内容正文:
天津河北区2024-2025学年度高二年级第二学期期末质量检测
化学
注意事项:
1.每题选出答案后,用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
2.I卷共12题,每题3分,共36分。在每题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。以下数据可供解题时参考:
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Co-59 Br-80
第I卷 共36分
一、单选题
1. 《黄帝内经》曰:“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充。”合理膳食,增强体质。下列说法错误的是
A. 食用油可水解为高级脂肪酸和甘油
B. 蔗糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖
C. 规范添加苯甲酸钠,可延缓食品变质,有利于保持食品营养
D. 苹果中富含的苹果酸[HOOCCH(OH)CH2COOH]是乙二酸的同系物
2. 下列化学用语表述正确的是
A. CH4的球棍模型:
B. NaCl晶体的晶胞:
C. 丁二烯的键线式:
D. 基态Cr原子的价层电子轨道表示式:
3. 分子的组成和结构决定了分子的性质,是确定其应用领域的基础。下列说法错误的是
A. 聚乙烯塑料制品可反复加热熔融加工
B. 酚醛树脂可用作宇宙飞船外壳的烧蚀材料
C. 再生纤维与合成纤维均可由石油产品经聚合反应获得
D. 天然橡胶硫化后具有网状结构,增强了其强度与弹性
4. 有机化合物A的质谱图如图1所示,其核磁共振氢谱图如图2所示,则A的结构简式可能为
A. B.
C. D.
5. 某些物质的熔点数据如下表。下列判断错误的是
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920℃
801℃
1291℃
190℃
BCl3
SO2
CO2
SiO2
-107℃
44.8℃
-57℃
1723℃
A. BCl3是分子晶体
B. 铝的化合物的晶体均是离子晶体
C. 同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D. 不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
6. 下列有机反应方程式书写正确的是
A. CH3-CH=CH2+Br2→CH2Br-CH2-CH2Br
B. 2+CO2+H2O→2+Na2CO3
C. CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
D. CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O
7. 用杯酚(表示为)分离C60和C70的过程如图甲所示。其中①~③各步骤在实验室中所用到的装置选择合理的是
A. a、a、d B. a、b、c C. b、a、d D. b、b、c
8. 在电影《哪吒2之魔童闹海》中,陈塘关百姓需要治病的药材时,申公豹运入陈塘关的中药中有一味药材为三七,其所含三七素是止血活性成分,结构简式如下图所示。下列关于三七素的说法错误的是
A. 分子式为C5H8N2O5
B. 镍催化下能与氢气发生加成反应
C. 是一种含有其他官能团的氨基酸
D. 分子中碳原子可能全部处于同一平面
9. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 0.1mol固体中含个阴离子
B. 1mol分子式为的烃一定含个键
C. 1mol与2mol混合光照反应可生成个
D. 1L0.1mol·溶液中含个
10. 由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是
实验操作和现象
结论
A
加热乙醇和浓硫酸的混合液,将生成的气体通入酸性K2Cr2O7溶液中,溶液颜色由橙色变为绿色
乙醇发生了消去反应
B
向C2H5X中加入过量的NaOH溶液,加热一段时间后静置,取少量上层清液于试管中,加入AgNO3溶液,未观察到白色沉淀
C2H5X中的X一定不是Cl原子
C
石蜡油加强热,将产生的气体通入Br2的CCl4溶液,溶液变无色
气体中含有不饱和烃
D
向葡萄糖溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色消失
葡萄糖中含有醛基
A. A B. B C. C D. D
11. 聚碳酸酯具有高强度和高弹性等优点,常用于航天服、面罩的制作。聚双酚A碳酸二苯酯可由如图所示反应制备。下列说法错误的是
A. 反应产物X为苯酚 B. 双酚A不与金属钠反应
C. 该聚合反应为缩聚反应 D. 碳酸二苯酯可与氢氧化钠溶液反应
12. (R)-2-溴辛烷的溴原子被羟基取代时,羟基在碳溴键断裂的方向连接称为构型保持,在碳溴键断裂的相反方向连接称为构型翻转,(R)-2-溴辛烷的水解过程如下。下列说法正确的是
A. (S)-2-辛醇为构型保持产物
B. (R)-2-辛醇分子中存在“肩并肩”的成键方式
C. 三种有机物分子中只有两种分子存在手性碳原子
D. (R)-2-辛醇中C—O键能大于(R)-2-溴辛烷中C—Br键能
第II卷 共64分
注意事项:
1.用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在“答题卡”上。
2.II卷共4题,共64分。
二、填空题
13. 汽车制造商为了应对气候变化从燃油汽车转向电动汽车,钴获得了更加举足轻重的经济价值,因为含有钴的电池可以帮助电动汽车获得更长里程和寿命。回答下列问题。
(1)写出基态Co原子价电子排布式为___________,1个Co2+中有___________个未成对电子。
(2)Na3[Co(NO2)6]中的中N原子杂化方式为___________杂化,空间结构为___________形。
(3)一种Co(II)的配合物结构如图所示。下列说法正确的是___________(填序号)。
a.Fe处于元素周期表的d区
b.氮同族元素中简单氢化物沸点最低的是NH3
c.结构中所有原子共平面
(4)钴的某种氧化物的晶胞结构如图所示。该立方晶胞参数为apm。
①测定晶体结构的方法为___________。
②该氧化物的化学式为___________。
③设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞的密度为___________g·cm-3。
14. 有机化合物对人类的生命、生活和生产具有重要作用。现有以下几种有机物,回答下列问题。
(1)用有机物①可以制备一种烈性炸药,该反应的化学方程式___________。
(2)用系统命名法命名有机物②___________。
(3)有机物③的核磁共振氢谱有___________组峰。
(4)1摩尔有机物④发生水解反应,最多可以消耗___________molNaOH。
(5)有机物⑤是某单烯烃和氢气发生加成反应后的产物,则该单烯烃可能的结构有___________种(不考虑顺反异构)。
(6)有机物⑥中最多有___________个原子共线。
(7)同温同压下,有机物⑦的蒸汽密度是氢气密度的___________倍。
(8)根据碳骨架分类,以上有机物属于脂环烃的是___________(填序号)。
15. 间溴苯甲醛是香料、染料及有机合成中间体。实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛的实验装置如图所示。
相关物质的物理性质见下表:
相对分子质量
密度/(g·cm-3)
沸点/℃
溴
160
3.119
58.8
苯甲醛
106
1.04
179
1,2-二氯乙烷
99
1.2351
83.5
间溴苯甲醛
185
1.587
233
具体实验步骤如下:
步骤1:将三颈烧瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛(5.3g)充分混合后,升温至60℃,缓慢滴加经浓硫酸干燥过的液溴,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10%NaHCO3溶液洗涤。
步骤3:经洗涤的有机相加入适量无水硫酸镁固体除去其中的水,放置一段时间后过滤。
步骤4:为了防止间溴苯甲醛因温度过高被氧化,把步骤3处理得到的间溴苯甲醛加入少量锌粉,同时减压蒸馏收集相应馏分,其中收集到间溴苯甲醛为3.7g。
回答下列问题。
(1)仪器a的名称为___________。
(2)实验中的原料苯甲醛也是工业生产中最常使用的芳香醛,写出其与新制氢氧化铜反应的化学方程式___________。
(3)实验装置中采用的加热方式为___________,冷凝管的作用为___________,锥形瓶中的试剂应为___________溶液(填化学式)。
(4)步骤1所加入的1,2-二氯乙烷为溶剂,无水AlCl3的作用为___________。
(5)步骤2中用10%NaHCO3溶液洗涤有机相,是为了除去溶于有机相的___________(填化学式)。
(6)本实验所得到的间溴苯甲醛产率是___________。
16. 多丁纳德(化合物I)是一种治疗痛风的药物。以下为其合成路线之一(部分条件已略去)。
已知:
(1)A所含的官能团名称是___________,多丁纳德的分子式为___________。
(2)A→B的反应类型是___________。
(3)C的结构简式是___________。
(4)D→E的反应试剂和条件是___________(用化学式表示)。
(5)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式是___________。
①含有苯环
②遇FeCl3溶液显紫色
③与NaHCO3溶液反应放出CO2
④核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为2:2:2:1:1
(6)设计反应①和反应②的目的是___________。
(7)已知K的分子式为C7H7NS,F+K→G的化学方程式是___________。
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天津河北区2024-2025学年度高二年级第二学期期末质量检测
化学
注意事项:
1.每题选出答案后,用铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。
2.I卷共12题,每题3分,共36分。在每题列出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。以下数据可供解题时参考:
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Co-59 Br-80
第I卷 共36分
一、单选题
1. 《黄帝内经》曰:“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充。”合理膳食,增强体质。下列说法错误的是
A. 食用油可水解为高级脂肪酸和甘油
B. 蔗糖水解生成互为同分异构体的葡萄糖和果糖
C. 规范添加苯甲酸钠,可延缓食品变质,有利于保持食品营养
D. 苹果中富含的苹果酸[HOOCCH(OH)CH2COOH]是乙二酸的同系物
【答案】D
【解析】
【详解】A.食用油的主要成分是甘油三酯,水解产物为高级脂肪酸和甘油,A正确;
B.蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,两者分子式相同()但结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.苯甲酸钠是常用防腐剂,规范使用可抑制微生物生长,延缓食品变质,C正确;
D.苹果酸含两个羧基和一个羟基,乙二酸仅含两个羧基,不符合结构相似,组成上相差一个或几个,不符合同系物的定义,D错误;
故答案为D。
2. 下列化学用语表述正确的是
A. CH4的球棍模型:
B. NaCl晶体的晶胞:
C. 丁二烯的键线式:
D. 基态Cr原子的价层电子轨道表示式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.该模型为CH4的空间充填模型而非球棍模型,其球棍模型为,A错误;
B.晶胞要求是“无隙并置”,B选项给出的立方体平移一个单位后,顶点并不能重叠,所以不是NaCl的晶胞,B错误;
C.丁二烯的键线式为,C错误;
D.Cr是第24号元素,价电子排布式为3d54s1,其价层电子轨道表示式:,D正确;
故选D。
3. 分子的组成和结构决定了分子的性质,是确定其应用领域的基础。下列说法错误的是
A. 聚乙烯塑料制品可反复加热熔融加工
B. 酚醛树脂可用作宇宙飞船外壳的烧蚀材料
C. 再生纤维与合成纤维均可由石油产品经聚合反应获得
D. 天然橡胶硫化后具有网状结构,增强了其强度与弹性
【答案】C
【解析】
【详解】A.聚乙烯塑料制品可以反复加热熔融加工,属于热塑性塑料,故A正确;
B.网状结构的酚醛树脂主要用作绝缘、隔热、阻燃隔音材料和复合材料,可用于生产烹饪器具的手柄、一些电器与汽车的零部件,火箭发动机、返回式卫星和宇宙飞船外壳等的烧蚀材料,故B正确;
C.再生纤维指用化学方法将农林产品中的纤维素、蛋白质等天然高分子加工为粘胶纤维、大豆蛋白纤维等,故C错误;
D.天然橡胶为线型高分子,经硫化后转变成网状结构,性能提高,增加了它的弹性和强度,故D正确。
答案选C。
4. 有机化合物A的质谱图如图1所示,其核磁共振氢谱图如图2所示,则A的结构简式可能为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据题图可知,该有机化合物A的最大质荷比为46,则A的相对分子质量为46;根据核磁共振氢谱图可知,A分子的核磁共振氢谱有3组吸收峰,则其分子中有3种H原子。
【详解】A.的相对分子质量为46,分子中有3种H原子,A符合;
B.的相对分子质量为44,分子中有2种H原子,B不符合;
C.的相对分子质量为46,分子中有2种H原子,C不符合;
D.的相对分子质量为88,分子中有4种H原子,D不符合;
故选A。
5. 某些物质的熔点数据如下表。下列判断错误的是
Na2O
NaCl
AlF3
AlCl3
920℃
801℃
1291℃
190℃
BCl3
SO2
CO2
SiO2
-107℃
44.8℃
-57℃
1723℃
A. BCl3是分子晶体
B. 铝的化合物的晶体均是离子晶体
C. 同族元素的氧化物可形成不同类型的晶体
D. 不同族元素的氧化物可形成相同类型的晶体
【答案】B
【解析】
【详解】A.的熔点极低(-107℃),符合分子晶体的特性,A正确;
B.的熔点仅为190℃,属于分子晶体,而为离子晶体,因此铝的化合物并非均为离子晶体,B错误;
C.(分子晶体)和(原子晶体)同属碳族氧化物,但晶体类型不同,C正确;
D.SO2和CO2属于不同族的氧化物,但晶体类型相同,D正确;
故答案为B。
6. 下列有机反应方程式书写正确的是
A. CH3-CH=CH2+Br2→CH2Br-CH2-CH2Br
B. 2+CO2+H2O→2+Na2CO3
C. CH3CH2OH+HBrCH3CH2Br+H2O
D. CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O
【答案】C
【解析】
【详解】A.CH3-CH=CH2中碳碳双键能和Br2发生加成反应,CH3-CH=CH2+Br2→CH3CHBrCH2Br,A错误;
B.苯酚钠和二氧化碳生成苯酚和碳酸氢钠:+CO2+H2O→+NaHCO3,B错误;
C.乙醇和HBr在浓硫酸催化加热条件下发生取代反应生成CH3CH2Br和H2O,C正确;
D.CH3CH2Br和NaOH的水溶液共热发生取代反应生成乙醇和溴化钠,CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr,D错误;
故选C。
7. 用杯酚(表示为)分离C60和C70的过程如图甲所示。其中①~③各步骤在实验室中所用到的装置选择合理的是
A. a、a、d B. a、b、c C. b、a、d D. b、b、c
【答案】A
【解析】
【详解】过程①中超分子不溶于甲苯,为固态,分离操作选择a为过滤;过程②中C60为不溶于氯仿的固体,因此分离操作选择为a;过程③中分离氯仿和杯酚,二者互溶,但沸点不同,因此通过装置d蒸馏分离,故A正确。
8. 在电影《哪吒2之魔童闹海》中,陈塘关百姓需要治病的药材时,申公豹运入陈塘关的中药中有一味药材为三七,其所含三七素是止血活性成分,结构简式如下图所示。下列关于三七素的说法错误的是
A. 分子式为C5H8N2O5
B. 镍催化下能与氢气发生加成反应
C. 是一种含有其他官能团的氨基酸
D. 分子中碳原子可能全部处于同一平面
【答案】B
【解析】
【详解】A.由结构,分子式为C5H8N2O5,A正确;
B.分子中含有羧基、酰胺基,镍催化下不能与氢气发生加成反应,B错误;
C.分子中含羧基、酰胺基,是一种含有其他官能团的氨基酸,C正确;
D.与羰基直接相连的原子共面,碳碳单键、碳氮单键可以旋转,则分子中碳原子可能全部处于同一平面,D正确;
故选B。
9. 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 0.1mol固体中含个阴离子
B. 1mol分子式为的烃一定含个键
C. 1mol与2mol混合光照反应可生成个
D. 1L0.1mol·溶液中含个
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳化钙是由构成的,0.1mol的碳化钙中含有的阴离子数目为0.1NA,A符合题意;
B.分子式为的烃可能是环丁烷,分子内无π键,B不符合题意;
C.将1molCH4与2molCl2混合光照,充分反应后生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4和HCl,故生成CCl4分子数不为NA,C不符合题意;
D.溶液中没有氯离子,D不符合题意;
故答案选A。
10. 由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是
实验操作和现象
结论
A
加热乙醇和浓硫酸的混合液,将生成的气体通入酸性K2Cr2O7溶液中,溶液颜色由橙色变为绿色
乙醇发生了消去反应
B
向C2H5X中加入过量的NaOH溶液,加热一段时间后静置,取少量上层清液于试管中,加入AgNO3溶液,未观察到白色沉淀
C2H5X中的X一定不是Cl原子
C
石蜡油加强热,将产生的气体通入Br2的CCl4溶液,溶液变无色
气体中含有不饱和烃
D
向葡萄糖溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色消失
葡萄糖中含有醛基
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇在浓硫酸加热170℃条件下发生消去反应生成乙烯,乙醇易挥发,加热生成的乙烯中混有的乙醇也能使酸性K2Cr2O7溶液变色,该现象不能直接证明消去反应发生,A错误。
B.卤代烃水解后需用硝酸酸化以中和过量NaOH,否则OH−会与AgNO3反应生成沉淀干扰Cl−的检测,未酸化导致无法排除X为Cl的可能,B错误。
C.石蜡油高温分解生成气体,与Br2的CCl4溶液发生加成反应使其溶液褪色,说明该气体中含有不饱和烃,C正确。
D.葡萄糖使酸性KMnO4褪色说明葡萄糖具有还原性,葡萄糖分子的结构中含有醇羟基、醛基均能使高锰酸钾溶液褪色,褪色更可能由羟基或其他结构被氧化导致,D错误;
故答案为:C。
11. 聚碳酸酯具有高强度和高弹性等优点,常用于航天服、面罩的制作。聚双酚A碳酸二苯酯可由如图所示反应制备。下列说法错误的是
A. 反应产物X为苯酚 B. 双酚A不与金属钠反应
C. 该聚合反应为缩聚反应 D. 碳酸二苯酯可与氢氧化钠溶液反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应中双酚A脱去羟基中的H与碳酸二苯酯脱去的结合生成苯酚,所以反应式中化合物X为苯酚,A正确;
B.双酚A含有酚羟基,能与金属钠反应,B错误;
C.反应在生成高聚物的同时,还有小分子的物质苯酚生成,所以属于缩聚反应,C正确;
D.碳酸二苯酯分子中含有酯基,可与氢氧化钠溶液发生碱性水解反应,D正确;
故选B。
12. (R)-2-溴辛烷的溴原子被羟基取代时,羟基在碳溴键断裂的方向连接称为构型保持,在碳溴键断裂的相反方向连接称为构型翻转,(R)-2-溴辛烷的水解过程如下。下列说法正确的是
A. (S)-2-辛醇为构型保持产物
B. (R)-2-辛醇分子中存在“肩并肩”的成键方式
C. 三种有机物分子中只有两种分子存在手性碳原子
D. (R)-2-辛醇中C—O键能大于(R)-2-溴辛烷中C—Br键能
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题意可知,(R)-2-溴辛烷的溴原子被羟基取代时,羟基在碳溴键断裂的方向连接称为构型保持,在碳溴键断裂的相反方向连接称为构型翻转,(R)-2-溴辛烷的水解过程中,(S)-2-辛醇为构型翻转产物,(R)-2-辛醇为构型保持产物,A错误;
B.(R)-2-辛醇分子中均为σ键没有π键,存在“头对头”的成键方式,B错误;
C.三种有机物分子中都存在手性碳原子:、、, C错误;
D.氧原子的非金属性强于溴原子,所以(R)-2-辛醇中C-O键能大于(R)-2-溴辛烷中C-Br键能,D正确;
故选D。
第II卷 共64分
注意事项:
1.用黑色字迹的签字笔或钢笔将答案写在“答题卡”上。
2.II卷共4题,共64分。
二、填空题
13. 汽车制造商为了应对气候变化从燃油汽车转向电动汽车,钴获得了更加举足轻重的经济价值,因为含有钴的电池可以帮助电动汽车获得更长里程和寿命。回答下列问题。
(1)写出基态Co原子价电子排布式为___________,1个Co2+中有___________个未成对电子。
(2)Na3[Co(NO2)6]中的中N原子杂化方式为___________杂化,空间结构为___________形。
(3)一种Co(II)的配合物结构如图所示。下列说法正确的是___________(填序号)。
a.Fe处于元素周期表的d区
b.氮同族元素中简单氢化物沸点最低的是NH3
c.结构中所有原子共平面
(4)钴的某种氧化物的晶胞结构如图所示。该立方晶胞参数为apm。
①测定晶体结构的方法为___________。
②该氧化物的化学式为___________。
③设阿伏加德罗常数的值为NA,则该晶胞的密度为___________g·cm-3。
【答案】(1) ①. ②. 3
(2) ①. ②. V
(3)a (4) ①. X-射线衍射法 ②. ③.
【解析】
【分析】Co原子序数为27,基态价电子排布式为,是Co原子失去最外层两个电子得到的,所以价层电子排布为,原子的杂化方式根据价层电子对互斥理论来计算。
【小问1详解】
Co原子序数为27,基态价电子排布式为,价层电子排布为,所以有3个未成对电子,故答案为:;3;
【小问2详解】
中N原子的价层电子对数为,所以中N原子的杂化方式为杂化,由于含有1个孤电子对,所以空间构型为V形,故答案为:;V;
【小问3详解】
a.Fe是26号元素,是d区元素,故a正确;
b.氮同族元素中简单氢化物分别为:NH3、PH3、AsH3、SbH3等,其中NH3分子间存在氢键,沸点反常升高,而其他氢化物分子间仅靠范德华力,沸点随相对分子质量增大而升高,因此沸点最低的是PH3,故b错误;
c.结构中为三角锥形,N原子在锥顶,不可能与其他原子共平面,故c错误;
故答案为:a;
【小问4详解】
①测定晶体结构的方法为:X-射线衍射法;
②由晶胞结构图可知,晶胞中位于顶点和体心的钴离子的个数为2,位于面心的氧离子的个数为3,故氧化物的化学式为:;
③已知立方晶胞参数为,晶胞的体积,晶胞质量为:,该晶胞的密度为,故答案为:X-射线衍射法;;;
14. 有机化合物对人类的生命、生活和生产具有重要作用。现有以下几种有机物,回答下列问题。
(1)用有机物①可以制备一种烈性炸药,该反应的化学方程式___________。
(2)用系统命名法命名有机物②___________。
(3)有机物③的核磁共振氢谱有___________组峰。
(4)1摩尔有机物④发生水解反应,最多可以消耗___________molNaOH。
(5)有机物⑤是某单烯烃和氢气发生加成反应后的产物,则该单烯烃可能的结构有___________种(不考虑顺反异构)。
(6)有机物⑥中最多有___________个原子共线。
(7)同温同压下,有机物⑦的蒸汽密度是氢气密度的___________倍。
(8)根据碳骨架分类,以上有机物属于脂环烃的是___________(填序号)。
【答案】(1) (2)2,4,4-三甲基己烷
(3)4 (4)3
(5)6 (6)8
(7)60 (8)③⑦
【解析】
【小问1详解】
用有机物①可以制备一种烈性炸药,是甲苯与浓硝酸在浓硫酸催化下发生硝化反应生成2,4,6—三硝基甲苯和水,该反应的化学方程式为;
【小问2详解】
根据②的键线式可知,最长碳链6个碳的烷烃,第2个碳上有一个甲基,第4个碳上有2个甲基,用系统命名法命名为2,4,4-三甲基己烷;
【小问3详解】
分子中含有4类氢原子,所以核磁共振氢谱有4组峰;
【小问4详解】
1mol酯基水解消耗1mol氢氧化钠,酯基水解得到苯酚消耗1mol氢氧化钠,1mol氯原子消耗1mol氢氧化钠,故共消耗3mol氢氧化钠。
【小问5详解】
有机物⑤是某单烯烃和氢气发生加成反应后的产物,则该单烯烃可能的结构如图上的位置,有6种;
【小问6详解】
根据乙炔分子中4个原子同一直线,苯分子12个原子共平面,单键可以旋转,如图从左边的H至右边的C同一线上共有8个原子可能在同一直线上,故有机物⑥中最多有8个原子共线;
【小问7详解】
有机物⑦的分子式为C9H12,相对分子质量为120,密度是氢气密度的60倍。
【小问8详解】
根据碳骨架分类,以上有机物属于脂环烃的是和,故选③⑦。
15. 间溴苯甲醛是香料、染料及有机合成中间体。实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛的实验装置如图所示。
相关物质的物理性质见下表:
相对分子质量
密度/(g·cm-3)
沸点/℃
溴
160
3.119
58.8
苯甲醛
106
1.04
179
1,2-二氯乙烷
99
1.2351
83.5
间溴苯甲醛
185
1.587
233
具体实验步骤如下:
步骤1:将三颈烧瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛(5.3g)充分混合后,升温至60℃,缓慢滴加经浓硫酸干燥过的液溴,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10%NaHCO3溶液洗涤。
步骤3:经洗涤的有机相加入适量无水硫酸镁固体除去其中的水,放置一段时间后过滤。
步骤4:为了防止间溴苯甲醛因温度过高被氧化,把步骤3处理得到的间溴苯甲醛加入少量锌粉,同时减压蒸馏收集相应馏分,其中收集到间溴苯甲醛为3.7g。
回答下列问题。
(1)仪器a的名称为___________。
(2)实验中的原料苯甲醛也是工业生产中最常使用的芳香醛,写出其与新制氢氧化铜反应的化学方程式___________。
(3)实验装置中采用的加热方式为___________,冷凝管的作用为___________,锥形瓶中的试剂应为___________溶液(填化学式)。
(4)步骤1所加入的1,2-二氯乙烷为溶剂,无水AlCl3的作用为___________。
(5)步骤2中用10%NaHCO3溶液洗涤有机相,是为了除去溶于有机相的___________(填化学式)。
(6)本实验所得到的间溴苯甲醛产率是___________。
【答案】(1)直形冷凝管
(2)+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O
(3) ①. 水浴加热 ②. 导气、冷凝回流 ③. NaOH (4)催化剂
(5)Br2、HCl (6)40.0%
【解析】
【分析】苯甲醛和Br2在AlCl3催化作用下反应生成间溴苯甲醛和HBr,溶剂为1,2-二氯乙烷,温度为60℃,反应混合物加稀盐酸后中有机相用10%NaHCO3溶液洗涤,经无水氯化镁干燥后过滤加少量Zn粉并减压蒸馏得到产物。
【小问1详解】
仪器a的名称为直形冷凝管;
【小问2详解】
苯甲醛与新制的氢氧化铜溶液反应,得到苯甲酸钠、氧化亚铜和水,化学方程式:+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O;
【小问3详解】
由于温度低于100℃,因此为便于控制温度,应该采用水浴加热;因溴易挥发,为使溴充分反应,应进行冷凝回流,以增大产率,同时通过冷凝管将生成的HBr导出用NaOH吸收;反应发生取代反应,生成间溴苯甲醛的同时生成HBr,用氢氧化钠溶液吸收,防止污染空气;
【小问4详解】
将三颈烧瓶中的一定配比的无水AlCl3、1,2二氯乙烷和苯甲醛充分混合,三种物质中无水AlCl3为催化剂,1,2二氯乙烷为溶剂,苯甲醛为反应物;
【小问5详解】
将反应混合物含有溴,缓慢加入一定量的稀盐酸中,加入碳酸氢钠,可与Br2、HCl反应,因此是为了除去溶于有机相的Br2、HCl(盐酸);
【小问6详解】
5.3g苯甲醛理论上可生成产品的质量是,所以产率是。
16. 多丁纳德(化合物I)是一种治疗痛风的药物。以下为其合成路线之一(部分条件已略去)。
已知:
(1)A所含的官能团名称是___________,多丁纳德的分子式为___________。
(2)A→B的反应类型是___________。
(3)C的结构简式是___________。
(4)D→E的反应试剂和条件是___________(用化学式表示)。
(5)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式是___________。
①含有苯环
②遇FeCl3溶液显紫色
③与NaHCO3溶液反应放出CO2
④核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为2:2:2:1:1
(6)设计反应①和反应②的目的是___________。
(7)已知K的分子式为C7H7NS,F+K→G的化学方程式是___________。
【答案】(1) ①. (酚)羟基 ②. C14H9Cl2NO4S
(2)加成反应 (3)
(4)Cl2/FeCl3
(5) (6)保护酚羟基,防止其被氧化
(7)
【解析】
【分析】A与乙烯发生加成反应生成B,由B逆推,可知A是;B与CH3I发生取代反应生成C,C被高锰酸钾氧化为D,D与氯气发生取代反应生成E,由E逆推,C是、D是;与SOCl2反应生成F,根据题目信息,F是;和K生成G,结合G的分子式和H的结构简式,可知G是、K是;
【小问1详解】
A是,A所含的官能团名称是酚羟基,根据多丁纳德的结构简式,可知分子式为C14H9Cl2NO4S。
【小问2详解】
A→B是与乙烯发生加成反应生成,反应类型是加成反应;
【小问3详解】
由E逆推,C是;
【小问4详解】
D→E是D分子中苯环上的H被Cl原子代替,反应试剂和条件是Cl2/FeCl3。
【小问5详解】
①含有苯环
②遇FeCl3溶液显紫色,说明反应酚羟基;
③与NaHCO3溶液反应放出CO2,说明含有羧基;
④核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为2:2:2:1:1,说明结构对称,符合条件的的同分异构体是。
【小问6详解】
由于酚羟基极易被氧化,因此在有机合成中将其转化后又恢复,设计①和反应②的目的是保护酚羟基,防止其被氧化;
【小问7详解】
K的分子式为C7H7NS,根据以上分析,F是、K的结构简式为,G是,和发生取代反应生成,F+K→G的化学方程式是为。
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