福建省龙岩市2022-2023高二下学期7月期末考试化学试题(原卷版+解析版)
龙岩市2022-2023学年高二下学期7月期末考试
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Br-80 Cs-133 Pb-207
第Ⅰ卷(选择题共42分)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每题3分,共42分。)
1. 化学与生活、社会发展息息相关。下列说法正确的是
A. 汽油、甘油、花生油均能发生水解反应和氧化反应
B. 福尔马林能使蛋白质变性,可用于浸制动物标本
C. 聚氯乙烯塑料可用作不粘锅的耐热涂层
D. 用高粱酿酒的原理是淀粉水解生成了乙醇
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 聚丙烯的结构简式:
B. 顺-2-丁烯分子的球棍模型:
C. 乙基的电子式:
D. 基态铯原子最高能级的电子云轮廓图:
3. 苯乙炔常用作医药中间体和有机合成试剂。下列关于苯乙炔说法正确的是
A. 分子中有14个σ键,5个π键 B. 所有碳原子均为杂化
C. 分子中所有碳碳键键能均相等 D. 该分子加聚后可以做导电塑料
4. 科学家用、、、、、HCN、硫醇、铁盐等物质合成RNA的四种基本碱基。下列说法正确的是
A. C、N、O三种原子中,O的第二电离能最大
B. 比稳定是因为能形成氢键
C. 、和HCN的中心原子均有孤对电子
D. 沸点:(乙硫醇)
5. 下列离子方程式正确的是
A. 向苯酚钠溶液中通入:22+
B. 向硫酸铜溶液中滴入少量氨水:
C 向银氨溶液中滴加乙醛,并水浴加热:
D. 将苯与浓硝酸和浓硫酸混合,水浴加热:+HO-NO2
6. X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大前20号元素,X原子失去一个电子后是“裸露”质子;R原子最外层电子数是其内层电子总数的一半;X、Y、Z、R形成化合物表示为;W是前20号元素中金属性最强的。下列正确的是
A. 离子半径:
B. 分子中键角是109.5°
C. 基态W原子核外有19种运动状态不同的电子
D. 和有相同的空间构型
7. 某硫氮化合物的分子结构如图所示。下列说法正确的是
A. 分子式为SN B. 各原子最外层都达到8电子稳定结构
C. 分子中只含有极性键 D. 分子中N的化合价为-3
8. 双环戊二烯合铁又称二茂铁,它的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,开辟了有机金属化合物研究的新领域。已知二茂铁不溶于水,易溶于有机溶剂。下列说法不正确的是
A. 环戊二烯为非极性分子 B. 二茂铁中存在配位键
C. 核外有4个未成对电子 D. 二茂铁为分子晶体
9. 对羟基肉桂酸甲酯具有高光敏性等优良特性,用于制作触摸屏和光纤材料,该物质的结构简式如图所示。有关对羟基肉桂酸甲酯的说法不正确的是
A. 所有碳原子可能在同一平面
B. 苯环上的二氯代物有4种
C. 1 mol该物质最多可与3 mol 发生反应
D. 与氢气加成后的产物中含有手性碳原子
10. 用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A B C D
验证溴乙烷反应生成乙烯 验证苯与溴发生取代反应 制备并收集乙酸乙酯 从海水获取蒸馏水
A. A B. B C. C D. D
11. 碳有石墨(如图1)、富勒烯()(晶胞如图2,代表)、金刚石(晶胞如图3)等多种同素异形体。已知是阿伏加德罗常数的值,图3中M点的原子坐标参数为,N点为。下列说法中不正确的是
A. 石墨层与层之间的作用力为范德华力 B. 720g富勒烯晶体含有个晶胞
C. 12g石墨中含有六元环的个数为 D. P点的原子坐标参数为
12. CPAE是蜂胶的主要活性成分,具有抗癌作用。由咖啡酸合成CPAE路线如下:
下列说法正确的是
A. 咖啡酸的分子式为
B. 咖啡酸、苯乙醇、CPAE都能发生取代、加成和氧化反应
C. 苯乙醇能发生消去反应,且与 互为同系物
D. 1 mol CPAE最多可与2 mol NaOH发生反应
13. 某小组同学设计以下方案研究铜的配合物。下列说法不正确的是
A. 硫酸铜溶液呈蓝色,是因为溶液中存在
B. 1 mol 中含有个σ键
C. 上述实验可得配离子的稳定性顺序为:
D. 以上实验说明配合物的形成与配体的种类和浓度有关
14. 已知某有机物M的红外光谱(图甲)和核磁共振氢谱(图乙)如图所示,下列说法正确的是
A. 有机物M属于芳香烃
B. 由图乙可知M的相对分子质量
C. M分子中有3种不同化学环境的氢原子
D. 若M的分子式为,则其可能的结构为
第Ⅱ卷(非选择题共58分)
二、非选择题(共4大题)
15. 氨基吡啶与铜等金属离子所形成的配合物具备良好的磁学性质,某氨基吡啶衍生物铜配合物X的结构简式如图所示。
(1)基态氯原子的价层电子排布图为______;下列不同状态的氮原子中,能量最高的是______(填字母)。
A. B. C. D.
(2)C、N、O元素原子的电负性由大到小的顺序为______。
(3)X中的配位数是______;铜元素有不同价态氧化物,高温下稳定性______CuO(填“大于”或“小于”),从离子的电子层结构角度分析,主要原因是______。
(4)X中N原子的杂化方式为______。
(5)下列关于X的说法中不正确的是______(填字母)。
A. 存在大π键
B. 存在氢键、配位键等化学键
C. 碳、氧原子间形成的σ键和π键个数比为2∶1
D. 铜属于d区元素
16. 卤素与金属形成的化合物在生产生活中具有一定用途。
(1)某些卤化镓可用作光电材料,下表是三种卤化镓的熔点。
物质
熔点/℃ 1000 77.9 121
①试解释三种卤化镓熔点呈现表中差异的原因__________________;
②气态常以二聚体形式存在,二聚体中各原子均满足结构,据此写出二聚体的结构式为______。
(2)可用作有机反应的催化剂。在催化下,乙酰氯的部分反应历程如图:
①乙酰氯分子中C-C键与C-Cl键的夹角______120°(填“大于”、“等于”或“小于”),理由是____________。
②的空间构型为______,请写出一种与互为等电子体的分子______。
(3)三维立方钙钛矿()可用作太阳能电池材料。钙钛矿中三种离子在晶胞(图a)中分别占据正方体顶点、面心、体心位置,图b显示的是三种离子在xz面、yz面、xy面上的位置:
①的配位数为______。
②若晶体的密度为d g cm,阿伏伽德罗常数的值为,则与之间的距离为______nm(用含d的表达式表示)。
17. 苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料一纳米氧化铜的重要前驱体之一,下面是它的一种实验室合成路线:
制备苯乙酸装置示意图如图所示(加热和夹持装置等略)。
制备苯乙酸的反应原理为: + +NH4HSO4
药品 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性 密度(g·cm)
苯乙腈 117 -48 197 微溶于冷水,易溶于乙醇 1.08
苯乙酸 136 765 161 微溶于冷水,易溶于乙醇 1.17
(1)配置100 mL 70%的硫酸(密度1.61 g cm)需取______mL 98%的浓硫酸(密度)1.84 g cm)。
(2)仪器b名称______,仪器c的作用是______。
(3)反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是______。分离苯乙酸粗品不需要的仪器是______(填标号)。
A.分液漏斗 B.漏斗 C.烧杯 D.直形冷凝管 E.玻璃棒
(4)在实验中用5.0 mL苯乙腈,最终获得3.2 g苯乙酸,计算产率为______(结果保留三位有效数字)。
(5)将苯乙酸加入乙醇与水的混合物中,充分溶解后,加入搅拌30 min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体。
①混合溶剂中乙醇的作用是________________________。
②写出制苯乙酸铜的化学方程式:______________________________。
18. 2023年3月1日新版国家医保药品目录正式实施,药品总数达到2967种,一定程度上减轻了患者看病的负担,目录中的免疫调节剂泊马度胺(Ⅰ)的合成路线如下:
已知:①
②
③
回答下列问题:
(1)E的名称为______;A中含氧官能团的名称为______。
(2)化合物A能溶于水,其原因是____________。
(3)将A转化为B的目的是____________,H→I的反应类型为______。
(4)写出D+G→H的化学方程式:__________________。
(5)E的芳香族同分异构体中既能发生银镜反应又能与反应生成气体,其中核磁共振氢谱中有4组峰的分子结构简式为____________。
(6)参考题中信息和所学知识,写出由化合物M()为原料合成化合物N()的路线图(其他试剂任选)______。
龙岩市2022-2023学年高二下学期7月期末考试
化学试题 答案解析
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Br-80 Cs-133 Pb-207
第Ⅰ卷(选择题共42分)
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每题3分,共42分。)
1. 化学与生活、社会发展息息相关。下列说法正确的是
A. 汽油、甘油、花生油均能发生水解反应和氧化反应
B 福尔马林能使蛋白质变性,可用于浸制动物标本
C. 聚氯乙烯塑料可用作不粘锅的耐热涂层
D. 用高粱酿酒的原理是淀粉水解生成了乙醇
【答案】B
【解析】
【详解】A.汽油为烃,不能发生水解,甘油为丙三醇,不能发生水解,花生油为油脂,能发生水解,故A错误;
B.福尔马林溶液为甲醛的水溶液,能使蛋白质变性,可用于浸制动物标本,故B正确;
C.聚氯乙烯不能作不粘锅的耐热涂层,因为聚氯乙烯在高温下能产生有毒的氯原子,我们常用聚四氟乙烯作不粘锅的耐热涂层,故C错误;
D.淀粉最终水解产物是葡萄糖,高粱酿酒原理是高粱中的淀粉水解成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇和二氧化碳,故D错误;
答案为B。
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 聚丙烯的结构简式:
B. 顺-2-丁烯分子的球棍模型:
C. 乙基的电子式:
D. 基态铯原子最高能级的电子云轮廓图:
【答案】B
【解析】
【详解】A.聚丙烯结构简式,故A错误;
B.顺-2-丁烯分子的球棍模型:,故B正确;
C.乙基的电子式,故C错误;
D.基态铯原子价层电子排布式为6s1,其所处最高能级为s能级,电子云轮廓为球形,故D错误;
答案选B。
3. 苯乙炔常用作医药中间体和有机合成试剂。下列关于苯乙炔说法正确的是
A. 分子中有14个σ键,5个π键 B. 所有碳原子均为杂化
C. 分子中所有碳碳键的键能均相等 D. 该分子加聚后可以做导电塑料
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯环中的6个C以及与6个C直接相连的6个原子间共形成12个σ键,碳碳三键中含1个σ键,碳氢单键为1个σ键,共14个σ键;苯环内部一个大π键,碳碳三键中含2个π键,共计3个π键,故A错误;
B.碳碳三键中的C属于sp杂化,故B错误;
C.该分子中有碳碳单键、碳碳三键,不可能所有的碳碳键的键能都相等,故C错误;
D.该分子加聚反应后得到聚苯乙炔,可做导电材料,故D正确;
答案选D。
4. 科学家用、、、、、HCN、硫醇、铁盐等物质合成RNA的四种基本碱基。下列说法正确的是
A. C、N、O三种原子中,O的第二电离能最大
B. 比稳定是因为能形成氢键
C. 、和HCN的中心原子均有孤对电子
D. 沸点:(乙硫醇)
【答案】A
【解析】
【详解】A.C失去一个电子的价电子排布式为:2s22p1,N失去一个电子的价电子排布式为:2s22p2,O失去一个电子的价电子排布式为:2s22p3,O+为半充满状态,更稳定,故O的第二电离能最大,故A正确;
B.r(O)
D.形成分子间氢键增大分子间作用力,增大熔沸点,沸点:(乙硫醇),故D错误。
答案为:A。
5. 下列离子方程式正确的是
A. 向苯酚钠溶液中通入:22+
B. 向硫酸铜溶液中滴入少量氨水:
C 向银氨溶液中滴加乙醛,并水浴加热:
D. 将苯与浓硝酸和浓硫酸混合,水浴加热:+HO-NO2
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯酚的酸性小于碳酸,大于碳酸氢根,所以向苯酚钠溶液中通入的离子方程式为+,故A错误;
B.向硫酸铜溶液与少量氨水反应,生成蓝色的氢氧化铜沉淀,故B错误;
C.向银氨溶液中滴加乙醛,并水浴加热,发生银镜反应,其离子方程式为,故C正确;
D.将苯与浓硝酸和浓硫酸混合,水浴加热发生硝化反应,其离子方程式为+HO-NO2+H2O,故D错误;
故选C。
6. X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大前20号元素,X原子失去一个电子后是“裸露”质子;R原子最外层电子数是其内层电子总数的一半;X、Y、Z、R形成化合物表示为;W是前20号元素中金属性最强的。下列正确的是
A. 离子半径:
B. 分子中键角是109.5°
C. 基态W原子核外有19种运动状态不同的电子
D. 和有相同的空间构型
【答案】C
【解析】
【分析】X元素原子失去一个电子后是“裸露”质子,X是H,R原子最外层电子数是其内层电子总数的一半;则R为第三周期元素,是15号元素,R为P,由可知Y是N、Z是O;W是前20号元素中金属性最强的,W为K。
【详解】分析知,X、Y、Z、R、W分别为H、N、O、P、K;
A.K+有3个电子层,有2个电子层,有2个电子层,电子数越多,半径越大,具有相同电子排布时,序大径小,所以离子半径,故A错误;
B.P4分子为正四面体结构,四个磷原子位于正四面体的顶点位置,键角为60°,故B错误;
C.基态钾原子原子核外有19个电子,所以原子核外有19种运动状态不同的电子,故C正确;
D.NH3中的氮原子为sp3杂化且氮原子有一个孤电子对,空间构型为三角锥形,中氮原子的价层电子对数为,所以氮原子SP2杂化,空间构型为平面三角形,所以和的空间构型不同,故D错误;
故选C。
7. 某硫氮化合物的分子结构如图所示。下列说法正确的是
A. 分子式为SN B. 各原子最外层都达到8电子稳定结构
C. 分子中只含有极性键 D. 分子中N的化合价为-3
【答案】B
【解析】
【详解】A.该结构即为分子的结构,所以该物质的分子式为S4N4,故A错误;
B.由结构可知,硫原子形成2个共价键,氮原子形成3个共价键,各原子最外层都达到8电子稳定结构,故B正确;
C.在分子中存在氮氮非极性键,故C错误;
D.在分子中,每个氮原子形成一个氮氮单键,两个氮硫单键,所以氮的化合价-2,故D错误;
故选B。
8. 双环戊二烯合铁又称二茂铁,它的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,开辟了有机金属化合物研究的新领域。已知二茂铁不溶于水,易溶于有机溶剂。下列说法不正确的是
A. 环戊二烯为非极性分子 B. 二茂铁中存在配位键
C. 核外有4个未成对电子 D. 二茂铁为分子晶体
【答案】A
【解析】
【详解】A.环戊二烯正负电荷中心不重合,为极性分子,故A错误;
B.二茂铁分子是一种金属有机配合物,分子中存在配位键,故B正确;
C.铁原子首先失去4s轨道上的电子,Fe2+的价电子排布式为3d4,有4个未成对电子,故C正确;
D.二茂铁由双环戊二烯合铁分子构成,为分子晶体,故D正确;
故选:A。
9. 对羟基肉桂酸甲酯具有高光敏性等优良特性,用于制作触摸屏和光纤材料,该物质的结构简式如图所示。有关对羟基肉桂酸甲酯的说法不正确的是
A. 所有碳原子可能在同一平面
B. 苯环上的二氯代物有4种
C. 1 mol该物质最多可与3 mol 发生反应
D. 与氢气加成后的产物中含有手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.与苯环直接相连的原子共面,碳碳双键两端的原子共面,单键可以旋转,故所有碳原子可能在同一平面,A项正确;
B.两个氯在苯环邻位有1种,在苯环间位有2种,在对位有1种,则其二氯代物有4种,B项正确;
C.该物质中碳碳双键、酚羟基邻位氢都可以和溴反应,则1 mol该物质最多可与3 mol 发生反应,C项正确;
D.手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;苯环、碳碳双键可以和氢气加成,加成后不含手性碳,D项错误;
故选D。
10. 用下列装置进行实验,能达到实验目的的是
A B C D
验证溴乙烷反应生成乙烯 验证苯与溴发生取代反应 制备并收集乙酸乙酯 从海水获取蒸馏水
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.制备乙烯时,有乙醇挥发出来,也能使高锰酸钾褪色,无法验证乙烯,A错误;
B.苯和液溴反应生成HBr, 液溴易挥发,挥发后遇到水反应产生HBr,HBr与AgNO3反应生成溴化银沉淀,无法证明HBr是苯和液溴产生的还是液溴和水产生的,故无验证苯和液溴是否反应,B错误;
C.乙醇和乙酸用浓硫酸做催化剂加热140℃生成乙酸乙酯,用饱和碳酸钠溶液收集,图示装置正确,C正确;
D.装置中温度计的水银球位置不合适,无法达到实验目的,温度计水银球应该与支管口相平,D错误;
故答案为:C。
11. 碳有石墨(如图1)、富勒烯()(晶胞如图2,代表)、金刚石(晶胞如图3)等多种同素异形体。已知是阿伏加德罗常数的值,图3中M点的原子坐标参数为,N点为。下列说法中不正确的是
A. 石墨层与层之间的作用力为范德华力 B. 720g富勒烯晶体含有个晶胞
C. 12g石墨中含有六元环个数为 D. P点的原子坐标参数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.石墨属于混合型晶体,在石墨的层内碳原子之间以共价键结合,在层与层间的主要作用力为范德华力,故A正确;
B.根据晶胞,C60位于顶点和面心,因此每个晶胞中C60的个数为,因此720g该晶体中含有晶胞物质的量为,即个晶胞,故B正确;
C.石墨烯(单层石墨)中每个碳原子被3个六元环共用,则每个六元环平均含有2个碳原子,12g石墨烯(单层石墨)的物质的量为1mol,其中含有六元环的个数为,故C错误;
D.P在晶胞的左前下,x、y、z三个坐标轴中的坐标均为,故坐标参数为(,,),故D正确;
故选C。
12. CPAE是蜂胶的主要活性成分,具有抗癌作用。由咖啡酸合成CPAE路线如下:
下列说法正确的是
A. 咖啡酸的分子式为
B. 咖啡酸、苯乙醇、CPAE都能发生取代、加成和氧化反应
C. 苯乙醇能发生消去反应,且与 互为同系物
D. 1 mol CPAE最多可与2 mol NaOH发生反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据结构可知,咖啡酸的分子式为C9H8O4,A错误;
B.咖啡酸、苯乙醇、CPAE均含有苯环可以发生都能发生取代、加成反应,含有羟基可以发生和氧化和取代反应,B正确;
C.苯乙醇中与羟基相连的碳的邻位碳上有氢,能发生消去反应,但醇与酚不是同系物,C错误;
D.CPAE含有2mol酚羟基显酸性,酯基水解后生成的酸与NaOH反应,故需要3molNaOH,D错误;
故答案为:B。
13. 某小组同学设计以下方案研究铜的配合物。下列说法不正确的是
A. 硫酸铜溶液呈蓝色,是因为溶液中存在
B. 1 mol 中含有个σ键
C. 上述实验可得配离子的稳定性顺序为:
D. 以上实验说明配合物的形成与配体的种类和浓度有关
【答案】C
【解析】
【详解】A.Cu2+具有空轨道,水分子中O原子含有孤电子对,能与Cu2+形成配离子,则硫酸铜溶液呈蓝色,是因为溶液中存在配离子,选项A正确;
B.单键都是键构成的,1 mol 中含有4molO-H,另外O原子与铜离子之间还有配位键,因此键的数目为8NA,选项B正确;
C. 硫酸铜溶液含有[Cu( H2O)4]2+加入稀NaOH溶液易转化为Cu(OH)2沉淀,再加入浓NaOH溶液可转化为[Cu(OH)4]2-,说明稳定性: [Cu(H2O)4]2+< [Cu(OH)4]2-,对比试管b、c中的现象可知,稳定性:[Cu(NH3)4]2+> [Cu(OH)4 ]2-,所以配离子的稳定性: ,选项C错误;
D.对比试管a、b中的现象可知,氢氧化铜可以在浓氢氧化钠溶液中形成配合物溶解,稀氢氧化钠溶液不能溶解,说明配合物的形成与配体的浓度有关,对比试管b、c中的现象可知氢氧化铜在稀氢氧化钠溶液不能溶解,在低浓度氨水中形成配合物溶解,说明配合物的形成与配体的种类有关,选项D正确;
答案选C。
14. 已知某有机物M的红外光谱(图甲)和核磁共振氢谱(图乙)如图所示,下列说法正确的是
A. 有机物M属于芳香烃
B. 由图乙可知M的相对分子质量
C. M分子中有3种不同化学环境的氢原子
D. 若M的分子式为,则其可能的结构为
【答案】D
【解析】
【详解】A.该有机物含有O,属于烃的衍生物,故A错误;
B.核磁共振氢谱只能说明氢原子的种类,不能获得A的相对分子质量,相对分子质量应该由质谱图获得,故B错误;
C.核磁共振氢谱中有5个峰,说明有5种不同环境的H原子,故C错误;
D.结构简式为 时,其有机物结构和等效氢种类符合红外光谱与核磁共振氢谱,故D正确;
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题共58分)
二、非选择题(共4大题)
15. 氨基吡啶与铜等金属离子所形成的配合物具备良好的磁学性质,某氨基吡啶衍生物铜配合物X的结构简式如图所示。
(1)基态氯原子的价层电子排布图为______;下列不同状态的氮原子中,能量最高的是______(填字母)。
A. B. C. D.
(2)C、N、O元素原子的电负性由大到小的顺序为______。
(3)X中的配位数是______;铜元素有不同价态氧化物,高温下稳定性______CuO(填“大于”或“小于”),从离子的电子层结构角度分析,主要原因是______。
(4)X中N原子的杂化方式为______。
(5)下列关于X的说法中不正确的是______(填字母)。
A. 存在大π键
B. 存在氢键、配位键等化学键
C. 碳、氧原子间形成的σ键和π键个数比为2∶1
D 铜属于d区元素
【答案】(1) ①. ②. D
(2)O>N>C (3) ①. 5 ②. 大于 ③. 的价电子排布为,而的价电子排布为,处于全满结构,根据洪特规则特例可知,更稳定,因此比CuO稳定
(4)、 (5)D
【解析】
【小问1详解】
氯原子序数为17,价层电子排布式3s2sp5,价层电子排布图 ;基态氮原子,表示2p能级上的一个电子跃迁到3p能级,具有更高的能量,故答案选D;
【小问2详解】
同周期元素从左到右,随核电荷书增加,电负性增强,所以电负性由大到小的顺序O>N>C;
【小问3详解】
根据配合物结构可知与Cu直接相连的原子有5个,即配位数为5;铜元素有不同价态氧化物,高温下稳定性大于CuO,结合两种离子核外电子排布可知,的价电子排布为,而的价电子排布为,处于全满结构,根据洪特规则特例可知,更稳定所以比CuO稳定;
【小问4详解】
氨基中的N连接3个原子剩余一对孤电子对,需4个杂化轨道为sp3杂化;与铜形成配位键的N,与一个C形成双键与另一个C形成单键,提供一对电子形成配位键,需3个杂化轨道,属于sp2杂化;
【小问5详解】
A.根据配合物结构可知存在大π键,故A正确;
B根据氢键的定义可知配合物中有电负性较大的N,有直接与N相连的H,符合氢键形成的条件,故B正确;
C.结合配合物中碳元素与氧元素成键可知σ键和π键个数比为2∶1,故C正确;
D.铜原子序数29,价层电子排布为3d104s1,位于ds区,故D错误;
答案选D。
16. 卤素与金属形成的化合物在生产生活中具有一定用途。
(1)某些卤化镓可用作光电材料,下表是三种卤化镓的熔点。
物质
熔点/℃ 1000 77.9 121
①试解释三种卤化镓熔点呈现表中差异的原因__________________;
②气态常以二聚体形式存在,二聚体中各原子均满足结构,据此写出二聚体的结构式为______。
(2)可用作有机反应的催化剂。在催化下,乙酰氯的部分反应历程如图:
①乙酰氯分子中C-C键与C-Cl键的夹角______120°(填“大于”、“等于”或“小于”),理由是____________。
②的空间构型为______,请写出一种与互为等电子体的分子______。
(3)三维立方钙钛矿()可用作太阳能电池材料。钙钛矿中三种离子在晶胞(图a)中分别占据正方体顶点、面心、体心位置,图b显示的是三种离子在xz面、yz面、xy面上的位置:
①的配位数为______。
②若晶体的密度为d g cm,阿伏伽德罗常数的值为,则与之间的距离为______nm(用含d的表达式表示)。
【答案】(1) ①. 属于离子晶体,和属于分子晶体,相对分子质量小于,的范德华力更小。因此熔点最高,熔点低于 ②.
(2) ①. 小于 ②. 该碳原子为杂化,碳氧双键对单键的排斥力大于单键对单键的排斥力,导致C-C和C-Cl键角小于120° ③. 正四面体 ④.
(3) ①. 12 ②.
【解析】
【小问1详解】
①和属于分子晶体,的相对分子质量,分子间作用力都比大,因此相比于,具有更高的熔点,F元素的电负性很强,的熔点高达1000℃,可能得原因是属于离子晶体;
②二聚体的结构式为:;
【小问2详解】
①由于乙酰氯分子结构中含有碳氧双键,双键对单键的排斥力大于单键对单键的排斥力,故C-C键与C-Cl键的夹角小于120°;
②中Al原子与Cl原子形成4个共价键,且没有孤电子对,故为正四面体结构;与互为等电子体的分子中含有5个原子,价电子数是32,所以与其互为等电子体的有CCl4(或SiCl4等其他合理答案);
【小问3详解】
①因为晶胞是立方密堆积,所以Cs+被12个Br-包围,因此Cs+的配位数为12;
②设晶胞边长为a cm,已知晶体的密度为d g cm-3,则有:, cm,因正方体中体心到顶点的距离是边长的,则与之间的距离为nm。
17. 苯乙酸铜是合成优良催化剂、传感材料一纳米氧化铜的重要前驱体之一,下面是它的一种实验室合成路线:
制备苯乙酸的装置示意图如图所示(加热和夹持装置等略)。
制备苯乙酸的反应原理为: + +NH4HSO4
药品 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性 密度(g·cm)
苯乙腈 117 -48 197 微溶于冷水,易溶于乙醇 1.08
苯乙酸 136 76.5 161 微溶于冷水,易溶于乙醇 1.17
(1)配置100 mL 70%的硫酸(密度1.61 g cm)需取______mL 98%的浓硫酸(密度)1.84 g cm)。
(2)仪器b的名称______,仪器c的作用是______。
(3)反应结束后加适量冷水,再分离出苯乙酸粗品。加入冷水的目的是______。分离苯乙酸粗品不需要的仪器是______(填标号)。
A.分液漏斗 B.漏斗 C.烧杯 D.直形冷凝管 E.玻璃棒
(4)在实验中用5.0 mL苯乙腈,最终获得3.2 g苯乙酸,计算产率为______(结果保留三位有效数字)。
(5)将苯乙酸加入乙醇与水的混合物中,充分溶解后,加入搅拌30 min,过滤,滤液静置一段时间,析出苯乙酸铜晶体。
①混合溶剂中乙醇的作用是________________________。
②写出制苯乙酸铜的化学方程式:______________________________。
【答案】(1)62.5
(2) ①. 滴液漏斗(或分液漏斗) ②. 冷凝回流
(3) ①. 降低苯乙酸的溶解度 ②. AD
(4)51.0% (5) ①. 增大苯乙酸溶解度,便于充分反应 ②. 2
【解析】
【分析】本实验以 为原料,在130℃条件下与硫酸发生反应生成苯乙酸粗品,经过乙醇和水的处理可获得苯乙酸,与氢氧化铜进一步反应即可获得最终产物苯乙酸铜,结合实验原理、仪器和相关物质性质进行分析;
【小问1详解】
根据溶液稀释时溶质的质量不变列出等式:,解得体积V=62.5mL;
【小问2详解】
根据仪器b结构特点可知为滴液漏斗;仪器c为球形冷凝管,作用是冷凝回流苯乙酸;
【小问3详解】
苯乙酸物理性质微溶于冷水,所以加入冷水目的是降低溶解度,便于苯乙酸结晶析出;苯乙酸结晶析出后,通过过滤方法将其分离,不需要用到分液漏斗和直形冷凝管,故答案选AD;
【小问4详解】
根据反应方程式可算出产率=;
【小问5详解】
①乙醇是良好的有机溶剂,加入乙醇的目的是为了增大乙酸溶解度,便于充分反应;
②苯乙酸具有酸性,可与反应,反应方程式:2 。
18. 2023年3月1日新版国家医保药品目录正式实施,药品总数达到2967种,一定程度上减轻了患者看病负担,目录中的免疫调节剂泊马度胺(Ⅰ)的合成路线如下:
已知:①
②
③
回答下列问题:
(1)E的名称为______;A中含氧官能团的名称为______。
(2)化合物A能溶于水,其原因是____________。
(3)将A转化为B的目的是____________,H→I的反应类型为______。
(4)写出D+G→H的化学方程式:__________________。
(5)E的芳香族同分异构体中既能发生银镜反应又能与反应生成气体,其中核磁共振氢谱中有4组峰的分子结构简式为____________。
(6)参考题中信息和所学知识,写出由化合物M()为原料合成化合物N()的路线图(其他试剂任选)______。
【答案】(1) ①. 邻苯二甲酸 ②. 酰胺基和羧基
(2)化合物A氨基和羧基是亲水基团,能与水形成氢键
(3) ①. 保护氨基 ②. 还原反应
(4) (5) (6)
【解析】
【分析】结合已知条件可知A发生取代反应B,B分子内脱水成环生成C,参考已知可判断C发生取代反应生成D;结合最终产物I可知E发生硝化反应生成F,F分子内脱水生成G,D和G反应生成H,H中的硝基被还原成氨基生成G;
【小问1详解】
E中苯环上两个羧基处于邻位,命名为邻苯二甲酸;结合A结构简式可知A中含氧官能团的名称酰胺基和羧基;
【小问2详解】
化合物A中含有官能团氨基和羧基都是亲水基团,能与水分子间形成氢键,增大溶解性;
【小问3详解】
通过反应流程可知先将A转化为B是为了保护氨基不发生反应;根据分析可知H→I是将硝基还原为氨基,所以反应类型为还原反应;
【小问4详解】
结合反应流程图可知D+G→H为脱水反应,结合D和G结构可知反应方程式:;
【小问5详解】
E的芳香族同分异构体,说明含苯环;既能发生银镜反应又能与反应生成气体,结合氧原子个数可推测含羧基和甲酸酯基;核磁共振氢谱中有4组峰,说明有4种等效氢,则符合要求的结构简式:;
【小问6详解】
参考合成路线中A→B的氨基保护以及B→C的分子内脱水成环,可得以下合成路线:;
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