精品解析:福建省福州市八县(市)协作校2023-2024学年高二下学期期末联考化学试题
2024-07-21
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-期末 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 福建省 |
| 地区(市) | 福州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.22 MB |
| 发布时间 | 2024-07-21 |
| 更新时间 | 2025-12-11 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-07-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46441793.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
福建省福州市八县(市)协作校2023-2024学年高二下学期期末联考
化学试题
[完卷时间:75分钟;满分:100分]
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16
第Ⅰ卷 (选择题 共40分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列材料主要成分属于有机物的是
A 石墨烯 B. 不锈钢 C. 石英光导纤维 D. 聚酯纤维
2. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4LHCl气体中H+数目为NA
B. 28gC2H4分子中含有的键数目为4NA
C. 1.8g18O中含有的中子数为NA
D. pH=12的Na2CO3溶液中数目为0.01NA
3. 已知、均可自耦电离:,,下列反应与CH3CH2OH + HBr 原理不同的是
A.
B
C.
D.
4. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 乙醛的结构简式:
B. 的VSEPR模型为
C. 的名称:3−甲基戊烷
D. 基态原子的价层电子轨道表示式为
5. 下列说法正确的是
A. C60和C70互为同位素 B. C2H6和C6H14互为同系物
C. CO和CO2互为同素异形体 D. CH3COOH和CH3OOCH是同一种物质
6. 日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2:1:3。下列说法正确的是
A. 电负性:X>Y>Z>W
B. 原子半径:X<Y<Z<W
C. Y和W的单质都能与水反应生成气体
D. Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
7. 某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A. 的配位数为6 B. 与距离最近的是
C. 该物质的化学式为 D. 若换为,则晶胞棱长将改变
8. 化学小组设计在实验室中制取乙烯并验证乙烯的不饱和性。利用如图所示装置(部分夹持装置略去)不能达到相应实验目的的是
A 利用装置I制取乙烯
B. 利用装置II除去乙烯中的CO2和SO2
C. 利用装置III收集乙烯
D. 利用装置IV验证乙烯不饱和性
9. 络塞维是中药玫瑰红景天中含有的一种天然产物,分子结构见下图。关于该化合物下列说法正确的是
A. 不能发生消去反应 B. 能与醋酸发生酯化反应
C. 所有原子都处于同一平面 D. 络塞维最多能与反应
10. 利用(Q)与(QH2)电解转化法从烟气中分离CO2的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极,溶液不能通过。下列说法错误的是
A. a为电源负极
B. M极为阴极,电极反应式为+2H2O+2e-=+2OH-
C. CO2在M极被还原
D. 分离出的CO2从出口2排出
第Ⅱ卷 (非选择题,共60分)
二、非选择题(本题包括4小题,共60分)
11. 关于化学键和分子间作用力的理论是关于物质结构的基本理论。
(1)N、P、As电负性由大到小的顺序为___________。
(2)用“>”或“<”填空:
第一电离能
离子半径
熔点
酸性
Si___________S
O2-_________Na+
NaCl___________Si
H2SO4___________HClO4
(3)MgCl2在工业上应用广泛,可由MgO制备。MgO的熔点比BaO的熔点___________(填“高”或“低”)。
(4)HCHO分子的立体构型为___________形。
(5)已知H2O2分子的结构如图所示:H2O2分子不是直线形的,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上,两个氧原子在书脊位置上,书页夹角为93o52′,而两个O—H键与O—O 键的夹角均为96o52′。
①H2O2分子是含有___________键和___________键的___________(填“极性”或“非极性”)分子。
②H2O2难溶于CS2,简要说明理由:___________。
12. 邻苯二甲酰亚胺广泛用于染料、农药医药橡胶、香料等行业,是许多重要有机精细化学品的中间体。反应原理为
物质
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯酐
131~134
284
不溶于冷水,微溶于热水
邻氨甲酰苯甲酸
140~143
394.2
稍溶于热水
邻苯二甲酰亚胺
232~235
366
微溶于水,易溶于碱溶液
制备邻苯二甲酰亚胺的实验装置如图所示。
实验步骤:
向装置甲的三颈烧瓶中加入14.8000g苯酐(相对分子质量为148),然后再加入15.0mL氨水(过量),加热至冷凝管中有部分液体回流时开启搅拌,控制温度为80~95℃,待苯酐固体完全反应后,改为蒸馏装置乙,继续加热,将装置中的水蒸出,体系温度逐渐升高至固体熔化。保温反应60min后,冷却至室温,洗涤、抽滤、烘干,进一步提纯得固体邻苯二甲酰亚胺(相对分子质量为147)14.1120g。
请回答下列问题:
(1)仪器M的名称是___________。
(2)仪器Y中冷水由___________(填“a”或“b”)口流出,装置甲中仪器X一般不用装置乙中仪器Y代替的原因是___________。
(3)反应①中除了生成邻氨甲酰苯甲酸,还可能生成的副产物是___________(写一种物质的结构简式)。
(4)蒸馏时,需要及时将装置中的水蒸出,目的是___________。
(5)该固体产品的产率是___________。
(6)邻苯二甲酰亚胺还可以用邻二甲苯与氨气、空气在加热条件下催化反应一步制得,写出该反应的化学方程式:___________。
(7)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如图,分子中所有原子共平面,所有N原子的杂化轨道类型相同,均采取___________杂化。邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料,后者熔点高于前者,主要原因是___________。
13. 室温下可见光催化合成技术,对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于、碘代烃类等,合成化合物ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物i的分子式为___________。化合物x为i的同分异构体,能发生银镜反应,且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为___________,其名称为___________。
(2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为。y为___________。
(3)根据化合物V的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成新结构
反应类型
a
___________
___________
消去反应
b
___________
___________
氧化反应(生成有机产物)
(4)关于反应⑤的说法中,不正确的有___________。
A. 反应过程中,有键和键断裂
B. 反应过程中,有双键和单键形成
C. 反应物i中,氧原子采取杂化,并且存在手性碳原子
D. 属于极性分子,分子中存在由p轨道“头碰头”形成的键
14. 奥培米芬(化合物J)是一种雌激素受体调节剂,以下是一种合成路线(部分反应条件已简化)。
已知:①Ph-为苯基的简写
②
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是___________。
(2)C的结构简式为___________。
(3)D的化学名称为___________。
(4)F的核磁共振谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1,其结构简式为___________。
(5)由I生成J的反应类型是___________。
(6)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种;
①能发生银镜反应;②遇FeCl3溶液显紫色;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为___________。
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福建省福州市八县(市)协作校2023-2024学年高二下学期期末联考
化学试题
[完卷时间:75分钟;满分:100分]
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16
第Ⅰ卷 (选择题 共40分)
一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础,下列材料主要成分属于有机物的是
A. 石墨烯 B. 不锈钢 C. 石英光导纤维 D. 聚酯纤维
【答案】D
【解析】
【详解】A.石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,为碳的单质,属于无机物,A不符合题意;
B.不锈钢是Fe、Cr、Ni等的合金,属于金属材料,B不符合题意;
C.石英光导纤维的主要成分为SiO2,属于无机非金属材料,C不符合题意;
D.聚酯纤维俗称“涤纶”,是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维,属于有机物,D符合题意;
故选D。
2. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4LHCl气体中H+数目为NA
B. 28gC2H4分子中含有的键数目为4NA
C. 1.8g18O中含有的中子数为NA
D. pH=12的Na2CO3溶液中数目为0.01NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准状况下,22.4LHCl的物质的量为1mol,HCl是共价化合物,没有H+,故A错误;
B.1个C2H4中含有5个σ键,28gC2H4分子中含有的σ键数目为mol-1=5NA,故B错误;
C.18O中子数为18-8=10,1.8g18O的物质的量为,含有的中子数为NA,故C正确;
D.未知溶液的体积,无法计算其离子数目,故D错误;
故选:C。
3. 已知、均可自耦电离:,,下列反应与CH3CH2OH + HBr 原理不同的是
A.
B.
C
D.
【答案】D
【解析】
【分析】根据题目信息可知,CH3CH2Br和H2O互相交换成分生成CH3CH2OH和HBr;
【详解】A.由2H2O(l)OH-+H3O+,Mg3N2和H2O互相交换成分,生成Mg(OH)2和NH3,与题中反应原理相同,故A不符合;
B.由NH3(1)自耦电离,2NH3(1),SiCl4和NH3互相交换成分,生成Si(NH2)4和NH4Cl,原理与题干中相同,故B不符合;
C.PCl3、H2O的反应,二者进行互换成分生成了H3PO3和HCl,与题中的反应原理是相同的,故C不符合;
D. Cl2和NH3发生反应生成单质N2,反应物之间没有进行成分的互相交换,与题中的反应原理不相同,故D符合;
故答案为:D。
4. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 乙醛的结构简式:
B. 的VSEPR模型为
C. 的名称:3−甲基戊烷
D. 基态原子的价层电子轨道表示式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醛的结构简式:,A错误;
B.氨分子中氮原子的价层电子对数为4,有1个孤电子对,分子的VSEPR模型为,B错误;
C.由结构简式可知,烷烃分子中最长碳链含有5个碳原子,支链为1个甲基,名称为3—甲基戊烷,,C正确;
D.铬元素的原子序数为24,基态原子的价层电子排布式为3d54s1,轨道表示式为,D错误;
故选C。
5. 下列说法正确的是
A. C60和C70互为同位素 B. C2H6和C6H14互为同系物
C. CO和CO2互为同素异形体 D. CH3COOH和CH3OOCH是同一种物质
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.同种元素的不同种核素互称同位素,C60和C70为C元素的两种不同单质,不能互称同位素,A错误;
B.C2H6和C6H14均为烷烃,二者结构类似,分子组成上相差4个CH2基团,二者互为同系物,B正确;
C.同种元素的不同种单质互称同素异形体,CO和CO2为C元素的两种不同氧化物,二者不是单质,不能互称同素异形体,C错误;
D.两种物质的结构不同,不是同一种物质,二者互称同分异构体,D错误;
故答案选B。
6. 日光灯中用到的某种荧光粉的主要成分为3W3(ZX4)2·WY2。已知:X、Y、Z和W为原子序数依次增大的前20号元素,W为金属元素。基态X原子s轨道上的电子数和p轨道上的电子数相等,基态X、Y、Z原子的未成对电子数之比为2:1:3。下列说法正确的是
A. 电负性:X>Y>Z>W
B 原子半径:X<Y<Z<W
C. Y和W的单质都能与水反应生成气体
D. Z元素最高价氧化物对应的水化物具有强氧化性
【答案】C
【解析】
【分析】根据题中所给的信息,基态X原子s轨道上的电子式与p轨道上的电子式相同,可以推测X为O元素或Mg元素,由荧光粉的结构可知,X主要形成的是酸根,因此X为O元素;基态X原子中未成键电子数为2,因此Y的未成键电子数为1,又因X、Y、Z、W的原子序数依次增大,故Y可能为F元素、Na元素、Al元素、Cl元素,因题目中给出W为金属元素且荧光粉的结构中Y与W化合,故Y为F元素或Cl元素;Z原子的未成键电子数为3,又因其原子序大于Y,故Y应为F元素、Z其应为P元素;从荧光粉的结构式可以看出W为某+2价元素,故其为Ca元素;综上所述,X、Y、Z、W四种元素分别为O、F、P、Ca,据此答题。
【详解】A.电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小,根据其规律,同一周期从左到右依次增大,同一主族从上到下依次减小,故四种原子的电负性大小为:Y>X>Z>W,A错误;
B.同一周期原子半径从左到右依次减小,同一主族原子半径从上到下依次增大,故四种原子的原子半径大小为:Y<X<Z<W,B错误;
C.F2与水反应生成HF气体和O2,Ca与水反应生成氢氧化钙和氢气,二者均可以生成气体,C正确;
D.Z元素的最高价氧化物对应的水化物为H3PO4,没有强氧化性,D错误;
故答案选C。
7. 某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是
A. 的配位数为6 B. 与距离最近的是
C. 该物质的化学式为 D. 若换为,则晶胞棱长将改变
【答案】B
【解析】
【详解】A.配位数为与其距离最近且等距离的F-的个数,如图所示,位于体心,F-位于面心,所以配位数为6,A正确;
B.与的最近距离为棱长的,与的最近距离为棱长的,所以与距离最近的是,B错误;
C.位于顶点,所以个数==1,F-位于面心,F-个数==3,位于体心,所以个数=1,综上,该物质的化学式为,C正确;
D.与半径不同,替换后晶胞棱长将改变,D正确;
故选B。
8. 化学小组设计在实验室中制取乙烯并验证乙烯的不饱和性。利用如图所示装置(部分夹持装置略去)不能达到相应实验目的的是
A 利用装置I制取乙烯
B. 利用装置II除去乙烯中的CO2和SO2
C. 利用装置III收集乙烯
D. 利用装置IV验证乙烯的不饱和性
【答案】C
【解析】
【详解】A.利用无水乙醇和浓硫酸加热发生消去反应生成乙烯,装置图是制备乙烯的发生装置,可以实现,A正确;
B.二氧化碳和二氧化硫是酸性氧化物,除去乙烯中二氧化碳、二氧化硫,可以通过氢氧化钠溶液除去,利用装置除去乙烯中的CO2和SO2,可以实现,B正确;
C.排水法收集难溶气体,导气管应短进长出,装置图中气体流向是长进短出,不能收集到气体,不能实现收集乙烯,C错误;
D.1,2一二溴乙烷的沸点为131.4℃,熔点为9.79℃,冷水中乙烯和溴的四氯化碳溶液发生加成反应,溶液颜色变浅或消失,观察到明显现象,可以利用装置验证乙烯的不饱和性,D正确;
故选C。
9. 络塞维是中药玫瑰红景天中含有的一种天然产物,分子结构见下图。关于该化合物下列说法正确的是
A 不能发生消去反应 B. 能与醋酸发生酯化反应
C. 所有原子都处于同一平面 D. 络塞维最多能与反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.该化合物的分子中,与羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,可发生消去反应,A错误;
B.该化合物含有羟基,可与醋酸发生酯化反应,B正确;
C.该化合物的结构中含有饱和碳原子,不可能所有原子处于同一平面上,C错误;
D.络塞维最多能与反应,其中苯环消耗3mol H2,碳碳双键消耗1mol H2,D错误;
故选B。
10. 利用(Q)与(QH2)电解转化法从烟气中分离CO2的原理如图。已知气体可选择性通过膜电极,溶液不能通过。下列说法错误的是
A. a为电源负极
B. M极为阴极,电极反应式为+2H2O+2e-=+2OH-
C. CO2在M极被还原
D. 分离出的CO2从出口2排出
【答案】C
【解析】
【分析】结合该电解池图示中的信息可知,M 极发生的是由 Q()转化为 QH2()的过程,从分子组成上看,该过程中是一个加氢的过程,属于还原反应,故 M 极为阴极,则阴极的电极反应式为:+2H2O+2e-=+2OH-
,故与 M 极相连的 a 电极为负极,N 极为阳极,发生失电子的氧化反应,则阳极的电极反应式为:
-2e-=+2H+,b 极为电源正极。
【详解】A.由上述分析可知,a 为电源负极,A正确;
B.由上述分析可知,M极为阴极,电极反应式为+2H2O+2e-=+2OH-,B正确;
C.可知整个过程CO2并未被还原,CO2 在 M 极上发生反应为:,C错误;
D.M 极上CO2发生反应为:,可知烟气中的 CO2在 M 极上被电解液吸收,同时在电解过程中,NaHCO3 溶液中的阴离子向阳极 N 极移动,结合N电极反应中所产生的 H+,即N极上发生的反应为:,故分离出的CO2从出口2排出,D正确;
故选C。
第Ⅱ卷 (非选择题,共60分)
二、非选择题(本题包括4小题,共60分)
11. 关于化学键和分子间作用力的理论是关于物质结构的基本理论。
(1)N、P、As电负性由大到小的顺序为___________。
(2)用“>”或“<”填空:
第一电离能
离子半径
熔点
酸性
Si___________S
O2-_________Na+
NaCl___________Si
H2SO4___________HClO4
(3)MgCl2在工业上应用广泛,可由MgO制备。MgO的熔点比BaO的熔点___________(填“高”或“低”)。
(4)HCHO分子的立体构型为___________形。
(5)已知H2O2分子的结构如图所示:H2O2分子不是直线形的,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上,两个氧原子在书脊位置上,书页夹角为93o52′,而两个O—H键与O—O 键的夹角均为96o52′。
①H2O2分子是含有___________键和___________键的___________(填“极性”或“非极性”)分子。
②H2O2难溶于CS2,简要说明理由:___________。
【答案】(1)N>P>As
(2) ①. < ②. > ③. < ④. <
(3)高 (4)平面三角
(5) ①. 极性 ②. 非极性 ③. 极性 ④. H2O2为极性分子,CS2为非极性溶剂,根据“相似相溶”规律,H2O2难溶于CS2
【解析】
【小问1详解】
N、P、As同主族自上而下电负性逐渐增大,所以电负性由大到小的顺序为N>P>As,答案:N>P>As;
【小问2详解】
第一电离能同周期从左到右增加,第ⅡA、第ⅤA高于相邻元素,第一电离能Si <S。、核外电子层排布相同,质子数越大,离子半径越小,所以离子半径>。NaCl为离子晶体,Si为共价晶体,所以熔点NaCl<Si,S元素的非金属性小于Cl,其最高价氧化物的水化物的酸性:H2SO4<HClO4,答案:<;>;<;<;
【小问3详解】
MgO 、 BaO 均为离子晶体,半径小于,MgO离子键强,熔点高;
【小问4详解】
HCHO中心碳原子形成3个σ键,中心碳原子sp2杂化,无孤电子对,所以HCHO 分子的立体构型为平面三角形;
【小问5详解】
①H2O2分子含有的H-O键为极性键, O-O键为非极性键,正负电荷中心不重合,为极性分子;
②分子的溶解性可根据“相似相溶”规律解释,H2O2为极性分子,而 CS2为非极性溶剂,根据“相似相溶”规律,H2O2难溶于 CS2。
12. 邻苯二甲酰亚胺广泛用于染料、农药医药橡胶、香料等行业,是许多重要有机精细化学品的中间体。反应原理为
物质
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯酐
131~134
284
不溶于冷水,微溶于热水
邻氨甲酰苯甲酸
140~143
394.2
稍溶于热水
邻苯二甲酰亚胺
232~235
366
微溶于水,易溶于碱溶液
制备邻苯二甲酰亚胺的实验装置如图所示。
实验步骤:
向装置甲的三颈烧瓶中加入14.8000g苯酐(相对分子质量为148),然后再加入15.0mL氨水(过量),加热至冷凝管中有部分液体回流时开启搅拌,控制温度为80~95℃,待苯酐固体完全反应后,改为蒸馏装置乙,继续加热,将装置中的水蒸出,体系温度逐渐升高至固体熔化。保温反应60min后,冷却至室温,洗涤、抽滤、烘干,进一步提纯得固体邻苯二甲酰亚胺(相对分子质量为147)14.1120g。
请回答下列问题:
(1)仪器M的名称是___________。
(2)仪器Y中冷水由___________(填“a”或“b”)口流出,装置甲中仪器X一般不用装置乙中仪器Y代替的原因是___________。
(3)反应①中除了生成邻氨甲酰苯甲酸,还可能生成的副产物是___________(写一种物质的结构简式)。
(4)蒸馏时,需要及时将装置中的水蒸出,目的是___________。
(5)该固体产品的产率是___________。
(6)邻苯二甲酰亚胺还可以用邻二甲苯与氨气、空气在加热条件下催化反应一步制得,写出该反应的化学方程式:___________。
(7)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如图,分子中所有原子共平面,所有N原子的杂化轨道类型相同,均采取___________杂化。邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料,后者熔点高于前者,主要原因是___________。
【答案】(1)锥形瓶 (2) ①. b ②. 球形冷凝管与气流接触面积大,冷凝效果好
(3) (4)减少反应②的产物H2O的量,使反应②平衡正向移动,提高产率
(5)96% (6)+NH3+3O2+4H2O
(7) ①. sp2 ②. 两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,熔点更高
【解析】
【分析】由题给流程可知,装置甲中发生的反应为苯酐与氨水在加热下发生取代反应生成邻氨甲酰苯甲酸,邻氨甲酰苯甲酸在80~95°C的热水浴中发生取代反应生成邻苯二甲酰亚胺,装置乙用于除去所得固体中的水分,除水所得固体经冷却,洗涤、抽滤、烘干,进一步提纯得固体邻苯二甲酰亚胺。
【小问1详解】
由实验装置图可知,仪器M为锥形瓶,
【小问2详解】
由实验装置图可知,仪器Y为直形冷凝管,为增强冷凝效果,实验时,冷水应由下口a通入,上口b流出;仪器X为球形冷凝管,与直形冷凝管相比,球形冷凝管与气流接触面积大,冷凝效果好,所以置甲中球形冷凝管一般不用装置乙中直形冷凝管代替,故答案为:b;球形冷凝管与气流接触面积大,冷凝效果好;
【小问3详解】
由题给流程可知,反应①中生成的邻氨甲酰苯甲酸能与氨水继续发生取代反应生成副产物,故答案为:;
【小问4详解】
蒸馏时,及时将装置中的水蒸出可以减少反应②的水,使反应②的平衡向正反应方向移动,有利于提高邻苯二甲酰亚胺的产率;
【小问5详解】
由题意可知,14.8000g苯酐制得14.1120g邻苯二甲酰亚胺,则邻苯二甲酰亚胺的产率为×100%=96%;
【小问6详解】
由题意可知,邻二甲苯与氨气、空气在加热条件下催化反应生成邻苯二甲酰亚胺和水,反应的化学方程式为+NH3+3O2+4H2O ;
【小问7详解】
由酞菁分子中所有原子共平面,氮原子的杂化轨道类型相同可知,分子中氮原子的杂化方式均为sp2杂化;邻苯二甲酸酐和邻苯二甲酰亚胺均为分子晶体,邻苯二甲酰亚胺分子能形成分子间氢键,邻苯二甲酸酐不能形成分子间氢键,则分子间作用力大于邻苯二甲酸酐,熔点高于邻苯二甲酸酐,故答案为:sp2;两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,熔点更高。
13. 室温下可见光催化合成技术,对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于、碘代烃类等,合成化合物ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物i的分子式为___________。化合物x为i的同分异构体,能发生银镜反应,且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为___________,其名称为___________。
(2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为。y为___________。
(3)根据化合物V的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
___________
___________
消去反应
b
___________
___________
氧化反应(生成有机产物)
(4)关于反应⑤的说法中,不正确的有___________。
A. 反应过程中,有键和键断裂
B. 反应过程中,有双键和单键形成
C. 反应物i中,氧原子采取杂化,并且存在手性碳原子
D. 属于极性分子,分子中存在由p轨道“头碰头”形成的键
【答案】(1) ①. ②. ③. 2,2-二甲基丙醛
(2)或氧气
(3) ①. 浓硫酸,加热 ②. ③. 、,加热(或酸性溶液) ④. (或) (4)CD
【解析】
【分析】与在一定条件下发生取代反应生成,在一定条件下发生氧化反应生成环氧乙烷,与在一定条件下发生开环生成,发生取代反应生成,与、CO在一定条件下反应生成。
【小问1详解】
化合物i为,分子式为;的不饱和度为1,其同分异构体x可形成碳碳双键或碳氧双键或一个环,在核磁共振氢谱上只有2组峰,说明分子中有对称结构,不对称的部分放在对称轴上,x的结构含酮羰基时为、含有醛基时为,其名称为2,2-二甲基丙醛;
【小问2详解】
化合物ⅲ为乙烯与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ为环氧乙烷(分子式为),原子利用率为100%,则y为氧气或;
【小问3详解】
化合物V为,其官能团为羟基,属于醇,根据其结构特征分析预测可能的化学性质:含有羟基,且与羟基相连的碳的邻碳上有氢,可在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成;与羟基相连的碳上有氢,可在铜或银催化作用下氧化生成或在酸性溶液中氧化生成;即完成表格填空为
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
浓硫酸、加热
消去反应
b
、,加热(或酸性溶液)
(或)
氧化反应(生成有机产物)
【小问4详解】
反应⑤为与、CO在一定条件下反应生成,
A.从产物中不存在键和键可以看出,反应过程中,有键和键断裂,A正确;
B.反应物中不存在双键,碳碘键中碘原子断离去与羟基中氢原子断离去,余下的部分与CO结合形成酯基,所以反应过程中,有双键和单键形成,B正确;
C.反应物i为中,氧原子采取杂化,但与羟基相连的碳有对称轴,其它碳上均有2个氢,分子中不存在手性碳原子,C错误;
D.CO属于极性分子,分子中存在由p轨道“肩并肩”形成的π键,“头碰头”不能形成π键,D错误;
故答案为:CD;
14. 奥培米芬(化合物J)是一种雌激素受体调节剂,以下是一种合成路线(部分反应条件已简化)。
已知:①Ph-为苯基简写
②
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是___________。
(2)C的结构简式为___________。
(3)D的化学名称为___________。
(4)F的核磁共振谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1,其结构简式为___________。
(5)由I生成J的反应类型是___________。
(6)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种;
①能发生银镜反应;②遇FeCl3溶液显紫色;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为___________。
【答案】(1)醚键和羟基
(2) (3)苯乙酸
(4) (5)还原反应
(6) ①. 13 ②.
【解析】
【分析】有机物A与有机物B发生反应生成有机物C,有机物C与有机物D在多聚磷酸的条件下反应生成有机物E,根据有机物E的结构可以推测,有机物C的结构为,进而推断出有机物D的结构为;有机物E与有机物F反应生成有机物G,有机物G根据已知条件发生反应生成有机物H,有机物H的结构为,有机物H发生两步反应得到目标化合物J(奥培米芬);据此分析解题。
【小问1详解】
根据有机物A的结构,有机物A中的含氧官能团是醚键和羟基;
【小问2详解】
根据分析,有机物C的结构简式为;
【小问3详解】
根据分析,有机物D的结构为,其化学名称为苯乙酸;
【小问4详解】
有机物F的核磁共振氢谱显示未两组峰,封面积比为1:1,说明这4个H原子被分为两组,且物质应该是一种对称的结构,结合有机物F的分子式可以得到,有机物F的结构简式为;
【小问5详解】
根据流程,有机物I在LiAlH4/四氢呋喃的条件下生成有机物J,从J的结构中可以看出,有机物右侧的酯基断裂生成了羟基,由于LiAlH4是有机合成中常用的还原剂是,故该反应为还原反应,由于没有给出反应的其他产物,此反应类型是很难判断的;
【小问6详解】
能发生银镜反应说明该结构中含有醛基,能遇FeCl3溶液显紫色说明该结构中含有酚羟基,则满足这三个条件的同分异构体有13种。此时可能是情况有,固定醛基、酚羟基的位置处在邻位上,变换甲基的位置,这种情况下有4种可能;固定醛基、酚羟基的位置处在间位上,变换甲基的位置,这种情况下有4种可能;固定醛基、酚羟基的位置处在对位上,变换甲基的位置,这种情况下有2种可能;将醛基与亚甲基相连,变换酚羟基的位置,这种情况下有3种可能,因此满足以上条件的同分异构体有4+4+2+3=13种。其中,核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为2:2:2:1:1,说明这总同分异构体中不能含有甲基且结构为一种对称结构,因此,这种同分异构体的结构简式为:。
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