山东省德州市2021-2022学年高二年级第二学期期末冲刺考试化学试题(A卷)(含答案)
展开山东省德州市2021-2022学年高二年级第二学期期末冲刺考试
(A卷)
考试范围:选修二、选修三 考试时间::100分钟;
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
一、单项选择题:本题包括10个小题,每小题2分,共20分,每小题只有1个选项符合题意。
1.下列各组物质中,按熔点由高到低的顺序排列正确的是
A.HI> HBr> HCl >HF B.KCl > NaCl > MgO>AlCl3
C. D.石墨>金刚石>晶体硅>NaCl
2.下表是元素周期表前五周期的一部分,X、Y、Z、R、W、J是6种元素的代号,其中J为0族元素。下列说法正确的是
X
Y
Z
R
W
J
A.R原子的核外电子的轨道表示式为
B.R2-与Na+的半径大小关系为R2-<Na+
C.X的第一电离能小于Y的第一电离能
D.表中电负性最大的元素为Z
3.下列各组表述中,两个原子不属于同种元素原子的是
A.3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子
B.2p能级无空轨道,且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子
C.M层全充满而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子
D.最外层电子数是核外电子总数的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子
4.普伐他汀是一种调节血脂的药物,其结构如图所示(未表示出其空间构型)。下列关于普伐他汀的性质描述不正确的是
A.能使酸性KMnO4溶液褪色 B.1mol该物质最多可与2molNaOH反应
C.能发生加成、取代、消去反应 D.3个-OH皆可催化氧化生成醛基
5.衢州人喜吃辣,辣椒素是辣椒的活性成分,也是辣椒对抗食草动物和真菌入侵的武器,其结构如图。关于辣椒素下列推测不正确的是
A.具有抑菌的作用 B.与FeCl3溶液作用显紫色
C.在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应 D.可与NaHCO3反应产生CO2
6.下列图示与对应的叙述不相符的是
A.硝基苯的制备
B.乙烯气体的收集
C.银氨溶液的制备
D.验证酸性:CH3COOH>H2CO3>C6H5OH
A.A B.B C.C D.D
7.磷化铝是用赤磷和铝粉炼制而成的,晶体熔点为2000℃,遇水分解会放出剧毒的磷化氢气体。磷化铝的晶胞结构如图所示。以晶胞参数为单位建立的坐标为原子坐标,晶胞中各原子的原子坐标参数可以表示原子在空间的相对位置。下列说法正确的是
A.磷化铝遇水分解的化学方程式为AlP+3H2O=Al(OH)3+PH3↑
B.磷化铝晶体为分子晶体
C.铝填充在磷的空隙中构成正八面体
D.C原子的坐标参数为(,,)
8.下列对一些实验事实的理论解释正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
SO2、H2O空间构型为V形
SO2、H2O中心原子均为sp3杂化
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P—P键间的夹角是109°28′
C
1体积水可溶700体积氨气
氨是极性分子,有氢键的影响
D
HF的沸点高于HCl
H—F的键长比H—Cl 的键长短
A.A B.B C.C D.D
9.从微粒结构角度分析,下列说法错误的是
A.的空间结构为直线形,中心原子的杂化方式为sp
B.H2CO3中C原子的杂化方式为sp2
C.三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式,两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
D.(相当于中一个氧被硫替代)中心原子S的杂化方式为sp3
10.我国药学家屠呦呦因发现植物黄花蒿茎叶中含抗疟疾的物质——青蒿素而荣获2015年诺贝尔奖。科学家对青蒿素的结构进行进一步改良,合成药效更佳的双氢青蒿素、蒿甲醚。
下列说法正确的是
A.研究青蒿素结构的基本步骤:分离、提纯→确定分子式→确定结构式
B.元素分析仪可以确定青蒿素的分子式为C15H22O5
C.核磁共振氢谱中双氢青蒿素8组峰
D.上述分子的空间结构可用X射线衍射测定
二、不定项选择题:本题包括5个小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有错选的得0分。
11.下列对有关事实的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
的熔点比干冰高
晶体是共价晶体,分子间作用力大
B
在中的溶解度:
、为非极性分子,而为极性分子
C
用质谱仪检测气态乙酸时,谱图中出现质荷比(相对分子质量)为120的峰
两个乙酸分子通过范德华力形成了二聚体
D
HF的热稳定性比HCl强
H-F的键能比H-Cl的键能大
A.A B.B C.C D.D
12.价层电子对互斥()模型是预测分子空间结构的重要方法,下列说法正确的是
A.的模型为平面三角形 B.的空间结构为平面三角形
C.中心原子杂化轨道类型为杂化 D.的键角小于
13.某物质的结构如图所示,对该物质的分析判断正确的是
A.该物质属于离子化合物
B.该物质的分子中只含有共价键、配位键两种作用力
C.该物质是一种配合物,其中Ni原子为中心原子,配位数是4
D.该物质中N、O原子均存在孤对电子
14.生姜又名百辣云,其中的辣味物质统称为“姜辣素”,生姜中的风味成分及相互转化图如图,下列说法错误的是
A.三种有机物都能与NaOH溶液发生反应
B.姜醇类能发生催化氧化反应生成姜酮的同系物
C.1 mol姜烯酚类最多可以和4 mol H2发生加成反应
D.相同物质的量的上述三种有机物分别与溴水反应时,姜烯酚类消耗的Br2最多
15.是一种温和的氧化剂,试剂中的不会氧化碳碳双键,可以将醇仅氧化至醛,不会过度氧化为羧酸。氧化醇的反应机理如下图,下列说法正确的是
A.在上述6步反应中发生氧化还原反应的有2步
B.步骤④⑤中NMO将还原,生成试剂
C.步骤⑥的离子方程式为
D.若R1为,R2为-H,则氧化该醇的主产物为2-丁烯醛
第II卷(非选择题)
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.以乙炔为原料,可制得顺丁橡胶和高分子生物降解材料PBS,其合成路线如下:
已知:
(1)B不能使溴水褪色,请写出B的结构简式_______,E的官能团名称为_______。
(2)由乙炔生成A的化学方程式为_______,由B生成C的反应类型为_______,由B生成D的反应条件为_______。
(3)E有多种同分异构体,同时满足以下两个条件的同分异构体有_______种,请写出其中只含2种氢原子的同分异构体的结构简式_______。
a.含酯基,不含醚键 b.1mol该有机物与足量银氨溶液反应,生成4mol Ag
(4)参考题干合成路线的格式,写出以丙烯为原料制备1-丁醇的合成路线流程图_______。
17.照相底片定影时,常用定影液硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶解未曝光的溴化银(AgBr),生成含的废定影液再向其中加入使中的银转化为,使定影液再生。将在高温下转化为,达到回收银的目的。回答下列问题:
(1)元素周期表中,铜、银、金位于同一副族相邻周期,则基态银原子的价层电子排布式为___。
(2)离子结构如图所示,写出一种等电子体_______。
(3)中存在的作用力有_______(填化学键类型)。
(4)在空气中灼烧生成和,分子的空间构型为_______,与构型不同的原因是_______,由此判断的键角_______的键角。
(5)用X射线衍射法可测定阿伏加德罗常数。金的X射线衍射图像可知晶胞属于面心立方晶胞。若金原子的半径为rcm,金的密度为,摩尔质量为,列出计算阿伏加德罗常数的算式_______(用含r,,M的表达式表示)。
(6)从组成的角度分析比的分解温度低的原因是_______。
18.GaN是研制微电子器件、光电子器件的第三代半导体材料。
(1)基态Ga的核外电子排布为,转化为下列激发态时所需能量最少的是_______(填标号)。
A. B.
C. D.
(2)与家同主族的B具有缺电子性,硼氢化钠()是有机合成中重要的还原剂,其阴离子的立体构型为_______。另一种含硼的阴离子的结构如图所示,其中B原子的杂化方式为_______。
(3)GaN、GaP、GaAs熔融状态均不导电,据此判断它们是_______(填“共价”或“离子”)化合物,它们的晶体结构与金刚石相似,其熔点如下表所示,试分析GaN、CaP、GaAs熔点依次降低的原因:_______。
物质
GaN
CaP
GaAs
熔点/℃
1700
1480
1238
(4)GaAs的晶胞结构如图甲所示,将Mn掺杂到GaAs的晶体中得到稀磁性半导体材料如图乙所示。
①图甲中,GaAs的相对分子质量为M,晶体密度为,表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞中距离最近的两个Ga原子间距离为_______ nm(列出计算式)。
②图乙中掺杂Mn之后,晶体中Mn、Ga、As的原子个数比为_______。
19.某课外小组设计的制备乙酸乙酯的装置如图所示。
查阅资料知:I.CaCl2可与乙醇反应生成不溶于有机溶剂而溶于水的结晶醇化物。
II.有关数据:
物质
乙醇
乙酸
乙酸乙酯
浓硫酸(98%)
沸点/℃
78.5
117.9
77.0
338.0
主要实验步骤如下:
①按如图甲所示连接好装置(装置气密性良好),A中盛有浓硫酸,B中盛有乙醇和乙酸的混合溶液并加几片碎瓷片,D中盛有含酚酞的饱和a溶液。
②打开A中活塞,逐滴滴加浓硫酸,用小火均匀地加热装有混合溶液的圆底烧瓶。
③待D中收集到一定量产物后停止加热,撤出C,将D中混合物搅拌,然后静置分层。
④分离出乙酸乙酯层,洗涤、干燥。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为____。
(2)浓硫酸的作用是____,常用同位素18O示踪法来确定反应机理CH3CH218OH和CH3COOH制取乙酸乙酯的反应体系中存在18O的物质有____(标出18O位置)。
(3)烧杯D中的饱和a溶液作用是____(填选项)A.反应乙酸和乙醇
B.反应乙酸并溶解部分乙醇
C.乙酸乙酯在饱和Na2CO3溶液中的溶解度比在水中的小,有利于分层析出
D.加快酯的生成速率,提高其产率
(4)该小组成员将教材中制取乙酸乙酯的实验装置进行了改进,一是将发生装置中的大试管换成了圆底烧瓶,其优点是受热面积大,受热均匀;二是在导管末端连接了球形干燥管,除起到冷凝作用外,另一个重要作用是____。
(5)写出步骤③中观察到的现象:____。
(6)该小组成员又设计了如图乙的制取乙酸乙酯的装置(夹持装置、加热装置均已略去),与图中所示的装置相比,本装置的主要优点有____(合理即可)。
20.实验室以苯甲酸和乙醇为原料制备苯甲酸乙酯,实验装置如图(加热及夹持装置已省略)。
反应原理:+C2H5OH+H2O
物质
颜色、状态
沸点(℃)
密度(g·cm-3)
苯甲酸
无色晶体
249(100°C升华)
1.27
苯甲酸乙酯
无色液体
212.6
1.05
乙醇
无色液体。
78.3
0.79
环己烷
无色液体
80.8
0.73
步骤1:在三颈烧瓶中加入12.20g苯甲酸、20mL环己烷、5mL浓硫酸、沸石,并通过分液漏斗加入60mL(过量)乙醇,控制温度在65~70℃加热回流2h。反应时“环己烷-乙醇-水”会形成共沸物(沸点62.6℃)蒸馏出来,再利用分水器不断分离除去水,回流环己烷和乙醇。
步骤2:反应一段时间,打开旋塞放出分水器中液体,关闭旋塞,继续加热维持反应。
步骤3:将三颈烧瓶内反应液倒入盛有适量水的烧杯中,分批加入Na2CO3至溶液呈中性。
步骤4:用分液漏斗分离出有机层,水层用25mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层。加入氯化钙,对粗产物进行蒸馏,低温蒸出乙醚后,继续升温,接收210~213℃的馏分,得到产品10.00mL。
(1)制备苯甲酸乙酯时,应采用_______方式加热;冷凝管中冷却水从_______进入。(填“a”或“b”)
(2)根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶最适宜规格为_______。A.100mL B.150mL C.250mL D.500mL
(3)加入环己烷的目的是_______。(4)装置中分水器的作用是_______;判断反应已经完成的标志是_______。
(5)步骤3若加入Na2CO3不足,在之后蒸馏时,蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因是_______。
(6)步骤4中对水层用乙醚再萃取后合并至有机层的目的是_______。
(7)图中关于步骤4中对水层的萃取分液的相关操作的正确顺序为_______(用编号排序);对粗产物进行蒸馏时应选用的_______冷凝管(选填“直形”“球形”或“蛇形”)。
(8)本实验中苯甲酸乙酯的产率为_______。(保留两位有效数字)
参考答案:
1.D【解析】【详解】A.四者均为分子晶体,HF存在分子间氢键,熔点最大,HI、 HBr、HCl的相对分子质量越大,范德华力越大,熔点越高,故A错误;
B.前三者都是离子晶体,离子半径越小,离子键越强,离子所带电荷数越大离子键越强,AlCl3是分子晶体,熔点最低,故B错误;
C.金属原子的半径越小,金属离子所带电荷数越多,金属键越强,熔点越高,三者都是金属晶体,Na、Mg、Al半径逐渐减小,金属离子所带电荷数逐渐增多,金属键逐渐增强,熔点逐渐增大,故C错误;
D.石墨层内存在大键,金刚石都是碳碳单键,石墨的键能大,熔点高;金刚石和晶体硅都是原子晶体,原子半径越小,共价键越强,熔点越高,所以熔点金刚石>晶体硅,氯化钠是离子晶体,比共价晶体的熔点低,故D正确;故选D。
2.D【解析】【分析】由J为0族元素,以及元素在周期表的位置可知,X、Y、Z位于第二周期,R位于第三周期,W位于第四周期,J为第五周期的Xe,则X为N、Y为O、Z为F、R为S、W为Br,据此分析作答。
【详解】A. 根据洪特规则知,基态S原子3p轨道上的电子轨道表示式应为,A项错误;
B.S2−与Na+相比,前者电子层更多,则S2−的半径大于Na+的半径,B项错误;
C.N原子的2p能级处于半充满状态,所以N的第一电离能大于O的第一电离能,C项错误;
D.非金属性强的,电负性大,则电负性最大的元素为F元素,D项正确;答案选D。
3.C【解析】【详解】A.3p能级有一个空轨道的基态原子,价电子排布只能为3s23p2,故A不符合;
B.2p能级无空轨道,且有一个未成对电子的基态原子,则价电子排布只能为2s22p5,故B不符合;
C.M层全充满而N层为4s2,则其价电子排布为3d104s2,故C符合;
D.最外层电子数是核外电子总数的的原子,设最外层电子数为x,为正整数,小于等于8,若为第二周期元素,则5x=2+x,x无合适解,若为第三周期元素5x=10+x,x无合适解,若为第四周期元素,5x=28+x,x=7,为溴元素,最外层电子排布式为4s24p5,故D不符合;故选C。
4.D【解析】【分析】A中根据碳碳双键的性质判断;B中根据酯基、羧基进行判断;C中根据所含官能团进行判断;D中根据催化氧化的反应机理进行判断;
【详解】A.通过图中结构判断含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾氧化,能使其褪色,故A正确;
B.该有机物含有1个羧基能与氢氧化钠反应,还含有1个酯基能与氢氧化钠反应,故1mol该物质最多可与2molNaOH反应,故B正确;
C.该有机物中含有羧基能发生取代反应,羟基能发生消去反应、碳碳双键能发生加成反应,故C正确;
D.该有机物中有2个羟基所接的碳原子上有1个氢故只能催化氧化生成酮,故D不正确;故选答案D;
【点睛】
此题考查有机物的官能团的性质,注意根据醇催化氧化反应的机理判断产物。
5.D【解析】【详解】A.由题意信息可知,辣椒素是辣椒对抗食草动物和真菌入侵的武器,说明具有抑菌的作用,A正确;
B.辣椒素含有酚羟基,与FeCl3溶液作用显紫色,B正确;
C.辣椒素含有肽键,在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应,C正确;
D.由于苯酚的酸性比碳酸弱,酚羟基不能与NaHCO3反应产生CO2,D错误;故选:D。
6.D【解析】详解】A.苯和浓硝酸,在浓硫酸的作用下,加热反应制备硝基苯,A正确;
B.乙烯难溶于水,可用排水法收集乙烯,B正确; C.把氨水滴入硝酸银溶液来制备银氨溶液,C正确;
D.乙酸和石灰石反应放出二氧化碳气体,证明乙酸的酸性大于碳酸;二氧化碳中混有的乙酸蒸气和二氧化碳都能和苯酚钠溶液反应产生苯酚,故无法证明碳酸的酸性大于苯酚,D错误;故选D。
7.A【解析】【详解】A.磷化铝是用赤磷和铝粉炼制而成的,遇水分解会放出磷化氢气体,根据原子守恒可判断,同时生成氢氧化铝沉淀,反应的化学方程式为AlP+3H2O=Al(OH)3+PH3↑,故A正确;
B.晶体熔点为2000℃,熔点高应为共价晶体(或原子晶体),故B错误;
C.顶点和面心上磷原子将晶胞分成8个正方体,其中4个正方体中心各填充一个铝原子构成正四面体,故C错误;
D.由晶胞结构可知,铝原子与周围4个磷原子形成的正四面体结构,结合A原子的坐标参数为(0,0,0),B原子的坐标参数为(,,0),则推出C原子的坐标参数为(,,),故D错误;答案选A。
8.C【解析】【详解】A.二氧化硫分子中价层电子对数为3,孤对电子对数为0,原子的杂化方式为sp2杂化,故A错误;
B.白磷分子为正四面体结构,两个P−P间的键角是60º,故B错误;
C..氨分子和水分子中都是极性分子,且氨分子和水分子能形成分子间氢键,所以氨气极易溶于水,故C正确;
D.氟化氢能形成分子间氢键,氯化氢不能形成分子间氢键,所以氟化氢沸点高于氯化氢,与分子中的键长的长短无关,故D错误;故选C。
9.C【解析】A.与CO2是等电子体,根据二氧化碳的空间结构,可知为直线形,中心原子的杂化方式为sp,故A正确;
B.H2CO3中C原子形成3个σ键,无孤电子对,杂化方式为sp2,故B正确;
C.三氧化硫有单分子气体中S原子有3个价电子对,采用sp2杂化,三聚三氧化硫分子固体()中S原子形成4个σ键,S原子采用sp3杂化,故C错误;
D.(相当于中一个氧被硫替代)中心原子S原子形成4个σ键,杂化方式为sp3,故D正确;选C。
10.D【解析】【详解】A.研究有机物一般步骤:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式,根据元素定量分析确定实验式、再测定相对分子质量确定分子式,最后通过波谱分析确定结构式, A错误;
B.利用元素分析仪可以确定青蒿素中是否含有C、H、O等元素,B错误;
C.双氢青蒿素分子内有14种氢原子,核磁共振氢谱中双氢青蒿素14组峰,C错误;
D.分子的空间结构可用X射线衍射测定,D正确;答案选D。
11.AC【解析】【详解】A.SiO2是共价晶体,其熔点与共价键强度有关,干冰是分子晶体,其熔点与分子间作用力有关,共价键强度远远大于分子间作用力,故SiO2熔点比干冰高,A错误;
B.CS2、CCl4为非极性分子,而H2O为极性分子,根据“相似相溶”原理可知,在CS2中的溶解度:CCl4>H2O,B正确;
C.乙酸得相对分子质量为60,用质谱仪检测气态乙酸时,谱图中出现质荷比(相对分子质量)为120的峰,说明两个乙酸分子通过氢键形成了二聚体,C正确;
D.HF的热稳定性比HCl强,是因为H-F的键能比H-Cl的键能大,破坏H-F键所需能量更高,D正确;故选AC。
12.AD【】A.O3中O原子价层电子对数=2+=3且含有1个孤电子对,模型为平面三角形,故A正确;
B.NF3中N原子价电子对数=3+=4,有1个孤电子对,空间结构为三角锥形,故B错误;
C.中Cl原子价层电子对数=3+=4且含有1个孤电子对,杂化轨道类型为杂化,故C错误;
D.的价层电子对数为3+=4,VSEPR模型为四面体,含有1对孤电子,则的空间结构为三角锥形,键角小于,故D正确;故选:AD。
13.CD【解析】【详解】A.该物质中只有共价键、配位键和氢键,没有离子键,不是离子化合物,A项错误;
B.在该物质分子中存在共价键、配位键、氢键三种作用力,B项错误;
C.由分子结构可知:该物质是一种配合物,其中Ni原子为中心原子,提供空轨道,配位数是4;配位原子是N原子,N原子提供孤电子对,C项正确;
D.由结构示意图可知:在分子中的C原子的4个价电子都形成共价键,无孤对电子,而N、O原子上均存在孤对电子,D项正确;答案选CD。
14.BC【解析】【详解】A. 三种有机物均含酚羟基、都能与NaOH溶液发生反应,A正确;
B. 姜醇类能发生催化氧化反应得到的产物含2个酮羰基、姜酮只含1个酮羰基、所含官能团数目不同、不互为同系物,B不正确;
C. 苯环、酮羰基和碳碳双键均能和氢气发生加成反1 mol姜烯酚类最多可以和5mol H2发生加成反应,C不正确;
D. 三种有机物均含酚羟基、都能与溴水发生反应、且都有酚羟基邻位的1个H原子被溴原子取代,姜烯酚类含有碳碳双键能与溴水发生反应,则相同物质的量的上述三种有机物分别与溴水反应时,姜烯酚类消耗的Br2最多,D正确;答案选BC。
15.CD【解析】【详解】A.在上述6步反应中,TRAP试剂中经过步骤①②将醇氧化为醛,本身被还原为;经过步骤③得到;步骤④⑤中,NMO将氧化,生成TRAP试剂;步骤⑥中,发生歧化反应生成RuO2和;综上所述,在上述6步反应中发生氧化还原反应的并非2步,A错误;
B.步骤④⑤中,NMO和发生反应生成NMM和,Ru的化合价由+5升高到+7,则作还原剂,NMO作氧化剂,NMO将氧化,生成TRAP试剂,B错误;
C.步骤⑥中,转化为RuO2和,离子方程式为2= RuO2+,C正确;
D.若R1为CH3CH=CH-,R2为-H,对应的醇为CH3CH=CHCH2OH,则TRAP氧化该醇的主产物为2-丁烯醛(CH3CH=CHCHO),D正确;故选CD。
16.(1) CH2OHCH2CH2CH2OH 羧基
(2) HC≡CH + 2HCHOHOCH2C≡CCH2OH 消去反应 Cu,加热(3) 6 HCOOCH2CH2OOCH
(4)CH3CH=CH2CH3CHBrCH2BrCH3C≡CH CH3C≡CCH2OH CH3CH2CH2CH2OH
【解析】【分析】根据顺丁橡胶分析,C为1,3-丁二烯,则B为CH2OHCH2CH2CH2OH,A为HOCH2C≡CCH2OH,B和氧气反应生成D,为CHOHCH2CH2CHO,D和氧气生成E为HOOCCH2CH2COOH,与B发生缩聚反应生成PBS。据此解答。
(1)根据分析可知B的结构简式为CH2OHCH2CH2CH2OH,官能团为羟基;
(2)由乙炔生成A的化学方程式为:HC≡CH + 2HCHOHOCH2C≡CCH2OH;B到C为醇的消去反应,B到D为催化氧化反应,反应条件为铜存在下与氧气反应。
(3)E的同分异构体中满足a.含酯基,不含醚键 b.1mol该有机物与足量银氨溶液反应,生成4mol Ag,说明含有两个甲酸酯,则结构简式可能为HCOOCH2CH2OOCH,或HCOOCH(CH3)OOCH,或含有一个酯基和一个醛基,一个羟基,结构简式为HCOOCH(OH)CH2CHO或HCOOCH2CH(OH)CHO,或HCOOC(OH)(CH3)CHO或HCOOCH(CH2OH)CHO ,共6种。只含2种氢原子的同分异构体的结构简式为HCOOCH2CH2OOCH。
(4)丙烯为原料制备1-丁醇,需要进行碳链加长,根据信息,应先形成碳碳三键,则丙烯和溴加成后生成氯代烃,再消去生成碳碳三键,再与甲醛发生加成反应生成炔醇类物质,再与氢气加成即可,故合成路线流程为CH3CH=CH2CH3CHBrCH2BrCH3C≡CH CH3C≡CCH2OH CH3CH2CH2CH2OH。
17.(1)4d105s1(2) (或CCl4、SiCl4、 等)(3)离子键 共价键 配位键
(4) V形 硫原子上孤对电子对对共价键的排斥作用使键角变小 小于(5)mol-1
(6)银离子对碳酸根离子中的氧离子的吸引,在加热条件下使碳氧键断裂,释放出二氧化碳
【解析】【分析】(1)根据元素周期表中铜和银的位置关系分析银的电子排布式。
(2)根据等电子体之间必须满足具有相同的原子数和价电子数分析,结合同族元素或同周期左右元素互换的方法即可判断。
(3)根据离子化合物中含有离子键,配位离子间有配位键和共价键进行分析。
(4)根据价层电子理论分析二氧化硫的空间构型,并结合是否存在孤电子对分析其构型和键角的大小。
(5)根据晶胞的均摊法计算。
(6)主要考虑银离子对碳酸根子中的氧离子的吸引作用对物质的影响。
(1)元素周期表中,铜、银、金位于同一副族相邻周期,铜的价电子排布式为3d104s1,银在铜的下一周期。即可判断银的价电子排布式为4d105s1。
(2)等电子体之间必须满足具有相同的原子数目和价电子数目,离子的原子数目为5,价电子数目为: 6×2+6×3+2=32,结合同族元素或同周期左右元素互换的方法可知; (或CCl4、SiCl4、 等)满足题意.
(3)为离子化合物,外界和内界之间是离子键,内界配位离子中含有配位键和共价键。
(4)二氧化硫分子中心原子为硫原子,硫原子的σ键为2个,含有的孤电子对数为 ,价层电子对数为2+1=3,所以硫原子为sp2杂化。分子的空间构型为V形,二氧化碳中碳原子没有孤电子对,导致碳氧双键之间的排斥力减小,键角增大,故二氧化碳和二氧化硫的构型不同。由于水分子中的氧原子存在孤电子对,水合氢离子中的氧原子没有孤电子对,所以水的键角小于水合氢离子。
(5)设阿伏伽德罗常数为NA,已知金的晶胞属于面心立方晶胞,则一个晶胞中含有金原子为 ,设晶胞的边长为xcm,若金原子半径为rcm,则有 ,即 ,又金的密度为,摩尔质量为,则有,解得NA= mol-1。
(6)由于硫离子半径大于氧离子半径,故银离子对碳酸根离子中的氧离子的吸引,在加热条件下使碳氧键断裂,释放出二氧化碳,导致碳酸银比硫化银的分解温度低。
18.(1)B(2) 正四面体形 、(3) 共价 它们均为原子(共价)晶体,由于N,P、As的原子半径依次增大,故Ga-N、Ga-P、Ga-As的键长依次增大,共价键越长键能越小,故导致GaN、GaP、GaAs熔点依次降低
(4) 5:27:32
【解析】(1)由题干信息可知,A、B中只有一个4s上的电子跃近到4p上,C,D中有两个4s上的电子跃迁到4p上,故A、B需要的能量小于C、D,而A中4p上的2个电子占有一个轨道,B中4p上的2个电子分别占有不同的轨道,故B的能量比A低,故B所示发生的跃迁所需能量最低,故答案为B;
(2)的杂化轨道数=4,采用sp3杂化,杂化轨道空间现状为正四面体型,B周围孤电子对数为0,故其空间构型与杂化轨道空间现状相同为正四面体型,由图可知该结构上、下两个位置的B周围有四个氧,其杂化轨道数为4,故这两个位置B为sp3杂化,左右两边的B周围有三个氧,其杂化轨道数为3,是sp2杂化,故B原子的杂化方式有sp3和sp2。
(3)GaN、GaP、GaAs熔融状态均不导电,说明它们中没有那、阳离子,故据此判新它们是共价化合物,它们的晶体结构与金刚石相似,说明它们均为原子(共价)晶体,GaN、GaP、GaAs熔点分别为1700℃、1480℃、1238℃,且N、P、As原子半径增大,Ga-N 、Ga-P、Ga-As键长逐渐增大,键能减小,断裂化学键需要的能量小,因此熔点降低;
(4)用均摊法计算,有8个Ga元素的微粒处于顶点,同时为8个晶胞所共享,每个微粒有属于该晶胞;有6个Ga元素的微粒处于面心,同时为2个晶胞所共享,每个微粒有,属于该晶胞Ga元素的微粒总数为;有4个As元素的微粒处于晶胞内部,都属于该晶胞;图甲中,GaAs的相对分于质量为M,晶体密度为,表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞边长为,图可知晶胞中距离最近的两个Ga原子间距离为面对角线的一半,故有。掺杂Mn原子后,原来As原子个数不变,任为4,将一个顶点的Ga原子和一个面心的Ga原子替换成Mn原子,故Mn原子个数为,Ga原子数变为,晶体中Mn、Ga、As的原子个数比为。
【点睛】本题考查化学选修3《物质结构与性质》的相关知识,以填空方式考查,常涉及如下高频考点:原子结构与元素的性质(基态微粒的电子排布式、电离能及电负性的比较)、元素周期律;分子结构与性质(化学键类型、原子的杂化方式、分子空间构型的分析与判断);晶体结构与性质(晶体类型、性质及与粒子间作用的关系、以晶胞为单位的密度、微粒间距与微粒质量的关系计算及化学式分析等)。只有掌握这些,才可以更好的解决物质结构的问题。
19.(1)分液漏斗(2) 催化剂、吸水剂 CH3CH218OH、CH3CO18OCH2CH3(3)BC(4)防止倒吸
(5)溶液上层有油状物生成,溶液红色变浅或褪色
(6)冷凝管的冷却效果比空气冷凝的效果好;能控制加热的温度,减少副反应的发生,提高产率
图甲所示的装置中,CH3CH2OH和CH3COOH反应生成CH3CH2OOCCH3CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O,D中盛有的含酚酞的饱和a溶液是饱和Na2CO3溶液,降低乙酸乙酯在水中的溶解度,并反应掉蒸出的乙酸并溶解部分乙醇;静置分层后,分离出乙酸乙酯层,洗涤、干燥。
(1)仪器A的名称为分液漏斗。(2)CH3CH2OH和CH3COOH反应生成CH3CH2OOCCH3:CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O,浓硫酸作催化剂的同时,还能吸收水分,使平衡正向移动,故浓硫酸的作用是催化剂、吸水剂;该酯化反应中,CH3CH218OH脱去-18OH上的H原子,CH3COOH脱去-OH,生成CH3CO18OCH2CH3,由于该反应是可逆反应,故该反应体系中存在18O的物质有CH3CH218OH、CH3CO18OCH2CH3。
(3)烧杯D中的饱和a溶液是饱和Na2CO3溶液,其作用是①降低乙酸乙酯在水中的溶解度,有利于分层析出,②反应乙酸并溶解部分乙醇,故选BC。
(4)在导管末端连接了球形干燥管,除起到冷凝作用外,还可以防止倒吸。
(5)步骤③中,烧杯D中的饱和Na2CO3溶液吸收了蒸气,蒸气中的乙醇溶于溶液中,乙酸和Na2CO3反应,使得溶液红色变浅或褪色,乙酸乙酯与溶液不互溶,且密度小于溶液,故可以观察到溶液上层有油状物生成,综上所述,步骤③中观察到的现象为溶液上层有油状物生成,溶液红色变浅或褪色。
(6)与图甲所示的装置相比,图乙所示的装置的主要优点是冷凝管的冷却效果比空气冷凝的效果好;能控制加热的温度,减少副反应的发生,提高产率。
20.(1) 热水浴 b(2)B(3)通过形成“环己烷—乙醇—水”共沸物,易蒸馏出水
(4) 分离出生成物水,使平衡向正反应方向移动,提高苯甲酸的转化率 水层高度不变
(5)未除净的苯甲酸加热升华产生白烟(6)减少产品损耗,提高产量(7) CBAD 直形(8)70%
【解析】【分析】由题意可知,制备苯甲酸乙酯得操作为将分液漏斗中的乙醇加入盛有苯甲酸、环己烷、浓硫酸、沸石的三颈烧瓶中形成“环己烷—乙醇—水”共沸物,控制温度在65~70℃水浴加热三颈烧瓶制备苯甲酸乙酯,实验中分水器起不断分离除去水,冷凝回流环己烷和乙醇的作用。
(1)由分析可知,制备苯甲酸乙酯时,应采用控制温度在65~70℃水浴加热;为增强冷凝效果,球形冷凝管的水流方向为下口b进上口a出,故答案为:热水浴;b;
(2)由题意可知,三颈烧瓶中混合溶液的体积为85mL,由三颈烧瓶加热时溶液的体积不能超过容积的2/3,不能低于容积的1/3的原则可知,选用三颈烧瓶最适宜规格为150mL,故选B;
(3)由分析可知,加入环己烷的目的是通过形成“环己烷—乙醇—水”共沸物,使反应生成的水易蒸馏分离除去,使平衡向正反应方向移动,提高苯甲酸的转化率,故答案为:形成“环己烷—乙醇—水”共沸物,易蒸馏出水;
(4)装置中分水器的作用是分离出生成物水,使平衡向正反应方向移动,提高苯甲酸的转化率;当分水器中水层高度不变时,说明三颈烧瓶中酯化反应达到最大限度,说明反应已经完成,故答案为:分离出生成物水,使平衡向正反应方向移动,提高苯甲酸的转化率;水层高度不变;
(5)步骤3加入碳酸钠溶液的目的是将苯甲酸转化为苯甲酸钠,防止之后蒸馏时,未除净的苯甲酸加热升华产生白烟,故答案为:未除净的苯甲酸加热升华产生白烟;
(6)步骤4中对水层用乙醚再萃取后合并至有机层的目的是将水层中的苯甲酸乙酯萃取出来,防止产品损耗导致产量降低;故答案为:减少产品损耗,提高产量;
(7)步骤4中对水层的萃取分液的相关操作为将乙醚加入盛有水层的分液漏斗中,将分液漏斗倒转过来用力振荡,静置,然后打开分液漏斗活塞,将下层水层从分液漏斗的下口放出,正确顺序为CBAD;蒸馏时,为便于镏出物顺利流下,应选择直形冷凝管,故答案为:CBAD;直形;
(8)由题意可知,制备苯甲酸乙酯时,加入的乙醇过量,由12.20g苯甲酸反应制得10.00mL苯甲酸乙酯可知,苯甲酸乙酯的产率为×100%=70%,故答案为:70%。
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