陕西省咸阳市武功县普集高级中学2023-2024学年高二下学期5月期中考试化学试题(原卷版+解析版)
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总分数:100分 考试时间:90分钟
试题范围:选择性必修二全册至选择性必修三第二章第二节
第Ⅰ卷(选择题共45分)
一、选择题(每小题3分,共45分)
1. 化学与科技、生活密切相关,下列说法正确的是
A. 航天器使用的太阳能电池帆板的主要成分是
B. 通过红外光谱仪可以测定分子的相对分子质量
C. 可以用光谱分析的方法来确定太阳的组成元素是否含He
D. 焰火、激光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.太阳能电池帆板的主要成分为单质硅,A错误;
B.通过质谱仪可以测定分子的相对分子质量,红外光谱仪测定官能团信息,B错误;
C.光谱分析的方法可以确定元素的种类,可以用光谱分析的方法来确定太阳的组成元素是否含有He,C正确;
D.焰火、激光都与原子核外电子跃迁释放能量有关,D错误;
故答案选C。
2. 下列说法错误的是
A. “雪花六出”体现了晶体的自范性
B. 某元素X气态基态原子的逐级电离能()分别为738、1451、7733、10540、13630当它与氯气反应时可能生成的阳离子是
C. 钛镁合金的导电性和导热性是通过自由电子定向移动实现的
D. 基态铝原子核外能量最高的电子电子云轮廓图可表示为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.晶体能够自发的呈现多面体外形的性质称为自范性,“雪花六出”体现了晶体的自范性,故A正确;
B.该元素第三电离能猛增,说明最外层有2个电子,为第ⅡA族的元素,与氯气反应易失去最外层2个电子,形成X2+离子,故B正确;
C.钛镁合金的导电性是通过自由电子定向移动实现的,导热性是自由电子与金属阳离子在相互碰撞中完成热能传递的,故C错误;
D.基态铝原子核外电子排布为:,能量最高的电子为3p的电子,电子云为哑铃形,电子云轮廓图可表示为,故D正确;
故选C。
3. 话筒是我们熟悉的物质,在话筒中有一种材料的结构如图所示,它的主要成分是钛酸钡,根据晶体的结构示意图可知它的化学式是
A. BaTi8O12B. BaTi4O6
C. BaTi2O4D. BaTiO3
【答案】D
【解析】
【详解】仔细观察钛酸钡晶体结构示意图可知:Ba在立方体的中心,完全属于该晶胞;Ti处于立方体的8个顶点,O处于立方体的12条棱的中点,故晶体中三种原子的个数比为Ba∶Ti∶O=1∶(8×)∶(12×)=1∶1∶3。答案选D。
4. 下列叙述中正确的是
A. 乙硫醇(CH3CH2SH)沸点大于乙醇(CH3CH2OH),因为前者相对分子质量大
B. [Cu(NH3)4]SO4·H2O中含离子键、极性共价键、配位键、分子间作用力
C. 原子的电子云轮廓图中小黑点表示核外电子运动过一次
D. 电负性越大的元素,第一电离能也越大
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.乙醇(CH3CH2OH)分子间存在氢键,而乙硫醇(CH3CH2SH)分子间无氢键,所以沸点:乙醇>乙硫醇,A错误;
B.[Cu(NH3)4]SO4·H2O配离子与外界硫酸根离子间形成离子键,铜离子与氨气分子形成配位键,氨气分子、硫酸根离子内部原子之间形成极性共价键,分子之间存在分子间作用力,B正确;
C.原子的电子云轮廓图中小黑点表示电子在核外出现的概率,C错误;
D.电负性越大的元素,第一电离能不一定越大,如N元素的电负性小于O元素的电负性,但N元素的2p能级为半充满稳定状态,第一电离能大于O的,D错误;
故选B。
5. “医用酒精"和84消毒液”混合,产生QW、Y2X4Z、YX3W等多种物质,已知X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。下列叙述正确的是
A. Y2X4Z中σ键和π键数目之比5:1
B. 简单离子半径:Q+>Z2->X+
C. 氧化物对应水化物的酸性:W>Y
D. Z与Q形成的常见化合物中阴阳离子个数比1:2
【答案】D
【解析】
【分析】“医用酒精"主要成分使CH3CH2OH,84消毒液”主要成分是NaClO,二者混合反应生成氯化钠、乙醛、一氯甲烷等多种物质,且X、Y、Z、Q、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,则X为H、Y为C、Z为O、Q为Na、W为Cl。
【详解】A.1个乙醛CH3CHO分子中含有σ键6个,π键1个,比值为6:1,错误;
B.核外电子数相同核电荷数越大半径越小,故Q+<Z2-,错误;
C.不是最高价氧化物对应水化物,不能比较,如HClO<H2CO3,错误;
D.Z与Q形成的常见化合物氧化钠和过氧化钠中阴阳离子个数比都为1:2,正确;
故选D。
6. 已知:血红蛋白可与结合,血红蛋白更易与CO配位,血红蛋白与配位示意如图所示,血红蛋白(Hb)与、CO结合的反应可表示为①;②。
下列说法错误的是
A. 相同温度下,
B. 血红蛋白结合后Fe的配位数为6
C. 已知反应,则
D. 高压氧舱可治疗CO中毒
【答案】AC
【解析】
【详解】A.血红蛋白可与氧气结合,血红蛋白更易与一氧化碳配位说明反应②比反应①正向进行的程度大,所以相同温度下平衡常数K1小于K2,故A错误;
B.由图可知,血红蛋白中中心离子为亚铁离子,配位原子为氧原子,配位数为6,故B正确;
C.由盖斯定律可知,反应②—①得到反应,则反应△H3=△H2—△H1<0,所以焓变,故C错误;
D.由盖斯定律可知,反应②—①得到反应,一氧化碳中毒患者进入高压氧舱治疗,氧气浓度增大,平衡向逆反应方向移动,Hb(CO)浓度减小,从而缓解一氧化碳中毒,故D正确;
故选AC。
7. 将CCl2溶于水,加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡:[C(H2O)6]2++4Cl- [CCl4]2-+6H2O ΔH。用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
已知:[C(H2O)6]2+粉红色 [CCl4]2-蓝色 [ZnCl4]2-无色
下列结论和解释正确的是
A. [C(H2O)6]2+配位数为6,中心离子为C2+,配位原子为H
B. 由实验①可知平衡逆向移动
C. 由实验②可推知ΔH<0
D. 由实验③可知配离子的稳定性:[ZnCl4]2-< [CCl4]2-
【答案】B
【解析】
【详解】A.[C(H2O)6]2+配位数为6,中心离子为C2+,H2O中O原子中含有孤电子对,而H不含,故配位原子为O,A错误;
B.由实验①可知,加水稀释,溶液颜色由蓝色变为粉红色,则[CCl4]2-转化为[C(H2O)6]2+,平衡逆向移动,B正确;
C.由实验②可知,降低温度,溶液颜色由蓝色变为粉红色,平衡逆向移动,则反应逆向为放热反应,正向为吸热反应,ΔH>0,C错误;
D.由实验③可知,加入氯化锌固体,溶液颜色由蓝色变为粉红色,说明锌离子和氯离子结合生成[ZnCl4]2-,溶液中氯离子浓度减小,平衡逆向移动,配离子的稳定性:[ZnCl4]2->[CCl4]2-,故D错误;
故答案为:B。
8. 下列化合物在核磁共振氢谱中出现两组峰且峰面积之比为3:2的是
A. 2,3-二甲基丁烷B. 对二甲苯C. 2-甲基丙烯D. 乙酸甲酯
【答案】B
【解析】
【详解】A. 2,3-二甲基丁烷的结构简式为CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3,分子中含有两类氢,且其个数比为6:1,故A不符合题意;
B. 对二甲苯分子中含有两类氢,其个数比为3:2,故B符合题意;
C. 2-甲基丙烯结构简式为CH2=C(CH3)CH3,分子中含有两类氢,其个数比为3:1,故C不符合题意;
D. 乙酸甲酯的结构简式为CH3COOCH3,分子中含有两类氢,其个数比为1:1,故D不符合题意;
故选:B。
9. 下列方程式书写正确的是
A. 向氢氧化钡溶液中逐滴加入稀硫酸:
B. 实验室制备乙炔:
C 铜片与稀硝酸反应产生无色气泡:
D. 向氢氧化铜浊液中加入足量氨水得深蓝色溶液:
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应的离子反应方程式为:,A错误;
B.实验室常用碳化钙与水反应制取乙炔,方程式为,B正确;
C.铜片与稀硝酸反应产生硝酸铜和一氧化氮,离子方程式为:,C错误;
D.氢氧化铜浊液中滴加氨水得到深蓝色溶液,生成配位化合物,对应离子方程式为:Cu(OH)2 + 4NH3 = [Cu(NH3)4]2+ + 2OH-,D错误;
故选B。
10. 实验室提纯以下物质(括号内为杂质),所选用的除杂试剂和分离方法都正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙炔和硫化氢都能与酸性高锰酸钾反应,不能用酸性高锰酸钾除去乙炔中的硫化氢,A错误;
B.环己烷不与溴水反应,环己烯能与溴水反应,但是环己烯与溴水反应的产物、溴都能溶于环己烷,不能通过分液的方式分离,B错误;
C.乙烯与酸性高锰酸钾反应生成二氧化碳,虽然除去了乙烯但是引入了新杂质气体,C错误;
D.戊烷不与氢氧化钠反应,且不溶于氢氧化钠溶液,溴与NaOH反应而溶于氢氧化钠溶液,再通过分液可得到戊烷,D正确;
故答案选D。
11. 左氧氟沙星是一种广谱抗菌药物,其结构简式如图,则对左氧氟沙星说法正确的是
A. 分子式为
B. 左氧氟沙星含有3种含氧官能团
C. 该有机物能使溶液、溴水褪色,原理相同
D. 左氧氟沙星和足量反应生成
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据左氧氟沙星的结构简式可知,其分子式为C18H20FN3O4,A错误;
B.左氧氟沙星中含有羰基、羧基、醚键三种含氧官能团,B正确;
C.该物质中含有碳碳双键,能与高锰酸钾发生氧化还原反应使其褪色,能与溴发生加成反应使溴水褪色,原理不同,C错误;
D.选项中并未说明氢气所处的状态,无法计算11.2L氢气的物质的量,D错误;
故答案选B。
12. 苏轼咏橘“香雾噀人惊半破,清泉流齿怯初尝”。某实验小组设计提取橘皮精油(主要成分为柠檬烯,沸点:℃)的实验流程如下图所示。下列说法错误的是
A. 利用上图所示装置对橘皮进行反复蒸馏萃取可提高产率
B. 有机试剂X可选用丙酮,分液时两相溶液依次从下口放出
C. 无水硫酸钠的作用是除去有机层中的水
D. 蒸馏所得柠檬烯的结构,可用X射线衍射实验进行进一步确定
【答案】B
【解析】
【分析】由题给流程可知,向碎橘皮中加入水和乙醇用索氏提取器反复萃取提取得到提取液,向提取液中加入有机萃取剂萃取、分液得到有机相,向有机相中加入无水硫酸钠除去有机层中的水后,蒸馏得到橘皮精油。
【详解】A.萃取时可采用多次萃取的方法,以获得较多的橙油,从而提高橙油的产率,故A正确;
B.分液操作中必须先将下层液体从下口放出,再将上层液体从上口倒出,故B错误;
C.无水硫酸镁常用作干燥剂,因此无水硫酸镁的作用是除去有机层中的水,故C正确;
D.X射线衍射实验是一种重要的实验方法,可以进一步确定蒸馏所得柠檬烯的结构,故D正确;
故选B。
13. 0.5ml某气态烃能与1mlHCl加成,加成后产物中的氢原子又可被2ml的氯原子取代,则此气态烃可能是
A. B. CH2=CH2
C. D. CH2=C(CH3)2
【答案】A
【解析】
【详解】烃0.5ml能与1mlHCl加成,说明烃中含有1个C≡C键或2个C=C键,加成后产物分子上的氢原子又可被2mlCl2完全取代,说明0.5ml氯代烃中含有2mlH原子,则0.5ml烃中含有1mlH原子,即1ml烃含有2mlH,并含有1个C≡C键或2个C=C键,符合要求的只有CH≡CH;
故选A。
14. 某有机物X对氢气的相对密度为30,分子中碳的质量分数为40%,氢的质量分数为6.7%,其余为氧,X可与碳酸氢钠反应。下列关于X的说法不正确的是
A. X的相对分子质量为60
B. X的分子式为C2H4O2
C. X的结构简式为CH3COOH
D. X的同分异构体中含的只有一种(不考虑立体异构)
【答案】D
【解析】
【分析】由有机物X对氢气的相对密度为30可知,该有机物的相对分子质量为30×2=60,
由分子中含碳40%,含氢6.7%,其余为氧可知,分子中碳原子、氢原子、氧原子的个数分别为=2、≈4、=2,则X的分子式为C2H4O2,由X可以和碳酸氢钠反应可知,有机物分子中含有—COOH,结构简式为CH3COOH;CH3COOH的同分异构体中含有的结构简式为CH3OOCH、HOCH2CHO。
【详解】A.由分析可知,X的相对分子质量为60,故A正确;
B.由分析可知,X的分子式为C2H4O2,故C正确;
C.由分析可知,X的分子式为C2H4O2,X可以和碳酸氢钠反应,则有机物分子中含有—COOH,结构简式为CH3COOH,故C正确;
D.由分析可知,CH3COOH的同分异构体中含有的结构简式为CH3OOCH、HOCH2CHO,故D错误;
故选D。
15. 将1.0体积的两种烃的混合气体在氧气中充分燃烧,生成2.4体积的CO2和2.8体积的水蒸气(同温同压下),则混合物中的两种烃可能是( )
A. 乙烯和丙烷B. 甲烷和丙烷C. 甲烷和丙烯D. 乙烯和丁烷
【答案】A
【解析】
【分析】根据n=V/Vm可知,同温同压下,气体的物质的量与体积成正比,1体积混合气体生成相同条件下2.8体积的水,则混合物中平均H原子数为:2.8×2=5.6,碳原子个数是2.4,即混合气体的平均分子组成为C2.4H5.6,据此分析解答。
【详解】A、设乙烯的物质的量为xml、丙烷的物质的量为yml,则:2x+3y=2.4、4x+8y=5.6,解得x=0.6、y=0.4,A正确;
B、设甲烷的物质的量为xml、丙烷的物质的量为yml,则:x+3y=2.4、4x+8y=5.6,不成立,B错误;
C、设甲烷的物质的量为xml、丙烯的物质的量为yml,则:x+3y=2.4、4x+6y=5.6,不成立,C错误;
D、设乙烯的物质的量为xml、丁烷的物质的量为yml,则:2x+4y=2.4、4x+10y=5.6,解得x=y=0.4,这与x+y=1矛盾,D错误;
答案选A。
第Ⅱ卷(非选择题共55分)
二、填空题(本题共4小题,共计55分)
16. 有机化合物是一类重要的化合物,认知和了解有机物的结构和性质非常重要,请结合学过的知识,回答下列问题。
Ⅰ.现有下列有机物:
①和 ②和 ③和 ④1—戊烯和环戊烷
⑤和 ⑥和
⑦与 ⑧与
(1)互为同位素的是______,
(2)互为同素异形体的是______,
(3)互为同系物的是______,
(4)互为同分异构体的是______,
(5)互为同一物质的是______。(用序号填空)
Ⅱ.按要求回答下列问题:
(6)有机物的系统命名为______。将其在催化剂存在下完全氢化,所得烷烃的系统命名为______。
(7)下列物质的沸点按由高到低的顺序排列正确的是______。
① ② ③ ④
A. ②④①③B. ④②①③C. ④③②①D. ②④③①
(8)若分子式为的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上,则该烃的结构简式为:______。
【答案】(1)② (2)①
(3)⑥⑦ (4)③④
(5)⑤ (6) ①. 5,6—二甲基—3—乙基—1—庚炔 ②. 2.3—二甲基—5—乙基庚烷 (7)A
(8)
【解析】
【小问1详解】
同位素是指质子数相同,中子数不同的同种元素的不同核素,上述物质中,属于同位素的是②12C和14C。
【小问2详解】
同素异形体是指由同种元素形成的不同种单质,上述物质中属于同素异形体的是①。
【小问3详解】
⑥、⑦中的物质,结构相似,分子组成分别差1个CH2和2个CH2,属于同系物。
【小问4详解】
HCOOC2H5和CH3CH2COOH分子式相同,结构不同,互为同分异构体,1-戊烯和环戊烷分子式相同,结构不同,互为同分异构体,答案选③④。
【小问5详解】
⑤中为同一种物质,其结构类似于甲烷的四面体结构。
【小问6详解】
该物质主链上有7个碳,离官能团最近的碳为1号碳,左侧的碳为1号碳,名称为5,6—二甲基—3—乙基—1—庚炔。其在催化剂存在下完全氢化,生成的物质为CH3CH2CH(C2H5)CH2CH(CH3)CH(CH3)2,此时主链上有7个碳,使支链编号之和最小的碳为1号碳,右侧的碳为1号碳,名称为2.3—二甲基—5—乙基庚烷。
【小问7详解】
烷烃的相对分子质量越大,沸点越高,相对分子质量相同时,支链越多,沸点越低,则沸点由高到低的排序为②④①③,答案选A。
【小问8详解】
分子式为C4H6某烃中所有碳原子在同一条直线上,则该烃中含有碳碳三键,且另外两个碳原子分别与碳碳三键中的两个碳原子相连,结构简式为。
17. 秦始皇帝陵博物院首次在兵马俑的彩绘中发现了古人人工合成的“中国蓝”“中国紫”颜料,直到近年来人们才研究出来其成分为,。试回答下列问题:
(1)“中国蓝”、“中国紫”中均具有离子,______,基态时该阳离子的价电子排布式为______,“中国蓝”的发色中心是以为中心的配位化合物,形成该配位键,提供______。
(2)合成“中国蓝”、“中国紫”的原料有、孔雀石[]和砂子()。现代文物分析发现,“中国蓝”中含有微量硫元素。假若硫元素来源于一种阴离子的立体构型是正四面体的天然钡矿中,则该钡矿主要成分化学式是______。
(3)在5500年前,古代埃及人就已经知道如何合成蓝色颜料——“埃及蓝”,其合成原料中用代替了,其他和“中国蓝”一致。中键角为______。从原料分解的角度判断,“埃及蓝”的合成温度比“中国蓝”更低,这是因为比更易形成。根据所学,试解释:______。
(4)和同主族,但与的熔沸点差异很大,这是因为______。
(5)现代工业利用铜氨溶液溶解纤维制造人造丝。金属铜与氨水或过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液发生反应得到深蓝色铜氨溶液,写出离子方程式:______。
(6)氯化亚铜的晶胞结构如图所示。
①已知a点坐标为点坐标为,则b点的坐标为______。
②设为阿伏加德罗常数的值,晶胞边长为,则该晶体的密度______(列出计算式即可)。
【答案】(1) ①. 2 ②. ③. 空轨道
(2)
(3) ①. 120 ②. 半径比小,与形成的离子键更短,键能更大,更稳定,更容易形成。
(4)是共价晶体,是分子晶体
(5)
(6) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
含有铜离子的物质呈蓝色,中国蓝、中国紫都是偏蓝色,因此均含有铜离子,n=2。基态时铜离子的价电子排布式为。以铜离子为中心形成配位化合物,Cu2+在该配合物中提供空轨道。
【小问2详解】
硫元素来源于一种阴离子的立体构型为正四面体的天然钡矿,该阴离子为硫酸根离子,这种钡矿为硫酸钡,化学式为BaSO4。
【小问3详解】
碳酸根离子中C原子的价层电子对数为3+=3,无孤电子对,空间构型为正三角形,键角为120°。Ca2+半径比Ba2+小,与O2-形成的离子键更短,键能更大,更稳定,更容易形成。
【小问4详解】
SiO2为共价晶体,而CO2为分子晶体,因此二氧化硅的熔沸点远大于二氧化碳。
【小问5详解】
铜单质与氨水和过氧化氢的混合溶液反应生成四氨合铜离子、氢氧根离子和水,离子方程式为。
【小问6详解】
①a的坐标为(1,1,1),c的坐标为(,,1),说明晶胞边长为1,b点位于下方靠右前位置,与最近的顶点距离为晶胞体对角线长度的,则b点坐标为(,,)。
②根据均摊法可知,晶胞中含有Cu离子个数为8×+6×=4,氯离子个数为4,晶胞边长为apm,则其密度为g/cm3。
18. 美国宇航局科学家确认火星大气中存在甲烷气体,可能来自火星火山活动或者生命活动,这一发现将为寻找火星生命带来希望。某课外活动小组利用如图所示装置探究烃类物质的性质,根据题意,回答下列问题:
Ⅰ.烷烃可以发生取代反应。向下图的A制取氯气,并向B中通入一定量的甲烷气体,于C处用强光照射硬质玻璃管。
A B C D E
(1)滴加浓盐酸的玻璃仪器的名称为______。
(2)B有三种功能:①控制气流速度;②混匀混合气体;③______。
(3)写出装置C中与反应生成氯仿的化学方程式____________。
(4)装置D的石棉浸有足量溶液,装置E中盛有溶液,均用于除去尾气中的、等,其中E中倒置球形干燥管的作用是______。
(5)E中除盐酸外,还含有机物,从E中分离出盐酸的最佳方法为______(选填编号)。
A. 结晶法B. 蒸馏法C. 萃取分液法D. 水洗分液法
(6)有人认为E中有氯化氢产生,不能证明甲烷与氯气发生了取代反应,你认为他的看法______(填“正确”或“不正确”),理由是______。
(7)实验中生成的油状液滴中的氯仿可作局部麻醉剂,常因保存不慎而被空气氧化,产生剧毒气体——光气,反应的化学方程式为。为防止事故发生,在使用前检验氯仿是否变质可选用的试剂是______。
A.氢氧化钠溶液 B.硝酸银溶液 C.稀盐酸 D.水
E.湿润的蓝色石蕊试纸 F.湿润的无色酚酞试纸
Ⅱ.丙烯是三大合成材料的基本原料之一,其用量最大的是生产聚丙烯。
(8)丙烯能够使溴的四氯化碳溶液褪色,该反应的化学方程式为____________。
(9)聚丙烯(PP)可制成薄膜、包装材料等,丙烯在催化剂条件下合成聚丙烯的化学方程式是____________。
(10)烯烃与酸性高锰酸钾溶液反应的氧化产物有如下的反应关系:
试写出顺—2—丁烯与酸性高锰酸钾溶液反应后得到的产物______。
【答案】(1)球形分液漏斗
(2)干燥混合气体 (3)
(4)防止倒吸 (5)D
(6) ①. 正确 ②. A处有挥发进入E中
(7)BE (8)
(9)
(10)
【解析】
【分析】A中浓盐酸与二氧化锰加热条件下反应生成氯气,生成的氯气与甲烷气体一起通入浓硫酸中进行干燥,然后进入C中在强光照射下发生取代反应,D中石棉浸有足量的KI溶液,用于吸收氯气和HCl,装置E中盛有氢氧化钠溶液,用于吸收氯气、HCl等尾气。
【小问1详解】
滴加浓盐酸的装置为球形分液漏斗。
【小问2详解】
B中浓硫酸有三种功能,除了控制气体流速、混匀混合气体还有干燥混合气体的作用。
【小问3详解】
C中CH2Cl2光照条件下与氯气发生取代反应生成CHCl3和HCl,化学方程式为。
【小问4详解】
Cl2和HCl都易溶于NaOH溶液,直接通入氢氧化钠溶液中可能引起倒吸,E中倒置球形干燥管的作用为防止倒吸。
【小问5详解】
E中含有的有机物为氯代烃,不溶于水,盐酸易溶于水,要从E中分离出盐酸最佳的方法为水洗分液法,答案选D。
【小问6详解】
这人的看法正确,因为A中浓盐酸与二氧化锰反应时会挥发出部分HCl,这部分HCl可能随着反应进入E中。
【小问7详解】
根据反应的化学方程式可知,氯仿若变质,则会生成HCl,因此只要检验HCl是否存在即可,可检验氯离子的存在或者溶液是否呈酸性,检验氯离子可用硝酸银溶液,检验溶液是否呈酸性可用湿润的蓝色石蕊试纸,故答案选BE。
【小问8详解】
丙烯能与溴发生加成反应从而使溴的四氯化碳溶液褪色,反应的化学方程式为。
【小问9详解】
丙烯中存在碳碳双键,在催化剂条件下可发生加聚反应生成聚丙烯,化学方程式为。
【小问10详解】
根据图示可知,烯烃与酸性高锰酸钾反应,碳碳双键断裂,其中连有两个烃基的碳生成羰基,连有一个氢原子的碳生成羧基,则顺-2-丁烯与酸性高锰酸钾反应,碳碳双键断裂,因为两边的碳都直接连有氢原子,则都生成CH3COOH。
19. 我国科学家屠呦呦因成功提取青蒿素而获得2015年诺贝尔医学奖。青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,在甲醇、乙醇、乙醚、石油醚中可溶解,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差,青素是高效的抗疟药。已知:乙醚沸点为35℃,与水不互溶,从黄花蒿中提取青蒿素的方法是乙醚浸取法,主要工艺流程为:
请回答下列问题:
(1)先对黄花蒿进行干燥破碎后再加入乙醚的目的是______。
(2)操作Ⅰ的名称是______,操作Ⅱ的名称是______,既可以回收乙醚,又可以使提取液浓缩结晶,再经过滤可得到青蒿素粗品。操作Ⅲ的主要过程可能包括______(填序号)。
a.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶
b.加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
c.加入乙醚进行萃取分液
(3)用如图实验装置测定青蒿素实验式的方法如下:将一定质量的青蒿素样品放在硬质玻璃管C中,缓缓通入空气数分钟后,再充分燃烧,精确测定装置E和F实验前后的质量,根据所测数据计算。
A B C D E F
①装置A、B的作用是______,装置D的作用是______。
②装置E、F中盛放的物质是分别是______。
a.碱石灰、无水氯化钙 b.浓硫酸、碱石灰 c.无水氯化钙、碱石灰
③某同学认为上述装置存在不足之处,请你指出该问题并提出改进的措施:______。
(4)科学家在青蒿素的研究中进一步发现,一定条件下可把青蒿素转化为双氢青蒿素
①以下说法正确的是______。
a.通过元素分析与质谱法可确定其分子式
b.青蒿素是芳香族化合物
c.青蒿素分子中含有过氧键、酯基和醚键
d.古有“青蒿一握,以水二升溃,绞取汁”,利用的是萃取原理
②双氢青蒿素比青蒿素水溶性更好,因而疗效更好。从结构与性质关系角度推测主要原因是______。
【答案】(1)增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率
(2) ①. 过滤 ②. 蒸馏 ③. b
(3) ①. 除去空气中的和 ②. 氧化,生成 ③. c ④. 外界空气中的可能进入F中,影响对质量的测定,在F后面再装一个U形管,里面装入碱石灰
(4) ①. acd ②. 分子中羰基转变为羟基,分子极性增强,导致双氢青蒿素水溶性增强,疗效更好
【解析】
【分析】黄花蒿经过干燥、破碎后加入乙醚浸泡,随后过滤得到浸出液和残渣,浸出液中含有青蒿素和乙醚,已知青蒿素熔点为156-157℃,乙醚沸点为35℃,两者沸点差别较大,可用蒸馏的方式分离,蒸馏后得到乙醚和青蒿素粗品,粗品中加入95%的乙醇、浓缩、结晶、过滤得到精品。
【小问1详解】
先对黄花蒿进行干燥破碎后再加入乙醚,可增大青蒿素与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率。
【小问2详解】
操作I分离固体和液体,为过滤操作。操作Ⅱ用于分离乙醚和粗青蒿素,两者沸点差别较大,为蒸馏操作。
a.青蒿素在水中几乎不溶解,故不能加水溶解青蒿素粗品,a错误;
b.青蒿素可溶于乙醇,粗品中加入95%的乙醇,再经过浓缩、结晶、过滤可得到精品青蒿素,b正确;
c.青蒿素粗品中加入乙醚进行萃取分液,得到的溶液为青蒿素和乙醚的混合物,还需要蒸馏等操作,c错误;
故答案选b。
【小问3详解】
空气先通过NaOH溶液除去二氧化碳,再经过浓硫酸除去水蒸气,随后进入C中与青蒿素加热条件下反应,生成的气体先经过CuO,用于氧化CO生成CO2,随后通入E中吸收水蒸气,通入F中吸收二氧化碳。
①装置A的作用为吸收空气中的二氧化碳,装置B的作用为吸收水蒸气。装置D的作用为氧化CO,生成CO2。
②a.若E中是碱石灰,则水和二氧化碳均会被吸收,无法得到水蒸气和二氧化碳各自的质量,a错误;
b.浓硫酸不能放在U形管中,b错误;
c.E中为无水氯化钙,可吸收水蒸气,F中为碱石灰,用于吸收二氧化碳,可据此计算出水蒸气和二氧化碳各自的质量,c正确;
故答案选c。
③该装置中外界空气中的二氧化碳和水蒸气可能进入F中,影响对CO2质量的测定,因此需要在整套装置最后加上一个U形管,里面装上碱石灰,用于防止外界空气中的水蒸气和二氧化碳进入F中。
小问4详解】
①a.通过燃烧法可确定青蒿素中含有元素种类及各元素的原子个数比,通过质谱法可确定物质的相对分子质量,进而可确定青蒿素的分子式,a正确;
b.根据青蒿素的结构简式可知,其中没有苯环这结构,青蒿素不是芳香族化合物,b错误;
c.根据青蒿素的结构简式可知,其中含有过氧键、酯基和醚键,c正确;
d.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,分离时利用了青蒿素在不同溶剂中的溶解度不同,属于萃取作用,d正确;
故答案选acd。
②青蒿素转化为双氢青蒿素的过程中,分子中羰基转化为羟基,分子极性增强,导致双氢青蒿素水溶性增强,疗效更好。被提纯物质
除杂试剂
分离方法
A
乙炔()
酸性高锰酸钾溶液
洗气
B
环己烷(环己烯)
溴水
洗涤,分液
C
甲烷(乙烯)
酸性高锰酸钾溶液
洗气
D
戊烷(溴)
氢氧化钠溶液
分液
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