内容正文:
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让教与学更高效
题型突破30题(二)
☆3大高频考点概览
题型01有机合成与推断综合题
题型02工艺流程综合题
题型03化学实验综合题
目目
题型01
有机合成与推断综合题
1.(24-25高二·上海市格致中学·期末)共轭二烯烃是一类特殊的烯烃,是常见的有机合成原料。以下是以共
轭二烯A为原料制备化合物I的合成路线(部分反应的条件省略)。
COOCH
B
COOCH
COOCH
Na
H,0DCrO,吡啶
△
CH,CHOH
(C1H2202)反应②
反应①
COOCH;
A
COOH
02
Ag,△
CHO
CHOH
E
a
回
(I)用系统命名法为A命名一。
(2)反应①的反应类型为
A.氧化反应
B.聚合反应
C.取代反应
D.加成反应
(3)请写出化合物H的含氧官能团的名称
(4)下列化合物F可能的结构简式中,最合理的是一。
COONa
COONa
COOH
CH,ONa
(⑤)下列说法正确的是
(不定项)
A.化合物A与B都存在顺反异构体
B.化合物C与G含有的不对称碳原子的个数相同
C.化合物E与G都可以形成分子内氢键
D.化合物E与H互为同分异构体
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(6)请写出反应②不使用Cu为催化剂、
0氧化的原因
(T)根据题意,化合物H可以由A与J经过一步反应制得,请写出J的结构简式一
(8)请写出一种满足下列条件的化合物E的同分异构体一。
FeCl,
①能与
溶液发生显色反应,但不与浓溴水反应生成沉淀。
②分子中有4种化学环境不同的氢原子。
(9)由化合物A也可以合成化合物B:
多步反应
COOH
COOCH
COOH
COOCH;
A
K
B
请写出化合物K制得B的反应方程式一。
设计由A合成K的合成路线
(必要的有机及无机试
反应试剂
反应试剂
剂任选)。(合成路线可表示为:A
反应条件
B
系行→目标产物)
2.(24-25高二·上海市建平中学·期末)甲苯和甲烷是有机合成中的重要原料,以二者为原料合成某有机物的
历程如下。
CH,CI
NaOH溶液,A
9
02
甲苯
光
△
催化剂△B催化剂,△
D
NaOH溶液
CISHISO4
G
光
CH.CI
△
E
稀碱H,C一CH一CHO
→HH
F
CH,OH
CH,CH,CHO
己知:.两个羟基同时连在同一个碳原子上的结构是不稳定的,会发生脱水反应:
OH
-HO
RCH一O÷H
→RCHO。
H
OH
D.R-CH-O+RCHCHO-稀碱RCH--CHCHO.
R
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c.E能发生银镜反应,且只有一种化学环境的氢原子。
完成下列填空:
(1)G中所含官能团名称为一,一。
(2)G中氧原子的杂化方式为一。
(3)A→B的化学方程式为一。
(4)H的结构简式为一。
(⑤)下列说法正确的是
A.F可以使希夫试剂变为紫红色
B.甲苯是石油裂解的主要产物之一
C.ImolE最多与4mol银氨溶液充分反应生成碳酸铵
D.G分子中最多有4个原子共平面
{CH,一CH时元
(6)以乙苯为原料(其他原料任选)制备目标产物聚苯乙烯(
3.(24-25高二·上海市建平中学·期末)氯吡格雷是一种血小板“拮抗剂”,主要用于预防或治疗血液循环障
碍疾病。某实验小组设计了一种合成氯吡格雷(G)的路线如下。
OH
CI
CHO HCN
CH-CN H,O,H"
SOCL
CH,C1O,
CH-COCI CH.OH
催化剂
(Et)N
B
C
D
OCH.
CHCOOCH
HCN
OH
H,O/H*
OH
RCHO
己知:
RCHCN
△
RCHCOOH。
回答下列问题:
(I)A的化学式为一,E中含氧官能团名称为一。
(2)C的结构简式为一,1molC最多与molNaOH反应。
(3)G分子中含有一个手性碳原子。
(4)A→B的反应类型为一。
(⑤)写出D→E的化学方程式一:反应类型为一。
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(⑥)A与银氨溶液的反应方程式一。
(7)A中卤原子种类的检测方法一。
(⑧)符合下列条件的D同分异构体有种。
①属于芳香族化合物
②含有氯原子且所有的氯原子与苯环直接相连
③能够在新制氢氧化铜加热的条件下产生砖红色沉淀
④分子中含有3种不同化学环境的氢原子
4.(24-25高二·上海市南洋中学·期末)相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,研究
部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,
H是一种功能高分子,链节组成为
C,H NO
CH2OH
COOH
COOH
OH
HO
CHC-O
条件
①浓硝酸
阿司匹林
浓硫酸
COOH
②,a@
NH2
④
一定条件H
KMnO/H
已知:I.
COOH
Fe/HCI.
NH2(苯胺,易被氧化)
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)X的分子中最多有一个原子共面。
(2)反应③、④的类型是
(3)反应⑤的化学方程式是一。
COOH
HO
(4)
有多种同分异构体,试写出所有苯环上含有1个醛基和2个羟基,且有4种不同环
境氢的芳香族化合物的结构简式一。
COOH
HO.
(5)1mol
分别与足量的
反应时,消耗三种物质的物质的量之比为
Na、NaOH、NaHCO,
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CH,OH
OH
(6)请用合成反应流程图表示出由A和其他无机物(溶剂任选)合成
最合理的方案。在合成路
线流程图的方框中填出相应的物质,并在括号注明反应条件
CH,OH
④
OH
5.(23-24高二·上海市杨思高级中学·期末)肉桂酸苄酯F又名苯丙烯酸苄酯,可用于制造防晒类和晒黑类化
妆品,也用于配制人造龙涎香、东方型香精。其一种合成路线如图:
A
C2HOCu或Ag,△
CH,CHO
①新制
OH
D
Cu(OH)2,△
E
C.HsO
②Ht
C.HsO2
CHO
苯
定条件
CH=CH-
-0-CH2
已知:O2CH,CH0-)CH,CH-CHCHO+H,0
②CH,CH,售)CH,CH0
1molF
molH2
(1)F中的官能团名称为、
最多能与
加成。
(2)D一→E、E→F的反应类型分别为一、一,D的结构简式为一。
(3)请写出E生成F的化学方程式一。
(4)满足以下条件的E的同分异构体M有多种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱显示有5种不同化
学环境的氢,氢原子之比为1:2:2:1:2的有机物的结构简式为一。
a.遇FeC
溶液显紫色b.能发生银镜反应c.能
B,CCL发生加成反应
(⑤)乙烯和DHCCHO为原料可以合成HOOCCH=CHCH=CHCOOH,该有机物可以发生的有机反应类型
有一。
①加成:②加聚;③缩聚;④取代:⑤消去:⑥氧化:⑦还原
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CH,CH=CHCOOCH,CH,
(6)根据所学知识和题目信息,试用乙烯合成
,无机试剂任选一。
反应试剂
(合成路线常用的表达方式为:
A一应条
反应试剂→B目标产物
反应杀件
6.(23-24高二·上海市杨思高级中学·期末)PTT是一种高分子材料,具有优异性能,能作为工程塑料、纺织
纤维和地毯等材料而得到广泛应用。其合成路线可设计为:
CH2-OH
C3H6
02/催化剂
CH,-CH.CH0H,O催化型C,H,O,/催化剂
反应①
反应②
CH2
反应③
CH2-OH
D
催化剂/加热
PPT
反应⑤
CH3
KMnO4 (H)
F
反应④
E
KMnO4 (H)
已知:
CH3
COOH
(①)B中含氧官能团为一,反应②的反应类型为一。
(2)反应③的化学方程式为一。
(3)写出PTT的结构简式一。
C.HO
(4)某有机物X的分子式为
,X与B互为同系物,写出一种X的结构简式一
7.(23-24高二·上海市华东师范大学附属东昌中学·期末)以有机物A为原料制备布洛芬(
OH
)的一种合成路线如图所示:
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O CI
CHg
CH;CH-CH2
CI-C-CH-CH3
CI3Hi7 C1O
A
定条件
AICl3
B
CisH22O,CI
G
CH,OH
CH,OH
C.HO
HCHO
H2
→CH-C-CHO
CH3-C-CH2OH
D
稀NaO
催化剂△
CH3
CH3
布洛芬
已知:
CH,OHHR、
LR-C-R+
-O—CI2
+H,O
CH,OH
R
O一CH2
OH
稀NaOH、
→CH3-C-CH2CHO
H
回答下列问题:
(1)C中除苯环外官能团的结构简式是一。
(2)A的结构简式是一,通常从一化工中得到;D的名称是一。
(3)口服布洛芬对胃、肠道有刺激,
用
CH,OH
对布洛芬进行修饰(丙)能有效改善这种状
况,该反应类型是一;1mol乙分子最多能与
molH,发生反应。
乙(布洛芬修饰产物)
布洛芬
丙(布洛芬修饰产物)
(4)满足下列条件的布洛芬的同分异构体有种(不考虑立体异构),写出其中一种的结构简式一。
①苯环上有三个取代基,苯环上的一氯代物有两种
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FeCl
②能发生水解反应,且水解产物之一能与
溶液发生显色反应
③能发生银镜反应
oH10O
(5)化合物N的分子式为
,与布洛芬互为同系物,且有6个化学环境相同的氢原子,写出一
种符合条件的M的结构简式一。
题型02
工艺流程综合题
1.(24-25高二·上海市上海师范大学附属中学宝山分校期未)三草酸合铁酸钾K[Fe(C,0),]3H,0)
是一种经典的光敏剂,也是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。用废铁屑(含少
AL,O,Fe,O)先制
备草酸亚铁,然后再制备三草酸合铁(川酸钾。
L.制备草酸亚铁
过量废铁屑
碳酸钠
K2C204
稀硫酸→反应
→调节pH一→过滤
FeSO4
溶液
→反应Ⅲ
过滤→FeC204·2H20
滤渣
已知:部分氢氧化物沉淀时溶液的pH如下表:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Al(OH)
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
()加入过量废铁屑的主要目的是
A.提高铁的利用率
B.除去溶液中的
ec.防止Fe被氧化D.抑制Fe”
Fe
的水解
2加入少量Na,C0,
,混合溶液DH
范围应调控在
A.3.2以下
B.3.23.4
C.4.47.5
D.7.5以上
Ⅱ.制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾
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步骤一:在草酸亚铁固体中,加入饱
KC0:溶液:
步骤二:保持恒温40℃,边搅拌边缓慢加入3%H02溶液,直至氧化完全;
步骤三:将溶液加热至沸,加入饱
H,C,0溶液,溶液转为绿色,获得三草酸合铁四酸钾溶液。
(3)步骤二中滴
加H,0时需保持恒温40℃,可以采用的加热方式是一。
(4)从步骤三所得溶液获得三草酸合铁(四酸钾晶体的操作依次为加热浓缩、一、过滤,然后用乙醇淋
洗。
Ⅲ.三草酸合铁(四)酸钾含量测定
测定三草酸合铁(Ⅲ⑩酸钾样品纯度的方法如下:称取样品2.415g,配制成250mL溶液,从中量取
25.00mL于锥形瓶中,加入少量稀硫酸,用
里0.0200 mol-LKMn0:标淮溶液滴定至终点,反应原理为:
2KMnO4+5H2C2O4+3HS04=2MnSO4+K,S04+10C02↑+8H,0
(⑤)上述测定过程中,需要用到的定量仪器除滴定管外,还需要一。
(6)确认滴定终点的操作和现象是一。
(7)若最终消
KMnO,标准溶液
3.19mL,则样品纯度为一,(精确到0.1%。己知
K3[FeC043]3H,0
的摩尔质量为491gmo
(⑧)若实验测得的产品纯度偏低,可能原因是
KMnO
A.滴定管装入
标准液前未润洗
B.滴定管装入样品溶液前未润洗
C.滴定前,锥形瓶用样品溶液润洗
D.滴定前,锥形瓶中有少量蒸馏水
2.(24-25高二·上海市建平中学·期末)工业可用软锰矿制备锰酸锂
LiM血,0,,锰酸锂作为电极材料具有价
格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点,是最有希望取代钴酸
LiCo0:成为新一代锂离子电池
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的正极材料。工业上常用软锰矿(主要成
分Mn0,含少量e,0,A1,0、si0)和i,C0,
合成电极材
LiMn2Oa
并回收净水剂明矾,其工业如下图所示。
SO,稀硫酸MnCO,
02
Li,CO3
软锰矿→酸寝夏→[调p→氧化电解→M0,→焙烧→LiMm,04
滤渣缸
滤渣ⅡⅢ
滤渣Ⅲ
稀硫酸、K,SO,→溶解→一系列操作→KA1(S0O,212H,O
S0:不浴于硫酸:②M广在酸性条件下比较稳定,当PH
0
己知:①
高于5.5时易被氧化;③当溶液
中某离子cM")s1.0x10molL
时,可认为该离子沉淀完全;常温下,集中沉淀的△即如下表所示。
Fe(OH)3
Al(OH)
Mn(OH)2
Fe(OH)2
Ksp
1.0×1039
1.0×103
5.0×10-17
5.0x1017
(I)Mn的价电子排布式为
(2)以下关于第一步“酸浸”的说法正确的是
A.稀硫酸可以改为浓硫酸
SiO2
B.滤渣I的主要成分是
S0,
MnO,
C.加入2的目的只是为了还原
D.“酸浸”后溶液中主要存在的离子有Mn、Fe、A、H、SO
(3)一定温度下,软锰矿与不同浓度的硫酸反应60min时结果如表所示。
e(H2SO )/mol.L
5.
10.
16.0
0
0
0
Mn浸出率/%
25
78
95
85
A1浸出率/%
35
90
83
10/12
题型突破30题(二)
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题型01 有机合成与推断综合题
题型02 工艺流程综合题
题型03 化学实验综合题
地 城
题型01
有机合成与推断综合题
1.(24-25高二·上海市格致中学·期末)共轭二烯烃是一类特殊的烯烃,是常见的有机合成原料。以下是以共轭二烯A为原料制备化合物Ⅰ的合成路线(部分反应的条件省略)。
(1)用系统命名法为A命名 。
(2)反应①的反应类型为________。
A.氧化反应 B.聚合反应 C.取代反应 D.加成反应
(3)请写出化合物H的含氧官能团的名称 。
(4)下列化合物F可能的结构简式中,最合理的是 。
A. B. C.
(5)下列说法正确的是________。(不定项)
A.化合物A与B都存在顺反异构体
B.化合物C与G含有的不对称碳原子的个数相同
C.化合物E与G都可以形成分子内氢键
D.化合物E与H互为同分异构体
(6)请写出反应②不使用Cu为催化剂、氧化的原因 。
(7)根据题意,化合物H可以由A与J经过一步反应制得,请写出J的结构简式 。
(8)请写出一种满足下列条件的化合物E的同分异构体 。
①能与溶液发生显色反应,但不与浓溴水反应生成沉淀。
②分子中有4种化学环境不同的氢原子。
(9)由化合物A也可以合成化合物B:
请写出化合物K制得B的反应方程式 。设计由A合成K的合成路线 (必要的有机及无机试剂任选)。(合成路线可表示为:AB目标产物)
【答案】(1)2,3-二甲基-1,3-丁二烯
(2)D
(3)酯基
(4)A
(5)BD
(6)氧气可能会氧化D分子中存在的碳碳双键
(7)
(8)
(9) +2CH3OH+2H2O BrCH2(CH3)C=C(CH3)CH2BrHOCH2(CH3)C=C(CH3)CH2OH HOC(CH3)C=C(CH3)CHO HOOC(CH3)C=C(CH3)COOH。
【分析】
由流程,AB发生加成反应生成C,C通过2步反应转化为D,D氧化为E,结合D化学式,D为,E生成F,然后酸化为G,则F为,G发生酯化反应生成H,H转化为I;
【详解】(1)A采用系统命名法命名为2,3-二甲基-1,3-丁二烯;
(2)AB发生加成反应生成C,故选D;
(3)由H结构,H的含氧官能团的名称酯基;
(4)
由分析,F为,故选A;
(5)A.在双键两侧的两个不饱和碳上,分别连有两个不同的原子或基团时,会产生顺反异构;则A不存在顺反异构体,A错误;
B.不对称碳原子也称手性碳原子,是指连有四个不同基团的碳原子;,C与G含有的不对称碳原子的个数相同,均为2个,B正确;
C.化合物E不形成分子内氢键;G含有羧基和羟基,可以形成分子内氢键,C错误;
D.化合物E与H分子式相同,结构不同,互为同分异构体,D正确;
故选BD。
(6)D分子中存在碳碳双键,容易被氧气氧化,故反应②不使用Cu为催化剂、氧化;
(7)
化合物H可以由A与J经过一步反应制得,该反应类似于A和B生成C的反应,则J为;
(8)
不饱和度为4、含有2个氧、12个碳,满足下列条件的化合物E的同分异构体:①能与溶液发生显色反应,但不与浓溴水反应生成沉淀,则含酚羟基,且酚羟基邻对位没有氢原子;②分子中有4种化学环境不同的氢原子,则结构对称;符合条件的结构简式为:;
(9)
K和甲醇发生酯化反应生成B,反应为+2CH3OH+2H2O;由A合成K,A可以首先和溴单质加成生成BrCH2(CH3)C=C(CH3)CH2Br,然后发生取代反应将溴原子转化为羟基得到HOCH2(CH3)C=C(CH3)CH2OH,羟基氧化为醛基,醛基氧化为羧基得到K,流程为:BrCH2(CH3)C=C(CH3)CH2BrHOCH2(CH3)C=C(CH3)CH2OH HOC(CH3)C=C(CH3)CHO HOOC(CH3)C=C(CH3)COOH。
2.(24-25高二·上海市建平中学·期末)甲苯和甲烷是有机合成中的重要原料,以二者为原料合成某有机物的历程如下。
已知:a.两个羟基同时连在同一个碳原子上的结构是不稳定的,会发生脱水反应:。
b. 。
c.E能发生银镜反应,且只有一种化学环境的氢原子。
完成下列填空:
(1)G中所含官能团名称为 , 。
(2)G中氧原子的杂化方式为 。
(3)的化学方程式为 。
(4)的结构简式为 。
(5)下列说法正确的是_______。
A.F可以使希夫试剂变为紫红色
B.甲苯是石油裂解的主要产物之一
C.lmolE最多与4mol银氨溶液充分反应生成碳酸铵
D.G分子中最多有4个原子共平面
(6)以乙苯为原料(其他原料任选)制备目标产物聚苯乙烯() 。
【答案】(1) 醛基 羟基
(2)sp2杂化、sp3杂化
(3)2+O22 +2H2O
(4)
(5)ABC
(6)
【分析】
在碱性条件下发生水解得到A苯甲醇,苯甲醇催化氧化得到B苯甲醛,苯甲醛继续被氧化得到C苯甲酸;甲烷与氯气在光照条件下发生水解反应得到D,D在碱性条件下发生水解,根据已知a、c可知E为HCHO,E与F反应生成G,通过I的分子式,C的结构简式,可推知H的结构简式为,I的结构简式为,由此分析回答;
【详解】(1)由G的结构简式可知其所含官能团为羟基、醛基;
(2)G中羟基中的氧原子为sp3杂化,醛基中O原子为sp2杂化;
(3)
甲醇催化氧化得到B苯甲醛,反应方程式为:2+O22 +2H2O;
(4)
由以上分析可知H的结构简式为;
(5)A.F中含有醛基,可以使希夫试剂变为紫红色,故A正确;
B.甲苯的生产主要有两种方法:石油炼制和煤化工法。石油炼制法是通过石油裂解和催化重整过程获得的甲苯,故B正确;
C.E为HCHO,可视为含2个醛基,则lmolE最多与4mol银氨溶液充分反应生成碳酸铵,故C正确;
D.G中含醛基,分子中最少有4个原子共平面,故D错误;
故选:ABC。
(6)
可由加聚得到,可由发生消去反应得到,可由乙苯与氯气发生取代反应得到,合成路线为:。
3.(24-25高二·上海市建平中学·期末)氯吡格雷是一种血小板“拮抗剂”,主要用于预防或治疗血液循环障碍疾病。某实验小组设计了一种合成氯吡格雷(G)的路线如下。
已知:。
回答下列问题:
(1)A的化学式为 ,E中含氧官能团名称为 。
(2)C的结构简式为 ,1molC最多与 molNaOH反应。
(3)G分子中含有 个手性碳原子。
(4)A→B的反应类型为 。
(5)写出的化学方程式 ;反应类型为 。
(6)A与银氨溶液的反应方程式 。
(7)A中卤原子种类的检测方法 。
(8)符合下列条件的D同分异构体有 种。
①属于芳香族化合物
②含有氯原子且所有的氯原子与苯环直接相连
③能够在新制氢氧化铜加热的条件下产生砖红色沉淀
④分子中含有3种不同化学环境的氢原子
【答案】(1) 酯基
(2) 3
(3)1
(4)加成反应
(5) +CH3OH+HCl 取代反应
(6)+2Ag(NH3)2OH+2Ag+H2O+3NH3
(7)取少量A于试管中,加NaOH溶液充分振荡后加热,待分层后,取上层水溶液,加入另一支盛有稀硝酸的溶液中,然后加入几滴AgNO3溶液,若出现白色沉淀,证明A中含有氯原子
(8)12
【分析】
A发生加成反应生成B,B发生水解反应-CN生成C中-COOH,C的结构简式为;C发生取代反应生成D,D发生取代反应生成E,E发生取代反应生成氯吡格雷;
【详解】(1)由A的的结构简式可知其化学式为:;E分子中所含官能团为酯基;
(2)
结合B、D的结构式和C的分子式,可推知C的结构简式为;C中羧基和碳氯键均能与NaOH反应,碳氯键与NaOH反应生成酚羟基,又能消耗NaOH,则1molC可消耗3molNaOH;
(3)连接四种不同基团的碳是手性碳原子,G中与酯基、N原子相连的碳是手性碳原子,G分子中只有一个手性碳原子;
(4)A中醛基与HCN发生加成反应生成B,A→B的反应类型为加成反应;
(5)
D→E的化学方程式为+CH3OH+HCl;结合反应特征可知该反应为取代反应;
(6)
中醛基被银氨氧化为羧酸铵结合,反应方程式为:+2Ag(NH3)2OH+2Ag+H2O+3NH3;
(7)检验A中含有卤素原子的方法:取少量A于试管中,加NaOH溶液充分振荡后加热,待分层后,取上层水溶液,加入另一支盛有稀硝酸的溶液中,然后加入几滴AgNO3溶液,若出现白色沉淀,证明A中含有氯原子;
(8)
D为:,D的同分异构体满足①属于芳香族化合物,可知含有苯环结构;
②含有氯原子且所有的氯原子与苯环直接相连,则苯环上直接连接3个氯原子;
③能够在新制氢氧化铜加热的条件下产生砖红色沉淀,可知含有醛基;
④分子中含有3种不同化学环境的氢原子,其中醛基占一种氢、另一个碳原子上含1种氢,则苯环上只有一种氢,可知结构具有对称性,若苯环上由5个取代基则为:、、、、、、、、、;(可以等效为苯环有三个不同的取代基-CH3、-CHO、-H),共10种,若苯环上4个取代基,则另一个取代基为-CH2CHO,符合的结构为:、。共计12种。
4.(24-25高二·上海市南洋中学·期末)相对分子质量为92的某芳香烃是一种重要的有机化工原料,研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中是一氯代物,是一种功能高分子,链节组成为。
已知:I.
II.(苯胺,易被氧化)
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)X的分子中最多有 个原子共面。
(2)反应③、④的类型是 ; 。
(3)反应⑤的化学方程式是 。
(4)有多种同分异构体,试写出所有苯环上含有1个醛基和2个羟基,且有4种不同环境氢的芳香族化合物的结构简式 。
(5)1mol分别与足量的反应时,消耗三种物质的物质的量之比为 。
(6)请用合成反应流程图表示出由A和其他无机物(溶剂任选)合成最合理的方案。在合成路线流程图的方框中填出相应的物质,并在括号注明反应条件 。
【答案】(1)13
(2) 还原反应 缩聚反应
(3)+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O
(4)、
(5)2:2:1
(6)
【分析】
由芳香烃X的相对分子质量为92和A是一氯代物可知,X为甲苯;由有机物的转化关系可知,光照条件下甲苯与氯气发生取代反应生成A,则A为;A在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成B,则B为;铜做催化剂条件下B与氧气共热发生催化氧化反应生成C,则C为;C与银氨溶液共热发生银镜反应生成D,则D为;D酸化得到E,则E为;浓硫酸作用下甲苯与浓硝酸共热发生硝化反应生成F,则F为;F与铁、盐酸发生还原反应生成G,则G为;一定条件下G发生缩聚反应生成H,则H为。
【详解】(1)
由分析可知,X的结构简式为,苯环上相连的12个原子一定共面,甲基上的一个氢原子可能和苯环共面,则分子中最多有13个原子共面;
(2)
由分析可知,反应③为与铁、盐酸发生还原反应生成、反应④为一定条件下发生缩聚反应生成;
(3)
由分析可知,反应⑤为与银氨溶液共热发生银镜反应生成、银、氨气和水,反应的化学方程式为+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O;
(4)
的同分异构体分子中苯环上含有1个醛基和2个羟基,且核磁共振氢谱显示为4组峰的芳香族化合物的结构简式为、;
(5)
分子中含有的的酚羟基能与金属钠和氢氧化钠溶液反应,含有的羧基能与金属钠、氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液反应,则1mol消耗钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量比2:2:1;
(6)
由有机物的性质可知,由A和其他无机物)合成最合理的方案为催化剂作用下与氢气共热发生加成反应生成,在氢氧化钠醇溶液中共热发生消去反应生成,与氯气发生加成反应生成,在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成,合成路线为。
5.(23-24高二·上海市杨思高级中学·期末)肉桂酸苄酯F又名苯丙烯酸苄酯,可用于制造防晒类和晒黑类化妆品,也用于配制人造龙涎香、东方型香精。其一种合成路线如图:
已知:①。
②。
(1)F中的官能团名称为 、 ,最多能与 加成。
(2)D→E、E→F的反应类型分别为 、 ,D的结构简式为 。
(3)请写出E生成F的化学方程式 。
(4)满足以下条件的E的同分异构体M有多种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢,氢原子之比为的有机物的结构简式为 。
a.遇溶液显紫色 b.能发生银镜反应 c.能与发生加成反应
(5)乙烯和为原料可以合成,该有机物可以发生的有机反应类型有 。
①加成;②加聚;③缩聚;④取代;⑤消去;⑥氧化;⑦还原
(6)根据所学知识和题目信息,试用乙烯合成,无机试剂任选 。
(合成路线常用的表达方式为:……)
【答案】(1) 碳碳双键 酯基 7
(2) 氧化反应 酯化反应(取代反应)
(3)
(4)
(5)①②④⑥⑦
(6)
【分析】
由A的分子式以及B可知,A为乙醇,乙醇发生催化氧化反应生成B乙醛,根据信息反应知,B与C苯甲醛反应生成D为,D发生氧化反应生成E为,E与苯甲醇发生酯化反应生成F,据此分析解答;
【详解】(1)
由F的结构简式可知,含有的官能团为碳碳双键、酯基;1molF中含有两个苯环,一个碳碳双键,一个酯基,酯基不与氢气加成,最多能与7加成;
(2)
D→E的反应类型为氧化反应,D的结构简式为;E与苯甲醇发生酯化反应生成F;
(3)
E生成F的化学方程式为;;
(4)
满足以下条件的E的同分异构体M,a.遇FeCl3溶液显紫色,含有酚羟基;b.能发生银镜反应,含有醛基;c.能与Br2/CCl4发生加成反应,含有碳碳双键,其中核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢,峰面积比为1∶2∶2∶1∶2的有机物的结构简式为;
(5)含有的官能团为碳碳双键、羧基,碳碳双键可以发生加成反应、加聚反应、氧化反应、还原反应(与氢气加成反应);羧基可以发生取代反应(酯化反应),故该有机物可以发生的有机反应类型有①加成;②加聚;④取代;⑥氧化;⑦还原,故选①②④⑥⑦;
(6)
乙烯氧化生成乙醛,2分子乙醛在氢氧化钠、加热条件下反应生成CH3CH=CHCHO,CH3CH=CHCHO被氢氧化铜氧化生成CH3CH=CHCOOH;乙烯与水发生加成反应生成乙醇,乙醇与CH3CH=CHCOOH发生酯化反应生成CH3CH=CHCOOCH2CH3则合成路线如下:。
6.(23-24高二·上海市杨思高级中学·期末)PTT是一种高分子材料,具有优异性能,能作为工程塑料、纺织纤维和地毯等材料而得到广泛应用。其合成路线可设计为:
已知:。
(1)B中含氧官能团为 ,反应②的反应类型为 。
(2)反应③的化学方程式为 。
(3)写出PTT的结构简式 。
(4)某有机物X的分子式为,X与B互为同系物,写出一种X的结构简式 。
【答案】(1) 醛基 加成反应
(2)
(3)
(4)CH3-CH=CH-CHO(或CH2=CH-CH2-CHO或 )
【分析】
根据B、D的结构简式可推出C的结构简式是HO-CH2-CH2-CHO;结合信息,可知F是,与发生缩聚反应生成PTT,PTT的结构简式是,据此分析回答;
【详解】(1)B 的结构简式是CH2=CH-CHO ,含氧官能团为醛基,反应②是CH2=CH-CHO与水反应生成HO-CH2-CH2-CHO,反应类型为加成反应;
(2)
反应③是HO-CH2-CH2-CHO与氢气发生加成反应生成HO-CH2-CH2-CH2OH,反应化学方程式为;
(3)
与发生缩聚反应生成PTT,PTT的结构简式是;
(4)
X 的分子式为C4H6O,X与CH2=CH-CHO互为同系物,则X含有碳碳双键、醛基, X可能的结构简式CH3-CH=CH-CHO、CH2=CH-CH2-CHO、(任意写一种)。
7.(23-24高二·上海市华东师范大学附属东昌中学·期末)以有机物A为原料制备布洛芬()的一种合成路线如图所示:
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)C中除苯环外官能团的结构简式是 。
(2)A的结构简式是 ,通常从 化工中得到;D的名称是 。
(3)口服布洛芬对胃、肠道有刺激,用对布洛芬进行修饰(丙)能有效改善这种状况,该反应类型是 ;1 mol乙分子最多能与 发生反应。
(4)满足下列条件的布洛芬的同分异构体有 种(不考虑立体异构),写出其中一种的结构简式 。
①苯环上有三个取代基,苯环上的一氯代物有两种
②能发生水解反应,且水解产物之一能与溶液发生显色反应
③能发生银镜反应
(5)化合物N的分子式为,与布洛芬互为同系物,且有6个化学环境相同的氢原子,写出一种符合条件的M的结构简式 。
【答案】(1)、-Cl (2) 煤的干馏 2-甲基丙醛 (3)取代反应 3 (4) 4 (5)
【分析】有机物A的结构简式为。B发生了取代反应生成C,则C的结构简式为。根据已知信息Ⅱ,可推断D的结构简式为。据此解答。
(1)根据C的结构简式可知C中除苯环外的官能团结构简式为:、。
答案为:、。
(2)A的结构简式为,通常从煤的干馏化工中得到;D的名称为2-甲基丙醛。
答案为:;煤的干馏;2-甲基丙醛。
(3)对比布洛芬和其修饰产物丙的结构可知,反应类型为取代反应;1mol乙分子含1mol苯环,最多能消耗的物质的量为3mol。
答案为:取代反应;3。
(4)布洛芬的同分异构体M既能发生银镜反应,又能发生水解反应,则一定含有基团;水解产物之一能与溶液发生显色反应,说明水解产物之一为酚;苯环上含3个取代基,且苯环上的一氯代物有两种,则符合条件的M的结构简式可能为:、、、,共4种,任写其中一种结构简式为:。
答案为:4;。
(5)化合物N有6个化学环境相同的氢原子,则有2个处于对称位置的甲基,其中一种结构简式为:。
答案为:。
【点睛】限定条件同分异构体的书写是有机合成与推断的重难点,解答该类题时,既要熟悉有机物官能团的性质,又要结合所给条件对有机物所含官能团进行推断,结合核磁共振氢谱分析所含氢原子种类数进行解答。
地 城
题型02
工艺流程综合题
1.(24-25高二·上海市上海师范大学附属中学宝山分校·期末)三草酸合铁(Ⅲ)酸钾是一种经典的光敏剂,也是制备负载型活性铁催化剂的主要原料。用废铁屑(含少量、)先制备草酸亚铁,然后再制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾。
I.制备草酸亚铁
已知:部分氢氧化物沉淀时溶液的如下表:
沉淀物
开始沉淀
2.3
7.5
3.4
完全沉淀
3.2
9.7
4.4
(1)加入过量废铁屑的主要目的是_______。
A.提高铁的利用率 B.除去溶液中的 C.防止被氧化 D.抑制的水解
(2)加入少量后,混合溶液范围应调控在_______。
A.3.2以下 B.3.2~3.4 C.4.4~7.5 D.7.5以上
Ⅱ.制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾
步骤一:在草酸亚铁固体中,加入饱和溶液;
步骤二:保持恒温40℃,边搅拌边缓慢加入3%H2O2溶液,直至氧化完全;
步骤三:将溶液加热至沸,加入饱和溶液,溶液转为绿色,获得三草酸合铁(Ⅲ)酸钾溶液。
(3)步骤二中滴加时需保持恒温40℃,可以采用的加热方式是 。
(4)从步骤三所得溶液获得三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体的操作依次为加热浓缩、 、过滤,然后用乙醇淋洗。
Ⅲ.三草酸合铁(Ⅲ)酸钾含量测定
测定三草酸合铁(Ⅲ)酸钾样品纯度的方法如下:称取样品2.415g,配制成250mL溶液,从中量取25.00mL于锥形瓶中,加入少量稀硫酸,用标准溶液滴定至终点,反应原理为:。
(5)上述测定过程中,需要用到的定量仪器除滴定管外,还需要 。
(6)确认滴定终点的操作和现象是 。
(7)若最终消耗标准溶液,则样品纯度为 ,(精确到0.1%)。已知的摩尔质量为)
(8)若实验测得的产品纯度偏低,可能原因是_______。
A.滴定管装入标准液前未润洗
B.滴定管装入样品溶液前未润洗
C.滴定前,锥形瓶用样品溶液润洗
D.滴定前,锥形瓶中有少量蒸馏水
【答案】(1)ABC
(2)C
(3)水浴加热(保持恒温40℃)
(4)冷却结晶
(5)电子天平、250mL容量瓶
(6)最后半滴标准液加入后,溶液变红色,且半分钟内不褪色
(7)
(8)B
【分析】废铁屑(含少量、),加入稀硫酸酸溶得到硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁,过量铁将三价铁转化为二价铁,加入碳酸钠调节pH将铝离子转化为氢氧化铝沉淀除去,分离出硫酸亚铁溶液加入草酸钾、过滤得到草酸亚铁晶体;然后再制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾,并利用酸性高锰酸钾溶液滴定三草酸合铁(Ⅲ)酸钾样品溶液,以测定样品的纯度。
【详解】(1)亚铁离子容易被空气中氧气氧化,且溶液中铁离子能和铁生成亚铁离子,故加入过量废铁屑的主要目的是:提高铁的利用率、除去溶液中的、防止被氧化,故选ABC;
(2)加入少量后,将铝离子转化为沉淀而亚铁离子不沉淀,结合表可知,混合溶液范围应调控在4.4~7.5,故选C。
(3)水浴加热能控制温度、受热均匀,则步骤二中滴加时需保持恒温40℃,可以采用的加热方式是水浴加热(保持恒温40℃)。
(4)冷却结晶法可从溶液中提取结晶水合物,则从步骤三所得溶液获得三草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体的操作依次为加热浓缩、冷却结晶、过滤,然后用乙醇淋洗。
(5)测定三草酸合铁(Ⅲ)酸钾样品纯度的方法如下:称取样品2.415g,配制成250mL溶液,从中量取25.00mL于锥形瓶中,加入少量稀硫酸,用标准溶液滴定至终点,配制溶液时,需要称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶等操作,准确称量需要电子天平,配250mL溶液需250mL容量瓶,量取25.00mL可以使用滴定管,则上述测定过程中,需要用到的定量仪器除滴定管外,还需要电子天平、250mL容量瓶。
(6)高锰酸钾溶液为紫色溶液,被草酸反应生成锰离子接近无色,故确认滴定终点的操作是:最后半滴标准液加入后,溶液变红色,且半分钟内不褪色。
(7)由化学方程式结合草酸根离子守恒可知,滴定时,存在关系式,则样品纯度为。
(8)A. 滴定管装入标准液前未润洗,导致标准溶液被稀释、导致标准溶液体积偏大,则结果偏高,A不选;
B. 滴定管装入样品溶液前未润洗,导致样品溶液被稀释、导致标准溶液体积偏小,则结果偏低,B选;
C. 滴定前,锥形瓶用样品溶液润洗,导致样品溶液体积偏大、导致标准溶液体积偏大,则结果偏高,C不选;
D. 滴定前,锥形瓶中有少量蒸馏水,不影响标准溶液的浓度和体积,则对结果无影响,D不选;
选B。
2.(24-25高二·上海市建平中学·期末)工业可用软锰矿制备锰酸锂,锰酸锂作为电极材料具有价格低、电位高、环境友好、安全性能高等优点,是最有希望取代钴酸锂成为新一代锂离子电池的正极材料。工业上常用软锰矿(主要成分,含少量,、)和合成电极材料并回收净水剂明矾,其工业如下图所示。
已知:①不溶于硫酸;②在酸性条件下比较稳定,当高于5.5时易被氧化;③当溶液中某离子时,可认为该离子沉淀完全;常温下,集中沉淀的如下表所示。
(1)Mn的价电子排布式为 。
(2)以下关于第一步“酸浸”的说法正确的是_______。
A.稀硫酸可以改为浓硫酸
B.滤渣I的主要成分是
C.加入的目的只是为了还原
D.“酸浸”后溶液中主要存在的离子有、、、、
(3)一定温度下,软锰矿与不同浓度的硫酸反应60min时结果如表所示。
1.0
5.0
10.0
16.0
Mn浸出率/%
25
78
95
85
Al浸出率/%
35
90
83
5
则“酸浸”时,选择为 。
A.1.0 B.5.0 C.10.0 D.16.0
(4)滤渣II的主要成分是 。
(5)加入氧化的目的是 。
(6)获取明矾的一系列操作为 、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(7)加入调时,为了使得沉淀II沉淀完全,又可以使溶液中的浓度大于等于,其他离子含量较低,不考虑调整过程中产生的沉淀,则的调整范围是 (保留1位小数)。
【答案】(1)3d54s2
(2)B
(3)C
(4)Al(OH)3
(5)将Fe2+氧化为FeOOH沉淀,过滤除去
(6)蒸发浓缩
(7)4.7≤pH≤5.5
【分析】软锰矿(主要成分为MnO2,含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2)与SO2和稀硫酸反应,MnO2被还原为Mn2+,Fe2O3生成Fe3+后被还原为Fe2+、Al2O3生成Al3+,SiO2不反应,过滤除去,滤渣Ⅰ为SiO2,滤液中加入碳酸锰调pH值,使Al3+转化为Al(OH)3沉淀,通过过滤分离开,滤渣Ⅱ为Al(OH)3,滤液中含有Mn2+、Fe2+,用氧气将Fe2+氧化为FeOOH沉淀,过滤除去,滤渣Ⅲ为FeOOH,电解滤液,将Mn2+氧化为MnO2,MnO2和Li2CO3焙烧,得到LiMn2O4,滤渣Ⅱ为Al(OH)3,加入稀硫酸、K2SO4溶解,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤后得到明矾。
【详解】(1)Mn为25号元素,其价电子排布式为:3d54s2;
(2)A.结合题中信息可知硫酸浓度过高时会降低Mn、Al的浸出率,因此不能将稀硫酸改成浓硫酸,故A错误;
B.由上述分析可知滤渣I的主要成分是,故B正确;
C.“酸浸”时,通入稍过量SO2的目的是:将MnO2全部转化为Mn2+,且将Fe3+还原为Fe2+,防止在滤渣Ⅱ中引入Fe(OH)3,故C错误;
D.“酸浸”后溶液中被还原为Fe2+,故D错误;
故选:B。
(3)流程的目的是合成电极材料LiMn2O4并回收净水剂明矾,要求Mn和Al的浸出率都尽量高,由表格数据可知,酸浸时,选择10.0mol/L的硫酸溶液最合适,故选:C;
(4)由上述分析可知滤渣Ⅱ为:Al(OH)3;
(5)通入氧气的目的是:将Fe2+氧化为FeOOH沉淀,过滤除去;
(6)获取明矾的“一系列操作”是:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤。
(7)加入碳酸锰调pH值,是为了让Al3+转化为Al(OH)3沉淀,而其他金属阳离子依然在溶液中,,当Al3+完全沉淀时,,,pH=4.7,若c(Mn2+)=1.0mol·L-1,当Mn2+开始沉淀时, ,, ,pH=8.35;综上:Al3+完全沉淀时,pH=4.7,Mn2+开始沉淀时,pH=8.35,即4.7≤pH<8.35,由于Mn2+在酸性条件下比较稳定,pH高于5.5时易被O2氧化,则4.7≤pH≤5.5。
地 城
题型03
化学实验综合题
1.(24-25高二·上海市建平中学·期末)主要用于有机锡化合物的制造,也可用作分析试剂、有机合成脱水剂,还可用于电镀工业。某实验小组利用硫渣(主要成分为,含少量、、等)与氯气反应制备,其过程如图所示(夹持、加热及控温装置没有在图中显示)。
已知:遇水极易水解。相关产物的熔沸点:
物质
CuCl
S
熔点/C
-33
246
426
501
-18
112
沸点/℃
114
652
1490
951
130
444
(1)仪器a的名称是 。
(2)A中发生反应的离子方程式为 。
(3)冷凝管的进水口是 。
A.m B.n
(4)以下说法错误的是_______。
A.在装置不发生变动的情况下,A中的可以换为
B.如果没有B装置,可能会导致D装置中存在,从而导致爆炸
C.C的作用是干燥A中产生的气体
D.C装置中的试剂可以改为碱石灰
(5)实验结束后,将三颈烧瓶中得到的物质冷却至室温, (填写操作名称,下同),得到粗产品,粗产品再 可得到纯净的。
(6)装置最右侧的干燥管内的碱石灰的作用是 、 。
(7)用碘量法可测得粗产品(主要杂质为)的纯度:取粗产品溶于水,加入的标准溶液,并加入少量的淀粉溶液;用的硫代硫酸钠溶液滴定过量的碘。滴定终点时,消耗硫代硫酸钠标准溶液。测定过程中发生的相关反应:①;②;③。则粗产品中的质量分数为 (保留三位有效数字)。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)
(3)A
(4)AD
(5) 过滤 蒸馏(精馏)
(6) 防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶 吸收多余的氯气防止污染
(7)95.5%
【分析】实验装置中A用于制备Cl2,B装置用于除去Cl2中混有的氯化氢气体,C装置用于干燥氯气,D装置用于制备四氯化锡,球形管中碱石灰可以防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶,且吸收多余的氯气防止污染。
【详解】(1)为了使浓盐酸顺利滴入烧瓶中,使用的仪器a为恒压滴液漏斗;
(2)装置A中高锰酸钾和浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,反应原理为;离子方程式为:;
(3)为了更好的冷凝效果,冷凝管中水下进上出,进水口为m;
(4)A.与浓盐酸在加热条件下才能反应生成氯气,若不改动装置,不能将A中的换为,故A错误;
B.如果没有B装置,则会有HCl进入D中,HCl与Sn反应可能会生成,从而导致爆炸,故B正确;
C.由以上分析可知C的作用是干燥A中产生的气体,防止有水进入D中,导致水解,故C正确;
D.C装置中的试剂不可以改为碱石灰,因为氯气与碱石灰反应,故D错误;
故选:AD;
(5)由表可知,四氯化锡室温为液体,故实验结束后,将三颈烧瓶中得到的物质冷却至室温,过滤,得到粗产品,再利用物质沸点不同,将粗产品再蒸馏可得到纯净的SnCl4。
(6)球形管中碱石灰可以防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶,且吸收多余的氯气防止污染。
(7)由已知方程式可知,与硫代硫酸钠标准溶液反应的碘为,则与反应的碘为=0.001991mol,则AsCl3为0.001991mol,产品中SnCl4的质量分数。
试卷第1页,共3页
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