进行冷却,反应放热导致溴化氢变成气体,遇到水变成液体,碱石灰的作用主要是为了吸收除杂
11.【答案】B
【知识点】乙烯的化学性质;苯的同系物及其性质
【解析】【解答】A.先加足量的酸性高锰酸钾溶液,二者均能使高锰酸钾褪色,不能鉴别己烯中是否混有少量甲苯,故A不符合题意;
B.先加足量溴水,己烯与溴水发生加成反应,排除双键的影响,然后再加入酸性高锰酸钾溶液,褪色可说明己烯中混有少量甲苯,故B符合题意;
C.二者均含有C、H元素,点燃,火焰都较明亮,且有黑烟,现象不明显,不能鉴别,故C不符合题意;
D.操作太繁琐,加热、控温、搅拌、回流等等,且还耗时长,甲苯是少量,不一定能观察到黄色,则不能鉴别己烯中是否混有少量甲苯,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】己烯的存在会对甲苯的检验产生干扰,故先除去己稀,加入足量的溴水,除掉己稀,再加入高锰酸钾
12.【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质;钠的化学性质;钠的重要化合物;乙炔炔烃
【解析】【解答】A、发生Na2O2+SO2=Na2SO4,故A不符合题意;
B、CaC2与H2O反应:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑,Al4C3与水反应,4个Al结合12个OH-生成4个Al(OH)3,3个C结合12个H生成3个CH4,即反应方程式:Al4C3+12H2O=4Al(OH)3↓+4CH4↑,故B符合题意;
C、Na常温下与O2反应生成Na2O,加热或燃烧时生成Na2O2,而Li与氧气反应只生成Li2O,故C不符合题意;
D、NO3-在酸性条件下具有强氧化性,能将SO2氧化成SO42-,与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】A.过氧化钠具有强氧化性,SO2以还原性为主,因此过氧化钠将SO2氧化
B.符合客观事实
C.活动性越强与氧气的产物越多,锂的活动性不是很强
D.二氧化硫具有还原性,被氧化,产物中有沉淀
13.【答案】D
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、标准状况下,己烷为液体,无法计算其物质的量,故A不符合题意;
B、每个乙烯分子中有2对共用电子对,28g乙烯中应含有2 NA个共用电子对,故B不符合题意;
C、二氯甲烷在标准状况下为液体,无法计算其物质的量,故C不符合题意;
D、烯烃的实验式为CH2,乙烯、丙烯、丁烯的混合气体共14g,则有1mol CH2,其原子数是3NA个,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.使用摩尔体积时需要注意条件和状态
B.根据n=m/M计算出物质的量,再根据乙烯分子中的共用电子对进行计算
C.摩尔体积使用时注意条件和状态
D.最简式相同,计算出最简式中原子的个数即可
14.【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】解:方法一、苯的二氯取代物有邻、间、对三种同分异构体,硼氮苯也应该有这三种同分异构体,但考虑苯环上的六个碳原子是完全相同的,而硼氮苯中,B、N是两种不同的原子,所以间位上应有两种不同的排列,其中一种重复,所以一共有四种同分异构体.
方法二、将二个Cl原子“定一、移一”,首先将一个Cl原子定在B原子上,移动另一Cl原子,得3种结构;将一Cl原子定于N原子上,移动另一Cl原子,也得3种结构,其中有两种(另一Cl在B上的)与前面重复,故只有四种.
故选C.
【分析】按一定顺序书写同分异构体,要注意苯环上的六个碳原子是完全相同,硼氮苯中的B、N是两种不同的原子.
15.【答案】B
【知识点】烯烃;乙炔炔烃;苯的结构与性质
【解析】【解答】有机物 中,含有乙烯的共面基本结构部分,含有乙炔的共线基本结构,线可以在面上,所以一定在同一平面内的碳原子数为6个,即b=6,在同一直线上的碳原子数即为符合乙炔的结构的碳原子,最多为3个,即c=3,甲基碳和乙基碳原子是含有四面体结构的碳原子(即饱和碳原子),共4个,故a=4,
故答案为:B。
【分析】该题考查分子公平面问题,特别要强调高中化学考到的三种物质(乙烯 乙炔 苯),另外应特别注意共平面的原子数目的最大值和最小值的判断(通过单键可以任意旋转来判断最多和最少的个数)
16.【答案】C
【知识点】有机物的结构和性质;苯的同系物及其性质;加成反应
【解析】【解答】A.该物质只含C、H元素且含有苯环,属于芳香烃,苯的同系物只有1个苯环,而该物质含2个苯环,且含碳碳双键,不是苯的同系物,故A不符合题意;
B.由结构简式可知,该物质的分子式为C18H16,故B不符合题意;
C.苯环上的H可发生取代反应,碳碳双键可发生氧化反应、加成反应,故C符合题意;
D.常温下,只有碳碳双键能与溴发生加成反应,则1mol该有机物在常温下最多能与3mol Br2发生加成反应,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据结构式写出分子式,找出含有官能团以及个环环,含有3个双键,可发生加成、氧化、取代反应,与苯结构不同不是苯的同系物
17.【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】现有化学式为C10H20的烯烃,它经臭氧氧化后在锌存在下水解只生成一种有机物,说明烯烃完全对称,戊烷的同分异构体有正戊烷、异戊烷和新戊烷,正戊烷有对应的三种烯烃,异戊烷有3中烯烃,新戊烷对应的烯烃有1种。总共有7种。
故答案为:D。
【分析】根据水解产物只有一种可以在进行臭氧氧化之前的双键是高度对称,即双键两边各有四个碳原子,找出丁烷基的同分异构体即可
18.【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A. 中两个碳碳双键断裂后,生成物中新形成的环为六元环,且新环中所形成的碳碳双键位置符合要求,A项符合题意;
B. 中两个碳碳双键断裂后,合成的是五元环,B项不符合题意;
C. 中两个碳碳双键断裂后,合成了六元环,但是碳碳双键的位置不符合题意,C项不符合题意;
D. 中两个碳碳双键断裂后,得到的是五元环,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据烯烃发生复分解反应的信息分析选项中有机物碳碳双键断裂后的结合方式即可。
19.【答案】A
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】由四种元素基态原子电子排布式可知,①1s22s22p63s23p4是S元素、②1s22s22p63s23p3是P元素、③1s22s22p3是N元素、④1s22s22p5是F元素;A.同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,故第一电离能N<F,但P元素原子3p能级容纳3个电子,为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能S<P,同主族自上而下第一电离能降低,所以第一电离能N>P,所以第一电离能S<P<N<F,即④>③>②>①,故A符合题意;
B.同周期自左而右原子半径减小,所以原子半径P>S,N>F,电子层越多原子半径越大,故原子半径P>S>N>F,即②>①>③>④,故B不符合题意;
C.同周期自左而右电负性增大,所以电负性P<S,N<F,N元素非金属性比S元素强,所以电负性P<N,故电负性P<S<N<F,即②<①<③<④,故C不符合题意;
D.最高正化合价等于最外层电子数,但F元素没有正化合价,所以最高正化合价:①>②=③,故D不符合题意;
故答案为A。
【分析】比较第一电离能时要注意“同一周期元素中,元素第一电离能的变化趋势,及异常现象”,电离能的变化规律一般为:①同周期:第一种元素的第一电离能最小,最后一种元素的第一电离能最大,总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。②同族元素:从上至下第一电离能逐渐减小。③同种原子:逐级电离能越来越大(即I1≤I2≤I3…);特别注意当原子电子排布处于半充满或全充满时原子的能量较低,元素的第一电离能较大,其第一电离相对较大,如N的第一电离能大于O。
20.【答案】A
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A、根据题目信息,W、X、Y、Z的位置关系如图 ,X、Y、Z、W的原子半径依次为X > Y > Z>W,A符合题意;
B.如W为氧元素,则可形成过氧化物,就含有共价键,B不符合题意;
C.W如为碳元素,CH4的沸点就低于SiH4,C不符合题意;
D.若W与Y的原子序数相差5,设W为氮元素,则Y为Mg元素,则可形成Mg3N2,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】“ W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物稳定性 ”且“ W、Z同主族 ”,则W在第二周期,Z在第三周期;“ X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性 ”则X的原子序数小于Y的原子序数;因此可得四种元素在周期表中的位置如下:;据此结合元素周期表的性质递变规律分析。
21.【答案】(1)C9H10O2
(2)bc
(3) 、 、
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1) 有机物A中C原子个数N(C)= ,有机物A中H原子个数N(H)= ,有机物A中O原子个数N(O)= ,所以有机物A的分子式为C9H10O2,故答案为:C9H10O2;
(2) A的核磁共振氢谱有5个峰,说明分子中有5种H原子,其面积之比为对应的各种H原子个数之比,由分子式可知分子中H原子总数,进而确定甲基数目,所以需要知道A的分子式及A的核磁共振氢谱图,故答案为:bc;
(3) 由A分子的红外光谱知,含有C6H5C-、碳碳单键、C-H、C=O、C-O-C等基团,则结构中含有酯基,根据核磁共振氢谱有5种氢原子,且含有一个甲基分析,苯环上只有一个取代基,且含有酯基,可能结构有 、 、 ,故答案为: 、 、 。
【分析】(1)根据有机物中各元素的质量分数及相对分子质量计算确定分子式;(2)甲基中含有3个氢原子,可以根据有机物中氢原子数目及核磁共振氢谱确定甲基的数目;(3)根据有机物的分子式结合红外光谱中存在的基团分析结构简式。
22.【答案】(1)1,2,2,3-四氯丙烷
(2)取代反应;消去反应
(3)5
(4)CH2ClCHClCH2Cl+NaOH NaCl+CH2=CCl-CH2Cl+H2O
【知识点】有机化合物的命名;有机物的推断;取代反应;消去反应;水解反应
【解析】【解答】(1) 根据上述分析,有机物D为CH2Cl-CCl2-CH2Cl,名称是:1,2,2,3-四氯丙烷,故答案为:1,2,2,3-四氯丙烷;
(2) 根据上述分析反应①是CH3CH=CH2与氯气发生取代反应生成CH2Cl-CH=CH2,属于取代反应,反应③属于消去反应,故答案为:取代反应;消去反应;
(3) 有机物E(ClCH2CCl=CHCl)的同类同分异构体,可以是Cl2CHCH=CH2中H原子被Cl原子取代,有3种,H3CCH=CCl2中H原子被Cl原子取代,有2种,符合条件的共有:5种,故答案为:5;
(4) 反应③为CH2ClCHClCH2Cl的消去反应,化学方程式为CH2ClCHClCH2Cl+NaOH NaCl+CH2=CCl—CH2Cl+H2O,故答案为:CH2ClCHClCH2Cl+NaOH NaCl+CH2=CCl—CH2Cl+H2O。
【分析】有机物E分子式为C3H3Cl3,不饱和度为1,是D发生消去反应的产物,则分子中含有一个碳碳双键,且有3种不同类型的氯,由此可得E的结构简式ClCH2CCl=CHCl,D发生消去反应生成的E只有一种可能结构,所以D应该是一种对称结构,D的结构简式应为CH2ClCCl2CH2Cl;由第②步反应B通过加成反应生成CH2Cl-CHCl-CH2Cl,推出B的结构简式为CH2Cl-CH=CH2,进一步可推出A的结构简式为CH3CH=CH2。CH2Cl-CHCl-CH2Cl通过反应③发生消去反应得到C,根据D的结构简式判断,C的结构简式应为CH2=CCl-CH2Cl,以此来解答。
23.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s1;ds
(2)C<O<N
(3)A;B;C;D
(4)H-C≡N
(5)尿素或氨基酸其中之一甘氨酸等
【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】(1)E为Cu元素,基态原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1;该元素在周期表中属于ds区元素;
(2)B为C元素,C是N元素,D是O元素,同周期,随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势,但氮元素2p能级为半满稳定状态,能量较低,失去第一个电子需要的能量较多,其第一电离能高于同周期相邻元素,故C、N、O三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C<O<N;
(3)D是O元素,与F元素同周期,元素的非金属性越强,电负性越大;
A.元素非金属性越强氢化物的稳定性越大,HF比D的氢化物H2O稳定,能说明非金属性F>O,说明F的电负性大于O,故A正确;
B.F2与O的氢化物H2O剧烈反应产生氧气和HF,说明非金属性F>O,说明F的电负性大于O,故B正确;
C.氟与O形成的化合物中O元素呈正价态,氟的非金属性强于氧,说明F的电负性大于O,故C正确;
D.氟气与氢气在阴暗条件下发生爆炸,氧气与氢气在点燃或光照条件下发生反应,O的单质与氢气化合时没有F2与氢气化合时剧烈,说明非金属性F>O,说明F的电负性大于O,故D正确;
故答案为:ABCD;
(4)由A、B、C三种元素形成的化合物HCN的结构式为H-C≡N;
(5)一种由A、B、C、D四种元素形成的共价化合物可以是CO(NH2)2,名称为尿素,还可以是H2NCH2COOH的名称为甘氨酸等。
【分析】A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等,则A是H元素;B原子核外电子有6种不同的运动状态说明B原子核外有6个电子,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍,则B原子有4个s电子2个p电子,B为C元素;D原子L层上有2对成对电子,D的原子序数大于B,所以D是O元素,D的原子序数大于C,C的原子序数大于B,所以C是N元素;E+原子核外有3层电子且各层均处于全满状态,则E原子核外电子数为2+8+18+1=29,则E为Cu元素,据此分析结合元素性质解答。
24.【答案】(1)2,4-二甲基-3-乙基-3-己烯;2-甲基-2-丙醇
(2)(CH3)3CC(CH3)3;2,2,3,3—四甲基丁烷
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】(1)① ,含有碳碳双键的最长碳链含有6个C,主链为己烯,选取含有支链最多的碳链为主链,从距离碳碳双键最近、支链编号最小右端开始编号,碳碳双键在3号C,在2、4号C各含有1个甲基,在3号C含有1个乙基,该有机物名称为:2,4 二甲基 3 乙基 3 己烯;
②(CH3)3COH主链为丙醇,羟基在2号C,在2号C含有1个甲基,该有机物名称为:2-甲基-2-丙醇;
(2)相对分子质量为114,常见的链烃有烷烃、烯烃和炔烃等,根据 =8…2可知,该有机物为烷烃,其分子式为C8H18,一氯代物只有一种的链烃,说明该有机物分子中的氢原子位置只有1种,满足该条件的结构简式为:(CH3)3CC(CH3)3,该有机物主链为丁烷,在2、3号C各含有2个甲基,该有机物的名称为:2,2,3,3 四甲基丁烷。
【分析】(1)①该有机物为烯烃,选取含有碳碳双键的最长碳链为主链,该有机物主链为己烯,然后根据烯烃的命名原则写出其名称;
②(CH3)3COH为醇,羟基在2号C,主链为丙醇,甲基在2号C,根据醇的命名原则写出其名称;
(2)根据链烃的通式及相对分子量进行讨论,然后确定该链烃的分子式,再根据一氯代物只有一种确定该有机物的结构简式,最后利用系统命名法进行命名。
25.【答案】(1)使反应物充分接触,加快反应速率
(2)降低MnSO4的溶解度
(3)稀硫酸、甲苯
(4)蒸馏
【知识点】苯的同系物及其性质;甲醛;蒸馏与分馏
【解析】【解答】(1)固体Mn2O3与液态甲苯反应,接触面积小,反应速率较慢,故反应时需进行搅拌,使反应物充分接触,增大反应速率;
(2)所得混合物中含MnSO4、苯甲醛等,为使其分离需降低MnSO4的溶解度,所以需要冷却;
(3)根据上述分析,结合流程图可知,参与循环使用的物质是稀H2SO4和甲苯;
(4)甲苯和苯甲醛是相互溶解的有机物,可利用其沸点的差异,采用蒸馏的方法分离,则操作Ⅰ为蒸馏。
【分析】根据流程图,甲苯与Mn2O3、稀硫酸反应生成硫酸锰、苯甲醛,通过结晶、过滤分离出硫酸锰,对滤液进行油水分离、蒸馏操作获得苯甲醛,其中稀硫酸和甲苯可以循环利用,据此分析解答。
安徽省池州市第一中学2019-2020学年高二下学期化学期中考试试卷
一、单选题
1.(2020高二下·池州期中)下列化学用语错误的是( )
A.三氯甲烷的分子式CHCl3
B.苯分子的模型示意图:
C.乙烯的结构简式CH2CH2
D.甲烷的实验式CH4
【答案】C
【知识点】分子式;结构简式;球棍模型与比例模型;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.甲烷分子中三个氢原子被氯原子取代生成三氯甲烷,所以三氯甲烷的分子式为:CHCl3,故A不符合题意;
B.苯分子中所有原子处于同一平面上,且碳原子间形成一个大π键,所以苯分子的模型示意图: ,故B不符合题意;
C.烯烃的结构简式要体现其官能团,所以乙烯的结构简式为:CH2=CH2,故C符合题意;
D.实验式中各元素原子个数为最简比,所以甲烷的最简式为:CH4,故D不符合题意;
故答案为C。
【分析】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。
2.(2020高二下·池州期中)有机物A的结构简式为 ,该物质可由炔烃B与H2加成获得。下列有关说法正确的是( )
A.有机物A与溴水混合后立即发生取代反应
B.炔烃B的结构可能有3种
C.有机物A的一氯取代物只有4种
D.炔烃B的分子式为C8H14
【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;甲烷的取代反应;取代反应
【解析】【解答】A. 有机物A属于烷烃,与溴水混合后首先是溴被萃取到A中,不能立即发生取代反应,A不符合题意;
B. B的分子为A分子内相邻碳原子之间各去掉2个氢原子形成,按A的碳链结构,炔烃B为唯一结构,B的名称为3,4,4 –三甲基 1 戊炔,B不符合题意;
C. 有机物A的分子内有5种氢原子,故其一氯取代物有5种,C不符合题意;
D. 炔烃B分子内有8个碳原子,则分子式为C8H14,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据结构式可以确定发生加成的烯烃的结构,可能是2种,即可写出分子式,根据A种氢原子的种类可以去确定一氯取代物的种类是5种。
3.(2020高二下·池州期中)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
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】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;
故答案为:D。
【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。
4.(2020高二下·池州期中)金刚烷(C10H16)的结构如图1所示,它可以看成四个等同的六元环组成的空间构型。立方烷(C8H8)的结构如图2所示。其中金刚烷的二氯代物和立方烷的六氯代物的同分异构体分别是 ( )
A.4种和1种 B.5种和3种 C.6种和3种 D.6种和4种
【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】金刚烷的结构可看作是由四个等同的六元环组成的空间构型,分子中含4个 ,6个-CH2-,共2种H原子,所以该物质的一氯代物有2种,当 有一个氯原子取代后,二氯代物有3种,当—CH2—有一个氯原子取代后,二氯代物有3种,金刚烷的二氯代物共6种;立方烷的二氯代物的同分异构体分别是:一条棱、面对角线、体对角线上的两个氢原子被氯原子代替,所以立方烷的二氯代物的同分异构体有3种,则立方烷的六氯代物有3种;
故答案为:C。
【分析】金刚烷种有三种氢原子,分为三个层次,可以先一个氯原子的位置,再定其他位置,而立方烷只有一种氢原子,分为2个两个层次,同一个平面和两个平面进行书写同分异构体
5.(2020高二下·池州期中)某烃与氢气加成后得到2,2—二甲基丁烷,该烃的名称可能是( )
A.3,3-二甲基-2-丁炔 B.2,2-二甲基-2-丁烯
C.2,2-二甲基-1-丁烯 D.3,3-二甲基-1-丁烯
【答案】D
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】2,2 二甲基丁烷的碳链结构为 ,分子内相邻碳原子之间各去掉1个氢原子形成双键,从而得到烯烃,根据2,2 二甲基丁烷的碳链结构,可知相邻碳原子之间各去掉1个氢原子形成双键只有一种情况,即该烯烃的碳链结构为 ,该烯烃的名称为3,3 二甲基 1 丁烯,或者相邻碳原子之间各去掉2个氢原子形成碳碳叁键,从而得到炔烃,对应的炔烃只有一种情况,其碳链结构为 ,该炔烃的名称为3,3 二甲基 1 丁炔,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】写出 2,2—二甲基丁烷 的结构式,再找出可能出现加成的位置定双键的位置即可
6.(2020高二下·池州期中)在120℃、1.01×105Pa时,将3L炔烃和烷烃的混合气体与相同状况下的14LO2混合,充分燃烧后,恢复到原来状态时,所得气体的体积是17L。则该混合气体可能是下列各组中的( )
A.C2H4和C2H6 B.C3H4和CH4 C.C2H2和CH4 D.C4H6和C2H6
【答案】B
【知识点】有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】设混合物的平均组成为CxHy,在120℃、1.01×105Pa时,反应生成的水呈气态,相同状况下充分燃烧前后气体的体积不发生变化,则y=4,四个选项中满足混合气体平均组成为CxH4的只有B;
故答案为:B。
【分析】由选项可知,均为烃,120℃时水为气体,且反应前后气体的体积不变, 令烃的组成为CxHy,燃烧方程式为:CxHy+( )O2=xCO2+ H2O(g),由反应前后气体的体积不变,则1+ = ,解得y=4,即氢原子数为4符合题意,以此来解答。
7.(2020高二下·池州期中)化学家们合成了一种新物质——五星烷,其键线式如图所示。下列有关五星烷的说法正确的是( )
A.五星烷与乙烷互为同系物 B.五星烷的化学式为C15H20
C.五星烷的分子中含有7个五元环 D.五星烷的一氯代物有3种
【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体;同系物
【解析】【解答】A.同系物应结构相似、分子组成上相差1个或若干CH2,该有机物含有环状结构,与乙烷不是同系物关系,选项A不符合题意;
B.根据五星烷的键线式,可写出其化学式为C15H20,选项B符合题意;
C.从结构式看,对面是2个五元环,外层是5个六元环,选项C不符合题意;
D.五星烷是一个很对称的结构,只存在两种不同类型的H原子,即一氯代物只有两种,选项D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据同系物的定义分析;
B.根据键线式判断含有的C、H原子数,可确定分子式;
C.五星烷中含有六元环;
D.五星烷是一个很对称的结构,只存在两种不同类型的H原子,以此判断。
8.(2020高二上·官渡月考)如图为某烃的键线式结构,该烃和Br2按物质的量之比为1:1加成时,所得产物有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
【答案】C
【知识点】加成反应
【解析】【解答】该烃与Br2按物质的量之比为1:1加成时,有两种加成方式:1,2-加成和1,4-加成,其中1,2-加成产物有三种: 、 、 ,1,4-加成产物有2种: 、 。共有5种加成产物,C项符合题意;
故答案为:C。
【分析】烯烃与溴加成时溴原子连接在相邻的不饱和的C原子上,溴与二烯烃加成可以发生1,2-加成和1,4-加成,进而解答该题。
9.(2020高二下·池州期中)已知:R—CH=CH2 R—CH2—CH2Br,则由2—溴丙烷制取少量的1—丙醇CH3CH2CH2OH)时,需要经过的各反应分别为( )
A.加成→消去→取代 B.取代→消去→加成
C.消去→加成→取代 D.取代→加成→消去
【答案】C
【知识点】有机物的合成;取代反应;加成反应;消去反应
【解析】【解答】以2 溴丙烷为原料制取1 丙醇,步骤为①2 溴丙烷在加热条件下在NaOH醇溶液中发生消去反应生成丙烯;②按信息,在双氧水参与下,丙烯与溴化氢发生加成反应生成1 溴丙烷;③1 溴丙烷在NaOH水溶液条件发生水解反应(取代反应)生成1 丙醇;
故答案为:C。
【分析】根据生成物逆推物质,再结合反应物进行推断即可,先将2-溴丙烷变成双键,再加成进行,再进行取代
10.(2020高二下·池州期中)如图所示是实验室制取溴苯的装置图,下列说法正确的是( )
A.仪器A左上侧的分液漏斗中加入的是苯和溴水
B.仪器A的名称是蒸馏烧瓶
C.锥形瓶中的导管口出现大量白雾
D.碱石灰的作用是防止空气中的水蒸气进入反应体系
【答案】C
【知识点】苯酚的性质及用途;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A. 苯与溴水不反应,与液溴反应,三颈烧瓶中左上侧的分液漏斗中加入的应是苯和液溴,故A不符合题意;
B. 仪器A的名称是三颈烧瓶,故B不符合题意;
C. 溴与苯发生取代反应生成溴苯与溴化氢,反应放热溴化氢蒸出,与锥形瓶中的水蒸气结合成白雾,故C符合题意;
D. 碱石灰目的是吸收溴化氢,防止溴化氢污染环境,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】苯和液溴在铁粉做催化剂的作用才能产生溴苯,左边装的是苯和液溴,右边装的是氢氧化钠溶液进行除杂,中间连接的是冷凝管进行冷却,反应放热导致溴化氢变成气体,遇到水变成液体,碱石灰的作用主要是为了吸收除杂
11.(2020高二下·池州期中)要鉴别己烯中是否混有少量甲苯,正确的实验方法是( )
A.先加足量的KMnO4酸性溶液,然后再加入溴水
B.先加足量溴水,然后再加入KMnO4酸性溶液
C.点燃需鉴别的己烯,然后观察现象
D.加入浓硫酸与浓硝酸后加热
【答案】B
【知识点】乙烯的化学性质;苯的同系物及其性质
【解析】【解答】A.先加足量的酸性高锰酸钾溶液,二者均能使高锰酸钾褪色,不能鉴别己烯中是否混有少量甲苯,故A不符合题意;
B.先加足量溴水,己烯与溴水发生加成反应,排除双键的影响,然后再加入酸性高锰酸钾溶液,褪色可说明己烯中混有少量甲苯,故B符合题意;
C.二者均含有C、H元素,点燃,火焰都较明亮,且有黑烟,现象不明显,不能鉴别,故C不符合题意;
D.操作太繁琐,加热、控温、搅拌、回流等等,且还耗时长,甲苯是少量,不一定能观察到黄色,则不能鉴别己烯中是否混有少量甲苯,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】己烯的存在会对甲苯的检验产生干扰,故先除去己稀,加入足量的溴水,除掉己稀,再加入高锰酸钾
12.(2020高二下·池州期中)类推的思维方法可以预测许多物质的性质。但类比是相对的,不能违背客观事实。下列类比分析结果正确的是( )
A.Na2O2与CO2反应生成Na2CO3和O2,则Na2O2与SO2反应可生成Na2SO3和O2
B.CaC2能水解:CaC2 + 2H2O = Ca(OH)2 + C2H2 ↑,则Al4C3也能水解:Al4C3 + 12H2O = 4Al(OH)3↓+ 3CH4↑
C.钠与氧气在不同条件下反应会生成两种不同的氧化物,则Li与氧气反应也能生成Li2O或Li2O2
D.SO2通入BaCl2溶液不产生沉淀,则SO2通入Ba(NO3)2溶液也不产生沉淀
【答案】B
【知识点】二氧化硫的性质;钠的化学性质;钠的重要化合物;乙炔炔烃
【解析】【解答】A、发生Na2O2+SO2=Na2SO4,故A不符合题意;
B、CaC2与H2O反应:CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑,Al4C3与水反应,4个Al结合12个OH-生成4个Al(OH)3,3个C结合12个H生成3个CH4,即反应方程式:Al4C3+12H2O=4Al(OH)3↓+4CH4↑,故B符合题意;
C、Na常温下与O2反应生成Na2O,加热或燃烧时生成Na2O2,而Li与氧气反应只生成Li2O,故C不符合题意;
D、NO3-在酸性条件下具有强氧化性,能将SO2氧化成SO42-,与Ba2+反应生成BaSO4沉淀,故D不符合题意;
故答案为B。
【分析】A.过氧化钠具有强氧化性,SO2以还原性为主,因此过氧化钠将SO2氧化
B.符合客观事实
C.活动性越强与氧气的产物越多,锂的活动性不是很强
D.二氧化硫具有还原性,被氧化,产物中有沉淀
13.(2020高二下·池州期中)NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2 L的戊烷所含的分子数为0.5NA
B.28 g乙烯所含共用电子对数目为4NA
C.11.2 L二氯甲烷所含分子数为0.5NA
D.现有乙烯、丙烯、丁烯的混合气体共14 g,其原子数为3NA
【答案】D
【知识点】阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A、标准状况下,己烷为液体,无法计算其物质的量,故A不符合题意;
B、每个乙烯分子中有2对共用电子对,28g乙烯中应含有2 NA个共用电子对,故B不符合题意;
C、二氯甲烷在标准状况下为液体,无法计算其物质的量,故C不符合题意;
D、烯烃的实验式为CH2,乙烯、丙烯、丁烯的混合气体共14g,则有1mol CH2,其原子数是3NA个,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.使用摩尔体积时需要注意条件和状态
B.根据n=m/M计算出物质的量,再根据乙烯分子中的共用电子对进行计算
C.摩尔体积使用时注意条件和状态
D.最简式相同,计算出最简式中原子的个数即可
14.(2015高二下·临川期中)已知化合物B3N3H6(硼氮苯)与苯的分子结构相似,如图所示,则硼氮苯的四氯取代物(B3N3H2Cl4)的同分异构体的数目为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】解:方法一、苯的二氯取代物有邻、间、对三种同分异构体,硼氮苯也应该有这三种同分异构体,但考虑苯环上的六个碳原子是完全相同的,而硼氮苯中,B、N是两种不同的原子,所以间位上应有两种不同的排列,其中一种重复,所以一共有四种同分异构体.
方法二、将二个Cl原子“定一、移一”,首先将一个Cl原子定在B原子上,移动另一Cl原子,得3种结构;将一Cl原子定于N原子上,移动另一Cl原子,也得3种结构,其中有两种(另一Cl在B上的)与前面重复,故只有四种.
故选C.
【分析】按一定顺序书写同分异构体,要注意苯环上的六个碳原子是完全相同,硼氮苯中的B、N是两种不同的原子.
15.(2018高二下·林州月考)某烃的结构简式为 分子中处于四面体结构中心的碳原子数为a,一定在同一平面内的碳原子数为b,一定在同一直线上的碳原子数为c,则a,b,c依次为( )
A.4,5,3 B.4,6,3
C.2,4,5 D.4,4,6
【答案】B
【知识点】烯烃;乙炔炔烃;苯的结构与性质
【解析】【解答】有机物 中,含有乙烯的共面基本结构部分,含有乙炔的共线基本结构,线可以在面上,所以一定在同一平面内的碳原子数为6个,即b=6,在同一直线上的碳原子数即为符合乙炔的结构的碳原子,最多为3个,即c=3,甲基碳和乙基碳原子是含有四面体结构的碳原子(即饱和碳原子),共4个,故a=4,
故答案为:B。
【分析】该题考查分子公平面问题,特别要强调高中化学考到的三种物质(乙烯 乙炔 苯),另外应特别注意共平面的原子数目的最大值和最小值的判断(通过单键可以任意旋转来判断最多和最少的个数)
16.(2020高二下·池州期中)美国马丁 卡普拉等三位科学家因“在开发多尺度复杂化学系统模型”方面所做的贡献,获得了诺贝尔化学奖。他们模拟出了1,6﹣二苯基﹣1,3,5﹣己三烯的分子模型,其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A.该有机物属于芳香烃,与苯互为同系物
B.该有机物的分子式为C18H18
C.该有机物可以发生氧化反应、取代反应、加成反应
D.1mol该有机物在常温下最多能与9molBr2发生加成反应
【答案】C
【知识点】有机物的结构和性质;苯的同系物及其性质;加成反应
【解析】【解答】A.该物质只含C、H元素且含有苯环,属于芳香烃,苯的同系物只有1个苯环,而该物质含2个苯环,且含碳碳双键,不是苯的同系物,故A不符合题意;
B.由结构简式可知,该物质的分子式为C18H16,故B不符合题意;
C.苯环上的H可发生取代反应,碳碳双键可发生氧化反应、加成反应,故C符合题意;
D.常温下,只有碳碳双键能与溴发生加成反应,则1mol该有机物在常温下最多能与3mol Br2发生加成反应,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据结构式写出分子式,找出含有官能团以及个环环,含有3个双键,可发生加成、氧化、取代反应,与苯结构不同不是苯的同系物
17.(2020高二下·池州期中)已知烯烃经臭氧氧化后,在Zn存在下水解,可得醛或酮。如:
现有化学式为C10H20的烯烃,它经臭氧氧化后,在Zn存在下水解只生成一种有机物。符合该条件的结构(不考虑立体异构)共有( )
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】现有化学式为C10H20的烯烃,它经臭氧氧化后在锌存在下水解只生成一种有机物,说明烯烃完全对称,戊烷的同分异构体有正戊烷、异戊烷和新戊烷,正戊烷有对应的三种烯烃,异戊烷有3中烯烃,新戊烷对应的烯烃有1种。总共有7种。
故答案为:D。
【分析】根据水解产物只有一种可以在进行臭氧氧化之前的双键是高度对称,即双键两边各有四个碳原子,找出丁烷基的同分异构体即可
18.(2017高二上·桂林开学考)烯烃复分解反应可示意如下:
下列化合物中,经过烯烃复分解反应可以生成 的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质
【解析】【解答】A. 中两个碳碳双键断裂后,生成物中新形成的环为六元环,且新环中所形成的碳碳双键位置符合要求,A项符合题意;
B. 中两个碳碳双键断裂后,合成的是五元环,B项不符合题意;
C. 中两个碳碳双键断裂后,合成了六元环,但是碳碳双键的位置不符合题意,C项不符合题意;
D. 中两个碳碳双键断裂后,得到的是五元环,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】根据烯烃发生复分解反应的信息分析选项中有机物碳碳双键断裂后的结合方式即可。
19.(2019高二下·公主岭期中)下列四种元素的基态原子的电子排布式如下:
①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5,则下列有关的比较中正确的是( )
A.第一电离能:④>③>②>①
B.原子半径:④>③>②>①
C.电负性:④>②>①>③
D.最高正化合价:④>③=②>①
【答案】A
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】由四种元素基态原子电子排布式可知,①1s22s22p63s23p4是S元素、②1s22s22p63s23p3是P元素、③1s22s22p3是N元素、④1s22s22p5是F元素;A.同周期自左而右第一电离能呈增大趋势,故第一电离能N<F,但P元素原子3p能级容纳3个电子,为半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素,所以第一电离能S<P,同主族自上而下第一电离能降低,所以第一电离能N>P,所以第一电离能S<P<N<F,即④>③>②>①,故A符合题意;
B.同周期自左而右原子半径减小,所以原子半径P>S,N>F,电子层越多原子半径越大,故原子半径P>S>N>F,即②>①>③>④,故B不符合题意;
C.同周期自左而右电负性增大,所以电负性P<S,N<F,N元素非金属性比S元素强,所以电负性P<N,故电负性P<S<N<F,即②<①<③<④,故C不符合题意;
D.最高正化合价等于最外层电子数,但F元素没有正化合价,所以最高正化合价:①>②=③,故D不符合题意;
故答案为A。
【分析】比较第一电离能时要注意“同一周期元素中,元素第一电离能的变化趋势,及异常现象”,电离能的变化规律一般为:①同周期:第一种元素的第一电离能最小,最后一种元素的第一电离能最大,总体呈现从左至右逐渐增大的变化趋势。②同族元素:从上至下第一电离能逐渐减小。③同种原子:逐级电离能越来越大(即I1≤I2≤I3…);特别注意当原子电子排布处于半充满或全充满时原子的能量较低,元素的第一电离能较大,其第一电离相对较大,如N的第一电离能大于O。
20.(2018高一下·遂宁期末)已知W、X、Y、Z为短周期元素,W、Z同主族,X、Y、Z同周期,W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物稳定性,X、Y为金属元素,X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性,下列说法正确的是( )
A.X、Y、Z、W的原子半径依次减小
B.W与X形成的化合物中只含离子键
C.W的气态氢化物的沸点一定高于Z的气态氢化物的沸点
D.若W与Y的原子序数相差5,则二者形成化合物的化学式一定为Y2W3
【答案】A
【知识点】元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律
【解析】【解答】A、根据题目信息,W、X、Y、Z的位置关系如图 ,X、Y、Z、W的原子半径依次为X > Y > Z>W,A符合题意;
B.如W为氧元素,则可形成过氧化物,就含有共价键,B不符合题意;
C.W如为碳元素,CH4的沸点就低于SiH4,C不符合题意;
D.若W与Y的原子序数相差5,设W为氮元素,则Y为Mg元素,则可形成Mg3N2,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】“ W的气态氢化物的稳定性大于Z的气态氢化物稳定性 ”且“ W、Z同主族 ”,则W在第二周期,Z在第三周期;“ X的阳离子的氧化性小于Y的阳离子的氧化性 ”则X的原子序数小于Y的原子序数;因此可得四种元素在周期表中的位置如下:;据此结合元素周期表的性质递变规律分析。
二、非选择题
21.(2020高二下·池州期中)能够水解的某有机化合物A经李比希法测得其中含碳为72.0%、含氢为6.67%,其余全为氧。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一:用质谱法分析得知A的相对分子质量为150。
方法二:核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5个峰,其面积之比为1∶2∶2∶2∶3,如图1。
方法三:利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如图2。
试填空:
(1)A的分子式为 。
(2)A的分子中只含一个甲基的依据是 (填字母)。
a.A的相对分子质量
b.A的分子式
c.A的核磁共振氢谱图
d.A分子的红外光谱图
(3)A可能的结构简式为 。
【答案】(1)C9H10O2
(2)bc
(3) 、 、
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1) 有机物A中C原子个数N(C)= ,有机物A中H原子个数N(H)= ,有机物A中O原子个数N(O)= ,所以有机物A的分子式为C9H10O2,故答案为:C9H10O2;
(2) A的核磁共振氢谱有5个峰,说明分子中有5种H原子,其面积之比为对应的各种H原子个数之比,由分子式可知分子中H原子总数,进而确定甲基数目,所以需要知道A的分子式及A的核磁共振氢谱图,故答案为:bc;
(3) 由A分子的红外光谱知,含有C6H5C-、碳碳单键、C-H、C=O、C-O-C等基团,则结构中含有酯基,根据核磁共振氢谱有5种氢原子,且含有一个甲基分析,苯环上只有一个取代基,且含有酯基,可能结构有 、 、 ,故答案为: 、 、 。
【分析】(1)根据有机物中各元素的质量分数及相对分子质量计算确定分子式;(2)甲基中含有3个氢原子,可以根据有机物中氢原子数目及核磁共振氢谱确定甲基的数目;(3)根据有机物的分子式结合红外光谱中存在的基团分析结构简式。
22.(2020高二下·池州期中)有机物E(C3H3Cl3)是一种播前除草剂的前体,其合成路线如图。已知D在反应⑤中所生成的E,其结构只有一种可能,E分子中有3种不同类型的氯原子(不考虑空间异构)。试回答下列问题:
(1)利用题干中的信息推测有机物D的名称是 。
(2)写出下列反应的类型:反应①是 ,反应③是 。
(3)有机物E的同类同分异构体共有 种(不包括E,不考虑空间异构)。
(4)试写出反应③的化学方程式: 。
【答案】(1)1,2,2,3-四氯丙烷
(2)取代反应;消去反应
(3)5
(4)CH2ClCHClCH2Cl+NaOH NaCl+CH2=CCl-CH2Cl+H2O
【知识点】有机化合物的命名;有机物的推断;取代反应;消去反应;水解反应
【解析】【解答】(1) 根据上述分析,有机物D为CH2Cl-CCl2-CH2Cl,名称是:1,2,2,3-四氯丙烷,故答案为:1,2,2,3-四氯丙烷;
(2) 根据上述分析反应①是CH3CH=CH2与氯气发生取代反应生成CH2Cl-CH=CH2,属于取代反应,反应③属于消去反应,故答案为:取代反应;消去反应;
(3) 有机物E(ClCH2CCl=CHCl)的同类同分异构体,可以是Cl2CHCH=CH2中H原子被Cl原子取代,有3种,H3CCH=CCl2中H原子被Cl原子取代,有2种,符合条件的共有:5种,故答案为:5;
(4) 反应③为CH2ClCHClCH2Cl的消去反应,化学方程式为CH2ClCHClCH2Cl+NaOH NaCl+CH2=CCl—CH2Cl+H2O,故答案为:CH2ClCHClCH2Cl+NaOH NaCl+CH2=CCl—CH2Cl+H2O。
【分析】有机物E分子式为C3H3Cl3,不饱和度为1,是D发生消去反应的产物,则分子中含有一个碳碳双键,且有3种不同类型的氯,由此可得E的结构简式ClCH2CCl=CHCl,D发生消去反应生成的E只有一种可能结构,所以D应该是一种对称结构,D的结构简式应为CH2ClCCl2CH2Cl;由第②步反应B通过加成反应生成CH2Cl-CHCl-CH2Cl,推出B的结构简式为CH2Cl-CH=CH2,进一步可推出A的结构简式为CH3CH=CH2。CH2Cl-CHCl-CH2Cl通过反应③发生消去反应得到C,根据D的结构简式判断,C的结构简式应为CH2=CCl-CH2Cl,以此来解答。
23.(2020高二下·池州期中)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等;B原子核外电子有6种不同的运动状态,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍;D原子L层上有2对成对电子;E+原子核外有3个电子层且M层3d轨道电子全充满。请回答下列问题:
(1)E元素基态原子的电子排布式为: ,该元素在周期表中属于 区元素。
(2)B、C、D三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为: (填元素符号)。
(3)下列表述中能证明氟元素电负性比D元素大的事实是 (填选项序号)。
A.HF比D的氢化物稳定
B.F2与D的氢化物剧烈反应,产生D的单质
C.氟与D形成的化合物中D元素呈正价态
D.D的单质与氢气化合时没有F2与氢气化合时剧烈
(4)写出由A、B、C三种元素形成的化合物ABC的结构式: 。
(5)写出一种由A、B、C、D四种元素形成的共价化合物的名称: 。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s1;ds
(2)C<O<N
(3)A;B;C;D
(4)H-C≡N
(5)尿素或氨基酸其中之一甘氨酸等
【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】(1)E为Cu元素,基态原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s1;该元素在周期表中属于ds区元素;
(2)B为C元素,C是N元素,D是O元素,同周期,随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势,但氮元素2p能级为半满稳定状态,能量较低,失去第一个电子需要的能量较多,其第一电离能高于同周期相邻元素,故C、N、O三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为C<O<N;
(3)D是O元素,与F元素同周期,元素的非金属性越强,电负性越大;
A.元素非金属性越强氢化物的稳定性越大,HF比D的氢化物H2O稳定,能说明非金属性F>O,说明F的电负性大于O,故A正确;
B.F2与O的氢化物H2O剧烈反应产生氧气和HF,说明非金属性F>O,说明F的电负性大于O,故B正确;
C.氟与O形成的化合物中O元素呈正价态,氟的非金属性强于氧,说明F的电负性大于O,故C正确;
D.氟气与氢气在阴暗条件下发生爆炸,氧气与氢气在点燃或光照条件下发生反应,O的单质与氢气化合时没有F2与氢气化合时剧烈,说明非金属性F>O,说明F的电负性大于O,故D正确;
故答案为:ABCD;
(4)由A、B、C三种元素形成的化合物HCN的结构式为H-C≡N;
(5)一种由A、B、C、D四种元素形成的共价化合物可以是CO(NH2)2,名称为尿素,还可以是H2NCH2COOH的名称为甘氨酸等。
【分析】A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次增大,其中A原子所处的周期数、族序数都与其原子序数相等,则A是H元素;B原子核外电子有6种不同的运动状态说明B原子核外有6个电子,s轨道电子数是p轨道电子数的两倍,则B原子有4个s电子2个p电子,B为C元素;D原子L层上有2对成对电子,D的原子序数大于B,所以D是O元素,D的原子序数大于C,C的原子序数大于B,所以C是N元素;E+原子核外有3层电子且各层均处于全满状态,则E原子核外电子数为2+8+18+1=29,则E为Cu元素,据此分析结合元素性质解答。
三、填空题
24.(2020高二下·池州期中)
(1)用系统命名法给下列有机物命名:
① ;
②(CH3)3COH ;
(2)相对分子质量为114,其一氯代物只有一种的链烃的结构简式 ,该物质的名称为 。
【答案】(1)2,4-二甲基-3-乙基-3-己烯;2-甲基-2-丙醇
(2)(CH3)3CC(CH3)3;2,2,3,3—四甲基丁烷
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】(1)① ,含有碳碳双键的最长碳链含有6个C,主链为己烯,选取含有支链最多的碳链为主链,从距离碳碳双键最近、支链编号最小右端开始编号,碳碳双键在3号C,在2、4号C各含有1个甲基,在3号C含有1个乙基,该有机物名称为:2,4 二甲基 3 乙基 3 己烯;
②(CH3)3COH主链为丙醇,羟基在2号C,在2号C含有1个甲基,该有机物名称为:2-甲基-2-丙醇;
(2)相对分子质量为114,常见的链烃有烷烃、烯烃和炔烃等,根据 =8…2可知,该有机物为烷烃,其分子式为C8H18,一氯代物只有一种的链烃,说明该有机物分子中的氢原子位置只有1种,满足该条件的结构简式为:(CH3)3CC(CH3)3,该有机物主链为丁烷,在2、3号C各含有2个甲基,该有机物的名称为:2,2,3,3 四甲基丁烷。
【分析】(1)①该有机物为烯烃,选取含有碳碳双键的最长碳链为主链,该有机物主链为己烯,然后根据烯烃的命名原则写出其名称;
②(CH3)3COH为醇,羟基在2号C,主链为丙醇,甲基在2号C,根据醇的命名原则写出其名称;
(2)根据链烃的通式及相对分子量进行讨论,然后确定该链烃的分子式,再根据一氯代物只有一种确定该有机物的结构简式,最后利用系统命名法进行命名。
四、工业流程题
25.(2020高二下·池州期中)甲醛在医药、染料、香料等行业中都有着广泛的应用。实验室通过如图所示的流程由甲苯氧化制备苯甲醛,试回答下列问题。
(1)Mn2O3氧化甲苯的反应需要不断搅拌,搅拌的作用是 。
(2)甲苯经氧化后得到的混合物通过结晶、过滤进行分离,该过程中需将混合物冷却,其目的是 。
(3)实验过程中,可循环使用的物质有 。
(4)实验中分离甲苯和苯甲醛采用的操作Ⅰ是 。
【答案】(1)使反应物充分接触,加快反应速率
(2)降低MnSO4的溶解度
(3)稀硫酸、甲苯
(4)蒸馏
【知识点】苯的同系物及其性质;甲醛;蒸馏与分馏
【解析】【解答】(1)固体Mn2O3与液态甲苯反应,接触面积小,反应速率较慢,故反应时需进行搅拌,使反应物充分接触,增大反应速率;
(2)所得混合物中含MnSO4、苯甲醛等,为使其分离需降低MnSO4的溶解度,所以需要冷却;
(3)根据上述分析,结合流程图可知,参与循环使用的物质是稀H2SO4和甲苯;
(4)甲苯和苯甲醛是相互溶解的有机物,可利用其沸点的差异,采用蒸馏的方法分离,则操作Ⅰ为蒸馏。
【分析】根据流程图,甲苯与Mn2O3、稀硫酸反应生成硫酸锰、苯甲醛,通过结晶、过滤分离出硫酸锰,对滤液进行油水分离、蒸馏操作获得苯甲醛,其中稀硫酸和甲苯可以循环利用,据此分析解答。