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【化学】陕西省延安市吴起高级中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题(解析版)
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陕西省延安市吴起高级中学2019-2020学年高二上学期期末考试试题
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共25小题。满分110分,考试时间90分钟。
可能用到的相对原子量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 S-32 Zn-65
第Ⅰ卷(选择题 共54分)
一、选择题(每题只有一个正确选项,每题3分共54分)
1.下图是某有机分子的比例模型,黑色的是碳原子,白色的是氢原子,灰色的是氧原子。该物质不具有的性质是( )
A. 与氢氧化钠反应 B. 与稀硫酸反应
C. 发生酯化反应 D. 使紫色石蕊变红
【答案】B
【解析】
【详解】由比例模型可知有机物是乙酸,则
A.乙酸能与氢氧化钠发生中和反应,A正确;
B.乙酸与稀硫酸不反应,B错误;
C.乙酸能与乙醇发生酯化反应,C正确;
D.乙酸显酸性,能使紫色石蕊变红,D正确;
故选B。
2. 乙醇分子中不同的化学键如下图所示,对乙醇在各种反应中应断裂的键说明不正确的是( )
A. 和金属钠作用时,键①断裂
B. 和浓H2SO4共热至170℃时,键②和⑤断裂
C. 和CH3COOH共热时,键②断裂
D. 在Ag催化剂下和O2反应时,键①和③断裂
【答案】C
【解析】
【详解】A、乙醇与金属钠反应时,生成乙醇钠和氢气,断裂的是键①,A正确;
B、与浓硫酸共热至170℃时,发生消去反应生成乙烯,则断裂的是键②和⑤,B正确;
C、与乙酸、浓硫酸共热时,发生酯化反应生成乙酸乙酯,键①断裂,C错误;
D、在银催化下和氧气反应时生成乙醛,键①和③断裂,D正确;
答案选C。
3.下列各项叙述中,正确的是( )
A. C6H5CH2CH2OH与C6H5OH互为同系物
B. CH3CHO与CH3COOH在一定条件下均能与新制氢氧化铜反应
C. 与互为同分异构体
D. H2O与D2O互为同素异形体
【答案】B
【解析】
【详解】A.C6H5OH为苯酚,属于酚类;C6H5CH2CH2OH为苯乙醇,属于醇类,二者结构不同,不属于同系物,A项错误;
B.CH3CHO含有醛基,能与新制氢氧化铜在加热的条件下反应产生砖红色沉淀氧化亚铜;CH3COOH有酸性,能与新制氢氧化铜发生酸碱中和反应,B项正确;
C.苯中不存在单双键交替结构,所有的键均相同,因此与是同种物质,C项错误;
D.H2O和D2O都是由氢元素和氧元素组成的,结构相同,属于同一物质,不是同素异形体,D项错误;
答案应选B。
4.下列醇既能发生消去反应,又能被氧化成醛的是( )
A. 甲醇 B. 1-丙醇
C. 2-甲基-2-丙醇 D. 2,2-二甲基-1-丙醇
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲醇中只有一个碳原子,不能发生消去反应,故A错误;
B.1-丙醇(CH3CH2CH2OH)可以发生消去反应生成丙烯,发生氧化反应生成丙醛,所以B正确;
C.2-甲基-2-丙醇((CH3)2CHOHCH3)可以发生消去反应生成2-甲基丙烯,2-甲基-2-丙醇与羟基相连的碳上没有氢,不能被氧化成醛,故C错误;
D.2,2-二甲基-1-丙醇((CH3)3CCH2OH)分子中连接羟基的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,故D错误;
所以B选项是正确的。
5.某有机物既能被氧化,又能被还原,且氧化后与还原后的产物能发生酯化反应,所生成的酯又能发生银镜反应,则该有机物是( )
A. CH3OH B. HCHO
C. HCOOH D. CH3CH2CHO
【答案】B
【解析】
【详解】有机物既能被氧化,又能被还原,且氧化后与还原后的产物能发生酯化反应,说明该有机物中必存在醛基,正确答案为B,HCHO为甲醛,分子结构中存在醛基,能被氧化成甲酸(HCOOH),又能被还原为甲醇(CH3OH),甲酸与甲醇反应生成甲酸甲酯(HCOOCH3),甲酸甲酯(HCOO CH3)分子结构中存在醛基能与银氨溶液发生银镜反应。
6.某有机物化学式为C5H10O,它能发生银镜反应和加成反应,若将它与H2加成,所得产物的结构简式可能是( )
A. (CH3)3CCH2OH B. (CH3CH2)2CHOH
C. CH3(CH2)2CH(CH3)OH D. CH3CH2C(CH3)2OH
【答案】A
【解析】
【详解】由题意知该物质的饱和的一元醛,—CHO加氢后为—CH2OH,只有A项符合要求
7.分子式为C6H12O2且可与NaHCO3反应放出CO2的有机化合物有(不考虑立体异构)( )
A. 5种 B. 6种 C. 7种 D. 8种
【答案】D
【解析】
【详解】可与碳酸氢钠反应的有机化合物中一定含有羧基,分子式为C6H12O2且含有羧基的有机物可以简写为C5H11COOH,因为其中的-C5H11有8种同分异构体,所以C5H11COOH有8种同分异构体。故 D符合题意
所以答案:D。
8.某有机物A的结构简式如图所示,某同学对其可能具有的化学性质进行了如下预测
①可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
②可以和NaOH溶液反应
③在一定条件下可以和乙酸发生反应
④在一定条件下可以发生消去反应
⑤在一定条件下可以和新制Cu(OH)2反应
⑥遇FeCl3溶液可以发生显色反应
其中正确的是( )
A. ①②③⑥ B. ①②③⑤ C. ①②③④ D. ①②④⑤
【答案】B
【解析】
【详解】根据A的结构可知分子中含有苯环、醇羟基、酯基、醛基,醇羟基可与酸性高锰酸钾溶液反应,①正确;酯基可在NaOH条件下水解,②正确;含有醇羟基可与乙酸发生酯化反应,③正确;与羟基邻位碳上没有H,不能发生消去反应,④错误;含有醛基,可与新制氢氧化铜反应,⑤正确;无酚羟基,不能使FeCl3显色,⑥错误;
综上①②③⑤正确,故选B。
9.膳食纤维具有的突出保健功能,近年来受到人们的普遍关注,被世界卫生组织称为人体的“第七营养素”。木质素是一种非糖类膳食纤维,其单体之一是芥子醇,结构如图所示。下列有关芥子醇的说法正确的是( )
A. 芥子醇的分子式是C11H12O4
B. 芥子醇分子中所有原子可能在同一平面
C. 1mol芥子醇能与足量溴水反应消耗3molBr2
D. 1mol芥子醇与足量的氢气反应消耗氢气4mol
【答案】D
【解析】
【详解】A、由结构简式可知分子式为C11H14O4,A错误;
B、芥子醇分子中含有甲基,所有原子不可能在同一平面,B错误;
C、酚羟基的邻对位有取代基,不能与溴水反应,只有碳碳双键与溴水发生加成反应,则1mol芥子醇能与足量溴水反应消耗1molBr2,C错误;
D、1mol芥子醇含有1mol苯环,1mol碳碳双键,则与足量的氢气反应消耗氢气4mol,D正确;
答案选D。
10.7.4 g某饱和一元醇X与足量金属Na反应,产生标准状况下H21.12 L,则饱和一元醇X的可能结构有( )
A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
【答案】C
【解析】
【详解】设该饱和一元醇为CnH2n+1OH,与Na反应生成氢气,比例关系为:2CnH2n+1OH~H2,故n(CnH2n+1OH)=,CnH2n+1OH的摩尔质量为:M=,则化学式为:C4H9OH,C4H9—,丁基有4种,则C4H9OH属于醇的同分异构体有4种,故答案选C。
11.一种试剂能把乙醇、乙酸、甲酸、丙醛溶液区别开,这种试剂是( )
A. 新制Cu(OH)2悬浊液 B. 溴水
C. 银氨溶液 D. KMnO4酸性溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A、乙醇与新制Cu(OH)2悬浊液不反应,乙酸与新制Cu(OH)2悬浊液发生中和反应生成醋酸铜和水,溶液变蓝色,甲酸与新制Cu(OH)2悬浊液发生中和反应生成甲酸铜和水,溶液变蓝色,加热条件下反应生成砖红色沉淀,丙醛与新制Cu(OH)2悬浊液共热生成砖红色沉淀,可以鉴别,A正确;
B、乙醇和乙酸与溴水不反应,甲酸和丙醛均使溴水褪色,无法鉴别,B错误;
C、银氨溶液无法鉴别乙醇和乙酸,C错误;
D、乙醇、甲酸和丙醛均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法鉴别,D错误;
答案选A。
12.下列有机物检验方法正确的是( )
A. 取少量卤代烃加NaOH水溶液共热,冷却,再加AgNO3溶液检验卤原子存在
B. 用酸性KMnO4溶液直接检验乙醇与浓硫酸反应是否得到乙烯
C. 用溴水溶液鉴别苯、苯酚溶液、溴乙烷、乙醇和NaI溶液五种液体
D. 用新制CaO检验乙醇中是否含有水分
【答案】C
【解析】
【详解】A.取少量卤代烃加NaOH水溶液共热发生水解反应,冷却后要先加入硝酸酸化,再加AgNO3溶液检验卤原子存在,A错误;
B.乙醇和乙烯都能使酸性KMnO4溶液褪色,B错误;
C.溴水与苯发生萃取,有机层在上层,与苯酚反应产生白色沉淀,与溴乙烷发生萃取,有机层在下层与乙醇互溶,与碘化钠反应生成碘单质,因此可以用溴水溶液鉴别苯、苯酚溶液、溴乙烷、乙醇和NaI溶液五种液体,C正确;
D.应用无水硫酸铜检验乙醇中否含有水分,D错误;
答案选C。
13.用括号内的试剂和方法除去下列各种物质中的少量杂质,可行的是( )
A. 乙酸乙酯中的乙酸(NaOH溶液,分液)
B. 乙醇中的乙酸(浓硫酸并加热)
C. 苯中的溴(NaOH溶液,分液)
D. 苯中的苯酚(溴水,过滤)
【答案】C
【解析】
【详解】A. 乙酸乙酯中的乙酸用饱和Na2CO3溶液中和,再分液;不能用NaOH,因为酯在碱性环境下,会完全水解,A错误;
B.乙醇中有乙酸不能用浓硫酸加热,不然会发生酯化反应;乙醇中的乙酸应用NaOH溶液再蒸馏,B错误;
C.溴会与NaOH反应生成盐,溶于水中,再与有机相进行分液,C正确;
D.苯酚会于溴水反应生成三溴苯酚,溶于苯中,不能用过滤除去;苯中的苯酚应用NaOH溶液再蒸馏,D错误;
选C。
14.11.2L甲烷、乙烷、甲醛组成的混合气体,完全燃烧后生成15.68L CO2(气体体积均在标准状况下测定),混合气体中乙烷的体积百分含量为( )
A. 80% B. 60% C. 40% D. 20%
【答案】C
【解析】
【详解】标准状况下,11.2L甲烷、乙烷、甲醛组成的混合气体的物质的量是11.2L÷22.4L/mol=0.5mol。燃烧后生成的CO2的物质的量是15.68L÷22.4L/mol=0.7mol,所以混合气组成中平均碳原子数为0.7÷0.5=。甲醛、甲烷分子中都含有一个碳原子,可以看做1个组分,即
所以甲醛、甲烷的总物质的量与乙烷的物质的量之比为=3:2,体积分数等于物质的量分数,因此混合气体中乙烷的体积百分含量为
答案选C。
15.常见的有机反应类型有:①取代反应 ②加成反应 ③消去反应 ④酯化反应 ⑤加聚反应 ⑥缩聚反应 ⑦氧化反应 ⑧还原反应,其中可能在有机物分子中重新生成羟基的反应类型有( )
A. ①②③④ B. ⑤⑥⑦⑧ C. ①②⑦⑧ D. ③④⑤⑥
【答案】C
【解析】①取代反应可引入羟基,如卤代烃水解,故①正确;②加成反应可引入羟基,如乙烯与水加成,故②正确; ③消去反应不能引入羟基,可以消除羟基,故③错误;④酯化反应不能引入羟基,可以消除羟基,故④错误;⑤加聚反应不能引入羟基,故⑤错误;⑥缩聚反应不能引入羟基,可以消除羟基,故⑥错误;⑦氧化反应可引入羟基,如醛的氧化、烯烃氧化,故⑦正确;⑧还原反应可引入羟基,如醛与氢气加成生成醇,故⑧正确;选C。
16.将转变为的方法为( )
A. 与稀H2SO4共热后,加入足量Na2CO3
B. 与足量NaOH溶液共热后,再通入CO2
C. 与稀H2SO4共热后,加入足量NaOH
D. 与足量NaOH溶液共热后,再加入稀硫酸
【答案】B
【解析】
【详解】将转变,酯基水解,得到酚羟基;可以先加入足量NaOH共热,使酯基完全水解为酚钠,再通入足量CO2得到酚羟基。
A、在酸性条件下,酯不能完全水解,另外,酚羟基会与Na2CO3反应,—OH转化为—ONa,A不符合题意;
B、在碱性条件下水解,酯完全水解,—OOCCH3转化为—ONa,通入CO2,碳酸的酸性强于酚羟基,弱于羧基,—ONa转化为—OH,而—COONa保持不变,B符合题意;
C、在酸性条件下,酯不能完全水解,另外,—OH转化为—ONa,C不符合题意;
D、与足量NaOH溶液共热后,再加入稀硫酸,稀硫酸酸性强于—COOH,则—COONa会转化为—COOH,不符合题意;
答案选B。
17.下图表示4-溴-1-环己醇所发生的4个不同反应。产物只含有一种官能团的反应是( )
A. ②③ B. ①④ C. ①②④ D. ①②③④
【答案】A
【解析】
【详解】反应①:卤代烃在氢氧化钠的醇溶液中发生发生消去反应,而醇不能,则反应①的产物中含有的官能团有碳碳双键、羟基两种,
反应②:卤代烃在氢氧化钠的水溶液中发生水解反应,卤素原子被羟基取代,则反应②的产物中含有的官能团只有羟基一种;
反应③:醇与浓HBr发生取代反应,则反应③的产物中含有的官能团只有-Br一种;
反应④:在浓硫酸作用下,醇能发生消去反应(或成醚反应),而卤代烃不能,则反应④的产物中含有的官能团有碳碳双键(或醚键)、-Br两种;
综上②③符合题意,故选A。
18.有机物A的结构简式为,它的同分异构体中属于芳香族化合物的结构共有( )
A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种
【答案】C
【解析】
【详解】A的分子式为C7H8O,不饱和度为4,其同分异构体属于芳香族化合物,苯环的不饱和度为4,则其他键均为单键,可以是苯甲醇或苯甲醚或甲基苯酚(包括邻、间、对3种,共计是5种,答案选C。
第Ⅱ卷(非选择题 共46分)
二、填空题(共32分)
19.有下列几组物质:
A H和H B 甲烷和己烷 C 正丁烷和异丁烷
D和 E.和
其中,①属于同分异构体的是________;②属于同位素的是________;③属于同一种物质的是________;④属于同系物的是________________。
【答案】(1). C、E (2). A (3). D (4). B
【解析】
【详解】A、H和H,核电荷数相同,质量数不同的原子,互为同位素;
B、甲烷、乙烷,结构相似,分子相关若干个CH2,互为同系物;
C、正丁烷、异丁烷,分子式均为C4H10,互为同分异构体;
D、结构式相同,为同一种物质;
E、分子式均为C6H14,互为同分异构体;
①分子式相同,结构不同的化合物互称同分异构体,属于同分异构体的是C、E;
②同一种元素的不同核素互称同位素,属于同位素的是A;
③属于同一种物质的是D;
④结构相似且分子组成相差若干个CH2的物质互称同系物,属于同系物的是B。
20.某有机物A的结构简式为:
(1)A与过量的NaOH溶液反应时,A与参加反应的NaOH的物质的量之比是____________。
(2)A与新制Cu(OH)2反应时,A与被还原的Cu(OH)2的物质的量之比是___________。1molA最多能消耗____________mol Cu(OH)2。
(3)A与过量的NaHCO3反应时,A与NaHCO3的物质的量之比是____________。
【答案】(1). 1:2 (2). 1:2 (3). 3mol (4). 1:1
【解析】
【详解】根据结构简式可知,反应中含有1个羧基、1个醇羟基、1个酚羟基和1个醛基。
(1)羧基和酚羟基可以与NaOH反应,1molA和氢氧化钠反应,可消耗氢氧化钠2mol,则比例为1:2;
(2)醛基能被氢氧化铜氧化,1mol醛基需要2mol氢氧化铜,所以A与被还原Cu(OH)2的物质的量之比是1:2。醛基被氧化生成羧基,所以分子中就含有2个羧基,又需要1mol氢氧化铜中和,所以1molA最多消耗mol氢氧化铜。1molA最多能消耗3molCu(OH)2;
(3)羧基可与NaHCO3反应,1mol羧基消耗1molNaHCO3,则A与NaHCO3的物质的量之比是1:1。
21.牛奶放置时间长了会变酸,这是因为牛奶中含有的乳糖,在微生物的作用下分解变成了乳酸。乳酸最初就是从酸牛奶中得到并由此而得名的。乳酸的结构简式为。完成下列问题:
(1)写出乳酸分子中官能团的名称:____________________。
(2)写出乳酸与足量金属钠反应的化学方程式:___________________。
(3)写出乳酸与碳酸钠溶液反应的化学方程式:________________________。
(4)乳酸在浓硫酸作用下,两分子相互反应生成环状结构的物质,写出此生成物的结构简式:____________。
【答案】(1). 羟基、羧基 (2). (3). 2CH3CH(OH)COOH+Na2CO3→2CH3CH(OH)COONa+CO2↑+H2O (4).
【解析】
【详解】乳酸分子中既含有羟基又含有羧基,二者活性不同。它们都可以与钠反应,只有羧基可以与Na2CO3溶液反应;乳酸分子间可发生酯化反应形成环状酯。
(1)乳酸中含有官能团有—OH和—COOH,其名称为羟基、羧基;
(2)羟基和羧基均可以与Na反应,生成氢气,化学方程式为;
(3)羟基不与Na2CO3反应,而羧基可以反应,生成CO2,化学方程式为2CH3CH(OH)COOH+Na2CO3→2CH3CH(OH)COONa+CO2↑+H2O;
(4) 乳酸在浓硫酸作用下发生酯化反应,羧基脱去羟基,羟基脱去氢,2分子的乳酸得到环状的酯,结构简式如图。
22.F、G为两种常用的塑料,可经下列路线制取:
请回答下列问题:
(1)F的分子式为______,化合物C中所含官能团的名称是______、_______。
(2)写出下列反应过程反应类型:丙烯→F________;A→B_________。
(3)1molA与2molNaOH反应发生消去反应的化学方程式为________________;B转化为C的化学方程式为______________________________________。
(4)E的一种同分异构体M具有如下性质:①能发生银镜反应;②1mol M与足量的金属钠反应可产生1mol H2,则M的结构简式为_____________________。
【答案】(1). C9H12 (2). 羰基 (3). 醛基 (4). 加成反应 (5). 取代反应(或水解反应) (6). +2NaOHCH3—C≡CH+2NaBr+2H2O (7). +O2+2H2O (8). HOCH2CHOHCHO
【解析】
【分析】丙烯与溴发生加成反应CH3CH=CH2+ Br2→CH3CH BrCH2Br生成A CH3CHBrCH2Br,A在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应CH3CHBrCH2Br+2H2OCH3CH (OH) CH2OH+2HBr生成B,B为CH3CH (OH) CH2OH,B催化氧化CH3CH (OH) CH2OH+O2CH3COCHO+2H2O生成C,C为CH3COCHO,C氧化生成D,D为CH3COCOOH,D与氢气发生加成反应生成E,E为CH3CH (OH) COOH,E发生酯化反应是高聚物G,丙烯与苯在氯化铝的作用下生成F 。
【详解】(1)根据上述分析可知:丙烯与苯在氯化铝的作用下生成F为, 则F的分子式为C9H12; 因为B为CH3CH (OH) CH2OH,B催化氧化生成C为CH3COCHO,化合物C中所含官能团的名称是羰基、醛基。答案:C9H12、羰基、醛基。
(2)由上述分析可知:丙烯与苯在氯化铝的作用下生成F ,则反应过程中发生了加成反应;由A 为CH3CHBrCH2Br,A在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成B为CH3CH (OH) CH2OH;答案:加成反应 、 取代反应(或水解反应)。
(3) 由A 为CH3CHBrCH2Br ,1molA与2molNaOH反应发生消去反应生成丙炔和溴化钠和水,其反应的化学方程式为+2NaOHCH3—C≡CH+2NaBr+2H2O;由B为CH3CH (OH) CH2OH,B经过催化氧化生成C为CH3COCHO ,其反应的的化学方程式为CH3CH (OH) CH2OH+O2CH3COCHO+2H2O,答案:+2NaOHCH3—C≡CH+2NaBr+2H2O (7). +O2+2H2O;
(4)由上述分析可知E为CH3CH (OH) COOH,E的一种同分异构体M具有如下性质:①能发生银镜反应,说明含有醛基;②1mol M与足量的金属钠反应可产生1mol H2,说明含有两个羟基或者一个羧基和一个羟基,则符合条件的M的结构简式为HOCH2CHOHCHO;答案:HOCH2CHOHCHO。
三、实验题(10分)
23.实验室合成乙酸乙酯的步骤如下:在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸,瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管(使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内),加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏(如下图所示),得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。请回答下列问题:
(已知:乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点依次是78.4℃、118℃、77.1℃)
(1)在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外,还应放入_____,其目的是________________。
(2)在烧瓶中加入一定比例的乙醇和浓硫酸的混合液的方法是:______________________。
(3)在该实验中,若用1 mol乙醇和1 mol乙酸在浓硫酸作用下加热,充分反应,能否生成1 mol乙酸乙酯,为什么?__________________________________________。
(4)现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品,下图是分离操作步骤流程图。请在图中圆括号内填入适当的试剂,在方括号内填入适当的分离方法。
试剂a是__________,试剂b是__________;分离方法①是________,分离方法②是________,分离方法③是______。
(5)在得到的A中加入无水碳酸钠粉末,振荡,目的是________________________________。
【答案】(1). 碎瓷片 (2). 防止烧瓶中液体暴沸 (3). 先在烧瓶中加入一定量的乙醇,然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶,边加边振荡 (4). 否,该反应是可逆反应,反应不能进行完全 (5). 饱和Na2CO3溶液 (6). 浓硫酸 (7). 分液 (8). 蒸馏 (9). 蒸馏 (10). 除去乙酸乙酯中混有的少量水
【解析】
【详解】(1)在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外,还应放入碎瓷片,其目的是碎瓷片防止烧瓶中液体暴沸;
(2)溶液在混合时通常将浓度大的溶液注入到浓度小的溶液,故在烧瓶中加入一定比例的乙醇和浓硫酸的混合液的方法是:先在烧瓶中加入一定量的乙醇,然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶,边加边振荡;
(3)1 mol乙醇和1 mol乙酸在浓硫酸作用下加热,充分反应,不能生成1 mol乙酸乙酯,因为该反应是可逆反应,反应不能进行完全;
(4)除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸用饱和Na2CO3溶液,溶液分层,用分液的方法分离,A是乙酸乙酯,B是乙酸钠和乙醇的混合溶液,用蒸馏的方法分离,E是乙醇,C是乙酸钠,要得到乙酸就加入强酸,所以试剂B是浓硫酸。根据分析,试剂a是饱和Na2CO3溶液,试剂b是浓硫酸;分离方法①是分液,分离方法②是蒸馏,分离方法③是蒸馏;
(5)得到的乙酸乙酯中还有少量的水,所以加入无水碳酸钠粉末,振荡,目的是除去乙酸乙酯中混有的少量水。
四、计算题(4分)
24.充分燃烧2.8g某有机物A,生成8.8g CO2和3.6g H2O,这种有机物蒸气的质量是同温同压下同体积N2的2倍。
① 求该有机物的分子式。_____
② 若该有机物跟HCl的加成产物只有一种,试确定其结构,写出结构简式。_______
【答案】(1). C4H8 (2). CH3—CH=CH—CH3
【解析】
【详解】(1)有机物蒸气的质量是同温同压下同体积N2的2倍,则该有机物的相对分子质量是2×28=56,所以2.8g有机物A的物质的量是0.05mol,完全燃烧生成的CO2和水的质量分别是8.8g和3.6g,其物质的量分别是0.2mol和0.2mol,其中碳、氢原子的质量分别是2.4g和0.4g因此该有机物中没有氧元素,所以该有机物的分子式是C4H8;
(2)该有机物跟HCl的加成产物只有一种,所以应该是2-丁烯,其结构简式是CH3—CH=CH—CH3。
五、附加题
25.在强碱溶液中加热R﹣Br 容易水解R﹣OH.某芳香烃A有如下转化关系:
请回答下列问题:
(1)反应①到⑥中消去反应是:_______________。
(2)反应②的条件为:_______________。
(3)A结构简式:_______________。
(4)反应③化学方程式:______________________________________________________。
(5)在E的粗产物中,经检测含有高分子聚合物杂质。写出该高聚物杂质的结构简式:____________。
(6)写出满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式:_______________。
Ⅰ.苯环上的一元取代物只有两种结构;
Ⅱ.能发生银镜反应
Ⅲ.与氯化铁溶液发生显色反应
【答案】(1). ⑤ (2). NaOH水溶液,加热 (3). (4). (5). (6). 和
【解析】
【分析】从A到D的转化可以知道A除了苯环还有不饱和键,B是卤代烃,C是醇,D是醛,根据D与新制氢氧化铜反应的产物知道 D是,反推出C是, A是,F要发生加聚反应,通过反应⑤生成碳碳双键,根据加聚的产物推出F是,则E是。
【详解】(1)根据分析①是加成反应,②是取代反应,③是氧化反应,④是氧化反应,⑤是消去反应,⑥取代反应,所以属于消去反应是⑤;
(2)反应②是卤代烃的水解反应,反应的条件为:NaOH水溶液,加热;
(3)通过上述分析知道A结构简式为:;
(4)反应③化学方程式为:;
(5) 在E的粗产物中含有高分子聚合物杂质是发生了缩聚反应生成的,反应产物为:;
(6)根据条件知道该物质分子中有酚羟基,还有醛基,苯环上的一元取代物只有两种结构,侧链应该在对位,故结构为:和。
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共25小题。满分110分,考试时间90分钟。
可能用到的相对原子量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 S-32 Zn-65
第Ⅰ卷(选择题 共54分)
一、选择题(每题只有一个正确选项,每题3分共54分)
1.下图是某有机分子的比例模型,黑色的是碳原子,白色的是氢原子,灰色的是氧原子。该物质不具有的性质是( )
A. 与氢氧化钠反应 B. 与稀硫酸反应
C. 发生酯化反应 D. 使紫色石蕊变红
【答案】B
【解析】
【详解】由比例模型可知有机物是乙酸,则
A.乙酸能与氢氧化钠发生中和反应,A正确;
B.乙酸与稀硫酸不反应,B错误;
C.乙酸能与乙醇发生酯化反应,C正确;
D.乙酸显酸性,能使紫色石蕊变红,D正确;
故选B。
2. 乙醇分子中不同的化学键如下图所示,对乙醇在各种反应中应断裂的键说明不正确的是( )
A. 和金属钠作用时,键①断裂
B. 和浓H2SO4共热至170℃时,键②和⑤断裂
C. 和CH3COOH共热时,键②断裂
D. 在Ag催化剂下和O2反应时,键①和③断裂
【答案】C
【解析】
【详解】A、乙醇与金属钠反应时,生成乙醇钠和氢气,断裂的是键①,A正确;
B、与浓硫酸共热至170℃时,发生消去反应生成乙烯,则断裂的是键②和⑤,B正确;
C、与乙酸、浓硫酸共热时,发生酯化反应生成乙酸乙酯,键①断裂,C错误;
D、在银催化下和氧气反应时生成乙醛,键①和③断裂,D正确;
答案选C。
3.下列各项叙述中,正确的是( )
A. C6H5CH2CH2OH与C6H5OH互为同系物
B. CH3CHO与CH3COOH在一定条件下均能与新制氢氧化铜反应
C. 与互为同分异构体
D. H2O与D2O互为同素异形体
【答案】B
【解析】
【详解】A.C6H5OH为苯酚,属于酚类;C6H5CH2CH2OH为苯乙醇,属于醇类,二者结构不同,不属于同系物,A项错误;
B.CH3CHO含有醛基,能与新制氢氧化铜在加热的条件下反应产生砖红色沉淀氧化亚铜;CH3COOH有酸性,能与新制氢氧化铜发生酸碱中和反应,B项正确;
C.苯中不存在单双键交替结构,所有的键均相同,因此与是同种物质,C项错误;
D.H2O和D2O都是由氢元素和氧元素组成的,结构相同,属于同一物质,不是同素异形体,D项错误;
答案应选B。
4.下列醇既能发生消去反应,又能被氧化成醛的是( )
A. 甲醇 B. 1-丙醇
C. 2-甲基-2-丙醇 D. 2,2-二甲基-1-丙醇
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲醇中只有一个碳原子,不能发生消去反应,故A错误;
B.1-丙醇(CH3CH2CH2OH)可以发生消去反应生成丙烯,发生氧化反应生成丙醛,所以B正确;
C.2-甲基-2-丙醇((CH3)2CHOHCH3)可以发生消去反应生成2-甲基丙烯,2-甲基-2-丙醇与羟基相连的碳上没有氢,不能被氧化成醛,故C错误;
D.2,2-二甲基-1-丙醇((CH3)3CCH2OH)分子中连接羟基的碳原子的相邻碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,故D错误;
所以B选项是正确的。
5.某有机物既能被氧化,又能被还原,且氧化后与还原后的产物能发生酯化反应,所生成的酯又能发生银镜反应,则该有机物是( )
A. CH3OH B. HCHO
C. HCOOH D. CH3CH2CHO
【答案】B
【解析】
【详解】有机物既能被氧化,又能被还原,且氧化后与还原后的产物能发生酯化反应,说明该有机物中必存在醛基,正确答案为B,HCHO为甲醛,分子结构中存在醛基,能被氧化成甲酸(HCOOH),又能被还原为甲醇(CH3OH),甲酸与甲醇反应生成甲酸甲酯(HCOOCH3),甲酸甲酯(HCOO CH3)分子结构中存在醛基能与银氨溶液发生银镜反应。
6.某有机物化学式为C5H10O,它能发生银镜反应和加成反应,若将它与H2加成,所得产物的结构简式可能是( )
A. (CH3)3CCH2OH B. (CH3CH2)2CHOH
C. CH3(CH2)2CH(CH3)OH D. CH3CH2C(CH3)2OH
【答案】A
【解析】
【详解】由题意知该物质的饱和的一元醛,—CHO加氢后为—CH2OH,只有A项符合要求
7.分子式为C6H12O2且可与NaHCO3反应放出CO2的有机化合物有(不考虑立体异构)( )
A. 5种 B. 6种 C. 7种 D. 8种
【答案】D
【解析】
【详解】可与碳酸氢钠反应的有机化合物中一定含有羧基,分子式为C6H12O2且含有羧基的有机物可以简写为C5H11COOH,因为其中的-C5H11有8种同分异构体,所以C5H11COOH有8种同分异构体。故 D符合题意
所以答案:D。
8.某有机物A的结构简式如图所示,某同学对其可能具有的化学性质进行了如下预测
①可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
②可以和NaOH溶液反应
③在一定条件下可以和乙酸发生反应
④在一定条件下可以发生消去反应
⑤在一定条件下可以和新制Cu(OH)2反应
⑥遇FeCl3溶液可以发生显色反应
其中正确的是( )
A. ①②③⑥ B. ①②③⑤ C. ①②③④ D. ①②④⑤
【答案】B
【解析】
【详解】根据A的结构可知分子中含有苯环、醇羟基、酯基、醛基,醇羟基可与酸性高锰酸钾溶液反应,①正确;酯基可在NaOH条件下水解,②正确;含有醇羟基可与乙酸发生酯化反应,③正确;与羟基邻位碳上没有H,不能发生消去反应,④错误;含有醛基,可与新制氢氧化铜反应,⑤正确;无酚羟基,不能使FeCl3显色,⑥错误;
综上①②③⑤正确,故选B。
9.膳食纤维具有的突出保健功能,近年来受到人们的普遍关注,被世界卫生组织称为人体的“第七营养素”。木质素是一种非糖类膳食纤维,其单体之一是芥子醇,结构如图所示。下列有关芥子醇的说法正确的是( )
A. 芥子醇的分子式是C11H12O4
B. 芥子醇分子中所有原子可能在同一平面
C. 1mol芥子醇能与足量溴水反应消耗3molBr2
D. 1mol芥子醇与足量的氢气反应消耗氢气4mol
【答案】D
【解析】
【详解】A、由结构简式可知分子式为C11H14O4,A错误;
B、芥子醇分子中含有甲基,所有原子不可能在同一平面,B错误;
C、酚羟基的邻对位有取代基,不能与溴水反应,只有碳碳双键与溴水发生加成反应,则1mol芥子醇能与足量溴水反应消耗1molBr2,C错误;
D、1mol芥子醇含有1mol苯环,1mol碳碳双键,则与足量的氢气反应消耗氢气4mol,D正确;
答案选D。
10.7.4 g某饱和一元醇X与足量金属Na反应,产生标准状况下H21.12 L,则饱和一元醇X的可能结构有( )
A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
【答案】C
【解析】
【详解】设该饱和一元醇为CnH2n+1OH,与Na反应生成氢气,比例关系为:2CnH2n+1OH~H2,故n(CnH2n+1OH)=,CnH2n+1OH的摩尔质量为:M=,则化学式为:C4H9OH,C4H9—,丁基有4种,则C4H9OH属于醇的同分异构体有4种,故答案选C。
11.一种试剂能把乙醇、乙酸、甲酸、丙醛溶液区别开,这种试剂是( )
A. 新制Cu(OH)2悬浊液 B. 溴水
C. 银氨溶液 D. KMnO4酸性溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A、乙醇与新制Cu(OH)2悬浊液不反应,乙酸与新制Cu(OH)2悬浊液发生中和反应生成醋酸铜和水,溶液变蓝色,甲酸与新制Cu(OH)2悬浊液发生中和反应生成甲酸铜和水,溶液变蓝色,加热条件下反应生成砖红色沉淀,丙醛与新制Cu(OH)2悬浊液共热生成砖红色沉淀,可以鉴别,A正确;
B、乙醇和乙酸与溴水不反应,甲酸和丙醛均使溴水褪色,无法鉴别,B错误;
C、银氨溶液无法鉴别乙醇和乙酸,C错误;
D、乙醇、甲酸和丙醛均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法鉴别,D错误;
答案选A。
12.下列有机物检验方法正确的是( )
A. 取少量卤代烃加NaOH水溶液共热,冷却,再加AgNO3溶液检验卤原子存在
B. 用酸性KMnO4溶液直接检验乙醇与浓硫酸反应是否得到乙烯
C. 用溴水溶液鉴别苯、苯酚溶液、溴乙烷、乙醇和NaI溶液五种液体
D. 用新制CaO检验乙醇中是否含有水分
【答案】C
【解析】
【详解】A.取少量卤代烃加NaOH水溶液共热发生水解反应,冷却后要先加入硝酸酸化,再加AgNO3溶液检验卤原子存在,A错误;
B.乙醇和乙烯都能使酸性KMnO4溶液褪色,B错误;
C.溴水与苯发生萃取,有机层在上层,与苯酚反应产生白色沉淀,与溴乙烷发生萃取,有机层在下层与乙醇互溶,与碘化钠反应生成碘单质,因此可以用溴水溶液鉴别苯、苯酚溶液、溴乙烷、乙醇和NaI溶液五种液体,C正确;
D.应用无水硫酸铜检验乙醇中否含有水分,D错误;
答案选C。
13.用括号内的试剂和方法除去下列各种物质中的少量杂质,可行的是( )
A. 乙酸乙酯中的乙酸(NaOH溶液,分液)
B. 乙醇中的乙酸(浓硫酸并加热)
C. 苯中的溴(NaOH溶液,分液)
D. 苯中的苯酚(溴水,过滤)
【答案】C
【解析】
【详解】A. 乙酸乙酯中的乙酸用饱和Na2CO3溶液中和,再分液;不能用NaOH,因为酯在碱性环境下,会完全水解,A错误;
B.乙醇中有乙酸不能用浓硫酸加热,不然会发生酯化反应;乙醇中的乙酸应用NaOH溶液再蒸馏,B错误;
C.溴会与NaOH反应生成盐,溶于水中,再与有机相进行分液,C正确;
D.苯酚会于溴水反应生成三溴苯酚,溶于苯中,不能用过滤除去;苯中的苯酚应用NaOH溶液再蒸馏,D错误;
选C。
14.11.2L甲烷、乙烷、甲醛组成的混合气体,完全燃烧后生成15.68L CO2(气体体积均在标准状况下测定),混合气体中乙烷的体积百分含量为( )
A. 80% B. 60% C. 40% D. 20%
【答案】C
【解析】
【详解】标准状况下,11.2L甲烷、乙烷、甲醛组成的混合气体的物质的量是11.2L÷22.4L/mol=0.5mol。燃烧后生成的CO2的物质的量是15.68L÷22.4L/mol=0.7mol,所以混合气组成中平均碳原子数为0.7÷0.5=。甲醛、甲烷分子中都含有一个碳原子,可以看做1个组分,即
所以甲醛、甲烷的总物质的量与乙烷的物质的量之比为=3:2,体积分数等于物质的量分数,因此混合气体中乙烷的体积百分含量为
答案选C。
15.常见的有机反应类型有:①取代反应 ②加成反应 ③消去反应 ④酯化反应 ⑤加聚反应 ⑥缩聚反应 ⑦氧化反应 ⑧还原反应,其中可能在有机物分子中重新生成羟基的反应类型有( )
A. ①②③④ B. ⑤⑥⑦⑧ C. ①②⑦⑧ D. ③④⑤⑥
【答案】C
【解析】①取代反应可引入羟基,如卤代烃水解,故①正确;②加成反应可引入羟基,如乙烯与水加成,故②正确; ③消去反应不能引入羟基,可以消除羟基,故③错误;④酯化反应不能引入羟基,可以消除羟基,故④错误;⑤加聚反应不能引入羟基,故⑤错误;⑥缩聚反应不能引入羟基,可以消除羟基,故⑥错误;⑦氧化反应可引入羟基,如醛的氧化、烯烃氧化,故⑦正确;⑧还原反应可引入羟基,如醛与氢气加成生成醇,故⑧正确;选C。
16.将转变为的方法为( )
A. 与稀H2SO4共热后,加入足量Na2CO3
B. 与足量NaOH溶液共热后,再通入CO2
C. 与稀H2SO4共热后,加入足量NaOH
D. 与足量NaOH溶液共热后,再加入稀硫酸
【答案】B
【解析】
【详解】将转变,酯基水解,得到酚羟基;可以先加入足量NaOH共热,使酯基完全水解为酚钠,再通入足量CO2得到酚羟基。
A、在酸性条件下,酯不能完全水解,另外,酚羟基会与Na2CO3反应,—OH转化为—ONa,A不符合题意;
B、在碱性条件下水解,酯完全水解,—OOCCH3转化为—ONa,通入CO2,碳酸的酸性强于酚羟基,弱于羧基,—ONa转化为—OH,而—COONa保持不变,B符合题意;
C、在酸性条件下,酯不能完全水解,另外,—OH转化为—ONa,C不符合题意;
D、与足量NaOH溶液共热后,再加入稀硫酸,稀硫酸酸性强于—COOH,则—COONa会转化为—COOH,不符合题意;
答案选B。
17.下图表示4-溴-1-环己醇所发生的4个不同反应。产物只含有一种官能团的反应是( )
A. ②③ B. ①④ C. ①②④ D. ①②③④
【答案】A
【解析】
【详解】反应①:卤代烃在氢氧化钠的醇溶液中发生发生消去反应,而醇不能,则反应①的产物中含有的官能团有碳碳双键、羟基两种,
反应②:卤代烃在氢氧化钠的水溶液中发生水解反应,卤素原子被羟基取代,则反应②的产物中含有的官能团只有羟基一种;
反应③:醇与浓HBr发生取代反应,则反应③的产物中含有的官能团只有-Br一种;
反应④:在浓硫酸作用下,醇能发生消去反应(或成醚反应),而卤代烃不能,则反应④的产物中含有的官能团有碳碳双键(或醚键)、-Br两种;
综上②③符合题意,故选A。
18.有机物A的结构简式为,它的同分异构体中属于芳香族化合物的结构共有( )
A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种
【答案】C
【解析】
【详解】A的分子式为C7H8O,不饱和度为4,其同分异构体属于芳香族化合物,苯环的不饱和度为4,则其他键均为单键,可以是苯甲醇或苯甲醚或甲基苯酚(包括邻、间、对3种,共计是5种,答案选C。
第Ⅱ卷(非选择题 共46分)
二、填空题(共32分)
19.有下列几组物质:
A H和H B 甲烷和己烷 C 正丁烷和异丁烷
D和 E.和
其中,①属于同分异构体的是________;②属于同位素的是________;③属于同一种物质的是________;④属于同系物的是________________。
【答案】(1). C、E (2). A (3). D (4). B
【解析】
【详解】A、H和H,核电荷数相同,质量数不同的原子,互为同位素;
B、甲烷、乙烷,结构相似,分子相关若干个CH2,互为同系物;
C、正丁烷、异丁烷,分子式均为C4H10,互为同分异构体;
D、结构式相同,为同一种物质;
E、分子式均为C6H14,互为同分异构体;
①分子式相同,结构不同的化合物互称同分异构体,属于同分异构体的是C、E;
②同一种元素的不同核素互称同位素,属于同位素的是A;
③属于同一种物质的是D;
④结构相似且分子组成相差若干个CH2的物质互称同系物,属于同系物的是B。
20.某有机物A的结构简式为:
(1)A与过量的NaOH溶液反应时,A与参加反应的NaOH的物质的量之比是____________。
(2)A与新制Cu(OH)2反应时,A与被还原的Cu(OH)2的物质的量之比是___________。1molA最多能消耗____________mol Cu(OH)2。
(3)A与过量的NaHCO3反应时,A与NaHCO3的物质的量之比是____________。
【答案】(1). 1:2 (2). 1:2 (3). 3mol (4). 1:1
【解析】
【详解】根据结构简式可知,反应中含有1个羧基、1个醇羟基、1个酚羟基和1个醛基。
(1)羧基和酚羟基可以与NaOH反应,1molA和氢氧化钠反应,可消耗氢氧化钠2mol,则比例为1:2;
(2)醛基能被氢氧化铜氧化,1mol醛基需要2mol氢氧化铜,所以A与被还原Cu(OH)2的物质的量之比是1:2。醛基被氧化生成羧基,所以分子中就含有2个羧基,又需要1mol氢氧化铜中和,所以1molA最多消耗mol氢氧化铜。1molA最多能消耗3molCu(OH)2;
(3)羧基可与NaHCO3反应,1mol羧基消耗1molNaHCO3,则A与NaHCO3的物质的量之比是1:1。
21.牛奶放置时间长了会变酸,这是因为牛奶中含有的乳糖,在微生物的作用下分解变成了乳酸。乳酸最初就是从酸牛奶中得到并由此而得名的。乳酸的结构简式为。完成下列问题:
(1)写出乳酸分子中官能团的名称:____________________。
(2)写出乳酸与足量金属钠反应的化学方程式:___________________。
(3)写出乳酸与碳酸钠溶液反应的化学方程式:________________________。
(4)乳酸在浓硫酸作用下,两分子相互反应生成环状结构的物质,写出此生成物的结构简式:____________。
【答案】(1). 羟基、羧基 (2). (3). 2CH3CH(OH)COOH+Na2CO3→2CH3CH(OH)COONa+CO2↑+H2O (4).
【解析】
【详解】乳酸分子中既含有羟基又含有羧基,二者活性不同。它们都可以与钠反应,只有羧基可以与Na2CO3溶液反应;乳酸分子间可发生酯化反应形成环状酯。
(1)乳酸中含有官能团有—OH和—COOH,其名称为羟基、羧基;
(2)羟基和羧基均可以与Na反应,生成氢气,化学方程式为;
(3)羟基不与Na2CO3反应,而羧基可以反应,生成CO2,化学方程式为2CH3CH(OH)COOH+Na2CO3→2CH3CH(OH)COONa+CO2↑+H2O;
(4) 乳酸在浓硫酸作用下发生酯化反应,羧基脱去羟基,羟基脱去氢,2分子的乳酸得到环状的酯,结构简式如图。
22.F、G为两种常用的塑料,可经下列路线制取:
请回答下列问题:
(1)F的分子式为______,化合物C中所含官能团的名称是______、_______。
(2)写出下列反应过程反应类型:丙烯→F________;A→B_________。
(3)1molA与2molNaOH反应发生消去反应的化学方程式为________________;B转化为C的化学方程式为______________________________________。
(4)E的一种同分异构体M具有如下性质:①能发生银镜反应;②1mol M与足量的金属钠反应可产生1mol H2,则M的结构简式为_____________________。
【答案】(1). C9H12 (2). 羰基 (3). 醛基 (4). 加成反应 (5). 取代反应(或水解反应) (6). +2NaOHCH3—C≡CH+2NaBr+2H2O (7). +O2+2H2O (8). HOCH2CHOHCHO
【解析】
【分析】丙烯与溴发生加成反应CH3CH=CH2+ Br2→CH3CH BrCH2Br生成A CH3CHBrCH2Br,A在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应CH3CHBrCH2Br+2H2OCH3CH (OH) CH2OH+2HBr生成B,B为CH3CH (OH) CH2OH,B催化氧化CH3CH (OH) CH2OH+O2CH3COCHO+2H2O生成C,C为CH3COCHO,C氧化生成D,D为CH3COCOOH,D与氢气发生加成反应生成E,E为CH3CH (OH) COOH,E发生酯化反应是高聚物G,丙烯与苯在氯化铝的作用下生成F 。
【详解】(1)根据上述分析可知:丙烯与苯在氯化铝的作用下生成F为, 则F的分子式为C9H12; 因为B为CH3CH (OH) CH2OH,B催化氧化生成C为CH3COCHO,化合物C中所含官能团的名称是羰基、醛基。答案:C9H12、羰基、醛基。
(2)由上述分析可知:丙烯与苯在氯化铝的作用下生成F ,则反应过程中发生了加成反应;由A 为CH3CHBrCH2Br,A在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成B为CH3CH (OH) CH2OH;答案:加成反应 、 取代反应(或水解反应)。
(3) 由A 为CH3CHBrCH2Br ,1molA与2molNaOH反应发生消去反应生成丙炔和溴化钠和水,其反应的化学方程式为+2NaOHCH3—C≡CH+2NaBr+2H2O;由B为CH3CH (OH) CH2OH,B经过催化氧化生成C为CH3COCHO ,其反应的的化学方程式为CH3CH (OH) CH2OH+O2CH3COCHO+2H2O,答案:+2NaOHCH3—C≡CH+2NaBr+2H2O (7). +O2+2H2O;
(4)由上述分析可知E为CH3CH (OH) COOH,E的一种同分异构体M具有如下性质:①能发生银镜反应,说明含有醛基;②1mol M与足量的金属钠反应可产生1mol H2,说明含有两个羟基或者一个羧基和一个羟基,则符合条件的M的结构简式为HOCH2CHOHCHO;答案:HOCH2CHOHCHO。
三、实验题(10分)
23.实验室合成乙酸乙酯的步骤如下:在圆底烧瓶内加入乙醇、浓硫酸和乙酸,瓶口竖直安装通有冷却水的冷凝管(使反应混合物的蒸气冷凝为液体流回烧瓶内),加热回流一段时间后换成蒸馏装置进行蒸馏(如下图所示),得到含有乙醇、乙酸和水的乙酸乙酯粗产品。请回答下列问题:
(已知:乙醇、乙酸、乙酸乙酯的沸点依次是78.4℃、118℃、77.1℃)
(1)在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外,还应放入_____,其目的是________________。
(2)在烧瓶中加入一定比例的乙醇和浓硫酸的混合液的方法是:______________________。
(3)在该实验中,若用1 mol乙醇和1 mol乙酸在浓硫酸作用下加热,充分反应,能否生成1 mol乙酸乙酯,为什么?__________________________________________。
(4)现拟分离含乙酸、乙醇和水的乙酸乙酯粗产品,下图是分离操作步骤流程图。请在图中圆括号内填入适当的试剂,在方括号内填入适当的分离方法。
试剂a是__________,试剂b是__________;分离方法①是________,分离方法②是________,分离方法③是______。
(5)在得到的A中加入无水碳酸钠粉末,振荡,目的是________________________________。
【答案】(1). 碎瓷片 (2). 防止烧瓶中液体暴沸 (3). 先在烧瓶中加入一定量的乙醇,然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶,边加边振荡 (4). 否,该反应是可逆反应,反应不能进行完全 (5). 饱和Na2CO3溶液 (6). 浓硫酸 (7). 分液 (8). 蒸馏 (9). 蒸馏 (10). 除去乙酸乙酯中混有的少量水
【解析】
【详解】(1)在烧瓶中除了加入乙醇、浓硫酸和乙酸外,还应放入碎瓷片,其目的是碎瓷片防止烧瓶中液体暴沸;
(2)溶液在混合时通常将浓度大的溶液注入到浓度小的溶液,故在烧瓶中加入一定比例的乙醇和浓硫酸的混合液的方法是:先在烧瓶中加入一定量的乙醇,然后慢慢将浓硫酸加入烧瓶,边加边振荡;
(3)1 mol乙醇和1 mol乙酸在浓硫酸作用下加热,充分反应,不能生成1 mol乙酸乙酯,因为该反应是可逆反应,反应不能进行完全;
(4)除去乙酸乙酯中的乙醇和乙酸用饱和Na2CO3溶液,溶液分层,用分液的方法分离,A是乙酸乙酯,B是乙酸钠和乙醇的混合溶液,用蒸馏的方法分离,E是乙醇,C是乙酸钠,要得到乙酸就加入强酸,所以试剂B是浓硫酸。根据分析,试剂a是饱和Na2CO3溶液,试剂b是浓硫酸;分离方法①是分液,分离方法②是蒸馏,分离方法③是蒸馏;
(5)得到的乙酸乙酯中还有少量的水,所以加入无水碳酸钠粉末,振荡,目的是除去乙酸乙酯中混有的少量水。
四、计算题(4分)
24.充分燃烧2.8g某有机物A,生成8.8g CO2和3.6g H2O,这种有机物蒸气的质量是同温同压下同体积N2的2倍。
① 求该有机物的分子式。_____
② 若该有机物跟HCl的加成产物只有一种,试确定其结构,写出结构简式。_______
【答案】(1). C4H8 (2). CH3—CH=CH—CH3
【解析】
【详解】(1)有机物蒸气的质量是同温同压下同体积N2的2倍,则该有机物的相对分子质量是2×28=56,所以2.8g有机物A的物质的量是0.05mol,完全燃烧生成的CO2和水的质量分别是8.8g和3.6g,其物质的量分别是0.2mol和0.2mol,其中碳、氢原子的质量分别是2.4g和0.4g因此该有机物中没有氧元素,所以该有机物的分子式是C4H8;
(2)该有机物跟HCl的加成产物只有一种,所以应该是2-丁烯,其结构简式是CH3—CH=CH—CH3。
五、附加题
25.在强碱溶液中加热R﹣Br 容易水解R﹣OH.某芳香烃A有如下转化关系:
请回答下列问题:
(1)反应①到⑥中消去反应是:_______________。
(2)反应②的条件为:_______________。
(3)A结构简式:_______________。
(4)反应③化学方程式:______________________________________________________。
(5)在E的粗产物中,经检测含有高分子聚合物杂质。写出该高聚物杂质的结构简式:____________。
(6)写出满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式:_______________。
Ⅰ.苯环上的一元取代物只有两种结构;
Ⅱ.能发生银镜反应
Ⅲ.与氯化铁溶液发生显色反应
【答案】(1). ⑤ (2). NaOH水溶液,加热 (3). (4). (5). (6). 和
【解析】
【分析】从A到D的转化可以知道A除了苯环还有不饱和键,B是卤代烃,C是醇,D是醛,根据D与新制氢氧化铜反应的产物知道 D是,反推出C是, A是,F要发生加聚反应,通过反应⑤生成碳碳双键,根据加聚的产物推出F是,则E是。
【详解】(1)根据分析①是加成反应,②是取代反应,③是氧化反应,④是氧化反应,⑤是消去反应,⑥取代反应,所以属于消去反应是⑤;
(2)反应②是卤代烃的水解反应,反应的条件为:NaOH水溶液,加热;
(3)通过上述分析知道A结构简式为:;
(4)反应③化学方程式为:;
(5) 在E的粗产物中含有高分子聚合物杂质是发生了缩聚反应生成的,反应产物为:;
(6)根据条件知道该物质分子中有酚羟基,还有醛基,苯环上的一元取代物只有两种结构,侧链应该在对位,故结构为:和。
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