精品解析:山东泰安市东平明湖中学2023-2024学年高二下学期第三次学情调研(期末)化学试题
2024-08-13
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内容正文:
高二年级下学期化学第三次学情调研试题
一、选择题(本题共10个小题,每小题2分,共20分。每小题只有一项是符合题目要求的)
1. 下列说法正确的是
A. BF3、NCl3中各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构
B. 基态57La(镧)原子的价层电子排布式为5d16s2,位于元素周期表的d区
C. CH3OH分子中,碳原子与氧原子之间的共价键为sp3-pσ键
D. 6g二氧化硅晶体中含有的Si-O键数为0.4 NA
2. 下列化学用语错误的是
A. 的电子式:
B. 的价层电子对互斥理论模型:
C. 基态C原子的价层电子轨道表示式:
D. 用原子轨道描述氯化氢分子中化学键的形成:
3. 下列说法正确的是
A. 甲苯在光照下与发生的主要反应为苯环上引入氯原子的取代反应
B. 苯的溴化实验中需要的仪器有三颈烧瓶,冷凝管,锥形瓶等
C. 苯与溴水混合后加入铁粉,发生放热反应,制备密度大于水的溴苯
D. 苯和甲苯都属于芳香烃,都能使酸性溶液褪色
4. 已知(R、R'、R″代表烷基)
现有分子式为C7H14的某烯烃,它与H2加成后生成2,3-二甲基戊烷,它经臭氧氧化后在Zn存在下水解成乙醛和一种酮,据此推知该烯烃的结构简式为
A. B.
C. D.
5. 具有解热镇痛及抗生素作用的药物“芬必得”主要成分的结构简式如图,它属于
①芳香族化合物②脂肪族化合物③有机羧酸④有机高分子化合物⑤芳香烃
A. ③⑤ B. ②③ C. ①③ D. ①④
6. 某有机物可发生下列变化
已知C为羧酸,且C、E均不发生银镜反应,则A的可能结构有
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
7. 立方相氮化硼(BN)超硬,有优异的耐磨性。晶胞中N位于顶点和面心,沿x、y、z轴方向投影均为如图。下列说法正确的是
A. 晶体中N的配位数为8
B. 1molBN中有4mol共价键
C. 立方相氮化硼可导电
D. 若B原子1分数坐标为(,,),则B原子2分数坐标为(,,)
8. 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
9. 用下列装置(夹持仪器已略去)进行相关实验,装置正确且能达到实验目的的是
A. 图1装置配制银氨溶液 B. 图2分离乙醇和乙酸
C. 图3除去甲烷中的乙烯 D. 图4除去溴苯中的溴单质
10. 以2-溴丙烷为原料制取1,2-丙二醇,需要经过的反应是
A. 加成-消去-取代 B. 消去-加成-取代
C. 消去-取代-加成 D. 取代-消去-加成
二、选择题(本题共5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. 聚酰胺(PA)具有良好的力学性能,一种合成路线如下图所示。下列说法不正确的是。
A. Y中含有五元环 B. ②是酯化反应
C. 该合成路线中甲醇可循环使用 D. PA可发生水解反应重新生成Z
12. 为测定某有机物的结构,用核磁共振仪处理后得到如图所示的核磁共振氢谱,则该有机物可能是
A. B. (CH3)3CH C. CH3CH2OH D. CH3CH2CH2COOH
13. 聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂,聚维酮通过氢键与形成聚维酮碘,其结构如图:
(图中虚线表示氢键)
下列说法不正确的是
A. 聚维酮的单体是 B. 聚维酮分子由个单体聚合而成
C. 聚维酮碘是一种水溶性物质 D. 聚维酮在一定条件下能发生水解反应
14. 下图装置可用于检验溴乙烷与氢氧化钠醇溶液反应生成的乙烯,下列说法不正确的是
A. 该反应为取代反应
B. 反应实验过程中可观察到酸性KMnO4溶液褪色
C. 可用溴水代替酸性KMnO4溶液
D. 乙烯难溶于水,故此装置②可以省去
15. 碳酸亚乙烯酯可用作一种锂离子电池的新型有机成膜添加剂,一种合成方法如下:
下列说法错误的是
A. ①→②和②→③都属于加成反应
B. ①与乙醛互为同分异构体
C. ④的分子式为C3H2O3
D. ①不能与酸性KMnO4溶液反应
三、非选择题(本题包括5小题,共60分)
16. 光刻胶是芯片制造中的一种光敏材料,以下是以芳香烃A和乙炔为原料合成某光刻胶( )的一种路线图:
已知:①
② (R、R1为烃基或氢原子)
③
(1)A的名称为_____。B→C的化学方程式为_____。
(2)鉴别D与E的试剂为_____。
a.新制Cu(OH)2悬浊液 b.NaHCO3溶液 c.溴水 d.KMnO4溶液
(3)E→F、G→H的反应类型分别为_____、_____。
(4)I的结构简式为_____。
(5)符合下列条件的D的同分异构体有_____种。
①遇FeCl3溶液显紫色②除苯环外无其他环状结构
(6)设计以 为原料制备 的合成路线(无机试剂任选)_____。
17. 新能源汽车使用的电池是磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池,工业上用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺( )为原料制磷酸亚铁锂材料。请回答下列问题。
(1)Fe元素在周期表中的位置___________,属于___________区。
(2)比较离子半径大小:Li+___________H-(填“>”、“<”或“=”)。
(3)四种状态的Li原子轨道表示式如下所示,其能量大小关系为___________(用字母表示)。
A. B.
C. D.
(4)苯胺( )与甲苯( )的相对分子质量相近,但熔沸点苯胺___________甲苯(填“>”、“<”或“=”),原因是___________。
(5)磷酸铁锂电池的负极材料为Li原子嵌入两层石墨层中间形成的晶体,其晶胞结构如图甲所示,放电时,负极反应式为___________。在甲晶胞中,石墨层中最近的两个碳原子间的距离是apm,石墨层与层间的距离是bpm,则负极材料的密度为___________g·cm-3(列出计算式即可,用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
18. Ⅰ. A、B的结构简式如图:
(1)B物质的名称_______;A、B能否与NaOH溶液反应:A_______(填“能”或“不能”,下同),B_______。
(2)A在浓硫酸作用下加热可得到B,其反应类型是_______。
(3)A、B各1 mol分别加入足量溴水,完全反应后消耗单质溴的物质的量分别是_______mol、_______mol。
(4)下列关于B物质的叙述中,正确的是_______。
A.可以发生还原反应 B.遇FeCl3溶液紫色
C.1mol该有机物最多可与2molH2反应 D.可与NaOH溶液反应
Ⅱ.肉桂醛是一种食用香精,它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。工业上可通过下列反应制备:
+CH3CHOH2O+
(1) A物质的名称_______;请推测B侧链上可能发生反应的类型:_______ (任填两种)
(2)请写出两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式:_______;
(3)请写出同时满足以下条件,B的所有同分异构体的结构简式_______。
①分子中不含羰基和羟基,②是苯的对二取代物,③除苯环外,不含其他环状结构。
19. 花椒油是从花椒籽中提取的一种香精油,具有挥发性,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。利用如图所示装置处理花椒籽粉,经分离提纯得到花椒油。
实验步骤:
i.在装置A中的圆底烧瓶中装入容积的水,加2~3粒沸石。同时在装置B中的圆底烧瓶中加入20g花椒籽粉和50mL水。
ii.加热装置A中的圆底烧瓶,当有大量水蒸气产生时关闭弹簧夹,进行蒸馏。
iii.向馏出液中加入食盐至饱和,再用15mL乙醚萃取2次,将两次萃取的醚层合并,加入少量无水Na2SO4;将液体注入蒸馏烧瓶,蒸馏得花椒油。
回答下列问题:
(1)装置A中玻璃管的作用是___;装置B中圆底烧瓶倾斜的目的是___。
(2)步骤ii中,当观察到_____________现象时,可停止蒸馏。蒸馏结束时,下列操作的顺序为___(填标号)。
a.停止加热 b.打开弹簧夹 c.关闭冷凝水
(3)在馏出液中加入食盐的作用是___;加入无水Na2SO4的作用是___。
(4)实验结束后,用稀NaOH溶液清洗冷凝管(冷凝管中的残留物以表示),反应的化学方程式为___。
(5)为测定花椒油中油脂的含量,取20.00mL花椒油溶于乙醇中,加入92.00mL0.5000mol•L-1NaOH的乙醇溶液,搅拌,充分反应;加水配成200.0mL溶液,从中取出25.00mL溶液于锥形瓶中,滴入几滴酚酞试液,用0.1000mol•L-1HCl溶液进行滴定,滴定终点消耗HCl溶液20.00mL。则该花椒油中含有油脂___g•L-1(油脂用表示,它的相对分子质量为884)。
20. 化合物G是一种重要的有机合成中间体,其合成路线如下:
已知:I.
II.
回答下列问题:
(1)检验A通常所用试剂为___________;C中官能团的名称为羧基、___________。
(2)符合下列条件的C的同分异构体有___________种:
①能与NaHCO3按1∶2反应产生CO2②苯环上只有两个对位取代基
其中核磁共振氢谱为5组峰,且面积比为6∶2∶2∶1∶1的有机物的结构简式为___________。
(3)已知D→E经历两步反应,反应类型依次为___________。
(4)E→F反应的化学方程式为___________。
(5)根据上述信息,写出由 、 和甲醇为主要原料(其它试剂自选)制备 的合成路线___________。
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高二年级下学期化学第三次学情调研试题
一、选择题(本题共10个小题,每小题2分,共20分。每小题只有一项是符合题目要求的)
1. 下列说法正确的是
A. BF3、NCl3中各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构
B. 基态57La(镧)原子的价层电子排布式为5d16s2,位于元素周期表的d区
C. CH3OH分子中,碳原子与氧原子之间的共价键为sp3-pσ键
D. 6g二氧化硅晶体中含有的Si-O键数为0.4 NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.BF3中B原子的最外层电子数为6,不满足8电子稳定结构,A项错误;
B.基态57La(镧)原子的价层电子排布式为5d16s2,La位于元素周期表的f区,B项错误;
C.CH3OH中C、O原子都采取sp3杂化,碳原子与氧原子之间的共价键为sp3-sp3σ键,C项错误;
D.二氧化硅属于共价晶体,其中n(SiO2) ∶n(Si-O)=1∶4,6g二氧化硅的物质的量为=0.1mol,故含有的Si-O键数为0.4NA,D项正确;
答案选D。
2. 下列化学用语错误的是
A. 的电子式:
B. 的价层电子对互斥理论模型:
C. 基态C原子的价层电子轨道表示式:
D. 用原子轨道描述氯化氢分子中化学键的形成:
【答案】A
【解析】
【详解】A.的电子式: ,A错误;
B.的中心原子中心有2个σ键、2对孤电子对,价层电子对互斥理论模型: ,B正确;
C.基态C原子的价层电子轨道表示式: ,C正确;
D.H原子的s电子与Cl的p电子形成σ键,用原子轨道描述氯化氢分子中化学键的形成: ,D正确;
故选A。
3. 下列说法正确的是
A. 甲苯在光照下与发生的主要反应为苯环上引入氯原子的取代反应
B. 苯的溴化实验中需要的仪器有三颈烧瓶,冷凝管,锥形瓶等
C. 苯与溴水混合后加入铁粉,发生放热反应,制备密度大于水的溴苯
D. 苯和甲苯都属于芳香烃,都能使酸性溶液褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲苯在光照下与Cl2的反应主要为发生在-CH3上的取代反应,A错误;
B.苯的溴化实验中需要的仪器有三颈烧瓶,冷凝管,锥形瓶等,B正确;
C.苯与溴水不反应,苯与液溴在铁或溴化铁作催化剂下发生取代反应,C错误;
D.甲苯能使溶液褪色,但苯不能使溶液褪色,D错误;
故选B。
4. 已知(R、R'、R″代表烷基)
现有分子式为C7H14的某烯烃,它与H2加成后生成2,3-二甲基戊烷,它经臭氧氧化后在Zn存在下水解成乙醛和一种酮,据此推知该烯烃的结构简式为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】烯烃与加成后生成2,3-二甲基戊烷,因烯烃与氢气加成不改变碳架结构,说明烯烃本身主链5个碳且有两个相邻的甲基支链,、与H2加成后不会生成2,3-二甲基戊烷,A、B不符合要求;已知碳碳双键两端的碳含有一个氢原子则被氧化变成醛,不含碳原子将变成酮类物质且该烯烃经臭氧氧化后,在Zn存在下水解得到乙醛()和一种酮,说明烯烃中含CH3CH=、另一个双键碳原子上没有H原子;
故选C。
5. 具有解热镇痛及抗生素作用的药物“芬必得”主要成分的结构简式如图,它属于
①芳香族化合物②脂肪族化合物③有机羧酸④有机高分子化合物⑤芳香烃
A. ③⑤ B. ②③ C. ①③ D. ①④
【答案】C
【解析】
【详解】由题给结构可知,该有机物含苯环、-COOH,其余结构饱和。
①该有机物含苯环,属于芳香族化合物,①正确;
②含苯环的有机物不属于脂肪族化合物,②错误;
③该有机物含-COOH,属于有机羧酸,③正确;
④该有机物相对分子质量不够大,不属于有机高分子化合物,④错误;
⑤该有机物含O,不属于芳香烃,⑤错误;
综上所述,①③正确,故答案选C。
6. 某有机物可发生下列变化
已知C为羧酸,且C、E均不发生银镜反应,则A的可能结构有
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
【答案】B
【解析】
【分析】A 能在碱性条件下反应生成 B 和 D , B 与酸反应,应为盐, D 能在 Cu 催化作用下发生氧化,应为醇,则 A 应为酯, C 和 E 都不能发生银镜反应,说明 C 、 E 不含醛基,如 C 为乙酸,则 D 为 CH3CHOHCH2CH3 ,如 C 为丙酸,则 D 为 CH3CHOHCH3,据此进行解答。
【详解】A 的分子式为 C6H12O2, A 能在碱性条件下反应生成 B 和 D , B 与酸反应, B 应为盐, D 能在 Cu 催化作用下发生氧化, D 应为醇,则 A 属于酯, C 和 E 都不能发生银镜反应,说明 C 、 E 不含醛基,则 C 不可能为甲酸,
若 C 为乙酸,则 D 为 CH3CH(OH)CH2CH3,
若 C 为丙酸,则 D 为 CH3CH(OH)CH3,
若 C 为丁酸,则 D 为乙醇、 E 为乙醛,不可能,
所以 A 只能为: CH3COOCH(CH3) CH2CH3或CH3CH2COO2CH(CH3)2,总共有两种可能的结构,
答案选 B。
【点睛】本题考查有机物的推断,题目难度不大,本题注意 C和 E都不能发生银镜反应的特点,为解答该题的关键,以此推断对应的酸或醇的种类和推断出 A 的可能结构。
7. 立方相氮化硼(BN)超硬,有优异的耐磨性。晶胞中N位于顶点和面心,沿x、y、z轴方向投影均为如图。下列说法正确的是
A. 晶体中N的配位数为8
B. 1molBN中有4mol共价键
C. 立方相氮化硼可导电
D. 若B原子1分数坐标为(,,),则B原子2分数坐标为(,,)
【答案】B
【解析】
【详解】A.晶体中N的配位数为4,A错误;
B.立方相氮化硼晶体与金刚石类似,1molBN中有4mol共价键,B正确;
C.立方相氮化硼晶体与金刚石类似,属于共价晶体,不能导电,C错误;
D.若B原子1分数坐标为(,,),则B原子2分数坐标为(,,),D错误;
故选B。
8. 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
【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。
9. 用下列装置(夹持仪器已略去)进行相关实验,装置正确且能达到实验目的的是
A. 图1装置配制银氨溶液 B. 图2分离乙醇和乙酸
C. 图3除去甲烷中的乙烯 D. 图4除去溴苯中的溴单质
【答案】A
【解析】
【详解】A.配制银氨溶液时,往AgNO3溶液中滴加氨水至产生的沉淀刚好完全溶解为止,A正确;
B.乙醇和乙酸互溶,分离二者的混合物时,应采用蒸馏法,B不正确;
C.除去甲烷中的乙烯,若使用KMnO4(H+),乙烯会被氧化成CO2,混在甲烷中,C不正确;
D.除去溴苯中的溴单质,不能使用过滤法,应先加NaOH溶液,然后分液,D不正确;
故选A。
10. 以2-溴丙烷为原料制取1,2-丙二醇,需要经过的反应是
A. 加成-消去-取代 B. 消去-加成-取代
C. 消去-取代-加成 D. 取代-消去-加成
【答案】B
【解析】
【详解】以2-溴丙烷为原料制取1,2-丙二醇,步骤为①2-溴丙烷在NaOH醇溶液中发生消去反应生成丙烯;②丙烯与溴单质发生加成反应生成1,2-二溴丙烷;③1,2-二溴丙烷在NaOH水溶液条件水解(取代反应)生成1,2-丙二醇。
故选:B。
二、选择题(本题共5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. 聚酰胺(PA)具有良好的力学性能,一种合成路线如下图所示。下列说法不正确的是。
A. Y中含有五元环 B. ②是酯化反应
C. 该合成路线中甲醇可循环使用 D. PA可发生水解反应重新生成Z
【答案】D
【解析】
【分析】Z和发生缩聚反应生成PA,结合Z的分子式可以推知Z为,Y和CH3OH发生酯化反应生成Z,则Y为,以此解答。
【详解】A.由分析可知,Y为,含有五元环,故A正确;
B.由分析可知,Y和CH3OH发生酯化反应生成Z,②是酯化反应,故B正确;
C.由Z和PA的结构简式可以推知,Z和发生缩聚反应生成PA的过程中会生成甲醇,可循环使用,故C正确;
D.由Z和PA的结构简式可以推知,PA可发生水解反应得到,不能直接得到Z,故D错误;
故选D。
12. 为测定某有机物的结构,用核磁共振仪处理后得到如图所示的核磁共振氢谱,则该有机物可能是
A. B. (CH3)3CH C. CH3CH2OH D. CH3CH2CH2COOH
【答案】A
【解析】
【详解】A.由核磁共振氢谱可知,该有机物中有两种位置的氢原子,比值为3:2,故A项符合题意;
B.(CH3)3CH的核磁共振氢谱有两组峰,峰面积之比为9:1,故B项不符合题意;
C.CH3CH2OH的核磁共振氢谱有三组峰,故C项不符合题意;
D.CH3CH2CH2COOH的核磁共振氢谱有四组峰,故D项不符合题意;
故答案选A。
13. 聚维酮碘的水溶液是一种常用的碘伏类缓释消毒剂,聚维酮通过氢键与形成聚维酮碘,其结构如图:
(图中虚线表示氢键)
下列说法不正确的是
A. 聚维酮的单体是 B. 聚维酮分子由个单体聚合而成
C. 聚维酮碘是一种水溶性物质 D. 聚维酮在一定条件下能发生水解反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.由高聚物结构简式可知 的单体为,故A正确;
B. 由个单体加聚生成,故B错误;
C.高聚物可与形成氢键,则也可与水形成氢键,可溶于水,故C正确;
D.聚维酮含有酰胺基,在一定条件下可发生水解反应,故D正确;
答案选B。
14. 下图装置可用于检验溴乙烷与氢氧化钠醇溶液反应生成的乙烯,下列说法不正确的是
A. 该反应为取代反应
B. 反应实验过程中可观察到酸性KMnO4溶液褪色
C. 可用溴水代替酸性KMnO4溶液
D. 乙烯难溶于水,故此装置②可以省去
【答案】AD
【解析】
【详解】A.溴乙烷在氢氧化钠的醇溶液中加热发生消去反应生成乙烯,A错误;
B.乙烯能被高锰酸钾氧化,使酸性KMnO4溶液褪色,B正确;
C.乙烯与溴水发生加成反应,可用溴水代替酸性KMnO4溶液来检验乙烯,C正确;
D.因乙醇、乙烯均使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰乙烯的检验,装置②是除去挥发出来的乙醇杂质的,不能省去,D错误;
故选AD。
15. 碳酸亚乙烯酯可用作一种锂离子电池的新型有机成膜添加剂,一种合成方法如下:
下列说法错误的是
A. ①→②和②→③都属于加成反应
B. ①与乙醛互为同分异构体
C. ④的分子式为C3H2O3
D. ①不能与酸性KMnO4溶液反应
【答案】AD
【解析】
【详解】A.①发生加成反应生成②,②发生取代反应生成③,A错误;
B.①与乙醛分子式相同,均为CH4O,结构不同,属于同分异构体,B正确;
C.根据结构简式确定物质④的分子式为C3H2O3,C正确;
D.①环氧乙烷能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,D错误;
故选AD。
三、非选择题(本题包括5小题,共60分)
16. 光刻胶是芯片制造中的一种光敏材料,以下是以芳香烃A和乙炔为原料合成某光刻胶( )的一种路线图:
已知:①
② (R、R1为烃基或氢原子)
③
(1)A的名称为_____。B→C的化学方程式为_____。
(2)鉴别D与E的试剂为_____。
a.新制Cu(OH)2悬浊液 b.NaHCO3溶液 c.溴水 d.KMnO4溶液
(3)E→F、G→H的反应类型分别为_____、_____。
(4)I的结构简式为_____。
(5)符合下列条件的D的同分异构体有_____种。
①遇FeCl3溶液显紫色②除苯环外无其他环状结构
(6)设计以 为原料制备 的合成路线(无机试剂任选)_____。
【答案】(1) ①. 甲苯 ②. +2NaOH +2NaCl+H2O
(2)ab (3) ①. 取代反应 ②. 加成反应
(4) (5)16
(6)
【解析】
【分析】A为芳香烃,A和氯气在光照条件下发生取代反应生成B,根据B的分子式知,A为 ,则B为 ,B发生水解反应生成C,根据信息①知,C为 ,C发生信息②的反应生成D为 ,D发生氧化反应生成E,根据E的分子式知,E为 ,E发生取代反应生成F为 ,F和J发生取代反应生成K,则J为 ,I发生水解反应生成J,则I为 ,H发生加聚反应生成I,则H是 ,H是不饱和酯,生成H时C2H2发生了加成反应,则X为CH3COOH;
【小问1详解】
由分析可知A为 ,A的名称为甲苯;B为 ,B发生水解反应生成C,根据信息①知,C为 ,B→C的化学方程式为 +2NaOH +2NaCl+H2O;
【小问2详解】
D为 含有醛基,E为 含有羧基,a.新制Cu(OH)2悬浊液能与D反应生成砖红色沉淀,可鉴别,故a选; b.NaHCO3溶液能与E反应生成气体,可鉴别,故b选; c.碳碳双键和醛基都能使溴水褪色,不能鉴别,故c不选;d.碳碳双键和醛基都能使KMnO4溶液褪色,故d不选,鉴别D与E的试剂为ab;
【小问3详解】
E发生取代反应生成F为 ,G与CH3COOH发生了加成反应生成H,则E→F、G→H的反应类型分别为取代反应、加成反应;
【小问4详解】
由分析可知,I的结构简式为 ;
【小问5详解】
D为 ,①遇FeCl3溶液显紫色说明含有苯环,且羟基直接连接在苯环上,符合条件的D的同分异构体有 、 、 、 、 共16种;
【小问6详解】
发生消去反应生成 ,发生已知信息③生成 ,再发生已知信息②生成 ,最后与氢气发生加成反应生成 ,合成路线为: 。
17. 新能源汽车使用的电池是磷酸亚铁锂(LiFePO4)电池,工业上用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl及苯胺( )为原料制磷酸亚铁锂材料。请回答下列问题。
(1)Fe元素在周期表中的位置___________,属于___________区。
(2)比较离子半径大小:Li+___________H-(填“>”、“<”或“=”)。
(3)四种状态的Li原子轨道表示式如下所示,其能量大小关系为___________(用字母表示)。
A. B.
C. D.
(4)苯胺( )与甲苯( )的相对分子质量相近,但熔沸点苯胺___________甲苯(填“>”、“<”或“=”),原因是___________。
(5)磷酸铁锂电池的负极材料为Li原子嵌入两层石墨层中间形成的晶体,其晶胞结构如图甲所示,放电时,负极反应式为___________。在甲晶胞中,石墨层中最近的两个碳原子间的距离是apm,石墨层与层间的距离是bpm,则负极材料的密度为___________g·cm-3(列出计算式即可,用NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1) ①. 第四周期第Ⅷ族 ②. d
(2)< (3)A>B=C>D
(4) ①. > ②. 苯胺中存在的-NH2,可以形成分子间氢键
(5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
铁为26号元素,在周期表中的位置第四周期第Ⅷ族,属于d区。
【小问2详解】
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;则离子半径大小:Li+<H-;
【小问3详解】
相同能层,不同能级的电子能量,;
中1s电子跃迁到2p激发态,能量最高; 、 均有1个2s电子跃迁处于2p激发态,能量较高且相同; 为基态锂原子,能量较低;故其能量大小关系为A>B=C>D;
【小问4详解】
苯胺中存在的-NH2,可以形成分子间氢键,使得分子间作用力变大,熔沸点升高,故熔沸点苯胺>甲苯;
【小问5详解】
据“均摊法”,甲晶胞中含个Li、个C,化学式为C6Li,甲底面为底角为60°的等边平行四边形,石墨层中最近的两个碳原子间的距离是apm,则底面积为,石墨层与层间的距离是bpm,则晶体密度为;据“均摊法”,甲晶胞中含个Li、个C,化学式为C12Li,故放电时,负极反应式为。
18. Ⅰ. A、B的结构简式如图:
(1)B物质的名称_______;A、B能否与NaOH溶液反应:A_______(填“能”或“不能”,下同),B_______。
(2)A在浓硫酸作用下加热可得到B,其反应类型是_______。
(3)A、B各1 mol分别加入足量溴水,完全反应后消耗单质溴的物质的量分别是_______mol、_______mol。
(4)下列关于B物质的叙述中,正确的是_______。
A.可以发生还原反应 B.遇FeCl3溶液紫色
C.1mol该有机物最多可与2molH2反应 D.可与NaOH溶液反应
Ⅱ.肉桂醛是一种食用香精,它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。工业上可通过下列反应制备:
+CH3CHOH2O+
(1) A物质的名称_______;请推测B侧链上可能发生反应的类型:_______ (任填两种)
(2)请写出两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式:_______;
(3)请写出同时满足以下条件,B的所有同分异构体的结构简式_______。
①分子中不含羰基和羟基,②是苯的对二取代物,③除苯环外,不含其他环状结构。
【答案】 ①. 对甲基苯酚 ②. 不能 ③. 能 ④. 消去 ⑤. 1 ⑥. 2 ⑦. ABD ⑧. 苯甲醛 ⑨. 加成反应,氧化反应 ⑩. 2CH3CHO CH3CH=CHCHO+H2O ⑪. 、
【解析】
【详解】(1)B物质的名称为对甲基苯酚;A有醇羟基,不能与NaOH溶液反应,B含有酚羟基,能和氢氧化钠反应。
(2)A在浓硫酸作用下加热可得到B,其反应类型是醇的消去反应。
(3) 1 mol A中碳碳双键和溴水发生加成反应,消耗1mol溴,B含有酚羟基,两个邻位碳上的氢可以发生取代反应,所以1molB完全反应后消耗2mol单质溴。
(4) B含有苯环和酚羟基,能发生还原反应和与氯化铁反应生成紫色C.1mol该有机物最多可与3molH2反应,能与NaOH溶液反应,故选ABD。
Ⅱ.肉桂醛是一种食用香精,它广泛用于牙膏、洗涤剂、糖果以及调味品中。工业上可通过下列反应制备:
+CH3CHOH2O+
(1) A物质的名称为苯甲醛; B侧链上有碳碳双键和醛基,可能发生反应的类型:加成反应或氧化反应或还原反应。
(2)两分子乙醛在上述条件下反应的化学方程式:2CH3CHO CH3CH=CHCHO+H2O;
(3)B的同分异构体中分子中不含羰基和羟基,氧原子形成醚键,根据不饱和度分析,还应有碳碳三键,是苯的对二取代物,除苯环外,不含其他环状结构,则结构可能是 、。
19. 花椒油是从花椒籽中提取的一种香精油,具有挥发性,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。利用如图所示装置处理花椒籽粉,经分离提纯得到花椒油。
实验步骤:
i.在装置A中的圆底烧瓶中装入容积的水,加2~3粒沸石。同时在装置B中的圆底烧瓶中加入20g花椒籽粉和50mL水。
ii.加热装置A中的圆底烧瓶,当有大量水蒸气产生时关闭弹簧夹,进行蒸馏。
iii.向馏出液中加入食盐至饱和,再用15mL乙醚萃取2次,将两次萃取的醚层合并,加入少量无水Na2SO4;将液体注入蒸馏烧瓶,蒸馏得花椒油。
回答下列问题:
(1)装置A中玻璃管的作用是___;装置B中圆底烧瓶倾斜的目的是___。
(2)步骤ii中,当观察到_____________现象时,可停止蒸馏。蒸馏结束时,下列操作的顺序为___(填标号)。
a.停止加热 b.打开弹簧夹 c.关闭冷凝水
(3)在馏出液中加入食盐的作用是___;加入无水Na2SO4的作用是___。
(4)实验结束后,用稀NaOH溶液清洗冷凝管(冷凝管中的残留物以表示),反应的化学方程式为___。
(5)为测定花椒油中油脂的含量,取20.00mL花椒油溶于乙醇中,加入92.00mL0.5000mol•L-1NaOH的乙醇溶液,搅拌,充分反应;加水配成200.0mL溶液,从中取出25.00mL溶液于锥形瓶中,滴入几滴酚酞试液,用0.1000mol•L-1HCl溶液进行滴定,滴定终点消耗HCl溶液20.00mL。则该花椒油中含有油脂___g•L-1(油脂用表示,它的相对分子质量为884)。
【答案】 ①. 平衡气压,以免关闭弹簧夹后圆底烧瓶内气压过大 ②. 防止飞溅起的液体进入冷凝管中(或缓冲气流) ③. 仪器甲处馏出无油状液体 ④. bac ⑤. 降低花椒油在水中的溶解度,有利于分层 ⑥. 除去花椒油中的水(或干燥) ⑦. +3NaOH→3R1COONa+ ⑧. 442.0
【解析】
【分析】
【详解】(1)关闭弹簧夹后,装置A烧瓶内压强最大,有可能发生安全事故,故玻璃管的作用为:平衡气压,以免关闭弹簧夹后圆底烧瓶内气压过大;圆底烧瓶倾斜的目的为防止飞溅起的液体进入冷凝管中(或缓冲气流);
(2)由于液态花椒油为油状液体,故经过冷凝后,牛角管中流下的是油状液体,若仪器甲处馏出无油状液体,则说明蒸馏完全,可停止蒸馏;蒸馏结束时,应先打开弹簧夹,让大部分水蒸气从弹簧夹处逸出,再停止加热,最后停止通冷凝水,故顺序为bac;
(3)加入食盐,可降低花椒油在水中的溶解度,有利于分层;无水Na2SO4有一定吸水能力,可以除去花椒油中的水(或干燥);
(4)残留物中含有油脂花椒油,利用油脂碱性水解生成溶于水的高级脂肪酸盐和甘油,从而清洗冷凝管,对应方程式为:+3NaOH→3R1COONa+;
(5)该测量方法为返滴定法,标准液HCl测出的是剩余NaOH的量,与花椒油反应的NaOH的量=NaOH总量-剩余NaOH量,再结合反应比例:花椒油~3NaOH,求出花椒油的量,具体计算过程如下:n(NaOH,余)=n(HCl)=0.1 mol/L×20 mL×10-3 L/mL×=0.016 mol,与花椒油反应的n(NaOH)=n(NaOH,总)- n(NaOH,余)=0.5 mol/L×92 mL×10-3 L/mL-0.016 mol=0.03 mol,由关系式:花椒油~3NaOH,得n(花椒油)=,则花椒油含量=。
20. 化合物G是一种重要的有机合成中间体,其合成路线如下:
已知:I.
II.
回答下列问题:
(1)检验A通常所用试剂为___________;C中官能团的名称为羧基、___________。
(2)符合下列条件的C的同分异构体有___________种:
①能与NaHCO3按1∶2反应产生CO2②苯环上只有两个对位取代基
其中核磁共振氢谱为5组峰,且面积比为6∶2∶2∶1∶1的有机物的结构简式为___________。
(3)已知D→E经历两步反应,反应类型依次为___________。
(4)E→F反应的化学方程式为___________。
(5)根据上述信息,写出由 、 和甲醇为主要原料(其它试剂自选)制备 的合成路线___________。
【答案】(1) ①. FeCl3溶液或浓溴水 ②. 醚键、羰基
(2) ①. 11 ②.
(3)加成反应或还原反应、消去反应
(4) (5)
【解析】
【分析】逆推可知A的结构为 ,在一碘甲烷和碳酸钾的作用下生成B ,物质B在一定条件下转化为C ,物质C在氯化铝催化下与 和反应生成D,D先与氢气发生加成反应羰基转变为羟基,然后发生消去反应转化为E,E与 发生加成反应生成F ,F发生芳构化生成物质G,依此解题。
【小问1详解】
A是苯酚,苯酚与氯化铁发生显色反应,与溴水生成沉淀,所以FeCl3溶液或浓溴水用来检验苯酚,由分析中C的结构可知官能团的名称为羧基、醚键、羰基,答案为:FeCl3溶液或浓溴水,醚键、羰基;
【小问2详解】
满足条件①能与NaHCO3按1∶2反应产生CO2,说明结构中存在两个羧基,②苯环上只有两个对位取代基,取代基可能为:和、和、和、和、和、和、和、和、甲基和、甲基和、甲基和共11种,其中核磁共振氢谱为5组峰,且面积比为6∶2∶2∶1∶1的有机物的结构简式为 ,答案为:11, ;
【小问3详解】
由分析可知D→E经历两步反应,反应类型依次为加成反应或还原反应、消去反应,答案为:加成反应或还原反应、消去反应;
【小问4详解】
通过已知II可知E→F反应的化学方程式为: ;
【小问5详解】
与甲醇发生酯化反应生成 , 与 发生加成反应生成 , 芳构化生成目标产物,答案为: 。
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