广东省湛江市2022-2023学年高二下学期7月期末考试化学试题
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.生活中的化学无处不在,下列关于生活中的化学描述错误的是( )
A.废弃的聚乙烯塑料属于白色垃圾,很难在自然环境中降解,能使溴水发生反应而褪色
B.壁虎在天花板上爬行自如是因为壁虎的脚与墙体体之间有范德华力
C.羊毛制品水洗后容易变形是因为蛋白质上形成的氢键在浸水过程中发生了移动
D.“挑尽寒灯梦不成”所看到的灯光和原子核外电子跃迁有关
2.下列能够快速、微量、精确地测定有机物的相对分子质量的物理方法是( )
A.核磁共振氢谱法 B.红外光谱实验
C.质谱法 D.X-射线衍射实验
3.“油”在生活生产中应用广泛,下列有关“油”的说法不正确的是( )
A.食用油属于酯类,在一定条件下可以发生水解反应
B.甘油是丙三醇的俗称,可以做护肤品
C.汽油、煤油、生物柴油等均来源于石油,主要成分都是烃类
D.油脂的皂化反应是一种化学变化
4.下列化学用语正确的是( )
A.乙酸的分子式:
B.丙烷分子的空间填充模型:
C.基态铜原子的价层电子排布式:
D.键电子云轮廊图
5.下列各种物质的晶体中,化学键类型和晶体类型均完全相同的是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
6.下列物质中,在一定条件下不能发生水解的物质是( )
A.淀粉 B.油脂 C.蛋白质 D.葡萄糖
7.某烃的结构式用键线式为,则该烃与加成时(物质的量之比为)所得产物有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
8.柠檬烯是一种食用香料,其结构简式如图所示。有关柠檬烯的分析正确的是( )
A.柠檬烯属于芳香烃
B.该物质在一定条件下可发生加聚反应
C.该物质中所有碳原子有可能都在同一个平面
D.柠檬烯和互为同系物
9.下列有关苯酚的实验事实中,能说明侧链对苯环性质有影响的是( )
A.一定条件下,苯酚能与发生加成反应
B.苯酚溶液呈弱酸性
C.苯酚能使酸性溶液褪色
D.苯酚与浓溴水发生反应生成-三溴苯酚
10.下列关于各实验装置图的叙述正确的是( )
A.用图①装置进行实验室制乙烯
B.用图②装置进行实验室制取并收集乙酸乙酯
C.用图③装置进行实验室验证苯与液溴发生了取代反应
D.用图④装置进行苯和溴苯的分离
11.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期不同主族元素,X的2p轨道有两个末成对电子,Y元素原子半径在同周期中最大,X与Y最外层电子数之和与Z的最外层电子数相等,W元素单质常温下是淡黄色固体。下列说法正确的是( )
A.第一电离能: B.简单离子半径比较:
C.XW2的空间结构为V形 D.Y在元素周期表中位于p区
12.某课题组发现水团簇最少需要21个水分子才能实现溶剂化,即1个水分子周围至少需要20个水分子,才能将其“溶解”(“溶解”时,水团簇须形成四面体)。下列叙述正确的是( )
A.中水分子之间的作用力主要是范德华力
B.和互为同系物
C.加热变为还破坏了极性键
D.晶体属于分子晶体
13.设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.羟基中所含电子数为
B.的溶液中释放的数为
C.苯乙烯分子中含有的碳碳双键数目为
D.标准状况下,中含有的键数为
14.下列操作能达到实验目的的是( )
目的 操作
A 实验室制乙炔 用饱和食盐水代替蒸馏水,将其滴加到电石中反应
B 证明酸性:碳酸>苯酚 将盐酸与混合产生的气体直接通入苯酚钠溶液
C 证明淀粉在酸性条件下已发生水解 取出少量水解液,向其中直接滴加现配的银氨溶液,置于水浴中加热,观察现象
D 除去苯中少量的苯酚 加入足量浓溴水,振荡、静置、过滤
A.A B.B C.C D.D
15.人们将有机物中连有四个不同原子(或基团)的碳原子称为手性碳原子。某有机物的结构简式如图所示,下列关于该有机物的叙述正确的是( )
A.该分子中含有1个手性碳原子
B.在一定条件下,该有机物最多消耗
C.该物质能在醇溶液中发生消去反应
D.该物质的分子式为
16.是橙黄色液体。少量泄漏会产生窒息性气体,喷水雾可减慢其挥发,并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于的说法不正确的是( )
A.该分子为极性分子
B.分子中所有原子均达到稳定结构
C.分子与分子结构相似,熔、沸点:
D.与水反应的化学方程式可能为:
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.下表是元素周期表的一部分,表中所列代码字母分别代表一种化学元素。
试回答下列问题:
(1)J的元素符号为 ,在周期表中位于 区。
(2)请写出基态I原子的核外电子表示式: ;基态C原子的价层电子轨道表示式: 。
(3)元素A、B、G、H的电负性值从大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
(4)元素A、B、C形成的最简单氢化物中键角最大的是 (用氢化物化学式表示),其中B的最简单氢化物空间构型为 。
(5)写出G单质与强碱溶液反应的离子反应方程式 。
18.在有机合成中,由于卤代烃的化学性质活泼,能发生许多反应,经常作为有机合成中重要的中间体,因此引入卤素原子常常是改变分子性能的第一步反应。下图是实验室用乙醇、浓硫酸、溴化钠混合反应来制备溴乙烷的装置(省去了加热装置),回答下列问题:
已知:浓硫酸与溴化钠共热时发生反应:(浓)
(1)图中仪器A的名称为 ,其中B的作用为 。
(2)写出装置A中生成溴乙烷的化学方程式: 。
(3)若在反应过程中忘记在反应器A中添加沸石,应如何操作 。
(4)E连接导管通入稀溶液中,其主要目的是吸收 等尾气防止污染空气。
(5)若实验中使用了10g乙醇、20.6g溴化钠,且浓硫酸足量,经过分离、提纯、干燥后,最终得到10.9g激乙烷,则本实验中溴乙烷的产率为 (保留3位有效数字)。
19.我国磷、锌、铭等矿产资源储量丰富。请回答下列问题:
(1)核外电子占据的最高能级为 ,且其核外有 个空间运动状态不同的电子。
(2)磷化硼()是一种超硬耐磨涂层材料,其立方晶胞如图所示(其晶胞参数或边长为apm);
①每个晶胞中实际拥有的B原子数是 个,晶胞中每个B原子周围距离相等且最近的B原子是 个。
②固态磷化硼属于 (填“分子”“离子”或“共价”)晶体,熔点高低比较: (填“>”“<”或“=”)
③以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。已知原子分数坐标:M点为、G点为,则Q点的原子分数坐标为 。
(3)磷化硼晶体的密度为 (列出计算式)。
20.酮洛芬是一种良好的抗炎镇痛药,可以通过以下方法合成:
请回答以下问题:
(1)写出化合物A的化学名称 ;由B→C的反应类型是 。
(2)化合物F中含氧官能团的名称为 。
(3)写出D→E的反应方程式 。
(4)B的同分异构体有多种,其中同时满足下列条件的有 种,并写出其核磁共振氢谱有4组波峰,且面积比为的结构简式 。
Ⅰ.属于芳香族化合物
Ⅱ.能发生银镜反应
(5)请写出以甲苯为原料制备化合物的合成路线流程图 (无机试剂可任选)。合成路线流程图示例如图:。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;聚合反应
【解析】【解答】A.废弃的聚乙烯料属于白色垃圾,不可降解,由于没有不饱和键,所以不能使溴水发生反应而褪色,A符合题意;
B.壁虎在天花板上爬行自如是因为壁虎足上有细毛,与墙壁形成范德华力,B不符合题意;
C.羊毛制品水洗后容易变形是因为蛋白质上形成的氢键在浸水过程中发生了移动,C不符合题意;
D.由分析可知,人们所看到的灯光和原子核外电子跃迁有关,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.注意聚乙烯中不含不饱和键,不能使溴水发生反应而褪色。
B.壁虎足上有细毛,与墙壁形成范德华力。
C.羊毛的主要成分是蛋白质,蛋白质上形成的氢键在浸水过程中发生移动。
D.电子从激发态跃迁回基态能量以可见光的形式释放。
2.【答案】C
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构
【解析】【解答】A.核磁共振氢谱法可测定有机物中氢的种类及数目,A不符合题意;
B.红外光谱是用于鉴定有机物中的各种官能团,B不符合题意;
C.质谱法可测定有机物相对分子质量,C符合题意;
D.X一射线衍射实验可用于区分晶体和非晶体,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】质谱法可测定有机物相对分子质量。
3.【答案】C
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.食用油是高级脂肪酸的甘油酯,属于酯类,在一定条件下可以发生水解反应,A不符合题意;
B.丙三醇又称甘油,具有保湿作用,可以做护肤品,B不符合题意;
C.汽油、煤油的成分是烃类混合物,生物柴油的主要成分是油脂,它们成分不同,C符合题意;
D.油脂的皂化反应是油脂在碱性条件下发生水解生成高级脂肪酸盐和甘油,属于化学变化,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.食用油是高级脂肪酸的甘油酯。
B.丙三醇又称甘油,具有保湿作用。
C.汽油、煤油的成分是烃类混合物,生物柴油的主要成分是油脂。
D.化学变化过程中有新物质生成。
4.【答案】C
【知识点】原子核外电子排布
【解析】【解答】A.乙酸的分子式是C2H4O2,A不符合题意;
B.由分析可知,该图为丙烷分子的球棍比例模型,B不符合题意;
C.铜为29号元素,基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1,C符合题意;
D. 键中p轨道以头碰头方式重叠形成σ键,该图中p轨道以肩并肩方式重叠形成π键,为p-pπ键电子云轮廓图,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.乙酸的分子式是C2H4O2。
B.比例模型是用小球和小棍表示的模型,空间填充模型是一种表示每个原子的容积和分子实际形状的致密的分子模型。
C.铜为29号元素,根据洪特规则进行分析。
D. 键中p轨道以头碰头方式重叠形成σ键,p-pπ键中p轨道以肩并肩方式重叠形成π键。
5.【答案】B
【知识点】化学键;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A. 和 均属于离子晶体,中含有离子键, 中含有离子键和共价键,A不符合题意;
B. 和 均属于分子晶体,均含有共价键,B符合题意;
C. 为原子晶体, 为分子晶体,均含有共价键,C不符合题意;
D. 为离子晶体,含有离子键和共价键;为分子晶体,含有共价键 ,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】晶体分为离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体;化学键分为离子键、共价键和金属键;离子化合物中含有离子键,可能含有共价键;共价化合物中只含共价键;双原子分子或多原子分子中含有共价键;金属单质含有金属键。
6.【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质;水解反应
【解析】【解答】多糖(如淀粉、纤维素、蔗糖、麦芽糖)、蛋白质、油脂可发生水解反应,葡萄糖属于单糖,不能发生水解反应;
故答案为:D。
【分析】多糖、蛋白质、油脂可发生水解反应,注意单糖(如葡萄糖、果糖)不能发生水解反应。
7.【答案】C
【知识点】有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】当Br2与 发生1,2-加成时,有3种产物,当Br2与 发生1,4-加成时,有2种产物,共有5种产物;
故答案为:C。
【分析】Br2与烯烃发生加成时,溴原子连接在相邻的不饱和的C原子上。Br2与二烯烃加成可以发生1,2-加成,且溴原子连接在相邻的不饱和的C原子上;也可以发生1,4-加成,中间形成1个碳碳双键。
8.【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质;芳香烃;同系物
【解析】【解答】A.根据柠檬烃的结构简式可知,柠檬烃不属于芳香烃,A不符合题意;
B.该有机物中含有碳碳双键,能发生加聚反应,B符合题意;
C.该有机物含有甲基和次亚甲基,具有甲烷结构特点,所以所有碳原子不可能位于同一平面上,C不符合题意;
D.这两种有机物的分子量相差是1个C,不互为同系物,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.芳香烃是指分子中含有苯环的烃。
B.碳碳双键能发生加聚反应。
C.该有机物含有甲基和次亚甲基,具有甲烷结构特点。
D.同系物的结构相似,分子量相差n个CH2。
9.【答案】D
【知识点】苯酚的化学性质
【解析】【解答】A.1mol苯酚与3mol氢气发生加成反应生成环己醇,体现了苯酚中不饱和键的性质,A不符合题意;
B.苯酚溶液呈弱酸性,能和碱反应生成盐和水,不能说明侧链对苯环性质有影响,B不符合题意;
C.苯酚能使酸性KMnO4溶液褪色,而苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,说明苯环对侧链有影响,不能说明侧链对苯环性质有影响,C不符合题意;
D.苯酚和浓溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚,体现了酚羟基的邻对位氢原子活泼,能说明侧链羟基对苯环性质有影响,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】侧链对苯环有影响,使苯环变得活泼,更容易发生反应。注意分清侧链对苯环的影响还是苯环对侧链的影响。
10.【答案】B
【知识点】物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】A.乙醇在170℃时发生消去反应生成乙烯,图中温度计的水银球应伸入液面中,A不符合题意;
B.乙醇与乙酸在浓硫酸、加热的条件下反应生成乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液可降低乙酸乙酯的溶解度利于乙酸乙酯排出,注意导管口在液面上可防止倒吸,B符合题意;
C.挥发的溴与硝酸银溶液反应,有淡黄色沉淀生成,不能证明苯与液溴发生了取代反应,C不符合题意;
D.水银球应位于蒸馏烧瓶支管处,便于测定馏分的温度,冷凝管中冷水应下口进、上口出,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.注意温度计的水银球应伸入液面中。
B.注意导管口不要伸入液面中,以防倒吸。
C.挥发的溴也能与硝酸银溶液反应。
D.注意水银球应位于蒸馏烧瓶支管处,冷凝管中冷水应下口进、上口出。
11.【答案】B
【知识点】原子中的数量关系;原子核外电子排布;判断简单分子或离子的构型;元素周期表的结构及其应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.同周期主族元素的第一电离能从左到右呈增大趋势,磷原子的3p能级处于半满稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:Z>W>Y,A不符合题意;
B.具有相同电子排布的离子,原子序数越大,其离子半径小,则Z、W形成的简单离子半径是 ,B符合题意;
C.由分析可知,XW2为CS2,其结构类似CO2,为直线型,C不符合题意;
D.由分析可知,Y为钠元素,在元素周期表中位于s区,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据题干信息,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期不同主族元素,X的2p轨道有两个未成对电子,则其核外电子排布式为1s22s22p2,可推出X为碳元素;Y元素原子半径在同周期中最大,其原子序数大于碳元素,则Y为钠元素;X与Y最外层电子数之和与Z的最外层电子数相等,则Z的最外层电子数为4+1=5,其原子序数大于Na元素,则Z为磷元素;W元素单质常温下是淡黄色固体,则W为硫元素。
12.【答案】D
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;化学键和分子间作用力的区别;同系物
【解析】【解答】A.水分子之间的作用力主要是氢键,A不符合题意;
B.由分析可知, 和 不互为同系物,B不符合题意;
C. 加热变为破坏了氢键 ,C不符合题意;
D. 晶体属于分子晶体,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.水分子之间的作用力主要是氢键。
B.同系物的结构相似,分子量相差n个CH2原子团。
C.加热变为破坏了氢键。
D.晶体属于分子晶体。
13.【答案】A
【知识点】物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算;化学式及其计算
【解析】【解答】A.1个羟基中含有9个电子,则 羟基中所含 9mol电子,即9NA,A符合题意;
B.溶液体积未知,无法计算物质的量,所以释放H+数不能确定,B不符合题意;
C.1mol苯乙烯中含有1mol碳碳双键,所以 苯乙烯分子中含有的碳碳双键数目为 为0.5mol,即0.5NA,C不符合题意;
D.标况下,CHCl3为液体,无法计算物质的量,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.1个羟基中含有9个电子。
B.溶液体积未知,无法计算物质的量。
C.注意苯环中没有碳碳双键。
D.注意V=nVm适用于气体。
14.【答案】A
【知识点】性质实验方案的设计;制备实验方案的设计;物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】A.实验室制乙炔时,用饱和食盐水代替蒸馏水,将其滴加到电石中反应,A符合题意;
B.挥发的盐酸与苯酚钠反应生成苯酚,不能比较碳酸与苯酚的酸性,B不符合题意;
C.淀粉水解溶液显酸性,则检验淀粉水解产物,应在碱性条件下检验,可在水解液中先加NaOH呈碱性,再加入新制银氨溶液后水浴加热,C不符合题意;
D.苯酚与溴水反应生成三溴苯酚,三溴苯酚、溴均易溶于苯,不能除杂,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.实验室制乙炔时,用饱和食盐水代替蒸馏水,可减慢反应速率,使反应平稳。
B.注意盐酸具有挥发性,挥发的盐酸与苯酚钠反应生成苯酚。
C.注意新制银氨溶液要在碱性条件下。
D.注意除杂的同时不要引入新杂质。
15.【答案】B
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.由分析可知,分子中不含手性碳原子,A不符合题意;
B.1个苯环消耗3个H2,1个醛基消耗1个H2,所以在一定条件下,1mol该有机物最多消耗4mol H2,B符合题意;
C.该物质中不含卤原子,在NaOH醇溶液中不会发生消去反应,C不符合题意;
D.该物质的分子式为C11H12O4,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.手性碳原子连接4个不同原子或基团。
B.1个苯环消耗3个H2,1个醛基消耗1个H2。
C.醇发生消去反应的条件是浓硫酸、加热,卤代烃发生消去反应的条件是NaOH醇溶液。
D.该物质的分子式为C11H12O4。
16.【答案】C
【知识点】极性分子和非极性分子;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A.由分析可知,该分子中正负电荷重心不重合,所以该分子为极性分子,A不符合题意;
B.硫原子形成了2个共用电子对,氯原子形成了1个共用电子对,硫原子最外层有6个电子,氯原子最外层有7个电子,所以S2Cl2分子中所有原子均达到8e-稳定结构,B不符合题意;
C.S2Br2与S2Cl2均属于分子晶体,分子晶体中相对分子质量越大则熔沸点越高,所以熔沸点:S2Br2>S2Cl2,C符合题意;
D.根据题干信息可知,S2Cl2分与水反应生成酸性悬浊液,根据反应前后元素守恒,可推出生成不溶于水的物质是硫单质,同时生成二氧化硫和氯化氢,则反应方程式为2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.极性分子中正负电荷重心不重合,非极性分子中正负电荷重心重合。
B.硫原子形成了2个共用电子对,氯原子形成了1个共用电子对。
C.分子晶体中相对分子质量越大则熔沸点越高。
D.根据反应产物的特点及质量守恒定律进行分析。
17.【答案】(1);d区
(2)或;
(3)
(4);三角锥形
(5)
【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;离子方程式的书写;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】(1)J是铁元素,其符号为Fe,属于第Ⅷ族元素,位于d区。
(2)I是铬元素,是24号元素,其基态原子的核外电子排布式为
或 ;C是氧元素,其基态原子的价层电子轨道表示式为 。
(3)非金属性越强,电负性越大,C、N、Al、Si的非金属性N>C>Si>Al,所以电负性N>C>Si>Al。
(4)元素A、B、C形成的最简单氢化物分别为CH4、NH3、H2O,这三种分子的价电子对的几何分布均为正四面体构型,由于NH3分子有一对孤电子对,H2O分子有两对孤电子对,孤电子对对成键电子对有较大的斥力,使成键电子对之间的夹角减小,所以三个分子的键角从大到小的顺序是CH4>NH3>H2O,键角最大的是CH4。其中B的简单氢化物(NH3)的空间构型为三角锥形。
(5)G是铝元素,铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,其离子方程式为 。
【分析】根据元素周期表可知,A、B、C、D、E、F、G、H、L、I、J、M、K、N分别是碳元素、氮元素、氧元素、氟元素、氖元素、镁元素、铝元素、硅元素、钾元素、铬元素、铁元素、铜元素、镓元素。
18.【答案】(1)三颈烧瓶;冷凝回流,提高原料利用率
(2)或
(3)撤去酒精灯,待装置冷却后取下仪器,再向三颈烧瓶A中加入沸石,重新组装装置,继续加热反应。
(4)、、
(5)
【知识点】制备实验方案的设计;化学方程式的有关计算
【解析】【解答】(1)仪器A是三颈烧瓶;B是冷凝管,可冷凝回流,提高原料利用率。
(2)装置A中乙醇与溴化钠、浓硫酸反应生成溴乙烷,其化学方程式为 或 。
(3)若在反应过程中忘记在反应器A中添加沸石,应先撤去酒精灯,待装置冷却后取下仪器,再向三颈烧瓶A中加入沸石,重新组装装置,继续加热反应。
(4)E连接导管通入稀NaOH溶液中,其主要目的是吸收、、 等尾气,以防污染空气。
(5)根据化学方程式 ,乙醇过量,NaBr完全反应,则NaBr~C2H5Br,理论得到的n(C2H5Br)=n(NaBr)==0.2mol,则理论得到的m(C2H5Br)=109g/mol×0.2mol=21.8g,所以本实验中溴乙烷的产率为 = 。
【分析】(1)根据仪器特点进行分析。
(2)注意反应条件和原子守恒。
(3)若在反应过程中忘记在反应器A中添加沸石,应先撤去酒精灯,待装置冷却后取下仪器,再向三颈烧瓶A中加入沸石,重新组装装置,继续加热反应。
(4)稀NaOH溶液能够吸收、、 等尾气,以防污染空气。
(5)根据化学方程式 ,乙醇过量,NaBr完全反应,则NaBr~C2H5Br,算出理论产生的C2H5Br质量,据此分析。
19.【答案】(1)3d;28
(2)4;12;共价;<;(,,)
(3)或
【知识点】原子核外电子的运动状态;原子核外电子的能级分布;晶胞的计算;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】(1)Zn元素是30号元素,基态Zn原子核外电子排布式为:[Ar]3d104s2;则Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10,所以Zn2+核外电子占据的最高能级是3d,且其核外空间运动状态不同的电子数为2+2+6+2+6+10=28。
(2)①根据均摊法,每个晶胞中实际拥有的B原子数为8×+6×=4。由晶胞结构可知,每个B原子周围距离相等且有12个B原子。
②根据题干信息,磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,可推出磷化硼为原子晶体(或共价晶体).BP、BN都属于原子晶体,由分析可知,氮原子半径比磷原子的小,则BN中共价键的键长较短,键能较大,所以BN的熔点较高。
③根据图示坐标系,M为坐标原点,G与M位于体对角线的两端,Q与上面面心、前面面心、右面面心和顶点的4个B原子形成正四面体结构,所以Q的分数坐标为 (,,) 。
(3)根据BP晶胞结构图和均摊法可知,B原子与P原子数均为4,则晶胞质量m=,晶胞体积V=(a pm)3=(a×10-10)3cm3,晶体密ρ== 或 。
【分析】(1)Zn元素是30号元素,基态Zn原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s2。
(2)①根据均摊法和晶胞结构进行分析;
②原子晶体的硬度较大、熔点较高。原子晶体中,原子半径越小,共价键的键长越短,键能越大,晶体的熔点越高。
③根据图示坐标系中各点的位置及晶胞结构进行分析。
(3)根据晶胞结构、均摊法,以及m=nM=ρV、N=nNA进行分析,注意单位换算。
20.【答案】(1)间甲基苯甲酸(或3-甲基苯甲酸);取代反应
(2)羧基、酮羰基
(3)
(4)17;
(5)
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)根据A的结构简式可知,A的化学名称为间甲基苯甲酸(或3-甲基苯甲酸);对比B、C的结构简式,B→C发生取代反应。
(2)根据化合物F的结构简式可知,含氧官能团为酮羰基、羧基。
(3)对比D、E的分子式,D→E反应后,少了1个Br,多了1个C和1个N,说明D→E发生取代反应,D中的Br被-CN取代,其化学方程式为 。
(4)B的分子式为C8H7ClO,其同分异构体属于芳香族化合物,则含有苯环;能发生银镜反应,说明含有醛基,满足这样条件的同分异构体有17种:①苯乙醛中,苯环侧链上连1个氯原子,有3种结构,与醛基相连的碳原子上连1个氯原子,有1种结构;②苯甲醛中,-CH2Cl连在苯环邻、间、对位,有3种结构;③苯甲醛中,-CH3连在邻位,-Cl连在苯环侧链上,有4种结构;④苯甲醛中,-CH3连在间位,-Cl连在苯环侧链上,有4种结构;⑤苯甲醛中,-CH3连在对位,-Cl连在苯环侧链上,有2种结构;综上可知,共有4+3+4+4+2=17种。其中其核磁共振氢谱有4组波峰,且面积比为2:2:2:1的结构简式为 。
(5)以甲苯为原料制备化合物 的合成路线流程图如下: 。
【分析】(1)根据结构简式可推出有机物的化学名称;根据反应前后有机物中原子及结构的变化,结合反应特点推测反应类型。
(2)注意含氧官能团。
(3)对比D、E的分子式,注意反应前后D、E中原子数目的变化,结合反应类型的特点进行分析。
(4)同分异构体的分子式相同、结构不同。芳香族化合物中含有苯环;能发生银镜反应,说明含有醛基;核磁共振氢谱有4组波峰,说明含有4种氢原子,面积比等于不同种类氢原子的个数比。
(5)对比原料和目标产物的结构简式,找出相似和不同的地方,拆分目标产物,正逆互推,据此分析。
广东省湛江市2022-2023学年高二下学期7月期末考试化学试题
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.生活中的化学无处不在,下列关于生活中的化学描述错误的是( )
A.废弃的聚乙烯塑料属于白色垃圾,很难在自然环境中降解,能使溴水发生反应而褪色
B.壁虎在天花板上爬行自如是因为壁虎的脚与墙体体之间有范德华力
C.羊毛制品水洗后容易变形是因为蛋白质上形成的氢键在浸水过程中发生了移动
D.“挑尽寒灯梦不成”所看到的灯光和原子核外电子跃迁有关
【答案】A
【知识点】有机物的结构和性质;聚合反应
【解析】【解答】A.废弃的聚乙烯料属于白色垃圾,不可降解,由于没有不饱和键,所以不能使溴水发生反应而褪色,A符合题意;
B.壁虎在天花板上爬行自如是因为壁虎足上有细毛,与墙壁形成范德华力,B不符合题意;
C.羊毛制品水洗后容易变形是因为蛋白质上形成的氢键在浸水过程中发生了移动,C不符合题意;
D.由分析可知,人们所看到的灯光和原子核外电子跃迁有关,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.注意聚乙烯中不含不饱和键,不能使溴水发生反应而褪色。
B.壁虎足上有细毛,与墙壁形成范德华力。
C.羊毛的主要成分是蛋白质,蛋白质上形成的氢键在浸水过程中发生移动。
D.电子从激发态跃迁回基态能量以可见光的形式释放。
2.下列能够快速、微量、精确地测定有机物的相对分子质量的物理方法是( )
A.核磁共振氢谱法 B.红外光谱实验
C.质谱法 D.X-射线衍射实验
【答案】C
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构
【解析】【解答】A.核磁共振氢谱法可测定有机物中氢的种类及数目,A不符合题意;
B.红外光谱是用于鉴定有机物中的各种官能团,B不符合题意;
C.质谱法可测定有机物相对分子质量,C符合题意;
D.X一射线衍射实验可用于区分晶体和非晶体,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】质谱法可测定有机物相对分子质量。
3.“油”在生活生产中应用广泛,下列有关“油”的说法不正确的是( )
A.食用油属于酯类,在一定条件下可以发生水解反应
B.甘油是丙三醇的俗称,可以做护肤品
C.汽油、煤油、生物柴油等均来源于石油,主要成分都是烃类
D.油脂的皂化反应是一种化学变化
【答案】C
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.食用油是高级脂肪酸的甘油酯,属于酯类,在一定条件下可以发生水解反应,A不符合题意;
B.丙三醇又称甘油,具有保湿作用,可以做护肤品,B不符合题意;
C.汽油、煤油的成分是烃类混合物,生物柴油的主要成分是油脂,它们成分不同,C符合题意;
D.油脂的皂化反应是油脂在碱性条件下发生水解生成高级脂肪酸盐和甘油,属于化学变化,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.食用油是高级脂肪酸的甘油酯。
B.丙三醇又称甘油,具有保湿作用。
C.汽油、煤油的成分是烃类混合物,生物柴油的主要成分是油脂。
D.化学变化过程中有新物质生成。
4.下列化学用语正确的是( )
A.乙酸的分子式:
B.丙烷分子的空间填充模型:
C.基态铜原子的价层电子排布式:
D.键电子云轮廊图
【答案】C
【知识点】原子核外电子排布
【解析】【解答】A.乙酸的分子式是C2H4O2,A不符合题意;
B.由分析可知,该图为丙烷分子的球棍比例模型,B不符合题意;
C.铜为29号元素,基态铜原子的价层电子排布式为3d104s1,C符合题意;
D. 键中p轨道以头碰头方式重叠形成σ键,该图中p轨道以肩并肩方式重叠形成π键,为p-pπ键电子云轮廓图,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.乙酸的分子式是C2H4O2。
B.比例模型是用小球和小棍表示的模型,空间填充模型是一种表示每个原子的容积和分子实际形状的致密的分子模型。
C.铜为29号元素,根据洪特规则进行分析。
D. 键中p轨道以头碰头方式重叠形成σ键,p-pπ键中p轨道以肩并肩方式重叠形成π键。
5.下列各种物质的晶体中,化学键类型和晶体类型均完全相同的是( )
A.和 B.和
C.和 D.和
【答案】B
【知识点】化学键;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A. 和 均属于离子晶体,中含有离子键, 中含有离子键和共价键,A不符合题意;
B. 和 均属于分子晶体,均含有共价键,B符合题意;
C. 为原子晶体, 为分子晶体,均含有共价键,C不符合题意;
D. 为离子晶体,含有离子键和共价键;为分子晶体,含有共价键 ,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】晶体分为离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体;化学键分为离子键、共价键和金属键;离子化合物中含有离子键,可能含有共价键;共价化合物中只含共价键;双原子分子或多原子分子中含有共价键;金属单质含有金属键。
6.下列物质中,在一定条件下不能发生水解的物质是( )
A.淀粉 B.油脂 C.蛋白质 D.葡萄糖
【答案】D
【知识点】有机物的结构和性质;水解反应
【解析】【解答】多糖(如淀粉、纤维素、蔗糖、麦芽糖)、蛋白质、油脂可发生水解反应,葡萄糖属于单糖,不能发生水解反应;
故答案为:D。
【分析】多糖、蛋白质、油脂可发生水解反应,注意单糖(如葡萄糖、果糖)不能发生水解反应。
7.某烃的结构式用键线式为,则该烃与加成时(物质的量之比为)所得产物有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
【答案】C
【知识点】有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】当Br2与 发生1,2-加成时,有3种产物,当Br2与 发生1,4-加成时,有2种产物,共有5种产物;
故答案为:C。
【分析】Br2与烯烃发生加成时,溴原子连接在相邻的不饱和的C原子上。Br2与二烯烃加成可以发生1,2-加成,且溴原子连接在相邻的不饱和的C原子上;也可以发生1,4-加成,中间形成1个碳碳双键。
8.柠檬烯是一种食用香料,其结构简式如图所示。有关柠檬烯的分析正确的是( )
A.柠檬烯属于芳香烃
B.该物质在一定条件下可发生加聚反应
C.该物质中所有碳原子有可能都在同一个平面
D.柠檬烯和互为同系物
【答案】B
【知识点】有机物的结构和性质;芳香烃;同系物
【解析】【解答】A.根据柠檬烃的结构简式可知,柠檬烃不属于芳香烃,A不符合题意;
B.该有机物中含有碳碳双键,能发生加聚反应,B符合题意;
C.该有机物含有甲基和次亚甲基,具有甲烷结构特点,所以所有碳原子不可能位于同一平面上,C不符合题意;
D.这两种有机物的分子量相差是1个C,不互为同系物,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.芳香烃是指分子中含有苯环的烃。
B.碳碳双键能发生加聚反应。
C.该有机物含有甲基和次亚甲基,具有甲烷结构特点。
D.同系物的结构相似,分子量相差n个CH2。
9.下列有关苯酚的实验事实中,能说明侧链对苯环性质有影响的是( )
A.一定条件下,苯酚能与发生加成反应
B.苯酚溶液呈弱酸性
C.苯酚能使酸性溶液褪色
D.苯酚与浓溴水发生反应生成-三溴苯酚
【答案】D
【知识点】苯酚的化学性质
【解析】【解答】A.1mol苯酚与3mol氢气发生加成反应生成环己醇,体现了苯酚中不饱和键的性质,A不符合题意;
B.苯酚溶液呈弱酸性,能和碱反应生成盐和水,不能说明侧链对苯环性质有影响,B不符合题意;
C.苯酚能使酸性KMnO4溶液褪色,而苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,说明苯环对侧链有影响,不能说明侧链对苯环性质有影响,C不符合题意;
D.苯酚和浓溴水反应生成2,4,6-三溴苯酚,体现了酚羟基的邻对位氢原子活泼,能说明侧链羟基对苯环性质有影响,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】侧链对苯环有影响,使苯环变得活泼,更容易发生反应。注意分清侧链对苯环的影响还是苯环对侧链的影响。
10.下列关于各实验装置图的叙述正确的是( )
A.用图①装置进行实验室制乙烯
B.用图②装置进行实验室制取并收集乙酸乙酯
C.用图③装置进行实验室验证苯与液溴发生了取代反应
D.用图④装置进行苯和溴苯的分离
【答案】B
【知识点】物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】A.乙醇在170℃时发生消去反应生成乙烯,图中温度计的水银球应伸入液面中,A不符合题意;
B.乙醇与乙酸在浓硫酸、加热的条件下反应生成乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液可降低乙酸乙酯的溶解度利于乙酸乙酯排出,注意导管口在液面上可防止倒吸,B符合题意;
C.挥发的溴与硝酸银溶液反应,有淡黄色沉淀生成,不能证明苯与液溴发生了取代反应,C不符合题意;
D.水银球应位于蒸馏烧瓶支管处,便于测定馏分的温度,冷凝管中冷水应下口进、上口出,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.注意温度计的水银球应伸入液面中。
B.注意导管口不要伸入液面中,以防倒吸。
C.挥发的溴也能与硝酸银溶液反应。
D.注意水银球应位于蒸馏烧瓶支管处,冷凝管中冷水应下口进、上口出。
11.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期不同主族元素,X的2p轨道有两个末成对电子,Y元素原子半径在同周期中最大,X与Y最外层电子数之和与Z的最外层电子数相等,W元素单质常温下是淡黄色固体。下列说法正确的是( )
A.第一电离能: B.简单离子半径比较:
C.XW2的空间结构为V形 D.Y在元素周期表中位于p区
【答案】B
【知识点】原子中的数量关系;原子核外电子排布;判断简单分子或离子的构型;元素周期表的结构及其应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.同周期主族元素的第一电离能从左到右呈增大趋势,磷原子的3p能级处于半满稳定状态,其第一电离能大于同周期相邻元素,则第一电离能:Z>W>Y,A不符合题意;
B.具有相同电子排布的离子,原子序数越大,其离子半径小,则Z、W形成的简单离子半径是 ,B符合题意;
C.由分析可知,XW2为CS2,其结构类似CO2,为直线型,C不符合题意;
D.由分析可知,Y为钠元素,在元素周期表中位于s区,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据题干信息,X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期不同主族元素,X的2p轨道有两个未成对电子,则其核外电子排布式为1s22s22p2,可推出X为碳元素;Y元素原子半径在同周期中最大,其原子序数大于碳元素,则Y为钠元素;X与Y最外层电子数之和与Z的最外层电子数相等,则Z的最外层电子数为4+1=5,其原子序数大于Na元素,则Z为磷元素;W元素单质常温下是淡黄色固体,则W为硫元素。
12.某课题组发现水团簇最少需要21个水分子才能实现溶剂化,即1个水分子周围至少需要20个水分子,才能将其“溶解”(“溶解”时,水团簇须形成四面体)。下列叙述正确的是( )
A.中水分子之间的作用力主要是范德华力
B.和互为同系物
C.加热变为还破坏了极性键
D.晶体属于分子晶体
【答案】D
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用;化学键和分子间作用力的区别;同系物
【解析】【解答】A.水分子之间的作用力主要是氢键,A不符合题意;
B.由分析可知, 和 不互为同系物,B不符合题意;
C. 加热变为破坏了氢键 ,C不符合题意;
D. 晶体属于分子晶体,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.水分子之间的作用力主要是氢键。
B.同系物的结构相似,分子量相差n个CH2原子团。
C.加热变为破坏了氢键。
D.晶体属于分子晶体。
13.设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )
A.羟基中所含电子数为
B.的溶液中释放的数为
C.苯乙烯分子中含有的碳碳双键数目为
D.标准状况下,中含有的键数为
【答案】A
【知识点】物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算;化学式及其计算
【解析】【解答】A.1个羟基中含有9个电子,则 羟基中所含 9mol电子,即9NA,A符合题意;
B.溶液体积未知,无法计算物质的量,所以释放H+数不能确定,B不符合题意;
C.1mol苯乙烯中含有1mol碳碳双键,所以 苯乙烯分子中含有的碳碳双键数目为 为0.5mol,即0.5NA,C不符合题意;
D.标况下,CHCl3为液体,无法计算物质的量,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.1个羟基中含有9个电子。
B.溶液体积未知,无法计算物质的量。
C.注意苯环中没有碳碳双键。
D.注意V=nVm适用于气体。
14.下列操作能达到实验目的的是( )
目的 操作
A 实验室制乙炔 用饱和食盐水代替蒸馏水,将其滴加到电石中反应
B 证明酸性:碳酸>苯酚 将盐酸与混合产生的气体直接通入苯酚钠溶液
C 证明淀粉在酸性条件下已发生水解 取出少量水解液,向其中直接滴加现配的银氨溶液,置于水浴中加热,观察现象
D 除去苯中少量的苯酚 加入足量浓溴水,振荡、静置、过滤
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】性质实验方案的设计;制备实验方案的设计;物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】A.实验室制乙炔时,用饱和食盐水代替蒸馏水,将其滴加到电石中反应,A符合题意;
B.挥发的盐酸与苯酚钠反应生成苯酚,不能比较碳酸与苯酚的酸性,B不符合题意;
C.淀粉水解溶液显酸性,则检验淀粉水解产物,应在碱性条件下检验,可在水解液中先加NaOH呈碱性,再加入新制银氨溶液后水浴加热,C不符合题意;
D.苯酚与溴水反应生成三溴苯酚,三溴苯酚、溴均易溶于苯,不能除杂,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.实验室制乙炔时,用饱和食盐水代替蒸馏水,可减慢反应速率,使反应平稳。
B.注意盐酸具有挥发性,挥发的盐酸与苯酚钠反应生成苯酚。
C.注意新制银氨溶液要在碱性条件下。
D.注意除杂的同时不要引入新杂质。
15.人们将有机物中连有四个不同原子(或基团)的碳原子称为手性碳原子。某有机物的结构简式如图所示,下列关于该有机物的叙述正确的是( )
A.该分子中含有1个手性碳原子
B.在一定条件下,该有机物最多消耗
C.该物质能在醇溶液中发生消去反应
D.该物质的分子式为
【答案】B
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.由分析可知,分子中不含手性碳原子,A不符合题意;
B.1个苯环消耗3个H2,1个醛基消耗1个H2,所以在一定条件下,1mol该有机物最多消耗4mol H2,B符合题意;
C.该物质中不含卤原子,在NaOH醇溶液中不会发生消去反应,C不符合题意;
D.该物质的分子式为C11H12O4,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.手性碳原子连接4个不同原子或基团。
B.1个苯环消耗3个H2,1个醛基消耗1个H2。
C.醇发生消去反应的条件是浓硫酸、加热,卤代烃发生消去反应的条件是NaOH醇溶液。
D.该物质的分子式为C11H12O4。
16.是橙黄色液体。少量泄漏会产生窒息性气体,喷水雾可减慢其挥发,并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于的说法不正确的是( )
A.该分子为极性分子
B.分子中所有原子均达到稳定结构
C.分子与分子结构相似,熔、沸点:
D.与水反应的化学方程式可能为:
【答案】C
【知识点】极性分子和非极性分子;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A.由分析可知,该分子中正负电荷重心不重合,所以该分子为极性分子,A不符合题意;
B.硫原子形成了2个共用电子对,氯原子形成了1个共用电子对,硫原子最外层有6个电子,氯原子最外层有7个电子,所以S2Cl2分子中所有原子均达到8e-稳定结构,B不符合题意;
C.S2Br2与S2Cl2均属于分子晶体,分子晶体中相对分子质量越大则熔沸点越高,所以熔沸点:S2Br2>S2Cl2,C符合题意;
D.根据题干信息可知,S2Cl2分与水反应生成酸性悬浊液,根据反应前后元素守恒,可推出生成不溶于水的物质是硫单质,同时生成二氧化硫和氯化氢,则反应方程式为2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.极性分子中正负电荷重心不重合,非极性分子中正负电荷重心重合。
B.硫原子形成了2个共用电子对,氯原子形成了1个共用电子对。
C.分子晶体中相对分子质量越大则熔沸点越高。
D.根据反应产物的特点及质量守恒定律进行分析。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.下表是元素周期表的一部分,表中所列代码字母分别代表一种化学元素。
试回答下列问题:
(1)J的元素符号为 ,在周期表中位于 区。
(2)请写出基态I原子的核外电子表示式: ;基态C原子的价层电子轨道表示式: 。
(3)元素A、B、G、H的电负性值从大到小的顺序是 (用元素符号表示)。
(4)元素A、B、C形成的最简单氢化物中键角最大的是 (用氢化物化学式表示),其中B的最简单氢化物空间构型为 。
(5)写出G单质与强碱溶液反应的离子反应方程式 。
【答案】(1);d区
(2)或;
(3)
(4);三角锥形
(5)
【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;离子方程式的书写;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】(1)J是铁元素,其符号为Fe,属于第Ⅷ族元素,位于d区。
(2)I是铬元素,是24号元素,其基态原子的核外电子排布式为
或 ;C是氧元素,其基态原子的价层电子轨道表示式为 。
(3)非金属性越强,电负性越大,C、N、Al、Si的非金属性N>C>Si>Al,所以电负性N>C>Si>Al。
(4)元素A、B、C形成的最简单氢化物分别为CH4、NH3、H2O,这三种分子的价电子对的几何分布均为正四面体构型,由于NH3分子有一对孤电子对,H2O分子有两对孤电子对,孤电子对对成键电子对有较大的斥力,使成键电子对之间的夹角减小,所以三个分子的键角从大到小的顺序是CH4>NH3>H2O,键角最大的是CH4。其中B的简单氢化物(NH3)的空间构型为三角锥形。
(5)G是铝元素,铝与NaOH溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,其离子方程式为 。
【分析】根据元素周期表可知,A、B、C、D、E、F、G、H、L、I、J、M、K、N分别是碳元素、氮元素、氧元素、氟元素、氖元素、镁元素、铝元素、硅元素、钾元素、铬元素、铁元素、铜元素、镓元素。
18.在有机合成中,由于卤代烃的化学性质活泼,能发生许多反应,经常作为有机合成中重要的中间体,因此引入卤素原子常常是改变分子性能的第一步反应。下图是实验室用乙醇、浓硫酸、溴化钠混合反应来制备溴乙烷的装置(省去了加热装置),回答下列问题:
已知:浓硫酸与溴化钠共热时发生反应:(浓)
(1)图中仪器A的名称为 ,其中B的作用为 。
(2)写出装置A中生成溴乙烷的化学方程式: 。
(3)若在反应过程中忘记在反应器A中添加沸石,应如何操作 。
(4)E连接导管通入稀溶液中,其主要目的是吸收 等尾气防止污染空气。
(5)若实验中使用了10g乙醇、20.6g溴化钠,且浓硫酸足量,经过分离、提纯、干燥后,最终得到10.9g激乙烷,则本实验中溴乙烷的产率为 (保留3位有效数字)。
【答案】(1)三颈烧瓶;冷凝回流,提高原料利用率
(2)或
(3)撤去酒精灯,待装置冷却后取下仪器,再向三颈烧瓶A中加入沸石,重新组装装置,继续加热反应。
(4)、、
(5)
【知识点】制备实验方案的设计;化学方程式的有关计算
【解析】【解答】(1)仪器A是三颈烧瓶;B是冷凝管,可冷凝回流,提高原料利用率。
(2)装置A中乙醇与溴化钠、浓硫酸反应生成溴乙烷,其化学方程式为 或 。
(3)若在反应过程中忘记在反应器A中添加沸石,应先撤去酒精灯,待装置冷却后取下仪器,再向三颈烧瓶A中加入沸石,重新组装装置,继续加热反应。
(4)E连接导管通入稀NaOH溶液中,其主要目的是吸收、、 等尾气,以防污染空气。
(5)根据化学方程式 ,乙醇过量,NaBr完全反应,则NaBr~C2H5Br,理论得到的n(C2H5Br)=n(NaBr)==0.2mol,则理论得到的m(C2H5Br)=109g/mol×0.2mol=21.8g,所以本实验中溴乙烷的产率为 = 。
【分析】(1)根据仪器特点进行分析。
(2)注意反应条件和原子守恒。
(3)若在反应过程中忘记在反应器A中添加沸石,应先撤去酒精灯,待装置冷却后取下仪器,再向三颈烧瓶A中加入沸石,重新组装装置,继续加热反应。
(4)稀NaOH溶液能够吸收、、 等尾气,以防污染空气。
(5)根据化学方程式 ,乙醇过量,NaBr完全反应,则NaBr~C2H5Br,算出理论产生的C2H5Br质量,据此分析。
19.我国磷、锌、铭等矿产资源储量丰富。请回答下列问题:
(1)核外电子占据的最高能级为 ,且其核外有 个空间运动状态不同的电子。
(2)磷化硼()是一种超硬耐磨涂层材料,其立方晶胞如图所示(其晶胞参数或边长为apm);
①每个晶胞中实际拥有的B原子数是 个,晶胞中每个B原子周围距离相等且最近的B原子是 个。
②固态磷化硼属于 (填“分子”“离子”或“共价”)晶体,熔点高低比较: (填“>”“<”或“=”)
③以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。已知原子分数坐标:M点为、G点为,则Q点的原子分数坐标为 。
(3)磷化硼晶体的密度为 (列出计算式)。
【答案】(1)3d;28
(2)4;12;共价;<;(,,)
(3)或
【知识点】原子核外电子的运动状态;原子核外电子的能级分布;晶胞的计算;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】(1)Zn元素是30号元素,基态Zn原子核外电子排布式为:[Ar]3d104s2;则Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10,所以Zn2+核外电子占据的最高能级是3d,且其核外空间运动状态不同的电子数为2+2+6+2+6+10=28。
(2)①根据均摊法,每个晶胞中实际拥有的B原子数为8×+6×=4。由晶胞结构可知,每个B原子周围距离相等且有12个B原子。
②根据题干信息,磷化硼(BP)是一种超硬耐磨涂层材料,可推出磷化硼为原子晶体(或共价晶体).BP、BN都属于原子晶体,由分析可知,氮原子半径比磷原子的小,则BN中共价键的键长较短,键能较大,所以BN的熔点较高。
③根据图示坐标系,M为坐标原点,G与M位于体对角线的两端,Q与上面面心、前面面心、右面面心和顶点的4个B原子形成正四面体结构,所以Q的分数坐标为 (,,) 。
(3)根据BP晶胞结构图和均摊法可知,B原子与P原子数均为4,则晶胞质量m=,晶胞体积V=(a pm)3=(a×10-10)3cm3,晶体密ρ== 或 。
【分析】(1)Zn元素是30号元素,基态Zn原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s2。
(2)①根据均摊法和晶胞结构进行分析;
②原子晶体的硬度较大、熔点较高。原子晶体中,原子半径越小,共价键的键长越短,键能越大,晶体的熔点越高。
③根据图示坐标系中各点的位置及晶胞结构进行分析。
(3)根据晶胞结构、均摊法,以及m=nM=ρV、N=nNA进行分析,注意单位换算。
20.酮洛芬是一种良好的抗炎镇痛药,可以通过以下方法合成:
请回答以下问题:
(1)写出化合物A的化学名称 ;由B→C的反应类型是 。
(2)化合物F中含氧官能团的名称为 。
(3)写出D→E的反应方程式 。
(4)B的同分异构体有多种,其中同时满足下列条件的有 种,并写出其核磁共振氢谱有4组波峰,且面积比为的结构简式 。
Ⅰ.属于芳香族化合物
Ⅱ.能发生银镜反应
(5)请写出以甲苯为原料制备化合物的合成路线流程图 (无机试剂可任选)。合成路线流程图示例如图:。
【答案】(1)间甲基苯甲酸(或3-甲基苯甲酸);取代反应
(2)羧基、酮羰基
(3)
(4)17;
(5)
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)根据A的结构简式可知,A的化学名称为间甲基苯甲酸(或3-甲基苯甲酸);对比B、C的结构简式,B→C发生取代反应。
(2)根据化合物F的结构简式可知,含氧官能团为酮羰基、羧基。
(3)对比D、E的分子式,D→E反应后,少了1个Br,多了1个C和1个N,说明D→E发生取代反应,D中的Br被-CN取代,其化学方程式为 。
(4)B的分子式为C8H7ClO,其同分异构体属于芳香族化合物,则含有苯环;能发生银镜反应,说明含有醛基,满足这样条件的同分异构体有17种:①苯乙醛中,苯环侧链上连1个氯原子,有3种结构,与醛基相连的碳原子上连1个氯原子,有1种结构;②苯甲醛中,-CH2Cl连在苯环邻、间、对位,有3种结构;③苯甲醛中,-CH3连在邻位,-Cl连在苯环侧链上,有4种结构;④苯甲醛中,-CH3连在间位,-Cl连在苯环侧链上,有4种结构;⑤苯甲醛中,-CH3连在对位,-Cl连在苯环侧链上,有2种结构;综上可知,共有4+3+4+4+2=17种。其中其核磁共振氢谱有4组波峰,且面积比为2:2:2:1的结构简式为 。
(5)以甲苯为原料制备化合物 的合成路线流程图如下: 。
【分析】(1)根据结构简式可推出有机物的化学名称;根据反应前后有机物中原子及结构的变化,结合反应特点推测反应类型。
(2)注意含氧官能团。
(3)对比D、E的分子式,注意反应前后D、E中原子数目的变化,结合反应类型的特点进行分析。
(4)同分异构体的分子式相同、结构不同。芳香族化合物中含有苯环;能发生银镜反应,说明含有醛基;核磁共振氢谱有4组波峰,说明含有4种氢原子,面积比等于不同种类氢原子的个数比。
(5)对比原料和目标产物的结构简式,找出相似和不同的地方,拆分目标产物,正逆互推,据此分析。