内容正文:
新安一高高二年级实验班月考
化学试题
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 化学与人类的生活、生产息息相关。下列关于物质用途说法错误的是
A. 苯甲酸钠和苯甲酸均可用于食品防腐剂
B. 甲醇有毒,误服会损伤视神经,可用于化工生产和车用燃料
C. 氯乙烷汽化时大量吸热,用于运动中的急性损伤的镇痛作用。
D. 高分子材料一般是电的绝缘体,聚乙炔是高分子物质,也不会导电。
2. 将丙烯通入的四氯化碳溶液中,溶液褪色。下列相关化学用语错误的是
A. 丙烯的结构简式:
B. 基态Br原子的价层电子轨道表示式:
C. 分子的空间填充模型:
D. 该反应的生成物的球棍模型:
3. 下列5种物质:①甲烷;②苯;③聚乙烯;④甲苯;⑤乙醛;既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应褪色的是
A. 只有⑤ B. 只有④ C. ③④⑤ D. 全部
4. 下列说法正确的是
A. 属于苯的同系物
B. 1mol含有13molσ键
C. 的系统命名为2-甲基-4-乙基戊烷
D. 含有两种处于不同化学环境的氢原子
5. 溴苯是常用的有机合成原料,工业上制备溴苯的流程如图所示。下列说法正确的是
A. “水洗1”的主要目的是为了除去剩余的苯
B. “操作1”为萃取
C. “碱洗”的目的是将转化为易溶于水的NaBr和NaBrO
D. 加入的目的是防止精馏时暴沸
6. 下列事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
的沸点高于的沸点
的分子间作用力强于
B
、、的键角依次增大
三种化合物的相对分子质量不同
C
在水中的溶解性比苯在水中的溶解性大
与水能形成氢键,且为极性分子
D
苯酚与溴水反应而苯不能与溴水反应
羟基对苯环上氢的活性有影响
A. A B. B C. C D. D
7. 使用红外光谱仪和质谱仪测定某实验制备的产品,两种仪器显示的图谱如图1和图2所示,该有机物产品分子结构中只含1种官能团。下列说法正确的是
A. 图1为核磁共振氢谱图,图2为红外光谱图
B. 该实验制备的原料可以是乙酸与乙醇
C. 该产品分子中的官能团为羧基
D. 该产品的核磁共振氢谱中峰面积之比为
8. 根据实验操作及现象,下列结论中正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向苯酚溶液中加入少量饱和浓溴水
无白色沉淀产生
溴与苯酚没有发生反应
B
在大试管中加入溶液和5mL 1-氯丁烷,水浴加热后,再加入溶液
产生沉淀
1-氯丁烷中含有氯元素
C
在大试管中加入5mLNaOH的乙醇溶液和5mL 1-氯丁烷,酒精灯加热,产生的气体直接通入溴水中
溴水褪色
气体中含有不饱和烃
D
将盐酸与混合产生的气体直接通入苯酚钠溶液中
溶液变浑浊
碳酸的酸性大于苯酚
A. A B. B C. C D. D
9. 下列实验装置和实验操作正确且能够达到实验目的的是
A制备并收集乙烯
B检验苯与溴反应的产物
C制备乙酸乙酯后混合液的分离
D除去丁烷中的乙烯气体
A. A B. B C. C D. D
10. 硫酸阿托品是一种抗胆碱药,用于胃肠道、胆绞痛等的治疗。化合物是硫酸阿托品制备工艺中的一种中间体,可由(的结构简式是)反应制备,原理如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应类型为取代反应
B. X可发生加成反应、取代反应
C. 中所有碳原子可能处于同一平面内
D. X分子含有1个手性碳原子
11. 传统中草药金银花具有广泛的杀菌、消炎功能,其有效成分“绿原酸”的结构如图所示。下列关于绿原酸的说法不正确的是
A. 绿原酸的分子式为
B. 绿原酸可与发生反应
C. 绿原酸的水解产物均可与溶液发生显色反应
D. 1mol绿原酸与足量溶液反应,可生成
12. 在催化剂表面,丙烷催化氧化脱氢反应历程如下图。下列说法不正确的是
A. ①中,催化剂被氧化
B. ②中,丙烷分子中的甲基先失去氢原子
C. 总反应为
D. 总反应的速率由③决定
13. 在有机合成中,常会将官能团消除或增加,下列相关过程及涉及的反应类型、思路和反应条件及相关产物合理的是
A.
B.
C.
D. 乙烯→乙炔:
14. 工业上用甲苯生产对—羟基苯甲酸乙酯,下列反应①-⑥是其合成过程,其中某些反应条件及部分反应物或生成物未注明。下列说法正确的是
A. 反应除④外全部为取代反应
B. 有机物A的系统命名为对氯甲苯
C. ③的反应物对甲基苯酚与苯乙醇互为同系物
D. 合成路线中设计③、⑤两步反应的目的是增强甲基的活性
二、非选择题
15. 完成下列问题。
(1)共轭二烯烃(含有两个碳碳双键,且两个双键被一个单键隔开的烯烃)可以与含碳碳双键的化合物在一定条件下发生第尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应,得到环状产物。
例如:
①该反应属于_______(填反应类型)。
②下列不能与乙烯发生Diels-Alder反应的有机物是_______(填字母)
a. b. c. d.
(2)有机物A的系统命名为2,3-二甲基-1,3-丁二烯,常用于合成橡胶。
①A的结构简式为_______,A_______(填“是”或“否”)存在顺反异构。
②写出A与环戊烯发生Diels-Alder反应的化学方程式:_______。
(3)已知烯烃与酸性溶液反应时,不同的结构可以得到不同的氧化产物。如:
①观察上述氧化过程可知,烃分子中每有一个碳碳双键,则产物中会有_______个,产物中元素种类和原子个数与有机反应物相比,未发生变化的元素是_______。
②A的一种同系物用酸性溶液氧化,得到乙酸()琥珀酸()丙酮三者的混合物,则B的结构简式为_______。
16. 元素分析是有机化合物的表征手段之一。回答下列问题:
I.按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
(1)将装有样品的坩埚和放入石英管中,先通入而后将已称重的U型管c,d与石英管连接,检查_________。依次点燃煤气灯_________,进行实验。
(2)的作用是_________(举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是_________、_________(填标号)。
A.无水 B. C.碱石灰 D.亚硫酸钠
Ⅱ.燃烧某种医用胶样品,实验测得生成水、二氧化碳、氮气(已换算成标准状况)。
(4)由_________法测定出该样品的相对分子质量为153.0,其分子式为_________。
(5)波谱分析。
①测得该医用胶样品的红外光谱图和核磁共振氢谱图如下:
②已知:分子结构中d、e代表除氢原子以外的不同原子或基团,与两个氢原子在该分子的核磁共振氢谱中会显示两组峰,其峰面积之比为。
③样品的核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图提示:该有机物分子含有、等基团。
则该样品分子的结构简式为__________。
(6)结构与性能的关系。该医用胶容易由小分子变成聚合物,且能形成较强的分子间作用力,表现出强黏合性,这些性能与医用胶中含有的官能团_________(填名称)有关。该医用胶使用后易降解,是因为发生了_________反应。
17. 某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,设计实验方案如下:
I.向烧瓶中分别加入乙酸()、乙醇()、固体及4~6滴甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
II.加热回流后,反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热。
III.冷却后,向烧瓶中缓慢加入饱和溶液至无逸出,分离出有机相。
IV.洗涤有机相后,加入无水,过滤。
V.蒸馏滤液,收集馏分,得无色液体,色谱检测纯度为。
回答下列问题:
(1)在反应中起_______作用,用其代替浓的优点是_______(答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可_______。
(3)使用小孔冷凝柱承载,而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是_______(填标号)。
A. 无需分离 B. 增大该反应平衡常数
C. 起到沸石作用,防止暴沸 D. 不影响甲基紫指示反应进程
(4)下列仪器中,分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是_______(填名称)。
(5)该实验乙酸乙酯的产率为_______(精确至)。
(6)若改用作为反应物进行反应,质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为_______(精确至1)。
18. 氟他胺是一种抗肿瘤药,在实验室由芳香烃A制备氟他胺的合成路线如下所示:
已知:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为__________。
(2)反应③的化学方程式为__________。
(3)物质E所含官能团的名称是_________。
(4)反应⑤的反应类型是_________,吡啶()是一种有机碱,其在反应⑤中的作用为_________。已知有机物的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,则的碱性_________(填“大于”或“小于”)的碱性。
(5)满足下列条件的D的同分异构体有_________种。
a.属于芳香族化合物 b.分子中含有甲基 c.与D含有相同种类的官能团
(6)氟他胺的核磁共振氢谱显示为_________组峰。
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新安一高高二年级实验班月考
化学试题
考生注意:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号填写在试卷和答题卡上,并将考生号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 化学与人类的生活、生产息息相关。下列关于物质用途说法错误的是
A. 苯甲酸钠和苯甲酸均可用于食品防腐剂
B. 甲醇有毒,误服会损伤视神经,可用于化工生产和车用燃料
C. 氯乙烷汽化时大量吸热,用于运动中的急性损伤的镇痛作用。
D. 高分子材料一般是电的绝缘体,聚乙炔是高分子物质,也不会导电。
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯甲酸和苯甲酸钠都是常用的食品防腐剂,在合规限量内使用对人体安全,A正确;
B.甲醇有毒,误服会损伤视神经甚至危及生命,同时它是重要的化工原料,也可作为车用燃料使用,B正确;
C.氯乙烷沸点较低,汽化时会吸收大量热量,可使损伤部位局部快速降温,起到镇痛效果,常用于运动急性损伤的应急处理,C正确;
D.绝大多数普通高分子是电绝缘体,但聚乙炔分子存在交替的单双键共轭结构,经过掺杂后具备良好导电性,属于导电高分子材料,“不会导电”的表述错误,D错误;
故选D。
2. 将丙烯通入的四氯化碳溶液中,溶液褪色。下列相关化学用语错误的是
A. 丙烯的结构简式:
B. 基态Br原子的价层电子轨道表示式:
C. 分子的空间填充模型:
D. 该反应的生成物的球棍模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.丙烯含有1个碳碳双键,结构简式为,故A正确;
B.Br位于第四周期ⅦA族,最外层有7个电子,其4s、4p能级各有2个、5个电子,故B项正确;
C.原子半径,该填充模型中原子半径大小错误,故C错误;
D.丙烯与发生加成反应生成1,2-二溴丙烷,故D正确;
选C。
3. 下列5种物质:①甲烷;②苯;③聚乙烯;④甲苯;⑤乙醛;既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应褪色的是
A. 只有⑤ B. 只有④ C. ③④⑤ D. 全部
【答案】A
【解析】
【详解】①甲烷为饱和烃,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能与溴水反应褪色;②苯仅萃取溴水,无化学反应;③聚乙烯无双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能与溴水反应褪色;④甲苯被高锰酸钾氧化,但与溴水不反应;⑤乙醛的醛基可被高锰酸钾氧化,且与溴水发生氧化反应褪色。综上,仅⑤符合条件;
答案选A。
4. 下列说法正确的是
A. 属于苯的同系物
B. 1mol含有13molσ键
C. 的系统命名为2-甲基-4-乙基戊烷
D. 含有两种处于不同化学环境的氢原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子式为C12H10,与苯组成相差并不是若干个CH2,不是苯的同系物,A错误;
B.苯环上含有11个σ键,苯环与碳碳三键中左端的C原子间形成σ键,碳碳三键中含有一个σ键,碳碳三键右侧的碳原子与氢原子形成一个σ键,1mol该物质含有14molσ键,B错误;
C.要选择碳原子数最多的碳链为主链,该物质名称应该为2,4-二甲基己烷,C错误;
D.该物质结构对称,甲基上有一种氢原子,苯环上有一种氢原子,一共含有两种不同化学环境的氢原子,D正确;
故答案选D。
5. 溴苯是常用的有机合成原料,工业上制备溴苯的流程如图所示。下列说法正确的是
A. “水洗1”的主要目的是为了除去剩余的苯
B. “操作1”为萃取
C. “碱洗”的目的是将转化为易溶于水的NaBr和NaBrO
D. 加入的目的是防止精馏时暴沸
【答案】C
【解析】
【分析】苯与液溴在FeBr3催化作用下制备溴苯,反应后的混合液加蒸馏水水洗,水洗1可以除去易溶于水的溴化铁、溴化氢,溴苯密度比水大且难溶于水,操作1为分液,有机层碱洗,将转化为易溶于水的NaBr和NaBrO,再经过水洗2去除溶于水的杂质,分液后有机层用无水氯化钙干燥,此时有机层中主要含苯和溴苯,精馏得到溴苯。
【详解】A.“水洗1”是为了除去易溶于水的、HBr,不能除去剩余的苯,A错误;
B.“水洗1”之后溶液分层,“操作1”为分液,B错误;
C.“碱洗”的目的是将转化为易溶于水的NaBr和NaBrO,便于在“水洗2”时除去,C正确;
D.加入的目的干燥溴苯,D错误。
故选C。
6. 下列事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
的沸点高于的沸点
的分子间作用力强于
B
、、的键角依次增大
三种化合物的相对分子质量不同
C
在水中的溶解性比苯在水中的溶解性大
与水能形成氢键,且为极性分子
D
苯酚与溴水反应而苯不能与溴水反应
羟基对苯环上氢的活性有影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.烷烃的同分异构体中,支链越多分子间距离越大,分子间作用力越弱,沸点越低。正己烷(无支链,2,3-二甲基丁烷(支链更多,因此正己烷分子间作用力更强,沸点更高,A解释正确;
B.中中心C为杂化,键角约为,中心C为杂化,键角约,中心C为杂化,键角为,确实键角依次增大,但键角大小和相对分子质量无关,此题中键角由中心原子的杂化方式决定,B解释错误;
C.分子中N原子存在孤电子对,可与水分子形成氢键,且该分子是极性分子,根据相似相溶,其在水中溶解性大于非极性的苯,C解释正确;
D.苯酚中羟基对苯环有活化作用,使苯环邻对位氢活性增强,因此苯酚可以和溴水发生取代反应,而苯不能,D解释正确;
故选B。
7. 使用红外光谱仪和质谱仪测定某实验制备的产品,两种仪器显示的图谱如图1和图2所示,该有机物产品分子结构中只含1种官能团。下列说法正确的是
A. 图1为核磁共振氢谱图,图2为红外光谱图
B. 该实验制备的原料可以是乙酸与乙醇
C. 该产品分子中的官能团为羧基
D. 该产品的核磁共振氢谱中峰面积之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A. 质谱图显示化合物的相对分子质量,红外光谱图显示化学键及官能团,核磁共振氢谱图显示有几种化学环境的氢原子,据此可知:图1为质谱图,图2为红外光谱图,故 A项错误;
B. 由图1可知,该产物相对分子质量为88;由图2可知,该产品中至少含2个不等效的甲基,结合图2显示的及“该产品分子结构中只含1种官能团”等信息可知,该产物为,故制备该物质的原料可以是乙酸、乙醇,故B项正确;
C. 中的官能团是酯基,故C项错误;
D.根据分析可知,有三种化学环境的氢原子,其数目比为,故其核磁共振氢谱中峰面积之比为,故D项错误。
8. 根据实验操作及现象,下列结论中正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向苯酚溶液中加入少量饱和浓溴水
无白色沉淀产生
溴与苯酚没有发生反应
B
在大试管中加入溶液和5mL 1-氯丁烷,水浴加热后,再加入溶液
产生沉淀
1-氯丁烷中含有氯元素
C
在大试管中加入5mLNaOH的乙醇溶液和5mL 1-氯丁烷,酒精灯加热,产生的气体直接通入溴水中
溴水褪色
气体中含有不饱和烃
D
将盐酸与混合产生的气体直接通入苯酚钠溶液中
溶液变浑浊
碳酸的酸性大于苯酚
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯酚与少量浓溴水反应生成的三溴苯酚可溶于过量的苯酚溶液中,无白色沉淀不代表未发生反应,A错误;
B.水解后溶液中含有过量NaOH,直接加入会生成AgOH(易分解为)沉淀,干扰的检验,无法证明1-氯丁烷含氯元素,B错误;
C.1-氯丁烷在NaOH乙醇溶液中加热发生消去反应生成不饱和烯烃,挥发的乙醇与溴水不反应,溴水褪色可证明气体中含有不饱和烃,C正确;
D.盐酸具有挥发性,生成的中混有HCl杂质,HCl也能与苯酚钠反应生成苯酚使溶液浑浊,无法证明碳酸酸性强于苯酚,D错误;
故选C。
9. 下列实验装置和实验操作正确且能够达到实验目的的是
A制备并收集乙烯
B检验苯与溴反应的产物
C制备乙酸乙酯后混合液的分离
D除去丁烷中的乙烯气体
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.温度计水银球插入反应液中,用排水法收集,A能够达到实验目的;
B.挥发出的溶于水中,也能与反应生成淡黄色沉淀,B不能够达到实验目的;
C.乙酸乙酯制备后的混合液分层,上层为溶解有乙酸乙酯的有机层,待下层水相放出后,有机层从分液漏斗上口倒出,C不能够达到实验目的;
D.乙烯与酸性溶液反应生成,丁烷中又引入了杂质气体,D不能够达到实验目的;
故选A。
10. 硫酸阿托品是一种抗胆碱药,用于胃肠道、胆绞痛等的治疗。化合物是硫酸阿托品制备工艺中的一种中间体,可由(的结构简式是)反应制备,原理如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应类型为取代反应
B. X可发生加成反应、取代反应
C. 中所有碳原子可能处于同一平面内
D. X分子含有1个手性碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应中,X的羟基氢被取代,生成酯和,属于取代反应,A说法正确;
B.X含有苯环,可与氢气发生加成反应;含有羟基、羧基,可发生酯化等取代反应,B说法正确;
C.Z中与苯环直接相连的中心碳原子是饱和杂化碳原子,连接4个不同基团,呈四面体结构,因此所有碳原子不可能共平面,C说法错误;
D.手性碳原子是连有4个不同基团的饱和碳原子,X中只有与苯环直接相连的碳原子符合条件,仅含1个手性碳原子,D说法正确;
故选C。
11. 传统中草药金银花具有广泛的杀菌、消炎功能,其有效成分“绿原酸”的结构如图所示。下列关于绿原酸的说法不正确的是
A. 绿原酸的分子式为
B. 绿原酸可与发生反应
C. 绿原酸的水解产物均可与溶液发生显色反应
D. 1mol绿原酸与足量溶液反应,可生成
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据绿原酸的结构简式可知C原子为16,不饱和度为8,H原子个数为,O原子个数为9,故该分子式为,A正确;
B.绿原酸含有5mol-OH,1mol-COOH,可与发生反应,B正确;
C.绿原酸中的-COO-可以发生水解反应,水解产物两种,其中一种产物含有酚羟基,可与溶液发生显色反应,另一种不含苯环,没有酚羟基,不能与溶液发生显色反应,C错误;
D.1 mol绿原酸含有1 mol-COOH,与足量溶液反应,生成,D正确;
故选C。
12. 在催化剂表面,丙烷催化氧化脱氢反应历程如下图。下列说法不正确的是
A. ①中,催化剂被氧化
B. ②中,丙烷分子中的甲基先失去氢原子
C. 总反应为
D. 总反应的速率由③决定
【答案】D
【解析】
【详解】A.中催化剂失去氢原子,化合价升高被氧化,A正确;
B.中丙烷分子中的甲基失去了氢原子变成了正丙基,B正确;
C.从整个历程图可知,反应物为氧气和丙烷,生成物是丙烯和水,总反应为,C正确;
D.过程的活化能为,过程的活化能为,过程的活化能为,反应的活化能越大,反应速率越慢,慢反应是制约反应速率的决定步骤,因此为整个反应的决速步,D错误;
故答案选D。
13. 在有机合成中,常会将官能团消除或增加,下列相关过程及涉及的反应类型、思路和反应条件及相关产物合理的是
A.
B.
C.
D. 乙烯→乙炔:
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲苯和氯气在光照条件下,氯原子会取代甲基上的氢,,A不符合题意;
B.卤代烃在氢氧化钠醇溶液加热条件下才会发生消去反应,第二步转化应为;第二步转化应为+2NaOH+2NaCl+2H2O,B不符合题意;
C.乙炔,和加成后产物有两种、,C不符合题意;
D.乙烯先和发生加成反应,生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷发生消去反应,生成乙炔,D符合题意;
故选D。
14. 工业上用甲苯生产对—羟基苯甲酸乙酯,下列反应①-⑥是其合成过程,其中某些反应条件及部分反应物或生成物未注明。下列说法正确的是
A. 反应除④外全部为取代反应
B. 有机物A的系统命名为对氯甲苯
C. ③的反应物对甲基苯酚与苯乙醇互为同系物
D. 合成路线中设计③、⑤两步反应的目的是增强甲基的活性
【答案】A
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,铁作催化剂作用下甲苯与氯气发生取代反应生成对氯甲苯,则A为对氯甲苯;一定条件下对氯甲苯发生水解反应生成对甲基苯酚;对甲基苯酚与一碘甲烷发生取代反应生成;与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应生成;与碘化氢发生取代反应生成;浓硫酸作用下与乙醇发生酯化反应生成。
【详解】A.由分析可知,除反应④为氧化反应外,反应①、②、③、⑤、⑥都是取代反应,A正确;
B.由分析可知,A为对氯甲苯,系统命名法的名称为4-氯甲苯,B错误;
C.同系物必须是同类物质,对甲基苯酚的官能团为酚羟基,属于酚类,而苯乙醇的官能团为醇羟基,属于芳香醇,两者不是同类物质,不可能互为同系物,C错误;
D.由结构简式可知,对甲基苯酚和中都含有酚羟基,所以合成路线中设计③、⑤两步反应的目的是保护酚羟基,D错误;
故选A。
二、非选择题
15. 完成下列问题。
(1)共轭二烯烃(含有两个碳碳双键,且两个双键被一个单键隔开的烯烃)可以与含碳碳双键的化合物在一定条件下发生第尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应,得到环状产物。
例如:
①该反应属于_______(填反应类型)。
②下列不能与乙烯发生Diels-Alder反应的有机物是_______(填字母)
a. b. c. d.
(2)有机物A的系统命名为2,3-二甲基-1,3-丁二烯,常用于合成橡胶。
①A的结构简式为_______,A_______(填“是”或“否”)存在顺反异构。
②写出A与环戊烯发生Diels-Alder反应的化学方程式:_______。
(3)已知烯烃与酸性溶液反应时,不同的结构可以得到不同的氧化产物。如:
①观察上述氧化过程可知,烃分子中每有一个碳碳双键,则产物中会有_______个,产物中元素种类和原子个数与有机反应物相比,未发生变化的元素是_______。
②A的一种同系物用酸性溶液氧化,得到乙酸()琥珀酸()丙酮三者的混合物,则B的结构简式为_______。
【答案】(1) ①. 加成反应 ②. ac
(2) ①. ②. 否 ③.
(3) ①. 2 ②. 碳(C)、氢(H) ③. 或
【解析】
【小问1详解】
①由反应特征可知该反应为加成反应;
②由已知可知,共轭二烯烃可与碳碳双键发生Diels-Alder,a为苯,不存在碳碳双键不能发生该反应,c中两个双键间隔两个单键,不满足共轭二烯烃结构,不能发生该反应,故选ac;
【小问2详解】
①由名称可知A的结构简式为:,所含碳碳双键的一个碳原子上连接两个H原子,因此不存在顺反异构;
②A与环戊烯发生Diels-Alder反应的化学方程式:;
【小问3详解】
①由以上反应原理可知,碳碳双键被高锰酸钾氧化断键,2个双键碳原子均转化为C=O;产物中元素种类和原子个数与有机反应物相比,未发生变化的元素是碳(C)、氢(H);
②乙酸()和丙酮中的羰基结构与琥珀酸()中的羰基重新组合成碳碳双键,得到结构简式或。
16. 元素分析是有机化合物的表征手段之一。回答下列问题:
I.按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
(1)将装有样品的坩埚和放入石英管中,先通入而后将已称重的U型管c,d与石英管连接,检查_________。依次点燃煤气灯_________,进行实验。
(2)的作用是_________(举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是_________、_________(填标号)。
A.无水 B. C.碱石灰 D.亚硫酸钠
Ⅱ.燃烧某种医用胶样品,实验测得生成水、二氧化碳、氮气(已换算成标准状况)。
(4)由_________法测定出该样品的相对分子质量为153.0,其分子式为_________。
(5)波谱分析。
①测得该医用胶样品的红外光谱图和核磁共振氢谱图如下:
②已知:分子结构中d、e代表除氢原子以外的不同原子或基团,与两个氢原子在该分子的核磁共振氢谱中会显示两组峰,其峰面积之比为。
③样品的核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图提示:该有机物分子含有、等基团。
则该样品分子的结构简式为__________。
(6)结构与性能的关系。该医用胶容易由小分子变成聚合物,且能形成较强的分子间作用力,表现出强黏合性,这些性能与医用胶中含有的官能团_________(填名称)有关。该医用胶使用后易降解,是因为发生了_________反应。
【答案】(1) ①. 装置气密性 ②. b、a
(2)CO+CuO Cu+CO2
(3) ①. A ②. C
(4) ①. 质谱 ②. C8H11NO2
(5) (6) ①. 碳碳双键、氰基 ②. 水解
【解析】
【分析】I.石英管中产生CO2和H2O,c装置为无水CaCl2,吸收产生的水,d装置为碱石灰,用来吸收产生的CO2;
Ⅱ.燃烧某种医用胶样品,实验测得生成水、二氧化碳、氮气(已换算成标准状况)。
则,,,剩余O元素,则,即分子中C、H、O、N原子个数比:,则最简式为:C8H11O2N,最简式量为153;
【小问1详解】
因有气体参加反应、有气体生成,故需检查装置气密性,为使有机物充分被氧化;应先点燃b,在点燃a,进行实验。
【小问2详解】
氧化铜保证当a处发生反应时产生的CO能被CuO反应生成CO2,即作用为保证充分氧化有机物,用方程式表示为CO+CuO Cu+CO2。
【小问3详解】
由分析c装置为无水CaCl2,吸收产生的水,d装置为碱石灰,用来吸收产生的CO2,故依次选AC;
【小问4详解】
根据质谱图,或由质谱法测定出该样品的相对分子质量为153.0,结合分析可知,其分子式为C8H11O2N。
【小问5详解】
①根据红外光谱图:分子内有-CN,酯基;
②根据信息,除了与两个氢原子在该分子的核磁共振氢谱中会显示两组峰,其峰面积之比为,分子内还有其它三种氢原子;
③样品的核磁共振氢谱图和核磁共振碳谱图提示:该有机物分子含有、(与酯羰基形成了酯)等基团。
综上,则该样品分子的结构简式为。
【小问6详解】
该医用胶容易由小分子变成聚合物,且能形成较强的分子间作用力,表现出强黏合性,这些性能与医用胶中含有的官能团碳碳双键、氰基(填名称)有关。酯基易水解,该医用胶使用后易降解,是因为发生了水解反应。
17. 某实验小组为实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,设计实验方案如下:
I.向烧瓶中分别加入乙酸()、乙醇()、固体及4~6滴甲基紫的乙醇溶液。向小孔冷凝柱中装入变色硅胶。
II.加热回流后,反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热。
III.冷却后,向烧瓶中缓慢加入饱和溶液至无逸出,分离出有机相。
IV.洗涤有机相后,加入无水,过滤。
V.蒸馏滤液,收集馏分,得无色液体,色谱检测纯度为。
回答下列问题:
(1)在反应中起_______作用,用其代替浓的优点是_______(答出一条即可)。
(2)甲基紫和变色硅胶的颜色变化均可指示反应进程。变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可_______。
(3)使用小孔冷凝柱承载,而不向反应液中直接加入变色硅胶的优点是_______(填标号)。
A. 无需分离 B. 增大该反应平衡常数
C. 起到沸石作用,防止暴沸 D. 不影响甲基紫指示反应进程
(4)下列仪器中,分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是_______(填名称)。
(5)该实验乙酸乙酯的产率为_______(精确至)。
(6)若改用作为反应物进行反应,质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为_______(精确至1)。
【答案】(1) ①. 催化剂 ②. 无有毒气体二氧化硫产生
(2)吸收生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率 (3)AD
(4)分液漏斗 (5)73.5%
(6)90
【解析】
【分析】乙酸与过量乙醇在一定温度下、硫酸氢钠作催化剂、甲基紫的乙醇溶液和变色硅胶作指示剂的条件下反应制取乙酸乙酯,用饱和碳酸钠溶液除去其中的乙酸至无二氧化碳逸出,分离出有机相、洗涤、加无水硫酸镁后过滤,滤液蒸馏时收集馏分,得纯度为的乙酸乙酯。
【小问1详解】
该实验可实现乙酸乙酯的绿色制备及反应过程可视化,用浓时,浓硫酸的作用是催化剂和,所以在反应中起催化剂作用;浓硫酸还具有强氧化性和脱水性,用浓在加热条件下反应时,可能发生副反应,且浓硫酸的还原产物二氧化硫有毒气体,所以用其代替浓的优点是副产物少,可绿色制备乙酸乙酯,无有毒气体二氧化硫产生,同时 NaHSO4固体易于称量;
【小问2详解】
变色硅胶吸水,除指示反应进程外,还可吸收加热时生成的水,使平衡正向移动,提高乙酸乙酯的产率;
【小问3详解】
A. 若向反应液中直接加入变色硅胶,则反应后需要过滤出硅胶,而使用小孔冷凝柱承载则无需分离,故A正确;
B. 反应的平衡常数只与温度有关,使用小孔冷凝柱承载不能增大该反应平衡常数,故B错误;
C. 小孔冷凝柱承载并没有投入溶液中,不能起到沸石作用,不能防止暴沸,故C错误;
D. 由题中“反应液由蓝色变为紫色,变色硅胶由蓝色变为粉红色,停止加热”可知,若向反应液中直接加入变色硅胶,则变色硅胶由蓝色变为粉红色,会影响观察反应液由蓝色变为紫色,所以使用小孔冷凝柱承载不影响甲基紫指示反应进程,故D正确;
故答案为:AD;
【小问4详解】
容量瓶用于配制一定物质的量浓度的溶液,分离有机相和洗涤有机相不需要容量瓶;漏斗用于固液分离,分离有机相和洗涤有机相不需要漏斗;分离液态有机相和洗涤液态有机相也不需要洗气瓶;分离有机相和洗涤有机相时均需使用的是分液漏斗;
【小问5详解】
由反应可知,乙酸与乙醇反应时,理论上可获得的乙酸乙酯的质量为0.1mol×88g/mol=8.8g,则该实验乙酸乙酯的产率为;
【小问6详解】
若改用作为反应物进行反应,则因为,生成的乙酸乙酯的摩尔质量为90g/mol,所以质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为90。
18. 氟他胺是一种抗肿瘤药,在实验室由芳香烃A制备氟他胺的合成路线如下所示:
已知:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为__________。
(2)反应③的化学方程式为__________。
(3)物质E所含官能团的名称是_________。
(4)反应⑤的反应类型是_________,吡啶()是一种有机碱,其在反应⑤中的作用为_________。已知有机物的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,则的碱性_________(填“大于”或“小于”)的碱性。
(5)满足下列条件的D的同分异构体有_________种。
a.属于芳香族化合物 b.分子中含有甲基 c.与D含有相同种类的官能团
(6)氟他胺的核磁共振氢谱显示为_________组峰。
【答案】(1) (2)
(3)碳氟键、氨基 (4) ①. 取代反应 ②. 中和反应产生的,提高反应物的转化率 ③. 小于
(5)10 (6)6
【解析】
【分析】芳香烃A与Cl2在光照条件下发生取代反应产生分子式是C7H5Cl3的B,则A分子式是C7H8,B发生取代反应产生C(),逆推可知B为,A为;对比C、D、E结构,可知C发生硝化反应生成D(),D发生还原反应产生E,E与在吡啶存在条件下发生取代反应产生F(),F与浓硝酸、浓硫酸混合加热,发生取代反应产生氟他胺()。
【小问1详解】
根据分析,A的结构简式为;
【小问2详解】
反应③为苯环上的硝化反应,方程式为;
【小问3详解】
E为,官能团为碳氟键、氨基;
【小问4详解】
①根据反应⑤的化学方程式++HCl,可知反应⑤的反应类型是取代反应;
②吡啶是一种有机碱,能够消耗生成HCl,使平衡正向移动,提高E的转化率;
③Cl是吸电子基团,降低了中的 N原子电子云密度,又由于有机物的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,故的碱性小于的碱性;
【小问5详解】
D的化学式为C7H4O2NF3,其同分异构体与D含有相同官能团和数目,即含有-NO2、3个-F、-CH3,邻三氟苯二取代有3种、、。偏三氟苯-CH3、-NO2取代有6种。均三氟苯苯环上-CH3、-NO2取代有1种。所以满足条件的同分异构体有3+6+1=10,故总共有10;
【小问6详解】
氟他胺分子中有6种等效氢,故氟他胺的核磁共振氢谱有6组峰。
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