内容正文:
新洲一中航天城校区三月求实考试
化学试题
一、选择题:本题共15小题,每小题只有1个正确选项,每小题3分,共45分。
1. 内蒙古是我国煤、石油和天然气的重要储藏和生产基地。下列说法错误的是
A. 天然气的主要成分是 B. 石油的主要成分是多种烃的混合物
C. 煤的干馏属于物理变化 D. 化石燃料燃烧前需进行脱硫处理
2. 作为改革先锋的深圳,始终走在科技进步的最前沿。下列有关说法正确的是
A. 华为公司研发的麒麟芯片可以实现在AI领域应用上完全自给。麒麟芯片的主要成分为
B. 比亚迪公司设计生产了长续航、快充电的磷酸铁锂电池。其中磷酸铁锂为新型金属材料
C. 深圳金雷科技公司生产的4nm二氧化钛活性催化剂被广泛应用于有害气体的催化分解,兑水即可使用。此催化剂兑水得到的分散系为胶体
D. 深圳石墨烯研究院将研制的石墨烯应用于超高容量存储器。石墨烯属于烃
3. 一定条件下,某共轭二烯烃X与溴单质按物质的量之比发生加成反应生成Y和Z,已知:
下列叙述正确的是
A. B. C. D.
4. 烃基卤化镁也称格氏试剂,能够与羰基等发生格氏反应:
下列转化不能通过格氏反应实现的是(格式试剂可根据需要任选)
A. 甲醛转化为正丁醇
B. 乙醛转化为乙醇
C. 丙酮转化为叔丁醇
D. 二氧化碳转化为乙酸
5. Diels-Alder反应是不对称有机催化的经典反应,转化关系如图所示(—R1、—R2、—R3、—R4为不同的烃基)。已知:连接4个完全不同原子或基团的碳原子称为手性碳原子。
下列说法错误的是
A. 上述反应属于加成反应
B. X、Y都能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色
C. Z分子中六元环上有4个手性碳原子
D. X可能与炔烃互为同分异构体
6. 乙酰水杨酸(阿司匹林)的结构如图。下列说法中错误的是
A. 乙酰水杨酸可发生酯化反应和水解反应
B. 乙酰水杨酸是一种烃的含氧衍生物
C. 1mol乙酰水杨酸与足量H2反应,最多消耗4molH2
D. 苯环上有两个羧基,一个甲基的乙酰水杨酸的同分异构体有6种
7. 在相同条件下,下列大小关系比较错误的是
A. 等质量的烃完全燃烧耗氧量:丙烷>乙烯 B. 沸点:正丁烷>异戊烷
C. 硫黄的溶解性:二硫化碳>酒精 D. 与钠的反应速率:水>酒精
8. 某烃的结构简式为,若分子中共线的碳原子数为a,可能共面的碳原子数最多为b,含四面体结构的碳原子数为c,则a、b、c分别是
A. 3、4、5 B. 4、10、4 C. 3、10、4 D. 3、14、4
9. 烃X是苯的二元取代物,其分子式为,则X的结构有
A. 42种 B. 45种 C. 48种 D. 49种
10. 几种物质存在如图转化关系(反应的条件和部分产物已略去)。已知:甲、乙均是离子化合物,丁是漂白粉的有效成分,反应Ⅱ中生成丙和一种烃Y(的分子)。下列说法正确的是
A. 烃Y为饱和烃 B. 丙易溶于水,在水中的溶解度很大
C. 上述三个反应均为氧化还原反应 D. 上述转化关系涉及的元素中只有一种为金属元素
11. 柠檬烯是一种食用香料,其结构简式如图所示。下列有关柠檬烯的分析正确的是
A. 柠檬烯的一氯代物有6种 B. 一定条件下,该物质可发生加成反应、氧化反应
C. 该烃不可以发生取代反应 D. 该烃属于乙烯的同系物
12. 三种气态烃的混合物与足量的氧气混合,点燃爆炸后,恢复到原来的状态(常温常压),气体体积共缩小,则三种烃可能是
A. 、、 B. 、、
C. 、、 D. 、、
13. 相同状况下,1体积某气态烃只能与1体积Cl2发生加成反应,生成氯代烷,1 mol此氯代烷可与4 mol Cl2发生完全取代反应,则该烃的结构简式为
A. CH2=CH2 B. CH3CH=CH2 C. CH3CH3 D. CH2=CH—CH=CH2
14. 橘红色的双环戊二烯基铁()可作为火箭添加剂、汽油抗爆剂,催化剂和抗溃疡药物等。非水电解体系中电化学方法合成双环戊二烯基铁的原理为:
该法具有工艺简单、产率高和环境友好等优点。以环戊二烯、无水乙醇和溴化钠(三者的质量比为6:43:1)制备双环戊二烯基铁的装置如图所示。
下列说法错误的是
A. a为电源的正极
B. NaBr的主要作用有为电解池提供离子导体
C. 转移2mol电子,理论上可制得1mol双环戊二烯基铁
D. 阳极的电极反应为
15. 近日,武汉大学研究了一种电化学分解甲烷源(ESM)的方法,实现了以节能、无排放和无水的方式生产氢气,反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. Ni电极连接电源的正极
B. Ni-YSZ电极的电极反应为
C. 理论上每生产11.2 L H2,电路中转移2 mol
D. 反应过程中,需要不断补充
二、填空题:本题共4个小题,共55分。
16. Ⅰ.月桂烯()是重要的化工原料,广泛用于香料行业。
(1)月桂烯与足量氢气完全加成后生成,的名称是___________。
(2)以月桂烯为原料制取乙酸香叶酯的流程如图:
①中含有的官能团的名称为___________。
②乙酸香叶酯的化学式为___________。
③反应Ⅰ的反应类型为___________。
④反应Ⅱ的化学方程式为___________。
Ⅱ.双烯合成即反应,由共轭双烯与烯烃或炔烃反应生成六元环的反应,是有机化学合成反应中非常重要的碳碳键形成的手段之一。
例如:。
(3)物质)是月桂烯的同分异构体,可由烃通过反应合成,则烃的系统命名是___________。
(4)烯烃能在臭氧作用下发生臭氧化及分解反应,可表示如下:
(、、、为烃基或氢原子)
写出()发生上述反应的产物中相对分子质量较大的物质的结构简式:___________(以键线式表示)。
17. Ⅰ.完成下列各题。
(1)10个碳原子以内的烷烃,一氯代物只有一种的共有四种,其结构简式分别为:_______、_______、_______、_______。
(2)有机物A的键线式结构为。
①有机物A的分子式为_______。
②有机物A与发生反应生成的一氯代物的可能结构简式为_______种,写出A与反应生成任意一种一氯代物反应的化学方程式_______。
Ⅱ.页岩气是一种从页岩层中开采出来的气体资源。以页岩气的主要成分A为原料可合成一种重要的化工产品—乌洛托品,其合成路线如下:。已知A是一种烃,所含碳的质量分数为75%,B的相对分子质量为50.5。
(3)乌洛托品的化学式为_______。
(4)金刚烷和1,3,5,7-四甲基金刚烷(如图)都是结构与乌洛托品相似的有机物,金刚烷与1,3,5,7-四甲基金刚烷的相对分子质量相差_______。
(5)将甲醛水溶液与氨水混合蒸发也可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比为_______。
A. B. C. D.
(6)工业上可通过下列途径制备金刚烷。
环戊二烯分子中最多有_______个原子共平面,金刚烷的二氯代物共有_______种。
18. 用氢气还原二氧化碳制备低碳烃是实现碳中和的重要途径。还原二氧化碳制备乙烯和甲烷的反应如下:
I.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)用氢气还原乙烯制备甲烷的热化学方程式为_______。
(2)一定温度下,向5 L刚性密闭容器中充入n1 mol CO2和0.3 mol H2,发生反应I,测得平衡时CO2和H2的转化率随n的变化如图甲所示。
其中H2的转化率随n的变化的曲线为______(填“L1”或“L2”);该温度下反应I的平衡常数______(列出计算式即可);若改为向初始容积为5 L的恒压密闭容器中充入n1 mol CO2和0.3 mol H2,平衡时CO2的转化率______(填“>”“=”或“<”)。
(3)已知还原二氧化碳制甲烷过程中还会发生副反应Ⅲ.。常压条件下将CO2和 H2按一定投料比匀速通过盛有催化剂的反应器,的实际选择性与平衡选择性随温度的变化如图乙所示。的选择性可表示为。
①随着温度的升高,的平衡选择性逐渐降低的原因为_______。
②前,的实际选择性会高于平衡选择性,猜测原因为_______。
③若一定温度下,在刚性密闭容器中,按投料,发生反应Ⅱ和反应Ⅲ.平衡时容器内压强变为起始时的0.8倍,的平衡选择性为。平衡时转化率_______(填“>”“=”或“<”);的体积分数为_______。
19. 九江陈年封缸酒,源自唐朝元和年间,已有超过一千年的历史。封缸酒属于低度酿造酒,含有多达21种氨基酸。
Ⅰ:某化学兴趣小组同学欲简单模拟封缸酒的酿造过程,进行如下实验:
步骤1:将糯米洗净,蒸熟,放凉。
步骤2:将甜酒曲碾成粉末,与糯米充分搅拌,装入干净的容器。
步骤3:将容器盖严,置于恒温环境中发酵。
步骤4:每隔一天测定其酒精度和pH。
步骤5:……
回答问题:
(1)步骤2中,为增大反应速率采取的措施有___________(答出两点)。
(2)步骤3的主要转化如下:
下列说法正确的是__________(填字母)。
a.淀粉属于天然高分子,与纤维素互为同分异构体
b.人体内也可以发生i的转化过程
c.ii的原子利用率为100%
Ⅱ:乳酸乙酯是酒的香气成分之一,广泛用作食品香精。乳酸乙酯可发生如下图转化(已知烃A是衡量一个国家石油化工发展的重要标志)
(3)A物质的结构简式为____________,F中官能团的名称为____________。
(4)A生成B的反应类型为___________。
(5)B生成C的化学方程式为______________。
(6)写出F、D两种物质生成酯G的化学方程式____________。
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新洲一中航天城校区三月求实考试
化学试题
一、选择题:本题共15小题,每小题只有1个正确选项,每小题3分,共45分。
1. 内蒙古是我国煤、石油和天然气的重要储藏和生产基地。下列说法错误的是
A. 天然气的主要成分是 B. 石油的主要成分是多种烃的混合物
C. 煤的干馏属于物理变化 D. 化石燃料燃烧前需进行脱硫处理
【答案】C
【解析】
【详解】A.天然气的主要成分为,故A正确;
B.石油是由多种烷烃、环烷烃、芳香烃等烃类物质组成的混合物,故B正确;
C.煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,有焦炭、煤焦油等新物质生成,属于化学变化,故C错误;
D.化石燃料中含有硫元素,燃烧会生成造成酸雨等环境污染,因此燃烧前需进行脱硫处理,故D正确;
选C。
2. 作为改革先锋的深圳,始终走在科技进步的最前沿。下列有关说法正确的是
A. 华为公司研发的麒麟芯片可以实现在AI领域应用上完全自给。麒麟芯片的主要成分为
B. 比亚迪公司设计生产了长续航、快充电的磷酸铁锂电池。其中磷酸铁锂为新型金属材料
C. 深圳金雷科技公司生产的4nm二氧化钛活性催化剂被广泛应用于有害气体的催化分解,兑水即可使用。此催化剂兑水得到的分散系为胶体
D. 深圳石墨烯研究院将研制的石墨烯应用于超高容量存储器。石墨烯属于烃
【答案】C
【解析】
【详解】A.芯片的主要成分为单晶硅,不是二氧化硅,A错误;
B.磷酸铁锂未无机盐,不属于金属材料,B错误;
C.由分散系的分类方法可知,4nm二氧化钛兑水得到的分散系为胶体,C正确;
D.石墨烯是碳元素形成的碳单质,不含有氢元素,不属于烃,D错误;
故选C。
3. 一定条件下,某共轭二烯烃X与溴单质按物质的量之比发生加成反应生成Y和Z,已知:
下列叙述正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】① ;
② ;
根据盖斯定律,①-②得 ΔH3>0,即ΔH3 = ΔH1 - ΔH2 > 0,所以ΔH1 > ΔH2, 、,所以,故选C。
4. 烃基卤化镁也称格氏试剂,能够与羰基等发生格氏反应:
下列转化不能通过格氏反应实现的是(格式试剂可根据需要任选)
A. 甲醛转化为正丁醇
B. 乙醛转化为乙醇
C. 丙酮转化为叔丁醇
D. 二氧化碳转化为乙酸
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲醛(HCHO)羰基碳连两个H,与丙基格氏试剂(CH3CH2CH2-MgX)反应,加成后水解生成CH3CH2CH2CH2OH(正丁醇),A正确;
B.由以上分析可知,格氏反应为增碳反应,从乙醛到乙醇没有增碳,故不能通过格氏反应制备,B错误;
C.丙酮[(CH3)2CO]羰基碳连两个CH3,与甲基格氏试剂(CH3-MgX)反应,加成后水解生成(CH3)3COH(叔丁醇),C正确;
D.二氧化碳(O=C=O)与甲基格氏试剂(CH3-MgX)反应生成CH3COOMgX,水解后得CH3COOH(乙酸),D正确;
故答案选B。
5. Diels-Alder反应是不对称有机催化的经典反应,转化关系如图所示(—R1、—R2、—R3、—R4为不同的烃基)。已知:连接4个完全不同原子或基团的碳原子称为手性碳原子。
下列说法错误的是
A. 上述反应属于加成反应
B. X、Y都能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色
C. Z分子中六元环上有4个手性碳原子
D. X可能与炔烃互为同分异构体
【答案】C
【解析】
【详解】A.共轭二烯烃X与含碳碳双键的Y反应生成六元环状产物Z,反应物中原子全部进入产物Z中,反应中无小分子生成,属于加成反应,A正确;
B.X含碳碳双键,Y含碳碳三键,二者均可被酸性KMnO4溶液氧化使其褪色,也均可与溴水发生加成反应使其褪色,B正确;
C.手性碳原子需连接4个完全不同的原子或基团。Z分子中的手性碳原子有两个,位置如图,C错误;
D.分子式相同而结构不同的有机物互为同分异构体,X含有两个碳碳双键,两个碳碳双键共贡献个不饱和度;炔烃含碳碳三键,一个碳碳三键可贡献两个不饱和度,故X可能与炔烃互为同分异构体,D正确;
故选C。
6. 乙酰水杨酸(阿司匹林)的结构如图。下列说法中错误的是
A. 乙酰水杨酸可发生酯化反应和水解反应
B. 乙酰水杨酸是一种烃的含氧衍生物
C. 1mol乙酰水杨酸与足量H2反应,最多消耗4molH2
D. 苯环上有两个羧基,一个甲基的乙酰水杨酸的同分异构体有6种
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙酰水杨酸分子中含有羧基、酯基,能够发生酯化反应和水解反应,A正确;
B.乙酰水杨酸分子中含有苯环,除含C、H两种元素外,还含有氧元素,属于烃的含氧衍生物,B正确;
C.1mol乙酰水杨酸分子中仅苯环可以与H2发生加成反应,最多消耗3molH2,C错误;
D.两个羧基位于邻位,甲基可有2种不同位置;两个羧基为与间位,甲基可能有3种不同位置;两个羧基位于对位,甲基只有1种不同位置,因此苯环上有两个羧基、一个甲基的乙酰水杨酸的同分异构体有6种:(序号表示甲基可能位置),D正确;
故答案为C。
7. 在相同条件下,下列大小关系比较错误的是
A. 等质量的烃完全燃烧耗氧量:丙烷>乙烯 B. 沸点:正丁烷>异戊烷
C. 硫黄的溶解性:二硫化碳>酒精 D. 与钠的反应速率:水>酒精
【答案】B
【解析】
【详解】A.等质量的烃完全燃烧,含氢量越高,耗氧量越大,含氢量丙烷()>乙烯(),故等质量的丙烷和乙烯完全燃烧耗氧量:丙烷>乙烯,故A正确;
B.异戊烷()碳数多于正丁烷(),分子间作用力更强,沸点应更高,故正丁烷<异戊烷,B错误;
C.硫是非极性分子,二硫化碳也是非极性分子,乙醇是极性分子,根据相似相溶原理,硫易溶于二硫化碳,C正确;
D.水中极性大于乙醇键极性,因此水与钠反应更剧烈,D正确;
故答案选B。
8. 某烃的结构简式为,若分子中共线的碳原子数为a,可能共面的碳原子数最多为b,含四面体结构的碳原子数为c,则a、b、c分别是
A. 3、4、5 B. 4、10、4 C. 3、10、4 D. 3、14、4
【答案】D
【解析】
【详解】如图所示:,三键为直线构型,苯环对位的碳原子处于同一直线上,故共线的碳原子数为3;苯环、双键为平面构型,三键为直线构型,可能共平面的碳原子为:,共14个;饱和碳原子为四面体构型,个数为4,故选D。
9. 烃X是苯的二元取代物,其分子式为,则X的结构有
A. 42种 B. 45种 C. 48种 D. 49种
【答案】B
【解析】
【详解】烃X是苯的二元取代物,其分子式为,符合苯的同系物的通式;若两个取代基为-CH3、-C5H11,戊基有8种异构体,每种组合对应邻、间、对3种位置异构,共24种;若两个取代基为-CH2CH3、-C4H9,丁基有4种异构体,每种组合对应邻、间、对3种位置异构,共12种;若两个取代基为-C3H7、-C3H7,丙基有2种异构体,组合有3种,每种组合对应邻、间、对3种位置异构,共9种;所以X的结构有24+12+9=45,选B。
10. 几种物质存在如图转化关系(反应的条件和部分产物已略去)。已知:甲、乙均是离子化合物,丁是漂白粉的有效成分,反应Ⅱ中生成丙和一种烃Y(的分子)。下列说法正确的是
A. 烃Y为饱和烃 B. 丙易溶于水,在水中的溶解度很大
C. 上述三个反应均为氧化还原反应 D. 上述转化关系涉及的元素中只有一种为金属元素
【答案】D
【解析】
【分析】丁是漂白粉的有效成分,丁为;反应Ⅲ是工业制漂白粉的反应,则丙是;反应Ⅱ中生成和一种烃Y,Y为,乙为离子化合物,根据碳化钙和水的反应,乙为;甲为离子化合物,与水反应生成氢氧化钙,甲为氧化钙,发生反应I。
【详解】A.根据分析可知,Y为,为乙炔,属于不饱和烃,A错误;
B.丙为氢氧化钙,微溶于水,B错误;
C.反应III元素化合价有变化为氧化还原反应,反应I、II元素化合价没有变化为非氧化还原反应,C错误;
D.根据分析上述转化关系涉及的元素中只有钙元素一种元素,D正确;
故D。
11. 柠檬烯是一种食用香料,其结构简式如图所示。下列有关柠檬烯的分析正确的是
A. 柠檬烯的一氯代物有6种 B. 一定条件下,该物质可发生加成反应、氧化反应
C. 该烃不可以发生取代反应 D. 该烃属于乙烯的同系物
【答案】B
【解析】
【详解】A.由题干柠檬烯的结构简式可知,柠檬烯中有8种不同环境的H,则其一氯代物有8种,A错误;
B.由题干柠檬烯的结构简式可知,该有机物中含有碳碳双键,它分别可以发生加成、氧化反应, B正确;
C.由题干柠檬烯的结构简式可知,该有机物中含有烷基,可以发生光照条件下的取代反应,C错误;
D.由题干柠檬烯的结构简式可知,该有机物中含有2个碳碳双键和一个环,故与乙烯结构不相似,即该烃不属于乙烯的同系物,D错误;
故选B。
12. 三种气态烃的混合物与足量的氧气混合,点燃爆炸后,恢复到原来的状态(常温常压),气体体积共缩小,则三种烃可能是
A. 、、 B. 、、
C. 、、 D. 、、
【答案】A
【解析】
【分析】首先设烃的平均分子式为,烃燃烧的化学方程式,常温常压下为液态,体积变化由气体体积变化决定。反应前气体体积为,反应后气体体积为x,则体积变化。已知amL烃混合物燃烧后体积缩小2amL,即1体积烃燃烧体积缩小2体积,所以,解得y = 4。
【详解】A.(y = 4)、(y = 6)、(y = 2),可以通过混合使平均y = 4;
B.(y = 6)、(y = 6)、(y = 6),平均;
C.(y = 4)、(y = 6)、(y = 8),平均;
D.(y = 4)、(y = 4)、(y = 6),平均;
综上,答案是A。
13. 相同状况下,1体积某气态烃只能与1体积Cl2发生加成反应,生成氯代烷,1 mol此氯代烷可与4 mol Cl2发生完全取代反应,则该烃的结构简式为
A. CH2=CH2 B. CH3CH=CH2 C. CH3CH3 D. CH2=CH—CH=CH2
【答案】A
【解析】
【详解】A.相同状况下,1体积CH2=CH2只能与1体积Cl2加成生成Cl-CH2-CH2-Cl,该氯代烷含有4个H原子,1mol该氯代烷可与4mol Cl2发生完全取代反应,A符合题意;
B.相同状况下,1体积CH3CH=CH2加成1体积Cl2后生成的氯代烷含有6个H原子,1mol该氯代烷发生取代反应需6mol Cl2,B不符合题意;
C.CH3CH3不含双键,无法与Cl2发生加成反应,C不符合题意;
D.CH2=CH-CH=CH2含两个双键,相同状况下,1体积该气态烃能与2体积Cl2发生加成反应,D不符合题意;
故选A。
14. 橘红色的双环戊二烯基铁()可作为火箭添加剂、汽油抗爆剂,催化剂和抗溃疡药物等。非水电解体系中电化学方法合成双环戊二烯基铁的原理为:
该法具有工艺简单、产率高和环境友好等优点。以环戊二烯、无水乙醇和溴化钠(三者的质量比为6:43:1)制备双环戊二烯基铁的装置如图所示。
下列说法错误的是
A. a为电源的正极
B. NaBr的主要作用有为电解池提供离子导体
C. 转移2mol电子,理论上可制得1mol双环戊二烯基铁
D. 阳极的电极反应为
【答案】D
【解析】
【分析】据图可知,电极B上,乙醇中H得到电子,生成氢气,则电极B为阴极,电极反应为,因此b为电源的负极,则a为电源的正极,阳极的电极反应为,据此分析作答。
【详解】A.根据分析可知,a为电源的正极,A项正确;
B.环戊二烯、无水乙醇都不导电,则在非水电解体系中电解合成产品,NaBr的主要作用有为电解池提供离子导体,B项正确;
C.电化学方法合成双环戊二烯基铁的原理为:,根据阳极的电极反应为可知,生成转移2mol电子,理论上可制得1mol双环戊二烯基铁,C项正确;
D.根据分析可知,阳极的电极反应为,D项错误;
答案选D。
15. 近日,武汉大学研究了一种电化学分解甲烷源(ESM)的方法,实现了以节能、无排放和无水的方式生产氢气,反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. Ni电极连接电源的正极
B. Ni-YSZ电极的电极反应为
C. 理论上每生产11.2 L H2,电路中转移2 mol
D. 反应过程中,需要不断补充
【答案】B
【解析】
【分析】首先根据反应机理判断电极类型: Ni电极上转化为,从价降为价,得电子发生还原反应,因此Ni电极为阴极,连接电源负极;Ni-YSZ电极失电子发生氧化反应,为阳极,连接电源正极。
【详解】A.Ni电极为阴极,连接电源负极,A错误;
B.Ni-YSZ电极上失电子,结合生成和,配平后电极反应为:,原子、电荷均守恒,B正确;
C.选项未说明气体是标准状况,无法计算的物质的量;且即使为标况,对应转移电子,也不是,C错误;
D.整个过程中在熔融盐中循环使用,总反应为,不消耗,不需要补充,D错误;
故选择B。
二、填空题:本题共4个小题,共55分。
16. Ⅰ.月桂烯()是重要的化工原料,广泛用于香料行业。
(1)月桂烯与足量氢气完全加成后生成,的名称是___________。
(2)以月桂烯为原料制取乙酸香叶酯的流程如图:
①中含有的官能团的名称为___________。
②乙酸香叶酯的化学式为___________。
③反应Ⅰ的反应类型为___________。
④反应Ⅱ的化学方程式为___________。
Ⅱ.双烯合成即反应,由共轭双烯与烯烃或炔烃反应生成六元环的反应,是有机化学合成反应中非常重要的碳碳键形成的手段之一。
例如:。
(3)物质)是月桂烯的同分异构体,可由烃通过反应合成,则烃的系统命名是___________。
(4)烯烃能在臭氧作用下发生臭氧化及分解反应,可表示如下:
(、、、为烃基或氢原子)
写出()发生上述反应的产物中相对分子质量较大的物质的结构简式:___________(以键线式表示)。
【答案】(1)2,6-二甲基辛烷
(2) ①. 碳碳双键、碳氯键 ②. ③. 加成反应 ④.
(3)2-甲基-1,3-丁二烯
(4)
【解析】
【小问1详解】
月桂烯()与足量氢气完全加成后生成(),名称是2,6-二甲基辛烷;
【小问2详解】
①由的结构简式可知,分子中含有的官能团的名称为碳碳双键、碳氯键;
②乙酸香叶酯分子中含有12个原子、2个原子,不饱和度为3,则分子中含有原子的数目为,化学式为;
③反应Ⅰ为月桂烯与在催化剂作用下发生1,4-加成,则反应类型为加成反应;
④反应Ⅱ中,与在催化剂作用下反应生成乙酸香叶酯等,化学方程式为;
【小问3详解】
()是月桂烯的同分异构体,可由烃通过反应合成,则烃为,系统命名是2-甲基-1,3-丁二烯;
【小问4详解】
发生上述反应时,沿线将双键断开,且双键碳原子上连接氧原子,从而得出产物中相对分子质量较大的物质的结构简式:。
17. Ⅰ.完成下列各题。
(1)10个碳原子以内的烷烃,一氯代物只有一种的共有四种,其结构简式分别为:_______、_______、_______、_______。
(2)有机物A的键线式结构为。
①有机物A的分子式为_______。
②有机物A与发生反应生成的一氯代物的可能结构简式为_______种,写出A与反应生成任意一种一氯代物反应的化学方程式_______。
Ⅱ.页岩气是一种从页岩层中开采出来的气体资源。以页岩气的主要成分A为原料可合成一种重要的化工产品—乌洛托品,其合成路线如下:。已知A是一种烃,所含碳的质量分数为75%,B的相对分子质量为50.5。
(3)乌洛托品的化学式为_______。
(4)金刚烷和1,3,5,7-四甲基金刚烷(如图)都是结构与乌洛托品相似的有机物,金刚烷与1,3,5,7-四甲基金刚烷的相对分子质量相差_______。
(5)将甲醛水溶液与氨水混合蒸发也可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品,则甲醛与氨的物质的量之比为_______。
A. B. C. D.
(6)工业上可通过下列途径制备金刚烷。
环戊二烯分子中最多有_______个原子共平面,金刚烷的二氯代物共有_______种。
【答案】(1) ①. ②. ③. ④.
(2) ①. ②. 5 ③.
(3)
(4)56 (5)C
(6) ①. 9 ②. 6
【解析】
【小问1详解】
10个碳原子以内、一氯代物只有一种的烷烃,说明分子中所有氢原子的化学环境完全相同,这类烷烃的结构具有高度对称性,其结构简式分别为、、、;
【小问2详解】
①由键线式可知,有机物A的分子式为;
②中有5种不同化学环境的氢原子,因此一氯代物有5种;光照下发生取代反应,氯原子取代任意一种氢原子,生成对应的一氯代物和氯化氢,生成任意一种一氯代物反应的化学方程式为;
【小问3详解】
根据乌洛托品的结构式并结合碳的四价、氮的三价理论,可得其分子为;
【小问4详解】
金刚烷的分子式为,式量是136,1,3,5,7-四甲基金刚烷的分子式为,式量为192,则二者式量差为;
【小问5详解】
因原料完全转化产物为乌洛托品和水,乌洛托品分子为,可根据原子守恒来判断,若甲醛为x mol,氨气为y mol,则C原子守恒为:,N原子守恒为:;醛与氨的物质的量之比为,答案为C;
【小问6详解】
由于碳碳双键为平面结构,则5个C原子与4个H原子可共面,即环戊二烯分子中最多9个原子共面;金刚烷的一氯代物有二种,判断二氯代物时可以先确定一个氯原子的位置,再确定另一上氯原子可取代的位置来确定,如上有一个氢原子被氯原子取代,则另一氯原子的位置可以有3种,若—CH—上的氢原子被氯原子取代,则另一个氯原子的位置有3种,共6种。
18. 用氢气还原二氧化碳制备低碳烃是实现碳中和的重要途径。还原二氧化碳制备乙烯和甲烷的反应如下:
I.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)用氢气还原乙烯制备甲烷的热化学方程式为_______。
(2)一定温度下,向5 L刚性密闭容器中充入n1 mol CO2和0.3 mol H2,发生反应I,测得平衡时CO2和H2的转化率随n的变化如图甲所示。
其中H2的转化率随n的变化的曲线为______(填“L1”或“L2”);该温度下反应I的平衡常数______(列出计算式即可);若改为向初始容积为5 L的恒压密闭容器中充入n1 mol CO2和0.3 mol H2,平衡时CO2的转化率______(填“>”“=”或“<”)。
(3)已知还原二氧化碳制甲烷过程中还会发生副反应Ⅲ.。常压条件下将CO2和 H2按一定投料比匀速通过盛有催化剂的反应器,的实际选择性与平衡选择性随温度的变化如图乙所示。的选择性可表示为。
①随着温度的升高,的平衡选择性逐渐降低的原因为_______。
②前,的实际选择性会高于平衡选择性,猜测原因为_______。
③若一定温度下,在刚性密闭容器中,按投料,发生反应Ⅱ和反应Ⅲ.平衡时容器内压强变为起始时的0.8倍,的平衡选择性为。平衡时转化率_______(填“>”“=”或“<”);的体积分数为_______。
【答案】(1)
(2) ①. L1 ②. ③. >
(3) ①. 反应Ⅱ为放热反应,温度升高产量降低,反应Ⅲ为吸热反应,温度升高消耗量升高,所以随着温度的升高,的平衡选择性逐渐降低 ②. 前,反应Ⅱ反应速率较快,所以选择性较高 ③. > ④.
【解析】
【小问1详解】
由热化学方程式I和Ⅱ,结合盖斯定律,用氢气还原乙烯制备甲烷的热化学方程式为;
【小问2详解】
CO2物质的量越大,CO2的平衡转化率越低,H2的平衡转化率越高,所以其中H2的转化率随n的变化的曲线为L1;由图甲可知,CO2和H2的平衡转化率都为20%,计算反应I的平衡常数需列如下三段式:
列CO2的平衡转化率,解得n1 = 0.1,所以CO2平衡时物质的量为0.08 mol,刚性密闭容器的体积为5 L,该温度下反应I的平衡常数;若改为初始容积为5 L的恒压密闭容器,对于气体分子数目减少的反应,恒容换成恒压相当于增大平衡时压强,平衡正向移动,转化率提高,平衡时的转化率;
【小问3详解】
①反应Ⅱ为放热反应,温度升高产量降低,反应Ⅲ为吸热反应,温度升高消耗量升高,所以随着温度的升高,的平衡选择性逐渐降低;
②前,反应Ⅱ反应速率较快,所以选择性较高;
③按投料时,反应Ⅱ中CO2和H2的化学计量数也是1:4,故反应Ⅱ中和相等,反应Ⅲ中投料,故,所以平衡时,;根据差量法可知压强减少了0.2倍,说明分压为原压强的0.1倍,所以的体积分数为。
19. 九江陈年封缸酒,源自唐朝元和年间,已有超过一千年的历史。封缸酒属于低度酿造酒,含有多达21种氨基酸。
Ⅰ:某化学兴趣小组同学欲简单模拟封缸酒的酿造过程,进行如下实验:
步骤1:将糯米洗净,蒸熟,放凉。
步骤2:将甜酒曲碾成粉末,与糯米充分搅拌,装入干净的容器。
步骤3:将容器盖严,置于恒温环境中发酵。
步骤4:每隔一天测定其酒精度和pH。
步骤5:……
回答问题:
(1)步骤2中,为增大反应速率采取的措施有___________(答出两点)。
(2)步骤3的主要转化如下:
下列说法正确的是__________(填字母)。
a.淀粉属于天然高分子,与纤维素互为同分异构体
b.人体内也可以发生i的转化过程
c.ii的原子利用率为100%
Ⅱ:乳酸乙酯是酒的香气成分之一,广泛用作食品香精。乳酸乙酯可发生如下图转化(已知烃A是衡量一个国家石油化工发展的重要标志)
(3)A物质的结构简式为____________,F中官能团的名称为____________。
(4)A生成B的反应类型为___________。
(5)B生成C的化学方程式为______________。
(6)写出F、D两种物质生成酯G的化学方程式____________。
【答案】(1)将酒曲碾成粉末、搅拌、使用甜酒曲(任写2条)
(2)b (3) ①. ②. 烃基、羧基
(4)加成反应 (5)
(6)
【解析】
【分析】乳酸乙酯发生水解得到乳酸和B:CH3CH2OH,烃A是衡量一个国家石油化工发展的重要标志,A为乙烯,与水发生加成反应得到B:CH3CH2OH,B发生催化得到C:CH3CHO,C催化氧化得到D:CH3COOH,乳酸与D发生酯化反应得到G:。
【小问1详解】
步骤2:将甜酒曲碾成粉末,与糯米充分搅拌,增大反应速率的措施为:将酒曲碾成粉末、搅拌、使用甜酒曲(任写2条);
【小问2详解】
a.淀粉属于天然高分子,与纤维素的相对分子质量不同,两者不是同分异构体,a错误;
b.人体内存在唾液淀粉酶,能将淀粉转化为葡萄糖,b正确;
c.葡萄糖转化为酒精的方程式为:,原子利用率小于100%,c错误;
故选b;
【小问3详解】
A为乙烯,结构简式为CH2=CH2,F中官能团的名称为:烃基、羧基;
【小问4详解】
乙烯与水发生加成反应得到CH3CH2OH,A生成B的反应类型为:加成反应;
【小问5详解】
CH3CHO催化氧化得到CH3COOH,化学方程式为:;
【小问6详解】
乳酸与CH3COOH发生酯化反应得到G,化学方程式为:。
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