浙江省湖州市某校2024-2025学年高二上学期12月阶段性测试化学试卷(解析版)
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这是一份浙江省湖州市某校2024-2025学年高二上学期12月阶段性测试化学试卷(解析版),共20页。试卷主要包含了 下列含有π键的化合物是, 下列化学用语表示不正确的是, 下列说法不正确的是等内容,欢迎下载使用。
选择题部分
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列含有π键的化合物是
A. B. C. D. 石墨
【答案】B
【解析】肼分子的结构式为,则肼分子是只含σ键,不含π键的共价化合物,故A错误;二氧化碳分子的结构式为O=C=O,则二氧化碳时含有σ键和π键的共价化合物,故B正确;过氧化氢的结构式为H—O—O—H,则过氧化氢分子是只含σ键,不含π键的共价化合物,故C错误;石墨是非金属单质,不是化合物,故D错误;故选B。
2. 硫代硫酸钠()应用广泛,下列说法不正确的是
A. 基态S原子核外价层电子的轨道表示式:
B. 中子数为10的氧原子:
C. Na元素位于周期表s区
D. 的结构与相似,其空间构型为四面体形
【答案】A
【解析】硫元素的原子序数为16,基态原子的价层电子排布式为3s23p4,由洪特规则可知,轨道表示式为,故A错误;中子数为10的氧原子的质子数为8、质量数为18,核素的符号为,故B正确;钠元素的原子序数为23,基态原子的价层电子排布式为3s,1,则钠元素位于周期表s区,故C正确;硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,离子的空间构型为正四面体形,硫代硫酸根离子的结构与硫酸根离子相似,则硫代硫酸根离子的空间构型为四面体形,故D正确;故选A。
3. 下列化学用语表示不正确的是
A. 正丁醇的键线式:
B s-p键电子云轮廓图:
C. sp2杂化轨道模型:
D. 用电子式表示MgCl2 的形成过程:
【答案】A
【解析】键线式中每个顶点或者拐点表示一个碳原子,图示物质含有3个碳原子,为正丙醇,A错误;s轨道为球形,p轨道为哑铃形,二者形成的键电子云轮廓图如图所示正确,B正确;sp2杂化的轨道模型为平面三角形,C正确;氯化镁为离子化合物,形成过程中氯元素得电子,镁元素失电子,形成镁离子和氯离子,D正确;故选A。
4. 下列说法不正确的是
A. 1s²2s²2→1s²2s²2过程中形成的是吸收光谱
B. Cr3+和Mn2+中未成对电子数之比为3:5
C. CH3CH2COOH和HCOOCH2CH3两种有机物通过核磁共振氢谱可以鉴别
D. 核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定有未成对电子
【答案】A
【解析】因为2p轨道中三个轨道的能量相同,所以1s²2s²2→1s²2s²2过程中不形成吸收光谱,A不正确;Cr3+的价电子排布式为3d3,Mn2+的价电子排布式为3d5,其3d轨道上的电子都为未成对电子,所以二者的未成对电子数之比为3:5,B正确;CH3CH2COOH和HCOOCH2CH3两种有机物分子中,虽然都有3种吸收峰,但在1H-NMR中峰的相对位置不同,所以通过核磁共振氢谱可以鉴别,C正确;1个原子轨道中可容纳2个电子,若基态原子的核外电子数为奇数,一定有1个电子占据1个轨道,所以其原子轨道中一定有未成对电子,D正确;故选A。
5. 某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4,下列说法不正确的是
A. 该元素原子有4个能层,8个能级
B. 该元素原子核外电子有34种空间运动状态
C. 该元素位于元素周期表第四周期,第VIA族
D. 该元素原子有2个自旋平行的末成对电子
【答案】B
【解析】某基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4,原子序数为34,为Se元素,为ⅥA族元素,价电子排布式为4s24p4,以此解答该题。
Se元素为第四周期第ⅥA族元素,该元素原子有4个能层,8个能级,故A正确;34个电子位于18个轨道,有18种空间运动状态,故B错误;Se元素为第四周期第ⅥA族元素,故C正确;价电子排布式为4s24p4,所以该元素原子有2个自旋平行的末成对电子,故D正确。故选B。
6. 2023年2月3日,美国运输氯乙烯的火车脱轨,造成大量化学物质泄漏引发一系列的环境问题。
氯乙烯
下列关于氯乙烯的说法不正确的是
A. 氯乙烯的沸点比乙烯高
B. 图示为氯乙烯的空间填充模型,氯乙烯不存在顺反异构现象
C. 聚氯乙烯可通过加聚反应制得,不能用来做食品包装袋
D. 向溴的CCl4溶液和酸性KMnO4溶液中分别通入氯乙烯,溶液均褪色,且褪色原理相同
【答案】D
【解析】氯乙烯相对分子质量大于乙烯,且氯乙烯是极性分子乙烯是非极性分子,则氯乙烯的分子间作用力大于乙烯,氯乙烯的沸点比乙烯高,A正确;氯乙烯的结构简式为H2C=CHCl,则氯乙烯不存在顺反异构现象,B正确;H2C=CHCl含碳碳双键,可通过加聚反应制得聚氯乙烯,因为含氯原子、有毒,故不能用来做食品包装袋,C正确;向溴的CCl4溶液通入氯乙烯发生加成反应,使酸性KMnO4溶液褪色是因为氯乙烯发生了氧化反应,褪色原理不同,D不正确;答案选D。
7. 四元轴烯()、立方烷()、苯乙烯()分子式均为,下列对这三种化合物的有关叙述中不正确的是
A. 四元轴烯的七氯代物有1种
B. 立方烷属于饱和烃
C. 苯乙烯最多能与4ml 发生加成反应
D. 三者分别在空气中燃烧,均能观察到浓烈的黑烟
【答案】C
【解析】由结构简式可知,四元轴烯的一氯代物只有1种,由分子式可知,四元轴烯的一氯代物与四元轴烯的七氯代物的数目相等,则四元轴烯的七氯代物有1种,故A正确;由结构简式可知,立方烷分子中的碳原子都是饱和碳原子,属于饱和烃,故B正确;苯乙烯分子中含有的碳碳双键能与溴水发生加成反应,则1ml苯乙烯最多能与1ml 溴发生加成反应,故C错误;由分子式可知,三种烃的含碳量很高,在空气中燃烧时,均因燃烧不充分而观察到浓重的黑烟,故D正确;故选C。
8. 某超分子的结构如图所示,下列有关超分子的描述不正确的是
A. 图示中超分子的构成元素电负性大小顺序为: O>N>C>H
B. 有的超分子是可以无限伸展的,所以这些超分子属于高分子化合物
C. 超分子的特征是分子识别和分子自组装
D. 图示中的超分子存在的作用力类型包含σ键、π键、氢键和范德华力
【答案】B
【解析】图示中超分子的构成元素为C、H、O、N,非金属性O>N>C>H,则电负性大小顺序为:O>N>C>H,A正确;有的超分子是可以无限伸展的,但分子间通过氢键等相互作用结合在一起,所以这些超分子不属于高分子化合物,B不正确;超分子的特征是分子识别和分子自组装,例如细胞和细胞器的双分子膜具有自组装性质,生物体的细胞即是由各种生物分子自组装而成,C正确;从图中可以看出,图示中的超分子中原子间存在单键、双键、氢键等,则存在的作用力类型包含σ键、π键、氢键和范德华力,D正确;故选B。
9. α-氰基丙烯酸异丁酯可用作医用胶,结构简式如下,关于α-氰基丙烯酸异丁酯的说法正确的是
A. 分子中只含有极性键
B. 分子中可能共平面的碳原子最多为7个
C. 分子中碳原子杂化方式只有2种
D. 分子中存在1个手性碳原子
【答案】B
【解析】由结构简式可知,α-氰基丙烯酸异丁酯分子中除含有碳氢、碳氧、碳氮极性键外,还含有碳碳非极性键,故A错误;由结构简式可知,α-氰基丙烯酸异丁酯分子中碳碳双键、氰基、酯基都为平面结构,分子中可能共平面的碳原子最多如图为红框内的7个碳原子:,故B正确;由结构简式可知,α-氰基丙烯酸异丁酯分子中双键碳原子的杂化方式为sp2杂化、氰基碳原子的杂化方式为sp杂化、饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化,共有3种,故C错误;由结构简式可知,α-氰基丙烯酸异丁酯分子中不含有连接4个不同原子或原子团的手性碳原子,故D错误;故选B。
10. 用代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 26 g的乙炔和苯混合物分别完全燃烧,均消耗2.5个氧气分子
B. 标准状况下,2.24 L 的原子总数为0.1
C. 6 g 中所含Si−O键的数目为0.2
D. 1 ml CO中含π键数目为
【答案】A
【解析】乙炔和苯实验式为CH,26 g的乙炔和苯混合物分别完全燃烧,均消耗个氧气分子,故A正确;标准状况下,是液态,无法计算物质的量,故B错误;1ml二氧化硅中有4mlSi−O键,则6 g(物质的量为0.1ml)中所含Si−O键的数目为0.4,故C错误;CO和氮气互为等电子体,则1 ml CO中含π键的数目为2,故D错误。综上所述,答案为A。
11. X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,短周期中M电负性最小,Z与Y、Q相邻,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,下列说法不正确的是
A. 沸点:
B. 第一电离能:Y>Z
C. 化学键中离子键成分的百分数:
D. 与离子空间结构均为三角锥形
【答案】D
【解析】X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,则X为H元素;短周期中M电负性最小,则M为Na元素;Z与Y、Q相邻,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,则基态Z原子的电子排布为,即Z为O元素,则Y为N元素、Q为S元素,据此解答。
X为H元素、Z为O元素、Q为S元素,X2Z、X2Q分别为H2O、H2S,因水分子能形成分子间氢键,硫化氢不能形成分子间氢键,则水分子的分子间作用力大于硫化氢,所以沸点:X2Z>X2Q,A正确;Y为N元素、Z为O元素,同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,其第一电离能大于右边相邻元素,则氮元素的第一电离能大于氧元素,即第一电离能:Y>Z,B正确;Z为O元素、M为Na元素、Q为S元素,离子化合物中形成物质的元素电负性的差值越大,离子键百分数越大,因氧元素的电负性大于硫元素,则氧化钠中离子键成分的百分数大于硫化钠,即化学键中离子键成分的百分数:M2Z>M2Q,C正确;Y为N元素、Z为O元素、Q为S元素,、分别为、,中氮原子的价层电子对数为3,孤对电子对数为0,其空间结构为平面三角形;中硫原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为1,其空间结构为三角锥形,D错误;故选D。
12. 下列“类比”结果正确的是
A. 分子中存在键,化学性质稳定,则的化学性质稳定
B. 聚乙烯不能使溴水褪色,则聚乙炔也不能使溴水褪色
C. 的空间构型为V形,则的空间构型也为V形
D. 空间构型为正四面体,键角为109°28′,则正四面体形的白磷分子的键角也为109°28′
【答案】C
【解析】氮气分子中存在键能很大的氮氮三键,破坏化学键需要消耗很大的能量,化学性质稳定,而乙炔分子中碳碳三键的2个π键容易断裂,结构不稳定,化学性质活泼,故A错误;聚乙烯分子中不含有碳碳双键,不能与溴水发生加成反应使溶液褪色,而聚乙炔分子中含有碳碳双键,能与水发生加成反应使溶液褪色,故B错误;二氧化硫和臭氧的原子个数都为3、价电子数都为18,两者互为等电子体,等电子体具有相同的空间构型,二氧化硫分子中硫原子的价层电子数为3、孤对电子对数为1,分子的空间构型为V形,所以臭氧的空间构型也为V形,故C正确;甲烷分子空间构型为正四面体形,键角为109°28′,而正四面体形的白磷分子的键角为键角为60°,故D错误;故选C。
13. 下列说法正确的是
A. 和 属于碳架异构
B. 同样条件下,钠和乙醇的反应没有钠与水的反应剧烈,是因为乙醇分子中乙基对羟基的影响导致乙醇中的极性更强
C. 单烯烃和氢气加成后得到饱和烃,则该单烯烃有2种结构
D. 和 属于同类有机物
【答案】C
【解析】 和 分子中含有碳原子最长碳链都含有5个碳原子,侧链都1个甲基,名称都为2—甲基丁烷,两者是同种物质,故A错误;同样条件下,钠和乙醇的反应没有钠与水的反应剧烈,是因为乙醇分子中乙基对羟基的影响导致乙醇中O-H的极性更弱,故B错误;由结构简式可知,一定条件下与氢气发生加成反应生成的烯烃可能为和,共有2种,故C正确;属于酚类,属于芳香醇,两者不是同类有机物,故D错误;故选C。
14. 已知:发生水解反应的机理如图,下列叙述正确的是
A. 与的中心原子的杂化方式不同
B. 脱水后加热分解得到的晶体中最小的环是六元环
C. 是由极性键构成的极性分子
D. 也能按照上述机理发生水解反应
【答案】C
【解析】中Si原子的价电子对数为,为sp3杂化,中O原子的价电子对数为,为sp3杂化,杂化方式相同,A错误;二氧化硅晶体中两个硅原子间有一个氧原子,最小环为十二元环,B错误;中只存在极性键,同时根据结构可知,其正负电荷中心不重合,为极性分子,C正确;C原子只有两个电子层,没有d轨道,不能形成sp3d杂化,因此CCl4无法按照上述机理发生水解反应,D错误;故选C。
15. 氯化钠、金刚石、干冰、石墨四种晶体的结构模型如图所示,下列说法正确的是
A. 在NaCl晶体中,每个晶胞含有4个NaCl分子
B. 在金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数的比为1:4
C. 干冰晶胞中,1个分子周围与它距离最近且等距的分子有12个
D. 石墨是混合型晶体,层间是范德华力,所以,石墨的熔点低于金刚石
【答案】C
【解析】由图可知,1个NaCl晶胞中含有4个Na+和4个Cl-,不存在NaCl分子,故A错误;在金刚石晶体中,每个碳原子形成4个碳碳键,每个碳碳键属于2个碳原子共有,则平均每个碳原子形成2个碳碳键,即碳原子与碳碳键个数的比为1:2,故B错误;CO2晶胞为面心立方晶胞,配位数为12,1个CO2分子周围与它距离最近且等距的分子有12个,故C正确;石墨晶体层内是共价键,层间是范德华力,融化时要破坏共价键和范德华力,而石墨中的共价键键能大于金刚石,故石墨的熔点高于金刚石,故D错误;答案选C。
16. 共价化合物中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:,下列说法不正确的是
A. 的结构式为
B. 为非极性分子
C. 该反应中配位能力大于氯
D. 比更难与发生反应
【答案】D
【解析】由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知,分子的结构式为,故A正确;由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知,分子的结构式为,则双聚氯化铝分子为结构对称的非极性分子,故B正确;由反应方程式可知,氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位键,配位能力大于氯原子,故C正确;溴元素的电负性小于氯元素,原子的原子半径大于氯原子,则铝溴键弱于铝氯键,所以双聚溴化铝的铝溴键更易断裂,比双聚氯化铝更易与氨气反应,故D错误;故选D。
非选择题部分
二、非选择题(本大题共5小题,共52分)
17. 根据物质结构性质相关知识请回答下列问题:
(1)基态的价层电子排布式:___________。
(2)判断的键角___________的键角。(填“>”、“
(3)正四面体
(4)因为是离子晶体,是分子晶体,离子键强于分子间作用力
(5)①. 12 ②. () ③.
【解析】
【小问1详解】
原子序数是26,则基态的价层电子排布式:3d6;
【小问2详解】
中B是sp2杂化,是平面三角形,键角为120度,中N为sp3杂化,有一个孤对电子,是三角锥,键角约为107.3度,因此键角:>;
【小问3详解】
中P的价层电子对数为:,即sp3杂化,无孤对电子,则空间结构名称为正四面体;
【小问4详解】
因为是离子晶体,是分子晶体,所以熔点比熔点高很多,离子键强于分子间作用力;
【小问5详解】
从磷化镓的晶胞结构可知,镓原子在顶点和面心,与镓原子距离最近且相等的镓原子有12个;根据A和B点坐标和晶胞结构可知,C点坐标为();一个晶胞中有4个镓原子和4个P原子,一个晶胞的质量为,一个晶胞的体积为(a×10-10)3cm3,则晶胞密度为g/cm3。
18. 化合物X由两种元素组成,相对分子质量的范围在100~200间,所有数据均为标准状况下测得,部分产物省略。
已知:①气体A是一种常见的烃,B为二元化合物,E→F为加聚反应。
②
(1)白色固体B的化学式为___________;
(2)A→C的反应类型为___________;F的结构简式为___________。
(3)下列说法正确的是
A. 实验室可用电石和饱和食盐水来制备气体A
B. 化合物D不能使溴水褪色
C. 无色气体G是酸性氧化物
D. 白色沉淀M中加入氨水后能溶解
(4)写出由沉淀I到深蓝色溶液K的离子方程式___________。
(5)根据H→I→K的现象,给出相应的三种微粒与阳离子结合由弱到强的排序___________。
【答案】(1)CuCl
(2)①.加成反应 ②. (3)AD
(4)Cu(OH)2+4 NH3·H2O =[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O
(5)NO<OH—<NH3
【解析】由H→I→K的实验现象可知,化合物X、B、H、I、J、K中含有铜元素,固体J的质量为0.8g,由铜原子个数守恒可知,X、B中铜元素的物质的量为×2=0.02ml,气体A是一种常见的烃,则X中含有碳元素,由X的质量可知,碳元素的物质的量为=0.02ml,则X中铜元素和碳元素的物质的量比为0.02ml:0.02ml=1:1,X的最简式为CuC,设X的化学式为(CuC)n,由X的相对分子质量的范围在100~200间可得:1.3<n<2.6,则X的化学式为Cu2C2;由B的质量为1.99g可知,B中氯元素的物质的量为=0.02ml,则B中铜元素和氯元素的物质的量比为0.02ml:0.02ml=1:1,B的化学式为CuCl;由物质的转化关系可知,X为碳化亚铜、A为乙炔、B为氯化亚铜、C为丙烯腈、D为丙烯酸、E为丙烯酸甲酯、F为聚丙烯酸甲酯、G为一氧化氮、H为硝酸铜、I为氢氧化铜、J为氧化铜、K为硫酸四氨合铜、M为氯化银。
【小问1详解】
由分析可知,B为化学式是CuCl的氯化亚铜;
【小问2详解】
由物质的转化关系可知,A→C的反应为乙炔与氢氰酸发生加成反应生成丙烯腈,F的结构简式为;
【小问3详解】
A.碳化钙能与水反应生成氢氧化钙和乙炔,为控制反应速率得到平稳的乙炔气流,实验室常用电石和饱和食盐水反应制取乙炔,故正确;
B.丙烯酸分子中含有的碳碳双键能与溴水发生加成反应使溴水褪色,故错误;
C.一氧化氮是不成盐氧化物,不是酸性氧化物,故错误;
D.氯化银能与加入的氨水反应生成银氨络离子、氯离子和水,故正确;
故选AD;
【小问4详解】
由物质的转化关系可知,沉淀 I到深蓝色溶液 K的反应为氢氧化铜与氨水反应生成四氨合铜离子、氢氧根离子和水,反应的离子方程式为Cu(OH)2+4 NH3·H2O =[Cu(NH3)4]2++2OH—+4H2O;
【小问5详解】
由物质的转化关系可知,H→I→K的转化关系为硝酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜沉淀、氢氧化铜与氨水反应生成四氨合铜离子,则硝酸根离子、氢氧根离子、氨分子结合铜离子的强弱顺序为NO<OH—<NH3。
19. 光气(COCl2)是一种重要的有机中间体,在农药、医药、工程塑料等方面都有应用。反应CHCl3+H2O2→COCl2+HCl+H2O可以制备光气。试回答:
(1)CH4和Cl2发生取代反应可以得到CH2Cl2、CHCl3和CCl4液体混合物,分离提纯的方法是______。
(2)H2O2的电子式为______,属于______分子(填极性或非极性)。
(3)光气的结构式为中心原子C的杂化方式为______,分子中含有______个σ键,______个π键。
(4)沸点:CHCl3______H2O2(填“>”或“<”),原因是_____。
【答案】(1)蒸馏 (2)①. ②. 极性
(3)①. sp2 ②. 3 ③.
(4)①.< ②.H2O2分子间存在氢键
【解析】
【小问1详解】
CH2Cl2、CHCl3和CCl4都是油状液体,可以利用它们沸点的不同进行分离,故分离提纯的方法为蒸馏。
故答案为:蒸馏。
【小问2详解】
H2O2分子中,1个氧原子分别与1个氢原子共用一个电子对,两个氧原子之间共用一个电子对,电子式为:,属于极性分子。
故答案为:,极性。
【小问3详解】
在光气分子中,中心碳原子分别以1个δ键与2个Cl原子及一个O原子结合,余下一个电子与O余下的一个电子形成π键,故C的杂化方式为sp2,分子中含有3个δ键和1个π键。故答案为:sp2,3,1。
【小问4详解】
因为H2O2分子间存在氢键(形成原子:N、O、F),故沸点:CHCl3<H2O2。
故答案为:<,H2O2分子间存在氢键。
20. 某研究小组用10.6 g苯甲醛制备苯甲醇与苯甲酸,发生如下反应:
(苯甲醛)2(苯甲醇)
充分反应后,将所得到的反应液按如图步骤处理:
下表列出了有关物质的部分物理性质:
(1)操作Ⅰ的名称为_______。
(2)操作Ⅱ为蒸馏,蒸馏装置如下图所示,其中温度计所处的正确位置是_______(填“a”或“b”或“c”)。方框甲内未画出的仪器为_______。
(3)重结晶过程为热水溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。其中趁热过滤的目的是_______。
(4)下列仪器中,可鉴别苯甲酸和苯甲醇的是_______。
A. 元素分析仪B. 红外光谱仪C. 质谱仪D. 核磁共振氢谱
(5)最终得到苯甲酸产品4.0 g,则苯甲酸的产率为_______%(保留小数点后1位)。(产率)
(6)如何检验重结晶后的苯甲酸晶体中,无机物杂质是否完全除尽?写出实验方案的具体操作_______。
【答案】(1)分液 (2)①.b ②.直形冷凝管
(3)过滤出活性炭和其他不溶性杂质,同时苯甲酸不析出 (4)BCD
(5)65.6% (6)取少量样品于试管中,加入适量的水溶解,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则无机杂质已完全除尽
【解析】苯甲醛与氢氧化钠反应,生成的产物为苯甲醇()和苯甲酸钠(),即反应液中存在苯甲醇()和苯甲酸钠(),在反应液中加入乙醚,经过萃取分液后得到有机相和水相,有机相中含有苯甲醇(),经过蒸馏可得到相对纯净的苯甲醇,水相中存在苯甲酸钠(),加入盐酸酸化后得到苯甲酸()的粗品,经过重结晶可得到纯净的苯甲酸()。
【小问1详解】
根据分析可知,操作Ⅰ为分液;
【小问2详解】
操作Ⅱ为蒸馏,再蒸馏操作中,温度计的水银球应置于蒸馏烧瓶的支管口处,以便测量蒸气的温度,故选择b;蒸馏操作中用到的装置为蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管、锥形瓶等,方框内未画出的仪器为直形冷凝管;
【小问3详解】
由表格中的物理性质可知苯甲酸微溶于冷水,在重结晶过程中加热,促进了苯甲酸的溶解,趁热过滤能很好地分离除去活性炭和其他不溶性杂质,防止降温冷却后苯甲酸结晶析出;
【小问4详解】
苯甲酸与苯甲醇组成元素种类相同,用元素分析仪无法进行区分;苯甲酸中的官能团为羧基,苯甲醇中的官能团为醇羟基,二者但官能团的种类不同,可通过红外光谱仪区分;二者相对分子质量不同,可通过质谱仪区分;二者氢原子的化学环境不同,可通过核磁共振氢谱仪区分,故可鉴别苯甲酸和苯甲醇的为红外光谱仪、质谱仪和核磁共振氢谱仪,答案选BCD;
【小问5详解】
根据反应(苯甲醛)2(苯甲醇) 可知,2ml可生成1ml,10.6g参与反应,理论上可生成的质量为,则苯甲酸的产率为;
【小问6详解】
苯甲酸钠中加入稀盐酸酸化后可生成苯甲酸,因此苯甲酸中会混有,经过重结晶后得苯甲酸若纯净则不存在,故可通过检验是否存在来确定杂质是否完全除尽,因此可取少量的重结晶后的样品置于洁净的试管中,加入适量水溶解,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则证明杂质已完全除尽。
21. 某化学小组为测定样品有机物G 的组成和结构,设计如图实验装置:
步骤:
① 搭建装置,检测装置的气密性;
② 准确称取4.3g样品有机物G放于电炉中;
③ 打开K1;关闭K2,让A装置反应一段时间后,再关闭K1打开K2;
④ 电炉通电,充分燃烧后产物只有水和二氧化碳,且被充分吸收;
⑤ 样品完全燃烧后,电炉断电,继续让A装置反应一段时间后再停止;
⑥ 测定装置D质量增加2.7g,U形管E质量增加8.8g;
⑦ 拿样品G去相关机构做质谱、红外光谱和核磁共振氢谱,谱图如下所示。
回答下列问题:
(1)装双氧水的仪器的名称是______ 。装置F 中碱石灰的作用是______。
(2)有机物G的分子式为______ ,结构简式为 _______。
(3)有机物G的一些同分异构体能与碳酸氢钠溶液发生反应有气体生成,写出符合条件的G的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构) ______。
(4)下列说法正确的是
A. 若删除装置A,改成通空气,对分子式测定实验结果无影响
B. 装置B和D 都可以用装有碱石灰的装置E 替代
C. 如果没有CuO,可能导致装置E所测物质的质量偏低
D. 如果没有步骤⑤,导致测量的分子式中氧元素含量偏高
【答案】(1)①.分液漏斗 ②.防止空气中的CO2和水蒸气进入装置E中,干扰实验结果
(2)①.C4H6O2 ②.HCOOCH=CHCH3
(3)CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH、CH2=C(CH3)COOH、
(4)CD
【解析】装置A用于制取O2,起初通O2,是为了排尽装置内的空气,后来通O2,促使有机物样品充分燃烧;装置B用于干燥O2,装置C使有机物样品充分燃烧;装置D用于吸收燃烧生成的水蒸气,装置E用于吸收燃烧生成的二氧化碳,装置F用于防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入E装置,干扰实验结果。
【小问1详解】
装双氧水的仪器带有活塞,名称是分液漏斗。装置D中的碱石灰也能吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,使燃烧产物的质量产物偏差,则装置F 中碱石灰的作用是防止空气中的CO2和水蒸气进入装置E中,干扰实验结果。答案为:分液漏斗;防止空气中的CO2和水蒸气进入装置E中,干扰实验结果;
【小问2详解】
n(CO2)==0.2ml,n(H2O)==0.15ml,则n(C)=0.2ml,n(H)= 0.3ml,n(O)==0.1ml,从而得出C:H:O=2:3:1,G的实验式为C2H3O,由质核比可得出G的相对分子质量为86。设G的分子式为(C2H3O)n,n==2,有机物G的分子式为C4H6O2,由红外光谱可确定G分子中含有-CH3、碳碳双键、酯基,由核磁共振氢谱可确定G分子中含有4种氢原子,且峰面积之比为3:1:1:1,从而得出G的结构简式为HCOOCH=CHCH3。答案为:C4H6O2;HCOOCH=CHCH3;
【小问3详解】
有机物G的一些同分异构体能与碳酸氢钠溶液发生反应有气体生成,则其含有-COOH,则符合条件的G的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构)为: CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH、CH2=C(CH3)COOH、。答案为:CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH、CH2=C(CH3)COOH、;
【小问4详解】
A.若删除装置A,改成通空气,则空气中的CO2、水蒸气也会被浓硫酸和碱石灰吸收,对分子式测定实验结果有影响,A不正确;
B.装置B用于吸收O2中的水蒸气,可以用碱石灰代替,D装置用于吸收燃烧生成的水蒸气,但不能吸收二氧化碳,所以不能用装有碱石灰的装置E替代,B不正确;
C.如果没有CuO,燃烧生成的CO不能转化为CO2,可能导致装置E所测物质的质量偏低,C正确;
D.如果没有步骤⑤,实验测得的水和二氧化碳的质量偏低,从而使C、H元素的含量偏低,分子式中氧元素含量偏高,D正确;
故选CD。答案为:CD。熔点/℃
>1000
77.75
122.3
物质
相对分子质量
溶解性
苯甲醇
108
在水中溶解度较小,易溶于醚、醇
苯甲醛
106
微溶于水,易溶于醇、醚
苯甲酸
122
苯甲酸微溶于冷水,易溶于醚、醇
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