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2021-2022学年浙江省嘉兴市第五高级中学高二下学期期中考试化学试题含解析
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这是一份2021-2022学年浙江省嘉兴市第五高级中学高二下学期期中考试化学试题含解析,共25页。试卷主要包含了单选题,结构与性质,填空题,实验题,有机推断题等内容,欢迎下载使用。
浙江省嘉兴市第五高级中学2021-2022学年高二下学期期中考试化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列区别晶体和非晶体最可靠的方法是
A.观察形状 B.光谱仪测定
C.X射线衍射法 D.质谱仪测定
【答案】C
【详解】构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来,因此区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验,故选C。
2.下列事实能说明刚玉()是共价晶体的是
①是两性氧化物;②硬度很大;③它的熔点为2045℃;④自然界中的刚玉有红宝石和蓝宝石。
A.①② B.②③ C.①④ D.③④
【答案】B
【详解】Al2O3 是两性氧化物,属于物质的分类,与晶体类型无关,①错误;
硬度很大、熔点为2045℃(很高),都是共价晶体的物理性质,②③正确;
红宝石、蓝宝石是刚玉在自然界中的存在形式,与晶体类型无关,④错误,正确的组合是②③;
故选B。
3.有关化学键与晶体的说法正确的是
A.晶体硅融化时共价键发生断裂
B.熔融状态时能导电的物质一定是离子晶体
C.两种元素组成的分子中一定只有极性键
D.分子晶体的熔沸点随着共价键的增强而升高
【答案】A
【详解】A.原子晶体熔化时破坏的是共价键,硅为原子晶体,融化时共价键发生断裂,A正确;
B.熔融状态时能导电的物质可能是离子晶体,也可能是金属晶体,B错误;
C.两种元素组成的分子中不一定只有极性键,如H与O元素组成的H2O2分子中,既含有极性键,也含有非极性键,C错误;
D.分子晶体的熔沸点与范德华力或氢键有关,与共价键的键能无关,D错误;
故选A。
4.下列物质性质的变化规律与分子间作用力有关的是
A.F2、Cl2、Br2、I2的熔沸点逐渐升高
B.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
C.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
D.金刚石的硬度大于硅,其熔沸点也高于硅
【答案】A
【详解】A.F2、Cl2、Br2、I2均为分子晶体,随着相对分子质量增大,分子间作用力增大,故它们的熔沸点逐渐升高与分子间作用力有关,A符合题意;
B.NaF、NaCl、NaBr、NaI均为离子晶体,由于离子半径F-<Cl-<Br-<I-,其离子键的晶格能依次减小,故它们的熔点依次降低与分子间作用力无关,B不合题意;
C.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱与它们的共价键的键能有关,与其分子间作用力无关,C不合题意;
D.金刚石和晶体硅均为共价晶体(原子晶体),金刚石的硬度大于硅,其熔沸点也高于硅是由于金刚石中的C-C共价键的键能比晶体硅中Si-Si键的键能大,与分子间作用力无关,D不合题意;
故答案为:A。
5.二氧化硅是制造玻璃、光导纤维、电子部件等的重要材料。二氧化硅有晶态和无定形两种形态,结构如图所示。下列说法错误的是
A.水晶的结构如图1所示
B.图2结构代表的固体,物理性质往往表现出各向异性
C.可根据熔点区别图1、图2不同结构的二氧化硅
D.二氧化硅晶态和无定形态的本性区别是微粒是否按一定规律周期性的有序排列
【答案】B
【详解】A.二氧化硅中一个硅原子与四个氧原子形成4个Si-O、每个氧原子和两个硅原子形成2个Si-O,呈立体网状,若呈周期性的有序排列则可形成晶体,结构图1所示为水晶结构的投影示意图,A正确;
B. 图1结构中原子排列有序,故其代表的固体是晶体、物理性质往往表现出各向异性,图2结构中原子排列整体无序,故其代表的固体是无定形,B错误;
C.二氧化硅晶体有固定的熔点、无定形的二氧化硅没有固定熔点,故可根据熔点区别图1、图2不同结构的二氧化硅,C正确;
D.微粒是否按一定规律周期性的有序排列,决定了二氧化硅是晶态还是无定形态,故本性区别是微粒是否按一定规律周期性的有序排列,D正确;
答案选B。
6.等离子体在工业、农业、环保、军事、宇航、能源、天体等方面有着非常重要的应用价值。下列与等离子体无关的是
A.等离子体显示器
B.日光灯和霓虹灯
C.把水温度升高到几千摄氏度
D.液晶显示器
【答案】D
【详解】A.等离子显示器里,紫外光可以使气体转变为等离子体,A不选;
B.日光灯和霓虹灯的灯管里,放电时可以将空气转变为等离子体,B不选;
C.将水温升高到几千摄氏度,高温时能够将水分子转变为等离子体,C不选;
D.液晶显示器是液晶的重要用途,与等离子体无关,D选;
故选:D。
7.下列说法中错误的是
A.含有配位键的化合物就是配位化合物
B.在NH和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键
C.[Cu(NH3)4]2+中的Cu2+提供空轨道,NH3中的N原子提供孤对电子形成配位键
D.配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应等领域都有着广泛的应用
【答案】A
【详解】A.配位化合物中一定含有配位键,但含有配位键的不一定是配位化合物,如H3O+、NH,故A说法错误;
B.NH中N提供孤电子对,H+提供空轨道,形成配位键,[Cu(NH3)4]2+中Cu2+与NH3形成配位键,故B说法正确;
C.[Cu(NH3)4]2+中的Cu2+提供空轨道,NH3中的N原子提供孤对电子形成配位键,故C说法正确;
D.配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应等领域都有着广泛的应用,故D说法正确;
答案为A。
8.下列物质中,不能作为配合物的配位体的是
A. B. C. D.CO
【答案】C
【详解】配位化合物中能够提供孤电子对的微粒称为配体,已知Cl-中有孤电子对,CH3NH2中的N原子上有孤电子对,CO中C、O有孤电子对,而中N、H都没有孤电子对,不能作为配体,故答案为:C。
9.三草酸合铁酸钾()是制备铁触媒的主要原料。该配合物在光照下发生分解:。下列说法错误的是
A.Fe3+的最高能层电子排布式为 3d5
B.中铁离子的配位数为 6
C.中 C原子的杂化方式为 sp2
D.CO2 分子中σ键和π键数目比为1:1
【答案】A
【详解】A.Fe3+电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,最高能层为M层,电子排布式为3s23p63d5,A错误;
B.每个配体中2个单键O向中心Fe3+配位,故此时共有2×3个O向Fe3+配位,故配位数为6,B正确;
C.结构式为,C原子价层电子对为3对(π电子对不算),故杂化方式为sp2,C正确;
D.CO2结构式为O=C=O,σ键为2个,π键为2个,故两者数目之比为1:1,D正确;
故答案选A。
10.我们已经学习过有机化合物的分类,用已有的知识对下列有机物的分类其正确的是
A.是脂环化合物 B.是芳香族化合物
C.是链状化合物 D.乙烯、苯、环己烷都属于脂肪烃
【答案】C
【详解】A.该结构中含有的是苯环,是芳香环化合物,故A错误;
B.该结构中不含苯环不属于芳香族化合物,故B错误;
C.由结构简式可知该结构中不含环状结构,属于链状化合物,故C正确;
D.苯属于芳香化合物,故D错误;
故选:C。
11.下列物质属于脂肪烃的是
A. B.CH3CH2CH3 C.CH3CH2Cl D.
【答案】B
【详解】A.脂肪烃是指链状烃,A项含有苯环,属于芳香烃,A错误;
B.链状化合物,只含碳元素和氢元素,属于脂肪烃,B正确;
C.含有氯元素,不属于烃,C错误;
D.含有氯元素,不属于烃,D错误;
故选B。
12.乙酸橙花酯是一种食用香料,其结构简式如图,它含有的官能团有
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
【答案】B
【详解】由结构简式可知,分子中含碳碳双键、酯基(-COOR),只有2种官能团;
故答案为B。
13.下列物质的类别与所含官能团都正确的是
A.烃 B. 羧酸
C. 胺 D. 醚
【答案】D
【详解】A.该物质属于卤代烃,官能团为—Cl,A错误;
B.该物质的官能团为-COOH,B错误;
C.该物质属于酰胺,官能团为,C错误;
D.该物质属于醚类物质,官能团为醚键或醚基,D正确;
故答案为:D。
14.某炔烃与氢气发生加成反应后得到,则该炔烃的结构有
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
【答案】B
【详解】将2-甲基戊烷中各C原子编号:,其中2号C原子上只含有1个H原子,无法形成碳碳三键,只有3、4号C原子间和4、5号C原子间可以形成碳碳三键,故符合题述条件的炔烃有2种,B项正确。
故答案选B。
15.与按物质的量之比1∶1加成时,所得产物有
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
【答案】C
【详解】与按物质的量之比1∶1加成时,只有一个双键反应的加成方式有3种,当两个双键与溴加成时有2种(类似1,3丁二烯的1,4加成反应),总计5种,故答案C。
16.能证明苯分子中不存在单、双键交替排布的事实为
A.苯的一溴代物没有同分异构体 B.苯的对位二溴代物只有一种
C.苯的邻位二溴代物只有一种 D.苯的间位二溴代物只有一种
【答案】C
【详解】A.苯分子中若存在单、双键交替,则苯的一溴代物没有同分异构,即和是同一种结构,故A不符合题意;
B.苯分子中若存在单、双键交替,则苯的对位二溴代物只有一种,即和是同一种结构,故B不符合题意;
C.苯分子中若存在单、双键交替,则苯的邻位二溴代物两种即和,苯的邻位二溴代物只有一种,说明不存在单、双键交替,故C符合题意;
D.苯分子中若存在单、双键交替,苯的间位二溴代物只有一种,即和是同一种结构,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
17.化合物(a)与(b)的结构简式如图所示。下列叙述正确的是
A.(a)与(b)互为同分异构体
B.(a)分子中所有碳原子均共面
C.(b)的一氯取代物共有3种
D.(a)、(b)均能与溴水反应而褪色
【答案】A
【详解】A.(a)与(b)的分子式都为C7H8,结构不同,所以互为同分异构体,A正确;
B.(a)分子中两个环共用的碳原子,与周围4个碳原子相连,构成四面体结构,所以碳原子不可能共面,B不正确;
C.(b)的一氯取代物共有4种,C不正确;
D.(b)不能使Br2/CC14褪色,D不正确;
故选A。
18.下列叙述中正确的是
A.苯与浓硝酸、浓硫酸共热至170℃反应生成硝基苯
B.苯和氯气生成C6H6Cl6的反应是取代反应
C.苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷
D.甲苯与氯气在光照下反应主要生成2,4-二氯甲苯
【答案】C
【详解】A.在浓硫酸作催化剂的条件下,苯环上H可被硝基取代,且制备硝基苯需水浴加热,则苯与浓硝酸、浓硫酸共热至50℃~60℃反应生成硝基苯,故A错误;
B. 苯可与氯气发生加成反应生成C6H6Cl6,故B错误;
C.苯环、碳碳双键均可与氢气发生加成反应,则苯乙烯在合适条件下催化加氢可生成乙基环己烷,故C正确;
D. 光照下甲苯中甲基上H被取代,则甲苯与氯气在光照下反应主要生成C6H5CH2Cl,苯环上H不能被取代,故D错误;
答案选C。
19.下列有机物中存在顺反异构的是
A.CH3CH2CH2CH3 B.CH3CH=CHCH3
C.CH3CH2CH=CH2 D.CH3CH2C≡CCH2Cl
【答案】B
【分析】具有顺反异构体的有机物中,C=C中每个C上应连接不同的原子或原子团;
【详解】A.CH3CH2CH2CH3中没有双键,不具有顺反异构,故A错误;
B.CH3CH=CHCH3中双键两端碳原子都连有不同的基团,具有顺反异构,故B正确;
C.CH3CH2CH=CH2中双键上同一碳上连有相同的原子:氢原子,不具有顺反异构,故C错误;
D.CH3CH2C≡CCH2Cl中没有双键,不具有顺反异构,故D错误;
故选:B。
20.有4种物质:①甲烷 ②环己烯 ③聚乙烯 ④1,3-丁二烯 ,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴水因反应而褪色的是( )
A.①③④ B.②④ C.②③④ D.①②③④
【答案】B
【详解】①甲烷属于饱和烃,既不能和酸性高锰酸钾溶液反应,也不和溴水反应;
②环己烯分子中有碳碳双键,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化使其褪色,也可以和溴水中的溴发生加成使溴水褪色;
③乙烯聚合后,碳碳双键变为碳碳单键,所以聚乙烯既不能和酸性高锰酸钾溶液反应,也不和溴水反应;
④1,3-丁二烯 分子中有碳碳双键,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化使其褪色,也可以和溴水中的溴发生加成使溴水褪色;
故选B。
21.下列关于有机物的说法正确的是
A.聚苯乙烯的结构简式为
B.环己烷()与甲基环戊烷()属于碳骨架异构
C.扁桃酸()分子中所有原子可能共面
D.异戊二烯()与发生加成时,产物有两种
【答案】B
【详解】A.聚苯乙烯的结构简式为,A错误;
B.环己烷( )与甲基环戊烷( )均属于环烷烃,环烷烃不存在官能团位置异构,二者属于碳骨架异构,B正确;
C.扁桃酸( )分子中连有羟基和羧基的碳原子采取了sp3杂化方式,空间构型为四面体形,与其直接相连的四个原子不可能共面,故所有原子不可能共面,C错误;
D.由于 结构不对称,与发生加成时。分别可发生1,2-加成、3,4-加成、1,4-加成,产物有3种,D错误。
故选B。
22.下列说法不正确的是
A.用质谱图可确定有机物的相对分子质量
B.红外光谱图能确定有机物分子中的官能团
C.核磁共振氢谱图可获得分子中不同化学环境的氢
D.用燃烧分析法可确定有机物的分子结构
【答案】D
【详解】A.质谱法可测定有机物的相对分子质量,为有机物实验式和分子式确定中常用的方法,A正确;
B.红外光谱图可确定有机物分子中的化学键或官能团,对有机物分子红外光谱的研究有助于确定有机物分子的结构,B正确;
C.核磁共振氢谱图可获得分子中不同化学环境的氢及其数目,C正确;
D.燃烧分析法可确定有机物的分子式,不能确定其分子结构,D错误;
答案选D。
23.由乙炔(C2H2)、乙烯(C2H4)、乙烷(C2H6)组成的混合物28g,在足量的氧气中燃烧,生成36gH2O和一定质量的CO2,混合物中C2H2、C2H4、C2H6的分子个数比可能为
A.3:2:3 B.3:2:1 C.1:2:3 D.6:3:2
【答案】A
【详解】乙炔(C2H2)、乙烯(C2H4)、乙烷(C2H6)在足量的氧气中燃烧,产物为水和二氧化碳,水中氢元素的质量为混合物中氢元素的质量,二氧化碳中碳元素的质量为混合物中碳元素的质量,故:36gH2O中氢元素质量为:36g×=4g;28g混合物中碳元素的质量为:28g﹣4g=24g;故混合物中碳氢原子个数比为:=1:2;乙烯中碳氢原子个数比已经是1:2,所以与之无关,只要乙炔和乙烷的分子个数比相同就可以了,综上所述A符合题意,故选A。
24.分子式C8H8的芳香烃A,一定条件下与氢气完全加成得到产物B,下列说法正确的是
A.A分子中所有原子一定在同一平面
B.B的一氯代物有5种同分异构体
C.B的二氯代物有15种同分异构体
D.A的同分异构体立方烷(经硝化可得到六硝基立方烷,其可能的结构有3种
【答案】D
【分析】A为芳香烃,分子式为C8H8,则其结构为,与氢气的加成产物为。
【详解】A.苯环和双键均为平面结构,但两个平面以单键相连,单键可以旋转,所以A中所有原子不一定共面,故A错误;
B.物质B中有如图所示6种氢原子,所以一氯代物有6种,故B错误;
C.采用定一移一的方法讨论,B的二氯带物有:、、、、、,共有6+5+3+3+2+1=20种,故C错误;
D.立方烷经硝化可得到六硝基立方烷,两个H原子可能:相邻、位于同一面的对角线顶点上、位于通过体心的对角线顶点上,所以其可能的结构有3种,故D正确;
综上所述答案为D。
【点睛】本题C选项为易错点,要注意两个氯原子可以位于同一个碳原子上。
25.金刚烷是一种重要的化工原料,工业上可通过下列途径制备:
下列说法正确的是
A.四氢二聚环戊二烯分子式为
B.金刚烷的二氯代物有6种
C.二聚环戊二烯与HBr加成反应最多得4种产物
D.上述四种烃均能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】B
【详解】A.根据四氢二聚环戊二烯的键线式,其含有的碳原子数是10个,含有的H原子数是16,则其分子式是,故A错误;
B.金刚烷的二氯代物有如图所示共6种, 、 、、 、 、,故B正确;
C.二聚环戊二烯含有两个双键,若加成时只加成一个双键,有4种结构,若两个双键均被加成,有4种结构,所以最多有8种,故C错误;
D.四氢二聚环戊二烯、金刚烷不含碳碳双键,不能与溴发生加成,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,故D错误;
答案B。
二、结构与性质
26.原子序数小于36的X、Y、Z、W、J、G六种元素,原子序数依次增大,其中X元素的原子在所有原子中半径最小,Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍,J元素原子核外的3p能级有两个电子,G元素原子核外有6个未成对电子(用元素符号或化学式表示)。
(1)写出G元素的基态原子的价电子排布式_______;Y2X2分子中σ键与π键数目之比为_______。
(2)Y、Z、W三种元素第一电离能由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。
(3)ZX3在水中的溶解度较大,可能的原因有_______、_______。(写出两个即可)
(4)J与W形成的化合物JW2的晶体类型为_______晶体;XYZ分子中Y原子轨道的杂化类型为_______。
(5)G元素有δ、γ、α三种同素异形体,晶胞结构如图所示。三种晶体的晶胞中所含有的G原子数之比为_______。
【答案】(1) 3d54s1 3∶2
(2)N>O>C
(3) NH3能与水反应、NH3与水都是极性分子 NH3与水分子之间还可以形成氢键
(4) 共价 sp杂化
(5)2∶4∶1
【分析】X元素的含量在宇宙中最高,X为H;Y元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同,即1s22s22p2,Y为C;W元素原子最外层电子数是内层电子数的3倍,W为O;X、Y、Z、W、J、G六种元素,原子序数依次增大,则Z为N;J元素原子核外的3p能级有两个电子,即1s22s22p63s23p2,J为Si;G元素原子核外有6个未成对电子,即1s22s22p63s23p63d54s1,G为Cr。
(1)
由分析可知,G为Cr,则其基态原子的价电子排布式为:3d54s1;Y2X2分子为C2H2即乙炔,结构式为H-C≡C-H,则分子中含3个σ键、2个π键,σ键与π键的数目之比为:3∶2。
(2)
Y、Z、W分别为C、N、O,同一周期主族元素第一电离能从左向右呈增大趋势,但氮元素的2p能级为半满稳定状态,能量低,第一电离能比同周期相邻元素的大,因此三种元素第一电离能由大到小的顺序为:N>O>C。
(3)
XYZ分子为HCN,是一种无机化合物,结构式为H-C≡N,C原子采取sp杂化;ZX3为NH3,NH3在水中的溶解度较大,可能的原因有:NH3能与水反应、NH3与水都是极性分子,依据相似相溶原理可知,氨气在水中的溶解度大;NH3与水分子之间还可以形成氢键,增大氨气溶解度。
(4)
JW2的为SiO2,晶体类型为共价晶体;XYZ分子为HCN,是一种无机化合物,结构式为H-C≡N,C原子采取sp杂化;
(5)
G为Cr,利用均摊法,δ晶胞中Cr原子个数为:1+8=2,γ晶胞中Cr原子个数为:8+6=4,α晶胞中Cr原子个数为:8=1,则三种晶体的晶胞中所含有的Cr原子数之比为:2∶4∶1。
三、填空题
27.依据要求填空:
(1) 用系统命名法命名:_______;写出间二甲苯的结构简式_______; 中含氧官能团的名称是_______;
(2)分别完全燃烧①1molC2H6、②1molC2H4、③1molC3H4,需要氧气最多的是____(填序号);
(3)异戊烷的一氯代物有_______种;含有22个共价键的烷烃的分子式为_______;
(4)苯与液溴在催化剂作用下反应的化学方程式为_______;反应类型为_______;
【答案】(1) 2,3-二甲基戊烷 羧基
(2)③
(3) 4 C7H16
(4) 取代反应
【解析】(1)
该有机物为烷烃,最长碳链为5个碳,系统命名为:2,3-二甲基戊烷;间二甲苯的结构简式为: ;该有机物含有碳碳双键和羧基,含氧官能团名称为:羧基;
(2)
根据烃的燃烧通式,用CxHy表示烃,燃烧时需要氧气的物质的量为,值越大,耗氧量越高,当烃的物质的量为1mol时,三种烃的分别为3.5mol、3mol、4mol,故需要氧气的量最多的是③;
(3)
异戊烷中含4种不同化学环境的氢原子,如图所示 ,故一氯代物有4种;烷烃通式为CnH2n+2,每个H与C间有一个共价键,则有(2n+2)个共价键,碳链间有(n-1)个共价键,(2n+2)+(n-1)=22,所以n=7,分子式C7H16;
(4)
苯与液溴在三溴化铁的催化作用下生成溴苯和溴化氢,化学方程式为: ,该反应为取代反应。
28.完全燃烧1.4g某有机物A,生成4.4gCO2和1.8gH2O。
(1)有机物A的实验式是___________。
(2)用相对密度法测得A的密度是同温同压下氢气密度的28倍,则A的相对分子质量为___________。
(3)已知A能使溴的四氯化碳溶液褪色,通过核磁共振氢谱分析,A分子中只有两种化学环境不同的氢原子,且不存在顺反异构体,则A结构简式为___________。
【答案】(1)CH2
(2)56
(3)(CH3)2C=CH2
【分析】先根据有机物质量计算生成产物的物质的量,再根据产物计算产物中碳和氢的质量与反应物中有机物质量比较,得出有机物中只含碳氢两种元素。
(1)
完全燃烧1.4g某有机物A,生成4.4gCO2即物质的量为0.1mol和1.8gH2O即物质的量为0.1mol,则二氧化碳中碳质量为0.1mol×12g∙mol−1=1.2g,水中氢的质量为0.1mol×2×1g∙mol−1=0.2g,则有机物只含有碳氢两种元素,且物质的量之比为0.1:0.2=1:2,则有机物A的实验式是CH2;故答案为:CH2。
(2)
用相对密度法测得A的密度是同温同压下氢气密度的28倍,根据密度之比等于摩尔质量之比,等于相对密度,则A的相对分子质量为28×2=56;故答案为:56。
(3)
A的相对分子质量为56,则A的分子式为C4H8,已知A能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明含有碳碳双键通过核磁共振氢谱分析,A分子中只有两种化学环境不同的氢原子,且不存在顺反异构体,则说明碳碳双键一边是连的相同原子或原子团,则A结构简式为(CH3)2C=CH2;故答案为:(CH3)2C=CH2。
四、实验题
29.(一)某化学兴趣小组选用下列装置和药品制取纯净乙炔并进行有关乙炔性质的探究,试回答下列问题。
(1)A中制取乙炔的化学方程式为_______。
(2)制乙炔时,常用饱和氯化钠溶液代替水作反应试剂的原因是_______。
(3)用电石制得的乙炔中常含有H2S、PH3等杂质,除去杂质应选用_______(填序号,下同)装置,干燥乙炔最好选用_______装置。
(二)某化学小组采用如图所示的装置,用环己醇制备环己烯。
已知:+H2O
相对分子质量
密度/g·cm−3
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.96
25
161
能溶于水
环己烯
82
0.81
-103
83
难溶于水
(4)制备粗品:将12.5mL环己醇与1mL浓硫酸加入试管A中,摇匀后放入碎瓷片,缓慢加热至反应完全,在试管C内得到环己烯粗品。
①在试管中混合环已醇和浓硫酸操作时,加入药品的先后顺序为_______。
②将试管C置于冰水中的目的是_______。
(5)制备精品
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。向粗品中加入饱和食盐水,振荡、静置、分层,环己烯在_______层(填“上”或“下”),分液后用_______(填字母)洗涤。
a.酸性KMnO4溶液 b.稀硫酸 c.Na2CO3溶液
②再将提纯后的环己烯按如图所示装置进行蒸馏。图中仪器a的名称是_______,冷凝管中冷却水的进水口是_______(填f或g)。
【答案】(1)CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2
(2)减慢反应速率,使产生的气流稳定,避免产生的泡沫进入导管
(3) C D
(4) 先将环己醇加入试管A中,再缓慢加入浓硫酸 冷凝环己烯,防止其挥发
(5) 上 c 蒸馏烧瓶 g
【分析】(一)制取乙炔使用电石(碳化钙)和水反应,用饱和食盐水代替水来减慢反应速率;根据乙炔制取实验分析;乙炔中含有H2S、PH3等杂质,可用硫酸铜溶液除去,然后用碱石灰干燥;
(二) 环己醇和浓硫酸在水浴加热下反应生成环己烯、经冰水浴冷凝得到,所得粗产品中含有的有机酸可以通过碳酸钠溶液除去,有机物粗产品再通过蒸馏可得到环己烯。
(1)
制取乙炔使用电石(碳化钙)和水反应生产乙炔和氢氧化钙:
CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2;
(2)
因为CaC2与H2O 反应剧烈,产生C2H2的速率很快,为减缓反应速率,防止产生的泡沫进入导气管,通常用饱和食盐水代替水;
(3)
H2S、PH3等杂质均能被CuSO4溶液吸收,硫化氢和硫酸铜反应生成CuS沉淀,PH3易溶于水,选用C装置;碱石灰是NaOH、CaO的混合物,其干燥效率优于CaCl2,故用D装置干燥C2H2;
(4)
①类似于浓硫酸的稀释,先将环己醇加入试管A中,再缓慢加入浓硫酸;
②根据题目所给信息可知环己烯熔沸点较低,所以至于冰水浴中,降低温度,防止环己烯挥发;
(5)
①环己烯粗品中含有环己醇和少量酸性杂质等。环己烯密度比水小,在上层;其中含有碳碳双键,可以被KMnO4溶液氧化,稀H2SO4不能除去,反而能引入新的酸性杂质,只有Na2CO3溶液,不能与环己烯反应,可以与酸性杂质反应,故选C;
②图中仪器a的名称是蒸馏烧瓶,冷凝水方向应该是下进上出,故冷却水的进水口是g。
五、有机推断题
30.有机物X的合成流程图如图:
已知:
①醛类物质能发生银镜反应
②+
(1)化合物X中官能团的名称_______,A生成B的反应类型为_______。
(2)化合物D的化学式为_______,在一定条件下能与H2O发生加成反应,试写出所有可能产物的结构简式_______。
(3)B与C反应生成D的化学方程式为_______。
(4)符合下列条件的X的同分异构体有_______种,(不考虑立体异构)
a.含有六元环结构
b.六元环上有两个取代基,分别连接在不同碳上
c.能发生银镜反应
请写出其中一种同分异构体的结构简式_______。
【答案】(1) 酮羰基 取代反应
(2) C7H11Cl 、
(3)
(4) 6 (邻、间、对)或(邻、间、对) (任写一种即可)
【分析】A到B发生取代反应,B与C发生加成反应生成D,参照已知信息②,根据D的结构简式可知C为;D与氢气发生加成反应生成E:;E与发生取代反应得到F;F与氢气发生加成反应得到G,G经过反应①②③得到X。
(1)
X中的官能团为酮羰基;A到B发生了取代反应;
(2)
根据D的结构简式可知D的化学式为:C7H11Cl;D中双键与水加成可能得到两种产物,结构简式为:、;
(3)
根据分析,B与C反应生成D的化学方程式为:;
(4)
X的同分异构体含六元环,六元环上含2个取代基且连在不同的碳上,能发生银镜反应,故两个取代基可能为-CHO,-CH2CH3或-CH2CHO,-CH3,可能的结构简式为:(邻、间、对)或(邻、间、对),共6种,任写一种即可。
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