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(时间:75分钟 满分:100分)
一、单项选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列实验装置图正确的是( )
A.振荡后打开活塞放气 B.水浴加热
C.实验室制备及收集乙烯 D.证明乙炔可使溴水褪色
解析 振荡后,打开活塞放气,故A正确;烧杯中水太少,反应液应该完全浸没在水浴中,故B错误;乙烯密度与空气相差不大,难溶于水,用排水法收集,故C错误;乙炔中混有的硫化氢也能使溴水褪色,应用NaOH溶液(或CuSO4溶液)洗气,故D错误。
答案 A
2.下列反应中,属于氧化反应的是( )
A.2CH3CH2OH+2Na―→2CH3CH2ONa+H2↑
B.2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
C.+HNO3+H2O
D.CH3CH===CH2+Br2―→
解析 钠置换了乙醇羟基中的H生成乙醇钠和氢气,属于置换反应,故A不符合题意;CH3CH2OH被O2氧化成CH3CHO,属于氧化反应,故B符合题意;浓硝酸中的硝基取代苯环上的H,属于取代反应,故C不符合题意;丙烯中的碳碳双键断开,与Br结合成1,2-二溴丙烷,属于加成反应,故D不符合题意。
答案 B
3.1,2-丙二醇脱氧脱水反应的催化循环机理如图所示。下列说法不正确的是( )
A.MoO3为该反应的催化剂
B.1,2-丙二醇在一定条件下可以发生消去反应
C.过程②中O—H键未发生断裂
D.1,2-丙二醇分解的产物有HCHO、CH3CHO、CH2===CHCH3、H2O
解析 根据反应中MoO3在反应中参与反应,反应结束后又生成的特点判断MoO3做催化剂,A正确;1,2-丙二醇中与羟基相连碳原子的邻碳上有氢原子,可以发生消去反应,B正确;根据图示过程②中反应物和生成物之间的变化判断,O—H键发生断裂,C错误;根据转化图中产生的物质判断,1,2-丙二醇的分解产物有HCHO、CH3CHO、CH2===CHCH3、H2O生成,D正确。
答案 C
4.下列物质转化常通过加成反应实现的是( )
A.―→
B.CH3CH2OH,CH3CHO
C.CH4,CH3Cl
D.CH2===CH2,CH3CH2Br
解析 苯与浓硝酸在浓硫酸作催化剂的条件下,发生取代反应生成硝基苯,故A不符合题意;乙醇的催化氧化得到乙醛,该反应是氧化反应,故B不符合题意;甲烷和氯气在光照下发生取代反应,生成CH3Cl、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氢等,故C不符合题意;乙烯与HBr发生加成反应,得到CH3CH2Br,故D符合题意。
答案 D
5.实验室中可由叔丁醇与浓盐酸反应制备2-甲基-2-氯丙烷:
下列说法错误的是( )
A.该反应为取代反应
B.两次水洗的目的是相同的
C.无水CaCl2的作用是除去少量水
D.①操作的名称为过滤
解析 叔丁醇与浓盐酸常温搅拌反应15 min,可得2-甲基-2-氯丙烷与H2O,反应过程中叔丁醇中的—OH被Cl原子取代产生2-甲基-2-氯丙烷,因此该反应为取代反应,A正确;由于在反应过程中加入了盐酸和碳酸钠溶液,第一次水洗是为了有机相中的杂质HCl;第二次水洗是为了除去有机相中的杂质Na2CO3,因此两次水洗的目的都是除杂,则二次水洗目的相同,B正确;无水CaCl2是干燥剂,其作用是除去有机相中的少量水,C正确;由于2-甲基-2-氯丙烷的沸点比叔丁醇低,二者是互溶的液体混合物,因此可通过蒸馏方法分离,故①操作的名称为蒸馏,D错误。
答案 D
6.七叶亭是一种植物抗菌素,适用于细菌性痢疾,其结构如图。下列说法不正确的是( )
A.分子中存在3种官能团
B.分子中所有原子一定共平面
C.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗3 mol Br2
D.1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗4 mol NaOH
解析 七叶亭分子中含有碳碳双键、羟基、酯基3种官能团,A正确;与苯环直连的原子与之共平面,与碳碳双键直连的原子与之共平面,但单键可以旋转,酚羟基上的H原子不一定与苯环共平面,则所有原子不一定共平面,B错误;七叶亭分子中,酚羟基邻位的两个氢原子可以被Br2取代,碳碳双键可以与Br2发生加成反应,则1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗3 mol Br2,C正确;七叶亭分子中,酚羟基、酚酯基都能与NaOH发生反应,且1 mol酚酯基可以与2 mol NaOH发生反应,则1 mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗4 mol NaOH,D正确。
答案 B
7.有两种饱和一元醇的混合物37.6 g,与23 g Na充分反应,生成的H2在标准状态下的体积为11.2 L,这两种醇分子中相差一个碳原子。则这两种醇可能是( )
A.甲醇和乙醇 B.乙醇和1-丙醇
C.2-丙醇和1-丁醇 D.无法确定
解析 饱和一元醇与钠按物质的量比1∶1反应,生成的H2在标准状况下的体积为11.2 L,则氢气的物质的量为 =0.5 mol,由2Na~H2 :需要金属Na的物质的量为1 mol,参加反应的钠的质量为1 mol×23 g/mol=23 g,故Na完全反应,故饱和一元醇混合物的平均摩尔质量==37.6 g/mol,由于两种醇分子中相差一个碳原子,设醇中碳原子数目分别为n、n+1,则:14n+2+16<75.2< 12(n+1)+2(n+1)+2+16,可得n=1,综上所述这两种可能醇是甲醇和乙醇,故A正确。
答案 A
8.已知丁烷有2种同分异构体,丁醇的同分异构体(属醇类)的数目有( )
A.2种 B.3种
C.4种 D.5种
解析 丁醇的同分异构体(属醇类) 、、、共4种。
答案 C
9.(2024·重庆期末)芹菜素(结构如图)可以抑制致癌物质的致癌活性。下列关于芹菜素叙述错误的是( )
A.可能易溶于乙醇
B.1 mol该物质充分燃烧消耗15 mol O2
C.分子中含有4种不同的官能团
D.1 mol 该物质可以与4 mol NaOH溶液反应
解析 有机物易溶于有机物,故芹菜素可能易溶于乙醇,故A正确;芹菜素分子式为C15H10O5,1 mol 该物质充分燃烧消耗15 mol O2,故B正确;分子中含有羟基、醚键、碳碳双键、羰基,故C正确;只有羟基能与氢氧化钠反应,1 mol 该物质可以与3 mol NaOH溶液反应,故D错误。
答案 D
10.(2025·河北卷)丁香挥发油中含丁香色原酮(K)、香草酸(M),其结构简式如下:
下列说法正确的是( )
A.K中含手性碳原子
B.M中碳原子都是sp2杂化
C.K、M均能与NaHCO3反应
D.K、M共有四种含氧官能团
解析 由图知,K中环上碳原子均为sp2杂化,饱和碳原子均为甲基碳原子,所以不含手性碳原子,A错误;M中环上碳原子和羧基上的碳原子均为sp2杂化,甲基碳原子为sp3杂化,B错误;由于酸性:羧酸>碳酸>苯酚>HCO,所以K中的酚羟基不能与NaHCO3溶液反应,K中不含能与NaHCO3溶液反应的官能团,M中羧基可与NaHCO3溶液反应,C错误;K、M 中共有羟基、醚键、羰基、羧基四种含氧官能团,D正确。
答案 D
11.由碳、氢、氧三种元素组成的化合物M、N、P、Q中均只含一种官能团,且分子中碳原子数均小于4,四种物质之间在一定条件下的转化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.可用Na2CO3溶液鉴别M和Q
B.四种物质中,Q的相对分子质量最大
C.N中可能含有羰基
D.四种物质中,P给出质子的能力最强
解析 M为醇,Q为酯,酯密度比水小,不溶于水,低级醇易溶于水,因此可用Na2CO3溶液鉴别M和Q,故A正确;四种物质中,Q是酯,其相对分子质量最大,故B正确;N是醛,因此可能含有醛基,故C错误;四种物质中,P是羧酸,因此P给出质子的能力最强,故D正确。
答案 C
12.某药物中间体合成路线如下(部分产物已略去),下列说法正确的是( )
A.步骤①的反应类型是加成反应
B.A的结构简式为
C.B不能和新制Cu(OH)2悬浊液发生反应
D.在浓H2SO4中加热时,E可以发生消去反应
解析 由逆合成法可知,E发生酯化反应生成,可知E为HOCH2CH2C(CH3)2COOH,D为HOCH2CH2C(CH3)2COONa,A与乙酸反应生成B,B发生氧化反应生成C,C发生水解反应得到D,则C为CH3COOCH2CH2C(CH3)2COOH,B为CH3COOCH2CH2C(CH3)2CHO,则A为HOCH2CH2C(CH3)2CHO,以此来解答。步骤①为—OH与—COOH发生酯化反应,反应类型是取代反应,故A错误;A的结构简式为HOCH2CH2C(CH3)2CHO,故B错误;B为CH3COOCH2CH2C(CH3)2CHO,含酯基、醛基,能和新制Cu(OH)2悬浊液发生反应,故C错误;E含—OH,在浓硫酸加热条件下可发生消去反应,故D正确。
答案 D
13.可利用如下反应合成某新型有机太阳能电池材料的中间体。下列说法正确的是( )
A.可用邻羟基苯甲醛和溴水在铁粉催化下合成X
B.X分子可形成分子内氢键和分子间氢键
C.1 mol Y最多可消耗3 mol NaOH
D.类比上述反应,和可生成
解析 苯环上引入Br原子,应该是与液溴反应,不是溴水,A错误;X分子中含有—OH,可形成分子间氢键,X分子中与—OH相连的C的邻位C上有—CHO,可形成分子内氢键,B正确;碳溴键、酯基水解消耗氢氧化钠,水解生成的酚羟基也消耗氢氧化钠,则1 mol Y最多可消耗4 mol NaOH,C错误;类比题述反应,和可生成,D错误。
答案 B
14.(2024·河北卷)化合物X是由细菌与真菌共培养得到的一种天然产物,结构简式如图。下列相关表述错误的是( )
A.可与Br2发生加成反应和取代反应
B.可与FeCl3溶液发生显色反应
C.含有4种含氧官能团
D.存在顺反异构
解析 根据X的结构简式可知,X中含有碳碳双键,可与Br2发生加成反应,含有酚羟基,苯环上酚羟基的邻位氢原子可与Br2发生取代反应,A正确;X中含有酚羟基,可与FeCl3溶液发生显色反应,B正确;X中含有醚键、酮羰基、酚羟基、醛基4种含氧官能团,C正确;X的碳碳双键中的1个C原子上连有2个相同的基团(2个甲基),故X不存在顺反异构,D错误。
答案 D
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15.(14分)有机物M()是一种合成药剂。回答下列问题:
(1)M的分子式为__________,其中含有________种官能团。
(2)下列关于有机物M的描述错误是________(填字母)。
A.滴加NaHCO3溶液后产生CO2
B.滴加FeCl3溶液后显紫色
C.1 mol M最多能加成5 mol H2
D.核磁共振氢谱有10组峰
(3)M在铜作催化剂的条件下被O2氧化的化学方程式为__________________ ___________________________________________________________________。
(4)M能发生缩聚反应,发生反应的化学方程式为______________________ ___________________________________________________________________。
(5)满足下列条件的M的同分异构体有________种(不考虑立体异构);任写一种结构简式:______________。
①含萘环()
②萘环上有两个取代基
③含醚键和羟基
解析 (1)M的分子式为C11H10O3,其中含有羟基、羧基、碳碳双键3种官能团;
(2)羧基与NaHCO3溶液可产生CO2,故A正确;M中没有酚羟基,不能使FeCl3溶液显紫色,故B错误;M分子中存在1个苯环和1个碳碳双键,1 mol M最多能加成4 mol H2,故C错误;M中有10种化学环境不同的氢原子,核磁共振氢谱有10组峰,故D正确;
(3)M在铜作催化剂的条件下被O2氧化的化学方程式为:
2+O22+2H2O;
(4)M发生缩聚反应的化学方程式为:
+(n-1)H2O;
(5)满足条件的M的同分异构体中含有—OH及—O—CH2OH,其同分异构体、,共14种。
答案 (1)C11H10O3 3 (2)BC
(3)2+O22+2H2O
(4) +(n-1)H2O
(5)14
16.(15分)乙酰水杨酸(阿司匹林)是应用广泛的解热、镇痛和抗炎药,它对肠胃的刺激较小,在体内还具有抗血栓的作用,可用于预防心脑血管疾病,与青霉素、安定并称为“医药史上三大经典药物”。其合成原理如下:
++
Ⅰ.相关资料:
物质
相对分子质量
熔点/℃
其他性质
水杨酸
138
1.44
157~159
溶于乙醇、微溶于水
乙酸酐
102
1.08
-72~-74
沸点140 ℃,无色透明液体,遇水形成乙酸
阿司
匹林
180
1.35
135~138
分解温度为128~135 ℃,溶于乙醇、微溶于水
乙酸
乙酯
88
0.90
-87
沸点77 ℃,微溶于水,溶于乙醇等有机溶剂
Ⅱ.实验步骤:
(一)制备过程
①向100 mL的三颈烧瓶中依次加入6.9 g干燥的水杨酸、8.0 mL新蒸的乙酸酐和0.5 mL浓硫酸(作催化剂),磁力搅拌下,小心加热,控制温度在70 ℃左右反应30 min。
②稍冷后,将反应液缓慢倒入100 mL冰水中冷却15 min,用图乙装置减压抽滤,将所有产品收集到布氏漏斗中,滤饼用少量冷水多次洗涤,继续抽滤,得到乙酰水杨酸粗品。
(二)提纯过程
③将粗产品转移至100 mL圆底烧瓶中,再加入20 mL乙酸乙酯,加热溶解,如有不溶物出现,趁热过滤,热滤液置冰箱中冷却至-5 ℃~0 ℃,抽滤,洗涤,干燥,得无色晶体乙酰水杨酸,质量为4. 50 g。
回答下列问题:
(1)图乙中“抽滤”操作相对于普通过滤的优点是___________________。
(2)步骤①中加热操作宜采用________,图甲中仪器A的名称为________,A的作用是防止外界的水蒸气进入三颈烧瓶导致发生副反应,降低水杨酸的转化率。写出该副反应的化学方程式:________________________________。
(3)步骤②用冷水洗涤后,如何检验阿司匹林中是否还有杂质水杨酸剩余?_________________________________________________________________。
(4)步骤③的提纯方法是________(写操作名称)。
(5)计算乙酰水杨酸(阿司匹林)的产率为________。
解析 (1)“抽滤”是在减压条件下过滤,相对于普通过滤,可加快过滤速度,提高过滤效果。
(2)步骤①在70 ℃左右反应,故加热操作宜采用水浴加热;图甲中仪器A的名称为球形干燥管;由已知信息知,乙酸酐遇水形成乙酸,A的作用是防止外界的水蒸气进入三颈烧瓶导致发生副反应:(CH3CO)2O+H2O―→2CH3COOH,降低水杨酸的转化率。
(3)水杨酸含有酚羟基,遇氯化铁溶液呈紫色,阿司匹林中不含酚羟基,可根据现象不同进行检验,具体方案:取最后一次洗涤液于试管中,滴加几滴FeCl3溶液,若有紫色出现,说明有水杨酸剩余;若无紫色出现,说明产品中没有水杨酸剩余。
(4)重结晶可以进一步对产物提纯,则步骤③的提纯方法是重结晶。
(5)6.9 g干燥水杨酸的物质的量为=0.05 mol、8.0 mL新蒸的乙酸酐的物质的量为≈0.085 mol>0.05 mol,乙酸酐过量,则理论上生成0.05 mol乙酰水杨酸,实际生成4.50 g产品,乙酰水杨酸(阿司匹林)的产率为×100%=50%。
答案 (1)加快过滤速度(或过滤效果好)
(2)水浴加热 球形干燥管 (CH3CO)2O+H2O―→2CH3COOH
(3)取最后一次洗涤液于试管中,滴加几滴FeCl3溶液,若有紫色出现,说明水杨酸有剩余;若无紫色出现,说明水杨酸没有剩余
(4)重结晶 (5)50%
17.(14分)(2025·黑吉辽内蒙古卷)含呋喃骨架的芳香化合物在环境化学和材料化学领域具有重要价值。一种含呋喃骨架的芳香化合物合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A→B的化学方程式为____________________________。
(2)C→D实现了由________到________的转化(填官能团名称)。
(3)G→H的反应类型为________。
(4)E的同分异构体中,含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为3∶2∶1的同分异构体的数目有________种。
(5)M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则生成的与N互为同分异构体的副产物结构简式为________。
(6)参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为____________和_____________。
解析 (1)A为邻羟基苯甲酸,与甲醇发生酯化反应生成B(),化学方程式为+CH3OH+H2O;
(2)C为,C被氧气氧化为D(),羟基转化为醛基;
(3)G为,与反应生成,属于取代反应;
(4)E为,含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为3∶2∶1的同分异构体,如果为醛基、溴原子、甲基的组合时,可形成、两种,如果为酮羰基、溴原子组合时可形成、,一共有4种;
(5)M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,N为,与N互为同分异构体的结构可以是;
(6)参考上述路线,可先将消去生成,再与反应生成,与在一定条件下得到目标产物。
答案 (1) +CH3OH+H2O
(2)羟基 醛基 (3)取代反应
(4)4
(5)
(6)
18.(15分)医药合成中可用下列流程合成一种治疗心脏病的特效药物(G)。
已知:①RCH===CH2RCH2CH2CHO
②+RCH===CH2
(1)B的核磁共振氢谱图中有________组吸收峰,C的名称为________。
(2)E中含氧官能团的名称为__________________,写出D→E的化学方程式:_____________________________________________________________。
(3)E→F的反应类型为________。
(4)E的同分异构体中,结构中有醚键且苯环上只有一个取代基的结构有_______________________种,写出其中甲基数目最多的同分异构体的结构简式:___________________________________________________________。
(5)下列有关产物G的说法正确的是________(填序号)。
A.G的分子式为C15H28O2
B.1 mol G水解能消耗2 mol NaOH
C.G中所有碳原子均采取sp3杂化
D.合成路线中生成G的反应为取代反应
(6)写出以1-丁醇为原料制备C的同分异构体正戊酸(CH3CH2CH2CH2COOH)的合成路线(无机试剂任选)。合成路线流程图示例:H2C===CH2CH3CH2BrCH3CH2OH。
解析 在合成路线中,C+F→G为酯化反应,由F和G的结构可推出C为,结合已知信息①,可推出B为;由F的结构和E→F的转化条件,可推出E为,再结合已知信息②,可推出D为。
(1)由上述分析可知,B的结构简式为,其分子中有4种化学环境的氢原子,故其核磁共振氢谱图中有4组吸收峰;的名称为3-甲基丁酸。
(2)E为,其中含氧官能团的名称为羟基,根据已知信息②可写出D→E的化学方程式。
(3)E→F为苯环加氢的反应,该反应类型为加成反应或还原反应。
(4)E为,其同分异构体满足条件:结构中有醚键且苯环上只有一个取代基结构。应分两步分析,首先从分子组成中去掉—O—,则苯环上只有一个取代基的结构为,由于丁基有4种结构,所以也有4种,即、、、;第二步,将—O—插入C—C键之间形成醚,分别有4种、4种、3种和2种,共有13种,其中甲基数目最多的同分异构体的结构简式为、。
(5)A项,由G的结构知G的分子式为C15H28O2,正确;B项,1 mol G水解只能消耗1 mol NaOH,错误;C项,G中酯基中碳原子采取sp2杂化,错误;D项,合成路线中生成G的反应为酯化反应,也属于取代反应,正确。
(6)以1-丁醇为原料制备正戊酸(CH3CH2CH2CH2COOH),属于增长碳链的合成,结合题干中A→B→C的转化过程可知,1-丁醇先发生消去反应生成1-丁烯,再和CO/H2反应生成正戊醛,最后氧化生成正戊酸,据此写出合成路线。
答案 (1)4 3-甲基丁酸
(2)羟基 +CH3CH===CH2
(3)加成反应(或还原反应)
(4)13 、
(5)AD
(6)CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH===CH2
CH3CH2CH2CH2CHOCH3CH2CH2CH2COOH
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