内容正文:
巴彦淖尔市2024—2025学年第二学期高二期末考试
化学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修2第二章、第三章,选择性必修3.
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Ca 40 Mn 55 Ni 59 Ga 70
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 出于对化学研究的热爱和对化学的执着追求,成功创立了现代化学结构理论且被称为“物质结构大师”的科学家是
A. 鲍林 B. 屠呦呦 C. 唐敖庆 D. 凯库勒
2. 碳、氢、氧可组成多种有机物,下列各有机物不互为同分异构体的是
A. 和△ B. 和
C. 和 D. 和
3. 下列化学用语的表示正确的是
A. 过氧化钠的电子式: B. 2-乙基-1,3-丁二烯:
C. 分子的球棍模型: D. 基态Ge原子的电子排布式:[Ar]
4. 下列离子的模型与离子的空间结构一致的是
A. B. C. D.
5. 化学是一门以实验为基础的学科,下列图示正确且能达到相应目的的是(夹持或加热装置已略去)
A.萃取后分液
B.趁热过滤
C.分离水和乙醇
D.甲烷的收集
A. A B. B C. C D. D
6. 下列有关有机物的结构或性质的说法正确的是
A. 可用元素定量分析仪确定有机物的实验式
B. 721分光光度计能产生X射线,可用于晶体结构的测定
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. 乙酸和甲酸甲酯的核磁共振氢谱信号的化学位移和峰面积比完全相同
7. 下列化学方程式书写错误的是
A.
B.
C.
D.
8. 冠醚是一种皇冠状的分子,不同大小的冠醚空穴适配不同大小的碱金属离子,例如:12-冠-4适配,18-冠-6适配。下列说法错误的是
A. 空腔大小:12-冠-4<18-冠-6 B. 红外光谱可测定冠醚中含有的官能团
C. 化学键极性: D. 超分子具有识别某些离子的能力
9. 类鸟巢烷二萜天然产物(R,结构如图)具有抗炎、抗菌、抗病毒和抗癌活性,能促进神经营养因子生长。下列说法正确的是
A. R中含有3种含氧官能团 B. R不能发生消去反应
C. 用酸性KMnO4溶液能检验R中的碳碳双键 D. R分子间存在氢键
10. 下列物质性质与其相关解释不对应的是
选项
性质
解释
A
石墨能导电
石墨中π键电子可在整个平面自由流动
B
金刚砂硬度极大
SiC以共价键形成三维骨架结构
C
臭氧在水中的溶解度小于在四氯化碳中的溶解度
臭氧的空间结构为V形,极性较弱
D
三氯乙酸的酸性强于乙酸
氯原子的相对原子质量比氢大
A. A B. B C. C D. D
11. 实验室制乙炔的反应原理为 设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 1mol CaC2 含有的离子总数为3NA B. 1.8g H2O含有的中子数为NA
C. 74 g Ca(OH)2 含有的σ键数为2NA D. 22.4 L C2H2 含有的π键数为2NA
12. 已知双烯合成()是重要的环化反应,则根据该原理,合成的物质不可能是
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
13. 下列实验方案正确且能达到探究目的的是
选项
探究目的
实验方案
A
证明溴乙烷发生了消去反应
将溴乙烷、乙醇和烧碱的混合物加热,产生的气体通入溴的溶液中,观察溶液颜色变化
B
制备乙炔
在启普发生器中加入水和电石,收集产生的气体
C
检验乙醇中是否含有水
向乙醇中加入一小粒金属钠,观察现象
D
检验淀粉是否发生水解
向淀粉溶液中滴加少量稀硫酸,加热一段时间后,向其中滴加碘水,溶液变蓝
A. A B. B C. C D. D
14. 0.58g有机化合物R(已知其相对分子质量小于 100)在足量氧气中充分燃烧,只生成1.32g CO2 和0.54g H2O。下列说法错误的是
A. R属于烃的衍生物 B. 一定条件下,R能与氯气发生取代反应
C. R有5种同分异构体 D. R的核磁共振氢谱可能只有1组峰
15. 金属Mn能与其他金属形成多种具有特殊功能的合金,其中具有磁驱动形状记忆功能的合金晶体结构如图所示(“●”代表Ni)。已知:图中①~⑧代表8个位于小立方体体心的原子,其中①③⑤⑦代表Mn,②④⑥⑧代表Ga。设晶胞边长为a pm,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. Ni、Mn、Ga均位于元素周期表的d区
B. 合金Ni-Mn-Ga可表示为NiMnGa
C. 距离Ni原子最近且等距的Mn原子有8个
D. 该晶体的密度为
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 按要求回答下列问题:
(1)的分子式为_______。
(2)某烃分子的球棍模型为,该分子的结构简式为_______,与甲烷互为_______。
(3)聚丙烯腈是生产腈纶(人造羊毛)的重要中间体。工业上生产聚丙烯腈的一种合成路线如图所示。
中官能团的名称为_______;反应②进行的条件为_______;反应③的化学方程式为_______,该反应的反应类型为_______。
17. 苯并咪唑是一类杂环化合物,其结构与天然存在的核苷酸的结构相似,具有较强的生物活性。某化学兴趣小组制备1-苄基-2-苯基苯并咪唑(相对分子质量为284)的物质转化关系如图1,实验装置如图2所示(夹持装置及加热控温装置均已略去)。
实验步骤如下:
①制备:向三颈烧瓶中依次加入57.6mgN,二苄基邻苯二胺(相对分子质量为288)、氧化剂DDQ(,过量),再加入1.0mLDMSO[二甲基亚砜,]作溶剂,反应温度保持在,加热回流1h,关闭加热装置,冷却。
②淬灭萃取:向三颈烧瓶中滴加5mL饱和溶液进行淬灭反应,直至反应液由红褐色变为橘黄色,加入10mL蒸馏水稀释反应混合液。
③将反应混合液转移至分液漏斗,加乙酸乙酯多次萃取后分液,萃取所得有机相用饱和食盐水洗涤,再用无水硫酸镁固体干燥,静置一段时间后,分离出有机层,经色谱法分离、真空干燥后,最终得到1-苄基-2-苯基苯并咪唑。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为______,回流时冷凝水的出水口为______(填“a”或“b”)口。
(2)为达到反应温度保持在的目的,加热方式可选用______加热。
(3)该反应中N,二苄基邻苯二胺发生______反应后分子内偶联得到产物;1molDDQ分子中含有的手性碳原子的数目为______。
(4)扩大计量制备,用减压蒸馏代替色谱法分离。选择合适仪器并组装蒸馏装置对有机层进行蒸馏提纯(加热及夹持装置略),安装顺序为①④⑦______(填序号)。
(5)本实验中1-苄基-2-苯基苯并咪唑的产率是______%(保留两位有效数字)。
18. 络合物在生产中有重要用途。回答下列问题:
(1)在室温和低压下用氦-臭氧混合物中的臭氧氧化五羰基铁[,沸点为103℃,结构如图],可生成高度分散的反磁性气溶胶。
①为_______(填“极性”或“非极性”)分子,晶体的类型为_______。
②CO中C和O皆可提供孤电子对形成配位键,请分析在中C提供孤电子对与Fe形成配合物的原因:________。
(2)红氨酸()与金属离子络合时可形成金属离子桥联结构(示意图如图,L表示或S,M表示金属离子)。
①桥联结构中金属离子的配位数为_______。
②红氨酸能与金属离子配位形成桥联结构的原因为_______。
(3)将(四羰基合镍)加热到180℃~200℃进行分解,可用于制备高纯镍。
①写出分解制备高纯镍的化学方程式:________。
②镍的晶胞结构如图,镍原子的半径为r nm,设为阿伏加德罗常数的值,则镍的密度为_______(用含r的代数式表示)。
19. 有机物G常用作花香型香精的定香剂,其合成路线如图。请回答下列问题:
(1)B的结构简式为_______;反应①的试剂和条件是_______。
(2)F中含有的官能团的名称为________。
(3)反应②的化学方程式为________。
(4)F的同分异构体中,含有苯环且能发生银镜反应的有_______种,其中核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积之比为的结构简式为_______(写出一种即可)。
(5)结合以上合成路线,设计由乙烯合成的路线______。(无机试剂及有机溶剂任选)
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巴彦淖尔市2024—2025学年第二学期高二期末考试
化学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.本试卷主要考试内容:人教版选择性必修2第二章、第三章,选择性必修3.
5.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Ca 40 Mn 55 Ni 59 Ga 70
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 出于对化学研究的热爱和对化学的执着追求,成功创立了现代化学结构理论且被称为“物质结构大师”的科学家是
A. 鲍林 B. 屠呦呦 C. 唐敖庆 D. 凯库勒
【答案】A
【解析】
【详解】A.鲍林因提出杂化轨道理论、电负性概念及对化学键本质的研究,被誉为“现代化学结构理论”的奠基人之一,被称为“物质结构大师”,A符合题意;
B.屠呦呦因发现青蒿素获诺贝尔生理学或医学奖,与物质结构理论无关,B不符合题意;
C.唐敖庆是中国理论化学家,在量子化学领域有贡献,但“物质结构大师”通常不用于指代他,C不符合题意;
D.凯库勒提出苯环结构,属于早期经典结构理论,非现代化学结构理论,D不符合题意;
故选A。
2. 碳、氢、氧可组成多种有机物,下列各有机物不互为同分异构体的是
A. 和△ B. 和
C. 和 D. 和
【答案】B
【解析】
【分析】分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体。
【详解】A.两种有机物分子式均为C3H6,前者属于烯烃而后者属于环烷烃,二者结构不同,互为同分异构体,故A不符合题意;
B.的分子式为C4H10O,而的分子式为C4H8O,二者的分子式、结构均不同,不互为同分异构体,故B符合题意;
C.两种有机物分子式均为C3H6O2,前者属于羧酸类而后者属于酯类,二者结构不同,互为同分异构体,故C不符合题意;
D.两种有机物分子式均为C4H6,前者属于炔烃而后者属于环烯烃,二者结构不同,互为同分异构体,故D不符合题意;
故选B。
3. 下列化学用语的表示正确的是
A. 过氧化钠的电子式: B. 2-乙基-1,3-丁二烯:
C. 分子的球棍模型: D. 基态Ge原子的电子排布式:[Ar]
【答案】B
【解析】
【详解】A.是离子化合物,2个钠离子与过氧根离子通过离子键结合,在过氧根离子中2个O原子通过共价单键结合,故过氧化钠的电子式是,A错误;
B.2-乙基-1,3-丁二烯分子式为,含有两个碳碳双键,键线式为, B正确;
C.的球棍模型为,空间填充模型为,C错误;
D.基态Ge原子核外32个电子,位于第四周期第IVA,电子排布式:[Ar],D错误 ;
故选B。
4. 下列离子的模型与离子的空间结构一致的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.中心S原子价层电子对数为(孤电子对数1),VSEPR模型为四面体形,空间结构为三角锥形,不一致,A不符合题意;
B.中心Cl原子价层电子对数为(孤电子对数0),VSEPR模型为四面体形,空间结构为正四面体形,一致,B符合题意;
C.中心N原子的价层电子对数为(孤电子对数1),VSEPR模型为平面三角形,空间结构为V形,不一致,C不符合题意;
D.中心Cl原子价层电子对数为(孤电子对数1),VSEPR模型为四面体形,空间结构为三角锥形,不一致,D不符合题意;
故选B。
5. 化学是一门以实验为基础的学科,下列图示正确且能达到相应目的的是(夹持或加热装置已略去)
A.萃取后分液
B.趁热过滤
C.分离水和乙醇
D.甲烷的收集
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙醇与水互溶,不能用乙醇萃取碘水中的碘,A错误;
B.图中过滤操作不规范,漏斗末端未紧贴烧杯内壁,B错误;
C.冷凝管应下口进水、上口出水,使冷凝水充满整个冷凝套管,C错误;
D.甲烷密度比空气小,采用向下排空气法收集甲烷,操作合理,D正确;
故选D。
6. 下列有关有机物的结构或性质的说法正确的是
A. 可用元素定量分析仪确定有机物的实验式
B. 721分光光度计能产生X射线,可用于晶体结构的测定
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. 乙酸和甲酸甲酯的核磁共振氢谱信号的化学位移和峰面积比完全相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.元素定量分析仪通过测定元素质量百分比确定实验式,A正确;
B.721分光光度计用于可见光吸光度测定,不能产生X射线,B错误;
C.相对分子质量为72的有机物可能为C5H12,也可能是其他结构(如C4H8O等),仅凭质谱法无法确定分子式,C错误;
D.乙酸和甲酸甲酯的核磁共振氢谱峰面积比相同,但羧酸氢与甲酸酯基氢的化学位移不同,D错误;
故答案选A。
7. 下列化学方程式书写错误的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醛中碳氧双键断裂,分别结合氢原子、-CN,生成,该反应为加成反应,方程式正确,A正确;
B.丙酮分子中酮羰基的碳氧双键断裂,与氢气发生还原反应,生成2-丙醇,方程式正确,B正确;
C.甲苯和氯气在催化下发生苯环的取代反应,方程式可以为: ,C错误;
D.酸性:碳酸>苯酚>,苯酚钠与反应生成苯酚和,方程式正确,D正确;
故选C。
8. 冠醚是一种皇冠状的分子,不同大小的冠醚空穴适配不同大小的碱金属离子,例如:12-冠-4适配,18-冠-6适配。下列说法错误的是
A. 空腔大小:12-冠-4<18-冠-6 B. 红外光谱可测定冠醚中含有的官能团
C. 化学键极性: D. 超分子具有识别某些离子的能力
【答案】C
【解析】
【详解】A.钾离子大于锂离子,所以空腔大小:12-冠-4<18-冠-6,故A正确;
B.红外光谱通过吸收峰反映化学键及官能团信息,可测定冠醚中含有的官能团,故B正确;
C.电负性相差越大,化学键极性越大,,故C错误;
D.冠醚是皇冠状的分子,可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,体现了超分子的分子识别特征,故D正确;
答案选C。
9. 类鸟巢烷二萜天然产物(R,结构如图)具有抗炎、抗菌、抗病毒和抗癌活性,能促进神经营养因子生长。下列说法正确的是
A. R中含有3种含氧官能团 B. R不能发生消去反应
C. 用酸性KMnO4溶液能检验R中的碳碳双键 D. R分子间存在氢键
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据R分子结构可知:R分子中含氧官能团只有羟基和醚键两种,A错误;
B.R分子中连有羟基的碳原子的邻位碳原子连有氢原子,因此能与浓硫酸在加热条件下发生消去反应,B错误;
C.R分子中含有的羟基及碳碳双键都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使溶液紫色褪色,故不能用酸性KMnO4溶液能检验R中的碳碳双键的存在,C错误;
D.根据物质R分子结构可知:在R分子中存在元素的电负性很大,原子半径又很小的O原子,因此在R物质分子间会存在氢键,D正确;
故合理选项是D。
10. 下列物质性质与其相关解释不对应的是
选项
性质
解释
A
石墨能导电
石墨中π键电子可在整个平面自由流动
B
金刚砂硬度极大
SiC以共价键形成三维骨架结构
C
臭氧在水中的溶解度小于在四氯化碳中的溶解度
臭氧的空间结构为V形,极性较弱
D
三氯乙酸的酸性强于乙酸
氯原子的相对原子质量比氢大
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A. 石墨的层状结构中,每个碳原子通过sp²杂化形成平面六边形,未参与杂化的p轨道电子形成离域π键,可在层内自由移动,导电性由此产生,故A正确;
B. 金刚砂(SiC)为原子晶体,Si和C通过共价键形成三维网状结构,键能高、结构稳定,故硬度极大,故B正确;
C. 臭氧为V形极性分子,但极性弱于水,更易溶于非极性的CCl4,符合“相似相溶”原理,故C正确;
D. 三氯乙酸酸性强于乙酸是因Cl的电负性大,通过吸电子效应增强羧酸中O-H的解离能力,而非Cl的相对原子质量大,故D错误;
答案选D。
11. 实验室制乙炔的反应原理为 设 NA 为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 1mol CaC2 含有的离子总数为3NA B. 1.8g H2O含有的中子数为NA
C. 74 g Ca(OH)2 含有的σ键数为2NA D. 22.4 L C2H2 含有的π键数为2NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.CaC2由Ca2+和构成,1mol CaC2含2mol离子,总数为2NA,A错误;
B.1.8g H2O为0.1mol,每个H2O含8个中子(O的中子数),总中子数为0.8NA,B错误;
C.74g Ca(OH)2为1mol,每个OH-含1个σ键,1mol Ca(OH)2含2mol σ键,总数为2NA,C正确;
D.未指明气体状态,22.4L C2H2的物质的量不确定,无法计算π键数,D错误;
故选C。
12. 已知双烯合成()是重要的环化反应,则根据该原理,合成的物质不可能是
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
【答案】B
【解析】
【详解】A.和发生双烯合成生成,A不符合题意;
B.该组合中没有共轭二烯烃,无法发生双烯合成,B符合题意;
C.和发生双烯合成生成,C不符合题意;
D.和发生双烯合成生成,D不符合题意;
故答案选B。
13. 下列实验方案正确且能达到探究目的的是
选项
探究目的
实验方案
A
证明溴乙烷发生了消去反应
将溴乙烷、乙醇和烧碱的混合物加热,产生的气体通入溴的溶液中,观察溶液颜色变化
B
制备乙炔
在启普发生器中加入水和电石,收集产生的气体
C
检验乙醇中是否含有水
向乙醇中加入一小粒金属钠,观察现象
D
检验淀粉是否发生水解
向淀粉溶液中滴加少量稀硫酸,加热一段时间后,向其中滴加碘水,溶液变蓝
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醇易挥发,生成的乙烯中含有乙醇,乙醇和溴的四氯化碳溶液不反应,如果将产生的气体通入溴的CCl4溶液中,溴的四氯化碳溶液褪色,说明溴乙烷发生消去反应,故A正确;
B.电石与水反应剧烈,生成的Ca(OH)2易堵塞启普发生器,且反应难以控制,存在安全隐患,不能使用启普发生器,故B错误;
C.乙醇和水均与钠反应生成氢气,仅通过观察气泡无法区分水是否存在,故C错误;
D.淀粉水解后若未完全分解,加碘水仍会变蓝,但无法证明是否发生水解;需通过检验葡萄糖确认水解,故D错误;
答案选A。
14. 0.58g有机化合物R(已知其相对分子质量小于 100)在足量氧气中充分燃烧,只生成1.32g CO2 和0.54g H2O。下列说法错误的是
A. R属于烃的衍生物 B. 一定条件下,R能与氯气发生取代反应
C. R有5种同分异构体 D. R的核磁共振氢谱可能只有1组峰
【答案】C
【解析】
【分析】据已知,CO2的物质的量为1.32g÷44g/mol=0.03mol,即含C的物质的量为0.03mol;H2O的物质的量为0.54g÷18g/mol=0.03mol,即含H的物质的量为0.06mol;
则O的质量为0.58g-0.03mol×12g/mol-0.06mol×1g/mol=0.58g-0.36g-0.06g=0.16g,即含O的物质的量为0.01mol;C:H:O=0.03:0.06:0.01=3:6:1,则实验式为C3H6O,其相对分子质量小于100,则分子式为C3H6O,据此解答。
【详解】A.含O的有机物属于烃的衍生物,故A正确;
B.分子式为C3H6O的化合物一定含有饱和C,则能与氯气发生取代反应,故B正确;
C.分子式为C3H6O的同分异构体包括丙醛、丙酮、丙烯醇、环氧丙烷、甲氧基乙烯(CH3OCH=CH2)、环丙醇,共6种,而非5种,故C错误;
D.分子式为C3H6O的同分异构体丙酮的核磁共振氢谱仅1组峰,故D正确;
故答案为C。
15. 金属Mn能与其他金属形成多种具有特殊功能的合金,其中具有磁驱动形状记忆功能的合金晶体结构如图所示(“●”代表Ni)。已知:图中①~⑧代表8个位于小立方体体心的原子,其中①③⑤⑦代表Mn,②④⑥⑧代表Ga。设晶胞边长为a pm,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. Ni、Mn、Ga均位于元素周期表的d区
B. 合金Ni-Mn-Ga可表示为NiMnGa
C. 距离Ni原子最近且等距的Mn原子有8个
D. 该晶体的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.Ni位于Ⅷ族,Mn位于ⅦB,均位于元素周期表的d区,Ga位于第ⅢA族,位于p区,A错误;
B.利用均摊法,Ni有,Mn、Ga位于体内,Mn有4个,Ga有4个,所以合金Ni-Mn-Ga可表示为Ni2MnGa,B错误;
C.以顶点Ni为例,可形成八个小立方体,其中4个体心含Mn,另4个体心含Ga,所以距离Ni原子最近且等距的Mn原子有4个,C错误;
D.晶胞边长为cm,一个晶胞中含4个Ni2MnGa,则密度,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 按要求回答下列问题:
(1)的分子式为_______。
(2)某烃分子的球棍模型为,该分子的结构简式为_______,与甲烷互为_______。
(3)聚丙烯腈是生产腈纶(人造羊毛)的重要中间体。工业上生产聚丙烯腈的一种合成路线如图所示。
中官能团的名称为_______;反应②进行的条件为_______;反应③的化学方程式为_______,该反应的反应类型为_______。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 同系物
(3) ①. 碳氯键 ②. NaOH的乙醇溶液,加热 ③. ④. 加成反应
【解析】
【小问1详解】
根据结构简式,可知其分子式为C8H18;
【小问2详解】
根据球棍模型,可知其结构简式为CH3CH2CH2CH3,与甲烷互为同系物;
【小问3详解】
中官能团的名称为碳氯键,发生消去反应生成乙炔,条件为NaOH乙醇溶液、加热;应③的化学方程式为,为加成反应。
17. 苯并咪唑是一类杂环化合物,其结构与天然存在的核苷酸的结构相似,具有较强的生物活性。某化学兴趣小组制备1-苄基-2-苯基苯并咪唑(相对分子质量为284)的物质转化关系如图1,实验装置如图2所示(夹持装置及加热控温装置均已略去)。
实验步骤如下:
①制备:向三颈烧瓶中依次加入57.6mgN,二苄基邻苯二胺(相对分子质量为288)、氧化剂DDQ(,过量),再加入1.0mLDMSO[二甲基亚砜,]作溶剂,反应温度保持在,加热回流1h,关闭加热装置,冷却。
②淬灭萃取:向三颈烧瓶中滴加5mL饱和溶液进行淬灭反应,直至反应液由红褐色变为橘黄色,加入10mL蒸馏水稀释反应混合液。
③将反应混合液转移至分液漏斗,加乙酸乙酯多次萃取后分液,萃取所得有机相用饱和食盐水洗涤,再用无水硫酸镁固体干燥,静置一段时间后,分离出有机层,经色谱法分离、真空干燥后,最终得到1-苄基-2-苯基苯并咪唑。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为______,回流时冷凝水的出水口为______(填“a”或“b”)口。
(2)为达到反应温度保持在的目的,加热方式可选用______加热。
(3)该反应中N,二苄基邻苯二胺发生______反应后分子内偶联得到产物;1molDDQ分子中含有的手性碳原子的数目为______。
(4)扩大计量制备,用减压蒸馏代替色谱法分离。选择合适仪器并组装蒸馏装置对有机层进行蒸馏提纯(加热及夹持装置略),安装顺序为①④⑦______(填序号)。
(5)本实验中1-苄基-2-苯基苯并咪唑的产率是______%(保留两位有效数字)。
【答案】(1) ①. 恒压滴液漏斗 ②. a
(2)(温)水浴 (3) ①. 氧化 ②. 4
(4)⑤⑧② (5)91
【解析】
【分析】向三颈烧瓶中依次加入N,N'-二苄基邻苯二胺、DDQ,再加入1.0mL二甲亚砜,将反应烧瓶移至40℃的油浴锅中,加热回流1h,向反应烧瓶中滴加5mL饱和Na2S2O3溶液除去过量的氧化剂DDQ,待反应液变色后加入10mL蒸馏水稀释反应液,将反应液转移至分液漏斗,加乙酸乙酯萃取后分液,用少量饱和食盐水洗涤有机层,促进有机物和水层分层,分液,向有机层中加入无水硫酸镁固体,静置一段时间后,分离出液体,对分离出的液体进一步分离纯化,得到1-苄基-2-苯基苯并咪唑,据此回答;
【小问1详解】
仪器A的名称为恒压滴液漏斗,冷凝水下进上出,回流时冷凝水的出水口为a;
【小问2详解】
为达到反应温度保持在的目的,加热方式可选用(温)水浴加热;
【小问3详解】
该反应中N,二苄基邻苯二胺失去氢原子,发生氧化反应后分子内偶联得到产物;1molDDQ分子中含有的手性碳原子,数目为4;
【小问4详解】
蒸馏用的仪器为蒸馏烧瓶,温度计、蒸馏头、冷凝管,牛角管,锥形瓶,故选①④⑦⑤⑧②;
【小问5详解】
57.6mgN,N'-二苄基邻苯二胺()的物质的量为,理论上生成0.0002mol1-苄基-2-苯基苯并咪唑,本实验中1-苄基-2-苯基苯并咪唑的产率是。
18. 络合物在生产中有重要用途。回答下列问题:
(1)在室温和低压下用氦-臭氧混合物中的臭氧氧化五羰基铁[,沸点为103℃,结构如图],可生成高度分散的反磁性气溶胶。
①为_______(填“极性”或“非极性”)分子,晶体的类型为_______。
②CO中C和O皆可提供孤电子对形成配位键,请分析在中C提供孤电子对与Fe形成配合物的原因:________。
(2)红氨酸()与金属离子络合时可形成金属离子桥联结构(示意图如图,L表示或S,M表示金属离子)。
①桥联结构中金属离子的配位数为_______。
②红氨酸能与金属离子配位形成桥联结构的原因为_______。
(3)将(四羰基合镍)加热到180℃~200℃进行分解,可用于制备高纯镍。
①写出分解制备高纯镍的化学方程式:________。
②镍的晶胞结构如图,镍原子的半径为r nm,设为阿伏加德罗常数的值,则镍的密度为_______(用含r的代数式表示)。
【答案】(1) ①. 极性 ②. 分子晶体 ③. 碳的电负性小于氧,易给出孤电子对
(2) ①. 4 ②. 红氨酸中的硫和氮均可提供孤电子对与金属离子配位
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
①O3为为V形结构,存在,为极性键构成的极性分子;的沸点很低,且由其结构可知该物质由分子构成,因此其晶体类型为分子晶体;
②由的结构可知,配体CO与中心原子Fe形成配位键,配体CO中提供孤电子,因为电负性O>C,O原子不易提供孤电子对,配体CO中提供孤电子对的是C原子而不是O原子;
【小问2详解】
①由图可知,桥联结构中金属离子的配位数为4;
②金属离子具有多个空轨道时,可以与多个配体形成多个配位键,红氨酸中的硫和氮均可提供孤电子对与金属离子配位,从而形成桥联结构。
【小问3详解】
①Ni(CO)4在分解反应产生Ni、CO,因此可制备高纯度Ni,反应方程式为;
②由晶胞结构可知,其为面心立方晶胞,面对角线的三个原子相切,则晶胞边长为nm,根据均摊法可知,晶胞中含有Ni的原子个数为,则密度为。
19. 有机物G常用作花香型香精的定香剂,其合成路线如图。请回答下列问题:
(1)B的结构简式为_______;反应①的试剂和条件是_______。
(2)F中含有的官能团的名称为________。
(3)反应②的化学方程式为________。
(4)F的同分异构体中,含有苯环且能发生银镜反应的有_______种,其中核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积之比为的结构简式为_______(写出一种即可)。
(5)结合以上合成路线,设计由乙烯合成的路线______。(无机试剂及有机溶剂任选)
【答案】(1) ①. ②. NaOH的水溶液,加热
(2)碳碳双键、羟基 (3)
(4) ①. 14 ②. (或)
(5)
【解析】
【分析】对比A、C的结构简式,A→B发生取代反应,氯原子取代甲基上的氢原子,即B的结构简式为,F与乙酸发生酯化反应,即G的结构简式为,据此分析;
【小问1详解】
根据上述分析,B的结构简式为,对比B、C的结构简式,该反应是卤代烃的水解,需要的试剂和条件是NaOH水溶液、加热;
【小问2详解】
根据F的结构简式,推出F含有官能团是碳碳双键、羟基;
【小问3详解】
反应②为酯化反应,其反应方程式为;
【小问4详解】
根据F的结构简式可知,能发生银镜反应,说明含有-CHO,符合条件的应是-CH2CH2CHO、-CH(CHO)CH3、-CH3、-CH2CHO(邻间对三种)、-CH2CH3、-CHO(邻间对三种)、-CH3、-CH3、-CHO(共有6种),共有14种;核磁共振氢谱有4组峰,说明是对称结构,峰面积之比为1∶2∶6∶1,说明含有对称的甲基,符合条件的结构是、;
【小问5详解】
根据所给原料和产物,以及D→E,推出由乙烯合成CH3CH=CH-CHO路线为。
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