山东省泰安市2021-2022学年高二下学期期末考试化学试题含解析
展开山东省泰安市2021-2022学年高二下学期期末考试化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.2022年2月举行的北京冬奥会中,处处尽显化学魅力。下列有关说法错误的是
A.“飞扬”火炬外壳是密度小且耐高温的碳纤维复合材料,其中碳纤维是有机高分子材料
B.坐板外壳内装有石墨烯片,通过实时通电保持合适温度,石墨烯是新型无机非金属材料
C.防切割竞赛服里面的剪切增稠液体的原料之一是聚乙二醇,可由乙二醇经缩聚反应制得
D.二氧化碳跨临界直冷制冰系统,减少了传统制冷剂对臭氧层的破坏,还可对制冰过程中产生的大量余热回收再利用
2.下列化学用语正确的是
A.硝基苯的结构简式: B.CH2Cl2的电子式:
C.sp2杂化轨道模型: D.果糖的分子式:C12H22O11
3.下列对相应实验事实的理论解释正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
CO2为直线形分子
CO2分子中C=O是极性键
B
H2O的沸点高于NH3
H-O键键能大于H-N键键能
C
氯化铝的熔点低于氧化铝
氯离子半径大,氯化铝晶格能小
D
N的第一电离能大于O
N的2p能级半充满状态,更稳定
A.A B.B C.C D.D
4.如图所示是叶绿素的结构示意图,下列有关叙述正确的是
A.该叶绿素是高分子化合物 B.该叶绿素可将光能转化为化学能
C.该叶绿素不含配位键 D.该叶绿素分子中所有的碳原子一定共平面
5.下列说法不正确的是
A.σ键是轴对称的,π键是镜像对称的
B.在气体单质中,一定有σ键,可能有π键
C.两个原子间形成共价键时,最多有一个σ键
D.乙烯中C=C键的键能小于乙烷中C-C键的键能的2倍
6.下列说法正确的是
A.与互为同系物
B.的一氯代物有4种
C.和互为同分异构体
D.CH3-CH=CH2和CH2=CH-CH=CH2与HCl加成的产物均为2种
7.下列关于晶体的说法不正确的是
A.共价晶体硬度通常比分子晶体大
B.离子晶体一般熔、沸点较高,熔融时能导电
C.分子晶体大多不溶于水,熔融时不能导电
D.金属晶体一般具有良好的导电性、导热性和延展性
8.汉黄芩素具有抗病毒作用,其结构简式如图所示。下列关于汉黄芩素的说法正确的是
A.含有4种含氧官能团 B.能与溴的四氯化碳溶液发生反应
C.与NaOH溶液不反应 D.该物质可发生取代反应、加成反应和消去反应
9.某物质的化学式为XWZY4,X和Y为第二周期主族元素,Z为第三周期主族元素,Z原子的核外电子数是Y与X原子核外电子数之差的3倍,W3+遇KSCN溶液呈血红色,ZY结构式如图所示,下列叙述正确的是
A.XWZY4具有还原性 B.原子半径:Y>Z>X
C.简单氢化物的稳定性:Z>Y D.W元素在元素周期表中位于ds区
10.5-氨基四唑硝酸盐受热迅速生成以N2为主的环境友好型气体,并放出大量的热,是制造HTPB火箭推进剂的重要原料。该盐结构简式如图,其中五元环为平面结构,下列说法正确的是
A.阴离子的空间构型为三角锥形
B.该化合物难溶于水
C.该化合物中五元环上的5个原子的杂化方式都相同
D.该化合物存在类似于苯分子的大π键,化学性质比较稳定
11.化合物Z是一种具有广谱抗菌活性的药物,其合成反应如图。下列说法错误的是
A.Z分子中含2个手性碳原子
B.1molZ最多能与6molNaOH反应
C.X、Y、Z三种分子均存在顺反异构体
D.X分子间能形成下列氢键:O-H…O、N-H…N
12.已知有如图晶体结构:
下列有关晶体的叙述中,错误的是
A.在冰中,一个水分子周围有4个紧邻的水分子
B.金刚石晶体中碳原子所连接的最小环为六元环
C.石墨晶体的二维结构,碳原子的配位数是3,采取杂化
D.在晶体里,每个周围有6个距离最近且相等的
13.室温下,通过下列实验探究苯酚(C6H5OH)的性质。
实验1:向苯酚钠溶液中通入足量CO2,溶液变浑浊
实验2:向苯酚浊液中加入少量Na2CO3固体充分反应后,得澄清溶液且无气体产生
实验3:将浓度均为0.1mol·L苯酚和苯酚钠溶液等体积混合,测得混合液的pH为10
下列有关说法不正确的是
A.由实验1可得出:Ka1(H2CO3)>Ka(C6H5OH)>Ka2(H2CO3)
B.实验2中发生反应的离子方程式:C6H5OH+→C6H5O-+
C.实验2所得溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c()+2c()+c(C6H5O-)+c(OH-)
D.实验3所得混合溶液中:c(C6H5OH)>c(Na+)>c(C6H5O-)
二、多选题
14.下列实验操作能达到相应实验目的的是
选项
实验操作
实验目的
A
在含少量苯酚的苯中加入NaOH溶液,充分振荡后再分液
提纯苯
B
向CH3CH=CHCH2CHO中滴加溴水
检验该有机物中含碳碳双键
C
分别向水、乙醇中加入颗粒大小相近的钠粒
探究水、乙醇中H-O键断裂的难易程度
D
加热KOH、乙醇和2-溴丙烷的混合物,并将气体通入酸性高锰酸钾溶液中
验证消去反应的产物是丙烯
A.A B.B C.C D.D
15.Boger吡啶合成反应是指1,2,4-三唑和亲双烯体在四氢吡咯的催化作用下,经杂原子Diels-Alder反应再脱氮生成吡啶的反应。反应机理如图:
下列说法错误的是
A.步骤1,3为加成反应 B.步骤2,4,5为消去反应
C.步骤1的产物能发生取代反应和加聚反应 D.步骤5的产物中最多有5个碳原子共平面
三、结构与性质
16.砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)等材料,可以直接把光能转化成电能。回答下列问题:
(1)元素As与N同族,预测As的氢化物分子的空间构型为____;键角:AsH3____NH3(填“>”、“<”或“=”)。
(2)经X射线衍射实验证明TeF6分子呈八面体结构,则Te原子的杂化类型为___(填序号)。
a.sp3 b.sp3d2 c.d2sp3 d.sp3d
TeF6与SF6具有相似的结构,则相同状况下的熔沸点:TeF6___SF6(填“>”、“<”或“=”)。
(3)二硒键和二硫键是重要的光响应动态共价键,其光响应原理可用图表示,已知光的波长与其能量成反比,则图中实现光响应的波长:λ1____λ2,(填“>”或“<”或“=”),其原因是____。
(4)CdTe的晶胞属立方晶系,晶胞参数如图1所示。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。如原子M的坐标为(0,0,0),则原子N的坐标为____。
该晶胞沿其面对角线方向上的投影如图2所示,则代表Te原子的位置是____(填序号),晶胞中原子9和11之间的距离为____。
17.I.提取维生素C常用萃取的方法,有机物A是常用的有机萃取剂,使用现代分析仪器对其分子结构进行测定,相关结果如图:
(1)有机物A的相对分子质量是____,该有机物中含有的官能团是____。
(2)图3中两个峰的面积之比为2∶3,有机物A的结构简式是____。
(3)有机物B是A的同分异构体,能与金属钠反应放出氢气,但是不能发生催化氧化生成醛或酮,试写出有机物B的结构简式____。
II.氨硼烷(H3NBH3)是目前最具潜力的储氢材料之一。
(4)氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,它们之间存在静电相互吸引作用,称为双氢键,用“N-H…H-B”表示。以下物质之间可能形成双氢键的是____(填序号)。
a.C6H6和CHCl3 b.LiH和HCN c.B2H6和NH3 d.C2H4和C2H2
(5)硼氢化钠(BaBH4)是一种常用的还原剂,其晶胞结构如图所示:
①Na+的配位数是____。
②已知硼氢化钠晶体的密度为ρg•cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,则Na+与BH之间的最近距离为____nm(用含ρ、NA的代数式表示)。
③若硼氢化钠晶胞上、下底心处的Na+被Li+取代,得到晶体的化学式为____。
四、工业流程题
18.青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,易溶于丙酮、氯仿和苯,可溶于甲醇、乙醇、乙醚、石油醚,几乎不溶于水中,熔点为156~157℃,热稳定性差,青蒿素是高效的抗疟药。已知乙醚的沸点为35℃。从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的,主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。乙醚浸取法的主要工艺为:
请回答下列问题:
(1)对青蒿进行干燥破碎的目的是_____。操作II的名称是____。操作III的主要过程可能是____(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
(2)用下列实验装置测定青蒿素分子式的方法如图:将28.2g青蒿素样品放在硬质玻璃管C中,缓缓通入空气数分钟后,再点燃酒精灯充分反应,精确测定装置E和F实验前后的质量,根据所测数据计算。
①装置E中盛放的物质是____,装置F中盛放的物质是____。
②该实验装置可能会产生误差,造成测定含氧量偏低,改进方法是____。
③用合理改进后的装置进行实验,称得:
装置
实验前/g
实验后/g
E
22.6
42.4
F
80.2
146.2
则测得的青蒿素的最简式是_____。
(3)某学生对青蒿素的性质进行探究。将青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解量较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解量增大,且溶液红色变浅,说明青蒿素与____(填序号)具有相似的性质。
a.乙醇 b.乙酸 c.乙酸乙酯 d.葡萄糖
(4)某科研小组经多次提取青蒿素实验,认为用石油醚做溶剂较为适宜,实验中通过控制其他实验条件不变,来研究原料的粒度、提取时间和提取温度对青蒿素提取速率的影响。
由图可知控制其他实验条件不变,最佳原料粒度、提取时间和提取温度为_____(填序号)。
a.80目、100min、50℃ b.60目、120min、50℃ c.60目、120min、55℃
(5)在青蒿素发现、提取和合成研究之后,相继开发出其衍生物:二氢青蒿素、青蒿琥酯钠等。该类衍生物与青蒿素相比,具有____的优点,可显著提高疗效。
五、实验题
19.肉桂酸是香料、化妆品、医药、塑料和感光树脂等的重要原料。实验室可用苯甲醛和乙酸酐、醋酸钠等原料经下列反应制取肉桂酸,其中苯甲醛为无色油状液体。已知:
苯甲醛
乙酸酐
肉桂酸
乙酸
溶解度(25℃,g/100g水)
0.3
遇水易水解成乙酸
0.04
互溶
沸点(℃)
179.6
138.6
300
118
相对分子质量
106
102
148
60
I.合成:反应装置如图所示。向三颈烧瓶中先后加入研细的无水醋酸钠、4.8g苯甲醛和5.6g乙酸酐,振荡使之混合均匀。在150~170℃加热1小时,保持微沸状态。
(1)仪器A的名称为____。
(2)空气冷凝管的作用是____,该装置加热要控制反应呈微沸状态,如果剧烈沸腾,会导致肉桂酸产率降低,可能的原因是____。
(3)不能把无水CH3COONa换成CH3COONa•3H2O的原因是____。
II.粗品精制:已知水蒸气蒸馏是分离提纯有机化合物的重要方法之一,在水蒸气蒸馏操作中,水蒸气起到载热体和降低沸点的作用,可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的。
将上述反应后得到的混合物趁热倒入圆底烧瓶中,进行下列操作:
a.在搅拌下,向反应液中加入20mL水
b.再慢慢加入碳酸钠溶液
c.然后进行水蒸气蒸馏
d.待烧瓶内溶液冷却至室温,在搅拌下,加入盐酸酸化,析出大量晶体,过滤,洗涤,干燥。
(4)饱和Na2CO3溶液的作用有____。水蒸气蒸馏可除去的杂质是____;如何判断蒸馏终点____。
(5)若得到的肉桂酸晶体产品不纯,应采用____法可得到纯度更高的产品。
(6)若最后得到纯净的肉桂酸5.2g,则该反应中的产率是____(保留两位有效数字)。
六、有机推断题
20.环氧树脂黏合剂具有黏合强度高、收缩率低、化学性质稳定等优点,对金属、陶瓷及木材等均具有较好的黏合力,具有“万能胶”的美誉。以下是该黏合剂的合成路线:
已知:+CH3Cl+HCl
(1)A中含氧官能团的名称是____。
(2)D的结构简式为____。
(3)反应④的反应类型是____。
(4)反应⑥的反应方程式为_____。
(5)C的同分异构体有____种(填序号,已知有机物中O不能与Cl连接,碳碳双键不能与-OH连接)。
a.9 b.12 c.13 d.17
其中核磁共振氢谱有两组峰,且峰面积比为4∶1的同分异构体的结构简式为_____。
(6)请设计以苯酚、甲醛和为原料合成的合成路线_____。
参考答案:
1.A【详解】A.由碳纤维与高性能树脂两种材料组成的材料称之为复合材料,碳纤维是新型无机非金属材料,A错误;
B.石墨烯是碳元素的一种单质,是一种新型无机非金属材料,B正确;
C.聚乙二醇是由乙二醇经过缩聚反应制得,C正确;
D.临界状态的二氧化碳蒸发需吸收大量的热,因此二氧化碳跨临界直冷制冰利用了此性质,D正确;
故选A。
2.C【详解】A.硝基苯中硝基中的N原子与苯环的C原子相连,则其的结构简式为:,A错误;
B.CH2Cl2中Cl含有三对孤电子对,则其的电子式为:,B错误;
C.sp2杂化由1个s轨道2个p轨道参与杂化,其杂化轨道模型:,C正确;
D.果糖是单糖,其分子式为:C6H12O6,D错误;
故选C。
3.D【详解】A.CO2中C原子价层电子对数为2+=2,C原子采用sp杂化,为直线形分子,A错误;
B.两者均为分子晶体,相对分子质量越大沸点越大,故H2O的沸点高于NH3,B错误;
C.氯化铝为分子晶体、氧化铝为离子晶体,故氯化铝的熔点低于氧化铝,C错误;
D.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故N、O的第一电离能大小:N>O;D正确;
故选D。
4.B【详解】A.高分子化合物的质量分数在10000以上,A错误;
B.植物体内的叶绿素可将光能转化为化学能,B正确;
C.该叶绿素中,Mg原子与N原子形成配位键,C错误;
D.分子中的乙基、与酯基相连的C原子均为sp3杂化,因此分子中的所有碳原子可能不共平面,D错误。
故本题选B。
5.B【详解】A.σ键以头碰头方式重叠,为球形对称,轴对称,π键以肩并肩方式重叠,为镜像对称,A正确;
B.稀有气体为单原子分子,不存在化学键,B错误;
C.两个原子在形成共价键时只有一个σ键,其他可能含有一个π键(如碳碳双键),也可能含有两个π键(如碳碳三键),C正确;
D.碳碳双键中一个是π键,一个是σ键,碳碳单键是σ键,π键的键能一般小于σ键,所以乙烯中C=C键的键能小于乙烷中C-C键的键能的2倍,D正确;
故选B。
6.B【详解】A.前者属于酚类物质,后者属于醇类物质,两者不是同一类物质,不是同系物,A错误;
B.氯原子分别位于甲基的邻位,间位,对位,甲基上,一共4中情况,B正确;
C.两者的名称都是2—甲基丁烷,是同一种物质,C错误;
D.前者和氯化氢加成可以生成CH3CH2CH2Cl,CH3CHClCH3,有两种结构。后者和氯化氢可以生成CH3CHCl-CH=CH2,CH2ClCH2-CH=CH2,CH3CH=CHCH2Cl,一共3种结构,D错误;
故选B。
7.C【详解】A.共价晶体硬度通常比分子晶体大,故A不符合题意;
B.离子晶体一般熔、沸点较高,熔融时能导电,故B不符合题意;
C.分子晶体有些难溶于水(如大多数有机物),有些能溶于水(如CO2、 SO2、SO3,C2H5OH、CH3COOH、葡萄糖等),故C符合题意;
D.金属晶体一般具有良好的导电性、导热性和延展性,故D不符合题意;
故选C。
8.B【详解】A.根据有机结构简式判断其中含有酚羟基、醚键、羰基共3种含氧官能团,A错误;
B.结构中含有碳碳双键,可以和溴发生加成反应,B正确
C.结构中含有酚羟基,可以和氢氧化钠反应,C错误;
D.该物质含有酚羟基、碳碳双键,可发生取代反应,加成反应,但是不能发生消去反应,D错误;
故选B。
9.A【分析】X和Y为第二周期主族元素,根据ZY结构式,Y能形成2个共价键,Y是O元素;Z能形成5个共价键,Z为第三周期主族元素,Z是P元素;Z原子的核外电子是Y与X原子核外电子数之差的3倍,X是Li元素;W3+遇KSCN溶液呈血红色,W是Fe元素。
【详解】A.LiFePO4中Fe显+2价,具有还原性,故A正确;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同,质子数越多半径越小,原子半径:P>Li>O,故B错误;
C.非金属性越强,简单氢化物越稳定,稳定性:H2O>PH3,故C错误;
D.由分析可知W为Fe,为26号元素,位于d区,故D错误;
故选A。
10.D【详解】A.硝酸根中,N和O均为sp2杂化,因此其空间构型为平面三角形,A错误;
B.硝酸盐易溶于水,B错误;
C.由图可知,该化合物五元环上以双键相连的C、N原子均为sp2杂化,以单键连接的C为sp3杂化,故C错误;
D.该化合物存在类似于苯分子的大π键,化学性质比较稳定,D正确。
故本题选D。
11.A【详解】A.手性碳原子为饱和碳原子,连有4个不同的基团,故Z分子中只含有1个手性碳原子,如图 ,A错误;
B.根据Z的结构简式,1molZ分子含有2mol酚羟基、1mol酯基、1mol羧基和1mol—CONH—,均能与NaOH反应,同时分子中酯基与NaOH反应后会生成酚羟基,因此多消耗1molNaOH,故1molZ最多能与6molNaOH反应,B正确;
C.由X、Y、Z的结构简式可知,三种分子均存在碳碳双键,且双键碳原子一端连有不同的原子或原子团,因此均存在顺反异构体,C正确;
D.由X的结构简式可知,X分子中含有O—H、N—H、N、O,因此X分子间可形成的氢键有:O—H…O、N—H…N、O—H…N、N—H…O,D正确;
故选A。
12.D【详解】A.在冰中,水分子之间可以形成氢键,一个水分子周围有4个紧邻的水分子,A正确;
B.如图:金刚石晶体中碳原子所连接的最小环为六元环,B正确;
C.石墨晶体中存在大π键,碳原子的配位数是3,采取 sp2 杂化,C正确;
D.在 NaCl 晶体里,每个 Na+ 周围有12个距离最近且相等的 Na+,D错误;
故选D。
13.A【分析】实验1:向苯酚钠溶液中通入足量CO2,溶液变浑浊,则有苯酚生成,说明碳酸的酸性大于苯酚;
实验2:向苯酚浊液中加入少量Na2CO3固体充分反应后,得澄清溶液为苯酚钠,且无气体产生,说明苯酚和Na2CO3生成苯酚钠和碳酸氢钠、不生成二氧化碳,说明苯酚电离程度大于碳酸氢钠;
实验3:将浓度均为0.1mol·L苯酚和苯酚钠溶液等体积混合,测得混合液的pH为10,则c(H+)
B. 据分析,实验2中发生反应的离子方程式:C6H5OH+→C6H5O-+,B正确;
C. 由电荷守恒可知,实验2所得溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c()+2c()+c(C6H5O-)+c(OH-),C正确;
D. 实验3混合液的pH为10, c(H+)
答案选A。
14.AC【详解】A.苯酚可以和氢氧化钠反应生成苯酚钠,生成物可溶于水中,通过分液可以除去,A正确;
B.该物质结构中含有醛基,可以被单质溴氧化而使溴水褪色,碳碳双键也可以和溴发生加成反应而使溴水褪色,故不能检验该有机物中含碳碳双键,B错误;
C.水和钠剧烈反应,乙醇和钠反应比较缓慢,且反应过程中,都是断裂O—H键,故可以探究水、乙醇中H-O键断裂的难易程度,C正确;
D.该反应中用到了易挥发的乙醇,乙醇和产物丙烯都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,故不能验证消去反应的产物是丙烯,D错误;
故选AC。
15.CD【详解】A.步骤1,3均存在双键的断裂,则均为加成反应,A项正确;
B.步骤2,4,5均为一个有机物反应后生成两个物质,则均为消去反应,B项正确;
C.步骤1的产物中含有羟基,可以发生酯化反应即取代反应,但是其结构中没有双键,不能发生加成反应,C项错误;
D.吡啶为平面结构,环上连的碳也共平面,则步骤5的产物中最多有7个碳原子共平面,D项错误;
故选CD。
16.(1) 三角锥形 <
(2) b >
(3) < Se原子半径比S原子大,Se-Se键的键能比S-S的小,断裂所需的最低能量小,对应的光的波长较长
(4) (,,) 7,8,11 a或a
【解析】(1)
元素As与N同族,NH3是三角锥形,则AsH3分子的立体结构为三角锥形;As与N同主族,从上往下电负性减弱,电负性越强,成键电子对越靠接中心原子,成键电子对之间斥力越大,键角越大,故键角:AsH3
经X射线衍射实验证明TeF6分子呈八面体结构,说明分子内的6个F原子排列在碲原子的周围呈八面体结构,说明碲原子有6个杂化轨道,且不同轨道杂化时,应该是能量相近的轨道之间发生杂化,故其杂化类型为:sp3d2杂化,故选b;TeF6与SF6具有相似的结构,均为分子晶体,TeF6相对分子质量大,分子间作用力强,熔沸点高,故熔沸点TeF6>SF6;
(3)
Se的原子半径比S原子大,Se—Se键键能比S—S键键能小,则光谱能量低,波长长,故入λ1<λ2,原因为:Se原子半径比S原子大,Se-Se键的键能比S-S的小,断裂所需的最低能量小,对应的光的波长较长;
(4)
结合图1,再根据原子M的坐标 (0,0,0),则原子N的坐标为;对比图1和图2可知,如果沿晶胞面对角线方向上的投影如图2所示,则代表Te原子的位置有7、8、11;对比图1和图2可知,晶胞中原子9和11之间的距离应该是Cd和Te之间的距离,应该有两种情况,一种是它们之间的最短距离,Te原子位于4个Cd构成的正四面体的重心,该正四面体的边长为晶胞面对角线的一半,则四面体的边长为pm,该晶胞中Cd原子和Te原子之间的最短距离为四面体重心到顶点的距离,则最短距离为pm;把图A中的两个Te原子和1个Cd原子连接在一起,形成的是直角三角形,,其中AB之间的距离是pm,BN之间的距离是pm,结合勾股定理可知,AN之间的距离=,故晶胞中原子9和11之间的距离为:a或a。
17.(1) 74 醚键
(2)CH3CH2OCH2CH3
(3)(CH3)3C-OH
(4)bc
(5) 8 ×107 Na3Li(BH4)4
【解析】(1)
根据质谱图分析,质荷比最大为74,所以相对分子质量为74,根据图2可知有机物A中含有醚键、烷基,其中官能团为醚键;
(2)
A为醚,醚的结构通式为CnH2n+2O,则有12n+2n+2+16=74,解得n=4,因此分子式为C4H10O,又知A两个峰面积之比为2:3,所以A的结构简式为:CH3CH2OCH2CH3;
(3)
有机物B是A的同分异构体,能与金属钠反应放出氢气,说明含有羟基,但是不能发生催化氧化生成醛或酮,说明羟基所连碳的邻位碳上没有氢原子,则其结构简式为:(CH3)3C-OH;
(4)
等电子体是指原子总数相等、价电子总数相等微粒,故与H3NBH3互为等电子体的分子C2H6,氨硼烷分子中与N相连的H呈正电性,与B原子相连的H呈负电性,它们之间存在静电相互吸引作用,称为双氢键,用“N-H…H-B”表示,根据题干所给双氢键的定义可知:
a.C6H6和CHCl3中H均显正电性,则不存在双氢键,a不合题意;
b.LiH中H显负电性,而HCN中H显正电性,即LiH和HCN可以形成双氢键,b符合题意;
c.B2H6中H显负电性,而NH3中H显正电性,则存在双氢键,c符合题意;
d.C2H4和C2H2中H均显正电性,不存在双氢键,d不合题意;
故答案为bc;
(5)
①Na+的配位数即离Na+最近的且等距离的BH个数,由晶胞示意图可知,Na+的配位数是8,故答案为:8;
②已知硼氢化钠晶体的密度为ρ g·cm-3,NA代表阿伏加德罗常数的值,由晶胞示意图可知,每个晶胞的体积为:a2×2a×10-21cm3=2a3×10-21cm3,一个晶胞中含有Na+个数为:=4,含有BH个数为:=4,则一个晶胞的质量为:g,故有,即得a=nm,而Na+与BH之间的最近距离为底面对角线的一半,故为nm,故答案为:;
③若硼氢化钠晶胞上、下底心处的Na+被Li+取代,得到晶体中一个晶胞中含有Na+个数为:=3,含有BH个数为:=4,Li+数目为:=1,该晶体的化学式为Na3Li(BH4)4,故答案为:Na3Li(BH4)4。
18.(1) 增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率 蒸馏 b
(2) CaCl2或P2O5 碱石灰 在装置F后连接一个装有碱石灰的球形干燥管,以防止空气中的CO2和水蒸气进入F装置 C15H22O5
(3)c
(4)b
(5)水溶性好
【分析】本题是一道从青蒿中提取青蒿素的工业流程题,为了增强提取效率,可以首先对青蒿进行干燥和破碎,之后用乙醚萃取其中的青蒿素,通过蒸馏分离出粗粗品,再经过处理得到精品,以此解题。
(1)
根据乙醚浸取法的流程可知,对青蒿进行干燥破碎,可以增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率,故答案为增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率;操作Ⅱ是分离互溶的液体的过程,故其名称是蒸馏;根据上面的分析可知,装置A中盛放的物质是NaOH溶液,粗品中加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤可得精品,故选b;
(2)
为了能准确测量青蒿素燃烧生成的CO2和H2O,实验前应通过装置A中装有的NaOH溶液除去CO2和H2O的空气,排除装置内的空气,防止干扰实验,E和F一个吸收生成的H2O,一个吸收生成的CO2,应先吸水后再吸收CO2,所以E内装的CaCl2或P2O5,而F中为碱石灰,而在F后应再加入一个装置G防止外界空气中CO2,和H2O进入的装置。
①根据上面的分析可知,装置E中盛放的物质是CaCl2或P2O5,装置F中盛放的物质是碱石灰,故答案为CaCl2或P2O5;碱石灰;
②根据上面的分析可知,需要防止空气中的CO₂和水蒸气进入F的装置,改进的方法是在F后连接一个装有碱石灰的干燥管或U形管,故答案为在装置F后连接一个装有碱石灰的球形干燥管,以防止空气中的CO2和水蒸气进入F装置;
③由数据可知m(H2O)=42.4-22.6=19.8g,所以n(H2O)=1.1mol,m(CO2)=146.2-80.2=66g,所以n(CO2)=1.5mol,所以青蒿素中氧原子的质量为m(O)=28.2-(2.2×1)-(1.5×12)=6g,所以n(O)=0.5mol,N(C):N(H):N(O)=1.5:2.2:0.5=15:22:5,所以最简式为C15H22O5,故答案为C15H22O5;
(3)
将青蒿素加入含有NaOH、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解量较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解量增大,且溶液红色变浅,与酯类物质的性质相似,酯类难溶于水,能在氢氧化钠溶液中水解并消耗氢氧化钠,生成了羧酸盐,溶液的碱性减弱,说明青蒿素中含有酯基,故选c;
(4)
根据原料的粒度对青蒿素提取速率的影响可知,应为60目,根据提取时间对青蒿素提取速率的影响可知,时间应为120分钟,根据提取温度对青蒿素提取速率的影响可知,温度应为50℃,故选b;
(5)
从二氢青蒿素、青蒿琥酯钠的结构中可以发现,其中含有亲水基,青蒿素中没有亲水基,故该类衍生物与青蒿素相比,具有水溶性好的优点。
19.(1)三颈烧瓶
(2) 使反应物冷凝回流 乙酸酐蒸出,反应物减少,平衡逆向移动
(3)CH3COONa•3H2O受热生成水会使乙酸酐水解
(4) 将肉桂酸转化为肉桂酸钠,溶于水,中和乙酸 苯甲醛 当馏出液澄清透明不再含有油滴时,即可断定水蒸汽蒸馏结束
(5)重结晶
(6)78%
【分析】该合成反应在150~170℃的条件下进行,反应物在这个条件下易挥发,所以需要冷凝回流,乙酸酐遇水易水解成乙酸,因此需要在无水环境下反应;
(1)
该仪器的名称为三颈烧瓶;
(2)
该反应在150~170℃的条件下进行,根据表格各物质的沸点可知,反应物在这个条件下易挥发,所以空气冷凝管作用是使反应物冷凝回流,使反应物充分反应,提高原料利用率;在150~170℃时乙酸酐易挥发,如果剧烈沸腾,乙酸酐蒸出,反应物减少,平衡逆向移动,导致产率降低;
(3)
根据信息乙酸酐遇水易水解成乙酸,而CH3COONa·3H2O受热生成水,水会使乙酸酐水解生成乙酸,导致反应物利用率降低;
(4)
碳酸钠可以和乙酸、肉桂酸反应,溶液中水会和乙酸酐反应;饱和Na2CO3溶液的作用除去未反应的原料乙酸酐,中和生成的乙酸,并将肉桂酸转化为肉桂酸钠,增大它在水中的溶解性;苯甲醛在水中溶解度较小且沸点较低,水蒸气蒸馏可除去的杂质是苯甲醛,当馏出液澄清透明不再含有油滴时,说明水蒸汽蒸馏达到终点。
(5)
若得到的肉桂酸晶体产品不纯,提高纯度可以用重结晶的方法提高产品的纯度;
(6)
4.8g苯甲醛和5.6g乙酸酐的物质的量分别为、,则苯甲醛完全反应,4.8g苯甲醛理论上得到肉桂酸的质量为6.7g,则产率为。
20.(1)醛基
(2)
(3)消去反应
(4)n+n+nHCl
(5) c 或
(6)
【分析】根据A的结构简式可知,其中的含氧官能团为羟基;苯酚和丙酮发生反应生成D,则D的结构简式为:;A和氯气发生加成反应生成CH2ClCHClCHO,随后再和氢气加成生成B(CH2ClCHClCH2OH),在氯化钡的作用下,B中中间碳上的氯原子和羟基上的氢原子发生消去反应生成C;对比C,D和E的结构简式可知,物质C和D发生缩聚反应生成物质E,以此解题。
(1)
根据A的结构简式可知,其中的含氧官能团为:醛基;
(2)
由分析可知,D的结构简式为:;
(3)
由分析可知反应④的反应类型是消去反应;
(4)
由分析可知反应⑥为缩聚反应,其方程式为:n+n+nHCl;
(5)
该物质的分子式为:C3H5OCl,不饱和度为1,a.不饱和度由碳碳双键提供,则,Cl可在1位和2位,共2种;b.不饱和度由醛基提供,则,Cl可在1位和2位,共2种;c.不饱和度由羰基提供,则,Cl在1位和2位等效,共1种;也可以是,共1种,d.不饱和度由环提供,则,Cl可在1位,2位和3位,共3种;,Cl可在1位,2位和3位,共3种;,Cl可在1位,2位和3位,共3种;因此一共2+2+1+1+2+3+2=13种;
(6)
首先根据信息可知,苯酚可以和甲醛反应生成,再和反应生成最终的产物,具体的合成路线为:。
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