内容正文:
南宁三中2025~2026学年度下学期高二月考(一)
化学试题
2026.3
相对分子质量H-1 C-12 O-16 S-32 Fe-56 Ce-140
一、选择题(本题共14小题,每题只有一个正确选项。每小题3分,共42分)
1. 有机化学在生活中有很多应用,下列说法错误的是
A. 苯甲酸可做食品防腐剂 B. 乙烷可催熟水果
C. 氧炔焰可切割金属 D. 可燃冰可作为燃料
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 的电子式为
B. 反-1,2-二氟乙烯的结构式为
C. 3,3-二甲基戊烷的键线式为
D. 基态S原子的价电子轨道表示式为
3. 设阿伏加德罗常数的值为,则下列说法正确的是
A. 戊烷中含原子的数目为
B. 乙炔和苯的混合物中碳原子的数目为
C. 溶液中的数目为
D. 环氧乙烷()中含键数目为
4. 下列物质的分离提纯方法错误的是
A. 分离氯化钾与固体碘的混合物——升华
B. 提纯含有的苯甲酸固体——重结晶
C. 除去甲烷中的少量乙烯——酸性高锰酸钾溶液洗气
D. 分离水和——分液
5. 工业上可由乙苯生产苯乙烯:,下列有关说法正确的是
A. 用溴水可以区分苯乙烯和乙苯
B. 苯乙烯分子中共平面的碳原子数最多为7
C. 苯乙烯最多可与氢气加成
D. 乙苯和苯乙烯均能发生取代反应、加聚反应和氧化反应
6. 下列实验装置能达到目的的是
A.分离苯和甲苯
B.证明乙炔可使溴水褪色
C.溴苯的制备及产物的检验
D.用苯萃取碘水中的碘
A. A B. B C. C D. D
7. 下列化学方程式书写正确的是
A. 制备聚乙炔:
B. 光照下甲苯与氯气反应生成一氯代物:
C. 用去除工业废水中的:
D. 向硫酸铜溶液中加入过量的氨水:
8. 由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是
实验操作
现象
结论
A
向溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉溶液
先变橙色,后变蓝色
氧化性:
B
向中滴加酸性高锰酸钾溶液
溶液颜色褪去
甲基对苯环产生了影响
C
将湿润的蓝色石蕊试纸靠近甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体
湿润的蓝色石蕊试纸变红
生成的有机物具有酸性
D
将乙烯通入溴的四氯化碳溶液
溶液最终变为无色透明
生成物无色,可溶于四氯化碳
A. A B. B C. C D. D
9. 、、、四种短周期主族元素,原子序数依次增大。、与位于同一周期,且只有、元素相邻。基态原子核外有2个未成对电子,原子在同周期中原子半径最大。下列说法错误的是
A. 第一电离能: B. 电负性:
C. 简单离子的半径: D. 与水反应生成产物之一是非极性分子
10. 利用如图所示装置实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物),下列说法不正确的是
A. Y为电源正极
B. 电解后硫酸溶液的物质的量浓度不变
C. 惰性电极a上发生的反应为
D. 在标准状况下,该电解装置每生成,理论上可得到环己烷
11. 某实验小组用工业粗品(含、、等杂质离子)为原料,以萃取剂(甲基异丁基甲酮)萃取法制取高纯氧化铁。实验过程中的主要操作步骤如下,下列叙述错误的是
已知:在较高的盐酸浓度下,能溶解于甲基异丁基甲酮中形成化合物,当盐酸浓度降低时该化合物解离
A. 用萃取剂X萃取时,、、等杂质离子几乎都在水相中
B. 灼烧阶段的化学反应方程式为
C. 为提高萃取率和产品产量,实验时应多次萃取并合并萃取液
D. 若要测定产品中铁的含量,需经盐酸溶解、加还原剂将还原成,然后在酸性条件下用标准溶液滴定
12. 黄铁矿是制取硫酸的主要原料,其主要成分为,其中铁元素显+2价,其立方晶胞结构如图所示,晶胞边长为。设阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A. 晶体中化学键的类型与相似,均为离子键和非极性共价键
B. 晶胞中,离最近的有8个
C. 之间的最短距离为
D. 晶胞密度为
13. 一定条件下,1-苯基丙炔(,Ph-表示苯基)可与发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图,下列说法正确的是
A. 反应活化能:反应I>反应II
B. 增加浓度会改变平衡时产物II和产物I的占比
C. 选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物I
D. 若保持温度和压强不变,再向容器中通,反应I的化学平衡将正向移动
14. 亚砷酸()为三元弱酸,可用于治疗血液疾病。常温下用溶液滴定时,各种含砷微粒的物质的量分数随的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅱ表示的物质的量分数变化关系
B. a点时,
C. b点时,溶液中
D. 溶液中,
二、非选择题(共58分)
15. 有机物数量众多,不仅构成了生机勃勃的生命世界,也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。I.现有下列几种有机物:
A. B. C. D.
E. F. G.
已知:Diels-Alder反应:
(1)与A互为同系物的是_____(填标号);G物质中含氧官能团名称为_____。
(2)C的名称是_____,其一氯代物有_____种;E的名称是_____。
(3)D在催化剂作用下发生加聚反应的化学方程式为_____。
(4)下列不属于与发生分子数加成产物的是_____(填标号)。
a. b. c. d.
(5)由B和D发生Diels-Alder反应的产物为_____。
II.某有机化合物经李比希法测得其中含碳元素为72.0%、含氢元素为6.67%,其余为氧元素。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一:用质谱法分析得知的相对分子质量为150
方法二:核磁共振仪测出。的核磁共振氢谱如图甲所示,其面积之比为
方法三:利用红外光谱仪测得分子的红外光谱如图乙所示
(6)M的分子式为_____,写出符合条件的不属于酯类的M的一种结构简式:_____。
16. 乙酸酐[]与苯在无水催化下经傅氏反应可制备乙酰苯(),根据下列信息回答问题。
反应原理:。
物质性质:
名称
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
密度(g/mL)
溶解性
乙酸酐
102
-73
140
1.082
易与水反应,水解
苯
78
5.5
80.5
0.879
不溶于水
乙酰苯
120
20.5
202
1.0281
微溶于水,易溶于苯、石油醚
石油醚
<-73
30~60
0.64
不溶于水
制备合成:
步骤1:向装置a中加入适量粉末状和苯(约),开启搅拌器,将d中的乙酸酐(约0.042 mol)缓慢滴加到a中,开启恒温加热器加热回流一段时间。
步骤2:停止回流,待反应液冷却后,将反应液倒入盛有浓盐酸的烧杯中,并置于冰水浴中,至白色胶状沉淀完全溶解,经进一步处理得到较纯净的乙酰苯。
(1)仪器a的名称为_____,仪器b作用是_____。
(2)仪器中无水氯化钙的作用是_____。
(3)下列装置中可以替代装置c的是_____(填标号)。
A. B. C.
(4)步骤2中进一步处理包括如下步骤:
①分液;②水层用石油醚萃取合并至有机层;③有机层依次用水洗、10%的溶液洗、水洗至中性,然后分液;④用无水干燥处理有机层并过滤;⑤_____。
其中步骤③中水洗在_____(填仪器名称)中进行,用溶液洗的目的是_____;步骤⑤操作是_____。
(5)若最终制得4.1 g产品,则产率约为_____%。(结果取整数)
17. 高分子化合物H的一种合成路线如下:
已知:i.C7H8O属于酚类芳香族化合物:
ii.+RX+HX(R为烷烃基,X为卤原子);
iii.+R3-COOH、+CO2。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_____。
(2)AB的化学反应方程式为_____。
(3)C7H8O的结构简式是_____。
(4)D分子含手性碳原子个数为_____,F中所含官能团的名称为_____。
(5)M属于C的同系物,相对分子质量比C小14,则M的结构共有_____种(不包括立体异构),其中核磁共振氢谱有4组吸收峰,且峰面积之比为6:3:2:1的M的结构简式为_____(写一种)。
(6)某同学结合物质H的合成路线,设计以、乙醇为原料,合成的一种路线_____(用流程图表示,其他无机试剂任选)。
18. 2021年,我国科学家首次实现了到淀粉的人工全合成,捕集与转化技术研究备受关注。回答下列问题:
I.离子液体聚合物捕集:
(1)已知离子液体聚合物在不同温度和不同流速下,吸附容量随时间的变化如图,有利于离子液体聚合物捕集的最佳温度和流速是_____。
II.从合成甲醇是到淀粉的重要一步。该过程存在如下两个反应:
①
②
(2)反应③的平衡常数,则_____。
(3)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_____(填标号)。
A. 和浓度相等时,反应达到平衡状态
B. 移去部分,反应①的平衡向右移动
C. 加入反应①的催化剂,可提高的平衡转化率
D. 降低反应温度,反应①②③的正、逆反应速率都减小
(4)压强下,把两种气体按通入恒压容器中仅发生上述反应①和②,平衡转化率及平衡产率随温度变化关系如下图所示。已知:的产率。
i.时,反应I的平衡常数_____(列出计算式即可,是分压代表的平衡常数,分压总压×物质的量分数)。
ii.之后,平衡转化率随温度改变呈现该曲线变化的原因是_____。
(5)利用电解原理也可将转化为,其装置如图所示:
①双极膜B侧为_____(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。
②阴极的电极反应式为_____。
III.研究表明,对催化加氢有一定催化效果,取干燥在气条件下加热,热重分析显示样品一直处于质量损失状态;射线衍射分析结果表明随着温度升高,该晶胞边长变长,但铈离子空间排列没有发生变化。
(6)加热后,当失重率(损失的质量/总质量)为2.33%时,每个晶胞拥有的的个数为_____。
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南宁三中2025~2026学年度下学期高二月考(一)
化学试题
2026.3
相对分子质量H-1 C-12 O-16 S-32 Fe-56 Ce-140
一、选择题(本题共14小题,每题只有一个正确选项。每小题3分,共42分)
1. 有机化学在生活中有很多应用,下列说法错误的是
A. 苯甲酸可做食品防腐剂 B. 乙烷可催熟水果
C. 氧炔焰可切割金属 D. 可燃冰可作为燃料
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯甲酸及其钠盐是常见的食品防腐剂,合规使用下可抑制微生物繁殖,A正确;
B.具有水果催熟功效的是乙烯,乙烷属于饱和烷烃,没有催熟作用,B错误;
C.乙炔在氧气中燃烧产生的氧炔焰温度可达3000℃以上,可用于切割金属,C正确;
D.可燃冰的主要成分是甲烷水合物,甲烷具有可燃性,可作为燃料使用,D正确;
答案选B。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 的电子式为
B. 反-1,2-二氟乙烯的结构式为
C. 3,3-二甲基戊烷的键线式为
D. 基态S原子的价电子轨道表示式为
【答案】C
【解析】
【详解】A.是共价化合物,结构式为O=C=O,每个原子均满足最外层8电子稳定结构,其电子式为:,A错误;
B.反-1,2-二氟乙烯的两个原子应该位于碳碳双键异侧,图中两个F在双键同侧,是顺式结构,反-1,2-二氟乙烯的结构式为:,B错误;
C.3,3-二甲基戊烷的结构简式为:,键线式为,C正确;
D.基态原子的价电子排布式为,根据洪特规则,电子在填入相同能级的轨道时,优先单独分占不同的轨道,故轨道表示式应为:,D错误;
故选C。
3. 设阿伏加德罗常数的值为,则下列说法正确的是
A. 戊烷中含原子的数目为
B. 乙炔和苯的混合物中碳原子的数目为
C. 溶液中的数目为
D. 环氧乙烷()中含键数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.未指明是否处于标准状况,且戊烷常温下为液体,物质的量无法确定为,因此原子数目无法确定,A错误;
B.乙炔和苯的最简式均为,混合物含单元,对应碳原子,碳原子数目为,B正确;
C.在水溶液中会发生水解,故溶液中,的数目小于,C错误;
D.环氧乙烷()中含有的键数目为,所以环氧乙烷分子中含有的键的数目为,D错误;
故选B。
4. 下列物质的分离提纯方法错误的是
A. 分离氯化钾与固体碘的混合物——升华
B. 提纯含有的苯甲酸固体——重结晶
C. 除去甲烷中的少量乙烯——酸性高锰酸钾溶液洗气
D. 分离水和——分液
【答案】C
【解析】
【详解】A.碘单质易升华,氯化钾熔沸点高、热稳定性好,可用升华法分离二者,A正确;
B.苯甲酸溶解度随温度变化显著,氯化钠溶解度受温度影响很小,可用重结晶法提纯含氯化钠的苯甲酸,B正确;
C.乙烯会被酸性高锰酸钾氧化,生成二氧化碳等产物,引入新的气体杂质,且会消耗乙烯,不能达到除杂目的,C错误;
D.四氯化碳与水不互溶,混合后分层,可用分液法分离,D正确;
故选C。
5. 工业上可由乙苯生产苯乙烯:,下列有关说法正确的是
A. 用溴水可以区分苯乙烯和乙苯
B. 苯乙烯分子中共平面的碳原子数最多为7
C. 苯乙烯最多可与氢气加成
D. 乙苯和苯乙烯均能发生取代反应、加聚反应和氧化反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.溴和苯乙烯发生加成反应而使溴水褪色,乙苯能萃取溴水中的溴而分层,现象不同,故可以用溴水区分二者,A正确;
B.苯分子是平面分子,乙烯分子是平面分子,两个平面可能共平面,即8个原子在一个平面上,所以共平面的碳原子数最多都为8,B错误;
C.苯乙烯的苯环和碳碳双键都可以与发生加成反应,苯乙烯最多可与氢气加成,C错误;
D.乙苯能发生取代反应和氧化反应,不能发生加聚反应;而苯乙烯由于含有碳碳双键,所以能发生加聚反应和氧化反应,也能发生苯环上的取代反应,D错误;
故答案选A。
6. 下列实验装置能达到目的的是
A.分离苯和甲苯
B.证明乙炔可使溴水褪色
C.溴苯的制备及产物的检验
D.用苯萃取碘水中的碘
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.蒸馏法分离苯和甲苯,温度计水银球应该在蒸馏烧瓶的支管口,故A错误;
B.烧瓶中得到的乙炔气体中含有硫化氢等杂质,硫化氢也会使溴水褪色,溴水褪色不能证明乙炔可使溴水褪色,故B错误;
C.液溴易挥发,进入硝酸银溶液发生反应产生淡黄色沉淀,干扰溴化氢的检验,应先通过四氯化碳溶液除去挥发出来的液溴,故C错误;
D.碘易溶于苯,苯密度小于水,用苯萃取碘水中的碘,有机层在上、水层在下,故D正确;
选D。
7. 下列化学方程式书写正确的是
A. 制备聚乙炔:
B. 光照下甲苯与氯气反应生成一氯代物:
C. 用去除工业废水中的:
D. 向硫酸铜溶液中加入过量的氨水:
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙炔加聚制备聚乙炔,化学方程式为:,A错误;
B.光照下甲苯与氯气发生取代反应,取代甲基上的H原子反应生成一氯代物:,B正确;
C.用去除工业废水中的,FeS难溶于水,不能写成离子,化学方程式为:,C错误;
D.向硫酸铜溶液中加入过量的氨水,氨水过量,生成铜氨离子,化学方程式为:,D错误;
故选B。
8. 由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是
实验操作
现象
结论
A
向溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉溶液
先变橙色,后变蓝色
氧化性:
B
向中滴加酸性高锰酸钾溶液
溶液颜色褪去
甲基对苯环产生了影响
C
将湿润的蓝色石蕊试纸靠近甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体
湿润的蓝色石蕊试纸变红
生成的有机物具有酸性
D
将乙烯通入溴的四氯化碳溶液
溶液最终变为无色透明
生成物无色,可溶于四氯化碳
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.向NaBr溶液中滴加过量氯水,溴离子被氯气氧化为溴单质,但氯水过量,再加入淀粉溶液,过量的氯水可以将碘离子氧化为碘单质,无法证明溴单质的氧化性强于碘单质,A错误;
B.甲苯被酸性溶液氧化为苯甲酸,说明苯环对甲基产生了影响,B错误;
C.甲烷和氯气光照反应后,使湿润的蓝色石蕊试纸变红的是生成的无机产物,反应生成的所有有机物都是中性,不具有酸性,C错误;
D.乙烯和溴发生加成反应,生成无色的1,2-二溴乙烷,该产物属于有机物,可溶于四氯化碳,因此溶液最终变为无色透明,D正确;
故选D。
9. 、、、四种短周期主族元素,原子序数依次增大。、与位于同一周期,且只有、元素相邻。基态原子核外有2个未成对电子,原子在同周期中原子半径最大。下列说法错误的是
A. 第一电离能: B. 电负性:
C. 简单离子的半径: D. 与水反应生成产物之一是非极性分子
【答案】A
【解析】
【分析】首先推断元素:X、Y、Z为第二周期元素,X基态有2个未成对电子且仅与Y相邻,故X为C、Y为N,Y与Z不相邻,故Z为F;W为第三周期原子半径最大的主族元素,故W为Na。据此分析各选项;
【详解】A.同周期主族元素第一电离能随原子序数增大呈增大趋势,F的第一电离能大于N,实际第一电离能顺序为,A错误;
B.同周期主族元素电负性从左到右逐渐增大,同主族从上到下逐渐减小,故电负性,B正确;
C.和核外电子排布相同,核电荷数越大离子半径越小,故离子半径W<Z,C正确;
D.与水反应生成乙炔,乙炔为直线形对称结构,属于非极性分子,D正确;
故选A。
10. 利用如图所示装置实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物),下列说法不正确的是
A. Y为电源正极
B. 电解后硫酸溶液的物质的量浓度不变
C. 惰性电极a上发生的反应为
D. 在标准状况下,该电解装置每生成,理论上可得到环己烷
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,在惰性电极a得到电子生成,电极a发生还原反应,惰性电极a为阴极,惰性电极b为阳极,H2O在阳极失去电子生成O2,以此解答。
【详解】A.由分析可知,惰性电极b为阳极,与电源的正极相连,Y为电源正极,A正确;
B.由分析可知,惰性电极b为阳极,H2O在阳极失去电子生成O2,电极方程式为:2H2O-4e-=O2+4H+,H+通过质子交换膜进入阴极区,硫酸溶液中H+物质的量不变,但水消耗了,硫酸溶液的物质的量浓度增大,B错误;
C.由分析可知,在惰性电极a得到电子生成,电极方程式为:+6H++6e-=,C正确;
D.标况下11.2LO2物质的量为,由2H2O-4e-=O2+4H+可知反应转移2mol电子,每转移6mol电子可得到1mol环己烷,则理论上转移2mol电子可得到环己烷,D正确;
故选B。
11. 某实验小组用工业粗品(含、、等杂质离子)为原料,以萃取剂(甲基异丁基甲酮)萃取法制取高纯氧化铁。实验过程中的主要操作步骤如下,下列叙述错误的是
已知:在较高的盐酸浓度下,能溶解于甲基异丁基甲酮中形成化合物,当盐酸浓度降低时该化合物解离
A. 用萃取剂X萃取时,、、等杂质离子几乎都在水相中
B. 灼烧阶段的化学反应方程式为
C. 为提高萃取率和产品产量,实验时应多次萃取并合并萃取液
D. 若要测定产品中铁的含量,需经盐酸溶解、加还原剂将还原成,然后在酸性条件下用标准溶液滴定
【答案】D
【解析】
【分析】向氯化铁溶于浓盐酸得到的溶液中加入萃取剂萃取、分液得到水相和含有铁离子的有机相;向有机相中加入高纯水反萃取、分液得到有机相和含有铁离子的水相;向水相中加入草酸溶液,将水相中的铁离子转化为草酸铁沉淀,过滤得到草酸铁;草酸铁经蒸发、灼烧得到高纯度氧化铁。
【详解】A.由分析可知,向六水氯化铁溶于浓盐酸得到的溶液中加入萃取剂萃取、分液得到水相和含有铁离子的有机相,所以用萃取剂萃取时,、、等杂质离子几乎都在水相中,故A正确;
B.由分析可知,草酸铁经灼烧时被空气氧化为氧化铁、二氧化碳,故B正确;
C.萃取剂X总量一定时,萃取的次数越多,效果越好,实验时应多次萃取并合并萃取液,故C正确;
D.测定产品中铁的含量时,加入的盐酸能与酸性高锰酸钾溶液反应,会使测得的铁的含量偏高,故D错误;
故选D。
12. 黄铁矿是制取硫酸的主要原料,其主要成分为,其中铁元素显+2价,其立方晶胞结构如图所示,晶胞边长为。设阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A. 晶体中化学键的类型与相似,均为离子键和非极性共价键
B. 晶胞中,离最近的有8个
C. 之间的最短距离为
D. 晶胞密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.中含有共价键,不含离子键,故A错误;
B.离最近的,即位于体心的周围有12条棱心上的,共12个,故B错误;
C.之间的最短距离为面对角线的一半,所以为,故C正确;
D.位于顶点和面心,个数为,位于棱心和体心,个数为,1个晶胞的质量为,晶胞体积为,则晶胞的密度,故D错误;
选C。
13. 一定条件下,1-苯基丙炔(,Ph-表示苯基)可与发生催化加成,反应如下:
反应过程中该炔烃及反应产物的占比随时间的变化如图,下列说法正确的是
A. 反应活化能:反应I>反应II
B. 增加浓度会改变平衡时产物II和产物I的占比
C. 选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物I
D. 若保持温度和压强不变,再向容器中通,反应I的化学平衡将正向移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.短时间里反应I得到的产物比反应II得到的产物多,说明反应I的速率比反应II的速率快,速率越快,其活化能越小,则反应活化能:反应反应II,故A错误;
B.产物I和产物II存在可逆反应,则产物II和产物I的比值即该可逆反应的平衡常数,由于平衡常数只与温度有关,所以增加浓度平衡时产物II和产物I的比例不变,故B错误;
C.根据图像,可知短时间里反应I得到的产物比反应II得到的产物多,所以选择相对较短的反应时间,及时分离可获得高产率的产物I,故C正确;
D.若保持温度和压强不变,再向容器中通,容器体积增大,相当于减压,反应I平衡将逆向移动,故D错误;
选C。
14. 亚砷酸()为三元弱酸,可用于治疗血液疾病。常温下用溶液滴定时,各种含砷微粒的物质的量分数随的变化如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线Ⅱ表示的物质的量分数变化关系
B. a点时,
C. b点时,溶液中
D. 溶液中,
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图中信息可知,曲线Ⅰ表示的变化关系,曲线Ⅱ表示的变化关系,曲线Ⅲ表示的变化关系,曲线Ⅳ表示的变化关系,A项正确;
B.点时,,结合,,可知,由图可知,曲线Ⅰ与曲线Ⅱ的交点处,,,曲线Ⅱ与曲线Ⅲ的交点处,,,所以时,,,,B项正确;
C.b点为曲线Ⅱ与曲线Ⅳ的交点,,结合电荷守恒:,可得,C项错误;
D.的电离平衡常数为,水解平衡常数为,的水解程度大于电离程度,所以,D项正确;
答案选C。
二、非选择题(共58分)
15. 有机物数量众多,不仅构成了生机勃勃的生命世界,也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。I.现有下列几种有机物:
A. B. C. D.
E. F. G.
已知:Diels-Alder反应:
(1)与A互为同系物的是_____(填标号);G物质中含氧官能团名称为_____。
(2)C的名称是_____,其一氯代物有_____种;E的名称是_____。
(3)D在催化剂作用下发生加聚反应的化学方程式为_____。
(4)下列不属于与发生分子数加成产物的是_____(填标号)。
a. b. c. d.
(5)由B和D发生Diels-Alder反应的产物为_____。
II.某有机化合物经李比希法测得其中含碳元素为72.0%、含氢元素为6.67%,其余为氧元素。现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一:用质谱法分析得知的相对分子质量为150
方法二:核磁共振仪测出。的核磁共振氢谱如图甲所示,其面积之比为
方法三:利用红外光谱仪测得分子的红外光谱如图乙所示
(6)M的分子式为_____,写出符合条件的不属于酯类的M的一种结构简式:_____。
【答案】(1) ①. C ②. 醚键、酯基
(2) ①. 2,2,4三甲基戊烷 ②. 4 ③. 邻羟基苯甲醛(2-羟基苯甲醛)
(3)n(CH3)C=CH-CH3
(4)d (5)
(6) ①. ②. 或
【解析】
【小问1详解】
结构相似、分子组成相差若干原子团的有机物互为同系物。结构简式为,、都是碳碳以单键连成链,碳的其它键都与原子连接,所以结构相似,分子组成相差5个,、互为同系物,故互为同系物的是AC;G为,含氧官能团名称为醚键、酯基;
【小问2详解】
C为:,最长碳链为5个,故称为戊烷,在2号C原子上由两个甲基,在4号碳原子上由1个甲基,故名称2,2,4三甲基戊烷;根据等效氢原则原子,共有4种等效氢原则,故一氯代物有4种;E为:,含有醛基和羟基,故名称为:邻羟基苯甲醛(2-羟基苯甲醛);
【小问3详解】
D为:,在催化剂作用下发生加聚反应的化学方程式为:n(CH3)C=CH-CH3;
【小问4详解】
与发生1:1加成,可能存在1,2加成和1,4加成,故产物可能是、、、、,故选d
【小问5详解】
B为:,D为:,已知:Diels-Alder反应:,则B和D发生Diels-Alder反应的产物为:;
【小问6详解】
某有机化合物M经李比希法测得其中碳元素的质量分数为72.0%、氢元素的质量分数为6.67%,其余为氧元素,用质谱法分析得知M的相对分子质量为150,则1mol该有机物中碳原子的物质的量为,氢原子的物质的量为,所以氧原子的物质的量为,所以M的分子式为;从红外光谱图可以看出,M分子中含有C=O,苯环、C-O-C、C-C、C-H以及,核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱有5个峰,其面积之比为1∶2∶2∶2∶3,不属于酯类的M的同分异构体有、。
16. 乙酸酐[]与苯在无水催化下经傅氏反应可制备乙酰苯(),根据下列信息回答问题。
反应原理:。
物质性质:
名称
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
密度(g/mL)
溶解性
乙酸酐
102
-73
140
1.082
易与水反应,水解
苯
78
5.5
80.5
0.879
不溶于水
乙酰苯
120
20.5
202
1.0281
微溶于水,易溶于苯、石油醚
石油醚
<-73
30~60
0.64
不溶于水
制备合成:
步骤1:向装置a中加入适量粉末状和苯(约),开启搅拌器,将d中的乙酸酐(约0.042 mol)缓慢滴加到a中,开启恒温加热器加热回流一段时间。
步骤2:停止回流,待反应液冷却后,将反应液倒入盛有浓盐酸的烧杯中,并置于冰水浴中,至白色胶状沉淀完全溶解,经进一步处理得到较纯净的乙酰苯。
(1)仪器a的名称为_____,仪器b作用是_____。
(2)仪器中无水氯化钙的作用是_____。
(3)下列装置中可以替代装置c的是_____(填标号)。
A. B. C.
(4)步骤2中进一步处理包括如下步骤:
①分液;②水层用石油醚萃取合并至有机层;③有机层依次用水洗、10%的溶液洗、水洗至中性,然后分液;④用无水干燥处理有机层并过滤;⑤_____。
其中步骤③中水洗在_____(填仪器名称)中进行,用溶液洗的目的是_____;步骤⑤操作是_____。
(5)若最终制得4.1 g产品,则产率约为_____%。(结果取整数)
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. 导气,冷凝回流
(2)吸收水蒸气,防止水蒸气进入烧瓶中使乙酸酐水解影响产率,同时防止水蒸气与接触,使之失去催化能力
(3)A (4) ①. 分液漏斗 ②. 洗去残留的酸 ③. 蒸馏 (5)81
【解析】
【分析】本实验是傅氏反应制备乙酰苯,反应需要无水条件,通过冷凝回流提高原料利用率,尾气用NaOH吸收并防倒吸,产物经过酸溶、萃取、洗涤、干燥、蒸馏分离提纯,根据限量反应物计算产率,整个流程符合有机合成实验的一般逻辑,利用各物质沸点差异分离提纯产物。
【小问1详解】
仪器a的名称为三颈烧瓶。仪器b(球形冷凝管)的作用:导气、冷凝回流,将汽化的反应物(苯、乙酸酐)冷凝送回反应体系,提高原料利用率。
【小问2详解】
由于乙酸酐和易水解,干燥管中的氯化钙用于吸收水蒸气,防止水蒸气进入烧瓶中使乙酸酐水解影响产率,同时防止水蒸气与接触,使之失去催化能力。
【小问3详解】
乙酸、浓盐酸挥发可以用氢氧化钠除去,选择A装置,B、C装置均会发生倒吸,故答案为A。
【小问4详解】
步骤③中水洗在分液漏斗中进行;有机层中混有反应生成的乙酸和加入盐酸后残留的酸性杂质,NaOH可中和除去这些杂质;干燥后有机层混有低沸点的苯、石油醚,利用沸点差异,通过蒸馏即可分离提纯得到乙酰苯。
【小问5详解】
根据反应,苯过量,则,乙酰苯的理论产量为:,则乙酰苯的产率为:。
17. 高分子化合物H的一种合成路线如下:
已知:i.C7H8O属于酚类芳香族化合物:
ii.+RX+HX(R为烷烃基,X为卤原子);
iii.+R3-COOH、+CO2。
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_____。
(2)AB的化学反应方程式为_____。
(3)C7H8O的结构简式是_____。
(4)D分子含手性碳原子个数为_____,F中所含官能团的名称为_____。
(5)M属于C的同系物,相对分子质量比C小14,则M的结构共有_____种(不包括立体异构),其中核磁共振氢谱有4组吸收峰,且峰面积之比为6:3:2:1的M的结构简式为_____(写一种)。
(6)某同学结合物质H的合成路线,设计以、乙醇为原料,合成的一种路线_____(用流程图表示,其他无机试剂任选)。
【答案】(1)丙烯 (2)
(3) (4) ①. 3 ②. 酮羰基、羧基
(5) ①. 22 ②. 或
(6)
【解析】
【分析】A分子式是C3H6,A与HCl加成反应产生C3H7Cl,则A是,B可能是或;B与C7H8O反应产生C,C与H2发生加成反应产生D,根据D结构简式,可知B是,分子式是C7H8O的物质是,与发生苯环上-CH3在苯环上对位的取代反应产生C:,C与H2发生苯环上的加成反应产生D:,D与浓硫酸混合加热发生消去反应产生E:,E与酸性KMnO4溶液发生氧化反应,产生F:,F与H2在Ni催化下加热,发生加成反应产生G: ,G在一定条件下发生缩聚反应产生高聚物H。
【小问1详解】
根据上述分析可知,化合物A是丙烯或1-丙烯;
【小问2详解】
根据上述分析可知,A与HCl在催化剂作用下发生加成反应,生成B(C7H7Cl),反应方程式为:;
【小问3详解】
已知信息中C7H8O属于酚类芳香族化合物,说明羟基直接连在苯环上,且苯环上还有一个甲基,并结合上述分析可知,结构简式为:;
【小问4详解】
根据上述分析可知,D的结构为,手性碳是碳所连的四个基团都不一样,所以手性碳原子个数为3;F分子式为,所含官能团是酮羰基和羧基;
【小问5详解】
根据上述分析可知化合物C是,M属于C的同系物,相对分子质量比C小14,说明M比C少1个CH2原子团,则M分子中含有酚-OH、3个饱和C原子,苯环上的取代基可以是①-OH、-CH2CH2CH3;②-OH、-CH2(CH3)2;③-OH、-CH3、-CH2CH3;④-OH、-CH3、-CH3、-CH3, 共四种不同情况,根据它们在苯环上的位置的不同,可知同分异构体种类分别有3、3、10、6种,故它们可能的结构为3+3+10+6=22种;其中核磁共振氢谱有4组吸收峰,且峰面积之比为6:3:2:1的M的结构简式为或,可任写其中的一种;
【小问6详解】
由题中已知信息可知,与浓硫酸混合加热,发生消去反应产生环己烯,与酸性KMnO4溶液发生氧化反应产生HOOC(CH2)4COOH,HOOC(CH2)4COOH与CH3CH2OH在浓硫酸存在条件下加热,发生酯化反应产生和H2O,故答案为。
18. 2021年,我国科学家首次实现了到淀粉的人工全合成,捕集与转化技术研究备受关注。回答下列问题:
I.离子液体聚合物捕集:
(1)已知离子液体聚合物在不同温度和不同流速下,吸附容量随时间的变化如图,有利于离子液体聚合物捕集的最佳温度和流速是_____。
II.从合成甲醇是到淀粉的重要一步。该过程存在如下两个反应:
①
②
(2)反应③的平衡常数,则_____。
(3)上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列说法正确的有_____(填标号)。
A. 和浓度相等时,反应达到平衡状态
B. 移去部分,反应①的平衡向右移动
C. 加入反应①的催化剂,可提高的平衡转化率
D. 降低反应温度,反应①②③的正、逆反应速率都减小
(4)压强下,把两种气体按通入恒压容器中仅发生上述反应①和②,平衡转化率及平衡产率随温度变化关系如下图所示。已知:的产率。
i.时,反应I的平衡常数_____(列出计算式即可,是分压代表的平衡常数,分压总压×物质的量分数)。
ii.之后,平衡转化率随温度改变呈现该曲线变化的原因是_____。
(5)利用电解原理也可将转化为,其装置如图所示:
①双极膜B侧为_____(填“阴离子”或“阳离子”)交换膜。
②阴极的电极反应式为_____。
III.研究表明,对催化加氢有一定催化效果,取干燥在气条件下加热,热重分析显示样品一直处于质量损失状态;射线衍射分析结果表明随着温度升高,该晶胞边长变长,但铈离子空间排列没有发生变化。
(6)加热后,当失重率(损失的质量/总质量)为2.33%时,每个晶胞拥有的的个数为_____。
【答案】(1)25℃、10 mL/min
(2)-90.6 (3)BD
(4) ①. ②. 反应①为放热反应,反应②为吸热反应,温度高于时,以反应②为主,随温度升高,平衡正向移动,的转化率升高
(5) ①. 阳离子 ②.
(6)7
【解析】
【小问1详解】
由图,有利于离子液体聚合物捕集的最佳温度和流速是25℃、,此时吸附速率较快、吸附容量最大。
【小问2详解】
由常数推理,。
【小问3详解】
A.和浓度相等时,不能说明各组分浓度不再改变,无法判断平衡,A错误;
B.移去部分,减小生成物浓度,反应①的平衡均向右移动,B正确;
C.选择合适的催化剂可以加快反应速率,但是不改变平衡移动,不能提高的平衡转化率,C错误;
D.降低温度,活化分子比例降低,反应的正、逆反应速率都减小,D正确;
故选BD。
【小问4详解】
压强下,把两种气体按通入恒压容器中,由图,时,平衡转化率、平衡产率分别为30%、20%,设氢气、二氧化碳投料分别为、,则反应二氧化碳0.3 mol、生成甲醇0.2 mol,由三段式:
平衡时,二氧化碳、氢气、甲醇、水、一氧化碳分别为、、、、,总的物质的量为,平衡体系中,反应I的平衡常数。
根据图形分析,之后,平衡转化率随温度改变呈现该曲线变化的原因是反应①为放热反应,反应②为吸热反应,温度高于时,以反应②为主,随温度升高,平衡正向移动,的转化率升高。
【小问5详解】
①由图,电解池左侧氢氧根离子失去电子被氧化,为阳极,右侧为阴极,则双极膜B侧为阳离子交换膜,氢离子通过离子交换膜进入右侧。
②电极的电极反应为酸性条件下,二氧化碳得到电子被还原为甲醇,。
【小问6详解】
在气中加热失重是失去部分氧原子。的质量为,由失重率2.33%计算可得,剩余 ,新化学式约为,已知每个晶胞含个,故对应含7个,即每个晶胞拥有7个氧离子。
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