湖南省长沙市雅礼中学2023-2024学年高二下学期期中考试化学试题(原卷版+解析版)

文档属性

名称 湖南省长沙市雅礼中学2023-2024学年高二下学期期中考试化学试题(原卷版+解析版)
格式 zip
文件大小 1.6MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-05-20 20:55:52

文档简介

雅礼中学2023-2024学年高二下学期期中考试化学
时量:75分钟 分值:100分
第I卷(选择题)
相对原子质量:C-12 H-1
一、选择题(每小题仅有一个选项符合题意,每小题3分,共42分)
1. 乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体,其结构式分别如下

在下列哪种检测仪上显示出的信号是完全相同的
A. 李比希元素分析仪 B. 红外光谱仪
C. 核磁共振仪 D. 质谱仪
2. 常温下,乙酰苯胺是一种具有解热镇痛作用的白色晶体,20℃时在乙醇中的溶解度为36.9g,在水中的溶解度如下表(注:氯化钠可分散在醇中形成胶体)
温度/℃ 25 50 80 100
溶解度/g 0.56 0.84 3.5 5.5
某种乙酰苯胺样品中混入了少量氯化钠杂质,下列提纯乙酰苯胺的方法正确的是
A. 用水溶解后分液 B. 用乙醇溶解后过滤
C. 用水作溶剂进行重结晶 D. 用乙醇作溶剂进行重结晶
3. 用表示阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是
A. 液态水中含有的氢键数目为
B. 分子通式为的烃中含有的碳碳双键的数目为
C. 标准状况下,和在光照下充分反应后的分子总数为
D. 氢氧燃料电池正极消耗(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为
4. 有机物M、N、Q的转化关系如下图:
下列说法正确的是
A. N到Q发生反应的条件为浓硫酸加热 B. Q的名称为3-甲基-2-丁烯
C. N和Q中均存在立体异构 D. Q可发生加聚反应生成
5. 2022年诺贝尔化学奖颁发给为点击化学发展做出贡献的3位科学家。点击反应的其中一种原料结构如图所示,下列说法不正确的是
A. 该分子中有四种化学环境不同的氢原子
B. 该物质能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色且原理相同
C. 该分子中碳原子有三种杂化方式
D. 该物质与反应,最多可消耗
6. 下列实验操作能达到其对应目的的是
实验目的 操作
A 除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸 加入足量溶液,振荡,静置,分液,取出上层液体
B 欲除去苯中混有的苯酚 向混合液中加入浓溴水,充分反应后,生成三溴苯酚白色沉淀,过滤
C 欲检验乙醇的消去反应产物 将乙醇与浓硫酸混合,迅速加热到170℃(务必迅速加热到170℃,140℃会有乙醚生成),将气体产物通过导气管直接通入酸性高锰酸钾
D 检验电石与水反应生成的乙炔 将生成的气体先通过盛有足量溶液的洗气瓶,再通入酸性高锰酸钾溶液
A. A B. B C. C D. D
7. 含有a个-CH2-,b个,d个-CH3,其余为-OH的某链状有机物分子中则羟基的个数为
A. 2-d +b B. 2a+3b-d C. b+d+a D. d -b+2
8. 已知青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,易溶于有机溶剂,如丙酮、氯仿,可溶于乙醇、乙醚等,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差.乙醚的沸点为35℃。如图(左下)是从黄花青蒿中提取青蒿素(右下图)的工艺流程,下列有关实验操作的说法不正确的是
A. 研碎时应该将黄花青蒿置于研钵中
B. 操作Ⅰ是萃取,所用的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗
C. 操作Ⅱ是蒸馏,所用的玻璃仪器主要有蒸馏烧瓶、酒精灯、直形冷凝管、温度计、锥形瓶、牛角管
D. 根据结构分析青蒿素能与碘化钠作用生成碘单质
9. 具有下列电子层结构或性质的原子:①2p轨道上有2对成对电子的原子;②外围电子构型为2s22p3的原子;③短周期第一电离能最小;④第三周期离子半径最小。则下列有关比较中正确的是( )
A. 第一电离能:②>③>①>④
B 原子半径:④>③>②>①
C. 电负性:①>②>④>③
D. 最高正化合价:②>③>①>④
10. 下列说法正确的是
A. 离子键、共价键和金属键均具有方向性和饱和性
B. 等离子体由电子、阳离子和中性粒子组成,具有良好的导电性和流动性
C. 大多数离子液体含有体积很大的分子,呈液态,难挥发
D. 碳酸氢钠固体粉末没有规则的外形,所以不属于晶体
11. 又称为光气,是一种重要的有机试剂,其结构如图,下列关的说法不正确的是
A. 它是一个极性分子
B. 分子形状为三角锥形
C. 与间的排斥大于两个间的排斥
D. 键长更长与Cl原子半径较大、键是单键有关
12. 下列关于各晶体模型示意图的分析不正确的是
名称 的晶胞 的晶胞
模型示意图
分析 A.1个晶胞内含有4个和4个 B.Si原子的配位数为2
名称 晶体碘的晶胞 石墨晶体的结构
模型示意图
分析 C.在晶胞中的排列有2种取向 D.石墨中含有共价键的数目为
A. A B. B C. C D. D
13. 反应中的有关物质的说法不正确的是
A. 固态时均属于分子晶体
B. 均为微粒
C. 分子中的键角比中的键角大
D. 中存在离子键、配位键、极性键
14. 向饱和溶液(有足量固体)中滴加氨水,发生反应和,与的关系如图所示{其中代表或}。
下列说法正确是
A. 曲线Ⅲ表示随的变化曲线
B. 随增大,先增大后减小
C. 反应的平衡常数为
D. 完全溶解,至少需要含有的氨水
第Ⅱ卷(非选择题)
15. 1-溴丁烷可用于合成麻醉药盐酸丁卡因,也用于生产染料和香料,是稀有元素萃取的溶剂及有机合成的中间体,其制备如图(夹持装置略):
已知:i.
ⅱ.
ⅲ.
请回答下列问题:制备装置
(1)仪器a的名称是_______。装置b的作用是吸收尾气防止污染空气且能_______。
(2)制备过程中,加热回流,在此期间要不断地摇动反应装置,其原因为_______。
(3)若选用较浓的硫酸作为反应物,得到的产品会呈黄色,为除去颜色,最好选择下列的_______(填标号)溶液来洗涤产品。
A. 四氯化碳 B. 硫酸钠 C. 氢氧化钠 D. 亚硫酸钠
(4)探究小组为研究1-溴丁烷的水解反应和消去反应,设计如下探究实验:
①对比i、ⅱ的实验现象,可得出卤代烃水解的实验结论是_______。
②实验ⅲ的有机化学反应方程式是_______。
③为深入研究1-溴丁烷与溶液是否能发生消去反应,小组设计如图装置探究(加热和夹持装置略去):加热圆底烧瓶一段时间后,试管中酸性高锰酸钾溶液褪色。
Ⅰ.甲同学认为不能依据酸性高锰酸钾溶液褪色,判断圆底烧瓶中发生消去反应,理由是_______;
II.乙同学对实验进行了改进,依据实验现象可判断是否发生消去反应,改进的方案是_______。
16. 铊(Tl)广泛用于电子、军工、航天、化工、治金、通讯等方面,一种以红铊矿(主要成分是,含少量,等杂质)为原料制备金属铊的流程如图所示。
已知:①铊密度比钠的密度大。室温下,铊能与空气中的氧气反应生成氧化亚铊()膜,而失去金属光泽变得灰暗。
②TlCl难溶于水,而溶于水。
③溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀如下表所示:
金属离子
开始沉淀的 2.2 3.5
沉淀完全()的 3.2 4.7
回答下列问题:
(1)中三元素的基态原子含有未成对电子数最多的元素是_______。(填元素符号)
(2)“焙烧1”中,最终转化为﹔和也转化为相应的硫酸盐。其中,转化为分如下两步完成。请写出第二步反应的化学方程式。
第一步(与反应):
第二步:_______。
(3)滤渣的成分属于共价晶体,晶体中每个最小环含有_______个原子。
(4)“沉铊”步骤中,需要加入过量,其原因是_______。(用化学用语和简要的文字解释)
(5)向“沉铊”后的滤液中加入生石灰至时才能外排,此时滤液中的浓度为_______。(指数允许是小数)
(6)“焙烧2”中发生的反应为。则“置换”步骤中发生反应的离子方程式为_______。
(7)所得产品高纯铊应保存在_______中。
17. 是大气的主要污染物。研究消除的方法和机理一直是环境专家不断追求的目标。
I二氧化硫在作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。
(1)二氧化硫在催化下氧化是工业上生产硫酸的主要反应,其催化反应的机理如下:



则_______。
(2)硫酸生产中,催化氧化生成。某温度下,的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如下图所示。根据图示回答下列问题:
①将和置于10L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为。该反应的平衡常数等于_______。
②平衡状态由A变到B时,平衡常数_______(填“>”、“<”或“=”)
II.二氧化硫在一定条件下可以发生如下反应:
。在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比进行多组实验(各组实验的温度可能相同,也可能不同),测定的平衡转化率。部分实验结果如图所示:
(3)如果要将图中C点对应的平衡状态改变为B点对应的平衡状态,则应采取的措施是_______。
(4)若A点对应实验中,的起始浓度为,经过达到平衡状态,则该时段化学反应速率_______ 。
(5)图中C、D两点对应的实验温度分别为和,通过计算判断:_______(填或“<” “=”或“<”)。
III.东南大学化工团队在酸性的条件下,以电化学原理消除,同时又变废为宝。
(6)写出转化的电极反应方程式: _______。
(7)电解生成的硫酸,电离方程式可表示为:。的稀硫酸中,,求硫酸第二步电离的电离常数:_______(结果保留三位有效数字)。
18. 华法林(Warfarin)又名杀鼠灵,美国食品药品监督管理局批准为心血管疾病的临床药物。其合成路线(部分反应条件略去)如下所示:
已知:醛和酮在溶液中受热会发生如下反应:
(为烃基)
回答下列问题:
(1)C的名称为_______,F中官能团名称为_______。
(2)⑤的反应类型为_______。
(3)D分子中最多有_______个原子共平面。
(4)由C生成D的化学方程式为_______。
(5)F的同分异构体中,同时符合下列条件的同分异构体共有_______种。
a.能与FeCl3溶液发生显色反应 b.能发生银镜反应
其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为_______。
(6)参照上述合成路线中的④⑤⑥,完善以苯酚()、乙酸酐和苯甲醛()为原料(其他无机试剂任选),制备的合成路线_______(请补全第一步产物的结构简式和第二步箭头上下项目):雅礼中学2023-2024学年高二下学期期中考试化学
时量:75分钟 分值:100分
第I卷(选择题)
相对原子质量:C-12 H-1
一、选择题(每小题仅有一个选项符合题意,每小题3分,共42分)
1. 乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体,其结构式分别如下

在下列哪种检测仪上显示出的信号是完全相同的
A. 李比希元素分析仪 B. 红外光谱仪
C. 核磁共振仪 D. 质谱仪
【答案】A
【解析】
【详解】分析:根据各选项检测仪的检测类型分析判断,李比希元素分析仪分析的是元素种类;红外光谱仪分析的是化学键和官能团;核磁共振仪分析的是氢原子种类;质谱仪分析的是相对分子质量。
详解:A. 李比希元素分析仪检测的是元素的种类,和的元素种类相同,都含有C、H、O三种元素,故A正确;B. 红外光谱仪检测的是化学键和官能团的结构特征,中含有羧基、中含有酯基,信号不完全相同,故B错误;C. 核磁共振仪检测的是氢原子的种类,中含有2种氢原子,有2个峰且峰面积之比为3:1,中含有2种氢原子,有2个峰且峰面积之比为1:3,峰的位置不完全相同,故C错误;D. 质谱仪检测的是分子的相对分子质量,二者的相对分子质量相同,但分子碎片的相对质量不完全相同,故D错误;故选A。
2. 常温下,乙酰苯胺是一种具有解热镇痛作用的白色晶体,20℃时在乙醇中的溶解度为36.9g,在水中的溶解度如下表(注:氯化钠可分散在醇中形成胶体)
温度/℃ 25 50 80 100
溶解度/g 0.56 0.84 3.5 5.5
某种乙酰苯胺样品中混入了少量氯化钠杂质,下列提纯乙酰苯胺的方法正确的是
A. 用水溶解后分液 B. 用乙醇溶解后过滤
C. 用水作溶剂进行重结晶 D. 用乙醇作溶剂进行重结晶
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.乙酰苯胺、氯化钠都是能溶于水的固体,溶于水后不分层,故不选A;
B.氯化钠可分散在醇中形成胶体,不能用过滤的方法分离,故不选B;
C.氯化钠在水中的溶解度随温度变化基本不变,根据表中数据,乙酰苯胺在水中的溶解度随温度降低而降低,所以可选用重结晶方法,先用水溶解加热形成乙酰苯胺的热饱和溶液,然后降温结晶让大量的乙酰苯胺析出晶体,故选C;
D.20℃时乙酰苯胺在乙醇中的溶解度为36.9g,氯化钠可分散在醇中形成胶体,不能用重结晶法提纯乙酰苯胺,故不选D;
选C。
3. 用表示阿伏加德罗常数的值.下列说法正确的是
A. 液态水中含有的氢键数目为
B. 分子通式为的烃中含有的碳碳双键的数目为
C. 标准状况下,和在光照下充分反应后的分子总数为
D. 氢氧燃料电池正极消耗(标准状况)气体时,电路中通过的电子数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A.冰中含有氢键,液态水中的氢键小于冰,因此液态水中含有的氢键数目小于,A错误;
B.物质的量:,该烃可能是单烯烃,也可能是环烷烃,B错误;
C.甲烷与取代,不管取代程度如何,反应前后气体分子数均不变,因此与反应后的分子总数为,C正确;
D.氧气在正极被还原生成-2价的氧,关系式为,因此参与反应转移电子数,D错误;
答案选C。
4. 有机物M、N、Q的转化关系如下图:
下列说法正确的是
A. N到Q发生反应的条件为浓硫酸加热 B. Q的名称为3-甲基-2-丁烯
C. N和Q中均存在立体异构 D. Q可发生加聚反应生成
【答案】D
【解析】
【分析】M发生取代反应生成N和HCl,N发生消去反应生成Q;
【详解】A.N到Q是氯代烃的消去反应,反应条件为氢氧化钠醇溶液,加热,A错误;
B.Q的母体是丁烯,官能团碳碳双键在2号碳上,取代基甲基在2号碳,Q的名称为2-甲基-2-丁烯,B错误;
C.N和Q中仅N存在手性碳原子,如图,存在对映异构.Q中左边双键碳连接均为甲基,不存在顺反异构.C错误;
D.Q存在碳碳双键,可发生加聚反应生成,D正确;
故选D。
5. 2022年诺贝尔化学奖颁发给为点击化学发展做出贡献的3位科学家。点击反应的其中一种原料结构如图所示,下列说法不正确的是
A. 该分子中有四种化学环境不同的氢原子
B. 该物质能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色且原理相同
C. 该分子中碳原子有三种杂化方式
D. 该物质与反应,最多可消耗
【答案】B
【解析】
【详解】A.该分子结构对称,有四种化学环境不同氢原子(如图),故A正确;
B.该物质含有碳碳三键,使酸性高锰酸钾溶液褪色为发生氧化反应,使溴水褪色为发生加成反应,原理不一样,故B错误;
C.该分子苯环上的碳原子采用sp2杂化、碳碳三键中的碳原子采用sp杂化、饱和碳原子采用sp3杂化,故C正确;
D.分子中含有两个碳碳三键和一个苯环能与H2反应,1mol该物质与H2反应,最多可消耗7molH2,故D正确;
选B。
6. 下列实验操作能达到其对应目的的是
实验目的 操作
A 除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸 加入足量溶液,振荡,静置,分液,取出上层液体
B 欲除去苯中混有的苯酚 向混合液中加入浓溴水,充分反应后,生成三溴苯酚白色沉淀,过滤
C 欲检验乙醇的消去反应产物 将乙醇与浓硫酸混合,迅速加热到170℃(务必迅速加热到170℃,140℃会有乙醚生成),将气体产物通过导气管直接通入酸性高锰酸钾
D 检验电石与水反应生成的乙炔 将生成的气体先通过盛有足量溶液的洗气瓶,再通入酸性高锰酸钾溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙酸能够与反应,溶于水溶液中,而乙酸乙酯不溶于溶液,密度比水小,分层,用分液的方法分离,取出上层液体,乙酸乙酯和氢氧化钠溶液也能反应,不能用于除杂,故A错误;
B.苯为有机溶剂,溴和三溴苯酚都能够溶于苯,使用浓溴水无法除去杂质,且引进了新的杂质溴和三溴苯酚,可向混合液中加入氢氧化钠溶液、充分反应后分液,故B错误;
C.证明乙醇在浓硫酸加热条件下的产物是乙烯,挥发出的乙醇以及浓硫酸的还原产物二氧化硫都能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰了检验,故C错误;
D.电石与水反应生成的乙炔中含有等杂质,先用除去等气体,以排除对乙炔检验产生的干扰,再用酸性高锰酸钾溶液检验乙炔,D能达实验目的;
故选:D。
7. 含有a个-CH2-,b个,d个-CH3,其余为-OH的某链状有机物分子中则羟基的个数为
A. 2-d +b B. 2a+3b-d C. b+d+a D. d -b+2
【答案】A
【解析】
【详解】此有机物中共有a+b+d个碳原子,氢原子数最多为2(a+b+d)+2,设—OH的数目为n,则实际H原子为2a+b+3d+n,即2a+b+3d+n=2(a+b+d)+2,解得n=2-d +b,故答案为A。
点睛:有机物主要靠C原子连接,每个碳原子都必须形成4个共价键,以1条碳链分析考虑,先分析若只连接甲基,计算连接的甲基数目,再根据分子中含有的甲基数目计算羟基数.1个C可连接2个甲基,1个-CH-可连接1个甲基,-CH2-不管多少个只能连接两个-CH3.据此计算判断。
8. 已知青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,易溶于有机溶剂,如丙酮、氯仿,可溶于乙醇、乙醚等,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差.乙醚的沸点为35℃。如图(左下)是从黄花青蒿中提取青蒿素(右下图)的工艺流程,下列有关实验操作的说法不正确的是
A. 研碎时应该将黄花青蒿置于研钵中
B. 操作Ⅰ是萃取,所用的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗
C. 操作Ⅱ是蒸馏,所用的玻璃仪器主要有蒸馏烧瓶、酒精灯、直形冷凝管、温度计、锥形瓶、牛角管
D. 根据结构分析青蒿素能与碘化钠作用生成碘单质
【答案】B
【解析】
【分析】将黄花青蒿干燥后,在研钵中进行研磨,得到固体粉末,加入乙醚,进行萃取,萃取后过滤,将得到的滤液进行蒸馏,蒸出乙醚,得到粗品,再将粗品进行萃取、蒸馏,得到精品青蒿素,据此作答。
【详解】A.研碎时应该将黄花青蒿置于研钵中进行,故A正确;
B.根据分析可知,操作Ⅰ是将固体和液体分开,是过滤,不是分液,不需要分液漏斗,故B错误;
C.根据分析可知,操作Ⅱ是蒸馏,所用的玻璃仪器主要有蒸馏烧瓶、酒精灯、直形冷凝管、温度计、锥形瓶、牛角管,故C正确;
D.青蒿素结构中含有过氧键(-O-O-),具有强氧化性,能与碘化钠作用生成碘单质,故D正确;
故选:B。
9. 具有下列电子层结构或性质的原子:①2p轨道上有2对成对电子的原子;②外围电子构型为2s22p3的原子;③短周期第一电离能最小;④第三周期离子半径最小。则下列有关比较中正确的是( )
A. 第一电离能:②>③>①>④
B. 原子半径:④>③>②>①
C. 电负性:①>②>④>③
D. 最高正化合价:②>③>①>④
【答案】C
【解析】
【分析】①2p轨道上有2对成对电子的原子,则其2p能级电子排布为2p5,为F元素;②外围电子构型为2s22p3的原子为N元素;③短周期第一电离能最小的元素为Na元素;④第三周期离子半径最小的元素Al。
【详解】A.同周期主族元素第一电离能呈增大趋势,F第一电离能大于N,即①>②,故A错误;
B.同周期主族元素的原子半径自左至右依次减小,所以Na的原子半径大于Al,即③>④,故B错误;
C.非金属性越强电负性越大,所以电负性①>②>④>③,故C正确;
D.F元素没有最高正价,故D错误;
故答案为C。
10. 下列说法正确的是
A. 离子键、共价键和金属键均具有方向性和饱和性
B. 等离子体由电子、阳离子和中性粒子组成,具有良好的导电性和流动性
C. 大多数离子液体含有体积很大的分子,呈液态,难挥发
D. 碳酸氢钠固体粉末没有规则的外形,所以不属于晶体
【答案】B
【解析】
【详解】A.离子晶体和金属晶体没有饱和性和方向性,A不正确;
B.等离子体是由阳离子、中性粒子、自由电子等多种不同性质的粒子所组成的电中性物质,其中阴离子(自由电子)和阳离子分别的电荷量相等,具有良好的导电性和流动性,B正确;
C.离子液体是指全部由离子组成的液体,大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子,呈液态,难挥发,而不是含有体积很大的分子,C不正确;
D.晶体具有规则的几何外形,碳酸氢钠固体粉末没有规则的外形,但用放大镜看是可以看出规则几何外形的,故属于晶体,D不正确;
故选B。
11. 又称为光气,是一种重要的有机试剂,其结构如图,下列关的说法不正确的是
A. 它是一个极性分子
B. 分子形状为三角锥形
C. 与间的排斥大于两个间的排斥
D. 键长更长与Cl原子半径较大、键是单键有关
【答案】B
【解析】
【详解】A.有图可知,光气不是正三角形,即正负中心电荷不重合,为极性分子,故A正确;
B.碳原子连接碳氧双键,碳原子为中心原子,价层电子对数为,为杂化,分子形状为平面三角形,故B不正确;
C.双键和单键之间的斥力大于单键与单键之间,故C正确;
D.氯原子的半径比碳原子的半径长,因此键长更长与Cl原子半径较大、键是单键有关,故D正确;
故答案选B。
12. 下列关于各晶体模型示意图的分析不正确的是
名称 的晶胞 的晶胞
模型示意图
分析 A.1个晶胞内含有4个和4个 B.Si原子的配位数为2
名称 晶体碘的晶胞 石墨晶体的结构
模型示意图
分析 C.在晶胞中的排列有2种取向 D.石墨中含有共价键的数目为
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.晶胞中个数为,的个数为,A正确;
B.中Si的配位数为4,B错误;
C.碘分子的排列有2种不同的取向,在顶点和面心,2种取向不同的碘分子以4配位数交替配位形成层结构,C正确;
D.石墨中1个C含有的共价键为1.5个,石墨中含有共价键为,故D正确;
答案选B。
13. 反应中的有关物质的说法不正确的是
A. 固态时均属于分子晶体
B. 均为微粒
C. 分子中的键角比中的键角大
D. 中存在离子键、配位键、极性键
【答案】C
【解析】
【详解】A.NH3、H2O都是由分子构成的物质,固态时均属于分子晶体,故A正确;
B.NH3、H2O是10个质子、10个电子的粒子,OH-是9个质子、10个电子的粒子,即NH3、H2O、OH-均为10e-微粒,故B正确;
C.NH3分子中N原子的孤电子对数为=1,[Zn(NH3)4]2+中NH3分子是配体,N原子的孤电子对数为0,N原子的VSEPR模型为四面体,孤电子对与成键电子对间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,所以NH3分子中的键角∠HNH比[Zn(NH3)4]2+中的键角∠HNH小,故C错误;
D.Zn2+提供空轨道,NH3分子中N原子提供孤电子对,二者形成配位键,配离子与OH-之间形成离子键,且NH3分子和OH-内部存在极性共价键,故D正确;
故选:C。
14. 向饱和溶液(有足量固体)中滴加氨水,发生反应和,与的关系如图所示{其中代表或}。
下列说法正确的是
A. 曲线Ⅲ表示随的变化曲线
B. 随增大,先增大后减小
C. 反应的平衡常数为
D. 完全溶解,至少需要含有的氨水
【答案】D
【解析】
【分析】氯化银饱和溶液中银离子和氯离子的浓度相等,向饱和溶液中滴加氨水,溶液中银离子浓度减小,氯离子浓度增大、一氨合银离子增大,继续滴加氨水,一氨合银离子增大的幅度小于二氨合银离子,则曲线I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分别表示二氨合银离子、一氨合银离子、银离子、氯离子与氨气浓度对数变化的曲线。
【详解】A.曲线Ⅲ表示随的变化曲线,故A错误;
B.反应的平衡常数K=为定值,随增大,一氨合银离子浓度先增大后不变,先减小后不变,故B错误;
C.在=-1时,对应的反应Cl-和二氨合银离子浓度的对数都是-2.35,浓度都是10-2.35,平衡常数为K==,故C错误;
D.0.1molAgCl完全溶解生成0.1molCl-和0.1mol的[Ag(NH3)2]+,对于平衡常数为K====10-2.7,得出n(NH3)=100.35mol,反应后应该余下氨气的物质的量为100.35mol,加上0.1molAg+结合的0.2mol氨气生成[Ag(NH3)2]+,共需要,故D正确;
答案选D。
第Ⅱ卷(非选择题)
15. 1-溴丁烷可用于合成麻醉药盐酸丁卡因,也用于生产染料和香料,是稀有元素萃取的溶剂及有机合成的中间体,其制备如图(夹持装置略):
已知:i.
ⅱ.
ⅲ.
请回答下列问题:制备装置
(1)仪器a的名称是_______。装置b的作用是吸收尾气防止污染空气且能_______。
(2)制备过程中,加热回流,在此期间要不断地摇动反应装置,其原因为_______。
(3)若选用较浓的硫酸作为反应物,得到的产品会呈黄色,为除去颜色,最好选择下列的_______(填标号)溶液来洗涤产品。
A. 四氯化碳 B. 硫酸钠 C. 氢氧化钠 D. 亚硫酸钠
(4)探究小组为研究1-溴丁烷的水解反应和消去反应,设计如下探究实验:
①对比i、ⅱ的实验现象,可得出卤代烃水解的实验结论是_______。
②实验ⅲ的有机化学反应方程式是_______。
③为深入研究1-溴丁烷与溶液是否能发生消去反应,小组设计如图装置探究(加热和夹持装置略去):加热圆底烧瓶一段时间后,试管中酸性高锰酸钾溶液褪色。
Ⅰ.甲同学认为不能依据酸性高锰酸钾溶液褪色,判断圆底烧瓶中发生消去反应,理由是_______;
II.乙同学对实验进行了改进,依据实验现象可判断是否发生消去反应,改进的方案是_______。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 防止液体倒吸
(2)使反应物充分接触,充分反应,提高正溴丁烷的产率 (3)D
(4) ①. 1-溴丁烷在碱性溶液中水解速率更快 ②. ③. A装置发生水解反应生成的1-丁醇,也可以使B中酸性高锰酸钾溶液褪色 ④. 将B中溶液换成溴的四氯化碳溶液(或溴水),若褪色,则证明可发生消去反应,反之,则没有发生(或在烧瓶与试管之间加入一个装有水的装置)
【解析】
【分析】由题干可知,溴化钠和浓硫酸生成HBr,HBr和乙醇发生取代反应生成1-溴丁烷;反应后分液得到有机相,有机层依次用适量的水、饱和溶液、水洗涤、用无水CaCl2干燥得到产品;
【小问1详解】
仪器a的名称是球形冷凝管;实验得到尾气中含有污染性气体二氧化硫、溴化氢、溴蒸气等,装置b的作用是吸收尾气防止污染空气且能防止液体倒吸;
【小问2详解】
不断地摇动反应装置,其原因为使反应物充分接触,增大反应物接触面积,使之充分反应,提高正溴丁烷的产率;
【小问3详解】
由题干可知,反应中会得到溴单质而使产品呈黄色,溴单质、1-溴丁烷都会溶于四氯化碳,溴单质和硫酸钠、氢氧化钠均不反应,溴单质具有强氧化性能和还原性物质亚硫酸钠反应,故选择D;
【小问4详解】
①i中几分钟后出现黄色沉淀、ii中立刻出现黄色沉淀,对比i、ii的实验现象,可得出卤代烃水解的实验结论是碱性环境会促进1-溴丁烷的水解反应。
②实验ⅲ中1-溴丁烷在氢氧化钠醇溶液环境中加热发生消去反应生成1-丁烯,有机化学反应方程式是。
③Ⅰ.装置中1-溴丁烷发生水解反应生成的正丁醇挥发,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰了实验的检验;
Ⅱ. 正丁醇和溴单质不反应,而1-丁烯会和溴水反应;改进的方案是将B中溶液换成溴的四氯化碳溶液(或溴水),若褪色,则证明可发生消去反应,反之,则没有发生。
16. 铊(Tl)广泛用于电子、军工、航天、化工、治金、通讯等方面,一种以红铊矿(主要成分是,含少量,等杂质)为原料制备金属铊流程如图所示。
已知:①铊的密度比钠的密度大。室温下,铊能与空气中的氧气反应生成氧化亚铊()膜,而失去金属光泽变得灰暗。
②TlCl难溶于水,而溶于水。
③溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的如下表所示:
金属离子
开始沉淀的 2.2 3.5
沉淀完全()的 3.2 47
回答下列问题:
(1)中三元素的基态原子含有未成对电子数最多的元素是_______。(填元素符号)
(2)“焙烧1”中,最终转化为﹔和也转化为相应的硫酸盐。其中,转化为分如下两步完成。请写出第二步反应的化学方程式。
第一步(与反应):
第二步:_______。
(3)滤渣的成分属于共价晶体,晶体中每个最小环含有_______个原子。
(4)“沉铊”步骤中,需要加入过量,其原因是_______。(用化学用语和简要的文字解释)
(5)向“沉铊”后的滤液中加入生石灰至时才能外排,此时滤液中的浓度为_______。(指数允许是小数)
(6)“焙烧2”中发生的反应为。则“置换”步骤中发生反应的离子方程式为_______。
(7)所得产品高纯铊应保存在_______中。
【答案】(1)As (2)
(3)12 (4)增大浓度,使(离子后加aq)平衡逆向移动,促进TlCl充分析出
(5)
(6)
(7)煤油
【解析】
【分析】红铊矿“焙烧1”中,TlAsS2最终转化为Tl2SO4;Al2O3和Fe2O3也转化为相应的硫酸盐,加浓硫酸将金属氧化物转化为对应的硫酸盐,过滤,滤渣为二氧化硅,滤液中含有硫酸铝、Tl2SO4、硫酸铁,加入氯化钠溶液沉铊过程中,存在如下的沉淀溶解平衡:TlCl(s) Tl+(aq)+Cl-(aq),增大Cl-浓度,使TlCl(s) Tl+(aq)+Cl-(aq)平衡逆向移动,促进TlCl充分析出,“焙烧2”中发生的反应为2TlCl+H2SO4(浓)Tl2SO4+2HCl↑,加热水溶解后锌置换出铊单质。
【小问1详解】
TlAsS2中三种元素中Tl、As、S基态原子含有未成对电子数分别为1、3、2,基态原子含有未成对电子数最多的元素是As;
【小问2详解】
TlAsS2转化为Tl2SO4分如下两步完成,第一步(TlAsS2与O2反应):2TlAsS2+6O2Tl2O+4SO2,第二步反应为Tl2O+H2SO4(浓) Tl2SO4+H2O;
【小问3详解】
滤渣的成分SiO2属于共价晶体,硅原子与四个氧原子成键,氧原子与2个硅原子成键,则晶体中每个最小环含有6个硅原子和6个氧原子,含有12个原子;
【小问4详解】
沉铊过程中,存在如下的沉淀溶解平衡:TlCl(s) Tl+(aq)+Cl-(aq),增大Cl-浓度,使TlCl(s) Tl+(aq)+Cl-(aq)平衡逆向移动,促进TlCl充分析出;
【小问5详解】
由表格中的数据可知,Ksp[Al(OH)3]=10-5×(10-9.3)3=10-32.9,pH=7时,c(Al3+)=mol/L=10-11.9mol/L;
【小问6详解】
“溶解”步骤得到的是Tl2SO4溶液,故置换反应为Zn+2Tl+=Zn2++2Tl,故答案为:Zn+2Tl+=Zn2++2Tl;
【小问7详解】
依据信息“铊的密度比钠的密度大;室温下,铊能与空气中的氧气反应生成氧化亚铊膜,而失去金属光泽变得灰暗。”可知,铊类似钠应该保存在煤油中,故答案为:煤油。
17. 是大气的主要污染物。研究消除的方法和机理一直是环境专家不断追求的目标。
I二氧化硫在作用下的催化氧化是工业上生产硫酸的主要反应。
(1)二氧化硫在催化下氧化是工业上生产硫酸的主要反应,其催化反应的机理如下:



则_______。
(2)硫酸生产中,催化氧化生成。某温度下,的平衡转化率()与体系总压强(p)的关系如下图所示。根据图示回答下列问题:
①将和置于10L密闭容器中,反应达平衡后,体系总压强为。该反应的平衡常数等于_______。
②平衡状态由A变到B时,平衡常数_______(填“>”、“<”或“=”)。
II.二氧化硫在一定条件下可以发生如下反应:
。在固定体积的密闭容器中,使用某种催化剂,改变原料气配比进行多组实验(各组实验的温度可能相同,也可能不同),测定的平衡转化率。部分实验结果如图所示:
(3)如果要将图中C点对应的平衡状态改变为B点对应的平衡状态,则应采取的措施是_______。
(4)若A点对应实验中,的起始浓度为,经过达到平衡状态,则该时段化学反应速率_______ 。
(5)图中C、D两点对应的实验温度分别为和,通过计算判断:_______(填或“<” “=”或“<”)。
III.东南大学化工团队在酸性的条件下,以电化学原理消除,同时又变废为宝。
(6)写出转化的电极反应方程式: _______。
(7)电解生成的硫酸,电离方程式可表示为:。的稀硫酸中,,求硫酸第二步电离的电离常数:_______(结果保留三位有效数字)。
【答案】(1)
(2) ①. ②. =
(3)降低温度 (4)
(5)= (6)
(7)
【解析】
【小问1详解】
已知:①SO2(g)+V2O5(s)═SO3(g)+V2O4(s)ΔH1=+60kJ mol-1;②V2O4(s)+O2(g)+2SO2(g)═2VOSO4(s)ΔH2=-113kJ mol-1;③4VOSO4(s)+O2(g)═2V2O5(s)+4SO3(g)ΔH3=-482kJ mol-1;根据盖斯定律:×(①×2+②×2+③)即可得2SO2(g)+O2(g)═2SO3(g)ΔH=×(60×2-113×2-482)kJ mol-1=--196kJ mol-1,故答案为:-196kJ mol-1;
【小问2详解】
①由图像知,体系总压强为0.10MPa时SO2的平衡转化率为0.8,则
平衡时:c(SO2)=0.04mol/L,c(O2)=0.02mol/L,c(SO3)=0.16mol/L,,故答案为:800;
②平衡常数只受温度的影响,温度不变,则压强不变,平衡状态由A变到B时,则k(A)=k(B),故答案为:=;
【小问3详解】
如果要将图中C点的平衡状态改变为B点的平衡状态,平衡转化率增大,平衡正向进行,正反应为放热反应,降低温度平衡正向进行,故答案为:降低温度;
【小问4详解】
A点平衡转化率为50%,n(NO2):n(SO2)=0.4,SO2(g)的起始浓度为c0 mol L-1,NO2起始浓度c(NO2)=0.4c0mol/L,反应的二氧化氮浓度=0.4c0mol/L×50%=0.2c0mol/L,该时段化学反应速率v(NO2)=mol/(L min),故答案为:;
【小问5详解】
NO2(g)+SO2(g) SO3(g)+NO(g)ΔH=-41.8kJ/mol,反应为放热反应,n(NO2):n(SO2)=1,SO2(g)的起始浓度为c0 mol L-1,c(NO2)=c0mol/L,图中C、D两点对应的实验温度分别为Tc和Td,C点二氧化氮转化率为50%,则
平衡常数,D点二氧化氮转化率40%,n(NO2):n(SO2)=1.5,SO2(g)的起始浓度为c0 mol L-1,c(NO2)=1.5c0mol/L,则
平衡常数,平衡常数相同说明反应温度相同,Tc=Td,故答案为:=;
【小问6详解】
NOx与电源正极相连作阳极,在反应中失去电子发生氧化反应,因此电极反应式为NOx-(5-2x)e-+(3-x)H2O=+(6-2x)H+,故答案为:NOx-(5-2x)e-+(3-x)H2O=+(6-2x)H+;
【小问7详解】
根据硫酸的电离方程式可知,第一步完全电离,第二步部分电离;在0.100mol L-1的稀硫酸中,第一步电离产生的H+浓度为0.100mol/L,因此第二步电离产生的H+和的浓度均为0.109mol/L-0.1000mol/L=0.009mol/L,c()=0.100mol/L-0.009mol/L=0.091mol/L,因此,,故答案为:1.08×10-2。
18. 华法林(Warfarin)又名杀鼠灵,美国食品药品监督管理局批准为心血管疾病的临床药物。其合成路线(部分反应条件略去)如下所示:
已知:醛和酮在溶液中受热会发生如下反应:
(为烃基)
回答下列问题:
(1)C的名称为_______,F中官能团名称为_______。
(2)⑤的反应类型为_______。
(3)D分子中最多有_______个原子共平面。
(4)由C生成D的化学方程式为_______。
(5)F的同分异构体中,同时符合下列条件的同分异构体共有_______种。
a.能与FeCl3溶液发生显色反应 b.能发生银镜反应
其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为_______。
(6)参照上述合成路线中④⑤⑥,完善以苯酚()、乙酸酐和苯甲醛()为原料(其他无机试剂任选),制备的合成路线_______(请补全第一步产物的结构简式和第二步箭头上下项目):
【答案】(1) ①. 苯甲醇 ②. (酚)羟基、酮羰基
(2)取代反应 (3)14
(4)2+O22+2H2O
(5) ①. 13 ②.
(6)
()
【解析】
【分析】由题干合成路线图可知,根据A的分子式为C7H8,结合 ,纵观反应过程,可知A中含有苯环,故A为,由可知,A发生甲基上的一氯取代生成B,故B为,B发生水解反应生成C为,C发生氧化反应生成D为,D与丙酮先加成后消去脱去1分子水得到,对比反应⑧前、后物质的结合,可知⑧属于加成反应,⑤为取代反应,同时有乙酸生成,⑥发生结构异构;(6)参照上述合成路线中的④⑤⑥可知,与(CH3CO)2O 反应生成,与反应生成,异构生成,由此确定合成路线,据此分析解题。
【小问1详解】
由分析可知,C的结构简式为:,故C的名称为苯甲醇,根据题干图示中F的结构简式可知,F中官能团名称为(酚)羟基、酮羰基,故答案为:苯甲醇;(酚)羟基、酮羰基;
【小问2详解】
由合成路线图可知,⑤的反应方程式为:+(CH3CO)2O+CH3COOH,则该反应的反应类型为取代反应,故答案为:取代反应;
【小问3详解】
由分析可知,D的结构简式为:,分子中含有苯环和醛基所在的两个平面,中间单键连接可以任意旋转,故D分子中所有原子均可能共平面,即最多有14个原子共平面,故答案为:14;
【小问4详解】
由分析可知,C的结构简式为:,D的结构简式为:,由C生成D的化学方程式为2+O22+2H2O,故答案为:2+O22+2H2O;
【小问5详解】
由题干合成路线图可知,F的分子式为:C8H8O2,不饱和度为5,则F同时符合下列条件a.能与FeCl3溶液发生显色反应即含有酚羟基,b.能发生银镜反应即含有醛基,若含有两个取代基即-OH和-CH2CHO,则有邻间对三种位置异构,若含有三个取代基即-OH、-CHO和-CH3,则有10种位置异构,即同分异构体共有3+10=13种,其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为:,故答案为:13;;
【小问6详解】
参照上述合成路线中的④⑤⑥可知,与(CH3CO)2O 反应生成,与反应生成,异构生成,由此确定合成路线为:,故答案为:。
同课章节目录