内容正文:
高二年级4月校内自主训练
化学学科
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5
一、选择题(本大题共15个小题,每题3分,共45分,每题只有一个选项符合题目要求。)
1. 国家科技实力的发展离不开化学材料的助力。下列关于材料科学的说法正确的是
A. 飞船火箭使用偏二甲肼[]作燃料,属于烃类
B. 制作宇航服常用的材料有聚酯膜、聚四氟乙烯等,聚四氟乙烯与溴水可以发生加成反应
C. 碳纤维可以用于导弹外壳、飞机部件等领域,能有效代替铝合金实现30%~50%的减重,碳纤维属于有机高分子材料
D. 用光刻机制作计算机芯片的过程中用到的光刻胶是由马来酸酐( )等物质共聚而成,马来酸酐的分子式为
2. 有机化合物种类繁多,数量巨大。下列有关有机物的说法正确的是
A. 分子式为有机物最多存在2个C-C单键
B. 所有的链状烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
C. 和分子组成相差一个,因此二者互为同系物
D. 苯不能使酸性溶液、溴水褪色,但甲苯可以,体现了苯环对甲基的影响
3. 为阿伏加德罗常数的值.下列说法不正确的是
A. 92g甲苯中键总数为15
B. 24g正丁烷和5g异丁烷的混合物中含共价键数目为6.5
C. 常温下,28g C2H4和C3H6的混合气体中含有的原子数为6
D. 标准状况下,中含有的原子总数为2.5
4. 下列化学用语正确的有( )个
①的电子式:
②按系统命名法 的名称为2-甲基-3,5-二乙基己烷
③按系统命名法的名称为:5-乙基-2-己烯
④CH4分子的空间填充模型:
⑤乙炔的实验式:
⑥苯磺酸的结构简式:
⑦乙烯的结构简式:
⑧乙醇的核磁共振氢谱图:
A. ④ B. ⑤ C. ⑥ D. ⑦
5. 有以下5种物质:①,②,③,④,⑤。下列说法正确的是
A. 沸点高低:②>③>①>⑤>④
B. ②可由3种的烯烃与加成而得到
C. ①②③④⑤互为同系物
D. ③的核磁共振氢谱中会出现3组峰
6. 已知有机物的结构简式如图所示,下列说法不正确的是
A. 该有机物含有一种官能团,名称为酰胺基
B. 一氯代物有10种
C. 所有碳原子不可能共平面
D. 该有机物中C的杂化方式有两种,分别为sp2杂化、sp3杂化
7. 下图装置为制溴苯实验,下列说法错误的是
A. 导管B作用为导气和冷凝,导管口不能深入C中溶液,主要是防倒吸
B. 反应一段时间后,C中导管口有白雾出现。
C. C中盛放硝酸银溶液,则会有淡黄色沉淀。这一现象说明该反应是取代反应,并不是加成反应
D. 反应结束后可先过滤除去铁,然后直接蒸馏可以得到纯净的溴苯
8. 下列反应的有机产物,肯定是一种的是
A. 异戊二烯()与等物质的量的发生加成反应
B. 氯丁烷()与溶液共热发生反应
C. 甲苯在一定条件下发生硝化生成一硝基甲苯的反应
D. 等物质的量的甲烷和氯气的混合气体长时间光照后的产物
9. 实验室制备硝基苯的实验装置如图所示(夹持装置已略去)。
下列说法不正确的是( )
A. 水浴加热的优点为使反应物受热均匀、容易控制温度
B. 将浓硫酸、浓硝酸和苯混合时,应向浓硝酸中加入加入浓硫酸,待冷却至室温后,将所得混合物加入苯中
C. 实验过程中发现仪器b中未加入碎瓷片,可冷却后补加
D. 反应完全后,可用仪器a、b蒸馏得到产品
10. 在实验操作中,下列说法正确的是
A. 卤代烃中卤素原子的检验,可以先加入NaOH溶液,再加入AgNO3溶液,根据沉淀的颜色进行判断
B. 酸性溶液既可鉴别乙烷和乙烯,又可除去乙烷中少量的乙烯
C. 将与的乙醇溶液加热后产生的气体通入酸性溶液中,酸性褪色,说明发生消去反应产生了乙烯
D. 除去乙炔中的少量硫化氢,可以通过盛有硫酸铜溶液的试剂瓶洗气,再干燥
11. 下列说法正确的是
A. 分子式为的烷烃,含有3个甲基的同分异构体有2种
B. 乙烷与氯气在光照条件下反应生成的有机物共有6种
C. 该分子存在顺反异构,与H2完全加成(-COOH不与H2加成)后的产物有2个手性碳原子
D. 相同质量的甲烷、乙烯、乙炔完全燃烧,消耗O2量的关系是:乙炔<乙烯<甲烷
12. 傅克酰基化反应的机理如下:
已知:步骤II为决速步,苯环的电子云密度增加,有利于该步反应进行。下列说法正确的是
A. 步骤I还生成,AlCl3→,Al的杂化方式未改变
B. 与发生傅克酰基化反应的速率:苯>甲苯
C. 傅克酰基化反应为加成反应
D. 根据机理,苯也可以与反应,所得的产物为
13. 在过氧苯甲酰(结构简式为,—Ph表示苯基)作用下,溴化氢与丙烯的加成反应主要产物为1—溴丙烷,反应机理如图,下列说法不正确的是
A. 过程②中产物X化学式为
B. 过程③中存在非极性共价键的断裂和形成
C. 过程④可表示为
D. 上述链终止反应中存在:•Br+•Br→Br2
14. 春节期间很多人喜欢相互发送祝福的话语或图片,一种“本宝宝福禄双全”的有机物曾被化学爱好者大量转发,其结构为 ,该有机物的同分异构体中具有“本宝宝福禄双全”称号且“双全”处于间位的有几种
A. 4种 B. 6种 C. 7种 D. 9种
15. 黄鸣龙是唯一一个名字写进有机化学课本的中国人,Wolff-Kishner-黄鸣龙还原反应机理如下(R、R’均代表烃基),下列有关说法不正确的是
A. 肼的沸点高于氨气,原因是分子间氢键数目更多,且相对分子质量更大
B. 过程①发生加成反应,过程②、③均发生消去反应
C. 过程④的反应历程可表示为:+OH—+N2↑+H2O
D. 应用该机理,可以在碱性条件下转变为
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 请按要求作答:
(1)请根据官能团的不同对下列有机物进行分类:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
④的官能团的名称为______,⑦的官能团的名称为______,①和③的关系是______。
(2)分子式为C4H8且属于烯烃的有机物的同分异构体(考虑顺反异构)有______种。
(3)与按物质的量之比1∶1发生加成反应,产物有______种。
(4)请写出下列反应方程式:
①实验室制备乙炔:______;
②制备烈性炸药TNT:______。
(5)已知烯烃经臭氧氧化后,在Zn存在下水解,可得醛或酮。如:,请写出分子经臭氧氧化后,在Zn存在下水解的产物______。
17. 有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精,是我国批准使用的香料产品,其沸点为。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M,然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构,具体实验过程如下:
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1)蒸馏装置如图1所示,仪器a的名称是_______,图中虚线框内应选用右侧的_______(填“仪器x”或“仪器y”)。
步骤二:确定M的实验式和分子式。
(2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%。
①M的实验式为_______。
②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为_______,分子式为_______。
步骤三:确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。
M中官能团的名称为_______,M的结构简式为_______(填键线式)。
(4)写出两种含有酯基的M的同分异构体的结构简式:_______。
18. 实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理是:
已知苯甲醛易被空气氧化,苯甲醇的沸点为205.3℃;苯甲酸的熔点为122℃,沸点为249℃,常温下溶解度为0.34 g;乙醚的沸点为34.8℃,难溶于水;苯甲醇微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,苯甲醇钾遇水发生水解反应。制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如下所示:
试根据上述信息回答下列问题:
(1)操作Ⅰ的名称是_______,乙醚溶液中所溶解的主要成分是_______。
(2)为获得产品乙,产品乙为_______,操作Ⅲ一般是一系列操作,依次为_______,若获得的乙不纯,提纯乙的操作为_______。
(3)如何用实验证明提纯后的产品乙中杂质是否除完?_______。
(4)已知苯甲醛的质量为a g,最后获得苯甲酸产品质量为b g,则该实验获得苯甲酸的产率是_______。(用含a,b的代数式表达;产率=)
19. 有机物之间的转化关系如图所示:
按要求回答问题:
(1)由C生成D的化学方程式为____。
(2)E的链节(顺式结构)为____,若E的平均相对分子质量为35400,则其平均聚合度n=____。
(3)已知F与H的含碳量相同,F的结构简式为____。2,3—二甲基—1,3—丁二烯和丙炔在一定条件下发生与反应①原理相似的反应,形成六元环状化合物,写出该产物的结构简式____。
(4)I的化学名称是____,其分子中最多有____个原子共面。
(5)⑩的反应类型为____,K的结构有____种。在反应⑨的副产物中,与J互为同分异构体的化合物的结构简式为____。
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高二年级4月校内自主训练
化学学科
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5
一、选择题(本大题共15个小题,每题3分,共45分,每题只有一个选项符合题目要求。)
1. 国家科技实力的发展离不开化学材料的助力。下列关于材料科学的说法正确的是
A. 飞船火箭使用偏二甲肼[]作燃料,属于烃类
B. 制作宇航服常用的材料有聚酯膜、聚四氟乙烯等,聚四氟乙烯与溴水可以发生加成反应
C. 碳纤维可以用于导弹外壳、飞机部件等领域,能有效代替铝合金实现30%~50%的减重,碳纤维属于有机高分子材料
D. 用光刻机制作计算机芯片的过程中用到的光刻胶是由马来酸酐( )等物质共聚而成,马来酸酐的分子式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.烃是仅含碳、氢两种元素的有机物,而偏二甲肼含碳、氢、氮三种元素,则其不属于烃类,A错误;
B.聚四氟乙烯中不含碳碳双键,不能与溴水发生加成反应,B错误;
C.碳纤维的主要成分是碳,属于新型无机非金属材料,C错误;
D.由马来酸酐的结构简式可知其分子式为,D正确;
故选D。
2. 有机化合物种类繁多,数量巨大。下列有关有机物的说法正确的是
A. 分子式为有机物最多存在2个C-C单键
B. 所有的链状烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应
C. 和分子组成相差一个,因此二者互为同系物
D. 苯不能使酸性溶液、溴水褪色,但甲苯可以,体现了苯环对甲基的影响
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子式为的有机物不饱和度为1,可能为烯烃或环烷烃,若为环烷烃(如环丁烷),分子中含4个C-C单键,远多于2个,A错误;
B.烷烃的特征反应为取代反应,所有链状烷烃在光照条件下都能与氯气发生取代反应,B正确;
C.苯酚(含酚羟基)与苯甲醇(含醇羟基)官能团不同,结构不相似,虽分子组成相差-CH2-,但不互为同系物,C错误;
D.甲苯能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使其褪色,但不能与溴水反应,D错误;
故选B。
3. 为阿伏加德罗常数的值.下列说法不正确的是
A. 92g甲苯中键总数为15
B. 24g正丁烷和5g异丁烷的混合物中含共价键数目为6.5
C. 常温下,28g C2H4和C3H6的混合气体中含有的原子数为6
D. 标准状况下,中含有的原子总数为2.5
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲苯的摩尔质量为,甲苯的物质的量为,1个甲苯分子含15个键,故键总数为,A正确;
B.正丁烷和异丁烷互为同分异构体,摩尔质量均为,混合物总质量为,总物质的量为,每个丁烷分子含13个共价键,故共价键总数为,B正确;
C.和的最简式均为,混合物中,总原子数为,C正确;
D.标准状况下为液体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,无法确定原子总数,D错误;
故选D。
4. 下列化学用语正确的有( )个
①的电子式:
②按系统命名法 的名称为2-甲基-3,5-二乙基己烷
③按系统命名法的名称为:5-乙基-2-己烯
④CH4分子的空间填充模型:
⑤乙炔的实验式:
⑥苯磺酸的结构简式:
⑦乙烯的结构简式:
⑧乙醇的核磁共振氢谱图:
A. ④ B. ⑤ C. ⑥ D. ⑦
【答案】A
【解析】
【详解】①是离子化合物,电子式为 ,错误;
② 主链上有7个碳原子,甲基在2号和5号位,乙基在3号位,系统命名为2,5-二甲基-3-乙基庚烷,错误;
③主链上有7个碳原子,碳碳双键在2号碳原子上,甲基在5号位,系统命名为5-甲基-2-庚烯,错误;
④甲烷分子为正四面体结构,空间填充模型为,错误;
⑤乙炔中C和H原子个数比为1:1,实验式为CH,错误;
⑥苯磺酸的结构简式为,错误;
⑦乙烯含有碳碳双键,结构简式为,错误;
⑧已知CH3CH2OH的核磁共振氢谱图中有3种吸收峰,图中有2种吸收峰,错误;
正确的有0个;
故答案为A。
5. 有以下5种物质:①,②,③,④,⑤。下列说法正确的是
A. 沸点高低:②>③>①>⑤>④
B. ②可由3种的烯烃与加成而得到
C. ①②③④⑤互为同系物
D. ③的核磁共振氢谱中会出现3组峰
【答案】B
【解析】
【详解】A.烷烃的沸点高低规律:碳原子越多,沸点越高;碳原子数目相同,支链越多,沸点越低;因此沸点高低;②>①>③>④>⑤,A错误;
B.烯烃与H2加成不改变碳骨架,得到正己烷的直链烯烃,双键位置有3种:1-己烯、2-己烯、3-己烯,共3种,B正确;
C.同系物要求分子组成相差若干个CH2,①和③、④和⑤分子式相同,互为同分异构体,不是同系物,C错误;
D.③异戊烷结构为,有4种等效氢,核磁共振氢谱有4组峰,D错误;
故选B。
6. 已知有机物的结构简式如图所示,下列说法不正确的是
A. 该有机物含有一种官能团,名称为酰胺基
B. 一氯代物有10种
C. 所有碳原子不可能共平面
D. 该有机物中C的杂化方式有两种,分别为sp2杂化、sp3杂化
【答案】B
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,该有机物的官能团只有一种,名称为酰胺基,A正确;
B.该分子中共有如图所示的12种氢原子:,故一氯取代产物有12种,B错误;
C. 该分子中含有环己烷结构,其中有6个饱和C原子,具有四面体结构,所以分子中不可能所有碳原子共平面,C正确;
D.由结构简式可知,该分子中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化,双键碳原子和苯环上的碳原子的杂化方式都为sp2杂化,则分子中碳原子的杂化方式有两种,D正确;
故选B。
7. 下图装置为制溴苯实验,下列说法错误的是
A. 导管B作用为导气和冷凝,导管口不能深入C中溶液,主要是防倒吸
B. 反应一段时间后,C中导管口有白雾出现。
C. C中盛放硝酸银溶液,则会有淡黄色沉淀。这一现象说明该反应是取代反应,并不是加成反应
D. 反应结束后可先过滤除去铁,然后直接蒸馏可以得到纯净的溴苯
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应过程中会有溴和苯蒸气,长导管B不但可以导气,还可以将溴和苯冷凝并回流下来,HBr易溶于水,要防止倒吸,A正确;
B.反应过程中在导管C的下口附近可观察到白雾出现,这是由于反应生成HBr,HBr遇水蒸气会在空气中形成白雾,B正确;
C.溴易挥发,所以C中可能含有挥发的溴,溴与水反应生成溴化氢,溴化氢与硝酸银反应生成淡黄色沉淀溴化银,不能证明苯和液溴发生了取代反应,C错误;
D.反应结束后可先过滤除去铁,利用各成分熔沸点的差异,然后直接蒸馏可以得到纯净的溴苯,D正确;
答案选C。
8. 下列反应的有机产物,肯定是一种的是
A. 异戊二烯()与等物质的量的发生加成反应
B. 氯丁烷()与溶液共热发生反应
C. 甲苯在一定条件下发生硝化生成一硝基甲苯的反应
D. 等物质的量的甲烷和氯气的混合气体长时间光照后的产物
【答案】B
【解析】
【详解】A.异戊二烯与等物质的量的发生加成反应,可以,加成生成两种产物,或,加成生成一种产物,故A不符合题意;
B.氯丁烷与溶液共热发生水解反应时,氯原子被羟基取代,生成种产物丁醇,故B符合题意;
C.甲苯在一定条件下发生硝化反应时,有邻、间、对三种位置上的原子可被硝基取代,生成种一硝基甲苯,故C不符合题意;
D.等物质的量的甲烷和氯气的混合气体长时间光照后发生取代反应,生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和HCl,产物为混合物,故D不符合题意;
故选B。
9. 实验室制备硝基苯的实验装置如图所示(夹持装置已略去)。
下列说法不正确的是( )
A. 水浴加热的优点为使反应物受热均匀、容易控制温度
B. 将浓硫酸、浓硝酸和苯混合时,应向浓硝酸中加入加入浓硫酸,待冷却至室温后,将所得混合物加入苯中
C. 实验过程中发现仪器b中未加入碎瓷片,可冷却后补加
D. 反应完全后,可用仪器a、b蒸馏得到产品
【答案】D
【解析】
【详解】水浴加热的优点是使反应物受热均匀、容易控制温度,但温度只能加热到100℃,故A正确;浓硫酸的密度大于硝酸,所以将浓硫酸、浓硝酸和苯混合时,应向浓硝酸中加入浓硫酸,待冷却后,将所得的混合物加入苯中,故B正确;实验进行的途中若发现未加入碎瓷片,不能再进行继续实验,也不能立即加入碎瓷片,需冷却后补加,故C正确;蒸馏操作时,要用蒸馏烧瓶和直形冷凝管,故D错误。
10. 在实验操作中,下列说法正确的是
A. 卤代烃中卤素原子的检验,可以先加入NaOH溶液,再加入AgNO3溶液,根据沉淀的颜色进行判断
B. 酸性溶液既可鉴别乙烷和乙烯,又可除去乙烷中少量的乙烯
C. 将与的乙醇溶液加热后产生的气体通入酸性溶液中,酸性褪色,说明发生消去反应产生了乙烯
D. 除去乙炔中的少量硫化氢,可以通过盛有硫酸铜溶液的试剂瓶洗气,再干燥
【答案】D
【解析】
【详解】A.卤代烃中卤素原子检验时,加入NaOH溶液水解后,需先加过量稀硝酸酸化中和剩余NaOH,否则NaOH会与反应生成沉淀,干扰卤素离子检验,操作错误,A不符合题意;
B.酸性溶液可鉴别乙烷和乙烯(乙烯能使其褪色、乙烷不能),但乙烯被酸性氧化会生成,引入新杂质,不能用于除去乙烷中的乙烯,B不符合题意;
C.与NaOH乙醇溶液共热时,挥发的乙醇也能使酸性溶液褪色,未排除乙醇干扰,无法证明生成了乙烯,C不符合题意;
D.硫化氢能与硫酸铜溶液反应生成难溶的CuS沉淀,且乙炔与硫酸铜不反应,洗气后干燥即可得到纯净的乙炔,除杂方法正确,D符合题意;
故选D。
11. 下列说法正确的是
A. 分子式为的烷烃,含有3个甲基的同分异构体有2种
B. 乙烷与氯气在光照条件下反应生成的有机物共有6种
C. 该分子存在顺反异构,与H2完全加成(-COOH不与H2加成)后的产物有2个手性碳原子
D. 相同质量的甲烷、乙烯、乙炔完全燃烧,消耗O2量的关系是:乙炔<乙烯<甲烷
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子式为的烷烃,含3个甲基说明仅存在1个支链,对应的同分异构体为2-甲基己烷、3-甲基己烷、3-乙基戊烷,共3种,A错误;
B.乙烷与氯气光照下取代生成的有机物包含一氯乙烷(1种)、二氯乙烷(2种)、三氯乙烷(2种)、四氯乙烷(2种)、五氯乙烷(1种)、六氯乙烷(1种),共9种,B错误;
C.根据烯烃顺反异构的定义,该有机物存在顺反异构,该有机物加氢以后,生成物的结构简式为,含有3个手性碳原子,C错误;
D.由C~CO2~2O,2H~H2O~O可知,相同质量的碳元素、氢元素燃烧,氢元素耗氧量更大,则等质量的烃完全燃烧,烃中氢元素质量分数越大,耗氧量越大,氢元素质量分数:乙炔<乙烯<甲烷,故耗氧量:乙炔<乙烯<甲烷,D正确;
故选D。
12. 傅克酰基化反应的机理如下:
已知:步骤II为决速步,苯环的电子云密度增加,有利于该步反应进行。下列说法正确的是
A. 步骤I还生成,AlCl3→,Al的杂化方式未改变
B. 与发生傅克酰基化反应的速率:苯>甲苯
C. 傅克酰基化反应为加成反应
D. 根据机理,苯也可以与反应,所得的产物为
【答案】D
【解析】
【详解】A.步骤I中,RCOCl与反应,夺取了Cl-,生成酰基正离子()和,Al的杂化方式由sp2杂化变为sp3杂化,A错误;
B.步骤II为决速步,苯环电子云密度越高反应速率越快,甲苯中的甲基为给电子基团,使苯环电子云密度高于苯,故反应速率:甲苯>苯,B错误;
C.傅克酰基化反应中苯环上的氢被酰基()取代,属于取代反应,C错误;
D.(乙酸酐)在作用下可生成乙酰基正离子(),与苯发生酰基化反应生成苯乙酮,所给产物无误,D正确;
故选D。
13. 在过氧苯甲酰(结构简式为,—Ph表示苯基)作用下,溴化氢与丙烯的加成反应主要产物为1—溴丙烷,反应机理如图,下列说法不正确的是
A. 过程②中产物X化学式为
B. 过程③中存在非极性共价键的断裂和形成
C. 过程④可表示为
D. 上述链终止反应中存在:•Br+•Br→Br2
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,过程②发生的反应为与HBr反应生成和•Br,则X化学式为,故A正确;
B.由图可知,过程③发生的反应为CH3CH=CH2与•Br反应生成,反应中存在非极性共价键的断裂,但没有非极性共价键的形成,故B错误;
C.由图可知,过程④发生的反应为与HBr反应生成•Br和CH3CH2Br,反应可表示为+HBr→•Br+CH3CH2Br,故C正确;
D.由图可知,链终止反应中存在•Br和•Br结合形成Br2的过程,故D正确;
故选B。
14. 春节期间很多人喜欢相互发送祝福的话语或图片,一种“本宝宝福禄双全”的有机物曾被化学爱好者大量转发,其结构为 ,该有机物的同分异构体中具有“本宝宝福禄双全”称号且“双全”处于间位的有几种
A. 4种 B. 6种 C. 7种 D. 9种
【答案】C
【解析】
【详解】该物质的同分异构体中具有“本宝宝福禄双全”谐音且两个醛基位于苯环间位的有机物,同分异构体书写方法是先写出间位两个醛基的结构,固定F原子,氯原子在苯环上的连接方式数目为同分异构体数目,依次挪动F原子位置,连接氯原子得到同分异构体的数目。两个醛基位于苯环间位的有机物苯环上有三种氢原子位置可以连接F、Cl,,1号连接F,则Cl原子连接在2号和3号位置,存在2种同分异构体,F原子连接在2号,则Cl原子连接3、2、1号碳存在3种同分异构体,F原子连接3号位置,Cl原子连接2号、1号存在2种同分异构体,共存在7种同分异构体,故选C。
15. 黄鸣龙是唯一一个名字写进有机化学课本的中国人,Wolff-Kishner-黄鸣龙还原反应机理如下(R、R’均代表烃基),下列有关说法不正确的是
A. 肼的沸点高于氨气,原因是分子间氢键数目更多,且相对分子质量更大
B. 过程①发生加成反应,过程②、③均发生消去反应
C. 过程④的反应历程可表示为:+OH—+N2↑+H2O
D. 应用该机理,可以在碱性条件下转变为
【答案】B
【解析】
【详解】A.肼和氨气都是分子晶体,肼分子中含有两个氨基,相对分子质量大于氨气,分子间形成的氢键数目多于氨气,所以肼分子的分子间作用力强于氨气,沸点高于氨气,故A正确;
B.由图可知,过程③发生的反应为,反应中分子的不饱和度不变,不可能属于消去反应,故B错误;
C.由质量守恒定律可知,过程④发生的反应为+OH—+N2↑+H2O,故C正确;
D.由图可知,该反应的总反应为碱性条件下与肼反应生成、氮气和水,则碱性条件下与肼反应能转化为,故D正确;
故选B。
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 请按要求作答:
(1)请根据官能团的不同对下列有机物进行分类:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦
④的官能团的名称为______,⑦的官能团的名称为______,①和③的关系是______。
(2)分子式为C4H8且属于烯烃的有机物的同分异构体(考虑顺反异构)有______种。
(3)与按物质的量之比1∶1发生加成反应,产物有______种。
(4)请写出下列反应方程式:
①实验室制备乙炔:______;
②制备烈性炸药TNT:______。
(5)已知烯烃经臭氧氧化后,在Zn存在下水解,可得醛或酮。如:,请写出分子经臭氧氧化后,在Zn存在下水解的产物______。
【答案】(1) ①. 碳溴键 ②. 酯基 ③. 同分异构体
(2)4 (3)5
(4) ①. CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑ ②.
(5)HCHO CH3COCHO
【解析】
【小问1详解】
由结构简式可知④的官能团的名称为碳溴键、⑦的官能团的名称为酯基。
【小问2详解】
分子式为C4H8且属于烯烃的有机物的结构有:CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3(有顺反异构)、CH2=CH(CH3),共4种。
【小问3详解】
与Br2按物质的量之比1:1发生加成反应,产物有、、、、,共5种。
【小问4详解】
实验室制备乙炔时,用电石与水反应,化学方程式为CaC2+2H2OCa(OH)2+CH≡CH↑;甲苯与硝酸在浓硫酸作用下发生取代反应,。
【小问5详解】
结构简式为的烯烃,它经臭氧氧化后在Zn存在下水解,两个碳碳双键均打开,一个变为醛基,一个变为酮羰基。发生的反应为,故在Zn存在下水解的产物为HCHO、CH3COCHO。
17. 有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精,是我国批准使用的香料产品,其沸点为。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M,然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构,具体实验过程如下:
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1)蒸馏装置如图1所示,仪器a的名称是_______,图中虚线框内应选用右侧的_______(填“仪器x”或“仪器y”)。
步骤二:确定M的实验式和分子式。
(2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%。
①M的实验式为_______。
②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为_______,分子式为_______。
步骤三:确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。
M中官能团的名称为_______,M的结构简式为_______(填键线式)。
(4)写出两种含有酯基的M的同分异构体的结构简式:_______。
【答案】(1) ①. 蒸馏烧瓶 ②. 仪器y
(2) ①. ②. 88 ③.
(3) ①. 羟基、羰基 ②.
(4)、、、
【解析】
【小问1详解】
仪器a的名称为蒸馏烧瓶;蒸馏时使用仪器y(直形冷凝管),仪器x(球形冷凝管)一般用于冷凝回流装置中,故答案为:蒸馏烧瓶;仪器y;
【小问2详解】
①计算该有机物中氧元素的质量分数:,分子内各元素原子的个数比:,即实验式为:,故答案为:;
②M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为,设分子式为,则,n=2,则分子式为,故答案为:88;;
【小问3详解】
根据核磁共振氢谱图中有4组峰,且峰面积之比为1∶3∶1∶3,说明分子中含有4种不同化学环境的氢原子,且个数比为1∶3∶1∶3,结合红外光谱图所示含有C-H、H-O、C=O等化学键,其结构简式为,所含官能团为羟基、羰基,其键线式写作,故答案为:羟基、羰基;;
【小问4详解】
酯基为,含有酯基的M的同分异构体的结构简式为、、、,故答案为:、、、。
18. 实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理是:
已知苯甲醛易被空气氧化,苯甲醇的沸点为205.3℃;苯甲酸的熔点为122℃,沸点为249℃,常温下溶解度为0.34 g;乙醚的沸点为34.8℃,难溶于水;苯甲醇微溶于水,易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂,苯甲醇钾遇水发生水解反应。制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如下所示:
试根据上述信息回答下列问题:
(1)操作Ⅰ的名称是_______,乙醚溶液中所溶解的主要成分是_______。
(2)为获得产品乙,产品乙为_______,操作Ⅲ一般是一系列操作,依次为_______,若获得的乙不纯,提纯乙的操作为_______。
(3)如何用实验证明提纯后的产品乙中杂质是否除完?_______。
(4)已知苯甲醛的质量为a g,最后获得苯甲酸产品质量为b g,则该实验获得苯甲酸的产率是_______。(用含a,b的代数式表达;产率=)
【答案】(1) ①. 分液 ②. 苯甲醇(或)
(2) ①. 苯甲酸(或) ②. 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 ③. 重结晶
(3)取最后一次洗涤液,滴加几滴硝酸酸化的溶液,若无白色沉淀产生,则杂质已除完;反之,杂质没有除完
(4)
【解析】
【分析】由流程结合题中信息可知,苯甲醛与发生歧化反应生成白色糊状物为苯甲醇、苯甲酸钾的混合物,然后加水、乙醚,苯甲酸钾溶于水,苯甲醇溶于乙醚中,经萃取得到苯甲醇的乙醚溶液和苯甲酸钾的水溶液,则乙醚溶液中含苯甲醇,操作Ⅱ为蒸馏,得到产品甲为苯甲醇;水溶液中含苯甲酸钾,加盐酸发生强酸制弱酸的反应,生成苯甲酸,苯甲酸的溶解度小,则操作Ⅲ为过滤,产品乙为苯甲酸;
【小问1详解】
操作I是分离苯甲醇、苯甲酸钾的混合物,先向其中加入水,然后加入乙醚,充分振荡,根据流程图示可知:苯甲醇易溶于乙醚中,乙醚与水是互不相溶的两层液体物质,因此,操作Ⅰ为分离互不相溶的两层液体物质,分离方法为分液;
乙醚溶液中所溶解的主要成分为苯甲醇(或);
【小问2详解】
由分析可知,产品乙为苯甲酸(或),水溶液中含苯甲酸钾,向其中加盐酸发生强酸制取弱酸的反应,生成苯甲酸和;苯甲酸的溶解度小,则操作Ⅲ包括的一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,若获得的乙不纯,提纯乙的操作为重结晶;
【小问3详解】
苯甲酸是从含有溶液中过滤分离而来,若苯甲酸提纯后不含有杂质,则最后的洗涤液中无,反之则含有,检验提纯后的产品乙中杂质是否除完的操作为取最后一次洗涤液,滴加几滴硝酸酸化的溶液,若无白色沉淀产生,则杂质已除完,反之,杂质没有除完;
【小问4详解】
根据反应方程式可知,每有2 mol苯甲醛发生反应,会生成1 mol苯甲酸,即每有212 g苯甲醛反应,理论上可以制取得到122 g苯甲酸,已知苯甲醛的质量为a g,理论上能够制取得到苯甲酸的质量为,实际上最后获得苯甲酸产品质量为b g,则该实验获得苯甲酸的产率为。
19. 有机物之间的转化关系如图所示:
按要求回答问题:
(1)由C生成D的化学方程式为____。
(2)E的链节(顺式结构)为____,若E的平均相对分子质量为35400,则其平均聚合度n=____。
(3)已知F与H的含碳量相同,F的结构简式为____。2,3—二甲基—1,3—丁二烯和丙炔在一定条件下发生与反应①原理相似的反应,形成六元环状化合物,写出该产物的结构简式____。
(4)I的化学名称是____,其分子中最多有____个原子共面。
(5)⑩的反应类型为____,K的结构有____种。在反应⑨的副产物中,与J互为同分异构体的化合物的结构简式为____。
【答案】(1) (2) ①. ②. 400
(3) ①. ②.
(4) ①. 邻二甲苯 ②. 14
(5) ①. 取代反应 ②. 2 ③.
【解析】
【分析】B(CH2=CH-CH=CH2)与Cl2发生1,2-加成生成C为;依据E的结构简式,可确定C发生消去反应,去掉1个HCl,生成D的结构简式为;由A、B的结构简式,可确定F为HC≡CH;F发生两分子聚合生成G(CH2=CH-C≡CH);F发生三分子聚合生成H;由I的分子式及J的结构简式,可确定I为;由K的分子式,可确定其结构简式为或。
【小问1详解】
C为,在NaOH醇溶液中发生消去反应,去掉1个HCl,生成D的结构简式为,化学方程式为。
【小问2详解】
E为,它的链节(顺式结构)为,若E的平均相对分子质量为35400,链节的相对分子质量为88.5,则其平均聚合度n==400。
【小问3详解】
由分析可知,F的分子式为C2H2,其结构简式为。2,3—二甲基—1,3—丁二烯()和丙炔()在一定条件下发生与反应①原理相似的反应,形成六元环状化合物,则该产物的结构简式 。
【小问4详解】
由分析可知,I为,化学名称是邻二甲苯;苯分子中共有12个原子共平面,每个-CH3中可能有1个H原子在苯环所在的平面内,所以其分子中最多有14个原子共面。
【小问5详解】
反应⑩为与溴蒸气在光照条件下的反应,生成或和HBr,则反应类型为取代反应,K的结构有2种。J为,在反应⑨的副产物中,与J互为同分异构体的化合物的结构简式为。
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