内容正文:
2024-2025学年第二学期高二年级第四次诊断考试
化学试题
考试时间:75分钟 考试分值:100分
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16
一、选择题(共15题,每题3分,共45分)
1. 下列分离方法中,和物质的溶解度无关的是
A. 升华 B. 萃取 C. 过滤 D. 重结晶
2. 下列关于丙炔()的说法错误的是
A. 丙炔分子中有6个键和2个键 B. 丙炔分子中碳原子采取和杂化
C. 丙炔分子中存在非极性键和极性键 D. 丙炔分子中最多有5个原子在同一平面上
3. 下列化合物在核磁共振氢谱中能出现两组峰,且峰面积之比为 1∶1 的是
A. CH3COOCH3 B. CH3OCH3 C. CH3COOH D. HOCH2CH2OH
4. 对某未知有机物进行质谱和核磁共振氢谱分析,结果如图所示。下列说法不正确的是
A. 该物质的相对分子质量为46
B. 该物质的结构简式有可能是
C. 该物质的分子中存在3种不同类型的氢原子
D. 该物质的分子中不同类型的氢原子个数之比为3:2:1
5. 下列表示不正确的是
A. 乙烯的结构式: B. 甲酸甲酯的结构简式:
C. 甲基丁烷的键线式: D. 甲基的电子式:
6. 有机物R()是合成中药丹参醇的中间体,下列说法错误的是
A. 该分子中含有2种官能团 B. 与环己醇互为同系物
C. 可发生加聚反应 D. 分子中所有碳原子不可能在同一平面上
7. 下列关于乙烷、乙烯、乙炔的说法中正确的是
①它们既不是同系物,也不是同分异构体
②乙烷是饱和烃,乙烯、乙炔是不饱和烃
③乙烯、乙炔能使溴水褪色,乙烷不能使溴水褪色
④它们都能燃烧,乙炔燃烧火焰最明亮,有浓烟
⑤它们都能使酸性溶液褪色
A. ①③④⑤ B. ①②③⑤ C. ②③④⑤ D. ①②③④
8. 某实验小组设计如图装置完成乙炔的制备和性质探究。下列说法正确的是
A. a装置中的饱和食盐水可以换成蒸馏水,使产生乙炔更为纯净
B. d、e装置中溶液都会发生褪色现象,反应原理各不相同
C. f处产生明亮淡蓝色火焰,且有黑烟生成
D. 收集乙炔气体时可采用向上排空气法
9. 下列反应中,其有机产物含有2个官能团的是
A. 1mol乙炔与2mol溴发生加成反应 B. 乙烯与溴发生加成反应
C. 1mol苯与3mol氢气发生加成反应 D. 甲苯硝化生成三硝基甲苯
10. 工业上由乙苯生产苯乙烯的反应如下,下列有关说法正确的是
+H2
A. 该反应的类型为取代反应
B. 苯乙烯分子中所有原子一定在同一平面上
C. 乙苯和苯乙烯都能发生氧化反应
D. 比乙苯多一个碳原子的同系物R的同分异构体(包含R,不含立体异构)共有4种
11. 有机化合物不可能发生的化学反应是
A. 水解反应 B. 酯化反应 C. 加成反应 D. 氧化反应
12. 针对如图所示的乙醇分子结构,下列说法不正确的是
A. 与乙酸、浓硫酸共热时,②键断裂
B. 与钠反应时,①键断裂
C. 与浓硫酸共热至170℃时,②、④键断裂
D. 在Ag催化下与O2反应时,①、③键断裂
13. 如图所示的分子酷似企鹅,下列有关该分子的说法不正确的是
A. 该分子中存在着两种官能团
B. 该分子是一种芳香醛
C. 该分子中存在与乙烯相同的官能团,所以与乙烯有相似的性质
D. 如果该分子中的双键都能加成,则1mol该分子能与3mol氢气反应
3mol氢气反应
14. 分枝酸可用于生化研究。其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是
A. 分子中含有2种官能团
B. 可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同
C. 1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应
D. 可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同
15. 下列说法不正确的是
A. 乙醇的酯化反应和酯的水解反应均属于取代反应
B. 乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为乙烯分子中含有碳碳双键
C. 乙醛分子式为,它可以被还原成乙醇
D. 苯与溴水混合,反复振荡后溴水层颜色变浅是因为苯与溴发生了加成反应
二、简答题(共55分)
16. 如图是由4个碳原子结合成的6种有机物(氢原子没有画出)
a. b. c. d. e. f.
(1)写出有机物a的系统命名法的名称___________
(2)有机物a有一种同分异构体,试写出其结构简式___________
(3)上述有机物中与c互为同分异构体的是___________(填代号,下同)
(4)上述有机物中不能与溴反应并使其褪色的有___________
(5)abcd四种物质中,4个碳原子一定处于同一平面的有___________
(6)c通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色是发生___________反应,e通入溴的CCl4溶液中,溶液褪色发生___________反应。
17. 借助于李比希法、现代科学仪器及化学实验可以测定有机化合物的组成和结构。如图所示的是确定有机化合物的分子式常用的装置,其中管式炉可提供有机化合物燃烧所需的高温。
(1)装置C中CuO的作用是_______。
(2)装置F的作用是_______。
(3)准确称取23.20g有机化合物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),充分燃烧后,D管的质量增加7.20g,E管的质量增加35.20g,则有机化合物M的实验式为_______。
(4)若利用质谱法测定M的相对分子质量,其质谱图如图所示,则M的分子式为_______。
18. 实验室采用正丙醇 沸点97℃)与氢溴酸反应制备1-溴丙烷。 沸点71℃,密度为 实验装置如下图所示:
制备步骤如下:
①在仪器X中依次加入10mL蒸馏水和14mL浓硫酸,充分混合后冷却至室温,然后加入正丙醇和5gNaBr粉末。
②缓慢加热,直到无油状物馏出为止。
③将锥形瓶中的液体依次用 溶液和12mLH₂O洗涤, 分液,得粗产品,进一步提纯得1-溴丙烷。
(1)仪器X的名称是___________。冷凝管进出口顺序为___________(填“M进N 出”或“N进 M出”)。
(2)若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是___________。
(3)本实验中最容易产生的醚类副产物的结构简式为___________;将1-溴丙烷粗产品置于分液漏斗中加12mL水,振荡后静置,产物在___________(填“上层”“下层”或“不分层”)。
(4)1-溴丙烷的沸点低于正丙醇的主要原因是___________。
(5)步骤②中需向锥形瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是___________。
19. 对溴苯乙烯(E)是一种重要的化工原料,E的实验室制取流程如下:
已知:D的分子式为,且分子中含甲基。回答下列问题:
(1)B的名称为___________;E中官能团的名称为___________。
(2)催化剂a的化学式是___________;E的分子式为___________。
(3)A转化为B的化学方程式是___________。
(4)写出C→D反应的化学方程式:___________,反应类型为___________。
(5)芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基,则M的结构有___________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1的结构简式为___________。
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2024-2025学年第二学期高二年级第四次诊断考试
化学试题
考试时间:75分钟 考试分值:100分
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16
一、选择题(共15题,每题3分,共45分)
1. 下列分离方法中,和物质的溶解度无关的是
A. 升华 B. 萃取 C. 过滤 D. 重结晶
【答案】A
【解析】
【详解】A.升华与物质熔沸点有关,和物质的溶解度无关,故A符合题意;
B.萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作,和物质的溶解度有关,故B不符合题意;
C.过滤法是最常用的分离溶液与沉淀的操作方法,和物质的溶解度有关,故C不符合题意;
D.重结晶是将晶体溶于溶剂或熔融以后,又重新从溶液或熔体中结晶的过程,和物质的溶解度有关,故D不符合题意;
答案选A。
2. 下列关于丙炔()的说法错误的是
A. 丙炔分子中有6个键和2个键 B. 丙炔分子中碳原子采取和杂化
C. 丙炔分子中存在非极性键和极性键 D. 丙炔分子中最多有5个原子在同一平面上
【答案】B
【解析】
【详解】A.单键为键,1个三键中含1个键和2个键,故丙炔分子中有6个键和2个键,A正确;
B.形成4个单键的碳原子采取杂化,形成三键的碳原子采取杂化,故丙炔分子中碳原子采取和杂化,B错误;
C.丙炔分子中存在C—C非极性键和C—H极性键,C正确;
D.,如图中结构所示,丙炔分子中最多有5个原子在同一平面上,D正确;
故选B。
3. 下列化合物在核磁共振氢谱中能出现两组峰,且峰面积之比为 1∶1 的是
A. CH3COOCH3 B. CH3OCH3 C. CH3COOH D. HOCH2CH2OH
【答案】A
【解析】
【详解】A.CH3COOCH3中含2种H,且其峰面积之比为1∶1,故A选;
B.CH3OCH3中含1种H,故B不选;
C.CH3COOH中含2种H,且其峰面积之比为3∶1,故C不选;
D.HOCH2CH2OH中含2种H,其峰面积之比为2∶1,故D不选;
故选A。
4. 对某未知有机物进行质谱和核磁共振氢谱分析,结果如图所示。下列说法不正确的是
A. 该物质的相对分子质量为46
B. 该物质的结构简式有可能是
C. 该物质的分子中存在3种不同类型的氢原子
D. 该物质的分子中不同类型的氢原子个数之比为3:2:1
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.由图1可知,最大质荷比是46,该物质的相对分子质量为46,A正确;
B.结合相对分子质量和3种不同环境的H原子可知,该物质的结构简式有可能是,B错误;
C.由2图含有3组峰可知,该物质的分子中存在3种不同类型的氢原子,C正确;
D.根据图2的峰面积之比可知,该物质的分子中不同类型的氢原子个数之比为3:2:1,D正确;
答案选B。
5. 下列表示不正确的是
A. 乙烯的结构式: B. 甲酸甲酯的结构简式:
C. 甲基丁烷的键线式: D. 甲基的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.结构式是每一对共用电子对用一个短横来表示,乙烯分子中每个碳原子和每个氢原子形成一对共用电子对,碳原子和碳原子形成两对共用电子对,故A正确;
B.结构简式中需要体现出特殊结构和官能团,甲酸甲酯中要体现出酯基,其结构简式为HCOOCH3,故B错误;
C.键线式中每个端点为一个C原子,省略C—H键,故C正确;
D.甲基中碳原子和三个氢原子形成3对共用电子对,还剩一个成单电子,故D正确;
答案选B。
6. 有机物R()是合成中药丹参醇的中间体,下列说法错误的是
A. 该分子中含有2种官能团 B. 与环己醇互为同系物
C. 可发生加聚反应 D. 分子中所有碳原子不可能在同一平面上
【答案】B
【解析】
【详解】A.中含有碳碳双键和羟基2种官能团,A项正确;
B.中的官能团为碳碳双键和醇羟基,环己醇中的官能团只有醇羟基,二者结构不相似,不互为同系物,B项错误;
C.中含有碳碳双键,能发生加聚反应,C项正确;
D.中与标“*”的碳原子直接相连的3个碳原子和氧原子构成四面体形结构,标“*”的碳原子位于四面体中间,这4个碳原子不可能共平面,故分子中所有碳原子不可能在同一平面上,D项正确;
答案选B。
7. 下列关于乙烷、乙烯、乙炔的说法中正确的是
①它们既不是同系物,也不是同分异构体
②乙烷是饱和烃,乙烯、乙炔是不饱和烃
③乙烯、乙炔能使溴水褪色,乙烷不能使溴水褪色
④它们都能燃烧,乙炔燃烧火焰最明亮,有浓烟
⑤它们都能使酸性溶液褪色
A. ①③④⑤ B. ①②③⑤ C. ②③④⑤ D. ①②③④
【答案】D
【解析】
【详解】①乙烷、乙烯、乙炔,结构不相似,不是同系物,分子式不同,也不是同分异构体,故①正确;
②乙烷只有碳碳单键和碳氢键,是饱和烃,乙烯、乙炔中有碳碳双键、三键是不饱和烃,故②正确;
③乙烯、乙炔中有碳碳双键、三键能使溴水褪色,乙烷不能使溴水褪色,故③正确;
④乙烷、乙烯、乙炔都能燃烧,乙炔含碳量最高,燃烧火焰最明亮,有浓烟,故④正确;
⑤乙烯、乙炔中有碳碳双键、三键能使酸性KMnO4溶液褪色,乙烷不能使酸性KMnO4溶液褪色,故⑤错误;
综上,正确说法为①②③④,故选D。
8. 某实验小组设计如图装置完成乙炔的制备和性质探究。下列说法正确的是
A. a装置中的饱和食盐水可以换成蒸馏水,使产生乙炔更为纯净
B. d、e装置中溶液都会发生褪色现象,反应原理各不相同
C. f处产生明亮淡蓝色火焰,且有黑烟生成
D. 收集乙炔气体时可采用向上排空气法
【答案】B
【解析】
【详解】A.用饱和食盐水代替蒸馏水制乙炔的目的是控制反应速率,避免反应过于剧烈,A错误;
B.d装置中溴水中的与乙炔发生加成反应,e装置中酸性溶液与乙炔发生氧化还原反应,B正确;
C.乙炔燃烧火焰明亮,但不呈淡蓝色,C错误;
D.乙炔的密度和空气的密度接近,不能用排空气法收集,D错误;
故选B。
9. 下列反应中,其有机产物含有2个官能团的是
A. 1mol乙炔与2mol溴发生加成反应 B. 乙烯与溴发生加成反应
C. 1mol苯与3mol氢气发生加成反应 D. 甲苯硝化生成三硝基甲苯
【答案】B
【解析】
【详解】A.1mol乙炔与2mol溴发生加成反应,碳碳三键全部加成,有机产物中含有4个溴原子,即4个官能团,A不符合;
B.乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,有机产物含有2个溴原子,即2个官能团,B符合;
C.1mol苯与3mol氢气发生加成反应生成环己烷,有机产物中不存在官能团,C不符合;
D.甲苯硝化生成三硝基甲苯,有机产物中含有3个硝基,即3个官能团,D不符合;
答案选B。
10. 工业上由乙苯生产苯乙烯的反应如下,下列有关说法正确的是
+H2
A. 该反应的类型为取代反应
B. 苯乙烯分子中所有原子一定在同一平面上
C. 乙苯和苯乙烯都能发生氧化反应
D. 比乙苯多一个碳原子的同系物R的同分异构体(包含R,不含立体异构)共有4种
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A. 该反应的类型为消去反应,故A错误;
B.苯是一个平面,乙烯是一个平面,碳碳单键可以旋转,因此苯乙烯分子中所有原子不一定在同一平面上,故B错误;
C. 乙苯和苯乙烯都能燃烧且都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,即能发生氧化反应,故C正确;
D. 比乙苯多一个碳原子的同系物R,即苯环外还有3个碳原子,第一种情况三个碳在一起有两种同分异构,第二种情况三个碳分为一个甲基,一个乙基,有邻、间、对三种,第三种情况三个碳分为三个甲基,两个甲基在邻、间、对三种位置,另一个甲基分别放入分别有两种、三种、一种,因此同分异构体(包含R,不含立体异构)共有11种,故D错误。
综上所述,答案为C。
11. 有机化合物不可能发生的化学反应是
A. 水解反应 B. 酯化反应 C. 加成反应 D. 氧化反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.含有氯原子,能发生水解反应,故不选A;
B.不含羟基、羧基,不能发生酯化反应,故选B;
C.含有碳碳双键、醛基,能发生加成反应,故不选C;
D.含有碳碳双键、醛基,能发生氧化反应,故不选D;
选B。
12. 针对如图所示的乙醇分子结构,下列说法不正确的是
A. 与乙酸、浓硫酸共热时,②键断裂
B. 与钠反应时,①键断裂
C. 与浓硫酸共热至170℃时,②、④键断裂
D. 在Ag催化下与O2反应时,①、③键断裂
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醇与乙酸和浓硫酸共热时发生酯化反应生成乙酸乙酯,反应中醇脱去羟基上的H原子,故①键断裂,A错误;
B.乙醇与Na反应生成乙醇钠,反应中醇脱去羟基上的H原子,故①键断裂,B正确;
C.乙醇与浓硫酸共热至170℃时生成乙烯和水,反应中醇脱去羟基和羟基所在碳原子相邻碳原子上的氢原子,故②、④键断裂,C正确;
D.乙醇在Ag做催化剂的时候与氧气发生催化氧化反应生成乙醛,反应中醇脱去羟基上的H和与羟基相连碳原子上的H原子,故①、③键断裂,D正确;
故答案选A。
13. 如图所示的分子酷似企鹅,下列有关该分子的说法不正确的是
A. 该分子中存在着两种官能团
B. 该分子是一种芳香醛
C. 该分子中存在与乙烯相同的官能团,所以与乙烯有相似的性质
D. 如果该分子中的双键都能加成,则1mol该分子能与3mol氢气反应
【答案】B
【解析】
【分析】
由结构简式可知,分子中含碳碳双键、羰基,结合烯烃、酮的性质来解答。
【详解】A.含碳碳双键、羰基,两种官能团,故A正确;
B.不含−CHO,不含苯环,不属于芳香醛,故B错误;
C.含碳碳双键,与乙烯相同的官能团,所以与乙烯有相似的性质,故C正确;
D.碳碳双键、羰基均与氢气发生加成反应,则1mol该分子能与3mol氢气反应,故D正确;
答案选B。
3mol氢气反应
14. 分枝酸可用于生化研究。其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是
A. 分子中含有2种官能团
B. 可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同
C. 1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应
D. 可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同
【答案】B
【解析】
【详解】A项,该化合物分子中含有羧基、醇羟基、醚键和碳碳双键4种官能团,故A项错误;
B项,该物质中含有羧基和羟基,既可以与乙醇发生酯化反应,也可以与乙酸发生酯化反应,反应类型相同,故B项正确;
C项,分枝酸一个分子中含两个羧基,故1mol分枝酸最多能与2mol NaOH发生中和反应,故C项错误;
D项,该物质使溴的四氯化碳溶液褪色的原理是溴与碳碳双键发生加成反应,而是使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生氧化反应,原理不同,故D项错误。
综上所述,本题正确答案为B。
【点睛】本题考查了有机化合物的结构与性质,包含了通过分析有机化合物的结构简式,判断有机化合物的官能团、反应类型的判断、有机物的性质,掌握官能团的性质是解题的关键。
15. 下列说法不正确的是
A. 乙醇的酯化反应和酯的水解反应均属于取代反应
B. 乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是因为乙烯分子中含有碳碳双键
C. 乙醛分子式为,它可以被还原成乙醇
D. 苯与溴水混合,反复振荡后溴水层颜色变浅是因为苯与溴发生了加成反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙醇的酯化反应和酯的水解反应都可看作是有机物分子中的原子或原子团被其他的原子和原子团所代替的反应,是取代反应,A正确;
B.乙烯的碳碳双键使其易被酸性高锰酸钾氧化,导致溶液褪色,B正确;
C.乙醛(C2H4O)它可以和氢气发生加成反应,即还原反应生成乙醇,C正确;
D.苯与溴水混合反复振荡,溴水层颜色变浅是因为溴水中的溴从水中进入到了苯中,是萃取,不是苯和溴水发生了加成反应,D错误;
故选D。
二、简答题(共55分)
16. 如图是由4个碳原子结合成的6种有机物(氢原子没有画出)
a. b. c. d. e. f.
(1)写出有机物a的系统命名法的名称___________
(2)有机物a有一种同分异构体,试写出其结构简式___________
(3)上述有机物中与c互为同分异构体的是___________(填代号,下同)
(4)上述有机物中不能与溴反应并使其褪色的有___________
(5)abcd四种物质中,4个碳原子一定处于同一平面的有___________
(6)c通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色是发生___________反应,e通入溴的CCl4溶液中,溶液褪色发生___________反应。
【答案】 ①. 2-甲基丙烷 ②. CH3CH2CH2CH3 ③. bf ④. af ⑤. bc ⑥. 氧化 ⑦. 加成
【解析】
【分析】
【详解】(1)有机物a分子中C原子之间都以单键结合形成链状,该物质属于烷烃,其分子中最长碳链上含有3个C原子,在中间C原子上有一个甲基,则该物质的系统命名法的名称为2-甲基丙烷;
(2)有机物a分子式是C4H10,该物质有一种同分异构体,其结构简式为CH3CH2CH2CH3;
(3)物质c是2-丁烯,分子式是C4H8,在上述有机物中与c互为同分异构体的是2-甲基丙烯和环丁烷,故合理选项是bf;
(4)含有碳碳双键或碳碳三键的物质能够与溴发生加成反应而使溴水褪色,在上述有机物中b中的2-甲基丙烯、c中的2-丁烯、d中的1,3-丁二烯、e中的1-丁炔都含有不饱和键,它们都能够使溴水褪色,而a中的2-甲基丙烷和f中的环丁烷由于分子中C原子之间都以单键结合,因此不能与溴发生反应并使其褪色,故合理选项有af;
(5)a.甲烷是正四面体结构,2-甲基丙烷可看作是甲烷分子中3个H原子被3个甲基取代产生的物质,因此4个C原子不在同一平面上,a不符合题意;
b.乙烯是平面分子,分子中的2个C原子和4个H原子在同一平面上。b可看作是乙烯分子中一个C原子上的2个H原子被2个甲基C原子取代,则四个C原子在同一平面上,b符合题意;
c.2-丁烯可看作是乙烯分子中2个不同C原子上的2个H原子被2个甲基取代产生的物质,因此分子中的四个C原子在同一平面上,c符合题意;
d.1,3-丁二烯分子中含有2个乙烯平面结构,两个平面共直线,可能在同一平面上,也可能不在同一平面上,d不符合题意;
故合理选项是bc;
(6)c是2-丁烯,分子中含有不饱和的碳碳双键,可以被酸性KMnO4溶液氧化而使溶液褪色,因此褪色原因是由于发生氧化反应;
e是1-丁炔,分子中含有不饱和的碳碳三键,将其通入溴的CCl4溶液中,由于发生加成反应而使溶液褪色,故溶液褪色原因是由于发生加成反应。
17. 借助于李比希法、现代科学仪器及化学实验可以测定有机化合物的组成和结构。如图所示的是确定有机化合物的分子式常用的装置,其中管式炉可提供有机化合物燃烧所需的高温。
(1)装置C中CuO的作用是_______。
(2)装置F的作用是_______。
(3)准确称取23.20g有机化合物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),充分燃烧后,D管的质量增加7.20g,E管的质量增加35.20g,则有机化合物M的实验式为_______。
(4)若利用质谱法测定M的相对分子质量,其质谱图如图所示,则M的分子式为_______。
【答案】(1)将燃烧生成的CO转化为
(2)吸收空气中的水蒸气和,防止影响碳元素的测定
(3)CHO (4)
【解析】
【分析】A制备氧气,B干燥氧气,C中有机物和氧气完全反应生成二氧化碳和水,D吸收反应生成的水,E吸收反应生成得二氧化碳,F防止空气中的二氧化碳、水进入E干扰碳元素的测定。根据D吸收水的质量计算有机物中H元素的质量,根据E吸收二氧化碳的质量计算有机物中碳元素的质量。
【小问1详解】
有机化合物燃烧可能会生成CO,装置C中CuO的作用是将生成的CO转化为,确保碳元素全部转化为被E中碱石灰吸收。
【小问2详解】
根据E中吸收二氧化碳的质量测定有机物中碳元素的量,若空气中的水蒸气和进入装置E中,影响碳元素的测定,所以装置F中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气和,防止影响碳元素的测定。
【小问3详解】
由有机化合物M充分燃烧后,D管的质量增加7.20g,E管的质量增加,可知有机化合物M充分燃烧后生成7.20g水,,水中氢元素的质量,中碳元素的质量,,所以有机化合物M中还有氧元素,,有机化合物M中,,,则1:1:1,所以有机化合物M的实验式为。
【小问4详解】
根据质谱图可知,M的相对分子质量为116,其实验式为,M的分子式可写成,可求出,所以M的分子式为。
18. 实验室采用正丙醇 沸点97℃)与氢溴酸反应制备1-溴丙烷。 沸点71℃,密度为 实验装置如下图所示:
制备步骤如下:
①在仪器X中依次加入10mL蒸馏水和14mL浓硫酸,充分混合后冷却至室温,然后加入正丙醇和5gNaBr粉末。
②缓慢加热,直到无油状物馏出为止。
③将锥形瓶中的液体依次用 溶液和12mLH₂O洗涤, 分液,得粗产品,进一步提纯得1-溴丙烷。
(1)仪器X的名称是___________。冷凝管进出口顺序为___________(填“M进N 出”或“N进 M出”)。
(2)若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是___________。
(3)本实验中最容易产生的醚类副产物的结构简式为___________;将1-溴丙烷粗产品置于分液漏斗中加12mL水,振荡后静置,产物在___________(填“上层”“下层”或“不分层”)。
(4)1-溴丙烷的沸点低于正丙醇的主要原因是___________。
(5)步骤②中需向锥形瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是___________。
【答案】(1) ①. 蒸馏烧瓶 ②. N进M出
(2)降温后再加入沸石
(3) ①. CH3CH2CH2OCH2CH2CH3 ②. 下层
(4)丙醇存在分子间的氢键
(5)减少1-溴丙烷的挥发
【解析】
【分析】浓硫酸与HBr能发生氧化还原反应,故用较浓H2SO4与NaBr制备HBr、HBr与正丙醇发生取代反应制备1—溴丙烷,蒸馏得到粗产品,再予以提纯,据此回答。
【小问1详解】
由图可知,仪器X的名称是蒸馏烧瓶;冷凝管进出口顺序为下进上出,对应的则为“N进M出”;
【小问2详解】
加热反应前加入沸石的作用是防止暴沸;若加热后发现未加沸石,应采取的正确方法是:降温后再加入沸石;
【小问3详解】
正丙醇在浓硫酸作用下可能发生消去反应,或分子间取代反应,则反应时生成的主要有机副产物有2-溴丙烷和丙烯、正丙醚(CH3CH2CH2OCH2CH2CH3);1-溴丙烷微溶于水,且密度大于水,故在下层;
【小问4详解】
醇类化合物受羟基的影响,存在分子间的氢键,故1-溴丙烷的沸点低于正丙醇;
【小问5详解】
1-溴丙烷沸点(71℃)较低,步骤②中需向接受瓶内加入少量冰水并置于冰水浴中的目的是减少1-溴丙烷的挥发。
19. 对溴苯乙烯(E)是一种重要的化工原料,E的实验室制取流程如下:
已知:D的分子式为,且分子中含甲基。回答下列问题:
(1)B的名称为___________;E中官能团的名称为___________。
(2)催化剂a的化学式是___________;E的分子式为___________。
(3)A转化为B的化学方程式是___________。
(4)写出C→D反应的化学方程式:___________,反应类型为___________。
(5)芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基,则M的结构有___________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1的结构简式为___________。
【答案】(1) ①. 乙苯 ②. 碳溴键、碳碳双键
(2) ①. FeBr3 ②. C8H7Br
(3)+ CH3CH2Br+HBr
(4) ①. +Br2+HBr ②. 取代反应
(5) ①. 11 ②.
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,氯化铝做催化剂条件下与溴乙烷共热发生取代反应生成,则A为;溴化铁做催化剂条件下与溴发生取代反应生成,则C为;光照条件下与溴发生取代反应生成D,已知D分子中含有甲基,则D为;在氢氧化钠醇溶液中共热发生消去反应生成。
【小问1详解】
由结构简式可知,的名称为乙苯,的官能团为碳溴键和碳碳双键,故答案为:乙苯;碳溴键、碳碳双键;
【小问2详解】
由分析可知,催化剂a为溴化铁,的分子式为C8H7Br,故答案为:FeBr3;C8H7Br;
【小问3详解】
由分析可知,A转化为B的反应为氯化铝做催化剂条件下与溴乙烷共热发生取代反应生成和溴化氢,反应的化学方程式为+ CH3CH2Br+HBr,故答案为:+ CH3CH2Br+HBr;
【小问4详解】
由分析可知,C→D的反应为光照条件下与溴发生取代反应生成和溴化氢,反应的化学方程式为+Br2+HBr,故答案为:+Br2+HBr;取代反应;
【小问5详解】
D为,M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基,M的结构可以为:、、(共3种位置)、(共3种位置)、(共3种位置),共11种,其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1的结构简式为;故答案为:11;。
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