内容正文:
山西大学附中
2024~2025学年高二年级第二学期5月月考(总第四次)
化学试题
考查时间:75分钟 考查内容:选必三1-3章
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16
一、选择题(每题3分,共42分)
1. 下列化学用语或模型错误的是
A. 羟基的电子式: B. 乙烯的结构简式:
C. 苯的实验式:CH D. 顺-2-丁烯的分子球棍模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.羟基中氧原子上有一个未成对电子,氧原子周围有7个电子,电子式为:,A正确;
B.乙烯分子中含有碳碳双键,写结构简式时不能省略,应写为,B错误;
C.实验式是有机物分子内各元素原子的最简整数比,苯的实验式为,C正确;
D.顺-2-丁烯的两个甲基在双键的同侧,可表示为,D正确;
故选B。
2. 下列说法正确的是
A. 用浓溴水可鉴别溴乙烷、乙醛和苯酚
B. 用红外光谱可确定有机物的元素组成
C. 质谱法测得某有机物的相对分子质量为72,可推断其分子式为
D. 与互为同分异构体,核磁共振氢谱显示两者均有三种不同化学环境的氢原子且三种氢原子的比例相同,故不能用核磁共振氢谱来鉴别
【答案】A
【解析】
【详解】A.浓溴水与溴乙烷不能反应,向溴乙烷中加入溴水,振荡,看到液体分层,下层显橙色;溴水与乙醛反应产生乙酸,导致使溴水褪色;浓溴水与苯酚反应产生白色沉淀,三种物质中加入浓溴水,反应现象各不相同,可以鉴别,A正确;
B.用红外光谱可确定物质中含有的官能团,但不能确定有机物的元素组成,B错误;
C.质谱法测得某有机物的相对分子质量为72,可推断其分子式可能为C5H12,也可能是C4H8O,C错误;
D.与中虽然化学环境的氢原子种类相同,三种原子的比例相同,但三种氢的位置不同,因此能用核磁共振氢谱来鉴别,D错误;
故选A。
3. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A. 苯和溴反生取代反应,是在铁作催化剂的条件下,与液溴发生取代反应,故A不符合题意;
B. 溴乙烷在NaOH的水溶液中加热发生取代反应,生成的是乙醇而不是乙烯,故B不符合题意;
C. 乙醛与新制氢氧化铜悬浊液、加热、酸化后生成乙酸,乙酸和C2H518OH在浓硫酸作用下,酸脱羟基醇脱氢生成CH3CO18C2H5,故C符合题意;
D. 乙醇在铜为催化剂下被氧气氧化成乙醛,而不是乙酸,故D不符合题意;
本题答案C。
4. 实验室制备硝基苯的实验装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法不正确的是
A. 水浴加热的优点为使反应物受热均匀、容易控制温度
B. 将浓硫酸、浓硝酸和苯混合时,应向浓硝酸中加入浓硫酸,待冷却至室温后,将苯逐滴滴入
C. 实验过程中,温度计插入水浴中监测,避免温度过高生成其他副产物
D. 反应完全后,可用仪器a、b蒸馏得到产品
【答案】D
【解析】
【分析】制备硝基苯的原理为:将苯与浓硝酸在浓硫酸催化下加热到在60℃下进行取代反应制得,反应方程式为:,据此信息解答。
【详解】A.反应环境温度为60℃下进行,为了使反应物受热均匀且容易控制温度,这种加热温度通常采用水浴加热进行,A正确;
B.混合时,应先向浓硝酸中加入浓硫酸(相当于浓硫酸稀释),且要冷却至室温后,再逐滴滴入苯,B正确;
C.反应温度为60℃,采用水浴加热进行,则需要将温度计插入水浴中监测,避免温度过高生成其他副产物,C正确;
D.反应完全后,硝基苯与酸分层,应先通过分液分离出有机物,再通过蒸馏分离出硝基苯,蒸馏时,需使用蒸馏烧瓶和直形冷凝管,题中图形为:圆底烧瓶和球形冷凝管,不符合蒸馏仪器,D错误;
故答案为:D。
5. 用如图所示装置及药品进行实验,不能达到实验目的的是
A. 检验乙炔具有还原性 B. 检验溴乙烷水解产物中含有
C. 制备并接收乙酸乙酯 D. 验证“相似相溶”规律
【答案】A
【解析】
【详解】A.电石反应产生乙炔含有硫化氢也能使酸性高锰酸钾褪色,A正确;
B.溴乙烷水解液呈碱性,先加硝酸至溶液呈酸性,再加硝酸银溶液可检验水溶液中是否含溴离子,B错误;
C.制备乙酸乙酯,因乙醇易溶于水,乙酸与碳酸钠反应,导管不能插入液面以下,以防止倒吸,C错误;
D.碘单质和四氯化碳是非极性分子,水是极性分子,用此实验可以验证“相似相溶”规律,D错误;
故选A。
6. 取7.4g有机物A在足量氧气中充分燃烧,实验测得只产生和,质量分别为17.6g和9.0g,使用现代分析仪器对A分子结构进行测定,相关结果如下,下列说法错误的是
A. 由图1、图2可知,A的结构有3种
B. 由图1可知,A的相对分子质量为31
C. 综合以上信息可知,A为
D. 通过X射线衍射可进一步测定A的晶体结构
【答案】B
【解析】
【详解】A.A的相对分子质量为74,因此7.4g有机物A即0.1mol,在足量氧气中充分燃烧,产生的CO2和H2O分别为和,O的质量为7.4g-0.4mol×12g/mol-0.5mol×2×1g/mol=1.6g,O的物质的量为=0.1mol,可知分子式为C4H10O,由图2可知,A含有醚键和烷基,因此可能的结构有CH3CH2OCH2CH3、CH3OCH2CH2CH3、CH3OCH(CH3)2,共3种,A正确;
B.质谱图中的最大质荷比为该有机物的相对分子质量,A的相对分子质量为74,B错误;
C.根据图3可知有两种类型的H原子,比值关系为2:3,结合A选项的分析,A为CH3CH2OCH2CH3,C正确;
D.通过晶体的X射线衍射实验,可以判断出晶体中哪些原子间存在化学键,确定键长和键角,从而得出晶体的结构,D正确;
故选B。
7. 下列有机化学实验中的操作、现象及解释对应关系均正确的是
操作
现象
解释
A
取两支试管各加入等量的苯和甲苯,分别加入几滴等量的酸性KMnO4溶液
加入甲苯中的溶液褪色,加入苯中的溶液不褪色
苯环对甲基有影响,使甲基更易被氧化
B
将乙醇与浓硫酸混合加热的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
酸性高锰酸钾溶液紫色褪去
乙醇发生消去反应,并生成乙烯
C
向碳酸钠固体中加入乙酸,将产生的气体直接通入苯酚钠溶液中
苯酚钠溶液变浑浊
酸性:乙酸>碳酸>苯酚
D
向CH2=CHCHO中滴入酸性KMnO4溶液
溶液紫红色褪去
CH2=CHCHO中含有碳碳双键
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯、甲苯中分别加入等量的酸性溶液,加入甲苯中的溶液褪色,加入苯中的溶液不褪色,烷烃不能使酸性溶液褪色,则表明甲基、苯环单独存在时,都不能使被酸性高锰酸钾氧化,但甲基与苯环相连后,苯环能使甲基变得活泼,能被强氧化剂氧化,A正确;
B.乙醇消去反应生成的乙烯中混有副反应产生二氧化硫以及挥发的乙醇气体,二氧化硫、乙醇都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色、干扰乙烯的检验,则该实验不能证明乙醇消去反应的产物为乙烯,B错误;
C.向碳酸钠固体中加入乙酸,乙酸具有挥发性,产生的气体中混有乙酸气体,直接通入苯酚钠溶液中,气体和乙酸气体都可以使苯酚钠溶液变浑浊,所以不能证明碳酸的酸性强于苯酚,C错误;
D.CH2=CHCHO中含有碳碳双键和醛基,都可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,则该实验现象不能证明CH2=CHCHO中含有碳碳双键,D错误;
故答案为:A。
8. 蜂胶是营养全面的食疗佳品和天然药品,其中含有的肉桂酸()对细菌、真菌等有杀灭或抑制作用。有关肉桂酸的下列叙述错误的是
A. 该有机物的分子式为
B. 该有机物中所有碳原子可能处于同一平面上
C. 能够发生酯化反应、氧化反应和加成反应
D. 肉桂酸结构中不存在顺反异构
【答案】D
【解析】
【详解】A.肉桂酸结构中共有9个C原子、2个O原子,不饱和度为6,则分子式为:,A正确;
B.苯环结构的12个原子共面,乙烯结构的6个原子共面,肉桂酸中的9个碳原子处于苯环结构中和乙烯结构中,可以通过结合的单键旋转后处于同一平面上,B正确;
C.肉桂酸中含有羧基,可以发生酯化反应;同时含有碳碳双键,可以发生氧化反应和加成反应,C正确;
D.肉桂酸中存在碳碳双键,且双键的C原子连接的基团不相同,存在顺反异构,顺式、反式,D错误;
故答案为:D。
9. 已知E、F、G之间的转化关系如图,下列说法正确的是
A. E、F均为苯的同系物 B. F的二氯代物有10种
C. 1molF最多消耗发生加成反应 D. G能发生加成、氧化和消去反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯的同系物除一个苯环外不能有其它环状结构,侧链为烷基,因此E、F都不是苯的同系物,A错误;
B.采用“定一移一”法,F的二氯代物有10种、,B正确;
C.1molF最多需要5molH2发生加成反应,C错误;
D.G的Br连在苯环上,不能发生消去反应,D错误;
故选B。
10. 2-甲基-2-氯丙烷是重要化工原料,实验室可由叔丁醇与浓盐酸反应制备
下列说法错误的是
A. 由叔丁醇制备2-甲基-2-氯丙烷的反应类型为取代反应
B. 用溶液洗涤分液时,有机相在分液漏斗的下层
C. 无水的作用是除去有机相中残存的少量水
D. 蒸馏除去残余反应物叔丁醇时,产物先蒸馏出体系
【答案】B
【解析】
【分析】叔丁醇与浓盐酸反应生成2-甲基-2-氯丙烷,反应后分液分离出有机层,水洗分液分离出有机层、加入碳酸钠除去过量的盐酸,洗涤分液分离出有机相,水洗分液分离出有机相,加入无水氯化钙干燥、后蒸馏得到产品。
【详解】A.由叔丁醇制备2-甲基-2-氯丙烷的反应为羟基被氯原子取代的反应,类型为取代反应,A正确;
B.2-甲基-2-氯丙烷密度小于水,因此有机相在分液漏斗的上层,B错误;
C.无水具有吸水性,其作用是除去有机相中残存的少量水,C正确;
D.叔丁醇分子间能形成氢键,导致其沸点高于2-甲基-2-氯丙烷,故蒸馏时产物先蒸馏出体系,D正确;
故选B。
11. 下列物质在给定条件下的同分异构体数目正确的是
A. 的一溴代物有5种
B. 分子组成是属于醇的同分异构体有5种
C. 分子组成是属于醛的同分异构体有3种
D. 属于烷烃的同分异构体有3种
【答案】A
【解析】
【详解】A.的一溴代物共有5种,分别为:、、、、,A正确;
C5H12O 的醇类同分异构体共有8 种,包括:1-戊醇,2-戊醇,3-戊醇,2-甲基-1-丁醇,2-甲基-2-丁醇,3-甲基-1-丁醇,3-甲基-2-丁醇,2,2-二甲基-1-丙醇,B错误;
C.该物质可写出C3H7CHO,而-C3H7有2种则醛的同分异构体有2种,C错误;
D.C4H10有正丁烷、异丁烷,2种同分异构体,D错误;
故选A。
12. 铈的氧化物(X)中存在O空位,能填充,因此可用作锂离子电池的正极材料,放电时可转化为Y,X、Y的晶胞结构如图所示,Y中无O空位。
下列说法正确的是
A. 具有稳定结构
B. Y的化学式为
C. 充电时,正极上的锂的化合价降低
D. X中O填入堆积产生的四面体空隙中,填隙率为100%
【答案】B
【解析】
【详解】A.的结构示意图为,具有稳定结构,A项错误;
B.根据均摊法计算得Ce的个数为=4,Li+的个数为2,O原子的个数为6,Y的化学式为,B项正确;
C.充电时,从O空位脱嵌,化合价不变,Y转化为X,的化合价升高,C项错误;
D.X中若O的填隙率为100%,则X中不存在O空位,D项错误;
故选B。
13. 与官能团直接相连的碳原子上的氢原子称为。在碱催化下,具有的醛或酮能发生下列反应:RCHO+R′CH2CHO 据此推断,合成的两种醛为
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和HCHO
【答案】A
【解析】
【详解】由羟醛缩合反应机理可知,的α—碳负离子进攻中羰基碳原子得到目标产物,得到的产物是,故本题选A。
14. 查阅资料可知,苯可被臭氧氧化,发生化学反应为:。则邻甲基乙苯通过上述反应得到的有机产物最多有
A. 5种 B. 4种 C. 3种 D. 2种
【答案】B
【解析】
【详解】依据题意,,将苯环理解为凯库勒式(认为单双键交替出现),断开相邻的碳碳双键,即 ,断开处的碳原子和氧原子形成双键,生成三分子的乙二醛。邻甲基乙苯用凯库勒表示,有两种结构,如图 、 。断开相连的碳碳双键的方式有不同的反应,如图 , ;前者氧化得到 、 ,后者得到 (重复)、 、 ,有一种重复,则得到的物质共有4这种,B符合题意;
答案选B。
二、非选择题(共58分)
15. 丙烯是三大合成材料的基本原料之一,其用量最大的是生产聚丙烯。另外,丙烯可制备1,2-二氯丙烷,丙烯醛等。回答下列问题:
Ⅰ.工业上用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷,主要副产物为3-氯丙烯,反应原理为:
① kJ/mol
② kJ/mol
(1)已知的活化能(逆)为164 kJ/mol,则该反应的活化能(正)为_______kJ/mol。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的和,在催化剂作用下发生反应①②,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
时间/min
0
60
120
180
240
300
360
压强/kPa
80
74.2
69.4
65.2
61.6
57.6
57.6
反应进行到;300 min时,反应①的平均反应速率_______kPa/min(保留3位有效数字)。
Ⅱ.已知制备丙烯的某反应为: kJ·mol
(3)①某温度下,在刚性容器中充入,起始压强为10kpa,平衡时总压强为16kpa,该反应的平衡常数_______Kpa。
②总压分别为100kpa和10kpa时发生该反应,平衡体系中和的物质的量分数随温度变化关系如图所示。100kpa时和的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是_______、_______。
③高温下,丙烷生成丙烯的反应在初期阶段的速率方程为:,其中k为反应速率常数。对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是_______。
A.丙烯的生成速率逐渐增大 B.降低反应温度,k减小
C.增加丙烷浓度,r增大 D.增加浓度,r增大
(4)在催化剂的作用下的转化和的产率随温度变化关系如图2所示。
观察图2,的选择性随温度升高而_______(填“增大”、“减小”、“不变”),分析出现这样变化的原因可能是_______(的选择)。
【答案】(1)132 (2)0.0747
(3) ①. 9 ②. X ③. W ④. BC
(4) ①. 减小 ②. 催化剂对的选择性降低(或发生副反应)
【解析】
【分析】把握化学平衡影响因素、化学平衡的计算、盖斯定律的应用等是解题关键
【小问1详解】
根据盖斯定律,① - ②= -134KJ/mol+102 KJ/mol= -32 KJ/mol=活化能Ea(正)-Ea(逆),则该反应的活化能Ea(正)= -32 KJ/mol+164 KJ/mol=132 KJ/mol;
【小问2详解】
反应②是气体体积不变化的反应,对压强变化无影响,则表格中的压强变化全部来源于反应①,恒温恒容条件下气体的压强之比等于其物质的量之比,设该条件下1mol气体的分压为40kPa,2mol气体则起始压强为80 kPa,300分钟时,反应后混合气体的压强为57.6 kPa,反应后混合气体总量为,此反应的气体物质的量差量为1,所以生成n(CH2ClCHClCH3)=2mol-1.44mol=0.56mol,CH2ClCHClCH3的分压p(CH2ClCHClCH3)=0.56×40 kPa=22.4 kPa,所以,
【小问3详解】
①假设反应中C3H8反应了ymol,可以列出三段式,
平衡时总压强为16为kPa,10-y+y+y=16,解得y=6,反应平衡常数为
,故答案为9;
②由于正反应的△H>0,压强一定时升高温度,平衡正向移动,C3H6的物质的量分数增加,C3H8的物质的量分数减小,正反应是气体体积增大的反应,温度一定时增大压强,平衡逆向移动,C3H8的物质的量分数增大, C3H6的物质的量分数减小,且温度一定时压强越大,C3H8的物质的量分数越大, C3H6的物质的量分数越小,所以100Kpa 时C3H8的物质的量分数随温度变化关系的曲线是X,C3H6的物质的量分数随温度变化关系的曲线是W, 故答案为X、W
③
A.随着反应的进行,C3H8的物质的量浓度减小,丙烯的生成速率逐渐减小,故A错误;
B.K是反应速率常数,只与温度有关,降低反应温度,K减小,故B正确;C.r=k·c(C3H8),c( C3H8)增大, 则r增大,故C正确;
D.r=k.c(C3H8),则r与H2浓度变化无关,即增大H2浓度,对反应速率无影响;
故答案选B和C;
【小问4详解】
①由图2可知,在535℃时,C3H8的转化率为6%,C3H6的产率是4%,则C3H6的选择性为,在550℃时,C3H6的选择性为61.5%,温度为575℃时C3H6选择性变为50%,所以C3H6的选择性随温度升高而减小;
②减小的原因可能是催化剂对丙烯的选择性降低,也可能是丙烷发生了其他的副反应,故答案为:减小;催化剂对C3H6的选择性降低(或发生副反应)。
【点睛】查化学平衡计算及化学平衡移动影响因素等知识,侧重考查学生分析能力、识图能力和计算能力,把握化学平衡影响因素、化学平衡的计算、盖斯定律的应用等是解题关键,注意掌握焓变与活化能的计算关系。
16. 铬的化合物应用广泛,工业上以铬铁矿(含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠的工艺流程如下图。已知:①中Cr的化合价为;②焙烧的目的是将转化为,并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐,同时在焙烧过程中有二氧化碳产生。
请回答下列问题:
(1)与基态铬原子的最外层电子数相同且同周期的元素有_______种。
(2)为了提高“焙烧”效果,可采取的一种措施是_______。
(3)“浸取”所得的滤渣为,由此推断“焙烧”时发生主要反应的化学方程式为_______。
(4)常温下,矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度的对数与pH的关系如图所示。当溶液中可溶性组分浓度时,可认为已除尽。则“中和”时pH的理论范围为_______;“酸化”过程中的离子方程式为_______。
(5)工业上常用电解法处理含的酸性废水,用金属铁作阳极、石墨作阴极,一段时间后产生和沉淀。若电解后溶液中,则_______{已知,可从第(4)小题图中计算得出}。
【答案】(1)2 (2)将矿料粉碎(或适当提高焙烧温度或使用沸腾炉等其它合理答案)
(3)
(4) ①. 4.5<pH≤9.3 ②.
(5)
【解析】
【分析】该工艺流程原料铬铁矿的主要成分为 (含Al、Si氧化物等杂质),产品为红矾钠,流程主线中的主元素为Cr。铬铁矿、纯碱通入氧气焙烧将转化为,并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐,加入水浸取除去不溶性杂质,滤液加入稀硫酸“中和”除去硅、铝等元素,继续向滤液中加入稀硫酸酸化,将转变为,蒸发结晶分离出副产品、冷却结晶得到红矾钠,据此回答。
【小问1详解】
基态铬原子价电子排布式为3d54s1,其最外层电子数为1,与其最外层电子数相同且属于同周期元素的有K(价电子排布式为4s1)和Cu(价电子排布式为3d104s1),故填“2”。
【小问2详解】
为了提高焙烧效果,可采取的措施有将矿料粉碎,增加反应物的接触面积;适当提高焙烧温度,增大反应速率;使用沸腾炉等。
【小问3详解】
中铬元素化合价为+3价,铁元素化合价为+2价,焙烧后得到的中铬元素化合价为+6价,产物中铁元素化合价为+3价,说明发生了氧化反应,故有氧气参加反应作氧化剂,根据化合价升降守恒和原子守恒,可确定反应的化学方程式为。
【小问4详解】
由流程可知,“中和”的目的是通过调节pH除去溶液中,使其浓度,且不能转化为铝离子,结合题中图像可知,pH的理论范围为4.5<pH≤9.3。继续加入稀硫酸酸化,是将转变为,离子方程式为。
【小问5详解】
三价铁离子恰好完全沉淀时溶液的pH=3.0,即,溶液中的,则,当时,溶液中,则。
17. 醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如图。
可能用到的有关数据如下:
相对分子质量
密度/()
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.9618
161
微溶于水
环己烯
82
0.8102
83
难溶于水
合成反应:在a中加入20g环己醇和碎瓷片,向其中缓慢加入1mL浓硫酸并不停搅拌。b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过。
分离提纯:反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是_______。
(2)加入碎瓷片的作用是_______,如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是_______
A.立即补加 B.冷却后补加 C.不需补加 D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为_______。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并_______,在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的_______(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_______。
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有_______(填正确答案标号)。
A.圆底烧瓶 B.温度计 C.分液漏斗 D.球形冷凝管 E.接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是_______(填正确答案标号)。
A. 41% B. 50% C. 61% D. 70%
【答案】(1)直形冷凝管
(2) ①. 防止暴沸 ②. B
(3) (4) ①. 进行检漏 ②. 上口倒出
(5)作干燥剂(或除水除醇) (6)CD (7)C
【解析】
【分析】实验室制备环己烯的反应为:;制备流程为:在a中加入20g环己醇和碎瓷片,向其中缓慢加入1mL浓硫酸并不停搅拌。b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制温度不超过得到馏出物粗产品;将反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g;据此信息解答。
【小问1详解】
根据仪器构造可知,装置b的名称为:直形冷凝管。
【小问2详解】
在有高沸点的混合物中加热时加入碎瓷片的作用是:防止暴沸;如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,则应该等装置冷却后补加碎瓷片,所给的四个选项中,B选项符合题意。
【小问3详解】
此反应容易发生温度上升不快而产生环己醇发生分子间的脱水形成醚的副反应,则副反应产物的结构简式为:。
【小问4详解】
分液漏斗在使用前须清洗干净并进行检漏;在本实验分离过程中,产物环己烯的密度小于水,则应该将环己烯从分液漏斗的上口倒出。
【小问5详解】
无水氯化钙具有吸水性,能吸收产品中的水分,无水氯化钙也能吸附环己醇,所以无水氯化钙的作用是作干燥剂,可以除水除醇。
【小问6详解】
蒸馏过程中需要使用的仪器有:蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管、牛角管、锥形瓶、酒精灯,则下列仪器不可能用到的有:
A.圆底烧瓶:可以加装双孔塞代替蒸馏烧瓶,可以使用,A不符合题意;
B.温度计:蒸馏需要控制馏分的温度,需要温度计,要使用,B不符合题意;
C.分液漏斗:蒸馏不需要分液漏斗,不使用,C符合题意;
D.球形冷凝管:蒸馏通常采用直形冷凝管,不采用球形冷凝管,不使用,D符合题意;
E.接收器:接收蒸馏产品可以用牛角管和锥形瓶组成接收器,要使用,E不符合题意;
故符合条件的为:CD。
【小问7详解】
20g环己醇物质的量为,根据反应方程式,理论上可以制取环己烯,即环己烯,而实际产量为10g环己烯,则产率为:,所给的四个选项中,C选项符合题意。
18. 芳香烃A是基本有机化工原料,由A制备高分子E和医药中间体K的合成路线(部分反应条件略去)如下图所示:
已知①;
②(苯胺,易被氧化)
(1)G的化学名称是_______。
(2)J中官能团名称是_______。
(3)反应②的化学方程式为_______。
(4)反应⑦的作用是_______。
(5)与的加成产物同时满足下列条件的同分异构体有_______种(考虑顺反异构)。
①苯环上只有2个处在对位的取代基;
②能与发生显色反应;
③分子中只存在一个环不含其它环状结构。
(6)设计以为起始原料制备的合成路线_______。(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见题干)
【答案】(1)对甲基苯胺(或4-甲基苯胺)
(2)羧基、碳溴键、酰胺基
(3)+2NaOH+2NaCl+H2O
(4)保护氨基 (5)11
(6)
【解析】
【分析】A为芳香烃,结合C的结构简式可知,A为(甲苯),B的分子式为C7H6Cl2,B是与氯气发生取代反应产生的,则B的结构简式为,B在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应,结合已知信息①可知,最终产物为C,C和D发生羟醛缩合反应得到D,D发生加聚反应生成高分子化合物E;甲苯发生硝化反应生成F,由I的结构简式可知,F结构中的硝基位于甲基的对位,即F为,F发生已知信息②中的还原反应生成G,则G为,由I的结构简式、H的分子式可知H的结构简式为,H被酸性高锰酸钾溶液氧化生成I,I发生取代反应生成J,J发生水解反应生成K,可知G→H是为了保护氨基,防止其被氧化。
【小问1详解】
G的结构简式为,则G的化学名称为对甲基苯胺(或4-甲基苯胺)。
【小问2详解】
结合图中J的结构简式知,J中官能团有羧基、碳溴键、酰胺基。
【小问3详解】
结合卤代烃的水解以及已知信息①,反应②的化学方程式为+2NaOH+2NaCl+H2O。
【小问4详解】
结合分析可知,反应⑦的作用是保护氨基,防止其被氧化。
【小问5详解】
D的结构简式为,D的分子式为C10H10O,1mol D与1mol氢气的加成产物的分子式为C10H12O,该加成产物的同分异构体能与发生显色反应,说明该加成产物的同分异构体中含酚羟基,分子中只存在一个环不含其它环状结构,且苯环上只有2个处在对位的取代基,两个取代基有下列情况:①-OH和-CH=CHCH2CH3,②-OH和-CH2CH=CHCH3,③-OH和-CH2CH2CH=CH2,④-OH和-C(CH3)=CHCH3,⑤-OH和-CH(CH3)CH=CH2,⑥-OH和-C(CH2CH3)=CH2,⑦-OH和-CH=C(CH3)CH3,⑧-OH和-CH2C(CH3)=CH2,考虑立体异构,故①②④存在顺反异构,则符合条件的同分异构体共8+3=11种。
【小问6详解】
可由二卤代烃水解得到,二卤代烃可由烯烃加成生成,卤代烃发生消去反应得到烯烃,因此以为原料合成,可先将与氢气加成生成,在NaOH醇溶液中发生消去反应生成,与溴单质加成得到,在NaOH水溶液中发生水解反应得到,则合成路线为。
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山西大学附中
2024~2025学年高二年级第二学期5月月考(总第四次)
化学试题
考查时间:75分钟 考查内容:选必三1-3章
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16
一、选择题(每题3分,共42分)
1. 下列化学用语或模型错误的是
A. 羟基的电子式: B. 乙烯的结构简式:
C. 苯的实验式:CH D. 顺-2-丁烯的分子球棍模型:
2. 下列说法正确的是
A. 用浓溴水可鉴别溴乙烷、乙醛和苯酚
B. 用红外光谱可确定有机物的元素组成
C. 质谱法测得某有机物的相对分子质量为72,可推断其分子式为
D. 与互为同分异构体,核磁共振氢谱显示两者均有三种不同化学环境的氢原子且三种氢原子的比例相同,故不能用核磁共振氢谱来鉴别
3. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A.
B.
C.
D.
4. 实验室制备硝基苯的实验装置如图所示(夹持装置已略去)。下列说法不正确的是
A. 水浴加热的优点为使反应物受热均匀、容易控制温度
B. 将浓硫酸、浓硝酸和苯混合时,应向浓硝酸中加入浓硫酸,待冷却至室温后,将苯逐滴滴入
C. 实验过程中,温度计插入水浴中监测,避免温度过高生成其他副产物
D. 反应完全后,可用仪器a、b蒸馏得到产品
5. 用如图所示装置及药品进行实验,不能达到实验目的的是
A. 检验乙炔具有还原性 B. 检验溴乙烷水解产物中含有
C. 制备并接收乙酸乙酯 D. 验证“相似相溶”规律
6. 取7.4g有机物A在足量氧气中充分燃烧,实验测得只产生和,质量分别为17.6g和9.0g,使用现代分析仪器对A分子结构进行测定,相关结果如下,下列说法错误的是
A. 由图1、图2可知,A的结构有3种
B. 由图1可知,A的相对分子质量为31
C. 综合以上信息可知,A为
D. 通过X射线衍射可进一步测定A的晶体结构
7. 下列有机化学实验中的操作、现象及解释对应关系均正确的是
操作
现象
解释
A
取两支试管各加入等量的苯和甲苯,分别加入几滴等量的酸性KMnO4溶液
加入甲苯中的溶液褪色,加入苯中的溶液不褪色
苯环对甲基有影响,使甲基更易被氧化
B
将乙醇与浓硫酸混合加热的气体通入酸性高锰酸钾溶液中
酸性高锰酸钾溶液紫色褪去
乙醇发生消去反应,并生成乙烯
C
向碳酸钠固体中加入乙酸,将产生的气体直接通入苯酚钠溶液中
苯酚钠溶液变浑浊
酸性:乙酸>碳酸>苯酚
D
向CH2=CHCHO中滴入酸性KMnO4溶液
溶液紫红色褪去
CH2=CHCHO中含有碳碳双键
A. A B. B C. C D. D
8. 蜂胶是营养全面的食疗佳品和天然药品,其中含有的肉桂酸()对细菌、真菌等有杀灭或抑制作用。有关肉桂酸的下列叙述错误的是
A. 该有机物的分子式为
B. 该有机物中所有碳原子可能处于同一平面上
C. 能够发生酯化反应、氧化反应和加成反应
D. 肉桂酸结构中不存在顺反异构
9. 已知E、F、G之间的转化关系如图,下列说法正确的是
A. E、F均为苯的同系物 B. F的二氯代物有10种
C. 1molF最多消耗发生加成反应 D. G能发生加成、氧化和消去反应
10. 2-甲基-2-氯丙烷是重要化工原料,实验室可由叔丁醇与浓盐酸反应制备
下列说法错误的是
A. 由叔丁醇制备2-甲基-2-氯丙烷的反应类型为取代反应
B. 用溶液洗涤分液时,有机相在分液漏斗的下层
C. 无水的作用是除去有机相中残存的少量水
D. 蒸馏除去残余反应物叔丁醇时,产物先蒸馏出体系
11. 下列物质在给定条件下的同分异构体数目正确的是
A. 的一溴代物有5种
B. 分子组成是属于醇的同分异构体有5种
C. 分子组成是属于醛的同分异构体有3种
D. 属于烷烃的同分异构体有3种
12. 铈的氧化物(X)中存在O空位,能填充,因此可用作锂离子电池的正极材料,放电时可转化为Y,X、Y的晶胞结构如图所示,Y中无O空位。
下列说法正确的是
A. 具有稳定结构
B. Y的化学式为
C. 充电时,正极上的锂的化合价降低
D. X中O填入堆积产生的四面体空隙中,填隙率为100%
13. 与官能团直接相连的碳原子上的氢原子称为。在碱催化下,具有的醛或酮能发生下列反应:RCHO+R′CH2CHO 据此推断,合成的两种醛为
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和HCHO
14. 查阅资料可知,苯可被臭氧氧化,发生化学反应为:。则邻甲基乙苯通过上述反应得到的有机产物最多有
A. 5种 B. 4种 C. 3种 D. 2种
二、非选择题(共58分)
15. 丙烯是三大合成材料的基本原料之一,其用量最大的是生产聚丙烯。另外,丙烯可制备1,2-二氯丙烷,丙烯醛等。回答下列问题:
Ⅰ.工业上用丙烯加成法制备1,2-二氯丙烷,主要副产物为3-氯丙烯,反应原理为:
① kJ/mol
② kJ/mol
(1)已知的活化能(逆)为164 kJ/mol,则该反应的活化能(正)为_______kJ/mol。
(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的和,在催化剂作用下发生反应①②,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。
时间/min
0
60
120
180
240
300
360
压强/kPa
80
74.2
69.4
65.2
61.6
57.6
57.6
反应进行到;300 min时,反应①的平均反应速率_______kPa/min(保留3位有效数字)。
Ⅱ.已知制备丙烯的某反应为: kJ·mol
(3)①某温度下,在刚性容器中充入,起始压强为10kpa,平衡时总压强为16kpa,该反应的平衡常数_______Kpa。
②总压分别为100kpa和10kpa时发生该反应,平衡体系中和的物质的量分数随温度变化关系如图所示。100kpa时和的物质的量分数随温度变化关系的曲线分别是_______、_______。
③高温下,丙烷生成丙烯的反应在初期阶段的速率方程为:,其中k为反应速率常数。对于处于初期阶段的该反应,下列说法正确的是_______。
A.丙烯的生成速率逐渐增大 B.降低反应温度,k减小
C.增加丙烷浓度,r增大 D.增加浓度,r增大
(4)在催化剂的作用下的转化和的产率随温度变化关系如图2所示。
观察图2,的选择性随温度升高而_______(填“增大”、“减小”、“不变”),分析出现这样变化的原因可能是_______(的选择)。
16. 铬的化合物应用广泛,工业上以铬铁矿(含Al、Si氧化物等杂质)为主要原料制备红矾钠的工艺流程如下图。已知:①中Cr的化合价为;②焙烧的目的是将转化为,并将Al、Si氧化物转化为可溶性钠盐,同时在焙烧过程中有二氧化碳产生。
请回答下列问题:
(1)与基态铬原子的最外层电子数相同且同周期的元素有_______种。
(2)为了提高“焙烧”效果,可采取的一种措施是_______。
(3)“浸取”所得的滤渣为,由此推断“焙烧”时发生主要反应的化学方程式为_______。
(4)常温下,矿物中相关元素可溶性组分物质的量浓度的对数与pH的关系如图所示。当溶液中可溶性组分浓度时,可认为已除尽。则“中和”时pH的理论范围为_______;“酸化”过程中的离子方程式为_______。
(5)工业上常用电解法处理含的酸性废水,用金属铁作阳极、石墨作阴极,一段时间后产生和沉淀。若电解后溶液中,则_______{已知,可从第(4)小题图中计算得出}。
17. 醇脱水是合成烯烃的常用方法,实验室合成环己烯的反应和实验装置如图。
可能用到的有关数据如下:
相对分子质量
密度/()
沸点/℃
溶解性
环己醇
100
0.9618
161
微溶于水
环己烯
82
0.8102
83
难溶于水
合成反应:在a中加入20g环己醇和碎瓷片,向其中缓慢加入1mL浓硫酸并不停搅拌。b中通入冷却水后,开始缓慢加热a,控制馏出物的温度不超过。
分离提纯:反应粗产物倒入分液漏斗中分别用少量5%碳酸钠溶液和水洗涤,分离后加入无水氯化钙颗粒,静置一段时间弃去氯化钙。最终通过蒸馏得到纯净环己烯10g。
回答下列问题:
(1)装置b的名称是_______。
(2)加入碎瓷片的作用是_______,如果加热一段时间后发现忘记加瓷片,应该采取的正确操作是_______
A.立即补加 B.冷却后补加 C.不需补加 D.重新配料
(3)本实验中最容易产生的副产物的结构简式为_______。
(4)分液漏斗在使用前须清洗干净并_______,在本实验分离过程中,产物应该从分液漏斗的_______(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(5)分离提纯过程中加入无水氯化钙的目的是_______。
(6)在环己烯粗产物蒸馏过程中,不可能用到的仪器有_______(填正确答案标号)。
A.圆底烧瓶 B.温度计 C.分液漏斗 D.球形冷凝管 E.接收器
(7)本实验所得到的环己烯产率是_______(填正确答案标号)。
A. 41% B. 50% C. 61% D. 70%
18. 芳香烃A是基本有机化工原料,由A制备高分子E和医药中间体K的合成路线(部分反应条件略去)如下图所示:
已知①;
②(苯胺,易被氧化)
(1)G的化学名称是_______。
(2)J中官能团名称是_______。
(3)反应②的化学方程式为_______。
(4)反应⑦的作用是_______。
(5)与的加成产物同时满足下列条件的同分异构体有_______种(考虑顺反异构)。
①苯环上只有2个处在对位的取代基;
②能与发生显色反应;
③分子中只存在一个环不含其它环状结构。
(6)设计以为起始原料制备的合成路线_______。(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见题干)
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