精品解析:山东省菏泽市鄄城县第一中学2024-2025学年高二下学期5月月考化学试题
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内容正文:
高二年级学情练(四)
化学试题
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:鲁科版选择性必修3第1章~第3章第1节。
5.可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Br80 Ag108
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列关于有机物的说法正确的是
A. 糖类均是能水解的高分子化合物 B. 毛发完全燃烧只生成和
C. 硫酸铵溶液能使蛋白质变性 D. 油脂可在碱性条件下水解生成甘油
2. 下列物质中能与溶液作用发生显色反应的是
A. B. C. D.
3. 下列有机物具有顺反异构现象的是
A. B.
C. D.
4. 下列有关有机物的化学用语正确的是
A. 乙烯的结构简式为 B. 苯的实验式为
C. 甲烷的分子结构模型为 D. 甲醛的电子式为
5. 下列说法正确的是
A. 含有羟基的物质都能与溶液反应
B. 的官能团名称为醛基
C. 相对分子质量相同的有机物不一定是同分异构体
D. 和在分子组成上相差一个,两者互为同系物
6. 基于有机小分子的不对称催化荣获诺贝尔化学奖,人们首次发现并验证了手性分子作为有机催化剂的优越性。连有四个不同基团的碳原子称为手性碳,下列有机物中含有手性碳的是
A. B. C. D.
7. 下列烷烃的系统命名中,不正确的是
A. 二甲基丁烷 B. 二甲基丁烷
C. 甲基乙基戊烷 D. 三甲基丁烷
8. 以乙烯和丙炔酸()为原料制备有机物经过的反应类型为
A. 加成反应、取代反应、酯化反应 B. 氧化反应、消去反应、取代反应
C. 取代反应、加成反应、酯化反应 D. 还原反应、取代反应、酯化反应
9. 实验室利用苯与浓硝酸、浓硫酸制取并提纯硝基苯的实验过程中,下列装置未涉及的是
A. ①② B. ①③ C. ③④ D. ④⑤
10. 卤代烃能够发生反应:,下列有机物中可合成的是
A. B. C. D.
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. 下列说法正确的是
A. 和互为同系物
B. 的系统命名为甲基乙基丁烷
C. 乙醇和二甲醚互为同分异构体
D. 利用乙醇的还原性以及的颜色差异来检验酒后驾车
12. 根据实验操作和现象,可得出相应结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将铜丝放在酒精灯上灼烧变黑后,趁热伸入乙醇中,反复几次
铜丝由黑色变为红色,液体有刺激性气味
乙醇可以发生氧化反应
B
向溶液中逐滴滴加过量氨水
溶液先变浑浊,最终变澄清
可以与分子形成分子间氢键
C
常温下,向饱和溶液中先加入的溶液,再加入几滴的溶液
先生成白色沉淀,加入溶液后生成黄色沉淀
常温下,
D
向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热,加入新制的悬浊液
无砖红色沉淀
蔗糖未水解
A. A B. B C. C D. D
13. 布洛芬具有抗炎、镇痛、解热作用,但口服该药对胃、肠道有刺激性,可以对该分子用如下所示的方法修饰:,以减轻副作用。下列说法错误的是
A. 布洛芬分子内所有碳原子可能在同一平面内 B. 该做法使药品酸性减弱,降低对肠胃的刺激性
C. 布洛芬能使酸性溶液褪色 D. 该修饰方法发生的反应为氧化反应
14. 由有机物甲制备丁的路线如下:,下列说法正确的是
A. 可用酸性高锰酸钾溶液鉴别丙和甘油 B. 乙的一氯代物有2种(不含立体异构)
C. ①②③反应类型不同 D. 丙与丙二酸在一定条件下可缩聚成高聚物
15. 有机物M具有一定的抗炎、抗菌活性,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A. M的分子式为
B. 在一定条件下最多能与加成
C. 等质量的M分别与足量的金属钠和氢氧化钠反应,消耗金属钠和氢氧化钠的物质的量之比为
D. M存在分子中含有苯环的同分异构体
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16. 有机物的鉴别和推断有机物的结构是有机化学的重要研究之一。回答下列问题:
(1)用化学方法鉴别苯、乙醇、己烯、甲醛溶液和苯酚溶液。分别取三份各溶液的样本于试管中,写出鉴别方法和所用化学试剂的先后顺序:
i.____________;ii._____________;iii._____________。
(2)完成下列推断。
①某有机化合物A对氢气的相对密度为30,分子中含碳,含氢,其余为氧。
此有机物既可与金属钠反应,又可与氢氧化钠和碳酸钠反应。
i.通过计算确定该有机物的分子式为________。
ii.根据该有机物的性质,其结构简式为________。
②某有机化合物B含碳,氢,氧,它的相对分子质量约为甲烷的5.9倍。
i.该有机物的分子式为________。
ii.在常温下,该有机物可与溴水反应生成白色沉淀,该有机物恰好与作用,据此确定该有机物的结构简式为_________。
③某有机化合物C对氢气的相对密度为29,燃烧该有机物,生成二氧化碳气体(密度为)。
i.该有机化合物的分子式为________。
ii.取该有机化合物与足量银氨溶液反应,析出金属银。该化合物的结构简式为________。
17. 草酸(,熔点分解)是常见有机化工原料,广泛用于医药、冶金和化工等部门,其用量随着工业的大力发展不断增加,以乙炔和硝酸为原料制备草酸工艺过程简单,易实现连续化、自动化,是煤化工路线合成草酸的一条新途径。
(一)乙炔的制备
已知:电石的主要成分是,还有少量的
回答下列问题:
(1)用饱和食盐水代替水的目的是_____________。
(2)装置B中溶液的作用是_____________。
(二)草酸的制备
(3)通入装置F后能观察到有红棕色气体产生,则装置F中发生反应的化学方程式为_________,研究表明当硝酸的质量分数超过,草酸的产率开始下降,其原因是_________。
(4)装置G的作用是____________。
(三)草酸纯度的测定
步骤i.称取草酸样品,配制成溶液;
步骤ii.量取所配溶液于锥形瓶中,加入酸性溶液充分反应;
步骤iii.向反应后的溶液中加入的溶液至溶液中紫红色褪去,消耗溶液体积为。
(5)滴定过程中发生反应的离子方程式为___________,___________。
(6)通过计算确定原试样中草酸的纯度为________%。
18. 某同学在实验室设计如下实验装置(加热及夹持仪器已省略),以苯甲醛()为原料制备间溴苯甲醛()。
有关物质的性质见下表:
物质
苯甲醛
间溴苯甲醛
二氯乙烷
液溴
熔点/℃
沸点/℃
179
83.5
58.78
性状
能与乙醇、乙醚、氯仿等混溶,微溶于水
固体或透明黄色液体
难溶于水,溶于乙醇、乙醚、苯等
深棕红色重质液体,容易挥发
相对分子质量
106
185
99
160
实验步骤:
步骤1:将三颈瓶中一定配比的无水(催化剂)、二氯乙烷(作溶剂)和苯甲醛充分混合后,升温至,通过分液漏斗缓慢滴加液溴,保温反应一段时间,冷却;
步骤2:将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,搅拌、静置、分液。有机相用溶液洗涤;
步骤3:经洗涤的有机相加入适量无水固体,放置一段时间后过滤;
步骤4:减压蒸馏有机相,收集馏分。
回答下列问题:
(1)实验装置中冷凝管的主要作用是____________,锥形瓶中的溶液为________。
(2)步骤1反应温度控制在,采取的控温方式为_____________,写出生成间溴苯甲醛的化学方程式:___________。
(3)步骤2中用溶液洗涤有机相的目的是__________。
(4)步骤3中加入无水固体的作用是___________。
(5)步骤4中减压蒸馏后收集到的馏分带有淡黄色,其原因是馏分中溶解有溴单质,可用稀溶液洗涤、分层、干燥再经蒸馏,即可得到无色透明的间溴苯甲醛。写出稀溶液除溴的离子方程式:__________。
(6)若最后所得产品的质量为,则本次实验间溴苯甲醛的产率为________。
19. 有机物H是一种新型环氧树脂,其制备方法如下:
回答下列问题:
(1)化合物G的分子式为________,所含官能团的名称是________,分子中________(填“有”或“无”)手性碳原子。
(2)相同温度下,A在水中的溶解度________(填“大于”“等于”或“小于”)E在水中的溶解度。
(3)写出反应的化学方程式:____________;的反应类型为________。
(4)根据C的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
结构特征
可反应的试剂
反应形成的新结构
反应类型
①
________
②
浓硫酸
________
③
________
取代反应
(5)能发生银镜反应的F的芳香族同分异构体有________种(不含立体异构),写出核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为的物质与新制的银氨溶液反应的化学方程式:___________。
20. 有机物I是制备褪黑素(大脑松果体内分泌的一种吲哚类激素)的中间体,合成路线如图(部分反应条件已省略):
已知:I.A属于烃类物质,在标准状况下的密度约为;
Ⅱ.(其中为烃基)。
回答下列问题:
(1)A的名称是________。
(2)M的结构简式为________,其分子中所含官能团的名称为________。
(3)E的结构简式为________,的反应类型为________。
(4)写出反应的化学方程式:____________。
(5)核磁共振仪也能检测出分子中的不同化学环境的碳原子。D分子中有________种不同化学环境的碳原子。
(6)参照上述合成路线,设计以二氯甲烷和M为原料制备有机物的合成路线:___________(其他无机试剂任选)。
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高二年级学情练(四)
化学试题
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:鲁科版选择性必修3第1章~第3章第1节。
5.可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Br80 Ag108
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列关于有机物的说法正确的是
A. 糖类均是能水解的高分子化合物 B. 毛发完全燃烧只生成和
C. 硫酸铵溶液能使蛋白质变性 D. 油脂可在碱性条件下水解生成甘油
【答案】D
【解析】
【详解】A.葡萄糖不能水解,且不是高分子化合物,A错误;
B.毛发主要成分是蛋白质,完全燃烧除了生成和,还有其他物质生成,B错误;
C.溶液能使蛋白质发生盐析,C错误;
D.油脂是高级脂肪酸甘油酯,可在碱性条件下水解生成甘油和高级脂肪酸钠,D正确;
故选D。
2. 下列物质中能与溶液作用发生显色反应的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】能与溶液作用发生显色反应的物质是含有酚羟基的酚类物质,酚是指羟基直接连接在苯环上的这一类有机物,据此信息解答。
【详解】A.该物质的苯环上没有直接连接羟基,不属于酚类,A错误;
B.该物质的苯环上没有直接连接羟基,不属于酚类,B错误;
C.该物质没有苯环,不属于酚类,C错误;
D.该物质的苯环上直接连接有羟基,属于酚类,具有酚与溶液的显色反应,D正确;
故答案为:D。
3. 下列有机物具有顺反异构现象的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.的结构式为:,唯一不同的基团是氯原子,无顺反异构,A不符合题意;
B.该有机物结构式为:,碳碳双键两侧含有不同的基团,存在顺反异构,B符合题意;
C.该有机物的结构式为:,碳碳双键两侧含有三个相同的基团,无顺反异构,C不符合题意;
D.该有机物的结构式为:,碳碳双键右侧含有相同的基团,无顺反异构,D不符合题意;
故选B。
4. 下列有关有机物的化学用语正确的是
A. 乙烯的结构简式为 B. 苯的实验式为
C. 甲烷的分子结构模型为 D. 甲醛的电子式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.结构简式不能省略碳碳双键,应该写为:,A错误;
B.苯的实验式为,B错误;
C.甲烷的空间结构是正四面体,C正确;
D.未画出甲醛中氧原子的孤电子对,正确的为:,D错误;
故选C。
5. 下列说法正确的是
A. 含有羟基的物质都能与溶液反应
B. 的官能团名称为醛基
C. 相对分子质量相同的有机物不一定是同分异构体
D. 和在分子组成上相差一个,两者互为同系物
【答案】C
【解析】
【详解】A.含有羟基的物质中只有含酚羟基的物质才能与溶液反应,A错误;
B.的名称为:甲酸甲酯,其官能团名称为酯基,B错误;
C.相对分子质量相同的有机物不一定是同分异构体,如丙酮和丁烷,它们相对分子质量相同但分子式不同,不满足同分异构体的定义,C正确;
D.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“”原子团的有机化合物,属于同一类物质且具有相同官能团,属于烯烃,属于环烷烃,不是同一类物质,不属于同系物,D错误;
故答案为:C。
6. 基于有机小分子的不对称催化荣获诺贝尔化学奖,人们首次发现并验证了手性分子作为有机催化剂的优越性。连有四个不同基团的碳原子称为手性碳,下列有机物中含有手性碳的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】手性碳原子为饱和碳原子,且碳原子所连的4个原子或原子团各不相同,标有“*”的碳为手性碳,其他三个结构式中没有符合条件的手性碳原子,故选B。
7. 下列烷烃的系统命名中,不正确的是
A. 二甲基丁烷 B. 二甲基丁烷
C. 甲基乙基戊烷 D. 三甲基丁烷
【答案】B
【解析】
【详解】A.2,3−二甲基丁烷,符合系统命名法,故A正确;
B.3,3−二甲基丁烷,选取的支链代数和不是最小,不符合系统命名法,正确应为2,2−二甲基丁烷,故B错误;
C.2−甲基−3−乙基戊烷,符合系统命名法,故C正确;
D.2,2,3−三甲基丁烷,符合系统命名法,故D正确;
故答案为B。
8. 以乙烯和丙炔酸()为原料制备有机物经过的反应类型为
A. 加成反应、取代反应、酯化反应 B. 氧化反应、消去反应、取代反应
C. 取代反应、加成反应、酯化反应 D. 还原反应、取代反应、酯化反应
【答案】A
【解析】
【详解】,依次为加成反应、取代反应、酯化反应,故A正确。
9. 实验室利用苯与浓硝酸、浓硫酸制取并提纯硝基苯的实验过程中,下列装置未涉及的是
A. ①② B. ①③ C. ③④ D. ④⑤
【答案】D
【解析】
【详解】制备硝基苯的实验,一般步骤为:a、配制一定比例形成的浓硫酸和浓硝酸的混合酸,加入反应器中;b、向冷却后的混合酸中逐滴加入一定质量的苯,充分振荡,混合均匀;c、用水浴加热在50~60℃下发生反应,直至反应结束;d、除去混合酸后,粗产品依次用蒸馏水和5%NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤,其间进行多次分液操作;e、将用无水CaCl2干燥后的粗产品进行蒸馏,得到纯硝基苯。故实验中发生反应需要用到水浴加热装置②、除杂过程需要用到分液操作装置③,最后分离出纯硝基苯还要用到蒸馏装置①,只有④⑤装置未涉及,故答案为:D。
10. 卤代烃能够发生反应:,下列有机物中可合成的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.与钠发生反应可生成,A项正确;
B.与钠发生反应可生成,B项错误;
C.与钠以物质的量之比发生反应可生成环丙烷或环己烷,C项错误;
D.与钠发生反应可生成,D项错误;
答案选A。
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. 下列说法正确的是
A. 和互为同系物
B. 的系统命名为甲基乙基丁烷
C. 乙醇和二甲醚互为同分异构体
D. 利用乙醇的还原性以及的颜色差异来检验酒后驾车
【答案】CD
【解析】
【详解】A.属于酚类,属于芳香醇,化学性质不相似,两者不互为同系物,故A错误;
B.的主链上有5个碳原子,系统命名为二甲基戊烷,故B错误;
C.乙醇和二甲醚分子式相同,互为同分异构体,故C正确;
D.乙醇具有还原性,可被氧化,因此可以利用乙醇的还原性以及的颜色差异来检验酒后驾车,故D正确;
故答案为CD。
12. 根据实验操作和现象,可得出相应结论的是
选项
实验操作
现象
结论
A
将铜丝放在酒精灯上灼烧变黑后,趁热伸入乙醇中,反复几次
铜丝由黑色变为红色,液体有刺激性气味
乙醇可以发生氧化反应
B
向溶液中逐滴滴加过量氨水
溶液先变浑浊,最终变澄清
可以与分子形成分子间氢键
C
常温下,向饱和溶液中先加入的溶液,再加入几滴的溶液
先生成白色沉淀,加入溶液后生成黄色沉淀
常温下,
D
向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热,加入新制的悬浊液
无砖红色沉淀
蔗糖未水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.转化成说明乙醇发生氧化反应,A项正确;
B.向AgNO3溶液中逐滴滴加过量氨水,溶液先变浑浊,即生成AgOH,最终变澄清,AgOH继续与氨水反应生成
[Ag(NH3)2]OH,可以与分子形成配位键,B项错误;
C.氯离子有剩余,无法比较,C项错误;
D.验证蔗糖是否发生水解,其水解产物葡萄糖用新制氢氧化铜检验时,须确保反应环境为碱性,先加入NaOH中和硫酸,再加入新制的悬浊液,D项错误;
故选A。
13. 布洛芬具有抗炎、镇痛、解热作用,但口服该药对胃、肠道有刺激性,可以对该分子用如下所示的方法修饰:,以减轻副作用。下列说法错误的是
A. 布洛芬分子内所有碳原子可能在同一平面内 B. 该做法使药品酸性减弱,降低对肠胃的刺激性
C. 布洛芬能使酸性溶液褪色 D. 该修饰方法发生的反应为氧化反应
【答案】AD
【解析】
【详解】A.布洛芬分子中同一个杂化的碳原子上连接3个碳原子,不可能共面,A错误;
B.反应前布洛芬中含有羧基,刺激肠胃,转化成酯基酸性减弱,降低对肠胃的刺激性,B正确;
C.酸性溶液能氧化布洛芬分子苯环的侧链,使得溶液褪色,C正确;
D.羧基形成酯基发生取代反应,D错误;
故选AD。
14. 由有机物甲制备丁的路线如下:,下列说法正确的是
A. 可用酸性高锰酸钾溶液鉴别丙和甘油 B. 乙的一氯代物有2种(不含立体异构)
C. ①②③反应类型不同 D. 丙与丙二酸在一定条件下可缩聚成高聚物
【答案】CD
【解析】
【详解】A.丙、甘油均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A错误;
B.乙的一氯代物有3种(不含立体异构),故B错误;
C.①为氧化反应,②为开环加成反应,③为取代反应,故C正确;
D.丙是二元醇,与丙二酸可发生缩聚反应,故D正确;
故答案为CD。
15. 有机物M具有一定的抗炎、抗菌活性,其结构简式如图所示。下列说法正确的是
A. M的分子式为
B. 在一定条件下最多能与加成
C. 等质量的M分别与足量的金属钠和氢氧化钠反应,消耗金属钠和氢氧化钠的物质的量之比为
D. M存在分子中含有苯环的同分异构体
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据M的结构简式,分子式为,故A错误;
B.碳碳双键能与氢气发生加成反应,羧基不能与氢气反应,在一定条件下最多能与加成,故B错误;
C.羟基、羧基都能与钠反应,羧基与氢氧化钠反应,等质量的M分别与足量的金属钠和氢氧化钠反应消耗金属钠和氢氧化钠的物质的量之比为,故C错误;
D.M的不饱和度为5,存在分子中含有苯环的同分异构体,故D正确;
选D。
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16. 有机物的鉴别和推断有机物的结构是有机化学的重要研究之一。回答下列问题:
(1)用化学方法鉴别苯、乙醇、己烯、甲醛溶液和苯酚溶液。分别取三份各溶液的样本于试管中,写出鉴别方法和所用化学试剂的先后顺序:
i.____________;ii._____________;iii._____________。
(2)完成下列推断。
①某有机化合物A对氢气的相对密度为30,分子中含碳,含氢,其余为氧。
此有机物既可与金属钠反应,又可与氢氧化钠和碳酸钠反应。
i.通过计算确定该有机物的分子式为________。
ii.根据该有机物的性质,其结构简式为________。
②某有机化合物B含碳,氢,氧,它的相对分子质量约为甲烷的5.9倍。
i.该有机物的分子式为________。
ii.在常温下,该有机物可与溴水反应生成白色沉淀,该有机物恰好与作用,据此确定该有机物的结构简式为_________。
③某有机化合物C对氢气的相对密度为29,燃烧该有机物,生成二氧化碳气体(密度为)。
i.该有机化合物的分子式为________。
ii.取该有机化合物与足量银氨溶液反应,析出金属银。该化合物的结构简式为________。
【答案】(1) ①. 先分别加入,加热,有红色沉淀生成的为甲醛溶液 ②. 分别加入溴水,褪色的为己烯,出现白色沉淀的为苯酚 ③. 分别加入金属钠,产生气泡的为乙醇,无明显现象的为苯
(2) ①. ②. ③. ④. ⑤. ⑥.
【解析】
【小问1详解】
用化学方法鉴别苯、乙醇、己烯、甲醛溶液和苯酚溶液。分别取三份各溶液的样本于试管中:i.苯、乙醇、己烯、甲醛溶液和苯酚与氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀的只有甲醛,先分别加入,加热,有红色沉淀生成的为甲醛溶液;苯酚与溴水反应生成白色沉淀三溴苯酚,己烯与溴水发生加成反应使溴水褪色,ii.分别加入溴水,褪色的为己烯,出现白色沉淀的为苯酚;苯、乙醇中能与钠反应放出氢气的是乙醇,iii.分别加入金属钠,产生气泡的为乙醇,无明显现象的为苯。
【小问2详解】
①i.A对氢气的相对密度为30,则A的相对分子质量为60,分子中含碳,C原子数为 ,分子中含氢,H原子数为,氧原子数 ,该有机物的分子式为C2H4O2。
ii.A既可与金属钠反应,又可与氢氧化钠和碳酸钠反应,A分子中含有羧基,其结构简式为。
②i.有机化合物B相对分子质量约为甲烷的5.9倍,则B的相对分子质量为 ,B含碳,氢,氧,分子中碳原子数为 6、H原子数为、O原子数为,该有机物的分子式为C6H6O。
ii.在常温下,B可与溴水反应生成白色沉淀,该有机物恰好与作用,A的结构简式为。
③i.C对氢气的相对密度为29,C的相对分子质量为58,C的物质的量为,生成二氧化碳气体(密度为),n(CO2)=,可知C分子中含有3个C原子,最多结合8个H,而C的相对分子质量为58,可知C分子中含有1个O原子,,则C中含有6个H,该有机化合物的分子式为。
ii. C的物质的量为0.1mol,与足量银氨溶液反应,析出金属银,C含有醛基,结构简式为。
17. 草酸(,熔点分解)是常见有机化工原料,广泛用于医药、冶金和化工等部门,其用量随着工业的大力发展不断增加,以乙炔和硝酸为原料制备草酸工艺过程简单,易实现连续化、自动化,是煤化工路线合成草酸的一条新途径。
(一)乙炔的制备
已知:电石的主要成分是,还有少量的
回答下列问题:
(1)用饱和食盐水代替水的目的是_____________。
(2)装置B中溶液的作用是_____________。
(二)草酸的制备
(3)通入装置F后能观察到有红棕色气体产生,则装置F中发生反应的化学方程式为_________,研究表明当硝酸的质量分数超过,草酸的产率开始下降,其原因是_________。
(4)装置G的作用是____________。
(三)草酸纯度的测定
步骤i.称取草酸样品,配制成溶液;
步骤ii.量取所配溶液于锥形瓶中,加入酸性溶液充分反应;
步骤iii.向反应后的溶液中加入的溶液至溶液中紫红色褪去,消耗溶液体积为。
(5)滴定过程中发生反应的离子方程式为___________,___________。
(6)通过计算确定原试样中草酸的纯度为________%。
【答案】(1)减缓反应的速率
(2)除去等气体
(3) ①. ②. 硝酸的浓度增大,导致硝酸的氧化性增强,会使硝酸氧化生成的草酸,导致产率降低
(4)吸收,防止环境污染
(5) ①. ②.
(6)60
【解析】
【分析】由实验装置图可知,装置A中电石与水反应制备乙炔,装置B中盛有的硫酸铜溶液用于吸收除去乙炔气体中混有的硫化氢和磷化氢等气体杂质,装置C中盛有的浓硫酸用于干燥乙炔,装置D用于收集乙炔,装置E中盛有的碱石灰用于吸收空气中的二氧化碳和水蒸气,防止二氧化碳和水蒸气进入D中,装置F中乙炔在硝酸汞做催化剂条件下与浓硝酸反应制备草酸,装置G中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化氮,防止污染空气;
【小问1详解】
电石与水反应剧烈,不宜控制,用饱和食盐水代替水可以控制反应的速率,获得平稳的乙炔气流,故答案为:减缓反应的速率;
【小问2详解】
由分析可知,装置B中盛有的硫酸铜溶液用于吸收除去乙炔气体中混用的硫化氢和磷化氢等气体杂质,故答案为:除去H2S、PH3等气体杂质;
【小问3详解】
由分析可知,装置F中发生的反应为乙炔在硝酸汞做催化剂条件下与浓硝酸反应生成草酸、二氧化氮和水,反应的化学方程式为,草酸具有还原性,当硝酸的质量分数超过50%时,浓硝酸会进一步氧化草酸,导致草酸产率降低;硝酸是不稳定性酸,温度高于40℃时,硝酸会发生分解,导致草酸产率降低,故答案为:;草酸具有还原性,硝酸的浓度增大,会进一步氧化草酸,导致草酸产率降低;温度高于40℃,硝酸会发生分解,导致草酸产率降低;
【小问4详解】
由分析可知,装置G中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化氮,防止污染空气,故答案为:吸收NO2,防止环境污染;
【小问5详解】
由题意可知,草酸纯度测定时发生的反应为草酸与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水,过量的高锰酸钾溶液与硫酸亚铁溶液反应生成硫酸钾、硫酸锰、硫酸铁和水,反应的离子方程分别为、,故答案为:、;
【小问6详解】
由滴定消耗10.00mL0.50mol/L硫酸亚铁溶液可知,草酸溶液消耗酸性高锰酸钾溶液的物质的量为(0.1mol/L×0.11L-0.5mol/L×0.01×)=0.01mol,则原试样中草酸的质量分数为=60%,故答案为:60%。
18. 某同学在实验室设计如下实验装置(加热及夹持仪器已省略),以苯甲醛()为原料制备间溴苯甲醛()。
有关物质的性质见下表:
物质
苯甲醛
间溴苯甲醛
二氯乙烷
液溴
熔点/℃
沸点/℃
179
83.5
58.78
性状
能与乙醇、乙醚、氯仿等混溶,微溶于水
固体或透明黄色液体
难溶于水,溶于乙醇、乙醚、苯等
深棕红色重质液体,容易挥发
相对分子质量
106
185
99
160
实验步骤:
步骤1:将三颈瓶中一定配比的无水(催化剂)、二氯乙烷(作溶剂)和苯甲醛充分混合后,升温至,通过分液漏斗缓慢滴加液溴,保温反应一段时间,冷却;
步骤2:将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,搅拌、静置、分液。有机相用溶液洗涤;
步骤3:经洗涤的有机相加入适量无水固体,放置一段时间后过滤;
步骤4:减压蒸馏有机相,收集馏分。
回答下列问题:
(1)实验装置中冷凝管的主要作用是____________,锥形瓶中的溶液为________。
(2)步骤1反应温度控制在,采取的控温方式为_____________,写出生成间溴苯甲醛的化学方程式:___________。
(3)步骤2中用溶液洗涤有机相的目的是__________。
(4)步骤3中加入无水固体的作用是___________。
(5)步骤4中减压蒸馏后收集到的馏分带有淡黄色,其原因是馏分中溶解有溴单质,可用稀溶液洗涤、分层、干燥再经蒸馏,即可得到无色透明的间溴苯甲醛。写出稀溶液除溴的离子方程式:__________。
(6)若最后所得产品的质量为,则本次实验间溴苯甲醛的产率为________。
【答案】(1) ①. 冷凝回流、导气 ②. 溶液(或其他合理答案)
(2) ①. 水浴加热 ②.
(3)去除有机相中的酸性杂质
(4)干燥有机相 (5)
(6)
【解析】
【分析】苯甲醛与溴在氯化铝催化作用下在时反应生成间溴苯甲醛,方程式为:,经冷凝回流可到间溴苯甲醛,生成的用氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气。将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,可使催化剂氯化铝溶于盐酸,且能抑制其发生水解,从而实现产物与催化剂的分离。可用碳酸氢钠除去溶解在有机相中的单质溴,也可以吸收残留的,有机相加入无水MgSO4固体,可起到吸收水的作用。减压蒸馏,可降低沸点,避免温度过高,导致间溴苯甲醛被氧化。
【小问1详解】
反应物溴单质的沸点较低,在反应过程中易挥发,导致其利用率下降,用冷凝管可使挥发出的溴单质重新冷凝回流到烧瓶中,继续发生反应,从而可以提高溴单质的利用率。生成的用氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气。故答案为:冷凝回流、导气;。
【小问2详解】
由于反应的温度高于常温,低于,所以采用水浴加热。溴和苯甲醛发生取代反应,方程式为:。
【小问3详解】
可用碳酸氢钠除去溶解在有机相中的单质溴,也可以吸收残留的。故答案为:去除有机相中的酸性杂质。
【小问4详解】
有机相加入无水固体,可起到吸收水的作用。故答案为:干燥有机相。
【小问5详解】
溴单质有氧化性,二者发生氧化还原反应,所以方程式为:。
【小问6详解】
苯甲醛是,根据方程式物质的量关系,生成间溴苯甲醛也为,质量为:,最后所得产品的质量为,间溴苯甲醛的产率为:。故答案为:。
19. 有机物H是一种新型环氧树脂,其制备方法如下:
回答下列问题:
(1)化合物G的分子式为________,所含官能团的名称是________,分子中________(填“有”或“无”)手性碳原子。
(2)相同温度下,A在水中的溶解度________(填“大于”“等于”或“小于”)E在水中的溶解度。
(3)写出反应的化学方程式:____________;的反应类型为________。
(4)根据C的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
结构特征
可反应的试剂
反应形成的新结构
反应类型
①
________
②
浓硫酸
________
③
________
取代反应
(5)能发生银镜反应的F的芳香族同分异构体有________种(不含立体异构),写出核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为的物质与新制的银氨溶液反应的化学方程式:___________。
【答案】(1) ①. ②. (酚)羟基 ③. 无
(2)小于 (3) ①. ②. 加成反应
(4) ①. 取代反应 ②. 消去反应 ③. ,浓硫酸
(5) ①. 4 ②.
+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O
【解析】
【分析】丙烯和氯气在光照条件下发生取代反应生成ClCH2CH=CH2,ClCH2CH=CH2和HClO发生加成反应生成ClCH2CH(OH)CH2Cl,ClCH2CH(OH)CH2Cl在一定条件下生成;苯酚和发生取代反应生成和水;和反应生成H。
【小问1详解】
根据化合物G的结构简式,可知分子式为,所含官能团的名称是羟基,分子中没有碳原子连接4个不同的原子或原子团,所以无手性碳原子。
【小问2详解】
E分子中含有羟基,能与水分子形成分子间氢键,所以相同温度下,A在水中的溶解度小于E在水中的溶解度。
【小问3详解】
是丙烯和氯气在光照条件下发生取代反应生成ClCH2CH=CH2和HCl,反应的化学方程式为;ClCH2CH=CH2和HClO发生加成反应生成ClCH2CH(OH)CH2Cl,的反应类型为加成反应。
【小问4详解】
①C中的氯原子被-OH代替,反应类型为取代反应;
②中羟基和邻位碳原子上的H去掉,形成和水,反应类型是消去反应;
③和乙酸在浓硫酸作用下发生取代反应生成和水,反应类型是取代反应。
【小问5详解】
能发生银镜反应说明含有醛基, F的芳香族同分异构体有、、、,共4种,写出核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为的物质是,与新制的银氨溶液反应的化学方程式+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O
。
20. 有机物I是制备褪黑素(大脑松果体内分泌的一种吲哚类激素)的中间体,合成路线如图(部分反应条件已省略):
已知:I.A属于烃类物质,在标准状况下的密度约为;
Ⅱ.(其中为烃基)。
回答下列问题:
(1)A的名称是________。
(2)M的结构简式为________,其分子中所含官能团的名称为________。
(3)E的结构简式为________,的反应类型为________。
(4)写出反应的化学方程式:____________。
(5)核磁共振仪也能检测出分子中的不同化学环境的碳原子。D分子中有________种不同化学环境的碳原子。
(6)参照上述合成路线,设计以二氯甲烷和M为原料制备有机物的合成路线:___________(其他无机试剂任选)。
【答案】(1)乙炔 (2) ①. 或 ②. 酯基
(3) ①. ②. 取代反应
(4) (5)7
(6)CH2Cl2NCCH2CNH2NCH2CH2CH2NH2
【解析】
【分析】A分子式是C2H2,该物质是乙炔,结构简式是HC≡CH,A与HCl在HgCl2催化下发生加成反应产生B(CH2=CHCl),CH2=CHCl与NaCN发生取代反应产生C(CH2=CH-CN),C与M发生加成反应产生D,根据C、D结构简式,结合M分子式,可知M结构简式是,D与H2在Ni催化下加热发生加成反应产生E(),E在、CDCl3作用下产生F()和C2H5OH,F在碱性条件下水解,然后酸化可得G,G与反应产生H,H与HCOOH反应产生I。
【小问1详解】
据分析,A的名称为乙炔。
【小问2详解】
据分析,M的结构简式为,其分子中所含官能团的名称为酯基。
【小问3详解】
据分析,E的结构简式为,B→C为CH2=CHCl与NaCN发生取代反应产生CH2=CH-CN和NaCl,反应类型为取代反应。
【小问4详解】
据分析,E→F的反应为在、CDCl3作用下产生和C2H5OH,化学方程式为。
【小问5详解】
D为对称分子,其中有7种不同化学环境的碳原子:。
【小问6详解】
CH2Cl2与NaCN发生取代反应产生NCCH2CN,NCCH2CN与H2在Ni催化下发生加成反应产生NH2CH2CH2CH2NH2,与NH2CH2CH2CH2NH2发生取代反应产生目标产物,故以二氯乙烷和M为原料合成有机物的合成路线为:CH2Cl2NCCH2CNH2NCH2CH2CH2NH2。
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