精品解析:新疆乌鲁木齐市第八中学2023-2024学年高二下学期期末考试化学试题
2024-07-20
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内容正文:
乌鲁木齐第八中学2023-2024学年第二学期高二年级期末考试
化学问卷
考试时间:100分钟 卷面分值:100分
命题范围:人教版选修2、人教版选修3第一、二、三章
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 Cu-64
一、选择题(本题共21道小题,每题只有一个正确选项,每小题2分,共42分。)
1. 下列化学用语中错误的是
A. 甲基的电子式: B. 乙烯的结构简式:
C. 乙酸的球棍模型: D. 乙醇的空间填充模型:
2. 分子式为的有机物,有两种同分异构体——乙醇和二甲醚,下列哪种检测仪上显示出的信号完全相同
A. 红外光谱仪 B. 核磁共振仪 C. 质谱仪 D. 李比希元素分析仪
3. 下列有机物不存在顺反异构体的是
A. 1,2﹣二氯乙烯 B. 2﹣氯﹣2﹣丁烯 C. 2﹣氯丙烯 D. 1,2﹣二氯丙烯
4. 如下图所示的自催化反应,Y作催化剂。下列说法正确的是
A. X不能发生水解反应 B. Y与盐酸反应的产物不溶于水
C. Z中碳原子均采用杂化 D. 随增大,该反应速率不断增大
5. 类比法是一种学习化学的重要方法。下列“类比”中不合理的是
A. 甲烷的一氯代物只有一种,则新戊烷的一氯代物也只有一种
B. 酸性:CCl3COOH>CH3COOH,则酸性:CF3COOH>CCl3COOH
C. NH3与HCl反应生成NH4Cl,则CH3NH2也可与HCl反应生成CH3NH3Cl
D. 能发生水解反应和消去反应,则 也能发生水解反应和消去反应
6. 欲除去下列物质中的少量杂质,所选除杂试剂或除杂方法不正确的是
选项
物质
杂质
除杂试剂
除杂方法
A
C2H2
H2S
CuSO4溶液
洗气
B
溴苯
Br2
NaOH溶液
分液
C
乙烷
乙烯
氢气
转化法
D
乙醇
水
CaO
蒸馏
A. A B. B C. C D. D
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. 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. 该有机物经过质谱测定,最大质荷比为338
B. 该有机物分子对人体有益,含有3种官能团
C. 1mol该化合物最多与4molNaOH发生反应
D. 0.5mol该有机物中最多有4NA个碳原子共面
9. 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,下列叙述正确的是
A. 该反应的催化剂为NuH
B. 总反应式
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
10. 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 +
11. 下列说法正确的是
A. 向丙烯醛()中滴入溴水,若颜色褪去,就证明结构中有碳碳双键
B. 制溴苯时,用氢氧化钠可除去里面残留的单质溴
C. 苯酚对皮肤有腐蚀性,若粘在皮肤上,要用氢氧化钠溶液来洗
D. 实验室制备硝基苯时,温度计插入反应溶液中,并控制温度在之间
12. 新铃兰醛是一种常用香料,可调制皂用及化妆品用香精。其合成路线如下:
下列有关说法错误的是
A. 该反应是取代反应 B. 反应中三种物质均不互为同系物
C. 新铃兰醛不可发生消去反应 D. 新制可鉴别月桂烯醇和丙烯醛
13. 已知有机物的结构简式如图所示,下列说法错误的是
A. 存在官能团酰胺基 B. 分子中所有碳原子不可能共平面
C. 酸性条件下完全水解能得到3种有机物 D. 碱性条件下不水解
14. 我国有较多的科研人员在研究甲醛的氧化,有人提出HCHO()与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程,该历程示意图如图(图中只画出了HAP的部分结构)。
下列说法正确的是( )
A. 该反应的氧化产物是CO2
B. HCHO在反应过程中有C=O键发生断裂
C. 根据图示信息,CO2分子中的氧原子全部来自O2
D. HAP能提高HCHO与O2应的活化能,但不改变反应路径
15. 维生素C又叫L﹣抗坏血酸,简称Vc,其结构如图所示。Vc是一种水溶性维生素,在水果和蔬菜中含量丰富,在人体氧化还原代谢反应中起调节作用。下列有关说法正确的是
A. Vc能使灼热的氧化铜粉末变红色
B. Vc在碱性溶液中能稳定存在
C. Vc只含﹣COOH官能团的同分异构体共有5种
D. Vc中一定共面的碳原子有5个
16. 肉桂酸是一种香料,具有很好的保香作用。利用苯甲醛与乙酸酐发生普尔金反应可制备肉桂酸,方法如下:
下列说法错误的是
A. 苯甲醛和肉桂酸均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B. 肉桂酸的分子式为
C. 可以利用银镜反应检验粗产品中是否含有苯甲醛
D. 该反应属于取代反应,碱性环境有利于反应的进行
17. 断肠草是中国古代九大毒药之一,据记载能“见血封喉”,现已查明它是葫蔓藤科植物葫蔓藤,断肠草含有的毒素很多,其中四种毒素的结构简式,下列推断错误的是
A. ①与②;③与④互为同分异构体
B. ①、③互为同系物
C. ①、②、③、④均能与氢氧化钠溶液反应
D. 等物质的量的②、④分别在足量氧气中完全燃烧,前者消耗氧气比后者少
18. 连花清瘟胶囊用于治疗流行性感冒,其主要成分的结构简式如图。下列关于该有机物的说法错误的是
A. 分子中只有1个手性碳原子
B. 1mol该有机物消耗Na与NaOH的物质的量之比3:2
C. 键角α>β
D. 分子中共平面的碳原子最多有7个
19. 苯甲酸的熔点为122.13℃,微溶于水,易溶于酒精,实验室制备少量苯甲酸的流程如图:
下列叙述正确的是
A. “操作1”过程中玻璃棒的作用为搅拌 B. “操作2”为酸化过程,可使用稀硫酸
C. “冷凝回流”过程中一定需要直形冷凝管 D. 为提高苯甲酸固体的纯度,可用热水洗涤晶体
20. 下列有关说法不正确的是
A. 水合铜离子的模型如图1所示,1个水合铜离子中含有4个配位键
B. K2O晶体的晶胞如图2所示,K+填充O2-形成的四面体间隙
C. 晶体Zn中原子堆积模型如图3所示,空间利用率为68%
D. 晶体Cu中原子堆积模型如图4,为面心立方最密堆积,每个Cu原子的配位数均为8
21. 都是重要的有机反应中间体,有关它们的说法正确的是
A. 它们的碳原子均采取杂化,其中的结构示意图分别为:
B. 与形成的化合物中含有离子键
C. 的键角和比的键角小
D. 与互为等电子体,VSEPR立体构型均为四面体形
二、填空题:本题共5个小题,共58分。
22. 回答下列问题:
(1)图A是由4个碳原子结合成的某种烷烃(氢原子没有画出)。
①写出该有机物的系统命名法的名称___________。
②该有机物的同分异构体的二氯代物有___________种。
(2)图B的键线式表示维生素A的分子结构。
①该分子的化学式为___________。
②1mol维生素A最多可与___________molH2发生加成反应。
③维生素A分子中碳原子的杂化方式为___________。
(3)图A中杂化类型为sp3的碳原子数目为___________个。
(4)Ni(CO)4(四羰合镍,沸点43℃)是有机化合物羰基化反应的催化剂,结构如图所示。其中含有σ键的数目为___________,Ni(CO)4晶体的类型为___________。
23. 醇和酚在人类生产和生活中扮演着重要的角色。回答下列问题:
Ⅰ.苯肾上腺素是一种抗休克的血管活性药,其结构简式如图所示:
(1)苯肾上腺素不具有的化学性质是 ___________(填字母)。
a.可与烧碱溶液反应 b.可与氢气发生加成反应
c.可与酸性高锰酸钾溶液反应 d.可与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳
(2)苯肾上腺素能发生消去反应生成H2O和 ___________(写结构简式);H2O中O的未成对电子所在原子轨道的形状为___________。
(3)1mol苯肾上腺素与足量的金属钠反应生成 ___________L(标准状况下)H2。
(4)写出一种有4种不同化学环境的氢原子的苯肾上腺素的同分异构体的结构简式___________。
Ⅱ.1﹣丙醇(CH3CH2CH2OH)经消去反应、加成反应、水解反应、氧化反应以及酯化反应五个步骤可制备有机物。
(5)中官能团的名称为 ___________。
(6)分别写出1﹣丙醇(CH3CH2CH2OH)经消去反应、加成反应。水解反应、氧化反应后的生成物的结构简式:___________、___________、___________、___________。
24. 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。
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。
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
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)在洗涤操作中,第二次水洗的目的是___________。
(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)。
25. 元素分析是有机化合物的表征手段之一,按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先通入一定的O2,而后将已称重的U型管c、d与石英管连接,检查装置气密性。依次点燃煤气灯___________(排a、b顺序),进行实验。
(2)O2的作用有为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中。CuO的作用是___________(举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是___________、___________(填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是___________。
A.CaCl2 B.NaCl C.碱石灰(CaO+NaOH) D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作:___________。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.0236g,实验结束后,c管增重0.0108g,d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为___________。
26. 有机物H为缓释激素类片剂药物的主要成分,其合成路线如下:
已知:
I.
II.RCNRCH2NH2
回答下列问题:
(1)C、N、O第一电离能由大到小的顺序为___________;C、N、O电负性由大到小的顺序为___________。
(2)A与试剂X发生加成反应生成B,则试剂X的名称为___________,D中含氧官能团的名称为___________。
(3)D生成E的反应类型为___________;E生成F的化学方程式 ___________;物质G是对人体起直接治疗作用的药物,将其化转为H的主要目的是___________。
(4)结合题中所给信息,设计以甲醛和为原料,合成的合成路线(其他试剂任选)。___________。
(5)某链状化合物H是的同分异构体,H能发生银镜反应,该化合物可能结构共有___________种(不考虑立体异构)。
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乌鲁木齐第八中学2023-2024学年第二学期高二年级期末考试
化学问卷
考试时间:100分钟 卷面分值:100分
命题范围:人教版选修2、人教版选修3第一、二、三章
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56 Cu-64
一、选择题(本题共21道小题,每题只有一个正确选项,每小题2分,共42分。)
1. 下列化学用语中错误的是
A. 甲基的电子式: B. 乙烯的结构简式:
C. 乙酸的球棍模型: D. 乙醇的空间填充模型:
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲基为中性原子团,碳原子最外层含有7个电子,其电子式为:,故A错误;
B.乙烯的分子式为C2H4,其官能团为碳碳双键,结构简式为:,故B正确;
C.乙酸的结构简式为CH3COOH,图为乙酸的球棍模型,其中用黑球代表碳原子,白球代表氢原子,红球代表氧原子,同时用棍表示化学键,故C正确;
D.乙醇的结构简式为CH3CH2OH,含有CH3CH2-和-OH,图为乙醇的空间填充模型,展示了原子的相对大小,原子半径C>O>H,故D正确;
答案选A。
2. 分子式为的有机物,有两种同分异构体——乙醇和二甲醚,下列哪种检测仪上显示出的信号完全相同
A. 红外光谱仪 B. 核磁共振仪 C. 质谱仪 D. 李比希元素分析仪
【答案】D
【解析】
【详解】A.红外光谱仪可用来测定有机物分子中的化学键或官能团信息,乙醇和二甲醚的官能团不同,红外光谱仪显示出的信号不相同,故不选A;
B.核磁共振氢谱主要是用来确定有机物中有几种不同类型的氢原子及它们的相对数目,乙醇有3种等效氢,二甲醚有1种等效氢,核磁共振仪显示出的信号不相同,故不选B;
C.质谱法找最大质荷比确定有机物的相对分子质量,而乙醇和二甲醚是同分异构体,相对分子质量相同,但是其他质荷比并不完全相同,质谱仪显示出的信号不相同,故不选C;
D.李比希元素分析仪可用来分析有机物中元素种类,乙醇和二甲醚组成元素都是碳、氢、氧,因此李比希元素分析仪显示出的信号完全相同,故选D;
选D。
3. 下列有机物不存在顺反异构体的是
A. 1,2﹣二氯乙烯 B. 2﹣氯﹣2﹣丁烯 C. 2﹣氯丙烯 D. 1,2﹣二氯丙烯
【答案】C
【解析】
【分析】若有机物中含有碳碳双键,且至少一个碳原子上连有两个相同的原子或原子团,就不存在顺反异构体。
【详解】A.1,2-二氯乙烯为ClCH=CHCl,C=C双键同一碳原子连接不同的原子H、Cl,具有顺反异构,选项A不符合;
B.2﹣氯﹣2﹣丁烯为CH3CCl=CHCH3,C=C双键同一碳原子连接不同的原子H、Cl,具有顺反异构,选项B不符合;
C.2﹣氯丙烯为CH3CCl=CH2,C=C双键同一碳原子连接相同的原子H,不具有顺反异构,选项C符合;
D.1,2-二氯丙烯分子CH3ClC=CHCl中,C=C双键同一碳原子连接不同的原子或原子团,具有顺反异构,选项D不符合;
故选C。
4. 如下图所示的自催化反应,Y作催化剂。下列说法正确的是
A. X不能发生水解反应 B. Y与盐酸反应的产物不溶于水
C. Z中碳原子均采用杂化 D. 随增大,该反应速率不断增大
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据X的结构简式可知,其结构中含有酯基和酰胺基,因此可以发生水解反应,A错误;
B.有机物Y中含有亚氨基,其呈碱性,可以与盐酸发生反应生成盐,生成的盐在水中的溶解性较好,B错误;
C.有机物Z中含有苯环和碳碳双键,无饱和碳原子,其所有的碳原子均为sp2杂化,C正确;
D.随着体系中c(Y)增大,Y在反应中起催化作用,反应初始阶段化学反应会加快,但随着反应的不断进行,反应物X的浓度不断减小,且浓度的减小占主要因素,反应速率又逐渐减小,即不会一直增大,D错误;
故答案选C。
5. 类比法是一种学习化学的重要方法。下列“类比”中不合理的是
A. 甲烷的一氯代物只有一种,则新戊烷的一氯代物也只有一种
B. 酸性:CCl3COOH>CH3COOH,则酸性:CF3COOH>CCl3COOH
C. NH3与HCl反应生成NH4Cl,则CH3NH2也可与HCl反应生成CH3NH3Cl
D. 能发生水解反应和消去反应,则 也能发生水解反应和消去反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲烷是正四面体结构,四个氢原子是等效的,故一氯代物只有一种,新戊烷碳原子的骨架也是正四面体结构,故四个甲基也是等效的,即12个氢原子也是等效的,A合理;
B.因电负性,吸电子能力,基团吸电子能力越强,羧基的电子云密度越小,羧基中氢氧键的极性越强,羧基越易电离出氢离子,B合理;
C.氨分子和分子中氮原子都具有孤对电子,都能与氯化氢分子中具有空轨道的氢离子形成配位键,所以氨分子与氯化氢分子生成氯化铵,也可与HCl反应生成,C合理;
D. 不能发生消去反应,D不合理;
故选D。
6. 欲除去下列物质中的少量杂质,所选除杂试剂或除杂方法不正确的是
选项
物质
杂质
除杂试剂
除杂方法
A
C2H2
H2S
CuSO4溶液
洗气
B
溴苯
Br2
NaOH溶液
分液
C
乙烷
乙烯
氢气
转化法
D
乙醇
水
CaO
蒸馏
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.H2S可以与CuSO4反应生成CuS和H2SO4,通过洗气法除掉,A正确;
B.溴单质与氢氧化钠反应生成溴化钠,次溴酸钠和水,与溴苯互不相容,可以用分液方法除去,B正确;
C.会引入杂质气体H2,C错误;
D.氧化钙可以与水反应生成氢氧化钙,并放出热量,将乙醇蒸馏出来,D正确;
故选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.装置甲中,实验室制乙酸乙酯应用饱和溶液吸收,不能用饱和溶液,因为会使乙酸乙酯水解,不能达到目的,A错误;
B.装置乙,苯与浓硝酸在浓硫酸作催化剂、加热(,用水浴加热控制温度)条件下发生硝化反应制硝基苯,该装置能达到目的,B正确;
C.装置丙,电石(主要成分)与水反应剧烈,不能用多孔塑料板控制反应,且生成的是糊状物,会堵塞塑料板,不能达到目的,C错误;
D.装置丁,实验室制乙烯需要浓硫酸、乙醇混合液加热到,该装置缺少温度计控制温度,不能达到目的,D错误;
综上,答案是B 。
8. 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. 该有机物经过质谱测定,最大质荷比为338
B. 该有机物分子对人体有益,含有3种官能团
C. 1mol该化合物最多与4molNaOH发生反应
D. 0.5mol该有机物中最多有4NA个碳原子共面
【答案】B
【解析】
【详解】A.由结构可知其相对分子质量是340,所以该有机物经过质谱测定,最大质荷比为340,故A错误;
B.根据题干信息可判断该有机物分子对人体有益,含有3种官能团,即羟基、碳碳双键和酯基,故B正确;
C.酚-OH、-COOC-及水解生成的酚-OH均与NaOH反应,则1mol该化合物最多与5mol NaOH反应,故C错误;
D.苯环、双键为平面结构,且直接相连,且可能与-COOC-及后面的苯环共面,则最多共面的碳原子一定大于8个,因此0.5mol该有机物中最多共面的碳原子一定大于4NA个,故D错误;
故选B。
9. 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,下列叙述正确的是
A. 该反应的催化剂为NuH
B. 总反应式
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】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,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,A错误;
B.根据分析,NuH代表乙醇,总反应式为:RCCH+CO+CH3CH2OHRCH=CHCOOC2H5,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,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,D错误;
故选B。
10. 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。
11. 下列说法正确的是
A. 向丙烯醛()中滴入溴水,若颜色褪去,就证明结构中有碳碳双键
B. 制溴苯时,用氢氧化钠可除去里面残留的单质溴
C. 苯酚对皮肤有腐蚀性,若粘在皮肤上,要用氢氧化钠溶液来洗
D. 实验室制备硝基苯时,温度计插入反应溶液中,并控制温度在之间
【答案】B
【解析】
【详解】A. 溴水也能和醛基反应,则丙烯醛()中滴入溴水,若颜色褪去,是无法证明结构中含有碳碳双键的,故A说法错误;
B. 制溴苯时,剩余的溴会溶解在溴苯中,需要用氢氧化钠溶液去除里面残留的单质溴,故B说法正确;
C. 氢氧化钠溶液是强碱溶液,对皮肤也有腐蚀性,故苯酚粘在皮肤上,需用酒精来洗,故C说法错误;
D.实验室制备硝基苯时采取的是水浴加热,温度计插入到水中来控制水温度在之间,故D说法错误;
本题答案B。
12. 新铃兰醛是一种常用香料,可调制皂用及化妆品用香精。其合成路线如下:
下列有关说法错误的是
A. 该反应是取代反应 B. 反应中三种物质均不互为同系物
C. 新铃兰醛不可发生消去反应 D. 新制可鉴别月桂烯醇和丙烯醛
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据方程式前后的原子分析,该反应先是加成反应,再是甲基取代羟基,故A错误;
B.第一种物质是含有两个碳碳双键的醇,第二个物质是含有一个碳碳双键的醛,第三个物质是有环状,含有碳碳双键是醛,因此三者结构不相似,因此三种物质均不互为同系物,故B正确;
C.新铃兰醛没有醇羟基,没有卤素原子,因此不可发生消去反应,故C正确;
D.丙烯醛含有醛基,月桂烯醇不含醛基,因此可以用新制鉴别月桂烯醇和丙烯醛,故D正确。
综上所述,答案为A。
13. 已知有机物的结构简式如图所示,下列说法错误的是
A. 存在官能团酰胺基 B. 分子中所有碳原子不可能共平面
C. 酸性条件下完全水解能得到3种有机物 D. 碱性条件下不水解
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据物质结构简式可知:该物质分子中含有的官能团名称为酰胺基,A正确;
B.该物质分子中含有多个饱和C原子,具有甲烷的四面体结构,因此分子中所有碳原子不可能共平面,B正确;
C.该物质在酸性条件下水解,产生的物质有、、三种有机化合物,C正确;
D.该物质分子中含有酰胺基,在碱性条件下水解断裂酰胺基中C-N键,D错误;
故合理选项是D。
14. 我国有较多的科研人员在研究甲醛的氧化,有人提出HCHO()与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程,该历程示意图如图(图中只画出了HAP的部分结构)。
下列说法正确的是( )
A. 该反应的氧化产物是CO2
B. HCHO在反应过程中有C=O键发生断裂
C. 根据图示信息,CO2分子中的氧原子全部来自O2
D. HAP能提高HCHO与O2应的活化能,但不改变反应路径
【答案】A
【解析】
【详解】A.由题干信息,HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O,HCHO中的C从0价升高至+4价,作还原剂,则对应生成的CO2为氧化产物,A选项正确;
B.根据图示,整个反应过程中,HCHO在反应过程中有C—H键的断裂和C=O键的形成,B选项错误;
C.由图示可知,CO2分子中氧原子一部分来自于O2,一部分还来自于HCHO,C选项错误;
D.HAP在反应中作催化剂,可降低HCHO与O2应的活化能,D选错误;
答案选A。
15. 维生素C又叫L﹣抗坏血酸,简称Vc,其结构如图所示。Vc是一种水溶性维生素,在水果和蔬菜中含量丰富,在人体氧化还原代谢反应中起调节作用。下列有关说法正确的是
A. Vc能使灼热的氧化铜粉末变红色
B. Vc在碱性溶液中能稳定存在
C. Vc只含﹣COOH官能团的同分异构体共有5种
D. Vc中一定共面的碳原子有5个
【答案】AC
【解析】
【详解】A.由Vc的结构式可知,Vc中与羟基相连的碳原子上有氢,能够发生催化氧化反应,使灼热的氧化铜粉末变红色,A正确;
B.Vc存在酯基,在碱性溶液中能发生水解反应,不能稳定存在,B错误;
C.Vc的分子式为C6H8O6,只含-COOH官能团的同分异构体共有、、、、共 5种,C正确;
D.根据乙烯6个原子共平面,Vc中一定共面的碳原子为4个,D错误;
故选AC。
16. 肉桂酸是一种香料,具有很好的保香作用。利用苯甲醛与乙酸酐发生普尔金反应可制备肉桂酸,方法如下:
下列说法错误的是
A. 苯甲醛和肉桂酸均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B. 肉桂酸的分子式为
C. 可以利用银镜反应检验粗产品中是否含有苯甲醛
D. 该反应属于取代反应,碱性环境有利于反应的进行
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯甲醛含醛基,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,肉桂酸含碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,因此苯甲醛和肉桂酸均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;
B.肉桂酸的分子式为,B正确;
C.从题给反应来看,所涉及物质只有苯甲醛含醛基,因此可以利用银镜反应检验粗产品中是否含有苯甲醛,C正确;
D.苯甲醛与乙酸酐发生Perkin反应的机理可理解为和 先发生加成反应生成 , 发生醇的消去生成, 再水解得 和CH3COOH,不是单纯的发生取代反应,D错误;
答案选D。
17. 断肠草是中国古代九大毒药之一,据记载能“见血封喉”,现已查明它是葫蔓藤科植物葫蔓藤,断肠草含有的毒素很多,其中四种毒素的结构简式,下列推断错误的是
A. ①与②;③与④互为同分异构体
B. ①、③互为同系物
C. ①、②、③、④均能与氢氧化钠溶液反应
D. 等物质的量的②、④分别在足量氧气中完全燃烧,前者消耗氧气比后者少
【答案】BD
【解析】
【详解】A.①的分子式为C13H10O5,②的分子式为C13H10O5,①和②-OCH3的位置不同,属于同分异构体,③的分子式为C12H8O4,④的分子式为C12H8O4,-OCH3位置不同,属于同分异构体,A正确;
B.①和③的结构不相似,且两者相差一个OCH2,不是若干个CH2,因此不属于同系物,B错误;
C.四种物质分子都含有酯基,均能与氢氧化钠溶液反应,C正确;
D.1mol②耗氧量为(13+10/4-5/2)mol=13mol,1mol④耗氧量为(12+8/4-4/2)mol=12mol,等物质的量时,前者耗氧量大于后者耗氧量,D错误;
故选BD。
18. 连花清瘟胶囊用于治疗流行性感冒,其主要成分的结构简式如图。下列关于该有机物的说法错误的是
A. 分子中只有1个手性碳原子
B. 1mol该有机物消耗Na与NaOH的物质的量之比3:2
C. 键角α>β
D. 分子中共平面的碳原子最多有7个
【答案】D
【解析】
【详解】A.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,该有机物中 只有虚线圈住的碳原子为手性碳原子,只有一个,A正确;
B.该有机物能与Na反应的基团有酚羟基、醇羟基和羧基,能与NaOH反应的基团有酚羟基和羧基,所以1mol该有机物消耗Na与NaOH的物质的量之比3:2,B正确;
C.氧原子上有孤对电子,导致键角更大,C正确;
D.与苯环相连的碳原子与苯环在同一平面上,与羧基相连的碳原子可以通过单键旋转到苯环平面,故分子中共平面的碳原子不止7个,D错误;
答案选D。
19. 苯甲酸的熔点为122.13℃,微溶于水,易溶于酒精,实验室制备少量苯甲酸的流程如图:
下列叙述正确的是
A. “操作1”过程中玻璃棒的作用为搅拌 B. “操作2”为酸化过程,可使用稀硫酸
C. “冷凝回流”过程中一定需要直形冷凝管 D. 为提高苯甲酸固体的纯度,可用热水洗涤晶体
【答案】B
【解析】
【详解】A.生成的苯甲酸钾可溶于水,同时反应中,高锰酸钾与甲苯反应生成的二氧化锰不溶于水,操作1应是过滤操作,所以玻璃棒的作用还有引流作用,A错误;
B.苯甲酸钾加入酸发生取代反应,同时硫酸酸性强于苯甲酸,根据强酸制弱酸原理,可酸化制得苯甲酸,B正确;
C.冷凝回流过程中,为增大接触面积,增强冷凝效果,可以选择球形冷凝管,C错误;
D.苯甲酸微溶于水,但是在热水中,溶解度增大,造成产品损失,应该用冷水洗涤晶体,D错误;
答案选B
20. 下列有关说法不正确的是
A. 水合铜离子的模型如图1所示,1个水合铜离子中含有4个配位键
B. K2O晶体的晶胞如图2所示,K+填充O2-形成的四面体间隙
C. 晶体Zn中原子堆积模型如图3所示,空间利用率为68%
D. 晶体Cu中原子堆积模型如图4,为面心立方最密堆积,每个Cu原子的配位数均为8
【答案】CD
【解析】
【详解】A.水合铜离子中铜离子的配位数为4,配体是水,水中的氧原子提供孤电子对与铜离子形成配位键,A正确;
B.由图可知,O2‒形成面心立方堆积,K+占据O2-形成的全部四面体空隙,B正确;
C.由图可知,金属Zn中Zn原子为六方最密堆积方式,原子空间利用率为74%,C错误;
D.晶体Cu中原子堆积模型如图4,为面心立方最密堆积,每个Cu原子最近且的铜为12个,配位数均为12,D不正确;
故选CD。
21. 都是重要的有机反应中间体,有关它们的说法正确的是
A. 它们的碳原子均采取杂化,其中的结构示意图分别为:
B. 与形成的化合物中含有离子键
C. 的键角和比的键角小
D. 与互为等电子体,VSEPR立体构型均为四面体形
【答案】D
【解析】
【详解】A.中C的价层电子对数为3,无孤电子对,为sp2杂化, 中C的价层电子对数为,有一个孤电子,为sp3杂化,中C的价层电子对数为4,有一对孤电子对,为sp3杂化,故A错误;
B.与形成的化合物为共价化合物甲醇,不含有离子键,故B错误;
C.由A项分析知,中C的价层电子对数为3,无孤电子对,为sp2杂化,为平面三角形,键角为,中C的价层电子对数为4,有一对孤电子对,为sp3杂化,为三角锥性,键角小于,故的键角和比的键角大,故C错误;
D.价电子总数、原子总数相等的分子或离子互为等电子体,则与互为等电子体,VSEPR立体构型均为四面体形,故D正确;
故选D。
二、填空题:本题共5个小题,共58分。
22. 回答下列问题:
(1)图A是由4个碳原子结合成的某种烷烃(氢原子没有画出)。
①写出该有机物的系统命名法的名称___________。
②该有机物的同分异构体的二氯代物有___________种。
(2)图B的键线式表示维生素A的分子结构。
①该分子的化学式为___________。
②1mol维生素A最多可与___________molH2发生加成反应。
③维生素A分子中碳原子的杂化方式为___________。
(3)图A中杂化类型为sp3的碳原子数目为___________个。
(4)Ni(CO)4(四羰合镍,沸点43℃)是有机化合物羰基化反应的催化剂,结构如图所示。其中含有σ键的数目为___________,Ni(CO)4晶体的类型为___________。
【答案】(1) ①. 2﹣甲基丙烷 ②. 6
(2) ①. C20H30O ②. 5 ③. sp2、sp3
(3)4 (4) ①. 8 ②. 分子晶体
【解析】
【小问1详解】
①是含有4个碳原子的烷烃,结构简式是 ,系统命名是2-甲基丙烷,故填2-甲基丙烷;
②的同分异构体的结构简式是CH3CH2CH2CH3,二氯取代物的结构简式是CHCl2CH2CH2CH3、CH2ClCHClCH2CH3、CH2ClCH2CHClCH3、CH2ClCH2CH2CH2Cl、CH3CCl2CH2CH3、CH3CHClCHClCH3,共6种。(定一移二法),故填6;
【小问2详解】
①根据图B的键线式,维生素A的分子式是C20H30O,故填C20H30O;
②维生素A的分子中含有5个碳碳双键,所以1mol维生素A最多可与5mol H2发生加成反应,故填5;
③维生素A分子中碳原子有碳碳双键和饱和碳原子的杂化方式为:sp2、sp3;
【小问3详解】
图A中碳原子杂化类型为sp3即四个碳都是饱和C原子,数目为4;
【小问4详解】
单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键含有1个σ键2个π键,由的结构可知,4个配体CO与中心原子Ni形成的4个配位键均为σ键,而每个配体CO中含有1个σ键2个π键,因此1个分子中含有8个σ键;的沸点很低,结合其结构可知该物质由分子构成,因此其晶体类型为分子晶体。
23. 醇和酚在人类生产和生活中扮演着重要的角色。回答下列问题:
Ⅰ.苯肾上腺素是一种抗休克的血管活性药,其结构简式如图所示:
(1)苯肾上腺素不具有的化学性质是 ___________(填字母)。
a.可与烧碱溶液反应 b.可与氢气发生加成反应
c.可与酸性高锰酸钾溶液反应 d.可与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳
(2)苯肾上腺素能发生消去反应生成H2O和 ___________(写结构简式);H2O中O的未成对电子所在原子轨道的形状为___________。
(3)1mol苯肾上腺素与足量的金属钠反应生成 ___________L(标准状况下)H2。
(4)写出一种有4种不同化学环境的氢原子的苯肾上腺素的同分异构体的结构简式___________。
Ⅱ.1﹣丙醇(CH3CH2CH2OH)经消去反应、加成反应、水解反应、氧化反应以及酯化反应五个步骤可制备有机物。
(5)中官能团的名称为 ___________。
(6)分别写出1﹣丙醇(CH3CH2CH2OH)经消去反应、加成反应。水解反应、氧化反应后的生成物的结构简式:___________、___________、___________、___________。
【答案】(1)d (2) ①. ②. 哑铃形
(3)33.6 (4)或
(5)酮羰基、酯基 (6) ①. CH3CH=CH2 ②. CH3CHBrCH2Br ③. CH3CHOHCH2OH ④.
【解析】
【小问1详解】
苯肾上腺素含有酚羟基能和氢氧化钠溶液反应,含有苯环能和氢气发生加成反应,含有羟基,能被酸性高锰酸钾氧化,故答案为d;
【小问2详解】
苯肾上腺素中与醇羟基相连的碳原子的邻碳上有H原子,能发生消去反应生成H2O和, O的核外电子排布式为1s22s22p2,其未成对电子所在能级为2p能级,形状为哑铃型,故答案为;哑铃型;
【小问3详解】
1mol苯肾上腺素含有3mol羟基,与足量的金属钠反应生成1.5mol氢气,标况下的体积为33.6L,故答案为:33.6L;
【小问4详解】
有4种不同化学环境的氢原子的苯肾上腺素的同分异构体中氨基两侧为对称结构,其结构简式为或,故答案为:或;
【小问5详解】
中管能团名称为酮羰基、酯基,故答案为:酮羰基、酯基;
【小问6详解】
1﹣丙醇(CH3CH2CH2OH)经消去反应、加成反应、水解反应、氧化反应,,故答案为:CH3CH=CH2;CH3CHBrCH2Br;CH3CHOHCH2OH;。
24. 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。
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。
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
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)在洗涤操作中,第二次水洗的目的是___________。
(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)洗去残留的NaOH及生成的钠盐
(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】
用NaOH洗涤时,主要洗去溶解在混合液中的酸等,在洗涤操作中,第二次水洗的目的是:洗去残留的NaOH及生成的钠盐。
【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=24.6g,所得到的硝基苯(硝基苯的摩尔质量为123g/mol)的产率是≈73%。
【点睛】当加热温度不超过100℃时,通常采用水浴加热。
25. 元素分析是有机化合物的表征手段之一,按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先通入一定的O2,而后将已称重的U型管c、d与石英管连接,检查装置气密性。依次点燃煤气灯___________(排a、b顺序),进行实验。
(2)O2的作用有为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中。CuO的作用是___________(举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是___________、___________(填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是___________。
A.CaCl2 B.NaCl C.碱石灰(CaO+NaOH) D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作:___________。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.0236g,实验结束后,c管增重0.0108g,d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为___________。
【答案】(1)b、a (2)CO+CuO Cu+CO2
(3) ①. A ②. C ③. 碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
(4)先熄灭煤气灯a,继续吹入一定量的O2,然后再熄灭煤气灯b,待装置冷却后停止通入O2
(5)C4H6O4
【解析】
【分析】a、b中产生CO2和H2O,c装置为无水CaCl2,吸收产生的水,d装置为碱石灰,用来吸收产生的CO2;
【小问1详解】
应先点燃b,在点燃a,使有机物充分被氧化;
【小问2详解】
氧化铜保证当a处发生反应时产生的CO能被CuO反应生成CO2,即作用为保证充分氧化有机物,用方程式表示为CO+CuO Cu+CO2;
【小问3详解】
由分析c装置为无水CaCl2,吸收产生的水,d装置为碱石灰,用来吸收产生的CO2,故选AC;c和d中的试剂不可调换,理由是碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳;
【小问4详解】
反应完全以后应先熄灭煤气灯a,继续吹入一定量的O2,然后再熄灭煤气灯b,待装置冷却后停止通入O2,保证石英管中的气体产物完全吹入两U型管中,使装置冷却;
【小问5详解】
由题n(H2O)= ,n(CO2)= m(H)=0.0012g,m(C)=0.0096g,m(O)=0.0236-0.0096-0.0012=0.0128,N(C):N(H):N(O)=2:3:2,根据相对分子量为118,其分子式为C4H6O4。
26. 有机物H为缓释激素类片剂药物的主要成分,其合成路线如下:
已知:
I.
II.RCNRCH2NH2
回答下列问题:
(1)C、N、O第一电离能由大到小的顺序为___________;C、N、O电负性由大到小的顺序为___________。
(2)A与试剂X发生加成反应生成B,则试剂X的名称为___________,D中含氧官能团的名称为___________。
(3)D生成E的反应类型为___________;E生成F的化学方程式 ___________;物质G是对人体起直接治疗作用的药物,将其化转为H的主要目的是___________。
(4)结合题中所给信息,设计以甲醛和为原料,合成的合成路线(其他试剂任选)。___________。
(5)某链状化合物H是的同分异构体,H能发生银镜反应,该化合物可能结构共有___________种(不考虑立体异构)。
【答案】(1) ①. N>O>C ②. O>N>C
(2) ①. 乙醛 ②. 醚键、羟基
(3) ①. 消去反应 ②. +HCN→ ③. H在人体中缓慢水解生成G,达到缓释、充分吸收的效果;
(4)
(5)8
【解析】
【分析】有机物A和X发生加成反应生成B,根据A和B结构式的变化可知X为CH3CHO,B发生已知信息的反应生成C为,C和甲醛发生加成反应生成D,根据E的分子式和D的结构简式可知D发生消去反应生成E是,E和HCN发生加成反应生成F为,F发生已知信息反应生成G,G和醋酸酐发生取代反应生成H,据此解答。
【小问1详解】
第二周期元素是C、N、O,同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势,第ⅤA与第ⅥA反常,则第一电离能由大到小顺序为N>O>C;同一周期从左往右元素电负性呈增大趋势O>N>C;
【小问2详解】
根据以上分析可知X为CH3CHO,名称为乙醛;根据D的结构简式可知含氧官能团的名称为醚键、羟基;
【小问3详解】
D发生消去反应生成E,反应类型为消去反应;E生成F的化学方程式E与HCN发生加成反应生成F,方程式为+HCN→;H在人体中缓慢水解生成G,达到缓释、充分吸收的效果;
【小问4详解】
根据题干信息可判断被还原生成,和HCN反应生成,发生消去反应生成,和甲醛反应生成,则合成路线为。
【小问5详解】
链状化合物H是的同分异构体,H能发生银镜反应,则含有醛基,分子中除了醛基外,还有4个碳的丁烯基,丁烯基有三种碳架C=C-C-C、C-C=C-C、C=C(C)-C,醛基取代在上面的种类分别为4种、2种、2种,共8种,故H的可能结构共有8种(不考虑立体异构)。
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