浙江省宁波效实中学高二下学期期中考试化学试题
展开宁波效实中学二零二一年第二学期高二选考化学期中考试试卷
注意:(1)本试卷分Ⅰ卷(选择题)、Ⅱ卷(非选择题);
(2)选择题答案填涂在答题卡上,非选择题答案填写在答卷纸上;
(3)本卷满分100分,考试时间90分钟;
(4)本场考试不得使用计算器。
可能用到的相对原子质量:H-1C-12O-16
选择题部分(共50分)
一、选择题(本大题共25小题,每小题2分,共50分。每个小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物质属于纯净物的是
A. 乙醇汽油 B. 梯恩梯 C. 福尔马林 D. 食醋
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醇汽油中包括乙醇和汽油,汽油也为混合物,所以乙醇汽油也为混合物,A项错;
B.梯恩梯为2,4,6-三硝基甲苯,为纯净物,B项正确;
C.福尔马林为甲醛的水溶液,为混合物,C项错误;
D.食醋为乙酸的水溶液,为混合物,D项错误。
故答案选B。
2. 下列有机物的分类,正确的是
A. 苯、苯乙烯、萘都属于芳香烃
B. 乙烯、氯乙烯、聚乙烯都属于脂肪烃
C. 、、都属于脂环烃
D. 、、都属于烃的衍生物
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯、苯乙烯、萘均属于烃且均含有苯环,所以都属于芳香烃,故A正确;
B.氯乙烯含有氯元素,不属于烃,故B错误;
C.、属于脂环烃,为苯,属于芳香烃,故C错误;
D.、属于烃的衍生物,为碳酸,不属于有机物,故D错误;
故答案选A。
3. 下列化学用语表示正确的是
A. 乙炔的实验式:C2H2 B. 乙二醛的结构简式:HOCCHO
C. 3-戊醇的键线式: D. 苯酚的空间充填模型:
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验式应该为分子中原子的最简整数比,乙炔的实验式应该为CH,A错误;
B.乙二醛的结构简式应该为:OHCCHO,B错误;
C.羟基应该直接与3号C相连,应该为,C错误;
D.苯酚的空间充填模型: ,正确,D正确;
故选D。
4. 下列说法正确的是
A. 乙二酸和硬脂酸互为同系物 B. 苯酚和苯甲醇互为同系物
C. 乙醇和乙醚互为同分异构体 D. 邻氨基苯甲酸和邻硝基甲苯互为同分异构体
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙二酸含有2个羧基,硬脂酸含有1个羧基,二者不是相差n个CH2,不互为同系物,故A错误;
B.苯酚和苯甲醇结构不相似,一个是醇类,一个是酚类,所以不互为同系物,故B错误;
C.乙醇结构简式为CH3CH2OH,乙醚结构简式为CH3CH2OCH2CH3,二者分子式不同,所以不互为同分异构体,故C错误;
D.邻氨基苯甲酸和邻硝基甲苯的分子式均为C7H7NO2,且结构不同,所以互为同分异构体,故D正确;
故答案选D。
5. 下列有机反应的类型的判断正确的是
A. 加成反应
B. 消去反应
C 取代反应
D. 还原反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯上一个C-H键断裂,与C-Cl断裂,反应还生成HCl,属于取代反应,A错误;
B.氨基和羧基发生自身缩聚反应;消去反应除生成小分子外还有不饱和键生成,B错误;
C.C-Cl键和O-H键断裂,还有产物HCl,属于取代反应,C正确;
D.反应物分子式为C6H6O,生成物分子式为C6H4O2,C元素化合价升高,发生氧化反应,D错误;
故选:C。
6. 下列物质酸性最强的是
A. 蚁酸 B. 苯磺酸 C. 石炭酸 D. 安息香酸
【答案】B
【解析】
【详解】蚁酸的化学式HCOOH,属于羧酸类物质,在水中部分电离,酸性比碳酸强,但也属于弱酸;苯磺酸的酸性基本等于硫酸,属于强酸;石炭酸是苯酚,酸性比碳酸弱;安息香酸又叫苯甲酸,属于弱酸;故酸性最强的是苯磺酸, 故答案选B。
7. 下列关于有机物的性质与应用说法正确的是
A. 聚乙烯和聚乙炔都可用于制造导电高分子
B. 聚氯乙烯和四氟乙烯都是用途广泛的高分子材料
C. 硝基苯和苯甲醛都是有苦杏仁气味的无色液体
D. 苯酚和苯胺都具有弱酸性,能与碱反应生成盐
【答案】C
【解析】
【详解】A.聚乙炔因含共轭双键可用于制造导电高分子,A错误;
B. 聚氯乙烯是用途广泛的高分子材料,四氟乙烯为CF2=CF2、不属于高分子,聚四氟乙烯是用途广泛的高分子材料, B错误;
C. 硝基苯和苯甲醛都是有苦杏仁气味的无色液体、苯甲醛俗称苦杏仁油,C正确;
D. 苯酚具有弱酸性、能与碱反应生成盐,苯胺具有弱碱性、能与酸反应生成盐,D错误;
答案选C。
8. 下列说法正确的是
A. 丙醛易溶于水,丙酮也易溶于水
B. 油脂在碱性条件下能发生水解,石蜡油在碱性条件下也能水解
C. 苯酚能与浓溴水发生取代反应,甲苯也能与浓溴水发生取代反应
D. 乙酸不能使酸性KMnO4溶液褪色,乙二酸也不能使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】A
【解析】
【详解】A.丙醛、丙酮都含有电负性较强的O原子,能与水分子之间形成氢键,所以易溶于水,故A正确;
B.石蜡油属于烃类,所以不能水解,故B错误;
C.对苯环的影响较大,所以苯酚能与浓溴水发生取代反应;甲基对苯环的影响较小,则甲苯只与能液溴且在溴化铁作催化剂的条件下才能发生取代反应,故C错误;
D.乙二酸能被酸性KMnO4氧化为二氧化碳和水,高锰酸钾本身被还原为锰离子,所以乙二酸能使酸性KMnO4溶液褪色,故D错误;
答案选A。
9. 有关下列实验的说法正确的是
A. 图1装置可用于制备乙酸乙酯
B. 图2装置可用于蒸发苯甲酸溶液获得晶体
C. 图3装置中,若右侧试管内的酸性KMnO4溶液褪色,证明溴乙烷发生了消去反应
D. 图4是实验室制乙炔的发生和净化装置,CuSO4溶液用于除去反应产生的H2S杂质
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应烧杯中缺少浓硫酸无法制备乙酸乙酯,A错误;
B.蒸发苯甲酸溶液应该用蒸发皿而不是用烧杯,B错误;
C.加热条件下乙醇易挥发,进入高锰酸钾溶液中使其褪色,干扰实验,无法证明溴乙烷发生了消去反应,C错误;
D.电石中混有杂质,反应过程中会产生H2S, CuSO4溶液可以与之反应,从而实现除杂,D正确;
故选D。
10. 为提纯下列物质(括号内为少量杂质),所选用的除杂试剂与主要分离方法都正确的是
不纯物质
除杂试剂
分离方法
A
苯(甲苯)
酸性KMnO4溶液、NaOH溶液
分液
B
溴苯(溴)
NaOH溶液
过滤
C
乙酸乙酯(乙酸)
NaOH溶液、水
分液
D
苯(苯酚)
浓溴水
过滤
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲苯与酸性KMnO4溶液反应生成苯甲酸,加入NaOH溶液后生成苯甲酸钠,水溶性更好,与苯分层,采用分液的方法分离,A正确;
B.溴苯中混有溴单质,加入NaOH溶液后溴苯不反应且不互溶而分层,而溴反应生成溶于水的物质,互不相溶的液体应该用分液的方法分离,B错误;
C.乙酸乙酯也会与NaOH溶液反应,应该用饱和碳酸钠溶液后分液,C错误;
D.苯酚与浓溴水反应后生成的2,4,6-三溴苯酚也会溶于苯中,无法通过过滤的方法分离,D错误;
故选A。
11. 设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1molC2H4O分子中含有的π键数目为NA
B. 0.5mol苯乙烯分子中含有的碳碳双键数目为2NA
C. 常温常压下,14gC2H4和C3H6的混合物中含有的共用电子对数目为3NA
D. 标准状况下,22.4LCl2与足量甲烷混合光照后无Cl2剩余,反应中断裂的σ键数目为4NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子式为C2H4O的有机物可能为环氧乙烷,环氧乙烷分子中不含有π键,故A错误;
B.苯环不是单双键交替结构,则0.5mol苯乙烯分子中含有的碳碳双键数目为0.5mol×1×NAmol—1=0.5NA,故B错误;
C.C2H4和C3H6的最简式都为CH2,CH2中碳原子形成的共价键数目为3,则常温常压下,14gCH2中含有的共用电子对数目为×3×NAmol—1=3NA,故C正确;
D.光照条件下,氯气与足量甲烷发生取代反应生成氯代甲烷的混合物,由于混合物中的成分不确定,所以无法计算标准状况下,22.4L氯气与足量甲烷反应中断裂的σ键数目,故D错误;
故选C。
12. 乳酸的分子结构如图所示,当乳酸与浓硫酸共热时,发生断裂的化学键组合不合理的是
A. ①和③
B. ②和③
C. ②和⑤
D. ③和⑥
【答案】D
【解析】
【详解】乳酸含有羟基,与浓硫酸共热时可发生分子间脱水生成醚键,断裂②和③处化学键,也可发生醇消去反应,发生分子内脱水,断裂①和③处化学键,含有羟基和羧基,可在浓硫酸共热下发生酯化反应,断裂②和⑤处化学键,则断裂③和⑥处化学键不合理,故选:D。
13. 下图是先用浓硫酸与乙醇反应制取乙烯,再由乙烯与Br2反应制备1,2-二溴乙烷的反应装置(加热和夹持装置略去)。已知1,2-二溴乙烷的熔点为9.5℃,沸点为131℃,下列说法不正确的是
A. 通过装置X向A中放液时,应保持上口的玻璃塞关闭
B. 可根据装置B中玻璃管液面高度判断体系是否发生堵塞
C. 装置C和装置E中NaOH溶液的作用都是吸收酸性气体
D. 装置D中液溴上方有少量水,目的是液封,防止液溴挥发
【答案】C
【解析】
【详解】A.X为恒压滴液漏斗,放液体时可以平衡气压,所以上口的玻璃塞应该关闭,从而防止乙醇挥发,A正确;
B.B中玻璃管液面与大气相通,若发生堵塞,则玻璃管内液面上升,B正确;
C.装置C中NaOH溶液是吸收乙醇消去反应产生的副产物二氧化碳和二氧化硫等酸性气体,装置E中NaOH溶液的作用都是尾气吸收过量的溴单质,C错误;
D.溴易挥发且有毒,用水形成水封,防止其挥发,D正确;
故选C。
14. 下列关于有机物的仪器分析说法正确的是
A. 甲醇、乙二醇、丙三醇在元素分析仪中显示信号相同
B. CH3(CH2)2COO(CH2)2CH3在稀硫酸作用下的两种水解产物的核磁共振氢谱信号相同
C. 1-丙醇用灼热氧化铜处理的有机产物和丙酸用氢气处理的有机产物的红外光谱信号相同
D. 苯甲醛与溴水反应的有机产物和甲苯与酸性KMnO4溶液反应的有机产物的质谱信号相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲醇、乙二醇、丙三醇所含元素种类相同,但各元素的百分含量不同,所以元素分析仪中显示信号不相同,故A错误;
B.CH3(CH2)2COO(CH2)2CH3在稀硫酸作用下水解生成CH3(CH2)2COOH和CH3(CH2)2OH,核磁共振氢谱均为4种峰且为3:2:2:1,但羧基和羟基的化学位移不同,故B错误;
C.1-丙醇用灼热氧化铜处理得到的有机产物为丙醛,丙酸用氢气处理不发生反应,所以红外光谱信号不同,故C错误;
D.苯甲醛与溴水反应生成苯甲酸,甲苯与酸性KMnO4溶液反应也生成苯甲酸,所以质谱信号相同,故D正确;
故答案选D。
15. 下列反应的化学方程式书写正确的是
A. 由1,2-二氯乙烷制备乙炔:ClCH2CH2Cl+2NaOHCH≡CH↑+2NaCl
B. 向苯酚钠溶液中通入少量CO2:2C6H5ONa+CO2+H2O→2C6H5OH+Na2CO3
C. 向甲酸中加入过量新制Cu(OH)2悬浊液:HCOOH+2Cu(OH)2+2NaOHNa2CO3+Cu2O↓+4H2O
D. 向BrCH2COOCH3中加入足量的NaOH溶液并加热:BrCH2COOCH3+NaOHHOCH2COONa+CH3OH+NaBr+H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.由1,2-二氯乙烷在NaOH醇溶液中发生消去反应生成乙炔,反应方程式为:,A错误;
B.苯酚的酸性比碳酸弱,向苯酚钠溶液中通入少量CO2生成苯酚和碳酸氢钠,反应方程式为:C6H5ONa+CO2+H2O→C6H5OH+NaHCO3,B错误;
C.向甲酸中加入过量新制Cu(OH)2悬浊液发生氧化反应生成HOOCOOH即碳酸,碳酸与NaOH溶液反应生成碳酸钠,反应方程式为: ,C正确;
D.向BrCH2COOCH3中加入足量的NaOH溶液并加热,发生卤代烃的水解反应和酯基的水解反应,反应方程式为: ,D错误;
故选:C。
16. 不考虑立体异构,分子式为C3H6BrCl的有机物共有
A. 4种 B. 5种 C. 6种 D. 7种
【答案】B
【解析】
【详解】采用“定一移一”的方法确定同分异构体,碳链上有三个碳,当Br在端位碳上时,Cl有三种位置,当Br在中间碳原子上时,Cl有两种位置,所以共5种同分异构体,结构如下
:,答案为B选项。
17. 已知烯烃的臭氧化-还原反应:。现有分子式为C7H14的某烯烃M,M与氢气加成得到2,3-二甲基戊烷,M经臭氧化-还原得到两种酮。由此推断M的结构简式为
A. CH2=C(CH3)CH(CH3)CH2CH3 B. CH2=CHCH(CH3)CH(CH3)2
C. CH3CH=C(CH3)CH(CH3)2 D. (CH3)2C=C(CH3)CH2CH3
【答案】D
【解析】
【详解】分子式为C7H14的某烯烃,不饱和度为1,有一个双键,与氢气加成得到2,3-二甲基戊烷,M经臭氧化-还原得到两种酮,则与双键相邻的两个C上午H,故M中碳碳双键在2、3号C之间,其结构简式为(CH3)2C=C(CH3)CH2CH3,故D项正确;
故答案选D。
18. 下列物质的沸点由高到低排列正确的是
A. 2,2-二甲基丙烷、2-甲基丁烷、2-甲基丙烷 B. 邻二甲苯、对二甲苯、甲苯
C. 氯乙烷、正丙醇、正丁烷 D. 乙酰氟(CH3COF)、乙酸、乙酰胺
【答案】B
【解析】
【详解】A.对于烷烃含碳个数越多其沸点越高,碳数相同的支链越多沸点越低,则沸点:2-甲基丁烷>2,2-二甲基丙烷>2-甲基丙烷,故A错误;
B.苯的同系物中,整个分子的对称性越好,其沸点越低,则沸点:邻二甲苯>对二甲苯>甲苯,故B正确;
C.正丙醇含有羟基,能形成氢键导致沸点较高,则沸点:正丙醇>氯乙烷>正丁烷,故C错误;
D.沸点变化的原因是氢键的作用(给电子能力导致氢键强弱不同),分子间能形成氢键的比不能形成氢键的沸点高,分子间形成氢键越多,沸点越高。乙酰胺分子间可以形成三个氢键,乙酸分子间可以形成两个氢键,则沸点:乙酰胺>乙酸,故D错误;
故选:B。
19. 紫罗兰酮有α-、β-、γ-三种同分异构体,可由同种物质在浓硫酸作用下发生消去反应得到,下列说法不正确的是
A. 三种紫罗兰酮的分子式均为C13H20O
B. 三种紫罗兰酮均存在一对顺反异构体
C. 三种紫罗兰酮分子中的手性碳原子数相同
D. 紫罗兰酮的某种异构体与Br2加成的产物最多可能有4种(不考虑立体异构)
【答案】C
【解析】
【分析】在浓硫酸作用下共热发生消去反应可以生成紫罗兰酮的α-、β-、γ-三种同分异构体的结构简式可能为 、 、。
【详解】A.由结构简式可知,α-、β-、γ-三种紫罗兰酮的分子式均为C13H20O,故A正确;
B.由结构简式可知,六元环结构固定,消去后没有顺反异构,分子中均存在1对顺反异构体,故B正确;
C.由结构简式可知, 分子中不存在连有4个不同原子或原子团的手性碳原子,故C错误;
D.由结构简式可知,与溴完全加成的产物有1种,发生1,2—加成的产物有2种,发生1,4—加成的产物有1种,共有4种,故D正确;
故选C。
20. 有机物X具有广谱抗菌活性,其结构如图所示。下列说法正确的是
A. X分子中含有6种官能团,能使FeCl3溶液显色
B. X分子中采取sp2杂化的碳原子共有13个
C. 1molX与NaOH溶液加热反应,最多可消耗5molNaOH
D. 有机物X可能发生取代、加成、消去、氧化、还原、置换反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.X分子中含有5种官能团,分别为酚羟基,酯基,酰胺基,羧基和碳碳双键,A错误;
B.苯环上的C和碳碳双键、碳氧双键的C都采取sp2杂化,共13个,B正确;
C.酚羟基,酯基,酰胺基,羧基均可与NaOH反应,且1mol酚酯基可以消耗2molNaOH,其他的1mol官能团,消耗1molNaOH,所以共消耗NaOH的物质的量为6mol,C错误;
D.酚羟基不能发生消去反应,D错误;
故选B。
21. 高温高压液态水具有接近常温下弱酸的c(H+)或弱碱的c(OH−),油脂在其中能以较快的反应速率水解。与常温常压水相比,下列说法不正确的是
A. 高温高压液态水中,体系温度升高,油脂水解反应速率加快
B. 高温高压液态水中,油脂与水的互溶能力增强,油脂水解反应速率加快
C. 高温高压液态水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解
D. 高温高压液态水中的油脂水解,相当于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH−)的碱的水解
【答案】D
【解析】
详解】A.对于任何化学反应,体系温度升高,均可加快反应速率,A项正确;
B.由于高温高压液态水中,c(H+)和c(OH−)增大,油脂水解向右移动的倾向变大,因而油脂与水的互溶能力增强,反应速率加快,B项正确;
C.油脂在酸性条件下水解,以H+做催化剂,加快水解速率,因而高温高压液态水中,c(H+)增大,可催化油脂水解反应,且产生的酸进一步催化水解,C项正确;
D.高温高压液态水中的油脂水解,其水环境仍呈中性,因而不能理解成相当于常温下在体系中加入了相同c(H+)的酸或相同c(OH−)的碱的水解,而是以体系升温、增加水和油脂的互溶以及提高水中H+浓度的方式,促进油脂的水解,D项不正确。
故答案选D。
22. 已知1,3-丁二烯与HBr加成的能量-反应进程图如下图所示(图中∆H1、∆H2、∆H3表示各步正向反应的焓变)。下列说法正确的是
A. 反应温度越低、反应时间越长,1,3—丁二烯与HBr反应得到1,2—加成产物的比例就越大
B. 该反应中,H+与烯烃结合的一步为决速步,Br—进攻时活化能小的方向得到1,2—加成产物
C. 根据该反应可推测,1,3,5—己三烯与HBr在高温下反应的产物应为CH3CH=CHCH=CBrCH3
D. 1,3—丁二烯与HBr发生1,2—加成的反应热为∆H1−∆H2,发生1,4—加成的反应热为∆H1−∆H3
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,1,2—加成产物的能量高于1,4—加成产物的能量,则反应温度越低、反应时间越长,1,3—丁二烯与溴化氢反应得到1,4—加成产物的比例就越大,故A错误;
B.由图可知,反应中,氢离子与烯烃结合的活化能最大,反应速率最慢,所以该步为反应的决速步;溴离子进攻时,得到1,2—加成产物的活化能小于得到1,4—加成产物,所以溴离子进攻时活化能小的方向得到1,2—加成产物,故B正确;
C.由题给信息可知,1,3,5—己三烯与溴化氢在高温下反应的产物应为CH3CH=CHCH=CHCH2Br,故C错误;
D.由图可知,1,3—丁二烯与溴化氢发生1,2—加成的反应热为∆H2−∆H1,发生1,4—加成的反应热为∆H3−∆H1,故D错误;
故选B。
23. 2021年诺贝尔化学奖授予了对有机小分子不对称催化作出重大贡献的科学家,其研究成果羟醛缩合反应的催化循环机理如下图所示。下列说法不正确的是
A. L-脯氨酸是该反应的催化剂
B. 该过程的总反应方程式为
C. 若用含H218O的溶剂和不含18O的RCHO和丙酮进行该反应,得到的产物可能为
D. 根据该机理,用苯甲醛和二苯甲酮()作为原料,无法完成羟醛缩合反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.L-脯氨酸第一步参加反应,最后一步又生成,所以为该反应的催化剂,A正确;
B.该反应为羟醛缩合,根据图中所给物质箭头的指向可分析出反应物和生成物及催化剂,所以总反应为:,B正确;
C.由图所给机理可分析出中-OH来自RCHO,不含18O,C错误;
D.由反应机理中生成水的第二步反应可知,羟醛缩合需要酮羰基中两侧的两个C原子上至少有一个氢原子,而没有,所以无法进行该机理下的羟醛缩合,D正确;
故选C。
24. 由一种气态烷烃和一种气态单烯烃组成的混合气体,它对H2的相对密度是13.2,将1体积的混合气体和4体积O2在容积固定的密闭容器中完全燃烧并保持原来的温度(120℃),测得密闭容器内压强比反应前增加了4%,那么混合气体的成分及体积比为
A. CH4、C3H6;3:2 B. CH4、C4H8;4:1
C. C2H6、C2H4;2:3 D. CH4、C2H4;2:13
【答案】A
【解析】
【详解】混合气体相对于H2的密度是13.2,所以混合气体的摩尔质量M=213.2=26.4g/mol,两种气体一个相对分子质量小于26.4,一个大于26.4,所以C不正确。设混合气体的分子式为CxHy,同温同压下,物质的量之比等于体积之比,初始时物质的量分别为amol和4amol,列烃燃烧的三段式如下:
反应前后温度和体积相同,所以压强之比等于物质的量之比,,
,,即,得到y=4.8,即H的平均个数为4.8,D项错误,分别讨论A、两个B选项,若为CH4、C3H6且体积比为3:2,M=,符合题意,A项正确,答案选择A。B选项依次类推,B项,M=,不符合题意。故答案选A。
25. Diels-Alder反应是构筑六元环碳骨架最重要的反应:。请你判断,物质发生分子内的Diels-Alder反应,其产物不可能是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】将所给结构共轭双键标号1’,单键标号1、2、3,如图,根据已知信息,则1’将与1、2、3分别形成环状结构。
【详解】A.当1’与2发生反应时,结构应该为,A正确;
B.无法通过分子内的Diels-Alder反应得到,B错误;
C.当1’与3发生反应时,结构应该为,C正确;
D.当1’与1发生反应时,结构应该为,D项正确;
故选B。
非选择题部分(共50分)
二、非选择题(本大题共5小题,共50分)
26. 回答下列问题:
(1)醛基的电子式为___________。
(2)的系统命名是___________。
(3)立方烷()的二氯代物有___________种。
(4)写出乙炔与水反应的化学方程式:___________。
(5)常温下,甲醇在水中的溶解度大于甲胺,原因是___________。
【答案】(1) (2)3-甲基-2-戊烯
(3)3 (4)CH≡CH + H2OCH3CHO
(5)甲醇与水分子间的氢键强于甲胺与水分子间的氢键
【解析】
【小问1详解】
醛基的电子式为 ;
故答案为: 。
【小问2详解】
根据系统命名法规则,名称为:3-甲基-2-戊烯;
故答案为:3-甲基-2-戊烯。
【小问3详解】
立方烷的二氯取代物中2个氯原子共有3种位置:同一棱上、面对角线上、体对角线上,即二氯代物有3种;
故答案为:3。
【小问4详解】
乙炔与水加成反应生成乙烯醇不稳定,异构化为乙醛,化学方程式为:CH≡CH + H2OCH3CHO;
故答案为:CH≡CH + H2OCH3CHO。
【小问5详解】
甲醇和甲胺均能与水形成分子间氢键,但由于甲醇与水分子间的氢键强于甲胺与水分子间的氢键,所以甲醇在水中的溶解度大于甲胺;
故答案为:甲醇与水分子间的氢键强于甲胺与水分子间的氢键。
27. 10.6g链状有机物X由C、H、O三种元素组成,在氧气中完全燃烧生成6.72LCO2和5.4g水。0.1molX与足量金属钠反应,产生气体3.36L(气体体积均在标准状况下测定)。已知两个羟基连在同一碳原子上不稳定,羟基连在碳碳双键的碳上也不稳定。通过计算回答:
(1)有机物X中C和H的原子个数比为___________。
(2)有机物X的分子式为___________。
(3)请写出两分子X生成七元环酯的化学方程式:___________。
【答案】(1)1 : 2
(2)C3H6O4 (3)2+2H2O
【解析】
【小问1详解】
,;
【小问2详解】
所以X的化学式为C3H6O4;
【小问3详解】
由于-OH ~-COOH~H2,且0.1molX与足量金属钠反应,产生气体3.36L(0.15mol),所以1个X中含有3个可以反应的官能团,结合X的分子式有1个不饱和度,且已知两个羟基连在同一碳原子上不稳定,羟基连在碳碳双键的碳上也不稳定,可推得X的结构为,所以两分子X生成的七元环酯的结构为,所以反应的化学方程式为:
2+ 2H2O。
28. 有机物A、B、C、D、E具有如图所示的转化关系:
已知:物质C能与NaHCO3溶液反应,C、D的相对分子质量相等,E能发生银镜反应,E的相对分子质量为74。
回答下列问题:
(1)B分子的不饱和度等于___________。
(2)E的结构简式为___________。
(3)写出反应①的化学方程式:___________。
【答案】(1)5 (2)HCOOCH2CH3
(3)+3NaOH+CH3CH2OH+HCOONa+H2O
【解析】
【分析】C能与NaHCO3溶液反应,C中含羧基,C与D在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应生成E,E能发生银镜反应,E为甲酸某酯,则C的结构简式为HCOOH,C、D的相对分子质量相等,E的相对分子质量为74,则D的结构简式为CH3CH2OH,E的结构简式为HCOOCH2CH3;B的结构简式为,A与NaOH水溶液、加热反应后酸化生成B、C、D,则A的结构简式为。
【小问1详解】
B的结构简式为,B的分子式为C7H6O3,1个B分子中含1个苯环和1个羧基,B的不饱和度为5;答案为:5。
【小问2详解】
根据分析,E的结构简式为HCOOCH2CH3;答案为:HCOOCH2CH3。
【小问3详解】
反应①化学方程式为+3NaOH+CH3CH2OH+HCOONa+H2O;答案为:+3NaOH+CH3CH2OH+HCOONa+H2O。
29. 香豆素又名1,2—苯并吡喃酮,是一种重要的香料。某小组以水杨醛和醋酸酐为原料,用以下方案制备香豆素:
反应物和产物物理性质以及实验装置分别如下表和下图所示:
物质
分子量
性状
熔点
沸点
溶解性
水杨醛
122
无色液体
-7℃
196℃
微溶于水,易溶于有机溶剂
醋酸酐
102
无色液体
-73℃
140℃
微溶于水,易溶于有机溶剂
香豆素
146
白色结晶
固体
71℃
302℃
难溶于冷水,可溶于热水,
易溶于乙醇等有机溶剂
乙酸
60
无色液体
16℃
118℃
易溶于水,可溶于有机溶剂
乙酸钾
98
白色粉末
292℃
分解
易溶于水,难溶于有机溶剂
250mL三颈烧瓶上分别接有仪器A、机械搅拌器和刺型分馏柱,分馏柱上接有温度计和分水器,分水器上方连接干燥管,与大气相通。向三颈烧瓶烧中加入水杨醛、醋酸酐和醋酸钾,加热进行反应;反应时,通过温度计监测馏出温度为120~125℃,待无馏出物时,通过仪器A向烧瓶中补加预热的醋酸酐,并保持补加速度与馏出速度一致;加料完毕,反应一定时间后停止加热,将混合液趁热倒入烧杯中,用10%Na2CO3溶液洗涤2次,至pH值为7;分离出香豆素粗产品,对香豆素粗产品进行减压蒸馏,在1.5kPa、145℃下收集馏分,再重结晶2次,过滤、洗涤、干燥,得到香豆素精品。回答下列问题:
(1)仪器A的名称是___________。
(2)从平衡移动角度分析,反应时馏出温度为120~125℃的目的是___________。
(3)在补加醋酸酐时,判断反应已无馏出物的方法是___________。
(4)反应后混合液用10%Na2CO3溶液洗涤时,除去一种芳香性物质的化学方程式为___________。
(5)控制其它因素一定,改变反应原料水杨醛和醋酸酐的投料比,探究其对转化率的影响。A、B、C、D组加入的水杨醛与醋酸酐的物质的量之比分别为1:3.0、1:3.5、1:4.0、1:4.5。在反应结束后,取水杨醛和四组混合液进行薄层色谱分析,结果如下所示。则水杨醛和醋酸酐的最佳投料比为___________。
(6)重结晶和洗涤时分别选用的溶剂合理的是___________。(填序号)
A. 水;冷水 B. 水;热水 C. 乙醇-水混合液;冷水 D. 乙醇-水混合液;热水
(7)以下是选用最佳投料比后,反应5h后在不同温度下测得的实验数据。已知各组实验所用的水杨醛均为12.20g,若不考虑香豆素纯化过程中的损失,则各组粗产品的最高纯度为___________。
反应温度
粗产品质量
香豆素精品收率
170℃
11.68g
70.0%
175℃
13.14g
75.0%
180℃
14.60g
72.0%
【答案】(1)恒压分液漏斗
(2)将产物乙酸和水蒸出反应体系,促进平衡正移
(3)分水器液面高度不再变化
(4) +Na2CO3+NaHCO3
(5)1:4.0 (6)C
(7)87.5%
【解析】
【分析】由题意可知,三颈烧瓶烧中水杨醛、醋酸酐和醋酸钾加热发生取代反应制备香豆素,与三颈烧瓶相连的恒压分液漏斗起到平衡气压,便于液体顺利流下的作用,相连的机械搅拌器起到搅拌反应物,使反应物充分反应的作用,相连的刺型分馏柱起到减小生成物乙酸和水的量,使平衡向正反应方向移动,提高香豆素产率的作用,同时还可以依据液面高度变化判断反应是否完全的作用;制得的香豆素经碳酸钠溶液洗涤、减压蒸馏、重结晶、过滤、洗涤、干燥等操作制得香豆素精品。
【小问1详解】
由实验装置图可知,仪器A为恒压分液漏斗,故答案为:恒压分液漏斗;
【小问2详解】
反应时馏出温度为120~125℃可以使生成物乙酸和水蒸出反应体系,使平衡向正反应方向移动,提高香豆素产率,故答案为:将产物乙酸和水蒸出反应体系,促进平衡正移;
【小问3详解】
在补加醋酸酐时,当分水器液面高度不再变化说明反应已无馏出物,故答案为:分水器液面高度不再变化;
【小问4详解】
反应后混合液用10%碳酸钠溶液洗涤时,水杨醛与碳酸钠溶液反应生成 和碳酸氢钠,反应的化学方程式为+Na2CO3+NaHCO3,故答案为:+Na2CO3+NaHCO3;
【小问5详解】
由图可知,水杨醛与醋酸酐的物质的量之比为1:4.0时,水杨醛的转化率达到最大,再增加物质的量之比,水杨醛的转化率变化不大,所以水杨醛和醋酸酐的最佳投料比为1:4.0,故答案为:1:4.0;
【小问6详解】
由题给香豆素的溶解性可知,香豆素粗产品进行减压蒸馏后,应用乙醇—水混合液溶解残留物,起到香豆素完全解,并便于香豆素析出的目的;洗涤所得香豆素时,为减少晶体溶解,降低产率,应用冷水洗涤,故选C;
【小问7详解】
由题给数据可知,三组粗产品的纯度分别为×100%=87.5%、×100%≈83.3%、×100%=72.0%,所以各组粗产品的最高纯度为87.5%,故答案为:87.5%。
30. 由某苯酚的同系物A合成吲哚衍生物I()的路线如下:
已知:①Et-代表乙基,Ph-代表苯基;
②苯酚容易被浓硝酸、浓硫酸等氧化剂氧化;
③苯环上烃氧基(RO-)的定位效应与酚羟基相同;
④
请回答下列问题:
(1)化合物A的结构简式是___________,化合物D的结构简式为___________,化合物H的结构简式为___________。
(2)下列说法不正确的是___________。(填序号)
A. 化合物B分子中所有碳原子可能共平面
B. 化合物I的分子式为C9H8O3N,具有酸性
C. 化合物F分子中含有四种官能团,具有碱性
D. 反应②和④的作用是对苯环进行占位,得到特定的一硝化产物
(3)已知F→G经历了三步反应,分别是还原、加成和消去反应,请你写出第二步反应的化学方程式:___________。
(4)化合物C的同分异构体中,满足以下条件的共有___________种。
①含有硫代硫酸二酚酯结构(,苯环上还可以连其它基团)
②含有两个酚羟基和两个甲氧基(-OCH3);
③核磁共振氢谱显示分子中有6种不同化学环境的氢原子。
画出其中一个苯环上仅有一个取代基的任意一种异构体的结构简式:___________。
(5)根据所学知识和题给反应,设计以和苯甲醇为原料,制备的合成路线。(用流程图表示,无机试剂任选)___________
【答案】(1) ①. ②. ③. (2)BC
(3) (4) ①. 10 ②. 或
(5)
【解析】
【分析】根据B的结构简式以及A的分子式可知A为,B与硫酸发生磺化反应,生成C为,C发生硝化反应生成D为,E发生提示的反应生成F为,F经过三步反应生成G,G发生取代反应生成H为,H发生水解反应生成I。
【小问1详解】
根据以上分析可知,A的结构简式为,C发生硝化反应生成D,D结构简式为,G发生取代反应生成H,H结构简式为。
【小问2详解】
A苯环及与其相连的碳原子共平面,可知两个苯环上的碳原子分别在一个平面内,单键可以旋转,故可以将两个平面旋转到一个平面内,A正确;化合物I的分子式为C9H7O3N,B错误;F为没有碱性,C错误;D苯环上的烃氧基定位效应和酚羟基相同,因此如果直接硝化,硝基可能在烃氧基的邻位和对位,反应②用磺酸基占据对位和一个邻位,确保硝基取代在指定位置,D正确。
【小问3详解】
F先发生还原反应,将硝基还原为氨基,第二步发生加成反应,反应方程式为。
【小问4详解】
化合物C为,其同分异构体含有硫代硫酸二酚酯结构,含有两个酚羟基和两个甲氧基,核磁共振氢谱显示有6种不同化学环境的氢原子,则可能的结构为或
【小问5详解】
苯甲醇先与HBr发生取代反应,生成,与发生取代反应生成,发生磺化反应生成,与氢气发生取代反应,最终生成,合成路线为。
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