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高中化学同步练习:选择性必修三1.1有机化合物的结构特点(优生加练)
一、选择题
1.甲醇脱氢法制HCOOCH3工艺过程涉及如下反应:
反应Ⅰ:2CH3OH(g)=HCOOCH3(g)+2H2(g) ΔH1=+135.4 kJ·mol-1
反应Ⅱ:CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g) ΔH2=+106.0 kJ·mol-1
向容积为10 L的恒容密闭容器中通入1.0 mol CH3OH气体发生上述反应,反应相同时间,测得CH3OH的转化率和HCOOCH3的选择性随温度变化如下图所示。
(已知:HCOOCH3的选择性=×100%)
下列说法正确的是( )
A.2CO(g)+2H2(g)=HCOOCH3(g)的ΔH=+76.6 kJ·mol-1
B.虚线代表的是CH3OH的转化率
C.553K时,HCOOCH3的产量为 0.1mol
D.低于553K时,温度越高,生成的HCOOCH3越多。高于553K时,温度越高,生成的CO越多
2.制备异丁酸甲酯的某种反应机理如图所示。下列说法错误的是( )
A.可以用甲醇、丙烯和一氧化碳为原料制备异丁酸甲酯
B.反应过程中涉及加成反应
C.化合物6和化合物9互为同分异构体
D.上述反应过程中未改变反应的,降低了反应的活化能
3.分子式为C6H10O4的二元羧酸共有(不考虑立体异构)( )
A.8种 B.9种 C.10种 D.11种
4.某有机物分子式为C11H16 , 经测定分子中除含一个苯环外不再含其他环状结构,分子中还含两个-CH3 , 两个-CH2-和一个 。则符合条件的同分异构体有( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
5.有机物X的蒸气相对氢气的密度为51,X中氧元素的质量分数为31.7%,则能在碱性溶液中发生反应的X的同分异构体有(不考虑立体异构)( )
A.12种 B.13种 C.14种 D.15种
6.下列有关同分异构体数目的叙述错误的是( )
A.甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代,所得产物有6种
B.有机物C7H8O属于芳香族化合物的同分异构体有6种
C.立体烷 的二氯代物有3种
D.菲的结构简式为 ,它的一硝基取代物有5种
7.乙基香草醛(3-乙氧基-4-羟基苯甲醛)是一种广泛使用的可食用香料。 与乙基香草醛互为同分异构体,遇FeCl3溶液显紫色,且苯环上只有两个侧链的酯类的同分异构体种类有( )
A.6种 B.15种 C.18种 D.21种
8.某烃的含氧衍生物的相对分子质量为102,其中氧元素的质量分数约为31.4%,则能与NaOH溶液反应的有机物有(不含立体异构)()
A.11种 B.8种 C.12种 D.13种
9.有机物A的分子式为C5H12O,且能在铜丝作催化剂和加热的条件下反应,其氧化产物能与新制Cu(OH)2在加热的条件下生成砖红色沉淀,有机物A的结构有(不考虑立体异构)( )
A.2种 B.4种
C.6种 D.8种
10.现有组成为CH4O和C3H8O的混合物,在一定条件下脱水,可能得到的有机产物的种类有( )
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
11.烯烃、一氧化碳、氢气在催化剂的作用下生成醛的反应称为羧基合成,也叫烯烃的醛化反应,由乙烯到丙醛的反应为CH2=CH2+CO+H2→CH3CH2CHO。由分子式为C5H10的烯烃进行醛化反应得到的醛的同分异构体可能有( )
A.4种 B.6种 C.7种 D.8种
12.组成和结构可用 表示的有机物中,能发生消去反应的共有( )
A.10种 B.16种 C.20种 D.25种
13.有机物 的名称是( )
A.1,1一二甲基丙烷 B.3一甲基丁烷
C.2一乙基丙烷 D.2一甲基丁烷
14.有机物 有多种同分异构体,其中属于酯类且氯原子直接连在苯环上的同分异构体有多少种(不考虑立体异构)( )
A.19种 B.9种 C.15种 D.6种
15.组成和结构可用 表示的有机物共有(不考虑立体结构)( )
A.24种 B.28种 C.32种 D.36种
16.已知化合物C6H6(苯)与B3N3H6(硼氮苯)的分子结构相似,如图。则硼氮苯的二氯取代物B3N3H4Cl2的同分异构体的数目为( )
A.6 B.4 C.3 D.2
17.下列五碳有机物中与自身类别相同的同分异构体数目(不考虑立体异构)最多的是( )
A.戊烷
B.戊烯
C.戊醇
D.乙酸丙酯
18.M是苯的同系物,其结构为 ,则M的结构式共有( )
A.6种 B.24种 C.36种 D.64种
二、非选择题
19.2020年我国“奋斗者”号载人潜水器成功进行万米海试,国产新型材料“钛”牛了!该合金中含钛、铁、镍、铂等十几种元素,具有高强度、高韧性。回答下列问题:
(1)基态Ti原子的核外电子的空间运动状态有 种。TiF4的熔点377℃远高于TiCl4(-24.12℃)的原因是 。
(2)邻二氮菲()中N原子可与Fe2+通过配位键形成橙红色邻二氮菲亚铁离子,利用该反应可测定Fe2+浓度,该反应的适宜pH范围为2~9,试解释选择该pH范围的原因 。
(3)Ni与Cu的第二电离能:Ni Cu(填“>”或“<”)。含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种Ni2+与EDTA形成的螯合物的结构如图所示,1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 个,其中提供孤对电子的原子为 (写元素符号)。
(4)①Pt与NH3能够形成顺铂与反铂两种结构,如图所示,由此可判断中心原子Pt杂化方式肯定不是sp3杂化,理由是 。
②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。氯铂酸钾(K2PtCl6,式量为486)的立方晶胞结构如图所示,该晶胞中部分PtCl、K+的分数坐标为PtCl (0,0,0)、K (0.25,0.75,0.25)、K (0.75,0.25,0.25),其中A、B分别代表K+的位置。找出距离PtCl (0,0,0)最近的K+ (用分数坐标表示)。用NA表示阿伏加德罗常数的值,若实验测得氯铂酸钾的密度是d g·cm-3,则A、B两个K+的距离为 pm(列出计算式即可)。
20.
(1)按系统命名法, 的名称是: 。
(2)已知丙烯的标准燃烧热为2058 kJ·mol-1,请写出丙烯燃烧的热化学方程式 。
(3)水的自偶电离方程式为2H2O OH + H3O +,液氨也存在与水类似的自偶电离,写出液氨的自偶电离方程式 。结合H+能力的相对强弱:OH (填“>”“<””或“=”)NH 。
(4)在某NaHSO3、Na2SO3混合溶液中HSO 、SO 物质的量分数随pH变化曲线如图所示(部分),根据图示,求SO 的水解平衡常数= 。
21.W、M、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素,其原子序数依次增大。W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代;M的氧化物是导致酸雨的主要物质之一。X的某一种单质在高空大气层中保护人类免遭太阳光中紫外线的强烈侵袭;Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态;Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧化物。
(1)Y3+基态电子排布式可表示为 。
(2)MX3-的空间构型是 (用文字描述)。H2X分子的VSEPR模型名称为 。
(3)含Z(H2X)42+的溶液中通入MH3,会生成Z(MH3)42+的原因 。(从电负性角度解释)
(4) 1 mol WX2中含有的π键数目为 。
(5) AlP因杀虫效率高、廉价易得而被广泛应用。已知AlP的熔点为2000℃ ,其晶胞结构如图所示。
①磷化铝的晶体类型为 。
②A、B点的原子坐标如图所示,则C点的原子坐标为 。
③磷化铝的晶胞参数a=546.35pm(1pm=10-12m),其密度为 g/cm3(列出计算式即可,用NA表示阿伏加德罗常数的数值)。
22.X、Y、Z、W有如图所示的转化关系:
(1)若X单质的一种同素异形体是一种黑色的非金属单质,则Y转化为Z的化学方程式 ,Z的晶体类型 晶体。
(2)若X为一种金属的氯化物,Y是一种常见的两性氢氧化物,W为化工常用的强碱,写出Y与W反应的离子方程式 。
(3)若X是一种活泼的金属单质,Z是一种淡黄色的化合物,Z的化学式 ,则Z转化为W的化学方程式 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】化学反应中能量的转化;反应热和焓变;化学平衡转化过程中的变化曲线;乙醇的化学性质
【解析】【解答】A.根据盖斯定律,反应由反应Ⅰ-2×反应Ⅱ得到, ΔH = ΔH1- 2ΔH2=(+135.4)-2x(+106)=-76.6 kJ·mol-1 ,A不符合题意;
B.反应Ⅰ和反应Ⅱ均为吸热反应,随温度的升高,平衡均正向移动,甲醇转化率增大,应为实线,B不符合题意;
C.553 K时,甲醇转化率为20%,HCOOCH3的选择性为50%,1.0 mol CH3OH中消耗0.2mol,其中0.1mol转化为甲酸甲酯,甲酸甲酯的物质的量为0.05mol,C不符合题意;
D.低于553 K时,温度越高,生成的HCOOCH3越多,高于553 K时,甲酸甲酯的选择性明显降低,温度越高,生成的CO越多,D符合题意;
故答案为:D
【分析】A.根据盖斯定律,反应由反应Ⅰ-2×反应Ⅱ得到;
B.反应Ⅰ和反应Ⅱ均为吸热反应,随温度的升高,平衡均正向移动,甲醇转化率增大;
C.553 K时,甲醇转化率为20%,HCOOCH3的选择性为50%;
D.低于553 K时,温度越高,生成的HCOOCH3越多,高于553 K时,温度越高,生成的CO越多。
2.【答案】C
【知识点】反应热和焓变;活化能及其对化学反应速率的影响;同分异构现象和同分异构体;加成反应
【解析】【解答】A.根据机理图可知,CH3OH、CO、丙烯为原料,得到物质3,即物质3为异丁酸甲酯,故A说法不符合题意;
B.根据反应机理可知,4和5反应生成6,该反应为加成反应,故B说法不符合题意;
C.根据9和6的结构简式,9比6多一个“CO”,两者不互为同分异构体,故C说法符合题意;
D.HCo(CO)3为催化剂,降低了反应的活化能,加快反应速率, H只与体系中的始态和终态有关,即 H不变,故D说法不符合题意;
故答案为C。
【分析】分析反应机理过程,结合加成反应、同分异构体及反应热的相关知识分析解答。
3.【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】分子中含两个羧基,先写出碳链,然后找取代基位置,图示如下
COOH,其中箭头表示另一羧基位置,共9种,B符合题意;
故答案为:B
【分析】此题是对同分异构体书写的考查, 结合碳链异构和官能团位置异构进行分析。
4.【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】分子结构中含有一个苯环、2个-CH3、2个-CH2-、一个,共11个碳原子,因此该结构应为苯的一取代物,其结构简式为:、、、共四种,B符合题意;
故答案为:B
【分析】该有机物的不饱和度为,因此该有机物中除苯环外,其余为烷烃基,结合所给结构确定同分异构体数。
5.【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】有机物X的蒸气相对氢气的密度为51,所以相对分子质量为102;X中氧元素的质量分数为31.7%,氧原子数是 , ,则C原子数5、氢原子数是 ,所以分子式为C5H10O2。分子式为C5H10O2的有机物能在碱性溶液中发生反应,则X可以为羧酸或酯;若为羧酸则结构简式为CH3CH2CH2CH2COOH、CH3CH2CH(CH3)COOH、(CH3)2CHCH2COOH、(CH3)3CCOOH;若为酯则结构简式为CH3COOCH2CH2CH3、CH3COOCH(CH3)2、CH3CH2COOCH2CH3、CH3CH2CH2COOCH3、(CH3)2CHCOOCH3、HCOOCH2CH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)CH2CH3、HCOOCH2CH(CH3)2、HCOOC(CH3)3,共13种,B符合题意;
故答案为:B。
【分析】有机物A的蒸气对氢气同温同压下相对密度为51,则A的相对分子质量为51×2=102,含氧的质量分数为31.7%,则分子中N(O)==2,分子中碳、氢元素的原子量之和为102-16×2=70,利用余商法=5…0,所以分子式为C5H10O2,能在碱性溶液中发生反应,可能是酸、也可能是酯从而判断同分异构体。
6.【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A.甲苯苯环上有3种H原子,含3个碳原子的烷基有正丙基、异丙基两种,所以甲苯苯环上的一个氢原子被含3个碳原子的烷基取代有3×2=6产物,故A不符合题意;
B.分子式为C7H8O,且属于芳香族化合物,由分子式可知含有1个苯环,若侧链有1个,则侧链为-OCH3或-CH2OH,同分异构有2种;若侧链有2个,则侧链为-CH3和-OH,存在邻、间、对三种,故符合条件的同分异构体为5种,故B符合题意;
C.立体烷中氢原子只有1种类型,一氯代物只有1种,立体烷的一氯代物中有与氯原子在一条边上、面对角线上和体对角线上3类氢原子,故二氯代物有3种,C不符合题意;
D.菲为对称结构,有如图所示的5种H原子 ,则与硝酸反应,可生成5种一硝基取代物,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】等效H的判断方法是同一碳原子上的氢原子是等效的;同一碳原子上所连接甲基上的氢原子是等效的;处于同一对称位置的碳原子上的氢原子是等效的。
7.【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】乙基香草醛的分子式为C9H10O3,不饱和度为5;乙基香草醛的同分异构体遇FeCl3溶液显紫色,说明含有羟基;苯环上只有两个侧链,则酯基和羟基分别有邻、间、对的位置关系;依据乙基香草醛的分子式和不饱和度可知酯基可能为—COOCH2CH3、—CH2COOCH3、—OOCCH2CH3、—CH2OOCCH3、—CH2CH2OOCH、—CH(CH3)OOCH,则乙基香草醛的同分异构体共有3×6=18种,答案C符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据乙基香草醛的同分异构体遇FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基,苯环上只含有两个侧链,其中一个为酚羟基,另一个为酯基,并且该侧链含有3个C原子;结合酯基同分异构,苯环的邻位、对位、间位同分异构解答;
8.【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】某烃的含氧衍生物的相对分子质量为102,所含氧元素的质量分数为31.4%,则分子中氧原子个数=102×31.4%/16=2,分子中碳、氢元素的原子量之和为102-16×2=70,利用余商法可知70/14=5…0,所以分子式为C5H10O2。
1、则分子式为C5H10O2的有机物能与NaOH溶液反应,可能是酸,属于饱和一元酸的,其同分异构体等于丁基的种类,共有4种;
2、分子式为C5H10O2的有机物能与NaOH溶液反应,可能是酯,属于饱和一元酯,则若为甲酸和丁醇酯化,丁醇有4种,可形成4种酯;若为乙酸和丙醇酯化,丙醇有2种,可形成2种酯;若为丙酸和乙醇酯化,丙酸有1种,可形成1种酯;若为丁酸和甲醇酯化,丁酸有2种,可形成2种酯;所以能与NaOH溶液反应的C5H10O2的同分异构体有4种羧酸,9种酯,共13种;
故答案为:D
【分析】有甲酸丁醇酯,丁基有四种;有乙酸丙醇酯,丙基有两种;有丙酸乙醇酯,一种,丁酸可以先分离一个羧基,再接丙基,有两种。所以属于酯类的合计9种
C5H10O2属于羧酸类的有:先分离一个羧基,再接丁基,丁基有4种,故羧酸类4种。
9.【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】有机物A的分子式为C5H12O,满足饱和一元醇和饱和一元醚的通式,能在铜丝作催化剂和加热的条件下反应,故应为饱和一元醇,其氧化产物能与新制Cu(OH)2在加热的条件下生成砖红色沉淀,故其氧化产物为醛,故该醇的结构中必含有-CH2OH,故为C4H9-CH2OH,C4H9-有四种,故该醇结构有四种,B项符合题意;
故答案为:B。
【分析】化合物具有相同分子式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象;具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。
10.【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】解:CH4O的结构简式为CH3OH,C3H8O属于醇的结构简式是CH3CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH3,醇的脱水,分为分子间脱水和分子内脱水,两个甲醇分子间的脱水,形成的是CH3OCH3,CH3CH2CH2OH分子间脱水,形成CH3CH2CH2OCH2CH2CH3,CH3CH(OH)CH3分子间脱水形成(CH3)2CHOCH(CH3)2,CH3OH分别与CH3CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH3分子间脱水,形成CH3CH2CH2OCH3、(CH3)2CHOCH3, CH3CH2CH2OH与CH3CH(OH)CH3发生分子间脱水,形成CH3CH2CH2OCH(CH3)2,CH3CH2CH2OH、CH3CH(OH)CH3发生分子内脱水,形成CH2=CHCH3,共有7种,故选项D符合题意。
故答案为:D
【分析】醇的脱水反应有两种:分别是分子内部脱水发生消去反应、分子间脱水发生取代反应生成醚。
11.【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】 戊烯进行醛化反应也可得到醛为己醛,可以看作-CHO取代戊烷中1个H原子形成,戊烷有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种同分异构体,
其中正戊烷分子中有3种H原子,-CHO取代正戊烷中1个H原子形成的醛有3种,
异戊烷分子中有4种H原子,-CHO取代异戊烷中1个H原子形成的醛有4种,
新戊烷分子中有1种H原子,但新戊烷不能脱氢成双键结构,
因此己醛共有7种结构,
故答案为:C。
【分析】 戊烯进行醛化反应也可得到醛为己醛,可以看作-CHO取代戊烷中1个H原子形成,判断戊烷的同分异构体,再根据戊烷中等效氢判断.
12.【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】取代基是-C2H5O的结构有4种,分别是-CH2CH2OH、-CHOHCH3、-OC2H5、-CH2-O-CH3,取代基是C3H6Cl的结构有5种,分别是- CH2CH2CH2Cl、-CH2CHClCH3、-CHClCH2CH3、-CClCH3CH3、-CH(CH3)CH2Cl,每种含Cl的取代基都可以发生消去反应,所以该有机物分子中能发生消去反应的共有4×5=20,
故答案为:C。
【分析】含Cl的都能发生消去反应。
含O的官能团,可能是羟基,也可能是醚。
先写碳链异构,再写官能团的位置异构。
13.【答案】D
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】解: 中最长的碳链含有4个C原子,主链为丁烷,编号从右边开始,在2号C上有一个甲基,该有机物命名为:2﹣甲基丁烷,
故选D.
【分析】判断有机物的命名是否正确或对有机物进行命名,其核心是准确理解命名规范:(1)烷烃命名原则:①长﹣﹣﹣﹣﹣选最长碳链为主链;②多﹣﹣﹣﹣﹣遇等长碳链时,支链最多为主链;③近﹣﹣﹣﹣﹣离支链最近一端编号;④小﹣﹣﹣﹣﹣支链编号之和最小.看下面结构简式,从右端或左端看,均符合“近﹣﹣﹣﹣﹣离支链最近一端编号”的原则;⑤简﹣﹣﹣﹣﹣两取代基距离主链两端等距离时,从简单取代基开始编号.如取代基不同,就把简单的写在前面,复杂的写在后面.(2)有机物的名称书写要规范.
14.【答案】A
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】 有多种同分异构体,苯环上的支链:氯原子直接连在苯环上,算1个支链,有2个碳属于酯类的支链可能是1个支链(即-OOCCH3或-CH2OOCH或-COOCH3)或2个支链(-OOCH和-CH3),所以苯环上的支链可能为两个,1个“-Cl“和1个“-OOCCH3或-CH2OOCH或-COOCH3”,2个取代基分为邻、间、对三种,有3×3=9种;也可能为三个不同的支链”-Cl、-OOCH和-CH3“,有4+4+2=10种;所以共有19种同分异构体。
故答案为 :A
【分析】的苯环上的支链:氯原子直接连在苯环上,算1个支链,有2个碳属于酯类的支链可能是1个支链(即-OOCCH3或-CH2OOCH或-COOCH3)或2个支链(-OOCH和-CH3),所以苯环上的支链可能为两个,1个“-Cl“和1个“-OOCCH3或-CH2OOCH或-COOCH3”,2个取代基分为邻、间、对三种,有3×3=9种;也可能为三个不同的支链”-Cl、-OOCH和-CH3“,有4+4+2=10种;所以共有19种同分异构体。
15.【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】丁烷为CH3CH2CH2CH3时,分子中有2种不同的H原子,故有2种丁基;丁烷为CH3CH(CH3)CH3时,分子中有2种不同的H原子,故有2种丁基,故丁基(﹣C4H9)共有4种;C3H5Cl2的碳链为 或 ,当为 ,2个氯在一号位或者二号位或者三号位有3种.1个氯在一号位,剩下的一个氯在二号或者三号,2种.1个氯在二号位剩下的一个氯在三号位,1种.总共6种,当为 ,2个氯在同一个碳上有1种.在两个左边的碳和中间的碳上,1种.左边的碳上和右边的碳上,1种.总,3种,故﹣C3H5Cl2共有9种;该有机物共有36种,
故答案为:D.
【分析】熟记常见烷烃基的个数,丙基有2种,丁基有4种。常用的方法有“同、邻到间”确定支链的位置。
16.【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】固定一个氯原子在N原子上,另一个氯原子位置为邻间对,有3种结构,一个氯原子固定在B原子上,另一个氯原子固定在另外的B上,只有1种结构,共有4种结构,B 符合题意。
故答案为:B
【分析】同分异构体的书写分类要做到不多不漏。
17.【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A.戊烷只存在碳链异构,同分异构体有正戊烷、异戊烷和新戊烷,共3种;
B.戊烷的同分异构体有:CH3-CH2-CH2-CH2-CH3、 、 ;若为CH3-CH2-CH2-CH2-CH3,相应烯烃有2种:CH2═CH-CH2-CH2-CH3、CH3-CH═CH-CH2-CH3;若为 ,相应烯烃有3种:CH2═C(CH3)CH2CH3;(CH3)2C═CHCH3;(CH3)2CHCH═CH2;若为 ,没有相应烯烃;共5种;
C.戊烷的同分异构体有:CH3-CH2-CH2-CH2-CH3、 、 ,正戊烷有3种1氢原子,异戊烷有有4种氢原子;新戊烷有3种氢原子,则相应的戊醇有8种;
D.若为甲酸和丁醇酯化,丁醇有4种,形成的酯有4种;若为乙酸和丙醇酯化,丙醇有2种,形成的酯有2种;若为丙酸和乙醇酯化,丙酸有1种,形成的酯有1种;若为丁酸和甲醇酯化,丁酸有2种,形成的酯有2种,共计9种;
故答案为:D。
【分析】注意含氧官能团的同分异构体的判断根据1、1、2、4、8的规律进行判断,戊醇是8种;对于酯类的同分异构体根据酯基两边的碳原子个数进行判断。
18.【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】根据戊烷同分异构体利用等效氢判断C5H11—为8种,分别为:分别是:CH3CH2CH2CH2CH2—、CH3CH2CH2(CH3)CH—、(CH3CH2)2CH—、CH3CH(CH3)CH2CH2—、CH3CH(CH3)CH(CH3)—、—C(CH3)2CH2CH3、—CH2CH(CH3)CH2CH3、(CH3)3CCH2—。结合有机物结构苯环对位上的两个戊基可以是相同的也可以是不同的,当左边为:CH3CH2CH2CH2CH2—时,右边可以连的戊基有8种;当左边为:CH3CH2CH2(CH3)CH—时,排除重复结构,右边可以连的戊基有7种;当左边为:(CH3CH2)2CH—时,排除重复结构,右边可以连的戊基有6种;当左边戊基为:CH3CH(CH3)CH2CH2—时,排除重复结构,右边可以连的戊基有5种;当左边戊基为:CH3CH(CH3)CH(CH3)—时,排除重复结构,右边可以连的戊基有4种;当左边戊基为:—C(CH3)2CH2CH3时,排除重复结构,右边可以连的戊基有3种;当左边戊基为:—CH2CH(CH3)CH2CH3时,排除重复结构,右边可以连的戊基有2种;当左边戊基为:(CH3)3CCH2﹣时,排除重复结构,右边可以连的戊基有1种,共计36种,选C。
【分析】该题考察同分异构体的概念及同分异构体的写法,
戊烷有3中同分异构体,再根据等效氢判断戊烷基有8中形式的异构体,再通过排列、组合所有情况可得出正确答案。
19.【答案】(1)12;TiF4晶体为离子晶体,TiCl4晶体为分子晶体
(2)当H+浓度高时,邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键,导致与Fe2+配位能力减弱;若OH-浓度较高时,OH-与Fe2+反应,也会影响与邻二氮菲配位
(3)<;6;N、O
(4)若Pt以sp3杂化轨道成键,分子应为四面体结构,则不存在顺铂和反铂同分异构现象;(0.25,0.25,0.25);
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;配合物的成键情况;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)基态Ti原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,s轨道有一种空间运动状态,p轨道有三种空间运动状态,d轨道有五种空间运动状态,3d轨道只有两个电子,有两种空间运动状态,因此基态Ti原子的核外电子的空间运动状态有12种;TiF4晶体为离子晶体,TiCl4晶体为分子晶体,所以TiF4的熔点远高于TiCl4的熔点;
(2)当H+浓度高时,邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键,导致与Fe2+配位能力减弱;若OH-浓度较高时,OH-与Fe2+反应,也会影响与邻二氮菲配位,所以适宜pH范围为2~9;
(3)Ni与Cu的第二电离能:Ni<Cu,因为Ni失去的是4s1电子,铜失去的是全充满的3d10电子,全充满结构稳定,铜不易失去3d轨道上的电子,所以Cu的第二电离能较大;由题可知,只有成环的配位键才能起到螯合作用,再结合题目中所给的结构可以知道,1个该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6个;由结构图可知,提供孤对电子的原子为N、O;
(4)①若Pt以sp3杂化轨道成键,分子应为四面体结构,则不存在顺铂和反铂同分异构现象;
②距离PtCl (0,0,0)最近的K+(0.25,0.25,0.25);由题意K (0.25,0.75,0.25),而晶胞边长为1,一个晶胞有4个,8个钾离子,设棱长为acm,一个晶胞质量为,体积为a3cm3,故d=,=×1010pm,K (0.25,0.75,0.25)、K (0.75,0.25,0.25),AB=,则A、B两个K+的距离为。
【分析】(1)Ti为22号元素,分析其在元素周期表中的位置,TiF4的熔点377℃远高于 TiCl4(-24.12℃) ,结合电负性差异进行分析,两者所属的晶体种类不同;
(2)不同pH条件下,亚铁离子发生不同的反应,对配位造成影响;
(3)结合全满的3d10电子与4s1电子的能量差异进行分析,分析螯合物结构,判断其所含化学键种类及数目;
(4)①结合乙烯的顺反异构模型进行分析;
②结合晶胞参数,参数坐标,以及密度公式进行计算。
20.【答案】(1)3,4-二甲基己烷
(2)CH3CH=CH2(g)+ O2(g)=3CO2(g)+3H2O(l) ΔH=-2058kJ·mol-1
(3)2NH3 NH +NH ;<
(4)Kh=c(OH-)=10-6.8
【知识点】燃烧热;化学平衡常数;弱电解质在水溶液中的电离平衡;盐类水解的原理;有机化合物的命名
【解析】【解答】(1) 的主链是6个碳原子,甲基的位置在3和4号碳上,其的名称是3,4—二甲基己烷;
(2)燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物所释放的热量,则由丙烯的标准燃烧热为2058 kJ·mol-1,可知丙烯燃烧的热化学方程式为CH3CH=CH2(g) + O2(g)= 3CO2(g) + 3H2O(l) ΔH= -2058 kJ·mol-1;
(3)水电离生成H3O+和OH-叫做水的自偶电离。同水一样,液氨也有自偶电离,其自偶电离的方程式为2NH3 NH + NH ;由NH +2H2O NH3·H2O+OH-可知OH 结合H+能力的相对强弱(4)根据SO +H2O HSO +OH-可知SO 的水解平衡常数Kh= =c(OH-)= = =10-6.8。
【分析】先确定主链再命名;根据燃烧热的概念书写热化学方程式;结合水的电离平衡分析液氨的自偶电离;根据SO32-+H2O HSO3-+OH-写出水解平衡常数表达式,再结合图像信息计算。
21.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3
(2)平面正三角形;四面体形
(3)H2O中O的电负性大,不易提供孤电子对形成配位键
(4)2NA
(5)原子晶体;(1/4,1/4,3/4);
【知识点】原子核外电子排布;判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算;有机物中的官能团
【解析】【解答】(1)铬离子的基态电子排布式可表示为:[Ar]3d3;(2)NO3-的空间构型是平面三角形,H2O的价电子互斥模型名称为四面体型;(3)Cu(H2O)42+的溶液中通入氨气,会形成Cu(NH3)42+,这是因为氧的电负性大于氮原子且半径相对较小,相对来说较难提供孤电子对以形成配位键,所以配体水分子被氨气分子替换;(4)双键中含有1个π键,因此1molCO2中含有π键的数目为2NA;(5)①AlP晶体的熔点高,则推测其为原子晶体;②A点、B点的坐标分别为(0,0,0)和(1,1/2,1/2),由此可推知C点的坐标为( );据均摊点分析可知该晶体每个晶胞中含有4个P原子,4个铝原子。据 g/cm3。
【分析】(1)根据基态原子含有的电子数书写其排布式;
(2)根据中心原子的价层电子对数与孤电子对数判断其空间构型;
(3)根据元素电负性的特点分析;
(4)根据分子中含有双键的数目分析;
(5)根据原子晶体的特点分析;根据均摊法结合图示分析;根据晶胞的密度公式计算。
22.【答案】(1)2CO+O2 2CO2;分子
(2)Al(OH)3+ OH-=[Al(OH)4]-
(3)Na2O2;2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
【知识点】分子晶体;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】:(1)若X单质的一种同素异形体是一种黑色的非金属单质,则X为C,W为O2,Y为CO,Z为CO2,Y转化为Z的化学方程式为2CO+O2 2CO2,固体CO2为干冰,是分子晶体;(2)若X为一种金属的氯化物,Y是一种常见的两性氢氧化物,W为化工常用的强碱,则X为AlCl3,W为NaOH,Y为Al(OH)3,Z为Na[Al(OH)4],Y与W反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-;(3)若X是一种活泼的金属单质,Z是一种淡黄色的化合物,则X为Na,W为O2,Y为Na2O,Z为Na2O2,Z转化为W的化学方程式为2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2或2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑。
【分析】(1)根据同分异构体的概念特点进行分析;根据分子键的特点进行分析;
(2)根据氢氧根与氢氧化铝反应生成偏铝酸根;
(3)根据题干推出Z物质,再结合过氧化钠与二氧化碳或水的反应解答。
试题分析部分
1、试卷总体分布分析
总分:63分
分值分布 客观题(占比) 36.0(57.1%)
主观题(占比) 27.0(42.9%)
题量分布 客观题(占比) 18(81.8%)
主观题(占比) 4(18.2%)
2、试卷题量分布分析
大题题型 题目量(占比) 分值(占比)
选择题 18(81.8%) 36.0(57.1%)
非选择题 4(18.2%) 27.0(42.9%)
3、试卷难度结构分析
序号 难易度 占比
1 困难 (100.0%)
4、试卷知识点分析
序号 知识点(认知水平) 分值(占比) 对应题号
1 有机化合物的命名 7.0(11.1%) 13,20
2 活化能及其对化学反应速率的影响 2.0(3.2%) 2
3 有机物中的官能团 8.0(12.7%) 21
4 判断简单分子或离子的构型 8.0(12.7%) 21
5 元素电离能、电负性的含义及应用 9.0(14.3%) 19
6 分子晶体 5.0(7.9%) 22
7 晶胞的计算 17.0(27.0%) 19,21
8 化学平衡转化过程中的变化曲线 2.0(3.2%) 1
9 乙醇的化学性质 2.0(3.2%) 1
10 化学平衡常数 5.0(7.9%) 20
11 配合物的成键情况 9.0(14.3%) 19
12 燃烧热 5.0(7.9%) 20
13 弱电解质在水溶液中的电离平衡 5.0(7.9%) 20
14 化学反应中能量的转化 2.0(3.2%) 1
15 同分异构现象和同分异构体 46.0(73.0%) 2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,14,15,16,17,18,19,22
16 盐类水解的原理 5.0(7.9%) 20
17 原子轨道杂化方式及杂化类型判断 9.0(14.3%) 19
18 原子核外电子排布 8.0(12.7%) 21
19 加成反应 2.0(3.2%) 2
20 反应热和焓变 4.0(6.3%) 1,2
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