内容正文:
沈阳市回民中学2024级高二下学期期中考试
化学试卷
满分:100分 时间:75分钟
一、选择题:共15小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列有关物质性质与用途的对应关系正确的是
A. 乙醇受热易挥发,可用作酿米酒的酒曲
B. 甘油具有吸水性,可用作全息投影设备的冷却剂
C. 溶解度较低,可用作制作豆腐时的凝固剂
D. 苯甲酸钠有抑制细菌生长的能力,可用作食品防腐剂
2. 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
3. 下图所示的实验装置或者操作不能达到相应目的的是
A.证明苯和溴发生了取代反应
B.检验1-溴丙烷消去反应的产物
C.探究苯环使甲基活化
D.检验溴乙烷消去产物乙烯
A. A B. B C. C D. D
4. 下列有关说法正确的是
A. 同系物一定同类,且相对分子质量之差一定为14的整数倍
B. 同分异构体由于结构不同,所以化学性质一定不相似
C. 凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质,彼此一定是同系物
D. 两种化合物组成元素相同,各元素质量分数也相同,则两者一定是同分异构体
5. 半胱氨酸在一定条件下转化为胱氨酸的反应如下:
已知:阿伏伽德罗常数的值为,硫醇与苯酚的酸性类似。下列说法正确的是
A. 的胱氨酸水溶液中H的数目大于
B. 胱氨酸中采取杂化的碳原子数目为
C. 半胱氨酸水溶液中电离出H的数目大于
D. 每将半胱氨酸转化为胱氨酸,转移的电子数为
6. 有关物质A可发生如图所示转化过程。
下列说法错误的是
A. A→C的反应类型属于氧化反应
B. A中官能团含有羟基、醛基、碳碳双键
C. B的结构简式为
D. 1 mol D与浓溴水反应,最多消耗3 mol
7. 茶叶提取物中含有茶多酚(T)和咖啡酸(M),其结构简式如下:
下列说法正确的是
A. T分子中有2个手性碳原子,存在顺反异构
B. 1 mol M与足量H2加成后,产物中sp3杂化的碳原子数为8NA
C. 1 mol T和M分别与溴水反应,消耗的Br2物质的量之比为7:4
D. T和M在一定条件均可发生加聚、缩聚反应
8. 已知颠茄酮的一种合成方法如下:
下列说法不正确的是
A. X的核磁共振氢谱有2组峰
B. 1 mol Y最多能与发生加成反应
C. 1个Z分子中含有2个手性碳原子
D. 键的极性:Y<
9. 已知:醛或酮可与格氏试剂(R′MgX):
由乙醇合成(2-丁烯)的流程如下:
下列说法错误的是
A. ③发生氧化反应,⑥发生消去反应
B. N能使酸性高锰酸钾溶液褪色、P不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. P的分子式为
D. M的结构简式为
10. 有机物的合成有多种路线,研究时要综合考虑效率、环保等各种问题。下图是合成物质(d)的一种情况,下列说法正确的是
A. 有机物(a)和(b)是同分异构体
B. 有机物(d)中最多有12个碳原子共面
C. 1mol CH2ClCOOC2H5最多可以消耗3mol NaOH
D. (a)、(b)、(d)3种物质中都有手性碳原子
11. 丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是
A. 丙烯分子中最多7个原子共平面
B. Y的同分异构体有3种(不考虑立体异构)
C. X的结构简式为
D. 聚合物Z的链节为
12. 双烯合成即狄尔斯-阿尔德反应(Diels-Alder反应),如:。二烯烃X与化合物Y在一定条件下可以进行双烯合成得到产物Z,反应的化学方程式如下:
下列说法错误的是
A. Y的分子式为
B. X分子中最多有9个原子共平面
C. 由X和经Diels-Alder反应可制取
D. 1molX与按物质的量之比1:1发生反应,可以得到3种沸点不同的产物
13. 下列说法不正确的是
A. 该分子与HBr1:1加成理论上最多生成8种产物(不考虑立体异构)
B. 现有组成为和的醇类混合物,在一定条件下进行脱水反应,理论上可能生成的有机物的种数最多为9种
C. 该分子最多共线的碳原子数和最多共面的原子数分别为4、25
D. “本(苯)宝宝福(氟)禄(氯)双全(醛)”的有机物曾经刷爆朋友圈,其结构简式为,该物质的同分异构体中具有相同的谐音且两个醛基位于苯环对位的有机物只有3种
14. 制备有机物乙的过程如图所示(部分物质未标出)。下列叙述正确的是
A. 甲中含氧官能团有5种 B. 甲、乙均属于烃
C. 甲、乙中手性碳原子数目不同 D. 乙中所有碳原子可能共平面
15. 金刚烷是一种重要的化工原料,工业上可通过下列途径制备:
下列说法正确的是
A. 四氢二聚环戊二烯分子式为
B. 金刚烷的二氯代物有6种
C. 二聚环戊二烯与HBr加成反应最多得4种产物
D. 上述四种烃均能使溴的四氯化碳溶液褪色
二、非选择题(4题,共55分)
16. 乙酰水杨酸(阿司匹林)是一种使用广泛的解热镇痛剂。合成原理是:
+CH3COOH
(1)
(1)乙酰水杨酸的分子式为______。
(2)上述反应的反应类型是______。
A.取代反应 B.加成反应 C.消去反应 D.氧化反应 E.还原反应
(3)水杨酸与溶液反应得到有机产物的结构简式为______。
(4)有关水杨酸的说法,错误的是______。(不定项)
A. 能与溴水发生取代反应和加成反应 B. 可发生酯化反应和水解反应
C. 1 mol水杨酸最多能与2 mol NaOH反应 D. 遇溶液显紫色
(5)一定条件下水杨酸能聚合形成高分子,高分子结构简式为______。
(6)乙酰水杨酸与足量NaOH溶液反应的化学方程式为______。
(7)乙酰氯()也能与水杨酸反应生成乙酰水杨酸,写出化学方程式(不写条件)______。
17. 乙烯是石油化学工业重要的基本原料,可合成诸多有机物。
【应用一】聚氯乙烯(PVC)和用作汽油抗震剂的的合成路线如下图。
请回答下列问题:
(1)A有两种同分异构体,其中沸点较低的系统命名为______。
(2)B→D的反应类型是______。
(3)D的结构简式是______,W的分子式为______。
(4)由合成聚氯乙烯(PVC)的反应方程式为______。
(5)若在恒温恒压反应器中进行反应①,反应后得到的混合气体,其平均摩尔质量为,则A的分解率是______。(保留两位有效数字)。
【应用二】双烯合成
双烯合成即狄尔斯-阿尔德反应(Diels-Alder反应):,该反应用于构建六元环状烃。
已知:
(6)通过上述反应合成,所需反应物为______和______。被酸性高锰酸钾溶液氧化的产物结构简式为______。
18. 有机化合物种类繁多、数量庞大,对有机化合物进行分离、提纯及鉴定是研究有机化合物的重要环节。
I.有机物A(仅含C、H、O三种元素)完全燃烧只生成CO2和H2O。称取样品,利用下图所示的装置进行实验。生成物先后通过分别装有足量无水氯化钙固体和碱石灰的U形管,被完全吸收后U形管质量分别增加5.4g和8.8g,消耗氧气6.72L(标准状况下)。
(1)装置a的名称为_______。
(2)有机物A的最简式为_______。
(3)已知有机物A的质谱、核磁共振氢谱(峰面积之比为)分别如下图所示,则A的官能团名称为_______。
(4)有机物A存在一种同分异构体B,有机物B的核磁共振氢谱上只存在一组峰,B的结构简式为_______。
Ⅱ.苯甲醇与苯甲酸是重要的化工原料,可通过苯甲醛在氢氧化钠水溶液中的歧化反应制得,某研究小组在实验室制备苯甲醇与苯甲酸,并测定苯甲酸的纯度。制备反应原理及反应结束后对反应液的处理步骤如下:
已知:
名称
相对分子质量
熔点
沸点
溶解性
其他
苯甲醇
108
15.3
205.7
在水中溶解度较小,易溶于乙醚、乙醇
该品可燃,有毒,具刺激性
苯甲酸
122
122.4(左右开始升华)
248
微溶于冷水,易溶于乙醇、热水
毒性较小,引起皮肤刺痛
溴酚蓝:是一种pH指示剂,变色范围为pH=3.0(黄)~4.6(蓝);易溶于氢氧化钠溶液,溶于甲醇、乙醇和苯,微溶于水。
请根据以上信息,回答下列问题:
(5)关于制备、提纯过程下列说法正确的是_______。
A. 步骤I:可用乙醚作为萃取剂
B. 步骤Ⅳ:具体操作为热水溶解、加入活性炭脱色、冷却结晶
C. 步骤V:产品宜用冷水洗涤
D. 步骤V:产品可用酒精灯、沸水浴加热烘干
(6)该小组拟用如图装置进行步骤III蒸馏操作,装置a应选用_______(选填仪器 A、B、C);上图缓冲瓶装置用于降低蒸馏装置的压强,则选择减压蒸馏的理由是_______。
IⅡ.苯甲酸的纯度测定。
(7)为精确测定产品纯度,拟用以下实验方案:称取苯甲酸样品,溶于浓度为的氢氧化钠溶液中,加入1滴酚酞指示剂,用盐酸调至酚酞红色消失。加入适量乙醚、溴酚蓝指示剂,摇匀,用盐酸滴定,边滴定边将水层和乙醚层充分摇匀,达到滴定终点,记录耗酸体积。做3组平行实验,所消耗盐酸的平均体积为。此过程涉及的主要反应原理:
;
①“用盐酸调至酚酞红色消失”这一操作的作用是_______。
②滴定终点现象是_______。
③产品的纯度是_______(以质量分数表示)。
19. 化合物J具有抗肿瘤活性,可由如下路线合成(略去部分试剂和条件)。
回答下列问题:
(1)A的结构简式是___________,B的官能团名称是___________。
(2)下列说法错误的是___________(填标号)。
A. E有顺反异构体 B. A可与溶液发生显色反应
C. 的反应中有乙醇生成 D. 的反应类型为取代反应
(3)J的结构简式中标注的碳原子a~d,其中手性碳原子是___________。
(4)D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应;②核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为。写出其中一种的结构简式___________。
(5)某同学结合的合成路线,设计了化合物K()的一种合成路线。该路线中L和M的结构简式分别为___________和___________。
已知:
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沈阳市回民中学2024级高二下学期期中考试
化学试卷
满分:100分 时间:75分钟
一、选择题:共15小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列有关物质性质与用途的对应关系正确的是
A. 乙醇受热易挥发,可用作酿米酒的酒曲
B. 甘油具有吸水性,可用作全息投影设备的冷却剂
C. 溶解度较低,可用作制作豆腐时的凝固剂
D. 苯甲酸钠有抑制细菌生长的能力,可用作食品防腐剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.酒曲是含糖化酶、酵母菌的微生物制品,用于催化淀粉发酵生成乙醇,乙醇本身不能作酒曲,性质与用途不对应,A不符合题意;
B.甘油(丙三醇)的吸水性对应其作护肤品保湿剂,作冷却剂和吸水性无关,性质与用途不对应,B不符合题意;
C.硫酸钙作豆腐凝固剂的原理是:作为电解质使豆浆中的蛋白质胶体发生聚沉,和溶解度低无关,性质与用途不对应,C不符合题意;
D.苯甲酸钠可抑制细菌生长繁殖,是我国允许使用的常见食品防腐剂,性质与用途对应正确,D符合题意;
故选D。
2. 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。
3. 下图所示的实验装置或者操作不能达到相应目的的是
A.证明苯和溴发生了取代反应
B.检验1-溴丙烷消去反应的产物
C.探究苯环使甲基活化
D.检验溴乙烷消去产物乙烯
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯和溴在适当的催化剂如FeBr3催化下,若发生取代反应会生成HBr,挥发出来的溴单质可被CCl4吸收,HBr进入AgNO3溶液生成淡黄色AgBr沉淀,可证明发生取代反应,能达到实验目的,A不符合题意;
B.1-溴丙烷消去反应过程中,乙醇受热会挥发出来,乙醇也可以还原酸性K2Cr2O7使溶液变色,会对消去产物丙烯的检验造成干扰,不能达到实验目的,B符合题意;
C.甲苯中的甲基受苯环影响,性质变得活泼,从而能被酸性高锰酸钾溶液氧化,导致溶液褪色,而苯无此现象,故该实验可达到探究苯环使甲基活化的目的,C不符合题意;
D.溴乙烷消去产物中混有挥发出的乙醇蒸气,先通过水进行洗气除去乙醇蒸气,剩余的乙烯可使酸性KMnO4 溶液褪色,装置可检验,D不符合题意;
故选B。
4. 下列有关说法正确的是
A. 同系物一定同类,且相对分子质量之差一定为14的整数倍
B. 同分异构体由于结构不同,所以化学性质一定不相似
C. 凡是分子组成相差一个或几个CH2原子团的物质,彼此一定是同系物
D. 两种化合物组成元素相同,各元素质量分数也相同,则两者一定是同分异构体
【答案】A
【解析】
【详解】A.同系物的定义是结构相似、属于同一类有机物,分子组成相差个原子团,的相对分子质量为14,因此相对分子质量之差一定为14的整数倍,A正确;
B.同类的同分异构体(如正丁烷与异丁烷,都属于烷烃)结构不同,但化学性质相似,并非化学性质一定不相似,B错误;
C.同系物不仅要求分子组成相差一个或几个原子团,还要求结构相似、属于同一类物质,例如乙烯和环丙烷组成相差1个,但结构类别不同,不属于同系物,C错误;
D.两种化合物组成元素相同、各元素质量分数也相同,只能说明最简式相同,分子式不一定相同,例如乙烯和丙烯满足该条件,但分子式不同,不属于同分异构体,D错误;
故答案选A。
5. 半胱氨酸在一定条件下转化为胱氨酸的反应如下:
已知:阿伏伽德罗常数的值为,硫醇与苯酚的酸性类似。下列说法正确的是
A. 的胱氨酸水溶液中H的数目大于
B. 胱氨酸中采取杂化的碳原子数目为
C. 半胱氨酸水溶液中电离出H的数目大于
D. 每将半胱氨酸转化为胱氨酸,转移的电子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.只有胱氨酸溶液物质的量浓度,没有体积,不能求粒子数目,A错误;
B.只给出了胱氨酸溶液的物质的量浓度,没有给出溶液体积,不能求粒子数目,B错误;
C.已知酸性和苯酚类似,而羧酸()的酸性强于苯酚,因此的电离程度更大,电离出的数目大于,C错误;
D.半胱氨酸中为价,形成胱氨酸的二硫键后,每个变为价,每个失去个电子;生成胱氨酸需要半胱氨酸(共个),总共转移电子,因此生成胱氨酸时,转移电子数为,D正确;
故答案选D。
6. 有关物质A可发生如图所示转化过程。
下列说法错误的是
A. A→C的反应类型属于氧化反应
B. A中官能团含有羟基、醛基、碳碳双键
C. B的结构简式为
D. 1 mol D与浓溴水反应,最多消耗3 mol
【答案】C
【解析】
【分析】A和氯化铁溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;能发生银镜反应,说明含有醛基,然后酸化转化为羧基;D和1 mol氢气发生加成反应生成E,E和1 mol单质溴发生反应生成的F仅有一种结构,根据A和2 mol氢气反应,说明A中含有1个醛基和1个碳碳双键,根据B、E、F的结构特点可知A的结构简式应该是,据此分析;
【详解】A.A→C是银镜反应,反应类型属于氧化反应,A正确;
B.A的结构简式为,A中官能团含有羟基、醛基、碳碳双键,B正确;
C.A中的醛基和碳碳双键与氢气发生加成反应生成B,则B的结构简式应该为,C错误;
D.D的结构简式为,碳碳双键和浓溴水发生加成反应,酚羟基的邻位和浓溴水发生取代反应,则可以消耗,D正确;
故选C。
7. 茶叶提取物中含有茶多酚(T)和咖啡酸(M),其结构简式如下:
下列说法正确的是
A. T分子中有2个手性碳原子,存在顺反异构
B. 1 mol M与足量H2加成后,产物中sp3杂化的碳原子数为8NA
C. 1 mol T和M分别与溴水反应,消耗的Br2物质的量之比为7:4
D. T和M在一定条件均可发生加聚、缩聚反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.T分子中有2个手性碳原子,但没有碳碳双键,故不存在顺反异构,A错误;
B.1 mol M与足量H2加成后,产物中除了羧基碳原子外,其余8个碳原子均采用sp3杂化,B正确;
C.T分子中仅有酚羟基的邻对位会与发生取代,1 mol T消耗的Br2物质的量为5 mol,M分子有酚羟基的邻对位会消耗3个,一个双键会消耗1个,1 mol M消耗的Br2物质的量为4 mol,1 mol T和M分别与溴水反应,消耗的Br2物质的量之比5:4,C错误;
D.T和M均含有多个羟基,均可以发生缩聚反应,但仅M具有双键可以发生加聚反应,D错误;
故选B。
8. 已知颠茄酮的一种合成方法如下:
下列说法不正确的是
A. X的核磁共振氢谱有2组峰
B. 1 mol Y最多能与发生加成反应
C. 1个Z分子中含有2个手性碳原子
D. 键的极性:Y<
【答案】D
【解析】
【详解】A.X的结构对称,只有2种等效氢,核磁共振氢谱有2组峰,A正确;
B.Y中含1个酮羰基,酮羰基可与加成;Y中含2个羧基,羧基不能与氢气加成, 1 mol Y最多与加成,B正确;
C.Z中手性碳原子共2个,如图,C正确;
D.在Y中,亚甲基碳原子连接了两个吸电子基(羰基和羧基),而在丙酮中,甲基碳原子只连接了一个吸电子基(羰基),因此Y中C-H键的极性大于丙酮;D错误;
故选D。
9. 已知:醛或酮可与格氏试剂(R′MgX):
由乙醇合成(2-丁烯)的流程如下:
下列说法错误的是
A. ③发生氧化反应,⑥发生消去反应
B. N能使酸性高锰酸钾溶液褪色、P不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. P的分子式为
D. M的结构简式为
【答案】B
【解析】
【分析】根据题中所给信息可知,M应为CH3CH2X,N应为CH3CHO,从而得出P为。
【详解】A.反应③中,CH3CH2OH转化为CH3CHO,发生氧化反应,反应⑥中,转化为CH3CH=CHCH3,发生消去反应,A正确;
B.CH3CHO能被酸性高锰酸钾氧化成乙酸,使酸性高锰酸钾溶液褪色,P结构上有-OH,且与-OH相连的C上有H,能被酸性高锰酸钾氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;
C.P的结构简式为,分子式为C4H10O,C正确;
D.由以上分析可知,M的结构简式为CH3CH2X,D正确;
故答案选B。
10. 有机物的合成有多种路线,研究时要综合考虑效率、环保等各种问题。下图是合成物质(d)的一种情况,下列说法正确的是
A. 有机物(a)和(b)是同分异构体
B. 有机物(d)中最多有12个碳原子共面
C. 1mol CH2ClCOOC2H5最多可以消耗3mol NaOH
D. (a)、(b)、(d)3种物质中都有手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.有机物(a)和(b)分子式不同,所以不是同分异构体,A错误;
B.,圈1中结构类似于乙烯结构,有5个碳共面,圈2中结构类似于苯结构,有8个碳共面,因为单键可以旋转,则圈1与圈2中共11个碳原子可能共面,3号碳原子是sp3杂化,最多三个碳原子共面,则4与5号碳原子最多还有1个碳原子与前面11个碳原子共面,即最多有12个碳原子共面,B正确;
C.1mol CH2ClCOOC2H5最多可以消耗2mol NaOH,氯原子与酯基各消耗1mol NaOH,C错误;
D.连有四个不同原子或者基团的饱和碳原子是手性碳原子,(a)中没有手性碳原子,(b)、(d)各有一个手性碳原子,见红色标记,,D错误;
故选B。
11. 丙烯可发生如下转化,下列说法不正确的是
A. 丙烯分子中最多7个原子共平面
B. Y的同分异构体有3种(不考虑立体异构)
C. X的结构简式为
D. 聚合物Z的链节为
【答案】C
【解析】
【详解】A.丙烯结构为,碳碳双键为平面结构,直接相连的3个碳原子都在双键平面内,甲基为四面体结构,单键可旋转,甲基最多有1个H落在双键平面内,共平面的原子最多为(双键上)(甲基上)共7个,A正确;
B.Y是丙烯与溴加成的产物,结构为,分子式为;不考虑立体异构,的所有二溴代物共4种,除去Y自身,还有3种同分异构体(、、),B正确;
C.丙烯与在光照下发生甲基上氢的取代反应,产物X为,不是,C错误;
D.丙烯加聚生成聚丙烯Z(),链节为,与选项给出的结构一致,D正确;
故答案选C。
12. 双烯合成即狄尔斯-阿尔德反应(Diels-Alder反应),如:。二烯烃X与化合物Y在一定条件下可以进行双烯合成得到产物Z,反应的化学方程式如下:
下列说法错误的是
A. Y的分子式为
B. X分子中最多有9个原子共平面
C. 由X和经Diels-Alder反应可制取
D. 1molX与按物质的量之比1:1发生反应,可以得到3种沸点不同的产物
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据题给信息,由Z逆推可知,X为、Y为。Y的分子式为,A正确;
B.碳碳双键为平面结构,由于单键可以旋转,碳碳双键形成的2个平面可以共面,与双键碳直接相连的原子一定在同一平面内,五元环可以是平面结构,除中2个氢原子外其他的原子都可能共面,则5个碳原子和4个氢原子可以在同一平面内,最多有9个原子共平面,B正确;
C.根据题给信息和的结构,可由和经Diels-Alder反应制得,C正确;
D.1 mol 与发生1,4-加成可以得到,发生1,2-加成可以得到和,共2种沸点不同的结构,D错误;
故选D。
13. 下列说法不正确的是
A. 该分子与HBr1:1加成理论上最多生成8种产物(不考虑立体异构)
B. 现有组成为和的醇类混合物,在一定条件下进行脱水反应,理论上可能生成的有机物的种数最多为9种
C. 该分子最多共线的碳原子数和最多共面的原子数分别为4、25
D. “本(苯)宝宝福(氟)禄(氯)双全(醛)”的有机物曾经刷爆朋友圈,其结构简式为,该物质的同分异构体中具有相同的谐音且两个醛基位于苯环对位的有机物只有3种
【答案】B
【解析】
【详解】A.该分子共有3个不对称的碳碳双键,发生1:1加成时:每个双键发生1,2-加成,由于双键两端基团不同,每个双键加成得到2种产物,3个双键共得到3×2=6种;此外共轭双键还可以发生1,4-加成,又可得到2种产物,总共有6+2=8种(不考虑立体异构),A正确;
B.组成为的醇只有乙醇1种,的醇有1-丙醇、2-丙醇共2种,总共3种醇。脱水反应分两种:分子内脱水:乙醇脱水得乙烯(1种),两种丙醇脱水都得到丙烯(1种),共种;分子间脱水成醚:不同醇之间组合,共得到:乙醇+乙醇、乙醇+1-丙醇、乙醇+2-丙醇、1-丙醇+1-丙醇、1-丙醇+2-丙醇、2-丙醇+2-丙醇,共6种; 总产物为2+6=8种,不是9种,B错误;
C.该分子中心碳为sp3杂化(四面体结构);共线碳原子:对甲基苯基的对位为直线,最多有甲基碳、苯环两个对位碳、中心碳共4个碳原子共线(中心碳键角为109°28′,另一个苯环无法共线);共面原子:单键可旋转,最多2个对甲基苯基共平面:每个对甲基苯基共含7个C,苯环上有4个H共面,甲基为四面体结构,仅甲基C和1个H可共面,因此每个对甲基苯基共7+(4+1)=12个原子,两个共24个,加中心1个碳原子,总计24+1=25个原子,C正确;
D.两个醛基在苯环对位,剩余两个空位放F、Cl:苯环对称,不重复的结构共3种,D正确;
故选B。
14. 制备有机物乙的过程如图所示(部分物质未标出)。下列叙述正确的是
A. 甲中含氧官能团有5种 B. 甲、乙均属于烃
C. 甲、乙中手性碳原子数目不同 D. 乙中所有碳原子可能共平面
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲的含氧官能团只有羟基、醚键、羰基,共3种,不是5种,A错误;
B.烃的定义是仅含碳、氢两种元素的有机物,甲含有氧、氯,乙含有氧,均不属于烃,B错误;
C.手性碳原子是指连有4种基团的饱和碳原子。甲中共有5个手性碳原子:;乙发生分子内环化后,新增了手性碳原子,共6个:,二者手性碳原子数目不同,C正确;
D.乙中存在多个饱和杂化碳原子(如环上的饱和碳、侧链连甲基的叔碳),饱和碳原子为四面体构型,因此所有碳原子不可能共平面,D错误;
故选C。
15. 金刚烷是一种重要的化工原料,工业上可通过下列途径制备:
下列说法正确的是
A. 四氢二聚环戊二烯分子式为
B. 金刚烷的二氯代物有6种
C. 二聚环戊二烯与HBr加成反应最多得4种产物
D. 上述四种烃均能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据四氢二聚环戊二烯的键线式,其含有的碳原子数是10个,含有的H原子数是16,则其分子式是,故A错误;
B.金刚烷的二氯代物有如图所示共6种, 、 、、 、 、,故B正确;
C.二聚环戊二烯含有两个双键,若加成时只加成一个双键,有4种结构,若两个双键均被加成,有3种结构,所以最多有7种,故C错误;
D.四氢二聚环戊二烯、金刚烷不含碳碳双键,不能与溴发生加成,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,故D错误;
答案B。
二、非选择题(4题,共55分)
16. 乙酰水杨酸(阿司匹林)是一种使用广泛的解热镇痛剂。合成原理是:
+CH3COOH
(1)
(1)乙酰水杨酸的分子式为______。
(2)上述反应的反应类型是______。
A.取代反应 B.加成反应 C.消去反应 D.氧化反应 E.还原反应
(3)水杨酸与溶液反应得到有机产物的结构简式为______。
(4)有关水杨酸的说法,错误的是______。(不定项)
A. 能与溴水发生取代反应和加成反应 B. 可发生酯化反应和水解反应
C. 1 mol水杨酸最多能与2 mol NaOH反应 D. 遇溶液显紫色
(5)一定条件下水杨酸能聚合形成高分子,高分子结构简式为______。
(6)乙酰水杨酸与足量NaOH溶液反应的化学方程式为______。
(7)乙酰氯()也能与水杨酸反应生成乙酰水杨酸,写出化学方程式(不写条件)______。
【答案】(1) (2)A
(3) (4)AB
(5) (6)+3NaOH+CH3COONa+2H2O
(7)+CH3COCl+HCl
【解析】
【小问1详解】
按结构数出原子个数:苯环6个C,加上羧基1个C、乙酰基2个C,共9个C;氢共8个,氧共4个,得分子式为。
【小问2详解】
水杨酸中酚羟基的H原子被乙酰基()取代,生成乙酰水杨酸和乙酸,属于取代反应。
【小问3详解】
羧基酸性强于碳酸,可与反应;酚羟基酸性弱于碳酸,不与反应,只有羧基转化为: 。
【小问4详解】
A.水杨酸含酚羟基,酚羟基的邻对位氢可与溴水发生取代反应,但苯环不能与溴水发生加成反应,A错误;
B.水杨酸含羧基和羟基,可发生酯化反应,但无酯基等可水解的基团,不能发生水解反应,B错误;
C.1 mol羧基消耗1 mol ,1 mol酚羟基消耗1 mol ,共消耗2 mol ,C正确;
D.含酚羟基,遇溶液显紫色,D正确;
故选AB。
【小问5详解】
水杨酸同时含羟基和羧基,发生缩聚反应,羧基脱羟基、羟基脱氢,形成聚酯类高分子:。
【小问6详解】
乙酰水杨酸在NaOH溶液中水解的方程式为+3NaOH+CH3COONa+2H2O。
【小问7详解】
乙酰氯与水杨酸中的酚羟基发生取代反应生成乙酰水杨酸:+CH3COCl+HCl。
17. 乙烯是石油化学工业重要的基本原料,可合成诸多有机物。
【应用一】聚氯乙烯(PVC)和用作汽油抗震剂的的合成路线如下图。
请回答下列问题:
(1)A有两种同分异构体,其中沸点较低的系统命名为______。
(2)B→D的反应类型是______。
(3)D的结构简式是______,W的分子式为______。
(4)由合成聚氯乙烯(PVC)的反应方程式为______。
(5)若在恒温恒压反应器中进行反应①,反应后得到的混合气体,其平均摩尔质量为,则A的分解率是______。(保留两位有效数字)。
【应用二】双烯合成
双烯合成即狄尔斯-阿尔德反应(Diels-Alder反应):,该反应用于构建六元环状烃。
已知:
(6)通过上述反应合成,所需反应物为______和______。被酸性高锰酸钾溶液氧化的产物结构简式为______。
【答案】(1)2-甲基丙烷
(2)加成反应 (3) ①. ②.
(4) (5)61%或0.61
(6) ①. ②. ③. (或)
【解析】
【分析】A是丁烷,A分解为乙烯(B)和乙烷(M),乙烯(B)和氯气发生加成反应生成1,2-二氯乙烷(D),D在高温、高压条件下发生消去反应生成CH2=CHCl(E),根据元素守恒,可知W是HCl,CH2=CHCl(E)发生加聚反应生成PVC;乙烷(M)和氯气发生取代反应生成一氯乙烷和HCl(W)。
【小问1详解】
C4H10有两种同分异构体CH3CH2CH2CH3、CH(CH3)3,支链越多,沸点越低,故沸点较低的是CH(CH3)3,系统命名为2-甲基丙烷。
【小问2详解】
B→D是乙烯(B)和氯气发生加成反应生成1,2-二氯乙烷(D),反应类型是加成反应;
【小问3详解】
D是1,2-二氯乙烷,结构简式是,W的分子式为HCl。
【小问4详解】
E是CH2=CHCl,发生加聚反应生成聚氯乙烯(PVC),反应方程式为。
【小问5详解】
A在恒温恒压反应器中进行反应①生成乙烷和乙烯,1mol丁烷分解生成1mol乙烯和1mol乙烷,设丁烷的投料为1mol,丁烷的分解率是x,则剩余丁烷的物质的量为(1-x)mol、生成乙烯的物质的量为xmol、乙烷的物质的量为xmol, 反应后得到的混合气体平均摩尔质量为,,x≈0.61,则A的分解率是0.61。
【小问6详解】
根据,由逆推,合成所需反应物为和。碳碳双键能被酸性高锰酸钾氧化,被酸性高锰酸钾溶液氧化的产物结构简式为。
18. 有机化合物种类繁多、数量庞大,对有机化合物进行分离、提纯及鉴定是研究有机化合物的重要环节。
I.有机物A(仅含C、H、O三种元素)完全燃烧只生成CO2和H2O。称取样品,利用下图所示的装置进行实验。生成物先后通过分别装有足量无水氯化钙固体和碱石灰的U形管,被完全吸收后U形管质量分别增加5.4g和8.8g,消耗氧气6.72L(标准状况下)。
(1)装置a的名称为_______。
(2)有机物A的最简式为_______。
(3)已知有机物A的质谱、核磁共振氢谱(峰面积之比为)分别如下图所示,则A的官能团名称为_______。
(4)有机物A存在一种同分异构体B,有机物B的核磁共振氢谱上只存在一组峰,B的结构简式为_______。
Ⅱ.苯甲醇与苯甲酸是重要的化工原料,可通过苯甲醛在氢氧化钠水溶液中的歧化反应制得,某研究小组在实验室制备苯甲醇与苯甲酸,并测定苯甲酸的纯度。制备反应原理及反应结束后对反应液的处理步骤如下:
已知:
名称
相对分子质量
熔点
沸点
溶解性
其他
苯甲醇
108
15.3
205.7
在水中溶解度较小,易溶于乙醚、乙醇
该品可燃,有毒,具刺激性
苯甲酸
122
122.4(左右开始升华)
248
微溶于冷水,易溶于乙醇、热水
毒性较小,引起皮肤刺痛
溴酚蓝:是一种pH指示剂,变色范围为pH=3.0(黄)~4.6(蓝);易溶于氢氧化钠溶液,溶于甲醇、乙醇和苯,微溶于水。
请根据以上信息,回答下列问题:
(5)关于制备、提纯过程下列说法正确的是_______。
A. 步骤I:可用乙醚作为萃取剂
B. 步骤Ⅳ:具体操作为热水溶解、加入活性炭脱色、冷却结晶
C. 步骤V:产品宜用冷水洗涤
D. 步骤V:产品可用酒精灯、沸水浴加热烘干
(6)该小组拟用如图装置进行步骤III蒸馏操作,装置a应选用_______(选填仪器 A、B、C);上图缓冲瓶装置用于降低蒸馏装置的压强,则选择减压蒸馏的理由是_______。
IⅡ.苯甲酸的纯度测定。
(7)为精确测定产品纯度,拟用以下实验方案:称取苯甲酸样品,溶于浓度为的氢氧化钠溶液中,加入1滴酚酞指示剂,用盐酸调至酚酞红色消失。加入适量乙醚、溴酚蓝指示剂,摇匀,用盐酸滴定,边滴定边将水层和乙醚层充分摇匀,达到滴定终点,记录耗酸体积。做3组平行实验,所消耗盐酸的平均体积为。此过程涉及的主要反应原理:
;
①“用盐酸调至酚酞红色消失”这一操作的作用是_______。
②滴定终点现象是_______。
③产品的纯度是_______(以质量分数表示)。
【答案】(1)干燥管 (2)C2H6O
(3)羟基 (4)CH3OCH3 (5)AC
(6) ①. A ②. 减压蒸馏可以降低物质沸点, 提高蒸馏效率;且能减少副反应的发生
(7) ①. 中和过量的氢氧化钠 ②. 当最后半滴盐酸滴入后,溶液水层显淡绿色,且半分钟不变色 ③.
【解析】
【分析】用燃烧法可确定最简式,燃烧后的产物为水和二氧化碳,经过无水氯化钙后,增加的质量为水的质量5.4 g即0.3 mol水,说明有机物中含H 0.6mol,经过碱石灰后,增加的质量为二氧化碳的质量,为8.8 g即0.2 mol二氧化碳,说明有机物中含C 0.2mol,消耗标况下氧气6.72 L即0.3 mol氧气,说明有机物中含O( 0.3+0.2-)mol=0.1mol,故有机物A中C、H、O物质的量之比为2:6:1,有机物A的最简式为C2H6O,由此作答。
【小问1详解】
装置a为盛装固体吸收气体的装置,为干燥管;
【小问2详解】
由分析可知,有机物A的最简式为C2H6O;
【小问3详解】
C2H6O有两种同分异构体,分别是乙醇与二甲醚,由于有三种等效氢,故为乙醇,乙醇中的官能团为羟基;
【小问4详解】
乙醇的同分异构体为二甲醚,其结构简式为CH3OCH3;
【小问5详解】
A.题目信息指出苯甲醇易溶于乙醚,故步骤I可用乙醚作为萃取剂,故A正确;
B.苯甲酸温度较高时在水中溶解度高,温度较低时在水中溶解度低,故步骤Ⅳ的具体操作为热水溶解、加入活性炭脱色、趁热过滤,故B错误;
C.苯甲酸微溶于冷水,所以步骤V宜用冷水洗涤,故C正确;
D.由于苯甲酸在100℃左右升华,用沸水浴会使苯甲酸升华,减少产物,故D错误;
故答案选AC;
【小问6详解】
本操作为蒸馏,应选用直行冷凝管,故A正确;压强减低会使液体沸点降低,故减压蒸馏可以降低物质沸点, 提高蒸馏效率;其能减少副反应的发生;
【小问7详解】
最终滴定时使用盐酸作为标准液,溶液中若有氢氧化钠会干扰滴定结果,故这一操作的作用是中和过量的氢氧化钠;溴酚蓝指示剂当pH值在3.0-4.6之间时,为浅绿色,故滴定终点现象为当最后半滴盐酸滴入后,溶液水层显淡绿色,且半分钟不变色;根据此过程涉及的主要反应原理可确定标准液盐酸与苯甲酸的物质的量之比为1;1,则苯甲酸的纯度==。
【点睛】一定要找到标准液与待测物之间的联系后才能计算。
19. 化合物J具有抗肿瘤活性,可由如下路线合成(略去部分试剂和条件)。
回答下列问题:
(1)A的结构简式是___________,B的官能团名称是___________。
(2)下列说法错误的是___________(填标号)。
A. E有顺反异构体 B. A可与溶液发生显色反应
C. 的反应中有乙醇生成 D. 的反应类型为取代反应
(3)J的结构简式中标注的碳原子a~d,其中手性碳原子是___________。
(4)D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应;②核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为。写出其中一种的结构简式___________。
(5)某同学结合的合成路线,设计了化合物K()的一种合成路线。该路线中L和M的结构简式分别为___________和___________。
已知:
【答案】(1) ①. ②. 碳溴键(或Br原子) (2)D
(3)c (4) ①. 4 ②. 、、、
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】根据B、C的结构简式以及A的分子式,可知,A→C的过程为A与B发生取代反应,生成C与HBr。A的结构简式为:。C与D发生取代反应,生成E和HBr。E在酸性条件下发生水解,生成和CH3CH2OH。中一个C原子上连有2个羟基时,结构不稳定,最终变成F()。对比F的分子式和G的分子式,结合H的结构简式,可知F→G的过程为F与CH3NO2发生加成反应生成。G中的醛基(-CHO)被氧化剂氧化为羧基(-COOH),并与CH3OH在浓硫酸的作用下发生酯化反应,生成H。H与H2在催化剂的作用下发生还原反应,H中的硝基(-NO2)被还原为氨基(-NH2),生成I。I脱去一分子CH3OH,发生分子内成环反应,生成J。据此解答。
【小问1详解】
由分析可知,A的结构简式为;根据B的结构简式可知B中的官能团为碳溴键(或Br原子)。
【小问2详解】
A.E中碳碳双键上的每个C原子都连接了不同的原子和原子团,则E有两种结构:相同的氢原子位于双键同一侧的顺式结构和相同的氢原子位于双键两侧的反式结构,A项正确;
B.A的分子中含有酚羟基,可与FeCl3溶液作用显紫色,B项正确;
C.由分析可知,E→F的过程中生成乙醇,C项正确;
D.根据分析,F→G的反应类型为碳碳双键的加成反应,D项错误;
故选D。
【小问3详解】
手性碳原子是指与四个各不相同的原子或基团相连的碳原子,分析J的结构简式,可知c为手性碳原子。
【小问4详解】
D的分子式为,其同分异构体满足条件①②,说明同分异构体中含有醛基,且存在四种不同环境的氢原子,且每种氢原子个数之比为9∶3∶1∶1,则分子中应存在3个相同的甲基,满足条件的同分异构体有:、、、,共有4种。
【小问5详解】
分析题给已知条件,可知R-CHO中的碳氧双键断裂,CH3CHO上甲基中的2个碳氢键断裂,彼此重新成键生成R-CH=CHCHO和H2O,根据L与CH3CHO在相同条件下反应生成类似产物可知L为一元醛,由产物()的结构简式,可逆推出L的结构简式为;由K的结构简式及生成K的反应条件逆推,可知C8H15NO4的结构简式为,M被氧化剂氧化生成,则M的结构简式为。
【点睛】也可以类比F→G的反应,M为与CH3NO2在催化剂作用下发生加成反应的产物,进而也可以推断出M为。
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