内容正文:
临淄中学2023—2024学年度第二学期期中模块检测
高二化学试题
一、选择题:本题共10小题,共20分,每小题只有一个选项符合题意
1. 研究有机混合物一般要采取的几个步骤是
A. 分离、提纯→确定分子式→确定最简式→确定结构式
B. 分离、提纯→确定最简式→确定分子式→确定结构式
C. 分离、提纯→确定结构式→确定最简式→确定分子式
D. 确定分子式→确定最简式→确定结构式→分离、提纯
2. 下列化学用语错误的是
A. 乙烷的空间填充模型:
B. 苯甲醛的结构简式:
C. 的名称:3,3,4-三甲基己烷
D. 羟基的电子式:
3. 有机物A是一种重要的化工原料,其结构简式为,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是
A. ①酸性KMnO4溶液②银氨溶液
B. ①溴水②NaOH溶液③酸性KMnO4溶液
C. ①NaOH溶液②银氨溶液③溴水
D. ①新制Cu(OH)2 ②盐酸③溴水
4. 布洛芬为解热镇痛类化学药物,直接服用会对胃肠造成强烈刺激,故化学家进行如图所示的分子修饰,以缓刺激。下列说法正确的是
A. 布洛芬修饰分子中有两个含氧官能团
B. 布洛芬修饰分子中所有的碳原子可能共平面
C. 在胃肠内布洛芬修饰分子会转化为布洛芬分子
D. 1 mol布洛芬可与NaHCO3反应生成22.4 LCO2
5. 提纯下列物质括号中为少量杂质,选择试剂和分离方法都正确的是
被提纯的物质
除杂试剂
分离方法
A
苯苯酚
溴水
分液
B
溴苯(Br2)
氢氧化钠溶液
蒸馏
C
C2H2(H2S)
硫酸铜溶液
过滤
D
苯甲酸 (NaCl)
水
重结晶
A. A B. B C. C D. D
6. 异黄酮类是药用植物的有效成分之一。一种异黄酮类化合物Z的部分合成路线如下:
下列有关化合物X、Y和Z的说法错误的是
A. 1molX与足量溴水反应消耗
B. 1molY最多能与反应
C. 可用酸性高锰酸钾溶液检验Z中的碳碳双键
D. Z与足量加成所得有机物的1个分子中含有6个手性碳原子
7. 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
8. 下列物质转化中,所用的试剂、条件不合理的是
物质转化
试剂、条件
A
CH3CH2Br→H2C=CH2
NaOH的乙醇溶液、加热
B
CH3CHO→CH3COOH
银氨溶液、水浴加热
C
浓硫酸、加热
D
CH3CH2OH→CH3CH2OCH2CH3
浓硫酸、140℃
A. A B. B C. C D. D
9. 有机物分子中基团间的相互作用会影响物质的化学性质。下列各项的事实不能说明上述观点的是
A. 2—丙醇能被催化氧化,2—甲基—2—丙醇不能被催化氧化
B. 分子中O—H键的易断裂程度不同
C. 苯与液溴在催化条件下能反应,苯酚能与浓溴水反应
D. 苯和甲烷均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
10. 根据有机物的结构预测其可能的反应类型和反应试剂,下列说法不正确的是
选项
分析结构
反应类型
反应试剂
A
含碳碳双键
能发生加成反应
的溶液
B
含羟基
能发生酯化反应
,浓
C
含
能发生消去反应
NaOH的乙醇溶液
D
含
能发生催化氧化反应
,Cu
A. A B. B C. C D. D
二、选择题:本题共5个小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分
11. 下列操作不能达到实验目的的是
目的
操作
A
鉴别甲酸与乙酸
在两支试管中分别依次加入2mL10% NaOH溶液,滴入5滴5% CuSO4溶液,振荡然后分别加入0.5mL甲酸和0.5mL乙酸,加热
B
鉴别与
向两支分别盛有2mL与的试管中各加入几滴FeCl3溶液,振荡
C
证明1-溴丁烷发生消去反应
向圆底烧瓶中加入2.0gNaOH和15mL乙醇,搅拌。再加入5mL 1-溴丁烷和碎瓷片,加热。将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液
D
证明酸性:碳酸>苯酚
向澄清的苯酚钠溶液中通入二氧化碳气体
A. A B. B C. C D. D
12. 烯烃里的碳碳双键会被拆散、重组,形成新分子,这种过程被命名为烯烃复分解反应。如:,则对于有机物发生烯烃的复分解反应时,可能生成的产物有:①;②CH2=CHCH3;③CH2=CH2;④ ;⑤。
A. ①②③④ B. ①③④⑤ C. ②③④⑤ D. ①②③⑤
13. 向乙醛溶液中加入含1 molBr2的溴水,观察到溴水褪色。对产生该现象的原因有如下3种猜想:
①溴水与乙醛发生取代反应;
②由于乙醛分子中有不饱和键,溴水与乙醛发生加成反应;
③由于乙醛具有还原性,溴水将乙醛氧化为乙酸。
为探究哪一种猜想正确,某研究性学习小组设计了如下2种实验方案。
方案1:检验褪色后溶液的酸碱性;方案2:测定反应后溶液中的n(Br-)。下列说法错误的是
A. 检验褪色后溶液的酸碱性不能确定是取代反应还是氧化反应
B. 若测得反应后n(Br-)为 0 mol。说明溴水与乙醛发生加成反应
C. 若测得反应后n(Br-)为 2 mol。说明溴水与乙醛发生取代反应
D. 若溴水能将乙醛氧化为乙酸,则溴的四氯化碳溶液也能氧化乙醛
14. 用下列装置完成相关实验,不合理是
A. 用a装置探究乙醇消去反应的产物
B. 用b装置探究苯与液溴取代反应的产物
C. 用c装置探究乙酸乙酯样品中是否含有乙酸
D. 用d装置探究卤代烃中卤元素的类别
15. 有机物M(2-甲基-2-丁醇)存在如图所示的转化关系,下列说法正确的是
A. M的二氯代物有6种
B. N分子可能存在顺反异构
C. M的同分异构体中,能被氧化为酮的醇有3种
D. L的同分异构体中,含两种化学环境的氢的结构仅有1种
三、填空题:(共5道大题,60分)
16. 有机化学中常出现的一些关键词:官能团、反应类型、名称、结构简式、光谱……,识别这些关键词是学习有机化学重要的手段,按要求回答下列问题:
(1)阿司匹林()含有的官能团名称为_______。
(2)的反应类型为_______。
(3)的名称为_______。
(4)写出下列有机反应的化学方程式:
①与足量氢氧化钠水溶液混合加热:_______。
②甲醛与过量银氨溶液水浴加热:_______
③与发生加成反应,产物含有两个环:_______
(5)用质谱法测得化合物A的相对分子质量为136.A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其红外光谱和核磁共振氢谱如图所示:
化合物A的结构简式为_______。
(6)的同分异构体中,能使FeCl3溶液变紫色的有_______种。
17. ClCH2COOH(氯乙酸,熔点为50℃,Mr=94.5)是一种化工原料,实验室制备氯乙酸的装置如图:
按下列实验步骤回答问题:
(1)在500mL三颈烧瓶中放置300g冰醋酸(Mr=60)和15g催化剂乙酸酐。加热至105℃时,开始通入干燥纯净的氯气。加热的方式是_____(填“水浴加热”或“油浴加热”),仪器X的名称是_______,其作用是_______,冷凝水从_______口进_______口出(用“a”“b”表示)。
(2)氯气通入冰醋酸中呈黄色随即黄色褪去,用化学方程式解释黄色褪去的原因:_________,戊中漏斗的作用是_______,NaOH溶液的主要作用是_______。
(3)将熔融的生成物移至蒸馏瓶中进行蒸馏纯化,收集186~188℃馏分。若选择装置a蒸馏,直形冷凝管易炸裂,原因是_______。
(4)冷凝后生成无色氯乙酸晶体425g,产率约为_______(结果保留2位有效数字)。
18. 科研小组通过实验I和实验Ⅱ从黄花蒿中高效提取抗疟疾药物青蒿素。
实验I从黄花蒿中提取青蒿素,过程如下。
(1)“萃取”时可供选用溶剂的相关数据如下。
溶剂
水
乙醇
四氯化碳
乙醚
沸点/℃
100.0
78.5
76.5
34.6
①“萃取”温度超过60℃,青蒿素会失去药效,推测_______(填官能团结构式)被破坏。
②结合上表数据,溶剂X应选择_______,理由是_____。
(2)“操作”的名称为_______。
实验Ⅱ利用实验I中“减压过滤”所得滤渣制备青蒿素,过程如下
(3)“还原”时将青蒿酸转化为二氢青蒿酸。其中无机产物之一为含π键的非极性分子,补充完整该反应的化学方程式:_______。
(4)已知:。“还原”时加入CoCl2固体可避免二氢青蒿酸被N2H2进一步还原,原因是_______。
(5)蒸馏操作中宜选用下图Ⅱ水蒸气蒸馏装置,不能用图I酒精灯直接加热蒸馏装置的原因是___________。
停止水蒸气蒸馏应进行的操作是_______。
(6)单位质量黄花蒿粉末中青蒿素的总提取量为_______。
19. 以甲烷为原料合成聚苯乙烯等产品的一种流程如下(部分产物及反应条件略去):
(1)CH4与Cl2在光照下反应能得到CH2Cl2,关于CH2Cl2的描述错误的是_______。
A. C原子采取sp2杂化 B. 二氯甲烷有同分异构体
C. 二氯甲烷不能发生消去反应 D. 常温常压下为液体
(2)反应②的反应类型为_______反应。
(3)写出下列反应的化学方程式:反应④_______;反应⑤_______。
(4)写出符合下列条件的乙苯的同分异构体的结构简式_______。
分子中不同化学环境的氢原子数比为6∶2∶1∶1 的芳香烃
(5)已知:①R-NO2R-NH2。
②+HCl。
③苯环上原有取代基对新取代基的位置有影响:甲基一般使新取代基在其邻对位,硝基使新取代基在其间位。
依据题中信息及所学知识,写出以苯为原料制备的合成路线流程图(无机试剂、两碳以下的有机试剂任用)。(合成路线的表示方式为:)_______。
20. 是合成利尿药——吡咯他尼的中间体。一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是_______。
(2)已知D与DMF反应的另一个产物是水,则DMF的结构简式是___,其官能团的名称是______。
(3)的反应类型是_______,其中SOCl2的作用是将羧基转化为并产生SO2气体,写出对硝基苯甲酸与SOCl2反应的化学方程式:_______。
(4)在B的芳香族同分异构体中,能被银氨溶液氧化的有_______种(填字母)。
A.10种 B.11种 C.12种 D.13种
其中,在核磁共振氢谱上有3组峰的结构简式为_______。
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临淄中学2023—2024学年度第二学期期中模块检测
高二化学试题
一、选择题:本题共10小题,共20分,每小题只有一个选项符合题意
1. 研究有机混合物一般要采取的几个步骤是
A. 分离、提纯→确定分子式→确定最简式→确定结构式
B 分离、提纯→确定最简式→确定分子式→确定结构式
C. 分离、提纯→确定结构式→确定最简式→确定分子式
D. 确定分子式→确定最简式→确定结构式→分离、提纯
【答案】B
【解析】
【详解】有机混合物首先需经过分离提纯才能得到纯净物;然后对未知有机物的结构与性质进行鉴定和研究:一般先利用元素定量分析确定实验式(最简式);再测定相对分子质量从而确定分子式;因为有机物存在同分异构现象,所以最后利用波谱分析确定结构式。故对其研究的步骤是分离提纯→确定最简式→确定分子式→确定结构式,B正确。
2. 下列化学用语错误的是
A. 乙烷的空间填充模型:
B. 苯甲醛的结构简式:
C. 的名称:3,3,4-三甲基己烷
D. 羟基的电子式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙烷是CH3CH3,空间填充模型:,故A错误;
B.苯甲醛的结构简式为,故B正确;
C.主链为最长的碳链,有6个碳原子,应从左边编号,名称为3,3,4-三甲基己烷,故C正确;
D.羟基中存在O—H共价键且氧原子还含有2对孤电子对及1个单电子,羟基的电子式为,故D正确;
答案选A。
3. 有机物A是一种重要的化工原料,其结构简式为,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是
A. ①酸性KMnO4溶液②银氨溶液
B. ①溴水②NaOH溶液③酸性KMnO4溶液
C. ①NaOH溶液②银氨溶液③溴水
D. ①新制的Cu(OH)2 ②盐酸③溴水
【答案】D
【解析】
【详解】A.有机物A中所含的官能团有碳碳双键和醛基,二者均能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色,A项错误;
B.有机物A中所含的官能团有碳碳双键和醛基,二者均能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色,B项错误;
C.先加氢氧化钠制造碱性环境,再加入银氨溶液产生银镜说明含有醛基,直接加溴水,溴水褪色可能是与氢氧化钠反应而褪色,不一定是碳碳双键使溴水褪色,应先加酸中和多余的碱,C项错误;
D.加入足量新制的Cu(OH)2,微热后生成砖红色的沉淀,能检验出醛基,但发生反应之后的溶液仍显碱性,所以先酸化,再加入溴水,溴水褪色说明分子中含有碳碳双键,D项正确;
答案选D。
4. 布洛芬为解热镇痛类化学药物,直接服用会对胃肠造成强烈刺激,故化学家进行如图所示的分子修饰,以缓刺激。下列说法正确的是
A. 布洛芬修饰分子中有两个含氧官能团
B. 布洛芬修饰分子中所有的碳原子可能共平面
C. 在胃肠内布洛芬修饰分子会转化为布洛芬分子
D. 1 mol布洛芬可与NaHCO3反应生成22.4 LCO2
【答案】C
【解析】
【详解】A.布洛芬修饰分子中有一个含氧官能团:酯基,故A错误;
B.布洛芬中有2个饱和碳原子为sp3杂化,所有碳原子不可能共平面,故B错误;
C.在胃肠内,布洛芬修饰分子在盐酸催化下可以水解生成布洛芬,故C正确;
D.1mol布洛芬中含有1mol羧基,故可以与NaHCO3反应生成1molCO2,但是没有说明是标准状况,气体体积未知,故D错误;
答案选C。
5. 提纯下列物质括号中为少量杂质,选择试剂和分离方法都正确的是
被提纯的物质
除杂试剂
分离方法
A
苯苯酚
溴水
分液
B
溴苯(Br2)
氢氧化钠溶液
蒸馏
C
C2H2(H2S)
硫酸铜溶液
过滤
D
苯甲酸 (NaCl)
水
重结晶
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯酚与溴水反应,生成的三溴苯酚与苯互溶,分液不能得到纯净物质,故A错误;
B.溴单质与氢氧化钠溶液反应,溴苯不与氢氧化钠溶液反应且不溶于水溶液会分层,所以应选NaOH溶液、分液分离,故B错误;
C.硫化氢气体与硫酸铜溶液反应生成硫化铜沉淀,乙炔气体与硫酸铜溶液不反应,故将混合气体通过硫酸铜溶液即可除去硫化氢气体,无需过滤,故C错误;
D.NaCl易溶于水,而苯甲酸在水中的溶解度不大,则选水、重结晶法可除杂,故D正确;
答案选D。
6. 异黄酮类是药用植物的有效成分之一。一种异黄酮类化合物Z的部分合成路线如下:
下列有关化合物X、Y和Z的说法错误的是
A. 1molX与足量溴水反应消耗
B. 1molY最多能与反应
C. 可用酸性高锰酸钾溶液检验Z中的碳碳双键
D. Z与足量加成所得有机物的1个分子中含有6个手性碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.X中能与溴反应的为两个酚羟基的邻位和对位,其中只有两个位置可以被取代,1molX与足量溴水反应消耗,A正确;
B.Y中,2mol酚羟基可消耗2mol氢氧化钠,1mol酚酯基可消耗2mol氢氧化钠,1mol醇酯基可消耗1mol氢氧化钠,1molY最多能与5molNaOH反应,B正确;
C.Z中的酚羟基也能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色,故不能用酸性高锰酸钾溶液检验Z中的碳碳双键,C错误;
D.Z与足量的氢气加成以后的产物为:,该有机物的1个分子中含有6个手性碳原子,D正确;
答案选C。
7. 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。
8. 下列物质转化中,所用的试剂、条件不合理的是
物质转化
试剂、条件
A
CH3CH2Br→H2C=CH2
NaOH的乙醇溶液、加热
B
CH3CHO→CH3COOH
银氨溶液、水浴加热
C
浓硫酸、加热
D
CH3CH2OH→CH3CH2OCH2CH3
浓硫酸、140℃
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.CH3CH2Br与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应产生CH2=CH2、NaBr、H2O,A不符合题意;
B.乙醛与银氨溶液在水浴加热条件下不生成乙酸,生成产物为乙酸铵、银单质、氨气和水,B符合题意;
C.苯与浓硫酸在加热情况下发生磺化反应生成苯磺酸和水,C不符合题意;
D.乙醇在浓硫酸、140℃条件下发生分子间脱水生成乙醚,D不符合题意;
答案选B。
9. 有机物分子中基团间的相互作用会影响物质的化学性质。下列各项的事实不能说明上述观点的是
A. 2—丙醇能被催化氧化,2—甲基—2—丙醇不能被催化氧化
B. 分子中O—H键的易断裂程度不同
C. 苯与液溴在催化条件下能反应,苯酚能与浓溴水反应
D. 苯和甲烷均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】A
【解析】
【详解】A.与羟基相连的碳原子上有氢原子,则被催化氧化,2-丙醇能催化氧化成丙酮,而2-甲基-2-丙醇中羟基所在的碳原子上无H原子,故不能催化氧化,与基团间的相互影响无关,A错误;
B.醇羟基是羟基连在链烃基或苯环侧链上的,故不能电离;酚羟基是羟基直接连在苯环上的羟基,能电离出氢离子,但酸性较弱;羧基的酸性较强,即羧基中羟基更易电离,故说明羟基所连的位置不同导致化学性质不同,B正确;
C.苯酚与浓溴水混合就能发生反应,说明含有羟基时,苯环上的氢原子更活泼,可说明,C正确;
D.苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,苯上没有可以被氧化的氢原子,而甲苯能使高锰酸钾酸性溶液褪色,能说明苯环的影响使侧链甲基易被氧化,D正确;
故选A。
10. 根据有机物的结构预测其可能的反应类型和反应试剂,下列说法不正确的是
选项
分析结构
反应类型
反应试剂
A
含碳碳双键
能发生加成反应
的溶液
B
含羟基
能发生酯化反应
,浓
C
含
能发生消去反应
NaOH的乙醇溶液
D
含
能发生催化氧化反应
,Cu
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.该有机物含有碳碳双键,能够与的四氯化碳溶液发生加成反应,A项正确;
B.该有机物分子中含有羟基,浓硫酸作用下能够与醋酸发生酯化反应,B项正确;
C.该有机物含有结构,能够在浓硫酸存在条件下加热发生消去反应,试剂为浓硫酸不是氢氧化钠的乙醇溶液,C项错误;
D. 和氧气在Cu的催化下会发生催化氧化反应,D项正确;
答案选C。
二、选择题:本题共5个小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分
11. 下列操作不能达到实验目的的是
目的
操作
A
鉴别甲酸与乙酸
在两支试管中分别依次加入2mL10% NaOH溶液,滴入5滴5% CuSO4溶液,振荡然后分别加入0.5mL甲酸和0.5mL乙酸,加热
B
鉴别与
向两支分别盛有2mL与的试管中各加入几滴FeCl3溶液,振荡
C
证明1-溴丁烷发生消去反应
向圆底烧瓶中加入2.0gNaOH和15mL乙醇,搅拌。再加入5mL 1-溴丁烷和碎瓷片,加热。将产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液
D
证明酸性:碳酸>苯酚
向澄清的苯酚钠溶液中通入二氧化碳气体
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.新制的氢氧化铜溶液可以区分甲酸和乙酸,甲酸与氢氧化铜溶液混合加热后会生成砖红色沉淀(氧化亚铜),而乙酸没有此性质,故A正确;
B.苯酚与氯化铁会形成配合物,溶液呈紫色,故B正确;
C.1-溴丁烷发生消去反应产生溴化氢,而乙醇沸点较低,加热后易挥发,容易被高锰酸钾溶液氧化,使其褪色,不能证明高锰酸钾溶液褪色是因为1-溴丁烷发生消去反应产生的溴化氢导致的,故C错误;
D.往苯酚钠溶液中通入少量CO2反应生成苯酚和碳酸氢钠,溶液变浑浊,证明酸性:碳酸>苯酚,故D正确;
故选C。
12. 烯烃里的碳碳双键会被拆散、重组,形成新分子,这种过程被命名为烯烃复分解反应。如:,则对于有机物发生烯烃的复分解反应时,可能生成的产物有:①;②CH2=CHCH3;③CH2=CH2;④ ;⑤。
A. ①②③④ B. ①③④⑤ C. ②③④⑤ D. ①②③⑤
【答案】B
【解析】
【详解】有机物可以拆成三个碎片,分别为i为、ii为=CHCH2CH=、iii为=CH2,则两个i组合为①,两个iii组合为③,两个ii组合为④;i和iii组合为⑤;
故答案为B。
13. 向乙醛溶液中加入含1 molBr2的溴水,观察到溴水褪色。对产生该现象的原因有如下3种猜想:
①溴水与乙醛发生取代反应;
②由于乙醛分子中有不饱和键,溴水与乙醛发生加成反应;
③由于乙醛具有还原性,溴水将乙醛氧化为乙酸。
为探究哪一种猜想正确,某研究性学习小组设计了如下2种实验方案。
方案1:检验褪色后溶液的酸碱性;方案2:测定反应后溶液中的n(Br-)。下列说法错误的是
A. 检验褪色后溶液的酸碱性不能确定是取代反应还是氧化反应
B. 若测得反应后n(Br-)为 0 mol。说明溴水与乙醛发生加成反应
C. 若测得反应后n(Br-)为 2 mol。说明溴水与乙醛发生取代反应
D. 若溴水能将乙醛氧化为乙酸,则溴的四氯化碳溶液也能氧化乙醛
【答案】CD
【解析】
【分析】如果发生加成反应,则溶液中不存在Br-,如发生取代反应,则1molBr2取代1molH,溶液中应有1molBr-,如发生氧化反应,存在CH3CHO+Br2+H2O=CH3COOH+2H++2Br-,溶液中存在2molBr-,据此分析解答。
【详解】A.若Br2与乙醛发生取代反应生成HBr,如发生氧化反应,存在CH3CHO+Br2+H2O=CH3COOH+2H++2Br-,无论取代(生成HBr)或氧化乙醛(生成CH3COOH),均使反应后溶液显酸性,故A正确;
B.若测得反应后n(Br-)=0mol则说明溴水与乙醛发生加成反应,故B正确;
C.如发生氧化反应,存在CH3CHO+Br2+H2O=CH3COOH+2H++2Br-,溶液中存在2molBr-,故C错误;
D.溴水能将乙醛氧化为乙酸是因为溴水中含有氧原子,溴与水反应生成次溴酸具有强氧化性,而溴的四氯化碳溶液没有氧原子,故溴的四氯化碳溶液不能氧化乙醛,故D错误;
答案选CD。
14. 用下列装置完成相关实验,不合理的是
A. 用a装置探究乙醇消去反应的产物
B. 用b装置探究苯与液溴取代反应的产物
C. 用c装置探究乙酸乙酯样品中是否含有乙酸
D. 用d装置探究卤代烃中卤元素的类别
【答案】A
【解析】
【详解】A.不可用a装置探究乙醇消去反应的产物乙烯,因为产物中可能混有二氧化硫,也可使溴水褪色,故A错误;
B.用b装置探究苯与液溴取代反应的产物,用四氯化碳吸收挥发出的溴单质,若硝酸银溶液中生成淡黄色沉淀,说明有溴化氢生成,说明发生了取代反应,故B正确;
C.用c装置探究乙酸乙酯样品中是否含有乙酸,若有气泡产生,则说明有乙酸,故C正确;
D.用d装置探究卤代烃中卤元素的类别,根据生成沉淀的颜色,可确定卤代烃中卤元素的类别,故D正确;
故选A。
15. 有机物M(2-甲基-2-丁醇)存在如图所示的转化关系,下列说法正确的是
A. M的二氯代物有6种
B. N分子可能存在顺反异构
C. M的同分异构体中,能被氧化为酮的醇有3种
D. L的同分异构体中,含两种化学环境的氢的结构仅有1种
【答案】CD
【解析】
【分析】M的名称为2-甲基-2-丁醇,则M的结构简式为,由转化关系可知,M在浓硫酸作催化剂并加热的条件下发生消去反应生成N,N与HCl发生加成反应生成L,L发生水解反应生成M,则N的结构简式为或,L的结构简式为.
【详解】A.M的二氯代物采用定一移一的方法有、、共有7种,故A错误;
B.由分析可知N为或,无论哪种,碳碳双键上都连接了两个相同的原子或原子团,则N无顺反异构体,故B错误;
C.当与烃基相连的碳原子上只有1个氢原子时,醇发生催化氧化反应生成酮,满足条件的结构有、、 ,共3种,故C正确;
D.连接在同一碳原子上的氢原子等效,连接在同一碳原子上的甲基等效,L对应的同分异构体结构有、,含有两种化学环境的H原子的结构有 ,有且只有1种,故D正确;
故选CD。
三、填空题:(共5道大题,60分)
16. 有机化学中常出现的一些关键词:官能团、反应类型、名称、结构简式、光谱……,识别这些关键词是学习有机化学重要的手段,按要求回答下列问题:
(1)阿司匹林()含有的官能团名称为_______。
(2)的反应类型为_______。
(3)的名称为_______。
(4)写出下列有机反应的化学方程式:
①与足量氢氧化钠水溶液混合加热:_______。
②甲醛与过量银氨溶液水浴加热:_______。
③与发生加成反应,产物含有两个环:_______。
(5)用质谱法测得化合物A的相对分子质量为136.A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其红外光谱和核磁共振氢谱如图所示:
化合物A的结构简式为_______。
(6)的同分异构体中,能使FeCl3溶液变紫色的有_______种。
【答案】(1)羧基、酯基
(2)还原反应 (3)4-甲基-3-己醇
(4) ① +3NaOH+NaBr+2H2O ②. HCHO+4Ag(NH3)2OH4Ag↓+6NH3+(NH4)2CO3+2H2O ③. +
(5) (6)16
【解析】
【小问1详解】
中含有的官能团名称为:羧基、酯基;
【小问2详解】
加氢去氧为还原反应,因此的反应类型为还原反应;
【小问3详解】
从距离羟基近的一端开始编号,3号碳上有一个羟基,4号碳上有一个甲基,因此的名称为:4-甲基-3-己醇;
【小问4详解】
①中含有溴原子,在氢氧化钠的水溶液中加热,可以发生取代反应,结构中还含有羧基可以和氢氧化钠反应,其化学方程式为+3NaOH+NaBr+2H2O;
②1mol甲醛分子中含有2mol-CHO,因此与过量银氨溶液发生银镜反应生成4molAg,反应的化学方程式为HCHO+4Ag(NH3)2OH4Ag↓+6NH3+(NH4)2CO3+2H2O;
③与发生加成反应的化学方程式为+;
【小问5详解】
由化合物A的核磁共振氢谱图可知,A的核磁共振氢谱有4个峰且峰面积之比为1:2:2:3,又因为A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,则苯环上有3种不同的氢原子,个数分别为1、2、2,则取代基上有一种氢原子,其个数为3,再结合化合物A的红外光谱图可知,A的结构简式为:;
【小问6详解】
的同分异构体中,能使FeCl3溶液变紫色,说明有酚羟基,如果是2个取代基,可以为(3种位置)、(3种位置),如果是3个取代基,则为(10种位置),故共有16种结构。
17. ClCH2COOH(氯乙酸,熔点为50℃,Mr=94.5)是一种化工原料,实验室制备氯乙酸的装置如图:
按下列实验步骤回答问题:
(1)在500mL三颈烧瓶中放置300g冰醋酸(Mr=60)和15g催化剂乙酸酐。加热至105℃时,开始通入干燥纯净的氯气。加热的方式是_____(填“水浴加热”或“油浴加热”),仪器X的名称是_______,其作用是_______,冷凝水从_______口进_______口出(用“a”“b”表示)。
(2)氯气通入冰醋酸中呈黄色随即黄色褪去,用化学方程式解释黄色褪去的原因:_________,戊中漏斗的作用是_______,NaOH溶液的主要作用是_______。
(3)将熔融的生成物移至蒸馏瓶中进行蒸馏纯化,收集186~188℃馏分。若选择装置a蒸馏,直形冷凝管易炸裂,原因是_______。
(4)冷凝后生成无色氯乙酸晶体425g,产率约为_______(结果保留2位有效数字)。
【答案】(1) ①. 油浴加热 ②. 球形冷凝管 ③. 冷凝回流 ④. a ⑤. b
(2) ①. Cl2+CH3COOHClCH2COOH+HCl ②. 防止倒吸 ③. 吸收反应生成的氯化氢和过量的氯气
(3)温差大 (4)90%
【解析】
【分析】制备氯乙酸:由浓盐酸与高锰酸钾制备氯气,制得的氯气混有HCl和水蒸气,由饱和食盐水除去HCl气体,由浓硫酸吸收水,纯净干燥的氯气与乙酸在三颈烧瓶中,用油浴控制温度在105℃左右,X为球形冷凝管,其作用为冷凝回流,使反应更充分,冷凝水下进上出,发生反应生成氯乙酸,由于可能会有多余的氯气逸出,由氢氧化钠吸收多余的氯气和得到的酸性污染气体,据此分析作答。
【小问1详解】
由于反应温度为105℃,故应采用油浴加热,仪器X的名称是球形冷凝管,作用是冷凝回流,使反应更充分;冷凝水从下口进上口出,即由a口进b口出;
【小问2详解】
黄绿色褪去说明氯气被消耗,氯气与乙酸发生取代反应,生成一氯乙酸和氯化氢,方程式为Cl2+CH3COOHClCH2COOH+HCl;反应生成的氯化氢和过量的氯气与氢氧化钠溶液反应,会因气体物质的量减小,气体压强减小产生倒吸,则用倒置漏斗可以防止倒吸,氢氧化钠溶液用于吸收反应生成的氯化氢和过量的氯气,防止污染环境;
【小问3详解】
当蒸馏物沸点超过140℃时,一般使用空气冷凝管,以免直形冷凝管通水冷却时因内外温差大而导致玻璃炸裂;
【小问4详解】
由反应消耗300g冰醋酸可知,生成氯乙酸的理论质量为=472.5g,则氯乙酸的产率≈90%。
18. 科研小组通过实验I和实验Ⅱ从黄花蒿中高效提取抗疟疾药物青蒿素。
实验I从黄花蒿中提取青蒿素,过程如下。
(1)“萃取”时可供选用溶剂的相关数据如下。
溶剂
水
乙醇
四氯化碳
乙醚
沸点/℃
100.0
78.5
76.5
34.6
①“萃取”温度超过60℃,青蒿素会失去药效,推测_______(填官能团结构式)被破坏。
②结合上表数据,溶剂X应选择_______,理由是_____。
(2)“操作”的名称为_______。
实验Ⅱ利用实验I中“减压过滤”所得滤渣制备青蒿素,过程如下。
(3)“还原”时将青蒿酸转化为二氢青蒿酸。其中无机产物之一为含π键的非极性分子,补充完整该反应的化学方程式:_______。
(4)已知:。“还原”时加入CoCl2固体可避免二氢青蒿酸被N2H2进一步还原,原因是_______。
(5)蒸馏操作中宜选用下图Ⅱ水蒸气蒸馏装置,不能用图I酒精灯直接加热蒸馏装置的原因是___________。
停止水蒸气蒸馏应进行的操作是_______。
(6)单位质量黄花蒿粉末中青蒿素的总提取量为_______。
【答案】(1) ①. —O—O— ②. 乙醚 ③. 青蒿素在乙醚中溶解度较大,且乙醚沸点最低,分离时不易破坏青蒿素结构
(2)(重)结晶 (3) +N2H4+H2O2 +N2+2H2O
(4)形成,降低N2H4浓度,减弱N2H4的还原性
(5) ①. 由于高温下青蒿素结构易被破坏,通过降低压力来降低沸点的减压蒸馏技术提取 ②. 先打开活塞C,再熄灭酒精灯
(6)5.6
【解析】
【分析】根据题图,青蒿素中含有过氧键、酯基和醚键;①“萃取”温度超过60℃,青蒿素会失去药效,推测—O—O—被破坏;②结合上表数据,溶剂X应选择乙醚,理由是青蒿素在乙醚中溶解度较大,且乙醚沸点最低,分离时不易破坏青蒿素结构;从粗品中获得更纯的晶体一般用重结晶;“还原”时将青蒿酸转化为二氢青蒿酸。其中无机产物之一为含π键的非极性分子,说明有氮气生成,故答案为: +N2H4+H2O2 +N2+2H2O;形成,降低N2H4浓度,减弱N2H4的还原性;可采用有机溶剂萃取的方法,由于高温下青蒿素结构易被破坏,常通过降低压力来降低沸点的减压蒸馏技术提取;防止倒吸,应该先打开活塞C,再熄灭酒精灯;单位质量黄花蒿粉末中青蒿素的总提取量=。
【小问1详解】
①“萃取”温度超过60℃,青蒿素会失去药效,推测—O—O—被破坏;②结合上表数据,溶剂X应选择乙醚,理由是青蒿素在乙醚中溶解度较大,且乙醚沸点最低,分离时不易破坏青蒿素结构;
【小问2详解】
从粗品中获得更纯的晶体一般用重结晶;
【小问3详解】
“还原”时将青蒿酸转化为二氢青蒿酸。其中无机产物之一为含π键的非极性分子,说明有氮气生成,故完整化学方程式为 +N2H4+H2O2 +N2+2H2O;
【小问4详解】
加入CoCl2以后形成,降低N2H4浓度,减弱N2H4的还原性;
【小问5详解】
青蒿素是一种无色针状晶体,易溶于有机溶剂,在水中几乎不溶,熔点较高,因此提取青蒿素时不宜使用水蒸气蒸馏法,可采用有机溶剂萃取的方法,由于高温下青蒿素结构易被破坏,常通过降低压力来降低沸点的减压蒸馏技术提取;防止倒吸,应该先打开活塞C,再熄灭酒精灯;
【小问6详解】
单位质量黄花蒿粉末中青蒿素的总提取量= mg/g。
19. 以甲烷为原料合成聚苯乙烯等产品的一种流程如下(部分产物及反应条件略去):
(1)CH4与Cl2在光照下反应能得到CH2Cl2,关于CH2Cl2的描述错误的是_______。
A. C原子采取sp2杂化 B. 二氯甲烷有同分异构体
C. 二氯甲烷不能发生消去反应 D. 常温常压下为液体
(2)反应②的反应类型为_______反应。
(3)写出下列反应的化学方程式:反应④_______;反应⑤_______。
(4)写出符合下列条件的乙苯的同分异构体的结构简式_______。
分子中不同化学环境的氢原子数比为6∶2∶1∶1 的芳香烃
(5)已知:①R-NO2R-NH2。
②+HCl。
③苯环上原有取代基对新取代基的位置有影响:甲基一般使新取代基在其邻对位,硝基使新取代基在其间位。
依据题中信息及所学知识,写出以苯为原料制备合成路线流程图(无机试剂、两碳以下的有机试剂任用)。(合成路线的表示方式为:)_______。
【答案】(1)AB (2)加成
(3) ①. n ②. +Br2+HBr
(4) (5)
【解析】
【分析】由框图可知,反应①为CH4发生分子间脱氢反应生成CH2=CH2和,反应②为CH2=CH2与发生加成反应生成,反应③为脱氢生成,反应④为发生加聚反应生成聚苯乙烯,反应⑤为与液溴发生取代反应生成。
【小问1详解】
A.CH2Cl2中的C原子采取sp3杂化,A错误;
B.因为甲烷为正四面体,四个氢都等效,故二氯甲烷没有同分异构体,B错误;
C.CH2Cl2中与氯原子相连的碳没有相邻的碳原子,故不能发生消去反应,C正确;
D.常温常压下,二氯甲烷为液体,D正确;
答案选AB;
【小问2详解】
反应②生成乙苯反应类型为加成反应;
【小问3详解】
催化剂条件下,反应④的化学方程式为 n;反应⑤为苯和液溴在溴化铁作催化剂的情况下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,化学方程式为+Br2+HBr;
【小问4详解】
属于芳香烃且分子中不同化学环境的氢原子数比为6:2:1:1,说明有苯环,是对称结构,故符合要求得结构简式为;
【小问5详解】
根据已知可知,应先生成硝基苯,之后与一氯甲烷在氯化铝催化下反应生成间硝基甲苯,之后利用铁和稀盐酸发生还原反应生成间氨基甲苯,合成路线为:。
20. 是合成利尿药——吡咯他尼的中间体。一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是_______。
(2)已知D与DMF反应的另一个产物是水,则DMF的结构简式是___,其官能团的名称是______。
(3)的反应类型是_______,其中SOCl2的作用是将羧基转化为并产生SO2气体,写出对硝基苯甲酸与SOCl2反应的化学方程式:_______。
(4)在B的芳香族同分异构体中,能被银氨溶液氧化的有_______种(填字母)。
A.10种 B.11种 C.12种 D.13种
其中,在核磁共振氢谱上有3组峰的结构简式为_______。
【答案】(1)对氯甲苯(或4-氯甲苯)
(2) ①. (CH3)2NCHO ②. 醛基
(3) ①. 取代(或酯化)反应 ②.
(4) ①. D ②.
【解析】
【分析】根据流程可知,A中甲基被氧化为羧基,则B的结构简式为,B发生取代反应生成C,C与少量氨水发生取代反应生成D,D与DMF在SOCl2作用下生成E,结合E的结构可知,以及D→E的反应另一种产物为水可知,D→E先发生醛基的加成反应,后发生羟基的消去反应,故DMF结构简式为(CH3)2NCHO,E发生取代反应生成F,F发生酯化反应生成G;
【小问1详解】
由A的结构简式可知,A的化学名称为:对氯甲苯(或4-氯甲苯);
【小问2详解】
由分析可知DMF的结构简式为(CH3)2NCHO;其官能团名称为醛基;
【小问3详解】
F→G是羧基与醇羟基发生了取代(或酯化)反应;由已知条件可知,对硝基苯甲酸与SOCl2反应的化学方程式为;
【小问4详解】
B为,其同分异构体能被银氨溶液氧化,说明有醛基,如果苯环上有两个取代基,即,有邻间对三种同分异构体,如果苯环上有三个取代基,即,采用定二移一的方法共有10种同分异构体,即共有13种同分异构体,故选D;
其中在核磁共振氢谱上有3组峰的结构简式为。
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