2021-2022学年青海省海南州中学、贵德中学高二(上)期中化学试卷
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一、选择题(每个小题只有一个正确答案,每小题3分,共42分)
1.(3分)下列各组物质的分类正确的是( )
①混合物:氯水、氨水、水银、福尔马林、聚乙烯
②电解质:明矾、冰醋酸、纯碱
③非极性分子:CO2、CCl4、CH2Cl2
④同位素:1H+、2H2、3H
⑤同素异形体:C60、C80、金刚石、石墨
⑥有机化合物:乙醇、乙烯、碳酸、苯
⑦醇类:、CH3COOH、HCHO、
A.②⑤ B.①④⑤⑦ C.②③⑥⑦ D.全部正确
2.(3分)下列五种物质:
①CO2
②CHCl3
③CH4
④CCl4
⑤P4
其结构具有正四面体构型的是( )
A.①②③ B.③④⑤ C.②③④ D.①④⑤
3.(3分)下列有机物中,所有的碳原子不可能都共面的是( )
A. B.
C. D.
4.(3分)相对分子质量为100的烃,且含有4个甲基的同分异构体共有(不考虑立体异构)( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
5.(3分)有机物的正确命名为( )
A.2﹣乙基﹣3,3﹣二甲基戊烷
B.3,3﹣二甲基﹣4﹣乙基戊烷
C.3,3,4﹣三甲基己烷
D.3,4,4﹣三甲基烷己烷
6.(3分)NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2L的戊烷所含的分子数大于0.5NA
B.28g乙烯所含共用电子对数目为4NA
C.标准状况下,11.2 L二氯甲烷所含分子数为0.5NA
D.现有乙烯、丙烯、丁烯的混合气体共14g,其原子数为2NA
7.(3分)化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136,分子式为C8H8O2.A的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1:2:2:3,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其核磁共振氢谱与红外光谱如图.关于A的下列说法中,正确的是( )
A.A分子属于酯类化合物,在一定条件下不能发生水解反应
B.A在一定条件下可与4 mol H2发生加成反应
C.符合题中A分子结构特征的有机物只有1种
D.与A属于同类化合物的同分异构体只有2种
8.(3分)下列反应中,属于加成反应的是( )
A.甲烷与氯气的混合气体在光照条件下反应
B.丙烯和氯气在一定条件下反应生成ClCH2CH=CH2的反应
C.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.乙烯与HCl气体反应生成一氯乙烷
9.(3分)关于实验室制备乙烯的实验,下列说法正确的是( )
A.反应物是乙醇和过量的3mol/L硫酸的混和液
B.温度计插入反应溶液液面以下,以便控制温度在140℃
C.反应容器(烧瓶)中应加入少许瓷片
D.反应完毕先灭火再从水中取出导管
10.(3分)用乙炔为原料制取CH2Br﹣CHBrCl,可行的反应途径是( )
A.先加Cl2,再加Br2 B.先加Cl2,再加HBr
C.HCl,再加HBr D.先加HCl,再加Br2
11.(3分)鉴别甲烷、乙烯、乙炔三种气体可采用的方法是( )
A.通入溴水中,观察溴水是否褪色
B.通入酸性高锰酸钾溶液中,观察颜色变化
C.点燃,检验燃烧产物
D.点燃,观察火焰明亮程度及产生黑烟量的多少
12.(3分)与链烃相比,苯的化学性质的主要特征是( )
A.难氧化、难取代、难加成 B.易氧化、易取代、易加成
C.难氧化、可加成、易取代 D.易氧化、易加成、难取代
13.(3分)在苯的同系物中加入少量酸性KMnO4溶液,振荡后褪色,正确的解释为( )
A.苯的同系物分子中的碳原子数比苯分子中的碳原子数多
B.苯环受侧链影响易被氧化
C.侧链受苯环影响易被氧化
D.由于苯环和侧链的相互影响均易被氧化
14.(3分)有机物C4H8Cl2的同分异构体中只含一个“﹣CH3”的有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
二、填空题(共58分)
15.(10分)A~G是几种烃的分子球棍模型(如图),据此回答下列问题:
(1)常温下含碳量最高的气态烃是 (填字母).
(2)能够发生加成的烃有 种.
(3)一卤代物种类最多的是 (填写字母).
(4)写出实验室制D的化学方程式 .
(5)写出F发生硝化反应的化学方程式 .
16.(6分)咖啡酸具有止血功效,存在于多种中药中,其结构简式为.
①写出咖啡酸中两种含氧官能团的名称: ;
②根据咖啡酸的结构,列举三种咖啡酸可以发生的反应类型: 、 、 .
17.(12分)(1)如图1所示的乙酸分子结构:
它是一种弱酸,部分发生电离时断键的位置是 (填序号,下同),它跟乙醇发生酯化反应时断键的位置是 ,其化学反应式为 ,它与Na2CO3反应放出CO2,说明乙酸酸性比碳酸酸性 (填“强”或“弱”).
(2)维生素C的结构简式如图2:请回答:
①维生素C的分子式是 ,其分子中不含氧的官能团的名称是 .
②维生素C可发生的化学反应有 (填序号).
A.加成反应 B.氧化反应 C.酯化反应
③向维生素C的水溶液中滴加紫色石蕊试液,试液变红,说明此溶液显 性.
18.(10分)有机物A的结构简式是,它可以通过不同的反应得到下列物质:
B. C. D.
(1)A中官能团的名称是: .
(2)写出由A制取B的化学方程式: .
(3)写出A制取C、D两种物质的有机反应类型:A→C: .A→D: .
(4)写出两种既可以看做酯类又可以看做酚类,且分子中苯环上连有三个取代基的A的同分异构体的结构简式(要求这两种同分异构体中苯环上的取代基至少有一种不同). ; .
19.(10分)为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验。
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4gH2O和8.8gCO2,消耗氧气6.72L(标准状况下)。则该物质中各元素的原子个数比是 ;
(2)质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量为46,则该物质的分子式是 ;
(3)根据价键理论,预测A的可能结构并写出结构简式: 。
(4)经测定,有机物A分子内有3种氢原子,则A的结构简式为 。
(5)体育比赛中当运动员肌肉扭伤时,队医随即用氯乙烷(沸点12.27℃)对受伤部位进行局部冷冻麻醉。请用B为原料选择最合适的方法制备氯乙烷,要求原子利用率为100%,请写出制备反应的方程式: 。
20.(10分)已知下列数据:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g•cm﹣3
乙醇
﹣144
78.0
0.789
乙酸
16.6
118
1.05
乙酸乙酯
﹣83.6
77.5
0.900
浓硫酸(98%)
﹣
338
1.84
如图a为实验室制取乙酸乙酯的装置图.
(1)当饱和碳酸钠溶液上方收集到较多液体时,停止加热,取下小试管B,充分振荡,静置.振荡前后的实验现象 (填选项).
A.上层液体变薄 B.下层液体红色变浅或变为无色 C.有气体产生 D.有果香味
(2)为分离乙酸乙酯、乙醇、乙酸的混合物,可按下列步骤进行分离(图b):
①试剂1最好选用 ;
②操作1是 ,所用的主要仪器名称是 ;
③试剂2最好选用 ;
④操作2是 ;
⑤操作3中温度计水银球的位置应为图(图c)中 (填a、b、c、d)所示,在该操作中,除蒸馏烧瓶、温度计外,还需要的玻璃仪器有 、 、 、 ,收集乙酸的适宜温度是 .
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参考答案与试题解析
一、选择题(每个小题只有一个正确答案,每小题3分,共42分)
1.(3分)下列各组物质的分类正确的是( )
①混合物:氯水、氨水、水银、福尔马林、聚乙烯
②电解质:明矾、冰醋酸、纯碱
③非极性分子:CO2、CCl4、CH2Cl2
④同位素:1H+、2H2、3H
⑤同素异形体:C60、C80、金刚石、石墨
⑥有机化合物:乙醇、乙烯、碳酸、苯
⑦醇类:、CH3COOH、HCHO、
A.②⑤ B.①④⑤⑦ C.②③⑥⑦ D.全部正确
【分析】①纯净物是由一种物质组成的物质,混合物是由多种物质组成的物质;
②在水溶液里或熔融状态下导电的化合物是电解质;
③非极性分子,原子间以共价键结合,分子里电荷分布均匀,正负电荷中心重合的分子;
④同位素是质子数相同中子数不同的同元素的不同核素;
⑤同素异形体的概念是同种元素的不同单质;
⑥一般含碳的化合物为有机物,碳酸、一氧化碳、二氧化碳等结构和性质与无机物相同为无机物;
⑦链烃基和羟基相连的有机物为醇类化合物。
【解答】解:①水银为单质、纯净物,故①错误;
②明矾、冰醋酸、纯碱水溶液中都可以电离出离子属于电解质,故②正确;
③CH2Cl2为极性分子,故③错误;
④1H+、2H2并非原子,不是氢的同位素,故④错误;
⑤C60、C80、金刚石、石墨都是碳元素的不同单质属于碳元素的同素异形体,故⑤正确;
⑥有机化合物:乙醇、乙烯、苯,碳酸组成和结构性质与无机物相似为无机物,故⑥错误;
⑦CH3COOH为羧酸类化合物、HCHO为醛类化合物,故⑦错误;
故选:A。
【点评】本题考查了物质分类、物质组成、物质性质、同位素、同素异形体概念的分析、无机物和有机物区别等,掌握基础是解题关键,题目难度不大。
2.(3分)下列五种物质:
①CO2
②CHCl3
③CH4
④CCl4
⑤P4
其结构具有正四面体构型的是( )
A.①②③ B.③④⑤ C.②③④ D.①④⑤
【分析】分子中中心原子价层电子对数是4且中心原子不含孤电子对、中心原子连接4个相同原子的分子,其空间构型为正四面体结构,据此分析解答。
【解答】解:①CO2中C原子价层电子对数=2+=2且C原子不含孤电子对,所以CO2为直线形分子,故错误;
②CHCl3中C原子价层电子对数=4+=4,且C原子不含孤电子对,C原子连接的四个原子不同,所以该分子为四面体结构,但不是正四面体,故错误;
③CH4中C原子价层电子对数=4+=4且C原子不含孤电子对,C原子连接四个相同的原子,所以该分子为正四面体结构,故正确;
④CCl4中C原子价层电子对数=4+=4且C原子不含孤电子对,C原子连接四个相同的原子,所以该分子为正四面体结构,故正确;
⑤P4中4个P原子位于正四面体4个顶点上,该分子为正四面体结构,故正确;
故选:B。
【点评】本题考查微粒空间构型判断,侧重考查基本理论的理解和运用,明确价层电子对互斥理论内涵、价层电子对数的计算方法是解本题关键,注意题干中限制性条件“正四面体”,题目难度不大。
3.(3分)下列有机物中,所有的碳原子不可能都共面的是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据甲烷是正四面体结构,苯环为平面结构、乙烯为平面结构以及乙炔为直线结构来分析各物质的共面原子.
【解答】解:A.甲烷是正四面体结构,取代甲烷上氢原子的碳原子一定不在同一平面上,故A正确;
B.乙烯是平面结构,所有原子在同一平面内,故B错误;
C.苯是平面结构,取代苯上氢原子的碳原子在同一平面内,故C错误;
D.苯和乙烯是平面结构,两个平面可能在同一平面上,故D错误。
故选:A。
【点评】本题主要考查了有机物的共面知识的认识,难度中等,分析时可根据已学过的甲烷、乙烯、苯的结构来类比判断.
4.(3分)相对分子质量为100的烃,且含有4个甲基的同分异构体共有(不考虑立体异构)( )
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
【分析】相对分子质量为100的烃,则=7…2,该烃为烷烃,故该烃分子式为C7H16,且该烃含有4个甲基的同分异构体,主链中碳原子数目只能为5,相当于正戊烷中间C原子上的2个H原子被两个甲基取代得到的物质.
【解答】解:相对分子质量为100的烃,则=7…2,该烃为烷烃,故该烃分子式为C7H16,且该烃含有4个甲基的同分异构体,主链中碳原子数目只能为5,相当于正戊烷中间C原子上的2个H原子被两个甲基取代得到的物质,CH3CH2CH2CH2CH3分子中间H原子被2个甲基取代,若取代同一碳原子上2个H原子,有2种情况,若取代不同C原子上H原子,有3种情况,故符合条件的该烃的同分异构体有5种,
故选:B。
【点评】本题考查限制条件同分异构体的书写,难度中等,根据相对分子质量确定烃的分子式是关键,注意掌握烷烃同分异构体的书写.
5.(3分)有机物的正确命名为( )
A.2﹣乙基﹣3,3﹣二甲基戊烷
B.3,3﹣二甲基﹣4﹣乙基戊烷
C.3,3,4﹣三甲基己烷
D.3,4,4﹣三甲基烷己烷
【分析】烷烃命名时,要选最长的碳链为主链,据此得出是”某烷“,然后从离支链近的一端给主链上的碳原子进行编号,当两端离支链一样近时,要从支链多的一端开始编号,将取代基写在”某烷”的前面,据此分析。
【解答】解:烷烃命名时,要选最长的碳链为主链,故此烷烃的主链上有6个碳原子,故为己烷;从离支链近的一端给主链上的碳原子进行编号,而当两端离支链一样近时,要从支链多的一端开始编号,故在3号碳原子上有两个甲基,在4号碳原子上有一个甲基,故名称为3,3,4﹣三甲基己烷,
故选:C。
【点评】本题考查了烷烃的命名,应注意的是烷烃命名时,要选最长的碳链为主链,从离支链近的一端给主链上的碳原子进行编号,当两端离支链一样近时,要从支链多的一端开始编号。
6.(3分)NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A.标准状况下,11.2L的戊烷所含的分子数大于0.5NA
B.28g乙烯所含共用电子对数目为4NA
C.标准状况下,11.2 L二氯甲烷所含分子数为0.5NA
D.现有乙烯、丙烯、丁烯的混合气体共14g,其原子数为2NA
【分析】A.标况下,戊烷为液体,密度约为0.6g/ml;
B.求出乙烯的物质的量,然后根据1mol乙烯含6mol共用电子对来分析;
C.气体摩尔体积使用对象为气体;
D.乙烯、丙烯、丁烯的最简式为CH2,根据最简式计算出混合物中含有的原子数目.
【解答】解:A.标准状况下,11.2L的戊烷质量约为11.2×1000mL×0.6g/ml=18666.6g,物质的量约为>0.5NA,故A正确;
B.28g乙烯的物质的量为1mol,而1mol乙烯含6mol共用电子对,故B错误;
C.标况下,二氯甲烷为液体,不能使用气体摩尔体积,故C错误;
D.14g乙烯、丙烯、丁烯的混合气体中含有1mol最简式CH2,含有1molC、2molH,总共含有3mol原子,含有的原子数为3NA,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查阿伏加德罗常数的有关计算和判断,题目难度中等,注意掌握好以物质的量为中心的各化学量与阿伏加德罗常数的关系,注意气体摩尔体积使用条件和对象.
7.(3分)化合物A经李比希法和质谱法分析得知其相对分子质量为136,分子式为C8H8O2.A的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1:2:2:3,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其核磁共振氢谱与红外光谱如图.关于A的下列说法中,正确的是( )
A.A分子属于酯类化合物,在一定条件下不能发生水解反应
B.A在一定条件下可与4 mol H2发生加成反应
C.符合题中A分子结构特征的有机物只有1种
D.与A属于同类化合物的同分异构体只有2种
【分析】有机物A的分子式为分子式C8H8O2,不饱和度为=5,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,A的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1:2:2:3,说明A含有四种氢原子且其原子个数之比为1:2:2:3,结合红外光谱可知,分子中存在酯基等基团,故有机物A的结构简式为,以此解答该题.
【解答】解:有机物A的分子式为分子式C8H8O2,不饱和度为=5,A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,A的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1:2:2:3,说明A含有四种氢原子且其原子个数之比为1:2:2:3,结合红外光谱可知,分子中存在酯基等基团,故有机物A的结构简式为,
A.含有酯基,可发生水解反应,故A错误;
B.只有苯环能与氢气反应,则A在一定条件下可与3 mol H2发生加成反应,故B错误;
C.有机物A的结构简式为,只有一种,故C正确;
D.属于同类化合物,应含有酯基、苯环,若为羧酸与醇形成的酯有:甲酸苯甲酯,若为羧酸与酚形成的酯,可以是乙酸酚酯,可以是甲酸与酚形成的酯,甲基有邻、间、对三种位置,故5种异构体,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查有机物结构的推断、核磁共振氢谱、红外光谱图、同分异构体书写、官能团性质等,难度中等,推断A的结构是解题的关键,选项D同分异构体的判断是易错点,容易忽略酸与酚形成的酯.
8.(3分)下列反应中,属于加成反应的是( )
A.甲烷与氯气的混合气体在光照条件下反应
B.丙烯和氯气在一定条件下反应生成ClCH2CH=CH2的反应
C.乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.乙烯与HCl气体反应生成一氯乙烷
【分析】有机物分子中的不饱和键断裂,断键原子与其他原子或原子团相结合,生成新的化合物的反应是加成反应;有机物中的原子或原子团被其他的原子或原子团所代替生成新的化合物的反应叫取代反应,根据定义分析解答.
【解答】解:A、甲烷与氯气的混合气体在光照条件下反应,甲烷中的氢原子被氯原子所代替生成氯代物和氯化氢,属于取代反应,故A错误;
B、丙烯和氯气在一定条件下反应生成ClCH2CH=CH2,丙烯中的甲基上氢原子被氯原子所代替生成氯代物和氯化氢,属于取代反应,故B错误;
C、乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色,原因是高锰酸钾和乙烯发生了氧化还原反应而使高锰酸钾褪色,故C错误;
D、乙烯与HCl气体反应生成一氯乙烷,乙烯中的双键断裂,每个碳原子上结合一个氢原子、氯原子生成一氯乙烷,所以属于加成反应,故D正确;
故选:D。
【点评】本题主要考查了加成反应的判断,难度不大,注意:乙烯含有碳碳双键,性质较活泼,能被酸性高锰酸钾溶液氧化成二氧化碳.
9.(3分)关于实验室制备乙烯的实验,下列说法正确的是( )
A.反应物是乙醇和过量的3mol/L硫酸的混和液
B.温度计插入反应溶液液面以下,以便控制温度在140℃
C.反应容器(烧瓶)中应加入少许瓷片
D.反应完毕先灭火再从水中取出导管
【分析】实验室制备乙烯所用的原料为乙醇和浓硫酸,反应条件是加热到170℃,反应装置为液液加热装置,据此进行解答.
【解答】解:A.3mol/L硫酸为稀硫酸,必须使用浓硫酸,故A错误;
B.反应温度在140℃时,生成的是乙醚,170℃时才生成乙烯,故B错误;
C.溶液加热为防暴沸,需要加入沸瓷片,故C正确;
D.为了防止倒吸,应先把导管从水中取出再熄灭酒精灯,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查乙烯的实验室制法,题目难度不大,明确乙烯的制备原理为解答关键,注意有机反应的反应条件不同时,反应产物可能不同,试题培养了学生的化学实验能力.
10.(3分)用乙炔为原料制取CH2Br﹣CHBrCl,可行的反应途径是( )
A.先加Cl2,再加Br2 B.先加Cl2,再加HBr
C.HCl,再加HBr D.先加HCl,再加Br2
【分析】由乙炔CH≡CH制CH2Br﹣CHBrCl,分子中在乙炔的基础又增加了一个H、两个Br、一个Cl,这四个原子只能以HCl和Br2形式发生加成反应.
【解答】解:由乙炔CH≡CH制CH2Br﹣CHBrCl,分子中在乙炔的基础又增加了一个H、两个Br、一个Cl,这四个原子只能以HCl和Br2形式发生加成反应,故A、B、C不符合,D符合。
故选:D。
【点评】本题以有机合成为载体,考查炔烃的性质,难度不大,注意基础知识的掌握,注意根据分子组成分析.
11.(3分)鉴别甲烷、乙烯、乙炔三种气体可采用的方法是( )
A.通入溴水中,观察溴水是否褪色
B.通入酸性高锰酸钾溶液中,观察颜色变化
C.点燃,检验燃烧产物
D.点燃,观察火焰明亮程度及产生黑烟量的多少
【分析】乙烯、乙炔都为不饱和烃,可使溴水、高锰酸钾溶液褪色,甲烷、乙烯、乙炔含碳量不同,燃烧时现象不同,可用点燃的方法鉴别,以此解答该题.
【解答】解:A.乙烯、乙炔都为不饱和烃,都可与溴水发生加成反应,不能鉴别,故A错误;
B.乙烯、乙炔都为不饱和烃,都可与高锰酸钾发生氧化还原反应,不能鉴别,故B错误;
C.燃烧都生成二氧化碳和水,不能鉴别,故C错误;
D.含碳量不同,则点燃时火焰明亮程度及产生黑烟量的多少不同,可鉴别,故D正确。
故选:D。
【点评】本题考查有机物的鉴别,为高频考点,把握物质的性质为解答的关键,侧重烯烃的加成及烷烃的燃烧反应的考查,题目难度不大.
12.(3分)与链烃相比,苯的化学性质的主要特征是( )
A.难氧化、难取代、难加成 B.易氧化、易取代、易加成
C.难氧化、可加成、易取代 D.易氧化、易加成、难取代
【分析】苯中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间一种独特的化学键,所以其性质,有别于烷烃和烯烃,据此解答。
【解答】解:苯中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间一种独特的化学键,容易发生取代反应例如能够发生溴代反应、硝化反应、磺化反应,苯能够发生加成反应,例如在催化剂条件下能够与氢气发生加成反应,苯不含双键,难被氧化,不能被酸性的高锰酸钾氧化,故苯的性质总结为:易取代、难氧化、可加成,
故选:C。
【点评】本题考查了苯的性质,题目难度不大,熟悉苯的结构、了解苯中碳碳键的特点是解题的关键。
13.(3分)在苯的同系物中加入少量酸性KMnO4溶液,振荡后褪色,正确的解释为( )
A.苯的同系物分子中的碳原子数比苯分子中的碳原子数多
B.苯环受侧链影响易被氧化
C.侧链受苯环影响易被氧化
D.由于苯环和侧链的相互影响均易被氧化
【分析】在苯的同系物中,由于侧链受苯环影响,易被氧化生成苯甲酸,以此解答该题.
【解答】解:在苯的同系物中,侧链易被氧化生成苯甲酸,而苯环无变化,说明侧链受苯环影响而易被氧化,与碳原子的多少无关。
故选:C。
【点评】本题考查有机物的结构和性质,难度不大,注意把握苯的同系物的性质以及基团的变化即可得到反应的规律.
14.(3分)有机物C4H8Cl2的同分异构体中只含一个“﹣CH3”的有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
【分析】二氯代物的同分异构体可以采用“定一议二”法解题,先找出所有的同分异构体,再找出只含一个“﹣CH3”的。
【解答】解:C4H8Cl2的同分异构体可以采取“定一议二”法确定,由图可知C4H8Cl2共有9种同分异构体,
其中图1中只含一个“﹣CH3”的为1、2、3三种,图2中都含有2个“﹣CH3”,图3中只含一个“﹣CH3”的为3只有一种,
所以只含一个“﹣CH3”的C4H8Cl2的同分异构体共4种;
故选:C。
【点评】本题考查有机物的同分异构体的书写,难度不大,注意二氯代物的同分异构体可以采用“定一议二”法解题。
二、填空题(共58分)
15.(10分)A~G是几种烃的分子球棍模型(如图),据此回答下列问题:
(1)常温下含碳量最高的气态烃是 D (填字母).
(2)能够发生加成的烃有 4 种.
(3)一卤代物种类最多的是 G (填写字母).
(4)写出实验室制D的化学方程式 CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑ .
(5)写出F发生硝化反应的化学方程式 +HNO3(浓)+H2O .
【分析】(1)常温下,分子中含有碳原子个数不大于4的烃为气态烃,根据其球棍模型判断,分子中含有碳氢原子个数比最大即为含碳量最高的.
(2)含有碳碳双键或三键或苯环的烃能发生加成反应.
(3)根据烃的球棍模型确定一卤代烃的同分异构体种类.
(4)实验室用碳化钙和水反应制取乙炔.
(5)苯和硝酸在浓硫酸作催化剂、加热条件下制取硝基苯.
【解答】解:(1)常温下,分子中含有碳原子个数不大于4的烃为气态烃,根据其球棍模型判断,分子中含有碳氢原子个数比最大即为含碳量最高的,所以含碳量最大的是乙炔.
故答案为:D.
(2)含有碳碳双键或三键或苯环的烃能发生加成反应,所以乙烯、乙炔、苯和甲苯都能发生加成反应,所以是4种.
故答案为:4.
(3)甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、苯的一卤代物都只有1种,丙烷的一卤代物有2种,甲苯的有一卤代物有4种,
故答案为:G.
(4)实验室用碳化钙和水反应制取乙炔,反应方程式为:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑.
故答案为:CaC2+2H2O→Ca(OH)2+C2H2↑.
(5)在浓硫酸作催化剂、加热条件下苯和浓硝酸反应生成硝基苯,反应方程式为:+HNO3(浓)+H2O.
故答案为:+HNO3(浓)+H2O.
【点评】本题考查了卤代烃种类的判断、反应方程式的书写等知识点,难度不大,卤代烃种类的判断是学习的难点和易错点,应强化训练.
16.(6分)咖啡酸具有止血功效,存在于多种中药中,其结构简式为.
①写出咖啡酸中两种含氧官能团的名称: 酚羟基、羧基 ;
②根据咖啡酸的结构,列举三种咖啡酸可以发生的反应类型: 加成反应 、 加聚反应 、 取代反应 .
【分析】①咖啡酸中含氧官能团为羧基和酚羟基;
②咖啡酸中含有碳碳双键、羧基、酚羟基,具有烯烃、羧酸、酚的性质.
【解答】解:①咖啡酸中含氧官能团为羧基和酚羟基,故答案为:羧基和羟基;
②咖啡酸中含有碳碳双键、羧基、酚羟基,具有烯烃、羧酸、酚的性质,能发生加成反应、加聚反应、酯化反应、氧化反应、取代反应、中和反应,故答案为:加成反应,酯化反应,聚合反应,氧化反应,还原反应,取代反应,中和反应(任填3种).
【点评】本题考查有机物结构和性质,为高频考点,把握官能团及其性质关系是解本题关键,侧重考查酚、烯烃、羧酸的性质,题目难度不大.
17.(12分)(1)如图1所示的乙酸分子结构:
它是一种弱酸,部分发生电离时断键的位置是 ① (填序号,下同),它跟乙醇发生酯化反应时断键的位置是 ② ,其化学反应式为 CH3COOH+CH3CH2OH→CH3COOCH2CH3+H2O ,它与Na2CO3反应放出CO2,说明乙酸酸性比碳酸酸性 强 (填“强”或“弱”).
(2)维生素C的结构简式如图2:请回答:
①维生素C的分子式是 C6H8O6 ,其分子中不含氧的官能团的名称是 碳碳双键 .
②维生素C可发生的化学反应有 ABC (填序号).
A.加成反应 B.氧化反应 C.酯化反应
③向维生素C的水溶液中滴加紫色石蕊试液,试液变红,说明此溶液显 酸 性.
【分析】(1)酸电离产生H+,与乙醇发生酯化反应时,羧酸脱羟基,乙酸与碳酸钠反应生成水、二氧化碳,属于强酸制取弱酸的反应;
(2)①由结构可知有机物的分子式,分子中含﹣OH、C=C、﹣COOC﹣;
②结合烯烃、醇、酯的性质来解答;
③酸遇石蕊变红.
【解答】解:(1)酸电离产生H+,则电离断裂①,与乙醇发生酯化反应时,羧酸脱羟基,则断裂②,乙酸与碳酸钠反应生成水、二氧化碳,该反应为CH3COOH+CH3CH2OH→CH3COOCH2CH3+H2O,属于强酸制取弱酸的反应,说明醋酸的酸性大于碳酸,
故答案为:①;②;CH3COOH+CH3CH2OH→CH3COOCH2CH3+H2O;强;
(2)①由结构可知有机物的分子式为C6H8O6,分子中含﹣OH、C=C、﹣COOC﹣,不含氧的官能团为碳碳双键,
故答案为:C6H8O6;碳碳双键;
②分子中含﹣OH、C=C、﹣COOC﹣,由烯烃、醇、酯的性质可知,能发生加成、氧化、酯化反应,故答案为:ABC;
③酸遇石蕊变红,向维生素C的水溶液中滴加紫色石蕊试液,试液变红,说明此溶液显酸性,故答案为:酸.
【点评】本题考查有机物的结构与性质,注意把握有机物中的官能团及常见有机物的性质来解答,题目难度不大,注重基础知识的考查.
18.(10分)有机物A的结构简式是,它可以通过不同的反应得到下列物质:
B. C. D.
(1)A中官能团的名称是: 羟基、羧基 .
(2)写出由A制取B的化学方程式: .
(3)写出A制取C、D两种物质的有机反应类型:A→C: 消去反应 .A→D: 取代反应 .
(4)写出两种既可以看做酯类又可以看做酚类,且分子中苯环上连有三个取代基的A的同分异构体的结构简式(要求这两种同分异构体中苯环上的取代基至少有一种不同). ; .
【分析】(1)A含有羟基和羧基;
(2)羧酸中的羧基和醇中的羟基之间可以发生酯化反应生成酯和水;
(3)A含有羟基,可发生加成、取代反应;
(4)既可以看做酯类又可以看做酚类,则苯环连接羟基,且含有酯基,另一取代基可为甲基,也可为乙基.
【解答】解:(1)根据有机物A的结构简式可得出有机物A中含有羟基、羧基两种官能团,故答案为:羟基、羧基;
(2)从A到B,一定是醇羟基和羧基发生了分子内酯化反应,方程式为,故答案为:;
(3)A制取C,出现了双键,所以发生了消去反应,A制取D,羟基被溴原子取代了,属于取代反应,故答案为:消去反应;取代反应;
(4)既可以看做酯类又可以看做酚类,则苯环连接羟基,且含有酯基,另一取代基可为甲基,也可为乙基,可为、,故答案为:;.
【点评】本题考查了有机物官能团、有机反应类型判断、有机反应方程式的书写,题目难度中等,注意掌握常见有机物官能团名称、有机反应类型,能够正确书写常见的有机反应方程式.
19.(10分)为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验。
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4gH2O和8.8gCO2,消耗氧气6.72L(标准状况下)。则该物质中各元素的原子个数比是 2:6:1 ;
(2)质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量为46,则该物质的分子式是 C2H6O ;
(3)根据价键理论,预测A的可能结构并写出结构简式: CH3CH2OH或CH3OCH3 。
(4)经测定,有机物A分子内有3种氢原子,则A的结构简式为 CH3CH2OH 。
(5)体育比赛中当运动员肌肉扭伤时,队医随即用氯乙烷(沸点12.27℃)对受伤部位进行局部冷冻麻醉。请用B为原料选择最合适的方法制备氯乙烷,要求原子利用率为100%,请写出制备反应的方程式: CH2=CH2+HClCH3CH2Cl 。
【分析】(1)n(CO2)==0.2mol,n(H2O)==0.3mol,n(O2)==0.3mol,结合原子守恒可知,n(C)=n(CO2)=0.2mol,n(H)=2n(H2O)=0.6mol,生成物中n(O)=2n(CO2)+n(H2O)=0.4mol+0.3mol=0.7mol>2n(O2),则该有机物中含有O原子的物质的量为0.7mol﹣0.6mol=0.1mol;
(2)质谱仪测定有机化合物的相对分子质量为46,结合最简式写出分子式;
(3)根据价键理论:碳四键、氧二键规则写出可能的结构简式;
(4)根据A可能的结构简式和有机物A分子内有3种氢原子写出A的结构简式;
(5)含有乙酸、乙醇的乙酸乙酯通过饱和碳酸钠溶液除去乙酸、乙醇,静置分层,乙酸能与碳酸钠反应生成醋酸钠,利用分液分离方法得到乙酸乙酯A和含有碳酸钠、醋酸钠、乙醇的混合溶液B,蒸馏操作得到乙醇E和含有碳酸钠、醋酸钠的混合溶液C,加入盐酸得到NaCl和乙酸的混合溶液D,蒸馏操作得到乙酸;浓硫酸作催化剂、170℃条件下,乙醇发生消去反应生成乙烯,乙烯和氯化氢发生加成反应生成氯乙烷。
【解答】解:(1)n(CO2)==0.2mol,n(H2O)==0.3mol,n(O2)==0.3mol,结合原子守恒可知,n(C)=n(CO2)=0.2mol,n(H)=2n(H2O)=0.6mol,生成物中n(O)=2n(CO2)+n(H2O)=0.4mol+0.3mol=0.7mol>2n(O2),则该有机物中含有O原子的物质的量为0.7mol﹣0.6mol=0.1mol,物质A中各元素的原子个数比为n(C):n(H):n(O)=0.1mol:0.6mol:0.1mol=2:6:1,
故答案为:2:6:1;
(2)物质A中各元素的原子个数比为n(C):n(H):n(O)=0.1mol:0.6mol:0.1mol=2:6:1,则A的最简式为C2H6O,质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量为46,则该物质的分子式是C2H6O,
故答案为:C2H6O;
(3)有机物A的分子式为C2H6O,分子中可能存在C﹣C、C﹣H、C﹣O、O﹣H等化学键,则可能的结构简式有CH3CH2OH或CH3OCH3,
故答案为:CH3CH2OH或CH3OCH3;
(4)CH3OCH3分子中只有一种不同化学环境的氢原子,有机物A分子中有3种不同化学环境的氢原子,应为乙醇,结构简式为CH3CH2OH,
故答案为:CH3CH2OH;
(5)B为含有碳酸钠、醋酸钠、乙醇的混合溶液,蒸馏操作得到CH3CH2OH,浓硫酸作催化剂、170℃条件下,乙醇发生消去反应生成乙烯,乙烯和氯化氢发生加成反应生成氯乙烷,反应的化学方程式为CH2=CH2+HClCH3CH2Cl,
故答案为:CH2=CH2+HClCH3CH2Cl。
【点评】本题考查有机物分子式的确定及计算,涉及物质的量计算、分子式的确定、物质的结构与性质等知识,为高频考点,侧重学生分析能力、计算能力和灵活运用能力的考查,把握分子式的确定计算是解题关键,注意有机物的性质和反应、同分异构体的书写方法,题目难度中等。
20.(10分)已知下列数据:
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g•cm﹣3
乙醇
﹣144
78.0
0.789
乙酸
16.6
118
1.05
乙酸乙酯
﹣83.6
77.5
0.900
浓硫酸(98%)
﹣
338
1.84
如图a为实验室制取乙酸乙酯的装置图.
(1)当饱和碳酸钠溶液上方收集到较多液体时,停止加热,取下小试管B,充分振荡,静置.振荡前后的实验现象 ABCD (填选项).
A.上层液体变薄 B.下层液体红色变浅或变为无色 C.有气体产生 D.有果香味
(2)为分离乙酸乙酯、乙醇、乙酸的混合物,可按下列步骤进行分离(图b):
①试剂1最好选用 饱和碳酸钠溶液 ;
②操作1是 分液 ,所用的主要仪器名称是 分液漏斗 ;
③试剂2最好选用 稀硫酸 ;
④操作2是 蒸馏 ;
⑤操作3中温度计水银球的位置应为图(图c)中 b (填a、b、c、d)所示,在该操作中,除蒸馏烧瓶、温度计外,还需要的玻璃仪器有 酒精灯 、 冷凝管 、 牛角管 、 锥形瓶 ,收集乙酸的适宜温度是 略高于118℃ .
【分析】(1)乙醇、乙酸的沸点较低,易挥发;根据乙酸的酸性和乙酸乙酯难溶于饱和碳酸钠分析;
(2)①饱和碳酸钠溶液与乙酸反应除去乙酸、同时降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层;
②乙酸乙酯不溶于碳酸钠溶液,可以通过分液操作分离;
③根据强酸制弱酸,加硫酸能将乙酸钠转化为乙酸;
④通过操作1得到乙酸乙酯、碳酸钠、乙酸钠、乙醇的混合液,B为乙酸、乙醇、碳酸钠的混合液,通过蒸馏得到乙醇;
⑤根据蒸馏操作使用的仪器判断温度计水银球的位置以及还需要的玻璃仪器;根据反应物、生成物的沸点确定收集乙酸的适宜温度;
【解答】解:(1)反应物中乙醇、乙酸的沸点较低,制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液,目的是中和挥发出来的乙酸,使之转化为乙酸钠溶于水中;溶解挥发出来的乙醇;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层得到酯,碳酸钠水解呈碱性,乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,密度比水小,有香味,振荡时乙酸和碳酸钠反应而使溶液红色变浅,
故答案为:ABCD;
(2)①制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液,目的是中和挥发出来的乙酸,使之转化为乙酸钠溶于水中,便于闻乙酸乙酯的香味,溶解挥发出来的乙醇;降低乙酸乙酯在水中的溶解度,便于分层得到酯,所以试剂1最好选用饱和Na2CO3溶液,
故答案为:饱和Na2CO3溶液;
②乙酸乙酯不溶于碳酸钠溶液,所以混合液会分层,可以通过分液操作分离出乙酸乙酯,使用到的主要仪器为分液漏斗,
故答案为:分液;分液漏斗;
③根据流程可知,加入加硫酸能将乙酸钠转化为乙酸,且硫酸难挥发,不影响下步的蒸馏,
故答案为:稀硫酸;
④通过操作1得到乙酸乙酯、碳酸钠、乙酸钠、乙醇的混合液,B为乙酸、乙醇、碳酸钠的混合液,通过蒸馏得到乙醇E,然后加入稀硫酸,再蒸馏得到乙酸,
故答案为:蒸馏;
⑤蒸馏的原理:通过控制沸点的不同来实现物质的分离,所以温度计水银球要靠近蒸馏烧瓶支管口,在蒸馏实验中除蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管外,还需要的玻璃仪器有酒精灯、牛角管、锥形瓶,乙酸的沸点为118℃,所以收集乙酸的适宜温度是略高于118℃,
故答案为:b;酒精灯;冷凝管;牛角管;锥形瓶;略高于118℃;
【点评】本题考查了乙酸乙酯的制备方法,注意把握乙酸乙酯的制备原理和实验方法,明确乙酸乙酯与乙酸、乙醇性质的区别方法及浓硫酸的作用.题目难度中等.
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