内容正文:
泉州一中、泉港一中、德化一中、厦外石狮分校四校联盟
2023-2024学年下学期期末考联考
高二年段化学学科试卷
满分:100分 考试时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Al-27 P-31
一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 化学与生活、生产及科技密切相关。下列说法错误的是
A. 2023年杭州亚运会使用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料,可有效减少白色污染
B. 月球探测器带回的月壤样品中含磷酸盐晶体,其结构可用X射线衍射仪测定
C. 2024年5月1日,我国第三艘航母“福建舰”下水,相控阵雷达使用的碳化硅属于新型无机非金属材料
D. 医用口罩和防护服的主要原材料是聚丙烯(PP),它与聚乙烯都是纯净物且互为同系物
2. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. 顺-2-丁烯的分子结构模型:
B. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
C. 丙炔的键线式:
D. 苯的实验式:CH
3. 烟酸是人体必需的维生素之一,其结构如图所示。下列说法正确的是
A. 离子半径: B. 电负性:
C. 电离能: D. 分子中氮原子的杂化轨道类型为
4. 下面的排序不正确的是
A. 晶体熔点的高低:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
B. 熔点由高到低:
C. 硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
D. 离子键由强到弱:
5. 某种镁盐具有良好的电化学性能,其阴离子结构如下图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W、Y原子序数之和等于Z,Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是
A. W与X的化合物为极性分子 B. 第一电离能
C. Q的氧化物是两性氧化物 D. 该阴离子中含有配位键
6. 中药透骨草中含有一种抗氧化活性成分(X:,)的结构如下。
下列对该有机物的说法正确的是
A. 经质谱测定,最大质荷比为338
B. X苯环上的一氯代物有7种
C. 1mol X与足量NaOH溶液反应,最多可消耗5mol NaOH
D. 可以发生氧化、取代、加成和消去反应
7. 一种广谱性熏蒸杀虫剂,其晶体熔点约2000℃,晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为表示阿伏加德罗常数的值。下列有关该晶体的说法错误的是
A. 化学式为
B. 晶体类型为共价晶体
C. 晶胞中原子的配位数为8
D. 两个P原子间的最近核间距为
8. 一定条件下,有机化合物Y可发生如下的重排反应。下列说法不正确的是
A. X、Y、Z互为同分异构体
B. X分子中共面的原子最多有17个
C. X、Y、Z都能够水解
D. 实验表明通过调控温度可以得到不同的目标产物
9. 的配位化合物较稳定且用运广泛。可与、、等配体形成溶液呈浅紫色的、红色的、无色的配离子。某同学按如下步骤完成实验:
已知:向的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的的配离子,不能与F-形成配位离子。下列说法正确的是
A. 1mol 离子中含有12个σ键
B. 基态和基态的核外电子排布中,未成对电子数之比
C. 配离子中H-O-H的键角比分子中H-O-H的键角小
D. 可用NaF和KSCN溶液检验溶液中是否含有
10. 已知:钼元素位于周期表中的第5周期ⅥB族,在钼基催化剂作用下,1,2-丙二醇脱氧脱水反应的循环机理如图所示。下列说法错误的是
A. 步骤①中非极性共价键未发生断裂
B. 基态Mo原子的价层电子排布式为
C. 该反应中涉及的有机物均能使溴的四氯化碳溶液褪色
D. 该过程的总反应为
二、填空题(4大题,共60分)
11. 根据要求,回答下列问题:
(1)的系统命名是___________。
(2)有机物的核磁共振氢谱出现的峰面积之比为___________。
(3)梯恩梯(TNT)结构简式为___________。
(4)某卤代烃与氢氧化钠醇溶液加热反应,会生成___________种有机产物
(5)胡椒酚是一种植物挥发油,它的结构简式为,回答下列问题。
①1mol胡椒酚与足量饱和溴水发生反应,理论上最多消耗___________mol 。
②若要制备胡椒酚钠,可以选择的试剂有___________(填序号)。
A.Na B.NaOH C. D.
(6)已知:,如果要合成,所用的原料可以是___________。
A. 2-甲基-l,3-丁二烯和2-丁炔 B. 1,3-戊二烯和2-丁炔
C. 2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 D. 2,3-二甲基-l,3-丁二烯和1-丙炔
12. 从铅银焙烧渣(含Pb、Ag、Cu单质及其氧化物)中提取银的流程如下:
已知:,,。
(1)混合酸浸。使用、NaCl和的混合液作为浸取剂,浸出液中含有的金属阳离子为和。
①基态的电子排布式为___________。
②单质银发生反应的离子方程式为___________。
③向浸出液中加入氨水,能得到,若具有对称的空间构型,且当其中的两个被两个取代时,能到两种不同结构的产物,则的空间构型为___________;中存在的化学键类型有(填序号)___________;
a.配位键 b.氢键 c.极性共价键 d.非极性共价键 e.离子键
④硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠()即可得到配合物A,其结构如图所示。该结构中,Cu的配位数为___________。
(2)络合浸出。向“混合酸浸”所得浸出渣中加入,可得到含的溶液。
①的结构式为,其中心原子杂化方式为:___________,其空间构型为___________;与其互为等电子体的一种阴离子是:___________。
②的键角小于的键角,请说明理由:___________。
(3)还原析银。水合肼()呈弱碱性,其电离与相似。写出水合肼电离产生的阳离子的结构式:___________。加入NaOH调节至溶液pH=14,此时加入发生“还原析银”反应的离子方程式为___________。
13. 实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下:
相关信息列表如下:
物质
相对分子质量
性状
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
安息香
212
白色固体
133
344
难溶于冷水,溶于热水、乙醇、乙酸
二苯乙二酮
210
淡黄色固体
95
347
不溶于水,溶于乙醇、苯、乙酸
冰乙酸
60
无色液体
17
118
与水、乙醇互溶
装置示意图如图所示(夹持仪器未画出),实验步骤为:
①在圆底烧瓶中加入20mL冰乙酸、10mL水及25.0g,边搅拌边加热,至固体全部溶解。
②停止加热,待沸腾平息后加入4.2g安息香,加热回流45~60min。
③加入100mL水,煮沸后冷却,有黄色固体析出。
④过滤,并用冷水洗涤固体3次,得到粗品。
⑤粗品用75%乙醇重结晶,干燥后得淡黄色结晶3.8g。
回答下列问题:
(1)仪器A中应加入___________(填“水”或“油”)作为热传导介质。
(2)仪器B的名称是___________冷却水应从___________(填“a”或“b”)口通入。
(3)实验步骤②中,安息香必须待沸腾平息后方可加入,其主要目的是___________。
(4)在本实验中,为氧化剂且过量,其还原产物为___________;某同学尝试改进本实验:采用催化量并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行?___________,简述判断理由___________。
(5)本实验步骤①~③在乙酸体系中进行,乙酸除作溶剂外,另一主要作用是___________。
(6)若粗品中混有少量未氧化安息香,可用少量___________洗涤的方法除去(填标号)。
a.热水 b.乙酸 c.冷水 d.乙醇
(7)本实验的产率最接近于___________(填标号)
a.85% b.80% c.95% d.90%
14. 芳香烃A是基本有机化工原料,由A制备高分子E和医药中间体K的合成路线(部分反应条件略去)如下图所示:
已知①;
②(苯胺,易被氧化)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________。①和⑧的反应类型分别是___________、___________。
(2)D中含氧官能团名称是___________,E的结构简式为___________。
(3)反应⑤的化学方程式___________。
(4)反应⑦的作用是___________。
(5)1mol D与1mol 的加成产物同时满足下列条件的同分异构体有___________种。
①苯环上只有四种不同化学环境氢原子;
②能与发生显色反应;
③分子中只存在一个环不含其它环状结构。
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2023-2024学年下学期期末考联考
高二年段化学学科试卷
满分:100分 考试时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Al-27 P-31
一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分,每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 化学与生活、生产及科技密切相关。下列说法错误的是
A. 2023年杭州亚运会使用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料,可有效减少白色污染
B. 月球探测器带回的月壤样品中含磷酸盐晶体,其结构可用X射线衍射仪测定
C. 2024年5月1日,我国第三艘航母“福建舰”下水,相控阵雷达使用的碳化硅属于新型无机非金属材料
D. 医用口罩和防护服的主要原材料是聚丙烯(PP),它与聚乙烯都是纯净物且互为同系物
【答案】D
【解析】
【详解】A.聚乳酸塑料是可降解塑料,用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料可以减少白色污染,故A正确;
B.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,故月壤中磷酸盐矿物的晶体结构可用X射线衍射仪测定,故B正确;
C.相控阵雷达使用的碳化硅晶体中原子之间以共价键结合,属于共价晶体,是新型无机非金属材料,故C正确;
D.聚乙烯和聚丙烯都是混合物,所以二者不互为同系物,故D错误;
答案选D。
2. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. 顺-2-丁烯的分子结构模型:
B. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
C. 丙炔的键线式:
D. 苯的实验式:CH
【答案】B
【解析】
【详解】A.顺-2-丁烯中碳碳双键两端的甲基在同一侧,分子结构模型为,A正确;
B.邻羟基苯甲醛中的-OH中的H原子与醛基中的O原子之间形成氢键,表示为,B错误;
C.丙炔结构简式为,其中3个碳原子形成一条直线,其键线式为,C正确;
D.实验式也最简式,苯实验式为CH,D正确;
故选B。
3. 烟酸是人体必需的维生素之一,其结构如图所示。下列说法正确的是
A. 离子半径: B. 电负性:
C. 电离能: D. 分子中氮原子的杂化轨道类型为
【答案】B
【解析】
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,简单离子半径:,A错误;
B.同一周期从左向右电负性逐渐增大,电负性:,B正确;
C.同一周期从左向右第一电离能呈增大的趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族的第一电离能比相邻元素的大,,C错误;
D.该化合物中N形成1个单键、1个双键,杂化轨道类型为,D错误;
故答案选B。
4. 下面的排序不正确的是
A. 晶体熔点高低:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
B. 熔点由高到低:
C. 硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅
D. 离子键由强到弱:
【答案】B
【解析】
【详解】A.对羟基苯甲醛形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,则晶体熔点的高低:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛,A正确;
B.原子半径:;金属阳离子所带电荷:,则熔点由高到低:,B错误;
C.原子半径:Si>C,则硬度由大到小:金刚石>碳化硅>晶体硅,C正确;
D.半径:,则离子键由强到弱:,D正确;
故选B。
5. 某种镁盐具有良好的电化学性能,其阴离子结构如下图所示。W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W、Y原子序数之和等于Z,Y原子价电子数是Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是
A. W与X的化合物为极性分子 B. 第一电离能
C. Q的氧化物是两性氧化物 D. 该阴离子中含有配位键
【答案】A
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素,W形成1条单键且核电荷数最小,W为H,X形成4条键,核电荷数大于H,且小于其他三种元素,X为C,Y形成2条单键,核电荷数大于C,Y为O,W、Y原子序数之和等于Z,Z为F,Y原子价电子数为Q原子价电子数的2倍,Q为Al。
【详解】A.W与X的化合物不一定为极性分子,如CH4就是非极性分子,A错误;
B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能F>O>C,B正确;
C.Q为Al,Al2O3为两性氧化物,C正确;
D.该阴离子中L与Q之间形成配位键,D正确;
故答案选A。
6. 中药透骨草中含有一种抗氧化活性成分(X:,)的结构如下。
下列对该有机物的说法正确的是
A. 经质谱测定,最大质荷比为338
B. X苯环上的一氯代物有7种
C. 1mol X与足量NaOH溶液反应,最多可消耗5mol NaOH
D. 可以发生氧化、取代、加成和消去反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.最大质荷比等于相对分子质量,故最大质荷比为340,故A错误;
B.该有机物含有两个苯环,左边苯环有3种一氯代物,右边苯环有一个对称轴,其一氯代物有2种,所以一氯代物有5种;
C.1mol该有机物有2mol酚羟基,2mol酯基,水解后产物又产生1mol酚羟基,与足量NaOH溶液反应,最多可消耗5mol NaOH,故C正确;
D.有机物含酚羟基、酯基、碳碳双键,可以发生氧化、取代、加成反应,不能发生消去反应,故D错误;
答案选C。
7. 一种广谱性熏蒸杀虫剂,其晶体熔点约2000℃,晶胞结构如图所示。已知该晶体的密度为表示阿伏加德罗常数的值。下列有关该晶体的说法错误的是
A. 化学式为
B. 晶体类型为共价晶体
C. 晶胞中原子的配位数为8
D. 两个P原子间的最近核间距为
【答案】C
【解析】
【详解】A.该晶胞中含有4个原子,个原子,化学式为,A正确;
B.根据题干信息,该晶体熔点高约,应为共价晶体,B正确;
C.原子的配位数为4,C错误;
D.由立方晶胞密度计算公式可得晶胞体积为,得到晶胞的边长为,两个原子间的最近核间距为面对角线长度的一半即,D正确;
故答案选C。
8. 一定条件下,有机化合物Y可发生如下的重排反应。下列说法不正确的是
A. X、Y、Z互为同分异构体
B. X分子中共面的原子最多有17个
C. X、Y、Z都能够水解
D. 实验表明通过调控温度可以得到不同的目标产物
【答案】C
【解析】
【详解】A.X、Y、Z分子式都是C9H10O2、结构不同,互为同分异构体,故A正确;
B.以苯环为母体,可以绕轴旋转,酚羟基可以在同一平面上,甲基上有一个氢原子可以转到平面上,酮羰基为平面结构,所以共面的原子最多有17个,故B正确;
C.X、Z不含酯基,X、Z不能水解,Y含有酯基,Y能水解,故C错误;
D.实验表明,Y在25℃时转化为X、165℃时转化为Z,通过调控温度可以得到不同的目标产物,故D正确;
答案选C。
9. 的配位化合物较稳定且用运广泛。可与、、等配体形成溶液呈浅紫色的、红色的、无色的配离子。某同学按如下步骤完成实验:
已知:向的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的的配离子,不能与F-形成配位离子。下列说法正确的是
A. 1mol 离子中含有12个σ键
B. 基态和基态的核外电子排布中,未成对电子数之比
C. 配离子中H-O-H的键角比分子中H-O-H的键角小
D. 可用NaF和KSCN溶液检验溶液中是否含有
【答案】D
【解析】
【分析】溶于水所得溶液Ⅰ显浅紫色,显示的是的颜色,接着加入KSCN得到溶液Ⅱ,溶液显红色,说明溶液中铁主要以形式存在,再加入NaF得到溶液Ⅲ,溶液无色,说明溶液中铁主要以无色的配离子存在,据此解答。
【详解】A.1mol 离子中含有18个σ键,其中一个水分子中有2个σ键,一个水分子和形成1个σ键,故A错误;
B.基态核外电子排布为[Ar]3d5,有5个未成对电子,基态核外电子排布为[Ar]3d6,有4个未成对电子,未成对电子数之比,故B错误;
C.配离子中Fe与O之间的配位键与水中成键电子对之间的斥力小于孤电子对与孤电子对之间的斥力,这样导致中H-O-H的键角比H2O分子中H-O-H的键角大,故C错误;
D.可用NaF和KSCN溶液检验FeCl3溶液中是否含有Co2+,具体操作为向溶液中加入NaF使铁离子转化为无色的[FeF6]3-配离子,再加入KSCN溶液,若含有Co2+,则生成蓝色的[Co(SCN)4]2-配离子,故D正确;
答案选D。
10. 已知:钼元素位于周期表中第5周期ⅥB族,在钼基催化剂作用下,1,2-丙二醇脱氧脱水反应的循环机理如图所示。下列说法错误的是
A. 步骤①中非极性共价键未发生断裂
B. 基态Mo原子的价层电子排布式为
C. 该反应中涉及的有机物均能使溴的四氯化碳溶液褪色
D. 该过程的总反应为
【答案】C
【解析】
【详解】A.步骤①中有H—O键的断裂和形成,即有极性共价键的断裂和形成,非极性键未发生断裂,A正确;
B.钼元素位于周期表中的第五周期ⅥB族,即钼的原子序数为42,基态Mo原子的价层电子排布式为,B正确;
C.、能使溴水褪色,但不能使溴的四氯化碳溶液褪色,且不与溴反应,C错误;
D.“入环”的物质为反应物,“出环”的物质为生成物,结合图像可知该过程的总反应为,D正确;
故选C。
二、填空题(4大题,共60分)
11. 根据要求,回答下列问题:
(1)的系统命名是___________。
(2)有机物的核磁共振氢谱出现的峰面积之比为___________。
(3)梯恩梯(TNT)结构简式为___________。
(4)某卤代烃与氢氧化钠醇溶液加热反应,会生成___________种有机产物。
(5)胡椒酚是一种植物挥发油,它的结构简式为,回答下列问题。
①1mol胡椒酚与足量饱和溴水发生反应,理论上最多消耗___________mol 。
②若要制备胡椒酚钠,可以选择的试剂有___________(填序号)。
A.Na B.NaOH C. D.
(6)已知:,如果要合成,所用的原料可以是___________。
A. 2-甲基-l,3-丁二烯和2-丁炔 B. 1,3-戊二烯和2-丁炔
C. 2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 D. 2,3-二甲基-l,3-丁二烯和1-丙炔
【答案】(1)3-甲基-1-丁炔
(2)3∶2(或2∶3)
(3) (4)2
(5) ①. 3 ②. ABD (6)AD
【解析】
【小问1详解】
含有官能团的有机物命名时,要选含官能团的最长碳链作为主链,并表示出官能团的位置,官能团的位次最小。的系统命名是3-甲基-1-丁炔;
【小问2详解】
根据等效氢原理可知,有机物的核磁共振氢谱出现的峰面积之比为3:2或2:3;
【小问3详解】
梯恩梯(TNT)为2,4,6-三硝基甲苯,结构简式为;
【小问4详解】
卤代烃与氢氧化钠醇溶液加热反应,支链上氯原子会发生消去反应,生成、2种有机产物;
【小问5详解】
①由题干胡椒酚结构简式可知,1mol胡椒酚与足量饱和溴水发生反应,理论上最多消耗3molBr2,即2mol取代酚羟基的邻位H,1mol与碳碳双键加成,故答案为:3;
②已知酚羟基能与金属钠、NaOH和Na2CO3反应,而不能与NaHCO3反应,故若要制备胡椒酚钠,可以选择的试剂有Na、NaOH和Na2CO3,故答案为:ABD;
【小问6详解】
由信息可知,合成所用的原料可以是CH2=C(CH3)CH=CH2与CH3C≡CCH3,名称分别为2-甲基-1,3-丁二烯、2-丁炔,也可以是CH2=C(CH3)C(CH3)=CH2与HC≡CCH3,名称分别为2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1-丙炔(或丙炔),选项中AD符合,故答案为:AD。
12. 从铅银焙烧渣(含Pb、Ag、Cu单质及其氧化物)中提取银的流程如下:
已知:,,。
(1)混合酸浸。使用、NaCl和的混合液作为浸取剂,浸出液中含有的金属阳离子为和。
①基态的电子排布式为___________。
②单质银发生反应的离子方程式为___________。
③向浸出液中加入氨水,能得到,若具有对称的空间构型,且当其中的两个被两个取代时,能到两种不同结构的产物,则的空间构型为___________;中存在的化学键类型有(填序号)___________;
a.配位键 b.氢键 c.极性共价键 d.非极性共价键 e.离子键
④硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠()即可得到配合物A,其结构如图所示。该结构中,Cu的配位数为___________。
(2)络合浸出。向“混合酸浸”所得浸出渣中加入,可得到含的溶液。
①的结构式为,其中心原子杂化方式为:___________,其空间构型为___________;与其互为等电子体的一种阴离子是:___________。
②的键角小于的键角,请说明理由:___________。
(3)还原析银。水合肼()呈弱碱性,其电离与相似。写出水合肼电离产生阳离子的结构式:___________。加入NaOH调节至溶液pH=14,此时加入发生“还原析银”反应的离子方程式为___________。
【答案】(1) ①. (或) ②. ③. 平面四边形(或平面正方形) ④. ace ⑤. 4
(2) ①. ②. 四面体形 ③. (等) ④. 二者中心原子杂化类型不同,的中心硫原子是杂化,而的中心硫原子是杂化
(3) ①. (或) ②.
【解析】
【分析】根据题给流程可知,铅银渣在空气中氧化焙烧得到含有金属及其氧化物的焙烧渣,向焙烧渣中加入硫酸、氯化钠、硝酸钠的混合溶液酸浸,氧化铅和未反应的铅转化为硫酸铅、氧化银和未反应的银转化为氯化银、氧化铜和未反应的铜转化为可溶的铜盐,过滤得到含有铜盐的浸出液,继续进行“络合浸出”,向含有硫酸铅、氯化银的固体中加入,得到含的溶液,硫酸铅是固体沉淀,向含的溶液中加入水合肼和N2,将银配合物转化为单质银,得到银,据此解答。
【小问1详解】
①铜为第29号元素,因此基态的电子排布式为(或),
②单质银发生反应的离子方程式为:,
③具有对称的空间构型为正四面体或者平面四边形,又因为当其中的两个被两个取代时,能到两种不同结构的产物,则的空间构型为平面四边形(或平面正方形),正四面体只有一种结构,由化学式可知,存在的化学键类型有配位键(铜和氮原子间)、极性共价键(氮和氢原子间)、离子键(配离子和硫酸根离子间),故ace当选,
④硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠()即可得到配合物A,该结构中,Cu与2个O和2个N形成配位键,Cu的配位数为4,
答案:(或)、、平面四边形(或平面正方形)、ace、4;
【小问2详解】
①的结构式为,中心S原子价层电子对个数为,且不含孤电子对,其中心原子杂化方式为sp3,则其空间构型为四面体形,等电子体即原子总数相同且价电子总数相同,优先考虑同主族元素的替换,所以得互为等电子体的一种阴离子是:(等),②的键角小于的键角,是因为二者中心原子杂化类型不同,的中心硫原子是杂化,而的中心硫原子是杂化,答案:、四面体形、(等)、二者中心原子杂化类型不同,的中心硫原子是杂化,而的中心硫原子是杂化;
【小问3详解】
水合肼电离为,可以继续电离,产生阳离子有和2种,在肼的基础上氮氢间可以写成共用,也可以写成配位形式,故结构式为(或),还原析银发生的反应为溶液中的与水合肼反应生成银,结合得失电子守恒可知,还有氮气、硫代硫酸根和水,反应的离子方程式为,
答案:(或)、。
13. 实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下:
相关信息列表如下:
物质
相对分子质量
性状
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
安息香
212
白色固体
133
344
难溶于冷水,溶于热水、乙醇、乙酸
二苯乙二酮
210
淡黄色固体
95
347
不溶于水,溶于乙醇、苯、乙酸
冰乙酸
60
无色液体
17
118
与水、乙醇互溶
装置示意图如图所示(夹持仪器未画出),实验步骤为:
①在圆底烧瓶中加入20mL冰乙酸、10mL水及25.0g,边搅拌边加热,至固体全部溶解。
②停止加热,待沸腾平息后加入4.2g安息香,加热回流45~60min。
③加入100mL水,煮沸后冷却,有黄色固体析出。
④过滤,并用冷水洗涤固体3次,得到粗品。
⑤粗品用75%的乙醇重结晶,干燥后得淡黄色结晶3.8g。
回答下列问题:
(1)仪器A中应加入___________(填“水”或“油”)作为热传导介质。
(2)仪器B的名称是___________冷却水应从___________(填“a”或“b”)口通入。
(3)实验步骤②中,安息香必须待沸腾平息后方可加入,其主要目的是___________。
(4)在本实验中,为氧化剂且过量,其还原产物为___________;某同学尝试改进本实验:采用催化量的并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行?___________,简述判断理由___________。
(5)本实验步骤①~③在乙酸体系中进行,乙酸除作溶剂外,另一主要作用是___________。
(6)若粗品中混有少量未氧化的安息香,可用少量___________洗涤的方法除去(填标号)。
a.热水 b.乙酸 c.冷水 d.乙醇
(7)本实验的产率最接近于___________(填标号)
a.85% b.80% c.95% d.90%
【答案】(1)油 (2) ①. 球形冷凝管 ②. a
(3)防暴沸 (4) ①. ②. 可行 ③. 空气可以将还原产物又氧化为,可循环参与反应
(5)抑制水解
(6)a (7)d
【解析】
【分析】安息香在加热条件下可以被氧化为二苯乙二酮,则在圆底烧瓶中,加入冰乙酸、水和,加热溶解,待沸腾平息后加入安息香反应,结束后加水煮沸后冷却,析出黄色固体,过滤并重结晶,可得二苯乙二酮。
【小问1详解】
实验中需要使冰乙酸沸腾,且冰乙酸的沸点超过了100℃,因此应选择油浴加热,所以仪器A中加入油作为热传导介质。
【小问2详解】
结合仪器B的结构可知,B为球形冷凝管;为了充分冷却,冷却水应从a口进,b口出。
【小问3详解】
步骤②中若直接加入,会暴沸,因此需要沸腾平息后再加入安息香。
【小问4详解】
为氧化剂,则化合价降低,其还原产物为;采用催化量的并通入空气制备二苯乙二酮,空气可以将还原产物又氧化为,可循环参与反应,因此方案可行。
【小问5详解】
易发生水解,因此再步骤①~③中,乙酸除作溶剂外,还可以抑制水解。
【小问6详解】
根据表格信息,安息香溶于热水,二苯乙二酮不溶于水,所以可以采用热水洗涤粗品除去粗品中混有的少量未氧化的安息香。
【小问7详解】
由于安息香与二苯乙二酮的相对分子质量相差不大,因此二苯乙二酮的理论产量与安息香近似相等约为4.2g,则产率为,答案选d。
14. 芳香烃A是基本有机化工原料,由A制备高分子E和医药中间体K的合成路线(部分反应条件略去)如下图所示:
已知①;
②(苯胺,易被氧化)。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________。①和⑧的反应类型分别是___________、___________。
(2)D中含氧官能团名称是___________,E的结构简式为___________。
(3)反应⑤的化学方程式___________。
(4)反应⑦的作用是___________。
(5)1mol D与1mol 的加成产物同时满足下列条件的同分异构体有___________种。
①苯环上只有四种不同化学环境的氢原子;
②能与发生显色反应;
③分子中只存在一个环不含其它环状结构。
【答案】(1) ①. 甲苯 ②. 取代反应 ③. 氧化反应
(2) ①. (酮)羰基 ②.
(3)+HNO3+H2O
(4)保护氨基 (5)16
【解析】
【分析】A为芳香烃,结合C的结构简式可知,A为,B为,对比C、D的结构可知,苯甲醛与丙酮脱去1分子水形成碳碳双键而生成D,D发生加聚反应生成高分子化合物E;甲苯发生硝化反应生成F,则F为,F发生还原反应生成G,则G为,由Ⅰ的结构简式、H的分子式可知H的结构简式为,H被酸性高锰酸钾溶液氧化生成Ⅰ,Ⅰ发生取代反应生成J,J发生水解反应生成K,可知G→H是为了保护氨基,防止被氧化,据此解答。
【小问1详解】
根据分析知,A的化学名称是甲苯,①由甲苯生成B的反应类型是取代反应,在有机里认为去氢加氧为氧化,所以⑧的反应类型是氧化反应,答案:甲苯、取代反应、氧化反应;
【小问2详解】
通过结构式可知,D中含氧官能团名称是(酮)羰基,结合题干分析可知E的结构简式为,答案:(酮)羰基、;
【小问3详解】
反应为甲苯发生硝化反应,得到对硝基甲苯,化学方程式为+HNO3+H2O;
【小问4详解】
结合已知②、反应过程⑩氨基出现,可知反应⑦的作用是保护氨基,防止被氧化,答案:保护氨基;
【小问5详解】
D的结构简式为,D的分子式为C10H10O,1molD与1molH2发生加成反应所得产物的分子式为C10H12O,该加成产物的同分异构体的不饱和度为5,该加成产物的同分异构体能与FeCl3发生显色反应,该加成产物的同分异构体中含酚羟基,分子中只存在一个环不含其它环状结构,因为苯环上有四种不同化学环境的H原子,所以苯环上有两个取代基,且两个取代在邻位或间位,两个取代基有下列情况:①-OH和-CH=CHCH2CH3、②-OH和-CH2CH=CHCH3、③-OH和-CH2CH2CH=CH2、④-OH和、⑤-OH和、⑥-OH和、⑦-OH和、⑧-OH和,符合条件的同分异构体共2×8=16种,答案:16。
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