内容正文:
2024—2025学年度高二下学期月考
化学试卷
注:卷面分值:100分时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:C-12H-1O-16
一、选择题(每题只有一个选项最符合题意,每题3分,共45分)
1. 下列陈述I与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
A
聚丙烯酸钠()中含有亲水基团
聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂
B
化工工程师:进行顺丁橡胶硫化
碳碳双键可打开与硫形成二硫键,使其结构由网型转变为线状
C
苯酚与甲醛反应,可合成酚醛树脂
合成酚醛树脂的反应是加聚反应
D
清洗餐具时用洗洁精去除油污
洗洁精中的表面活性剂可使油污水解为水溶性物质
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 安息香酸:
B. 软脂酸的分子式为
C. 反-2-丁烯的球棍模型:
D. 腺苷三磷酸(ATP)水解时磷酸酐键断裂过程的能量变化表示为:
3. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 标准状况下,中含原子数目为
B. 已知葡萄糖的结构简式为葡萄糖中含手性碳原子数目为
C. 中含有键数目最多为
D. 23gCH3CH2OH中sp3杂化的原子数为NA
4. 下列说法正确的是
A. 苯甲酸钠可作为食品防腐剂是由于其具有酸性
B. 核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
C. 由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基
D. 新鲜榨得的花生油具有独特油香,油脂属于芳香烃,油脂是一种高分子
5. 下列关于有机物的鉴别或分离方法正确的是
A. 除去乙炔中的H2S:可以用酸性溶液
B. 除去苯甲酸中的NaCl和泥沙:溶解、蒸发浓缩、冷却结晶
C. 可用新制氢氧化铜悬浊液鉴别苯、乙醛和醋酸溶液
D. CH3CH2COOCH3和CH3COOCH2CH3的元素分析仪结果、核磁共振氢谱谱图均相同
6. 根据实验目的,下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验目的
方案设计
现象和结论
A
证明乙酰水杨酸中存在酯基
将乙酰水杨酸溶液分装于两支试管中:试管①中滴入几滴FeCl3溶液;试管②中先滴入NaOH溶液,加热,再加入H2SO4溶液酸化,振荡后再滴入几滴FeCl3溶液
试管①中溶液未变紫色;试管②中溶液变紫色
乙酰水杨酸中存在酯基
B
证明乙醛中有醛基
向氨水中滴加溶液至产生的沉淀恰好溶解后,滴入几滴乙醛,水浴加热,
产生银镜,证明乙醛有氧化性
C
探究淀粉酸性条件下的水解程度
向淀粉溶液中加稀硫酸,加热,一段时间后取样,加入新制氢氧化铜,加热
未出现砖红色沉淀,淀粉溶液未水解
D
探究1-溴丙烷中含有溴原子
向试管中加入1-溴丙烷和的溶液,加热,再向反应后的溶液滴加溶液
产生淡黄色沉淀,证明1-溴丙烷中含有溴原子
A. A B. B C. C D. D
7. 对于下列过程说法正确及相应方程式正确的是
A. 乙醛与新制银氨溶液反应的离子方程式:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-CH3COONH4+2Ag↓+3NH3↑+H2O
B. 硬脂酸甘油酯在溶液中皂化的离子方程式:+3OH-+3C17H35COO-
C. 乙烯与氯水反应的化学方程式:CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl
D. 苯甲酰胺与盐酸的化学方程式:C6H5CONH2+HClC6H5CONH3Cl
8. 下列关于同分异构体的说法正确的是(需考虑顺反异构,不考虑对映异构)
A. 满足分子式为C4H8ClBr的有机物共9种
B. 满足分子式为C5H12O且能与钠反应放出气体的有机物共有7种
C. 是由某单烯烃和氢气加成后的产物,则该单烯烃的结构有6种(需考虑顺反异构)
D. 组成和结构可用表示的有机物共有10种
9. 葡萄糖在生物体内会发生分子内反应形成葡萄糖的半缩醛(如图所示),物质X和Y分别为两种葡萄糖半缩醛,下列说法正确的是
A. 葡萄糖不能发生银镜反应
B. 半缩醛的形成可看作羟基与醛基发生了加成反应
C. 在相同条件下,等物质的量的X和Y与足量的金属钠反应产生H2的体积不同
D. 葡萄糖半缩醛X和Y的分子式均为C6H10O5
10. 2-氯-1-丙醇()是重要的有机合成中间体,可由如下两种方法制备。
方法1:
方法2:
下列有关说法正确的是
A. 方法2可能产生副产物
B. 两种方法所用有机原料均可通过缩聚反应制备高分子化合物
C. 的同分异构体有5种
D. 两种方法所涉及的产物均可以被氧化成醛
11. 聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料,其合成路线如下:
下列说法错误的是
A.
B. 聚乳酸分子中含有两种官能团
C. 乳酸与足量的反应生成
D. 两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
12. 制造隐形眼镜的功能高分子材料Q的合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. Y可作汽车发动机的抗冻剂
B. Z的结构简式可能为
C. M分子中有3种官能团
D. 试剂a为乙醇溶液
13. 制造车、船挡风玻璃的功能高分子材料Q的合成路线如下图所示。下列说法正确的是
A. 化合物X不能与水互溶
B. Y是一种有机酸酯
C. M分子中最多有13个碳原子共平面
D. M与Y反应生成Q,该反应属于缩聚反应,脱掉小分子H2O
14. 已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列说法正确的是
A. 苯胺既可与盐酸也可与溶液反应
B. 由①、③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法
C. 苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得
D. ①、②、③均为两相混合体系
15. 苯在浓和浓作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A. 从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B. X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C. 由苯得到M时,苯中的大键没有变化
D. 对于生成Y的反应,浓作催化剂
二、填空题(共4小题,共55分)
16. 回答下列问题。
(1)基态价层电子排布图为___________,和两种离子中更稳定的为___________。
(2)中的VSEPR模型为___________,NH3分子的空间结构是___________,
(3)邻氨基吡啶()易溶于水,易溶于水的主要原因是___________。
(4)鸟嘌呤和吡咯的结构如下图所示。
①鸟嘌呤中N原子的杂化方式为___________,夹角___________(填“大于”或“小于”)。
②分子中的大键可以用符号表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n代表参与形成大键的电子数,吡咯中的大键可表示为___________。
(5)将纯液态冷却到时,能凝固得到一种螺旋状单链结构的固体,其结构如图所示,此固态中S原子的杂化轨道类型与中O的杂化轨道类型___________(填“相同”或“不同”)。
(6)下列说法不正确的是___________。
A.分子的极性:BCl3>NCl3
B.干冰晶体中,每个分子周围距离相近且相等分子共有12个
C.物质的沸点:
17. 按要求回答问题:
(1)下图物质为X。
1molX与足量的饱和溴水反应,最多消耗___________molBr2。
(2)与NaOH溶液反应的化学方程式___________。
(3)利用李比希法测得4.4g有机物M完全燃烧后产生和。已知M的密度是同温同压下密度的2倍,则M的分子式为___________。M只有一种化学环境的氢,写出M结构简式___________。
(4)根据共轭二烯烃1,4-加成反应原理完成方程式+→___________。
(5)某研究小组按以下路线对内酰胺F的合成进行了探索:
回答下列问题:
①B的名称为___________,C在酸溶液中用甲醇处理,可得到制备___________(填标号)的原料。
A.涤纶 B.有机玻璃 C.尼龙 D.维纶
②下列反应中属于加成反应的有___________(填标号)。
A.A→B B.B→C C.D→E D.E→F
③氨基的电子式为___________。
④写出D中官能团的名称___________。
⑤1molD与足量H2反应最多消耗___________molH2。
⑥写出C→D的化学方程式___________。
18. 某化学兴趣小组设计实验用苯甲酸和异丙醇制备苯甲酸异丙酯,用如图所示装置进行实验:
物质的性质数据如表所示:
物质
相对分子质量
密度
沸点
水溶性
苯甲酸
微溶
异丙醇
易溶
苯甲酸异丙酯
1.01
不溶
实验步骤:
步骤i.在图甲干燥的仪器中加入苯甲酸、异丙醇和浓硫酸,再加入几粒沸石;
步骤ii.加热至左右保持恒温半小时;
步骤iii.将图甲的仪器中的液体混合物进行如下操作得到粗产品:
步骤iv。将粗产品用图乙所示装置进行精制。回答下列问题:
(1)图甲中仪器的名称为___________,仪器b的作用是___________,乙装置中水应从___________口进(填f或g)。
(2)制备苯甲酸异丙酯的化学方程式为___________。
(3)实验中加入的异丙醇需过量,其目的是___________;分水器的主要作用是___________。
(4)步骤ⅲ中操作Ⅰ为___________,操作Ⅰ第二次水洗涤的目的是___________加入无水硫酸镁的作用___________。
(5)步骤中操作时应收集的馏分,如果温度计水银球位置偏上,则收集的精制产品中可能混有的杂质为___________填物质名称。
(6)如果得到的苯甲酸异丙酯的质量为27.88g,那么该实验的产率为___________%。
19. 以2-氰基-3-甲基吡啶(化合物A)为起始原料合成氯雷他定(化合物H,一种治疗过敏性疾病的药物)的路线如下图:
已知:①具有类似苯的芳香性;②RX+NaCN→RCN+NaX(X代表卤素)。
请回答下列问题:
(1)HCON(CH3)2的名称是___________。A中碳原子的杂化方式有sp3、___________,
(2)D中含氧官能团的名称是___________。A→B的目的是___________;
(3)已知:胺类分子中N原子电子密度越大,碱性越强。下列有机物中,碱性最弱的是___________(填序号)。
a.b.c.d.
(4)A的同分异构体中既具有芳香性又含有氰基(-CN)的有___________种。其中,在核磁共振氢谱上有三组峰且峰的面积比为1:1:1的结构简式为___________(任写一种)。
(5)F与G生成H的反应称为麦克默里反应,指醛或酮偶联成为烯烃的反应,反应中除生成目标产物外,还可能有副产物生成,则副产物为___________(任写一种)。
(6)根据上述信息,设计以苯乙烯()为原料制备化合物的合成路线___________(无机试剂任选)。
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2024—2025学年度高二下学期月考
化学试卷
注:卷面分值:100分时间:75分钟
可能用到的相对原子质量:C-12H-1O-16
一、选择题(每题只有一个选项最符合题意,每题3分,共45分)
1. 下列陈述I与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述I
陈述Ⅱ
A
聚丙烯酸钠()中含有亲水基团
聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂
B
化工工程师:进行顺丁橡胶硫化
碳碳双键可打开与硫形成二硫键,使其结构由网型转变为线状
C
苯酚与甲醛反应,可合成酚醛树脂
合成酚醛树脂的反应是加聚反应
D
清洗餐具时用洗洁精去除油污
洗洁精中的表面活性剂可使油污水解为水溶性物质
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.聚丙烯酸钠()中含有亲水基团-COO-,因此聚丙烯酸钠可用于制备高吸水性树脂,A符合题意;
B.顺丁橡胶硫化就是聚异戊二烯中的碳碳双键打开与硫形成二硫键,使其结构由线状转变为网型,B不符合题意;
C.苯酚与甲醛反应,可合成酚醛树脂,该反应是缩聚反应,C不符合题意;
D.洗洁精中的表面活性剂将油污乳化为小液滴,从而被水冲走,属于物理乳化过程,而非“水解”, D不符合题意;
故选A。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 安息香酸:
B. 软脂酸的分子式为
C. 反-2-丁烯的球棍模型:
D. 腺苷三磷酸(ATP)水解时磷酸酐键断裂过程的能量变化表示为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯甲酸俗称安息香酸,它的结构为:,A错误;
B.软脂酸,其分子式为,B正确;
C.中,甲基同侧,氢原子同侧,表示顺-2-丁烯分子的球棍模型,C错误;
D.由腺苷三磷酸(ATP)水解时磷酸酐键断裂过程的能量变化为释放能量:,D错误;
故答案为B。
3. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 标准状况下,中含原子数目为
B. 已知葡萄糖的结构简式为葡萄糖中含手性碳原子数目为
C. 中含有键数目最多为
D. 23gCH3CH2OH中sp3杂化的原子数为NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.标准状况下,CH3Cl为气体,2.24L对应0.1mol,总原子数为0.5NA,A正确;
B.葡萄糖分子中中间4个碳为手性碳,0.1mol葡萄糖含0.4 NA个手性碳,B正确;
C.C2H4O为环氧乙烷时σ键最多,为7个,4.4g环氧乙烷含0.7 NA个σ键,C正确;
D.乙醇中每个分子含3个sp3杂化原子(2个C和1个O),故23g乙醇(0.5mol)中有1.5 NA个sp3杂化原子,D错误;
故答案选D。
4. 下列说法正确的是
A. 苯甲酸钠可作为食品防腐剂是由于其具有酸性
B. 核酸可看作磷酸、戊糖和碱基通过一定方式结合而成的生物大分子
C. 由氨基乙酸形成的二肽中存在两个氨基和两个羧基
D. 新鲜榨得的花生油具有独特油香,油脂属于芳香烃,油脂是一种高分子
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯甲酸钠作为防腐剂的作用源于其在酸性条件下转化为苯甲酸,而非自身具有酸性,A错误;
B.核酸由磷酸、戊糖(核糖或脱氧核糖)和碱基通过磷酸二酯键连接形成生物大分子,B正确;
C.氨基甘酸形成二肽时,一个氨基和一个羧基参与脱水缩合,剩余结构中仅含一个氨基和一个羧基,C错误;
D.油脂是酯类物质,不属于芳香烃,且其分子量远低于高分子化合物标准,D错误;
故选B。
5. 下列关于有机物的鉴别或分离方法正确的是
A. 除去乙炔中的H2S:可以用酸性溶液
B. 除去苯甲酸中的NaCl和泥沙:溶解、蒸发浓缩、冷却结晶
C. 可用新制氢氧化铜悬浊液鉴别苯、乙醛和醋酸溶液
D. CH3CH2COOCH3和CH3COOCH2CH3的元素分析仪结果、核磁共振氢谱谱图均相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性KMnO4溶液会氧化乙炔,无法选择性除去H2S,A错误;
B.苯甲酸的溶解度随温度变化大,氯化钠的溶解度随温度变化小,所以提纯苯甲酸的操作为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到苯甲酸,B错误;
C.新制Cu(OH)2悬浊液常温下与醋酸反应溶解,溶液变蓝,与乙醛共热生成砖红色沉淀,与苯分层,可鉴别三者,C正确;
D.CH3CH2COOCH3和CH3COOCH2CH3中均含3种H,但各种氢原子的具体位置不同,则二者的核磁共振氢谱中峰的位置不相同,D错误;
故选C。
6. 根据实验目的,下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验目的
方案设计
现象和结论
A
证明乙酰水杨酸中存在酯基
将乙酰水杨酸溶液分装于两支试管中:试管①中滴入几滴FeCl3溶液;试管②中先滴入NaOH溶液,加热,再加入H2SO4溶液酸化,振荡后再滴入几滴FeCl3溶液
试管①中溶液未变紫色;试管②中溶液变紫色
乙酰水杨酸中存在酯基
B
证明乙醛中有醛基
向氨水中滴加溶液至产生的沉淀恰好溶解后,滴入几滴乙醛,水浴加热,
产生银镜,证明乙醛有氧化性
C
探究淀粉酸性条件下的水解程度
向淀粉溶液中加稀硫酸,加热,一段时间后取样,加入新制氢氧化铜,加热
未出现砖红色沉淀,淀粉溶液未水解
D
探究1-溴丙烷中含有溴原子
向试管中加入1-溴丙烷和的溶液,加热,再向反应后的溶液滴加溶液
产生淡黄色沉淀,证明1-溴丙烷中含有溴原子
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.将乙酰水杨酸溶液分装于两支试管中:试管①中滴入几滴FeCl3溶液,试管①中溶液未变紫色,说明乙酰水杨酸不含酚羟基;试管②中先滴入NaOH溶液,加热,再加入H2SO4溶液酸化,振荡后再滴入几滴FeCl3溶液,试管②中溶液变紫色,说明乙酰水杨酸含有酯基,水解的产物中含有酚羟基,故A正确;
B.乙醛与银氨溶液反应生成银镜,同时乙醛被氧化为乙酸,体现乙醛的还原性,而非氧化性,故B错误;
C.淀粉水解后,没有加NaOH中和硫酸,不能检验葡萄糖,则不能证明淀粉未发生水解,故C错误;
D.1-溴丙烷发生水解反应生成KBr,先加足量硝酸酸化,再加入硝酸银,产生淡黄色沉淀,可检验1-溴丙烷中含有溴原子,故D错误;
故答案为A。
7. 对于下列过程说法正确及相应方程式正确的是
A. 乙醛与新制银氨溶液反应的离子方程式:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-CH3COONH4+2Ag↓+3NH3↑+H2O
B. 硬脂酸甘油酯在溶液中皂化的离子方程式:+3OH-+3C17H35COO-
C. 乙烯与氯水反应的化学方程式:CH2=CH2+Cl2→CH2ClCH2Cl
D. 苯甲酰胺与盐酸的化学方程式:C6H5CONH2+HClC6H5CONH3Cl
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醛与新制银氨溶液发生银镜反应,离子方程式为CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-CH3COO-+NH+2Ag↓+3NH3↑+H2O,A错误;
B.硬脂酸甘油酯在NaOH溶液中水解为高级脂肪酸钠和甘油,则反应的离子方程式为:+3OH-+3C17H35COO-,B正确;
C.氯水中存在Cl2、HClO等粒子,乙烯与氯水发生反应,可能与Cl2生成CH2ClCH2Cl 或与HClO生成CH2ClCH2OH,C错误;
D.在盐酸的催化作用下,苯甲酰胺水解生成苯甲酸和氨,生成的氨再与盐酸反应生成氯化铵:,D错误;
故答案为B。
8. 下列关于同分异构体的说法正确的是(需考虑顺反异构,不考虑对映异构)
A. 满足分子式为C4H8ClBr的有机物共9种
B. 满足分子式为C5H12O且能与钠反应放出气体的有机物共有7种
C. 是由某单烯烃和氢气加成后的产物,则该单烯烃的结构有6种(需考虑顺反异构)
D. 组成和结构可用表示的有机物共有10种
【答案】D
【解析】
【详解】A.C4H8BrCl的同分异构体可以采取“定一移二”法为 、、、(数字代表Br取代位置),可知C4H8ClBr共有12种同分异构体,A错误;
B.分子式为C5H12O且能与钠反应放出气体的物质属于醇类(C5H11-OH),由于戊基有8种不同的结构,则符合条件的醇共有8种结构,B错误;
C.根据烯烃与氢气加成反应的原理,推知该烷烃分子中相邻碳原子上均带氢原子的碳原子间是对应烯烃存在碳碳双键的位置,该烷烃的碳链结构为,5号碳原子上没有H原子,与5号碳相连接碳原子间不能形成碳碳双键,能形成双键位置有:1和2之间;2和3之间(存在顺反异构);3和4之间(存在顺反异构);3和6之间,4和7之间;故该烃共有7种,C错误;
D.丁基(-C4H9)有4种同分异构体,分别是正丁基,异丁基,仲丁基和叔丁基,,表示的有机物共有4×4-6=10种,D正确;
故选D。
9. 葡萄糖在生物体内会发生分子内反应形成葡萄糖的半缩醛(如图所示),物质X和Y分别为两种葡萄糖半缩醛,下列说法正确的是
A. 葡萄糖不能发生银镜反应
B. 半缩醛的形成可看作羟基与醛基发生了加成反应
C. 在相同条件下,等物质的量的X和Y与足量的金属钠反应产生H2的体积不同
D. 葡萄糖半缩醛X和Y的分子式均为C6H10O5
【答案】B
【解析】
【详解】A.葡萄糖中醛基具有还原性,能发生银镜反应,A错误;
B.根据半缩醛X和Y的结构简式可知,半缩醛的形成可看作羟基与醛基发生了加成反应,B正确;
C. X和Y均为1mol时,与足量的金属钠反应产生H2的物质的量为2.5mol,在相同条件下,产生H2的体积相同,C错误;
D.葡萄糖半缩醛A和B的分子式均为C6H12O6,D错误;
故选:B。
10. 2-氯-1-丙醇()是重要的有机合成中间体,可由如下两种方法制备。
方法1:
方法2:
下列有关说法正确的是
A. 方法2可能产生副产物
B. 两种方法所用有机原料均可通过缩聚反应制备高分子化合物
C. 的同分异构体有5种
D. 两种方法所涉及的产物均可以被氧化成醛
【答案】A
【解析】
【详解】A.方法2原料与HCl发生加成反应,副产物为,故A正确;
B.加聚反应可以生成高分子化合物,两种方法所用有机原料均含有碳碳双键,均能发生加聚反应,制备高分子化合物,故B错误;
C.的同分异构体中,所含官能团若为羟基和氯原子,可以看成丙烷的二元取代物,共5种,除去本身,共4种,若所含官能团为醚键和氯原子,C—O—C—C,则氯原子有3种取代方式,则的同分异构体有7种,故C错误;
D.与羟基相连的碳上只有一个H原子,被氧化为酮,故D错误;
故选:A。
11. 聚乳酸是一种新型的生物可降解高分子材料,其合成路线如下:
下列说法错误的是
A.
B. 聚乳酸分子中含有两种官能团
C. 乳酸与足量的反应生成
D. 两分子乳酸反应能够生成含六元环的分子
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据氧原子数目守恒可得:3n=2n+1+m,则m=n-1,A正确;
B.聚乳酸分子中含有三种官能团,分别是羟基、羧基、酯基,B错误;
C.1个乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基,则1mol乳酸和足量的Na反应生成1mol H2,C正确;
D.1个乳酸分子中含有1个羟基和1个羧基,则两分子乳酸可以缩合产生含六元环的分子(),D正确;
故选B。
12. 制造隐形眼镜的功能高分子材料Q的合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. Y可作汽车发动机的抗冻剂
B. Z的结构简式可能为
C. M分子中有3种官能团
D. 试剂a为乙醇溶液
【答案】D
【解析】
【分析】X可与溴的四氯化碳溶液反应生成,则X为乙烯;由Q的结构简式和M的分子式可知,M为,M属于酯,可由和发生酯化反应得到,根据知,Y为在氢氧化钠水溶液条件下水解生成的,试剂a为水溶液,Z为CH2=C(CH3)COOH,Y和Z发生酯化反应生成M。
【详解】A.Y为,乙二醇的水溶液凝固点很低,温度低时可为液体,可作汽车发动机的抗冻剂,A正确;
B.由分析,Z的结构简式可能为CH2=C(CH3)COOH,B正确;
C.M为,含碳碳双键、酯基和羟基3种官能团,C正确;
D.由分析,试剂a为的水溶液,D错误;
故选D。
13. 制造车、船挡风玻璃的功能高分子材料Q的合成路线如下图所示。下列说法正确的是
A. 化合物X不能与水互溶
B. Y是一种有机酸酯
C. M分子中最多有13个碳原子共平面
D. M与Y反应生成Q,该反应属于缩聚反应,脱掉小分子H2O
【答案】C
【解析】
【分析】根据Q的结构简式可知,M为,Y为,二者发生缩聚反应生成Q,苯酚与X发生反应生成M,结合X的分子式可推得X为丙酮。
【详解】A.根据分析,化合物X为丙酮,能与水互溶,A错误;
B.Y是碳酸二甲酯(),是一种无机酸酯,B错误;
C. M的分子结构为,分子中最多有13个碳原子(2个苯环以及苯环所连C)共平面,C正确;
D.M与Y反应生成Q,该反应属于缩聚反应,脱掉小分子甲醇CH3OH,D错误;
故选:C。
14. 已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列说法正确的是
A. 苯胺既可与盐酸也可与溶液反应
B. 由①、③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法
C. 苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得
D. ①、②、③均为两相混合体系
【答案】C
【解析】
【分析】由题给流程可知,向甲苯、苯胺、苯甲酸的混合溶液中加入盐酸,盐酸将微溶于水的苯胺转化为易溶于水的苯胺盐酸盐,分液得到水相Ⅰ和有机相Ⅰ;向水相中加入氢氧化钠溶液将苯胺盐酸盐转化为苯胺,分液得到苯胺粗品①;向有机相中加入水洗涤除去混有的盐酸,分液得到废液和有机相Ⅱ,向有机相Ⅱ中加入碳酸钠溶液将微溶于水的苯甲酸转化为易溶于水的苯甲酸钠,分液得到甲苯粗品②和水相Ⅱ;向水相Ⅱ中加入盐酸,将苯甲酸钠转化为苯甲酸,经结晶或重结晶、过滤、洗涤得到苯甲酸粗品③。
【详解】A.苯胺分子中含有的氨基能与盐酸反应,但不能与氢氧化钠溶液反应,故A错误;
B.由分析可知,得到苯胺粗品①的分离方法为分液,得到苯甲酸粗品③的分离方法为结晶或重结晶、过滤、洗涤,获取两者的操作方法不同,故B错误;
C.由分析可知,苯胺粗品、甲苯粗品、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得,故C正确;
D.由分析可知,①、②为液相,③为固相,都不是两相混合体系,故D错误;
故选C。
15. 苯在浓和浓作用下,反应过程中能量变化示意图如下。下列说法不正确的是
A. 从中间体到产物,无论从产物稳定性还是反应速率的角度均有利于产物Ⅱ
B. X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物
C. 由苯得到M时,苯中的大键没有变化
D. 对于生成Y的反应,浓作催化剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.生成产物Ⅱ的反应的活化能更低,反应速率更快,且产物Ⅱ的能量更低即产物Ⅱ更稳定,以上2个角度均有利于产物Ⅱ,故A正确;
B.根据前后结构对照,X为苯的加成产物,Y为苯的取代产物,故B正确;
C.M的六元环中与相连的C为杂化,苯中大键发生改变,故C错误;
D.苯的硝化反应中浓作催化剂,故D正确;
故选C。
二、填空题(共4小题,共55分)
16. 回答下列问题。
(1)基态价层电子排布图为___________,和两种离子中更稳定的为___________。
(2)中的VSEPR模型为___________,NH3分子的空间结构是___________,
(3)邻氨基吡啶()易溶于水,易溶于水的主要原因是___________。
(4)鸟嘌呤和吡咯的结构如下图所示。
①鸟嘌呤中N原子的杂化方式为___________,夹角___________(填“大于”或“小于”)。
②分子中的大键可以用符号表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n代表参与形成大键的电子数,吡咯中的大键可表示为___________。
(5)将纯液态冷却到时,能凝固得到一种螺旋状单链结构的固体,其结构如图所示,此固态中S原子的杂化轨道类型与中O的杂化轨道类型___________(填“相同”或“不同”)。
(6)下列说法不正确的是___________。
A.分子的极性:BCl3>NCl3
B.干冰晶体中,每个分子周围距离相近且相等分子共有12个
C.物质的沸点:
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 正四面体 ②. 三角锥形
(3)邻氨基吡啶分子与水分子间形成氢键
(4) ①. sp3、sp2 ②. 大于 ③.
(5)相同 (6)AC
【解析】
【小问1详解】
Fe位于周期表中第4周期第VIII族,基态Fe2+核外价层电子排布式为3d6,因此基态价电子排布图为;
基态Fe2+核外价层电子排布式为3d6,含有4个未成对电子;基态价层电子排布式为3d5,因此价层电子排布式为3d5,3d轨道半充满,能量更低,更稳定。
【小问2详解】
中N原子的价层电子对数为,孤电子对数为0,因此VSEPR模型为正四面体;
NH3中心原子为N,价层电子对为3+,有1个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,分子的空间构型为三角锥形。
【小问3详解】
由于邻氨基吡啶存在氨基,能与水形成氢键,所以邻氨基吡啶能溶于水。
【小问4详解】
①鸟嘌呤中N原子有单键N原子和带双键的N原子,单键N原子价层电子对为4,sp3杂化,带双键的N原子价层电子对为3对,杂化方式为sp2,因此杂化方式有sp2、sp3;
由于孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,排斥力越大键角越大,故鸟嘌呤中轨道之间的夹角∠1大于∠2;
②根据吡咯的结构可知,其大π键由4个C原子和1个N原子5个原子、每个C提供1个电子,N原子提供2个电子,共6个电子构成,则该吡咯中的大π键可表示为。
【小问5详解】
中O原子的价层电子对数为,其杂化轨道类型为sp3杂化,图中固态SO3中S原子形成4个共价单键,其杂化轨道类型也为sp3杂化,因此与分子中O原子的杂化类型相同。
【小问6详解】
A.BCl3是平面正三角形,分子中正负电中心重合,是非极性分子;而NCl3中N原子上有一对孤电子对,是三角锥形,分子中正负电中心不重合,是极性分子,所以分子极性:,A错误;
B.干冰晶体为分子密堆积,晶胞中的分子处于顶点、面心位置,晶胞图为,以顶点分子为研究对象,与之距离相近且相等的分子处于面心位置,每个顶点为8个晶胞共用,每个面心为2个晶胞共用,则干冰晶体中,每个分子周围距离相近且相等分子共有12个,B正确;
C.两者都属于分子晶体,但由于HF可以形成分子内氢键,因此沸点较高,则物沸点:HF>HCl,C错误;
故答案选AC。
17. 按要求回答问题:
(1)下图物质为X。
1molX与足量的饱和溴水反应,最多消耗___________molBr2。
(2)与NaOH溶液反应的化学方程式___________。
(3)利用李比希法测得4.4g有机物M完全燃烧后产生和。已知M的密度是同温同压下密度的2倍,则M的分子式为___________。M只有一种化学环境的氢,写出M结构简式___________。
(4)根据共轭二烯烃1,4-加成反应原理完成方程式+→___________。
(5)某研究小组按以下路线对内酰胺F的合成进行了探索:
回答下列问题:
①B的名称为___________,C在酸溶液中用甲醇处理,可得到制备___________(填标号)的原料。
A.涤纶 B.有机玻璃 C.尼龙 D.维纶
②下列反应中属于加成反应的有___________(填标号)。
A.A→B B.B→C C.D→E D.E→F
③氨基的电子式为___________。
④写出D中官能团的名称___________。
⑤1molD与足量H2反应最多消耗___________molH2。
⑥写出C→D的化学方程式___________。
【答案】(1)4 (2)+3NaOH+CH3COONa+CH3OH+H2O
(3) ①. ②.
(4) (5) ①. 2-甲基-2-羟基丙腈 ②. B ③. AC ④. ⑤. 氰基、酯基、酮羰基 ⑥. 3 ⑦. +
【解析】
【分析】(5)有机物A与HCN在催化剂的作用下发生加成反应生成有机物B,有机物B在Al2O3的作用下发生消去反应生成有机物C,有机物C与C6H10O3发生反应生成有机物D,根据有机物D的结构可以推出C6H10O3的结构为,有机物D的-CN与H2发生加成反应生成有机物E,有机物D中的-CN最终反应为-CH2NH2结构,最后有机物E发生消去反应生成有机物F和乙醇。
【小问1详解】
碳碳双键能与溴发生加成反应,酚羟基的邻位和对位能与溴发生取代反应,如图中箭头所示:,因此1molX与足量的饱和溴水反应,最多消耗4molBr2;
【小问2详解】
中含有两个酯基,能与NaOH发生水解反应,其中的酚酯基水解后生成酚羟基,能继续与NaOH发生中和反应,方程式为+3NaOH+CH3COONa+CH3OH+H2O;
【小问3详解】
4.4g有机物M完全燃烧后产生CO28.8g和H2O3.6g,n(C)=,n(H)=2×,n(O)=,三种原子的物质的量之比为:n(C):n(H):n(O)=0.2:0.4:0.1=2:4:1,最简式为C2H4O,M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,相对分子质量为44×2=88,设分子式为C2nH4nOn,则44n=88,n=2,分子式为C4H8O2;M的不饱和度为1,只有一种化学环境的氢,说明M对称性较好,M结构简式为;
【小问4详解】
根据共轭二烯烃1,4-加成反应原理,与反应形成一个新的六元环,共轭双键转化为一个双键,反应方程式为+→;
【小问5详解】
①根据系统命名法,B的名称为2-甲基-2-羟基丙腈;C为2-甲基丙烯腈,该物质可以与甲醇在酸性溶液中发生反应生成2-甲基丙烯酸甲酯,2-甲基丙烯酸甲酯经聚合反应生成有机玻璃,故选B;
②根据分析,有机物A反应生成有机物B的过程为加成反应,有机物B生成有机物C的反应为消去反应,有机物D的-CN与H2发生加成反应生成有机物E,有机物E生成有机物F的反应为消去反应,故选AC;
③氨基中N与2个H分别共用1对电子,电子式为;
④由D的结构可知D中的官能团有氰基、酯基、酮羰基;
⑤D中酮羰基可以与1个H2加成,氰基可以与2个H2加成,因此1molD与足量H2反应最多消耗3molH2;
⑥根据分析,C6H10O3的结构为,C→D的化学方程式为+。
18. 某化学兴趣小组设计实验用苯甲酸和异丙醇制备苯甲酸异丙酯,用如图所示装置进行实验:
物质的性质数据如表所示:
物质
相对分子质量
密度
沸点
水溶性
苯甲酸
微溶
异丙醇
易溶
苯甲酸异丙酯
1.01
不溶
实验步骤:
步骤i.在图甲干燥的仪器中加入苯甲酸、异丙醇和浓硫酸,再加入几粒沸石;
步骤ii.加热至左右保持恒温半小时;
步骤iii.将图甲的仪器中的液体混合物进行如下操作得到粗产品:
步骤iv。将粗产品用图乙所示装置进行精制。回答下列问题:
(1)图甲中仪器的名称为___________,仪器b的作用是___________,乙装置中水应从___________口进(填f或g)。
(2)制备苯甲酸异丙酯的化学方程式为___________。
(3)实验中加入的异丙醇需过量,其目的是___________;分水器的主要作用是___________。
(4)步骤ⅲ中操作Ⅰ为___________,操作Ⅰ第二次水洗涤的目的是___________加入无水硫酸镁的作用___________。
(5)步骤中操作时应收集的馏分,如果温度计水银球位置偏上,则收集的精制产品中可能混有的杂质为___________填物质名称。
(6)如果得到的苯甲酸异丙酯的质量为27.88g,那么该实验的产率为___________%。
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. 冷凝回流 ③. g
(2) (3) ①. 使酯化反应向正反应方向进行,提高苯甲酸转化率,从而提高酯产率 ②. 分离出水,使反应正向进行,提高反应物转化率(或利用率)
(4) ①. 分液(或萃取分液) ②. 除去有机相中残留碳酸钠及生成的盐 ③. 干燥
(5)苯甲酸 (6)85
【解析】
【分析】本实验将苯甲酸、异丙醇在浓硫酸作催化剂和脱水剂的作用下水浴加热制备苯甲酸异丙酯,反应原理为,制得苯甲酸异丙酯经过饱和碳酸钠溶液洗涤除去硫酸和苯甲酸等酸性杂质,干燥除去残留的水,最后通过蒸馏收集收集218 ℃的馏分,即可得到纯净的苯甲酸异丙酯。产物分离时,第一次水洗除去可溶性杂质,碳酸钠洗除去酸性杂质,第二次水洗除去碳酸钠及生成的盐,操作Ⅰ后出现有机层和水层,因此操作Ⅰ为分液,有机层加无水氯化镁干燥,操作Ⅱ为过滤,滤液为粗产品,粗产品经过蒸馏得到产品。
【小问1详解】
由仪器的外形可知,a为三颈烧瓶;仪器b为球形冷凝管,作用是冷凝回流;冷凝管中水流方向是下进上出,故进水口是g;
【小问2详解】
根据分析,制备苯甲酸异丙酯的化学方程式为;
【小问3详解】
酯化反应为可逆反应,使异丙醇稍过量有利于酯化反应向正反应方向进行,提高苯甲酸的转化率,从而提高产率;反应过程中挥发出去的水被冷凝到分水器中,旋转分水器下方的活塞可以分离出水,使反应正向进行,提高反应物转化率(或利用率);
【小问4详解】
根据分析,步骤ⅲ中操作Ⅰ为分液;操作Ⅰ第二次水洗涤的目的是除去有机相中残留碳酸钠及生成的盐;无水硫酸镁能够吸水产生MgSO4·7H2O,所以加入硫酸镁作为干燥剂,除去残留的水;
【小问5详解】
水银球位置偏上则收集到的馏分温度偏高,可能使部分苯甲酸气化,所以杂质可能为苯甲酸;
【小问6详解】
24.4g苯甲酸的物质的量为,与异丙醇相比,苯甲酸不足,计算理论产量时带入苯甲酸进行计算,所以苯甲酸异丙酯的理论产量为0.2mol×164g/mol=32.8g,则产率为。
19. 以2-氰基-3-甲基吡啶(化合物A)为起始原料合成氯雷他定(化合物H,一种治疗过敏性疾病的药物)的路线如下图:
已知:①具有类似苯的芳香性;②RX+NaCN→RCN+NaX(X代表卤素)。
请回答下列问题:
(1)HCON(CH3)2的名称是___________。A中碳原子的杂化方式有sp3、___________,
(2)D中含氧官能团的名称是___________。A→B的目的是___________;
(3)已知:胺类分子中N原子电子密度越大,碱性越强。下列有机物中,碱性最弱的是___________(填序号)。
a.b.c.d.
(4)A的同分异构体中既具有芳香性又含有氰基(-CN)的有___________种。其中,在核磁共振氢谱上有三组峰且峰的面积比为1:1:1的结构简式为___________(任写一种)。
(5)F与G生成H的反应称为麦克默里反应,指醛或酮偶联成为烯烃的反应,反应中除生成目标产物外,还可能有副产物生成,则副产物为___________(任写一种)。
(6)根据上述信息,设计以苯乙烯()为原料制备化合物的合成路线___________(无机试剂任选)。
【答案】(1) ①. N,N-二甲基甲酰胺 ②. sp、sp2
(2) ①. 酰胺基 ②. 保护氰基
(3)a (4) ①. 16 ②. 或
(5)或 (6)
【解析】
【分析】结合A、B的结构,A在硫酸作用下与反应生成B,B在n−BuLi作用下与C发生取代反应生成D和HCl,结合B、D结构和C的分子式可知C的结构为,D与作用生成E;E在PPA、五氧化二磷作用下转化为F;F与G在与作用下转化为H,即氯雷他定。
【小问1详解】
以甲酰胺为母体,氮原子上两个氢被甲基取代,故前缀为“N,N-二甲基”,因此HCON(CH3)2的名称是N,N-二甲基甲酰胺;
A()中环上的碳原子采取sp2杂化,甲基中的碳原子采取sp3杂化,氰基中的碳原子采取sp杂化。
【小问2详解】
根据D的结构可知D中含氧官能团为酰胺基;
A→B中t-BuOH与-CN发生反应,D→E的反应又恢复-CN,故A→B的作用是保护氰基。
【小问3详解】
甲基为推电子基,使N原子电子密度增大,碱性增强;卤素为吸电子原子,使N原子电子密度减小,碱性减弱;氟的电负性大于氯,因此碱性最弱的是a。
【小问4详解】
同分异构体分两类:第1类:含苯环结构。取代基可能是-NHCN(1种);-NH2、-CN(3种),第2类:含吡啶环()结构,①含1个取代基:-CH2CN(3种);②含2个取代基:、、再取代甲基:(a)有3种(除本身外);(b)有4种;(c)有2种,因此符合条件的同分异构体有16种;
其中,在核磁共振氢谱上有三组峰且峰的面积比为1:1:1,符合条件的结构简式为或。
【小问5详解】
由题意知该反应是醛或酮偶联成为烯烃的反应,则可能的副产物为或。
【小问6详解】
结合题给信息,对化合物的逆合成分析如下:
,则对化合物的合成路线为。
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