内容正文:
石嘴山市第一中学2024学年高二第二学期期末考试
化学试题
一、单选题
1. 下列关于有机化合物的说法正确的是
A. 人们生活中的有机化合物只能从自然界中的动植物获得
B. 以氨基酸为原料合成具有生命活性的蛋白质使人类在认识生命的过程中迈出了一大步
C. 我国古代的酿酒、制醋均属于由无机物转化为有机物的人工合成有机物技术
D. 光导纤维、尼龙、涤纶都是有机合成纤维
2. 下列有关化学用语表示不正确的是
A. 乙酸乙酯的键线式:
B. 羟基的电子式:
C. 苯酚的结构简式:
D. 分子的空间填充模型:
3. 下列有机物的结构简式和名称相符的是
A. 3-甲基-2-乙基戊烷
B. 2,3-二甲基-3-丁烯
C. 4,4-二甲基-2-戊炔
D. 1-甲基-6-乙基苯
4. 以玉米(主要成分是淀粉)为原料制备乙醇的流程如下:
下列说法中不正确的是
A. C12H22O11属于二糖
B. 1mol葡萄糖分解成3mol乙醇
C. 可用碘水检验淀粉是否完全水解
D. 可采取蒸馏的方法初步分离乙醇和水
5. 下列说法中不正确的是
A. 常压下,正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点依次减少
B. 有机物()与溴按物质的量1:1发生加成反成,生成的产物有4种
C. 苯乙烯()与过量液溴混合后,加入铁粉可发生取代反应
D. 2-丁烯()的所有碳原子处于同一平面
6. 青蒿素是抗疟特效药,属于萜类化合物,如图所示有机物也属于萜类化合物,该有机物的一氯取代物有
A. 5种 B. 6种 C. 7种 D. 8种
7. 下列实验装置能达到目的的是
A. 装置甲实验室制乙酸乙酯 B. 装置乙实验室制硝基苯
C. 装置丙实验室制乙炔 D. 装置丁实验室制乙烯
8. 用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 78g苯中含有C-C键数目为3NA
B. 现有乙烯、丙烯混合气体共28g,其所含碳原子数为2NA
C. 常温常压下,4.6g己烷中含有C-C键的个数为0.6NA
D. 标准状况下,11.2L正庚烷完全燃烧后生成的CO2分子数为3.5NA
9. 中药透骨草中一种抗氧化性活性成分结构如图,下列说法正确是
A. 1mol该有机物能与10molH2加成
B. 1mol该化合物最多与4molNaOH发生反应
C. 0.5mol该有机物中最多有4NA个碳原子共面
D. 该有机物分子对人体有益,含有3种官能团
10. 能源、信息、材料是新科技革命的三大支柱,现有一种叫HEMA的材料,是用来制备软质隐形眼镜的,其结构简式如图,则合成它的单体为( )
A. CH3—CH=CH—COOH CH3CH2OH
B. HOCH2CH2OH
C. CH2=CH—CH2COOH HOCH2CH2OH
D. CH3CH2OH
11. 环丙叉环丙烷(b)由于其特殊的结构,一直受到结构和理论化学家的注意,根据其转化关系,下列说法正确的是
A. b的所有原子都在一个平面内
B. p在氢氧化钠的乙醇溶液中加热生成烯烃
C. m的同分异构体中属于芳香族化合物的共有5种
D. 反应①是加成反应,反应②是消去反应
12. 现在正是全球抗击新冠病毒的关键时期,专家指出磷酸氯喹对治疗新冠病毒感染有明显效果,磷酸氯喹的分子结构如图所示,下列关于该有机物的说法正确的是( )
A. 该有机物的分子式为:C18H30N3O8P2Cl
B. 该有机物能够发生加成反应、取代反应、不能发生氧化反应
C. 该有机物苯环上的1-溴代物只有2种
D 1mol该有机物最多能和8molNaOH发生反应
13. 苯酚是一种重要的化工原料,其废水对生物具有毒害作用,在排放前必须经过处理。
为回收利用含苯酚的废水,某小组设计如下方案,有关说法正确的是
A 步骤①中,分液时从分液漏斗下口先放出废水,再放出有机溶液
B. 试剂①可用NaOH溶液或Na2CO3溶液
C. 步骤①②的操作为分液,步骤③的操作为过滤
D. 试剂②若为少量CO2,则反应为2 +CO2+H2O=2 +
14. Z是医药工业和香料工业的重要中间体,合成路线如图所示。下列说法正确的是
A. Y和溶液反应,最多消耗
B. X→Y属于加成反应,Y→Z属于氧化反应
C. X苯环上的二氯代物有6种,Y苯环上的三氯代物只有1种
D. Z中所有原子可能共平面,Z与完全加成后的产物中含2个手性碳原子
15. (R)-2-溴辛烷的溴原子被羟基取代时,羟基在碳溴键断裂的方向连接称为构型保持,在碳溴键断裂的相反方向连接称为构型翻转,(R)-2-溴辛烷的水解过程如下:
下列说法正确的是
A. (S)-2-辛醇为构型保持产物
B. (R)-2-辛醇分子中存在“肩并肩”的成键方式
C. (R)-2-辛醇中C-O键能大于(R)-2-溴辛烷中C-Br键能
D. 三种有机物分子中只有两种分子存在手性碳原子
16. 工业上以有机物a、一氧化碳和乙醇为原料催化合成有机物d的反应机理如图所示,下列有关叙述正确的是
A. 该反应的催化剂为NuH
B. 总反应式为HCCR+CO+NuH
C. a、b、c、d均存在顺反异构
D. 反应(Ⅳ)是生成酮取代反应
二、填空题
17. 根据要求填空:
(1)写出有机物的名称___________。
(2)当乙酸分子中的O都是18O时,乙醇分子中的O都是16O时,二者在一定条件下反应,生成物中水的相对分子质量为___________。
(3)化学与生活息息相关。下列叙述正确的是___________(填字母代号)。
A. 馒头越嚼越甜 B. 鲜榨橙汁遇到碘水会变蓝
C. 油脂经水解可变成葡萄糖 D. 土豆中的淀粉经水解可变成酒
(4)某化合物C3H6O2的核磁共振谱(NMR)中有3个峰,其强度比为3∶2∶1,则该化合物的结构简式可能为___________(写出一种即可)。
(5)瑞香素是一种具有抗菌、抗炎、抗凝血等生物活性的香豆素化合物,其分子结构如图所示。回答下列问题。
①瑞香素的化学式为___________,含氧官能团名称___________。
②1mol此化合物可与___________molBr2反应,最多可以与___________molNaOH反应。
18. 某科学研究小组制备硝基苯的实验装置如图所示,相关数据见下表。
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
溶解性
苯
5.5
80
0.88
不溶于水
硝基苯
5.7
210.9
1.205
难溶于水
间二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸
-42
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
10.4
338
1.84
易溶于水
已知该实验中存在的主要副反应是:在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
实验步骤如下:
取20mL浓硫酸与足量浓硝酸配制成混合酸,将混合酸小心加入B中。取17.7mL(约15.60g)苯加入A中。在室温下,向苯中逐滴加入混合酸,边滴加边搅拌,混合均匀加热,使其在50-60℃下发生反应,直至反应结束。将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5%NaOH溶液和水洗涤。在分出的产物中加入无水CaCl2颗粒,静置片刻,过滤,对滤液进行蒸馏纯化,收集205~210℃的馏分,得到纯硝基苯18g。
回答下列问题:
(1)图中装置C的作用是___________。
(2)制备硝基苯的化学方程式为___________。
(3)配制混合酸时,能否将浓硝酸加入浓硫酸中? ___________(填“能”或“不能”)。
(4)为了使反应在50~60℃下进行,常采用的加热方法是___________。反应结束并冷却至室温后A中液体为粗硝基苯,粗硝基苯呈黄色的原因是___________。
(5)要想得到纯硝基苯,应将温度控制在接近___________℃。
(6)本实验所得到的硝基苯(硝基苯的摩尔质量为123g/mol)的产率是___________(保留两位有效数字)。
19. 衣康酸()是制备高效除臭剂、粘合剂等多种精细化学品的重要原料。是制备衣康酸的重要中间物,可通过以下反应得到:
已知:(1)R-CH2-Cl+NaCN→R-CH2-CN+NaCl
(2)R-CH2-CN+NaOH+H2O→R-CH2-COONa+NH3
完成下列填空:
(1)A的结构简式为______;C→D的反应类型为______。
(2)B→C的反应试剂和条件为______。
(3)写出检验物质C中含有Cl原子的方法:______。
(4)写出与衣康酸具有相同官能团的各种同分异构体的结构简式(不包括其本身)。(已知羧基-COOH也是一种官能团)______。
(5)写出以丙烯为原料,合成1,2-丙二醇()的合成路线______ (无机试剂任选)。(合成路线常用表示方法为:)
20. 回答下列问题:
(1)CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,基态Cr原子的价电子排布式为___________,CrO2Cl2是___________分子(选填“极性”或“非极性”)。
(2)HC≡CNa(乙炔钠)广泛用于有机合成,乙炔钠中C原子的杂化类型为___________;乙炔钠中存在___________(填字母序号)。
A.金属键 B.σ键 C.π键 D.氢键 E.配位键 F.离子键 G.范德华力
(3)分子式为[Pt(NH3)2Cl4]的配合物有两种不同的颜色,其中橙黄色较不稳定,在水中的溶解度大;呈亮黄色的物质在水中的溶解度小,如图所示的结构示意图中呈亮黄色的是___________(填“A”或“B”)。
(4)芦笋中的天冬酰胺具有提高身体免疫力的功效,结构如图所示。其组成元素第一电离能由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
(5)某离子晶体的晶胞结构如图所示:
设该晶体的摩尔质量为Mg·mol–1,晶胞的密度为ρ g·cm–3,阿伏加 德罗常数为NA,则晶体中两个最近的X间的距离为___________pm。
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石嘴山市第一中学2024学年高二第二学期期末考试
化学试题
一、单选题
1. 下列关于有机化合物的说法正确的是
A. 人们生活中的有机化合物只能从自然界中的动植物获得
B. 以氨基酸为原料合成具有生命活性的蛋白质使人类在认识生命的过程中迈出了一大步
C. 我国古代的酿酒、制醋均属于由无机物转化为有机物的人工合成有机物技术
D. 光导纤维、尼龙、涤纶都是有机合成纤维
【答案】B
【解析】
【详解】A.人们生活中的有机化合物也可以由无机物合成,如由CO、H2可制取甲醇、汽油等,A不正确;
B.在发现结晶牛胰岛素以前,有机物只能从生命体中获得,自从氨基酸为原料合成具有生命活性的蛋白质之后,人类在认识生命的过程中向前迈出了一大步,B正确;
C.我国古代的酿酒、制醋技术,是以淀粉为原料,通过酶的催化作用转化而成,是有机物向有机物的转化,C不正确;
D.光导纤维的主要成分为二氧化硅,属于无机非金属材料,D不正确;
故选B。
2. 下列有关化学用语表示不正确的是
A. 乙酸乙酯的键线式:
B. 羟基的电子式:
C. 苯酚的结构简式:
D. 分子的空间填充模型:
【答案】D
【解析】
【详解】A.用端点和拐点表示碳原子、将C原子上的H原子省略、其他原子不能省略所得的式子为键线式,由于乙酸乙酯的结构简式为CH3COOCH2CH3,故其键线式为,故A正确;
B.-OH中O原子上有一个未成对电子,故其电子式,故B正确;
C.将结构式化简所得的是结构简式,故苯酚的结构简式为,故C正确;
D.用小球和小棍表示的模型为球棍模型,用原子的相对大小来表示的是比例模型,故甲烷的空间填充模型为,故D错误;
故答案选D。
【点睛】本题考查了常见的化学用语,难度不大,应注意掌握分子式、结构式、结构简式、最简式、键线式、比例模型与球棍模型等常见化学用语的正确表示方法。
3. 下列有机物的结构简式和名称相符的是
A. 3-甲基-2-乙基戊烷
B. 2,3-二甲基-3-丁烯
C. 4,4-二甲基-2-戊炔
D. 1-甲基-6-乙基苯
【答案】C
【解析】
【详解】A.主链的选择错误,应该选择最长的碳链为主链,主链是6个碳,正确的名称为3,4-二甲基己烷,A项错误;
B.主链编号起点错误,应该从离双键最近的一端开始编号,正确的名称为2,3-二甲基-1-丁烯,B项错误;
C.符合系统命名法原则,结构简式和名称相符,C项正确;
D.不符合侧链位次之和最小的原则,正确的名称为1-甲基-2-乙基苯,D项错误;
答案选C。
4. 以玉米(主要成分是淀粉)为原料制备乙醇的流程如下:
下列说法中不正确的是
A. C12H22O11属于二糖
B. 1mol葡萄糖分解成3mol乙醇
C. 可用碘水检验淀粉是否完全水解
D. 可采取蒸馏的方法初步分离乙醇和水
【答案】B
【解析】
【分析】其工艺流程可表示为淀粉水解生成麦芽糖,麦芽糖水解生成葡萄糖,葡萄糖发酵生成酒精;
A. 蔗糖和麦芽糖的化学式都是C12H22O11;
B. 根据C6H12O6 2C2H5OH+2CO2↑分析;
C. 淀粉遇碘变蓝;
D. 用蒸馏分离互溶的沸点不同的液体。
【详解】A. C12H22O11属于二糖,可能为蔗糖和麦芽糖,故A项正确;
B. C6H12O6 2C2H5OH+2CO2↑,1mol葡萄糖分解成2mol乙醇,故B项错误;
C. 取少许水解液于试管中,若滴加碘水,无明显变化,则证明淀粉已水解完全,即可用碘水检验淀粉是否完全水解,故C项正确;
D. 酒精和水互溶,且两者沸点不同,可用蒸馏分馏,故D项正确;
答案选B。
【点睛】本题的C项是学生的易混知识点,特别注意的是,淀粉水解产物的检验实验中,碘水可检验淀粉是否水解完全,不必是碱性条件,因碘水与碱会发生反应影响检验,而新制氢氧化铜可检验水解产物是否为葡萄糖时,其环境必须碱性条件。学生要理解检验原理,注意操作的规范性。
5. 下列说法中不正确的是
A. 常压下,正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点依次减少
B. 有机物()与溴按物质的量1:1发生加成反成,生成的产物有4种
C. 苯乙烯()与过量液溴混合后,加入铁粉可发生取代反应
D. 2-丁烯()的所有碳原子处于同一平面
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A. 同分异构体,支链越多,沸点越低,常压下,正戊烷、异戊烷、新戊烷的沸点依次降低,故A正确;
B. 有机物()与溴按物质的量1:1发生加成反成,生成的产物有、、、、,共5种,故B错误;
C. 苯乙烯()与过量液溴混合后,加入铁粉,溴原子可取代苯环上的氢原子,故C正确;
D. 2-丁烯()可以看作是乙烯分子中的2个氢原子被2个甲基取代,所有碳原子处于同一平面,故D正确;
选B。
6. 青蒿素是抗疟特效药,属于萜类化合物,如图所示有机物也属于萜类化合物,该有机物的一氯取代物有
A. 5种 B. 6种 C. 7种 D. 8种
【答案】C
【解析】
【详解】 有7种位置的氢,即,因此该有机物的一氯取代物有7种,故C符合题意。
综上所述,答案为C。
7. 下列实验装置能达到目的的是
A. 装置甲实验室制乙酸乙酯 B. 装置乙实验室制硝基苯
C. 装置丙实验室制乙炔 D. 装置丁实验室制乙烯
【答案】B
【解析】
【详解】A.装置甲实验室装置甲实验室制乙酸乙酯,应在制备装置后连接收集产物的装置(试管中加饱和碳酸钠溶液),A错误;
B.制备硝基苯,水浴加热,温度计测定水温,图中制备装置合理,能够达到实验目的,B正确;
C.装置丙实验室制乙炔,不能使用启普发生器,反应生成物为糊状,不会达到随时停止的状况,且反应剧烈,C错误;
D.装置丁制取乙烯的条件是迅速加热到170℃,图中缺少温度计和沸石,D错误;
故答案为:B。
8. 用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 78g苯中含有C-C键数目为3NA
B. 现有乙烯、丙烯的混合气体共28g,其所含碳原子数为2NA
C. 常温常压下,4.6g己烷中含有C-C键的个数为0.6NA
D. 标准状况下,11.2L正庚烷完全燃烧后生成的CO2分子数为3.5NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯的分子结构中不含有C-C化学键,A错误;
B.乙烯和丙烯的最简式都是CH2,因此28g混合物中所含碳原子2mol,其所含碳原子数为2NA,B正确;
C.常温常压下,每摩己烷中含C-C5mol,8.6 g己烷为0.1mol,则含有C—C键的个数为0.5NA,C错误;
D.标准状况下,11.2 L正庚烷为液体不能计算物质的量,D错误;
故选B。
9. 中药透骨草中一种抗氧化性活性成分结构如图,下列说法正确的是
A. 1mol该有机物能与10molH2加成
B. 1mol该化合物最多与4molNaOH发生反应
C. 0.5mol该有机物中最多有4NA个碳原子共面
D. 该有机物分子对人体有益,含有3种官能团
【答案】D
【解析】
【详解】A.含有两个苯环,2个碳碳双键,1mol该有机物能与8molH2加成,A错误;
B.1mol该化合物中含2mol酚羟基、2mol酯基,其中1mol酯基是酚羟基和羧基生成的酯基,还有1mol酯基是醇羟基酯基,2mol酚羟基消耗2mol氢氧化钠、1mol酚羟基酯基消耗2mol氢氧化钠,1mol醇羟基酯基消耗1mol氢氧化钠,所以1mol该化合物最多与5molNaOH发生反应,B错误;
C.旋转单键可以使苯环平面、碳碳双键平面、碳氧双键平面重合,可以使甲基中的碳原子处于三个重合的平面内,即该有机物中所有碳原子可能共平面,0.5mol该有机物中最多有9.5NA个碳原子共面,C错误;
D.该有机物分子对人体有益,含有3种官能团,酚羟基、碳碳双键、酯基,D正确;
故选D。
10. 能源、信息、材料是新科技革命的三大支柱,现有一种叫HEMA的材料,是用来制备软质隐形眼镜的,其结构简式如图,则合成它的单体为( )
A. CH3—CH=CH—COOH CH3CH2OH
B. HOCH2CH2OH
C CH2=CH—CH2COOH HOCH2CH2OH
D. CH3CH2OH
【答案】B
【解析】
【分析】合成可以先合成,据此分析解答。
【详解】A. CH3—CH=CH—COOH与CH3CH2OH发生酯化反应的产物为CH3—CH=CH—COOCH2CH3,发生加聚反应后不能得到,故A错误;
B. 和HOCH2CH2OH发生酯化反应的产物为,发生加聚反应后能得到,故B正确;
C. CH2=CH—CH2COOH与HOCH2CH2OH发生酯化反应的产物为CH2=CH—CH2COOCH2CH2OH,发生加聚反应后不能得到,故C错误;
D. 与CH3CH2OH发生酯化反应的产物为,发生加聚反应后不能得到,故D错误;
答案选B。
11. 环丙叉环丙烷(b)由于其特殊的结构,一直受到结构和理论化学家的注意,根据其转化关系,下列说法正确的是
A. b的所有原子都在一个平面内
B. p在氢氧化钠乙醇溶液中加热生成烯烃
C. m的同分异构体中属于芳香族化合物的共有5种
D. 反应①是加成反应,反应②是消去反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.b分子中含有多个饱和碳原子,具有甲烷的四面体结构,所以不可能物质分子中所有原子都在一个平面内,A错误;
B.p分子β-C原子上没有氢原子,所以p不能与NaOH乙醇溶液共热而发生消去反应产生烯烃,B错误;
C.m分子式是C7H8O,其同分异构体中属于芳香族化合物的有、、、、,共5种,C正确;
D.b分子中碳碳双键断裂,两个碳原子上共结合一个基团得到p,所以反应①属于加成反应;物质p为卤代烃,卤代烃先发生水解生成了连接在一个C原子上2个羟基的二元醇,根据同一个碳上连有两个羟基时不稳定,会自动脱去一分子的水,最终生成物质m,故反应的类型是先发生取代反应后发生消去反应,D错误;
故合理选项是C。
12. 现在正是全球抗击新冠病毒的关键时期,专家指出磷酸氯喹对治疗新冠病毒感染有明显效果,磷酸氯喹的分子结构如图所示,下列关于该有机物的说法正确的是( )
A. 该有机物的分子式为:C18H30N3O8P2Cl
B. 该有机物能够发生加成反应、取代反应、不能发生氧化反应
C. 该有机物苯环上的1-溴代物只有2种
D. 1mol该有机物最多能和8molNaOH发生反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.该有机物的分子式为:C18H32N3O8P2Cl,A错误;
B.分子中含有苯环、氯原子,该有机物能够发生加成反应、取代反应,有机物可以燃烧,能发生氧化反应,B错误;
C.该有机物苯环上的1-溴代物只有3种,C错误;
D.氯原子水解形成酚羟基,磷酸能与氢氧化钠反应,因此1mol该有机物最多能和8molNaOH发生反应,D正确。
答案选D。
13. 苯酚是一种重要的化工原料,其废水对生物具有毒害作用,在排放前必须经过处理。
为回收利用含苯酚的废水,某小组设计如下方案,有关说法正确的是
A. 步骤①中,分液时从分液漏斗下口先放出废水,再放出有机溶液
B. 试剂①可用NaOH溶液或Na2CO3溶液
C. 步骤①②的操作为分液,步骤③的操作为过滤
D. 试剂②若为少量CO2,则反应为2 +CO2+H2O=2 +
【答案】B
【解析】
【分析】向含有苯酚的废水中加入有机溶剂苯,充分振荡,苯会萃取水中的苯酚,然后分液得到苯酚的苯溶液,向其中加入NaOH或Na2CO3溶液,苯酚反应变为可溶性苯酚钠进入水中而与苯分离,然后分液得到苯酚钠水溶液,向其中通入CO2气体,苯酚钠反应转化为苯酚和NaHCO3,然后根据苯酚与NaHCO3的沸点不同,采用蒸馏方法分离得到苯酚。
【详解】A.在步骤①中,由于水的密度比苯大,二者互不相溶,因此水层在下层,苯层在上层,分液时应先从分液漏斗下口放出下层的废水层,然后关闭分液漏斗的活塞,从上口将有机苯溶液倒出,A错误;
B.苯酚能与氢氧化钠或碳酸钠反应生成苯酚钠,所以试剂①可用NaOH溶液或Na2CO3溶液,B正确;
C.步骤①②都是分离两层互不相溶的液体,因此分离的操作都为分液,而步骤③是分离苯酚与NaHCO3溶液,其分离的操作方法也为分液,C错误;
D.苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳,反应生成苯酚和碳酸氢钠,反应的离子方程式为:+CO2+H2O=↓+,D错误;
故合理选项是B。
14. Z是医药工业和香料工业的重要中间体,合成路线如图所示。下列说法正确的是
A. Y和溶液反应,最多消耗
B. X→Y属于加成反应,Y→Z属于氧化反应
C. X苯环上的二氯代物有6种,Y苯环上的三氯代物只有1种
D. Z中所有原子可能共平面,Z与完全加成后的产物中含2个手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.Y中酚羟基能和NaOH以1∶1反应,醇羟基和NaOH不反应,1molY最多消耗1molNaOH,故A错误;
B.X中苯环上的氢原子和甲醛发生加成反应生成Y,Y中醇羟基发生氧化反应生成Z中醛基,前者属于加成反应、后者属于氧化反应,故B正确;
C.X苯环上的二氯代物相当于苯环上3个氢原子被1个酚羟基、2个氯原子取代,2个氯原子相邻时,酚羟基有2种位置异构,2个氯原子相间时,酚羟基有3种位置异构,2个氯原子相对时,酚羟基有1种位置异构,所以符合条件的同分异构体有6种;Y苯环上三氯代物有2种,故C错误;
D.苯、-CHO中所有原子共平面,单键可以旋转,Z相当于苯分子中的氢原子被酚羟基和醛基取代,所以Z中所有原子可能共平面;Z与H2完全加成后的产物中不含手性碳原子,故D错误;
故选:B。
15. (R)-2-溴辛烷的溴原子被羟基取代时,羟基在碳溴键断裂的方向连接称为构型保持,在碳溴键断裂的相反方向连接称为构型翻转,(R)-2-溴辛烷的水解过程如下:
下列说法正确的是
A. (S)-2-辛醇为构型保持产物
B. (R)-2-辛醇分子中存在“肩并肩”的成键方式
C. (R)-2-辛醇中C-O键能大于(R)-2-溴辛烷中C-Br键能
D. 三种有机物分子中只有两种分子存在手性碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意可知,(R)-2-溴辛烷的溴原子被羟基取代时,羟基在碳溴键断裂的方向连接称为构型保持,在碳溴键断裂的相反方向连接称为构型翻转,(R)-2-溴辛烷的水解过程中,(S)-2-辛醇为构型翻转产物,(R)-2-辛醇为构型保持产物,A错误;
B.(R)-2-辛醇分子中存在“头对头”的成键方式,B错误;
C.氧原子的非金属性强于溴原子,所以(R)-2-辛醇中C-O键能大于(R)-2-溴辛烷中C-Br键能,C正确;
D.三种有机物分子中都存在手性碳原子:、、,D错误;
故选C。
16. 工业上以有机物a、一氧化碳和乙醇为原料催化合成有机物d的反应机理如图所示,下列有关叙述正确的是
A. 该反应的催化剂为NuH
B. 总反应式为HCCR+CO+NuH
C. a、b、c、d均存在顺反异构
D. 反应(Ⅳ)是生成酮的取代反应
【答案】B
【解析】
【分析】整个过程反应为RC≡CH+CO+CH3CH2OHRCH=CHCOOC2H5。
【详解】A. 过程(Ⅰ)、(Ⅱ)、(Ⅲ)的产物是中间产物,HMLn在第Ⅰ步消耗,第Ⅳ步又生成,该反应的催化剂为HMLn,故A错误;
B. NuH代表乙醇,总反应式为RC≡CH+CO+CH3CH2OHRCH=CHCOOC2H5,故B正确;
C. a为RC≡CH不存在顺反异构、b为RCH=CH-MLn、c为 、d为 均存在顺反异构,故C错误;
D. 过程(Ⅳ)是-OC2H5替代MLn,属于取代反应,反应(Ⅳ)是生成酯的取代反应,故D错误;
故选B。
二、填空题
17. 根据要求填空:
(1)写出有机物的名称___________。
(2)当乙酸分子中的O都是18O时,乙醇分子中的O都是16O时,二者在一定条件下反应,生成物中水的相对分子质量为___________。
(3)化学与生活息息相关。下列叙述正确的是___________(填字母代号)。
A. 馒头越嚼越甜 B. 鲜榨橙汁遇到碘水会变蓝
C. 油脂经水解可变成葡萄糖 D. 土豆中的淀粉经水解可变成酒
(4)某化合物C3H6O2的核磁共振谱(NMR)中有3个峰,其强度比为3∶2∶1,则该化合物的结构简式可能为___________(写出一种即可)。
(5)瑞香素是一种具有抗菌、抗炎、抗凝血等生物活性的香豆素化合物,其分子结构如图所示。回答下列问题。
①瑞香素的化学式为___________,含氧官能团名称___________。
②1mol此化合物可与___________molBr2反应,最多可以与___________molNaOH反应。
【答案】(1)2,3,5—三甲基—4—乙基庚烷
(2)20 (3)AB
(4)CH3CH2COOH或HCOOCH2CH3
(5) ①. C9H6O4 ②. 酯基、羟基 ③. 3 ④. 4
【解析】
【小问1详解】
由键线式可知,烷烃分子中最长碳链含有7个碳原子,侧链为3个甲基和1个乙基,名称为2,3,5—三甲基—4—乙基庚烷,故答案为:2,3,5—三甲基—4—乙基庚烷;
【小问2详解】
在酯化反应中羧酸提供羟基,醇提供羟基上的氢原子,羟基与氢原子结合生成水,所以当乙酸分子中的O都是18O时,乙醇分子中的O都是16O时,二者在一定条件下反应生成H218O,H218O的相对分子质量为20,故答案为:20;
【小问3详解】
A.馒头的主要成分是淀粉,唾液中含有淀粉酶,淀粉在淀粉酶作用下能发生水解反应生成葡萄糖,所以馒头越嚼越甜,故正确;
B.鲜榨橙汁中不含淀粉,所以鲜榨橙汁遇到碘水不会变蓝色,故错误;
C.油脂是高级脂肪酸甘油酯,酸性条件下发生水解反应生成高级脂肪酸和甘油,不能生成葡萄糖,故错误;
D.土豆中淀粉经水解可变成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下发酵生成酒,故错误;
故选A;
【小问4详解】
分子式为C3H6O2的有机物的核磁共振谱(NMR)中有3个峰说明有机物分子中含有3类氢原子,则强度比为3:2:1的结构简式为CH3CH2COOH或HCOOCH2CH3,故答案为:CH3CH2COOH或HCOOCH2CH3;
【小问5详解】
①由结构简式可知,瑞香素的分子式为C9H6O4,含氧官能团为酚羟基、酯基,故答案为:C9H6O4;酯基、羟基;
②由结构简式可知,瑞香素分子中含有的碳碳双键能与溴水发生加成反应,含有酚羟基,溴原子能取代羟基邻对位上的氢原子,则1mol瑞香素能与3mol溴反应;分子中含有的酚羟基和酚酯基能与氢氧化钠溶液反应,则1mol瑞香素最多能与4mol氢氧化钠反应,故答案为3;4。
18. 某科学研究小组制备硝基苯的实验装置如图所示,相关数据见下表。
物质
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
溶解性
苯
5.5
80
0.88
不溶于水
硝基苯
5.7
2109
1.205
难溶于水
间二硝基苯
89
301
1.57
微溶于水
浓硝酸
-42
83
1.4
易溶于水
浓硫酸
10.4
338
1.84
易溶于水
已知该实验中存在的主要副反应是:在温度稍高的情况下会生成间二硝基苯。
实验步骤如下:
取20mL浓硫酸与足量浓硝酸配制成混合酸,将混合酸小心加入B中。取17.7mL(约15.60g)苯加入A中。在室温下,向苯中逐滴加入混合酸,边滴加边搅拌,混合均匀加热,使其在50-60℃下发生反应,直至反应结束。将反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、5%NaOH溶液和水洗涤。在分出的产物中加入无水CaCl2颗粒,静置片刻,过滤,对滤液进行蒸馏纯化,收集205~210℃的馏分,得到纯硝基苯18g。
回答下列问题:
(1)图中装置C的作用是___________。
(2)制备硝基苯的化学方程式为___________。
(3)配制混合酸时,能否将浓硝酸加入浓硫酸中? ___________(填“能”或“不能”)。
(4)为了使反应在50~60℃下进行,常采用的加热方法是___________。反应结束并冷却至室温后A中液体为粗硝基苯,粗硝基苯呈黄色的原因是___________。
(5)要想得到纯硝基苯,应将温度控制在接近___________℃。
(6)本实验所得到的硝基苯(硝基苯的摩尔质量为123g/mol)的产率是___________(保留两位有效数字)。
【答案】(1)冷凝回流
(2)+HNO3(浓) +H2O
(3)不能 (4) ①. 水浴加热 ②. 粗硝基苯中溶有浓硝酸分解产生的NO2
(5)210.9 (6)73%
【解析】
【分析】配制混合酸时,应先将浓硝酸倒入容器,再缓缓倒入浓硫酸,加入苯后,均匀混合,用50-60℃的水浴加热;为防止浓硝酸、苯及生成的硝基苯挥发,实验过程中需进行冷凝回流。反应结束后,将混合液倒入盛有水的烧杯中,依次水洗、碱洗、水洗,再加入无水CaCl2干燥、过滤后进行蒸馏,以分离出硝基苯;
【小问1详解】
为防止浓硝酸、苯及生成的硝基苯挥发,实验过程中需进行冷凝回流,则图中装置C的作用是:冷凝回流;
【小问2详解】
苯与混合酸在50~60℃下进行反应,可制备硝基苯,化学方程式为+HNO3(浓) +H2O;
【小问3详解】
浓硫酸与浓硝酸混合时会放出大量的热,若将浓硝酸加入浓硫酸中,由于浓硝酸的密度小于浓硫酸,会造成液体溅出。所以配制混合酸时,不能将浓硝酸加入浓硫酸中;
【小问4详解】
为了使反应在50~60℃下进行,常采用的加热方法是:水浴加热;反应过程中,有部分硝酸发生分解,生成的NO2溶于混合液中,则反应结束并冷却至室温后A中液体为粗硝基苯,粗硝基苯呈黄色的原因是:粗硝基苯中溶有浓硝酸分解产生的NO2;
【小问5详解】
硝基苯的沸点为210.9℃,故要得到纯硝基苯,应将温度控制在接近210.9℃;
【小问6详解】
本实验中,理论上,15.60g苯完全转化为硝基苯的质量为,所得到的硝基苯(硝基苯的摩尔质量为123g/mol)的产率是。
19. 衣康酸()是制备高效除臭剂、粘合剂等多种精细化学品的重要原料。是制备衣康酸的重要中间物,可通过以下反应得到:
已知:(1)R-CH2-Cl+NaCN→R-CH2-CN+NaCl
(2)R-CH2-CN+NaOH+H2O→R-CH2-COONa+NH3
完成下列填空:
(1)A的结构简式为______;C→D的反应类型为______。
(2)B→C的反应试剂和条件为______。
(3)写出检验物质C中含有Cl原子的方法:______。
(4)写出与衣康酸具有相同官能团的各种同分异构体的结构简式(不包括其本身)。(已知羧基-COOH也是一种官能团)______。
(5)写出以丙烯为原料,合成1,2-丙二醇()的合成路线______ (无机试剂任选)。(合成路线常用表示方法为:)
【答案】 ①. ②. 取代反应 ③. NaOH醇溶液、加热 ④. 加入NaOH溶液,加热,冷却后加入稀硝酸中和,再加入硝酸银溶液,如果出现白色沉淀,证明有Cl原子 ⑤. HOOCCH=CHCH2COOH ⑥. CH3CH=CH2CH3CHBr-CH2BrCH3CHOH-CH2OH
【解析】
【分析】由D的结构可知A的结构简式为,因为转化过程中碳的骨架不变,由R-CH2-Cl+NaCN→R-CH2-CN+NaCl可知C→D的反应类型为取代反应,B→C的反应为卤代烃的消去,所以条件为:NaOH醇溶液、加热,检验卤代烃中卤素原子先在碱性条件下水解,再调节至酸性后加入硝酸银溶液,衣康酸中含有2个羧基、1个C=C键,同分异构体要求具有相同官能团,所以只有HOOCCH=CHCH2COOH,以丙烯为原料,合成1,2-丙二醇,引入两个相邻的羟基,只需先与卤素单质加成反应再水解取代即可。
【详解】(1)由合成路线可知,转化过程中碳的骨架不变,由R-CH2-Cl+NaCN→R-CH2-CN+NaCl可知C→D的反应类型为取代反应,B→C的反应为卤代烃的消去,A→B为加成反应,所以A的结构简式为;
(2)由R-CH2-Cl+NaCN→R-CH2-CN+NaCl可知C→D的反应类型为取代反应,B→C的反应为卤代烃的消去,所以条件为:NaOH醇溶液、加热;
(3)检验卤代烃中卤素原子先在碱性条件下水解,再调节至酸性后加入硝酸银溶液,所以答案为加入NaOH溶液,加热,冷却后加入稀硝酸中和,再加入硝酸银溶液,如果出现白色沉淀,证明有Cl原子;
(4)衣康酸中含有2个羧基、1个C=C键,同分异构体要求具有相同官能团,所以只有HOOCCH=CHCH2COOH;
(5)以丙烯为原料,合成1,2-丙二醇,引入两个相邻的羟基,只需先与卤素单质加成反应再水解取代即可,CH3CH=CH2CH3CHBr-CH2BrCH3CHOH-CH2OH。
20. 回答下列问题:
(1)CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,基态Cr原子的价电子排布式为___________,CrO2Cl2是___________分子(选填“极性”或“非极性”)。
(2)HC≡CNa(乙炔钠)广泛用于有机合成,乙炔钠中C原子的杂化类型为___________;乙炔钠中存在___________(填字母序号)。
A.金属键 B.σ键 C.π键 D.氢键 E.配位键 F.离子键 G.范德华力
(3)分子式为[Pt(NH3)2Cl4]的配合物有两种不同的颜色,其中橙黄色较不稳定,在水中的溶解度大;呈亮黄色的物质在水中的溶解度小,如图所示的结构示意图中呈亮黄色的是___________(填“A”或“B”)。
(4)芦笋中的天冬酰胺具有提高身体免疫力的功效,结构如图所示。其组成元素第一电离能由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
(5)某离子晶体的晶胞结构如图所示:
设该晶体的摩尔质量为Mg·mol–1,晶胞的密度为ρ g·cm–3,阿伏加 德罗常数为NA,则晶体中两个最近的X间的距离为___________pm。
【答案】(1) ①. ②. 非极性
(2) ①. sp杂化 ②. BCF
(3)A (4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
Cr所含质子数为24,原子核外电子数为24,3d能级上的原子轨道处于半满时,能量较低,基态Cr原子的价电子排布式为,CrO2Cl2常温下为深红色液体,能与CCl4、CS2等互溶,由相似相溶原理可知CrO2Cl2是非极性分子。故答案为:;非极性;
【小问2详解】
由HC≡CNa(乙炔钠)可知C原子形成2个σ键和2个π键,乙炔钠中C原子的杂化类型为sp杂化;乙炔钠中存在C-Hσ键、C≡Cπ键 、Na+与[CH≡C]-离子键 ,故答案为:sp杂化;BCF;
【小问3详解】
A是非极性分子,而水与B都是极性分子,根据相似相溶原理,A在水中的溶解度小,B在水中溶解度大,亮黄色结构为图中的A。故答案为:A;
【小问4详解】
元素的非金属性越强,其第一电离能越大,由于氮原子的2p轨道处于半充满状态,故第一电离能大于O,其组成元素第一电离能由大到小的顺序为。故答案为:;
【小问5详解】
设该晶体的摩尔质量为Mg·mol–1,晶胞的密度为ρ g·cm–3,阿伏加 德罗常数为NA,晶胞中含有4个X和8个Y,根据 求得晶胞的体积为V=,进而计算出晶胞的边长为 cm,因为两个距离最近的X的核间距离为晶胞面对角线的一半,则晶体中两个最近的X间的距离为pm。故答案为:。
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