上海市中国中学2023-2024学年高二上学期(等级考)期中考试化学试卷 (原卷版+解析版)
展开说明:本卷中选择题均为单选题。
一、简单有机物
1. 2023年5月28日我国具有自主知识产权的C919大型客机迎来了商业首飞。下列关于C919飞机所用的材料中,主要成分属于有机物的是
A. 风挡——玻璃B. 轮胎——橡胶
C. 机身——钛合金D. 滑轨——铝锂合金
【答案】B
【解析】
【详解】A.玻璃属于无机非金属材料,故A错误;
B.橡胶属于有机物,故B正确;
C.钛合金属于金属材料,不属于有机物,故C错误;
D.铝锂合金属于金属材料,不属于有机物,故D错误;
故选:B。
2. 下列物质一定属于有机化合物的是
A. 含碳的化合物B. 碳氧化合物
C. 碳氢化合物D. 含碳、氢、氧的化合物
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳酸盐含碳,但不是有机化合物,A错误;
B.碳氧化合物可以是CO,也可以是CO2,不是有机物,B错误;
C.碳氢化合物是烃,是有机物,C正确;
D.含碳、氢、氧的化合物,可以是碳酸H2CO3,不是有机物,D错误;
本题选C。
3. 下列有机物中,属于芳香烃的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A是环己烷,不含苯环,不属于芳香烃,A错误;B是苯的同系物,属于芳香烃,B正确;C中含有氧元素、N元素,不属于烃类,属于芳香族化合物,C错误;D属于环烷烃,不含苯环,不是芳香烃,D错误。
点睛:本题考查有机物的结构与分类,较简单,注意掌握常见有机物的分类,把握芳香烃的概念。含有苯环的烃属于芳香烃,且在元素组成上只含有C、H两种元素。
4. 下列关于有机化合物中碳原子的叙述错误的是
A. 碳原子可与碳原子成键外,也可与其他元素的原子形成化学键
B. 碳原子易得到电子,形成负离子
C. 有机化合物分子中可以含有1个碳原子,也可以含有成千上万个碳原子
D. 碳原子之间能形成单键,也能形成双键、三键,还能形成碳链或碳环
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳原子除了彼此间可以成键外,还可以与其他元素的原子成键,是有机化合物种类繁多的原因之一,故A正确;
B.碳元素更多显示出还原性,相对得电子,失电子更容易,并且不形成简单离子,B错误;
C.有机物分子中可以含有1个碳原子,也可以含有几个甚至成千上万个碳原子,所以有机物的种类远多于无机物,C正确;
D.碳原子与碳原子之间可以形成碳碳单键,也可以形成碳碳双键、三键,但碳原子与碳原子之间不能形成4对共用电子,D正确;
本题选B。
5. 如图中A、B、C分别是三种烃的结构模型,请回答下列问题:
(1)A及其同系物的分子式符合通式___________(用n表示)。当时,该物质同分异构体有___________种。
(2)A、B、C三种烃中,所有原子均共面的是___________(选填“A、B、C”)。结构简式为的有机物中,处于同一平面内的碳原子数至少为___________个。
(3)烃C具有的结构或性质是___________。
A. 是碳碳双键和碳碳单键交替的结构B. 有毒、不溶于水、密度比水小
C. 使酸性溶液和溴水褪色D. 性质稳定,不能发生加成反应
(4)等质量的A、B、C三种烃完全燃烧生成和,消耗氧气的体积(相同状况下)最大的是___________(填分子式)。
【答案】(1) ①. CnH2n+2 ②. 3
(2) ①. BC ②. 8 (3)B
(4)甲烷
【解析】
【小问1详解】
甲烷及其同系物的分子式符合通式CnH2n+2 (用 n 表示),当时是戊烷,该物质同分异构体有3种,分别为:CH3(CH2)3CH3、(CH3)2CHCH2CH3、(CH3)3CCH3,故答案为:CnH2n+2;3;
【小问2详解】
图中A、B、C 分别是甲烷、乙烯和苯,所有原子均共面的有乙烯和苯,结构简式为的有机物是两个苯环通过碳碳单键连接,由于单键可以任意旋转,处于同一平面内的碳原子数至少为一个苯环上的6个加上另一个苯环上与该苯环相连的碳原子,以及与该碳原子对位上的碳原子一定共平面,故至少有8个,故答案选:BC;8;
【小问3详解】
A.苯环上的六个碳碳键均为介于碳碳双键和碳碳单键之间一种独特的键,故A错误;
B.苯是一种有毒、不溶于水、密度比水小的无色液体,故B正确;
C.苯不与酸性 KMnO4溶液和溴水反应,但能够萃取溴水中的溴而使溴水褪色,故C错误;
D.在镍作催化剂时苯与氢气加成,故D错误;
故答案为:B。
【小问4详解】
等质量的有机物完全燃烧生成 H2O和 CO2,消耗氧气的体积(相同状况下)取决于该有机物中H的百分含量,H的百分含量越大,消耗氧气的体积越大,甲烷、乙烯和苯三种有机物中H的百分含量依次减小,故最大的是甲烷,故答案为:甲烷。
二、有机物的结构
6. 有机物环丙叉环丙烷由于其特殊的电导结构一直受到理论化学家的注意,其结构如图所示,下列有关它的说法中,错误的是
A. 分子式为
B. 它不可能是环丙烷的同系物
C. 其二氯代物有3种(不考虑立体异构)
D. 它可以使溴水反应褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,环丙叉环丙烷的分子式为,故A正确;
B.同系物必须是结构相似的同类物质,由结构简式可知,环丙叉环丙烷的结构与环丙烷不相似,不是同类物质,所以不可能是环丙烷的同系物,故B正确;
C.由结构简式可知,环丙叉环丙烷分子中含有1类氢原子,一氯代物有1种,一氯代物分子中含有4类氢原子,则二氯代物有4种,故C错误;
D.由结构简式可知,环丙叉环丙烷分子中含有的碳碳双键能与溴水发生加成反应使溶液褪色,故D正确;
故选C。
7. 下列化合物存在顺反异构现象的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】顺反异构产生的条件:①分子中至少有一个键不能自由旋转(如碳碳双键);②每个不能自由旋转的同一碳原子上(如碳碳双键两端的碳原子)不能有相同的基团,必须连有两个不同原子或原子团。
【详解】A.CH2=CH2中碳碳双键两端的碳原子上连接2个氢原子,不存在顺反异构,A错误;
B.CH3CH=CH2中碳碳双键两端的一个碳原子连接2个氢原子,不存在顺反异构,B错误;
C.CH3CH=CHCH3中碳碳双键两端的两个碳原子上都连接2个不同基团,当两个氢原子位于双键同侧时是顺式异构,否则是反式异构,C正确;
D.CH3CH2CH2CH3中无碳碳双键,碳碳单键可以旋转,无顺反异构,D错误;
故选C。
8. 根据下列烷烃不完整的名称,推测其可能的结构。写出结构简式并完善其命名:□,□-二乙基戊烷:___________。
【答案】3,3-二乙基戊烷;
【解析】
【详解】要遵循最长碳链的规则,因此乙基不能连接在烷烃的1、2号位C原子,主链碳只有5个,因此两个乙基均连接在3号位的碳原子上,即3,3-二乙基戊烷,结构简式为:,故答案为:3,3-二乙基戊烷;。
9. 玫瑰的香味物质中包含苧烯,苧烯的键线式为:。
(1)苧烯中所含官能团的结构简式是___________,苧烯的分子式是___________。
(2)写出苧烯与一定量的发生加成反应所得产物的可能的结构(用键线式表示):___________。
(3)苧烯是否存在芳香族同分异构体?说明理由。___________。
(4)有机化合物A是苧烯的同分异构体,分子中含有“”结构且环上只有一个支链,A可能存在的结构有___________种,写出其中一种的结构简式___________。
【答案】(1) ①. ②. C10H16
(2)、、、 (3)不存在,苧烯的不饱和度为3,芳香族有机物必须含有苯环,1个苯环的不饱和度为4,所以苧烯不存在芳香族的同分异构体
(4) ①. 4 ②. 、、、(任写一种)
【解析】
【小问1详解】
苧烯含有的官能团为碳碳双键,结构简式是,苧烯的分子式C10H16,是故答案为:;C10H16;
【小问2详解】
苧烯的键线式为:,含有2个碳碳双键,能发生1,2加成、1,4加成、全部加成,故有、、、,故答案为:、、、;
【小问3详解】
苧烯不否存在芳香族同分异构体,原因是:苧烯的不饱和度为3,芳香族有机物必须含有苯环,1个苯环的不饱和度为4,所以苧烯不存在芳香族的同分异构体,故答案为:不存在,苧烯的不饱和度为3,芳香族有机物必须含有苯环,1个苯环的不饱和度为4,所以苧烯不存在芳香族的同分异构体;
【小问4详解】
苧烯的键线式为:,分子中含有“”结构且环上只有一个支链,说明侧链为丁基,丁基有4种,故A可能得结构简式有4种,、、、,故答案为:4;、、、(任写一种)。
三、官能团性质
10. 下列反应不属于取代反应是
A. 溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热
B. 溴乙烷与氢氧化钠的乙醇溶液共热
C. 甲烷与氯气光照
D. 苯与液溴的混合液滴到铁屑中
【答案】B
【解析】
【分析】根据取代反应的定义“有机化合物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应”进行判断。
【详解】A.溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热,溴乙烷中溴原子被羟基取代生成乙醇,属于取代反应,故A错误;
B.溴乙烷和氢氧化钠醇溶液共热发生消去反应生成乙烯,属于消去反应,故B正确;
C.甲烷与Cl2混合光照,甲烷中氢原子被氯原子所代替生成氯代物,属于取代反应,故C错误;
D.苯与液溴反应,苯环上的氢原子被溴原子取代取代生成溴苯,属于取代反应,故D错误;
本题选B。
11. EPR是一种对氧化剂具有较好抗耐性的合成材料,应用极为广泛,其结构简式可以表示,合成EPR所用的单体为
A. B.
C. 和D. 和
【答案】C
【解析】
【详解】此聚合物链节中无双键,则两个碳原子为一组,取链节断开中间的单键后加双键即得高聚物的单体,故C项正确。
12. 科学家发现了一种烯炔化合物,其结构简式如图所示,在一定条件下,该化合物不能发生的反应是
A 加成反应B. 氧化反应C. 取代反应D. 消去反应
【答案】D
【解析】
【详解】该烯炔化合物含碳碳双键和碳碳三键,能发生氧化反应和加成反应,含-CH2-能发生取代反应,无-OH或-X,不能发生消去反应;
故答案选D。
13. 下列能说明苯环对侧链的性质有影响的是
A. 甲苯在30℃时与硝酸发生取代反应生成三硝基甲苯
B. 甲苯能使热的酸性KMnO4溶液褪色
C. 甲苯在FeBr3催化下能与液溴反应
D. 1ml甲苯最多能与3 ml H2发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】分析:A.甲苯和苯都能发生取代反应;
B.苯不能被酸性KMnO4溶液氧化,甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸;
C.甲苯和苯都能发生取代反应;
D.苯也能与氢气发生加成反应。
详解:A.甲苯和苯都能与浓硝酸、浓硫酸发生取代反应,甲苯生成三硝基甲苯说明了甲基对苯环的影响,A错误;
B.甲苯可看作是CH4中的1个H原子被-C6H5取代,苯、甲烷不能被酸性KMnO4溶液氧化使其褪色,甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸,苯环未变化,侧链甲基被氧化为羧基,说明苯环影响甲基的性质,B正确;
C.甲苯和苯都能与液溴发生取代反应,所以不能说明苯环对侧链有影响,C错误;
D.苯、甲苯都能与H2发生加成反应,是苯环体现的性质,不能说明苯环对侧链性质产生影响,D错误。答案选B。
点睛:本题以苯及其同系物的性质考查为载体,旨在考查苯的同系物中苯环与侧链的相互影响,通过实验性质判断,考查学生的分析归纳能力,题目难度不大。
14. 乙醇分子中不同的化学键如图,关于乙醇在各自种不同反应中断裂键的说明错误的是
A. 和金属钠反应键①断裂
B. 和氢溴酸反应时键①断裂
C. 和浓硫酸共热170°℃时键②⑤断裂
D. Cu催化下和反应键①③断裂
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醇和金属钠反应生成CH3CH2ONa、H2,是O-H键断裂,即键①断裂,A正确;
B.乙醇和氢溴酸反应生成溴乙烷,键②断裂,B错误;
C.乙醇和浓硫酸共热170℃时,生成乙烯,键②⑤断裂,C正确;
D.在Cu催化下和O2反应时,生成乙醛,C-H、O-H键断裂,即键①、③断裂,D正确;
本题选B。
15. 有机化合物X、Y、Z的转化关系如图所示:
(1)写出X的结构简式___________;X中官能团名称是___________。
(2)反应①可能产生副产物,其结构简式为___________。
(3)反应②的反应类型是___________。
(4)写出反应③的化学方程式___________。
【答案】15. ①. ②. 碳溴键、碳碳双键
16. 17. 加成反应
18.
【解析】
【分析】分析题中路线:,据此作答。
【小问1详解】
根据分析可知X的结构简式为,含有的官能团为:碳溴键、碳碳双键,故答案为:;碳溴键、碳碳双键;
【小问2详解】
反应①发生的加成反应,若为1,2加成则产物为:,若碳碳双键均加成则产物为:,故可能产生副产物为:,故答案为:;
【小问3详解】
反应②是与H2反应,因此反应类型是加成反应,故答案为:加成反应;
【小问4详解】
反应③为卤代烃的水解反应,化学方程式为:,故答案为:。
四、有机实验
16. 实验室采用如图所示装置制取硝基苯,恒压滴液漏斗中装有一定量苯,三颈烧瓶装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物。请回答下列问题:
(1)实验装置中长玻璃管的作用是________,恒压滴液漏斗侧面导管的作用是________。
(2)三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为___________。
(3)下列说法中正确的是___________。
A.配制混酸时,将浓硝酸沿杯壁缓缓加入浓硫酸中,并不断搅拌、冷却
B.水浴加热有利于控制温度,减少副反应的发生
C.制得的粗硝基苯可以先用乙醇萃取,分液后再洗涤
(4)一段时间后,将三颈烧瓶中的粗产品倒入水中,硝基苯是一种密度___________水(填“小于”、“大于”或“等于”)的液体。纯净的硝基苯是无色油状液体,而实验所得的粗产品是淡黄色油状液体,你认为可能的原因是___________。
【答案】16. ①. 导气、冷凝回流 ②. 保持恒压滴液漏斗内和三颈烧瓶内压强相同,使液体顺利滴下
17. +HNO3+H2O 18. B
19. ①. 大于 ②. 硝基苯中溶有二氧化氮杂质
【解析】
【分析】制取硝基苯时,先往三颈烧瓶内加入浓硝酸,再缓缓加入浓硫酸,并不断搅拌、冷却,最后加入苯,用油浴加热。从混合液中提取硝基苯时,需往混合液中加入NaOH溶液,然后分液,最后再蒸馏,以获得硝基苯。
【小问1详解】
实验装置如果整体封闭,加热后蒸气会使装置内压强过大造成危险,所以长玻璃管所起的作用是导气、冷凝回流,恒压滴液漏斗侧面导管的作用是保持恒压滴液漏斗内和三颈烧瓶内压强相同,使液体顺利滴下;
【小问2详解】
三颈烧瓶中,苯与混酸反应制硝基苯,化学方程式为:+HNO3+H2O;
【小问3详解】
A.配制混酸时,与浓硫酸稀释相似,是将浓硫酸沿杯壁缓缓加入浓硝酸中,并不断搅拌、冷却,A不正确;
B.温度控制在50~60 ℃,原因是减少副反应的发生、减少苯与浓硝酸的挥发,水浴加热水浴加热有利于控制温度,B正确;
C.乙醇易溶于水,不能作萃取剂,不能用于粗硝基苯的萃取,C不正确;
故选B;
【小问4详解】
硝基苯难溶于水,密度比水大, 由于浓硝酸易分解,分解产物有二氧化氮,制得的硝基苯中溶有二氧化氮杂质,所以粗产品是淡黄色油状液体。
17. 某小组设计了如图装置(夹持装置仪器已省略)进行“乙醇催化氧化实验”,其实验操作为:先按图安装反应装置,然后关闭活塞a、b、c,在铜丝的中间部分加热片刻,再打开活塞a、b、c,通过控制活塞a和b,而有节奏(间歇性)通入气体,即可在M处观察到明显的实验现象。试回答以下问题:
(1)A中发生反应的化学方程式:___________,C中热水的作用___________。
(2)M处发生的反应的化学方程式为:___________。
(3)从M管中可观察到的现象是___________,从中可认识到该实验过程中催化剂___________(填“参加”或“不参加”)化学反应。
【答案】(1) ①. ②. 使D中乙醇变为蒸气进入M参加反应
(2)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
(3) ①. 受热部分的铜丝交替出现变黑、变红 ②. 参加
【解析】
【分析】装置A:过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,装置B:吸收氧气中的水蒸气;装置C:加热乙醇得到乙醇蒸气进入M,装置M:乙醇的催化氧化反应,装置F:吸收乙醛,据此作答。
【小问1详解】
A中是过氧化氢在二氧化锰催化作用下生成水和氧气,反应的化学方程式为,C中热水使D中乙醇变为蒸气进入M中参加反应,故答案为:;使D中乙醇变为蒸气进入M参加反应;
【小问2详解】
在铜作催化剂、加热条件下,乙醇能被氧气氧化生成乙醛和水,所以M处发生反应的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,故答案为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
【小问3详解】
乙醇的催化氧化反应中,金属铜作催化剂,真正和乙醇反应起到氧化作用的是氧化铜,实验过程中铜网出现黑色,是由于铜和氧气反应生成氧化铜,反应的方程式为2Cu+O22CuO,铜网由黑色变成红色是由于乙醇和氧化铜反应生成铜,反应的方程式为CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O,在反应前后,实际上铜参加反应,只是在初始反应中作反应物,在最终反应中作生成物,从表面上看没有参加反应,故答案为:受热部分的铜丝交替出现变黑、变红;参加。
五、有机合成
18. 已知苯可以进行如下转化。回答下列问题:
(1)反应①的反应类型为___________,化合物A的名称为___________。
(2)反应②的化学方程式为___________;反应类型为___________。
(3)反应③的试剂和条件是___________。
(4)仅用水能否鉴别苯和溴苯?请加以说明___________。
(5)设计由的合成路线___________(无机试剂任选)
(合成路线常用的表示方式为:甲乙……目标产物)
【答案】18. ①. 加成反应 ②. 环己烷
19. ①. ②. 消去反应
20. 液溴和Fe粉 21. 将水分别加入苯和溴苯中,苯在水的上层,而溴苯在水的下层
22.
【解析】
【分析】苯与液溴在Fe催化下发生取代反应产生溴苯 ,苯与H2在Pd/C催化下发生加成反应产生环己烷,环己烷与Cl2在光照条件下发生取代反应产生一氯环己烷,一氯环己烷与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应产生环己烯,据此作答。
【小问1详解】
反应①是与H2在Pd/C催化下发生加成反应产生环己烷 ,反应类型为加成反应,化合物A是 ,化学名称为环己烷,故答案为:加成反应;环己烷;
【小问2详解】
环己烷与Cl2在光照条件下发生取代反应产生化合物B是一氯环己烷,B的结构简式为 ,反应②是 与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应,产生 、NaCl、H2O,该反应的反应类型为消去反应,反应为:,故答案为:;消去反应;
【小问3详解】
反应③为苯与溴发生取代反应生成溴苯,反应的试剂和条件为液溴和Fe粉,故答案为:液溴和Fe粉;
【小问4详解】
苯的密度比水的密度小,溴苯的密度比水的密度大,则仅用水鉴别苯和溴苯的方法为将水分别加入苯和溴苯中,苯在水的上层,而溴苯在水的下层,故答案为:将水分别加入苯和溴苯中,苯在水的上层,而溴苯在水的下层;
【小问5详解】
根据题中所给信息可知由的合成路线为:,故答案为:。
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