内容正文:
2024级高二下学期第4次定时训练
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16
一、选择题(本题共10小题,每题2分,共20分。每小题只有一个选项符合要求)
1. 中国美食享誉世界,东坡诗句“芽姜紫醋炙银鱼”描述了古人烹饪时对食醋的妙用。食醋风味形成的关键是发酵,包括淀粉水解、发酵制醇和发酵制酸等三个阶段。下列说法错误的是
A. 淀粉水解阶段有葡萄糖产生 B. 发酵制醇阶段有产生
C. 发酵制酸阶段有酯类物质产生 D. 上述三个阶段均应在无氧条件下进行
【答案】D
【解析】
【详解】A.淀粉属于多糖,淀粉水解的最终产物为葡萄糖,反应为,A项正确;
B.发酵制醇阶段的主要反应为,该阶段有CO2产生,B项正确;
C.发酵制酸阶段的主要反应为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O、2CH3CHO+O22CH3COOH,CH3COOH与CH3CH2OH会发生酯化反应生成CH3COOCH2CH3,CH3COOCH2CH3属于酯类物质,C项正确;
D.发酵制酸阶段CH3CH2OH发生氧化反应生成CH3COOH,应在有氧条件下进行,D项错误;
答案选D。
2. 下列有关化学用语的表示不正确的是
A. 乙醇的分子式:C2H6O
B. 的名称为:3,3二甲基-1-戊烯
C. 乙烯的结构简式:CH2CH2
D. 苯分子的比例模型图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇为饱和一元醇,分子式为C2H6O,A正确,不选;
B.含有官能团的物质命名时,编号时官能团的位次要小,则碳碳双键的编号为1,3号碳上连有2个甲基,则名称为3,3-二甲基-1-戊烯,B正确,不选;
C.乙烯的结构简式为CH2=CH2,C错误,符合题意;
D.苯分子的比例模型为 ,D正确,不选。
答案选C。
3. 为了提纯下表所列物质(括号内为杂质),有关除杂试剂和分离方法的选择不正确的是( )
选项
被提纯的物质
除杂试剂
分离方法
A
肥皂(甘油)
NaCl
过滤
B
淀粉溶液(NaCl)
水
渗析
C
CH3CH2OH(CH3COOH)
CaO
蒸馏
D
己烷(己烯)
溴水
分液
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.肥皂中加入NaCl,其溶解度减小而析出,此过程为盐析,然后可用过滤的方法分离,A选项正确;
B.淀粉溶液属于胶体,不能透过半透膜,可用渗析法除去其中的NaCl,B选项正确;
C.CH3COOH与CaO反应生成沸点高的盐,不易挥发,而乙醇易挥发,此时可用蒸馏法除去,C选项正确;
D.己烯与溴水反应生成新的有机物,己烷也能溶解与其中,不能用分液法分离,D选项错误;
答案选D。
4. 下列有关有机物结构和性质的说法错误的是
A. 分子式为C5H10O2且能与 NaHCO3反应放出气体的结构共有4种
B. 石油是混合物,可通过分馏得到汽油、煤油等纯净物
C. 苯甲酸()分子中所有原子可能位于同一平面
D. 1mol盐酸美西律()最多可与3 mol H2发生加成
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子式为C5H10O2且能与 NaHCO3反应放出气体的有机物为饱和一元羧酸,结构为C4H9-COOH,丁基-C4H9有四种不同结构,所以C5H10O2的羧酸有4种同分异构体,A正确;
B.石油是混合物,通过分馏得到汽油、煤油等各种馏分仍然含有多种成分,它们仍然是混合物,B错误;
C.苯甲酸是苯分子中的H原子被羧基-COOH取代产生的物质,苯分子是平面分子,羧基中的各原子也在一个平面上,C-C单键可以旋转,因此两个平面可能在一个平面上,即分子中所有原子可能位于同一平面,C正确;
D.根据盐酸美西律的结构可知,该分子中只含有1个苯环,不含有碳碳双键及碳氧双键,1个苯环可以与3个H2发生加成反应,因此1mol盐酸美西律最多可与3 mol H2发生加成反应,D正确;
故本题符合题意的选项是B。
5. 已知苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水及有机溶剂。某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙,经过如图实验步骤进行提纯:
下列说法正确的是
A. 玻璃棒在加热溶解和趁热过滤中的作用相同
B. 趁热过滤的目的是防止苯甲酸结晶析出
C. 冷却结晶时快速降温可提高产品的纯度
D. 可选用乙醇洗涤苯甲酸以减少产品损失
【答案】B
【解析】
【详解】A.在“加热溶解”步骤中,玻璃棒的作用是搅拌,以加速溶解并使溶液受热均匀。在“趁热过滤”步骤中,玻璃棒的作用是引流,引导液体沿棒流入漏斗,防止液体溅出或冲破滤纸,两者作用不同,A错误;
B.苯甲酸在热水中溶解度大,在冷水中溶解度小。趁热过滤是为了在苯甲酸完全溶解的状态下,将不溶性杂质(泥沙)除去。如果待溶液冷却后再过滤,苯甲酸会结晶析出,与泥沙混合在一起,导致无法分离并造成产品损失。因此,趁热过滤的关键目的就是为了防止苯甲酸在过滤时结晶,B正确;
C.快速降温会使苯甲酸晶体快速、无序地形成,得到的是细小的晶体。这个过程容易将含有杂质(如氯化钠)的母液包裹在晶体内部,导致产品纯度下降。为了获得更高纯度的产品,应缓慢冷却,使晶体有足够时间有序生长,形成较大、较纯净的晶体,C错误;
D.题目信息指出“苯甲酸易溶于有机溶剂”,乙醇是有机溶剂,苯甲酸在其中的溶解度很大。如果用乙醇洗涤,会导致大量苯甲酸产品溶解而损失。洗涤晶体应选用产品溶解度很小的溶剂,本实验中应使用少量冷水洗涤,因为苯甲酸微溶于冷水,这样既能洗去杂质,又能最大限度地减少产品损失,D错误;
故答案选B。
6. 以下四种卤代烃,既可以发生消去反应,又可以发生水解反应且水解产物可以氧化成醛类物质的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.所含官能团为碳氯键,能发生水解反应且水解产物苯甲醇可以氧化成苯甲醛,但与氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子、不能发生消去反应,A错误;
B.能发生消去反应得到1-丁烯或2-丁烯,也能发生水解反应得到2-丁醇,但水解产物只能氧化成酮,不能氧化成醛,B错误;
C.能发生水解反应且水解产物(CH3)3CCH2OH可以氧化成醛:(CH3)3CCHO,但与氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子、不能发生消去反应,C错误;
D.能发生消去反应得到(CH3)2CH=CH2,也能发生水解反应得到(CH3)2CHCH2OH,且水解产物可以氧化成醛:(CH3)2CHCHO,D正确;
故选D。
7. 植物提取物阿魏萜宁具有抗菌活性,其结构简式如图所示。下列关于阿魏萜宁的说法错误的是
A. 可与溶液反应 B. 消去反应产物最多有2种
C. 酸性条件下的水解产物均可生成高聚物 D. 与反应时可发生取代和加成两种反应
【答案】B
【解析】
【分析】由阿魏萜宁的分子结构可知,其分子中存在醇羟基、酚羟基、酯基和碳碳双键等多种官能团。
【详解】A.该有机物含有酚羟基,故又可看作是酚类物质,酚羟基能显示酸性,且酸性强于;溶液显碱性,故该有机物可与溶液反应,A正确;
B.由分子结构可知,与醇羟基相连的C原子共与3个不同化学环境的C原子相连,且这3个C原子上均连接了H原子,因此,该有机物发生消去反应时,其消去反应产物最多有3种,B不正确;
C.该有机物酸性条件下的水解产物有2种,其中一种含有碳碳双键和2个醇羟基,这种水解产物既能通过发生加聚反应生成高聚物,也能通过缩聚反应生成高聚物;另一种水解产物含有羧基和酚羟基、且羟基的两个邻位上均有氢原子,其可以发生缩聚反应生成高聚物,C正确;
D.该有机物分子中含有酚羟基且其邻位上有H原子,故其可与浓溴水发生取代反应;还含有碳碳双键,故其可发生加成,因此,该有机物与反应时可发生取代和加成两种反应,D正确;
综上所述,本题选B。
8. 利用下列装置(夹持装置略)进行实验,不能达到相应实验目的的是
A. 装置甲:乙醇在浓硫酸的作用下,加热到制取乙烯
B. 装置乙:苯与溴在催化下制备溴苯并验证有生成
C. 装置丙:用乙酸乙酯萃取溴水中的溴,分液时从上口倒出有机层
D. 装置丁:用电石与水反应制取乙炔并验证乙炔具有还原性
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醇在浓硫酸的作用下,加热到发生消去反应生成乙烯,故A能达到实验目的;
B.苯与溴在催化下制备溴苯,生成的HBr和硝酸银反应生成淡黄色溴化银沉淀,但是溴具有挥发性,溴也可以和硝酸银反应,需要排除溴的干扰,不可验证有生成,故B不能达到实验目的;
C.乙酸乙酯密度小于水、难溶于水,在上层,用乙酸乙酯萃取溴水中的溴,分液时从上口倒出有机层,故C能达到实验目的;
D.电石与水反应生成乙炔,用硫酸铜溶液除去硫化氢等杂质,乙炔使酸性高锰酸钾溶液褪色,可验证乙炔具有还原性,故D能达到实验目的;
答案选B。
9. 化合物Z是合成某种抗结核候选药物的重要中间体,可由下列反应制得。
下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是
A. X分子中不含手性碳原子
B. Y分子中的碳原子一定处于同一平面
C. Z在浓硫酸催化下加热不可能发生消去反应
D. X、Z分别在过量NaOH溶液中加热,均能生成丙三醇
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.X 中方框内的碳原子为手性碳原子,故A说法错误;
B.中与氧原子相连接的碳原子之间的化学键为单键,可以旋转,因此左侧甲基上碳原子不一定与苯环以及右侧碳原子共平面,故B说法错误;
C.中与羟基相连接的碳原子邻位碳原子上有氢原子,在浓硫酸催化并加热条件下,能够发生消去反应,故C说法错误;
D.中含有卤素原子,在过量氢氧化钠溶液并加热条件下能够发生取代反应生成丙三醇,在氢氧化钠溶液作用下先发生水解反应生成,然后在氢氧化钠溶液并加热条件下能够发生取代反应生成丙三醇,故D说法正确;
综上所述,说法正确的是:D。
10. 卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应,可得格氏试剂R-MgX,它可与醛、酮等羰基化合物加成:所得产物经水解可以得到醇,这是某些复杂醇的合成方法之一,现欲合成CH3CH2CH(CH3)OH,下列所选用的羰基化合物和卤代烃的组合正确的是
A. 丙醛和一溴甲烷 B. 丙酮和一溴乙烷
C. 丙酮和一溴甲烷 D. 丙醛和一溴乙烷
【答案】A
【解析】
【详解】由信息:可知,此反应原理为断开C=O双键,烃基加在碳原子上,-MgX加在O原子上,产物水解得到醇,即发生取代反应,即氢原子(-H)取代-MgX;目标产物CH3CH2CH(CH3)OH中与羟基相连的C原子上的烃基为乙基和甲基,所以可选用:丙醛和一溴甲烷或乙醛和一溴乙烷,故答案为A。
二、选择题(本题共5小题,每题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 下列实验方案及所选玻璃仪器(非玻璃仪器任选)能实现相应实验目的的是
实验目的
玻璃仪器
操作
A
检验蔗糖是否发生水解
烧杯、酒精灯、试管、胶头滴管
向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热一段时间后,依次加入足量NaOH溶液和新制的悬浊液,煮沸,观察有无砖红色沉淀产生
B
除去苯中少量的苯酚
烧杯、胶头滴管、玻璃棒、普通漏斗
向样品中加入浓溴水,过滤
C
检验溴乙烷中的溴元素
试管、酒精灯、胶头滴管
在溴乙烷中加入NaOH水溶液,加热,冷却后加入硝酸银溶液观察现象
D
实验室制取并收集乙烯
蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、导气管、水槽、集气瓶、玻璃片
在乙醇与浓硫酸的混合液中放入碎瓷片,加热使温度迅速上升至170℃,排水法收集气体
A. A B. B C. C D. D
【答案】AD
【解析】
【详解】A.蔗糖加酸催化水解后,加入足量NaOH溶液中和硫酸,再加入新制的悬浊液,煮沸,观察有无砖红色沉淀产生,可以检验醛基,从而检验蔗糖是否发生水解,A正确;
B.苯酚与溴水发生反应生成三溴苯酚,三溴苯酚和溴均易溶于苯,引入新的杂质,不能除杂,应选氢氧化钠溶液、分液,B错误;
C.溴乙烷中加入NaOH水溶液,加热,发生水解反应,水解后没有加入硝酸中和氢氧化钠,不能检验溴离子,C错误;
D.加热使温度迅速上升至170℃,乙醇发生消去反应生成乙烯,乙烯不溶于水,可用排水法收集气体,D正确;
故选AD。
12. 分子式为的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,且生成的醇只有两种属于醇的同分异构体。若不考虑立体异构,符合上述条件的该有机物共有
A. 4种 B. 8种 C. 16种 D. 24种
【答案】B
【解析】
【详解】该有机物属于酯,由于其水解得到的醇只有两种属于醇的同分异构体,故为丙醇或异丙醇,相应的酸是,-有4种则酸有4种,与丙醇和异丙醇分别形成4种酯,故符合条件的酯共有8种。
答案选B。
13. 某优质甜樱桃中含有一种羟基酸(用M表示),M的碳链结构无支链,分子式为;1.34 g M与足量溶液反应,生成标准状况下的气体0.448 L。M在一定条件下可发生如下反应:(M、A、B、C分子中碳原子数目相同)。下列有关说法中不正确的是
A. M的结构简式为
B. B的分子式为
C. 与M的官能团种类、数量完全相同的同分异构体有3种
D. C、M都不能溶于水
【答案】CD
【解析】
【分析】 首先计算M的摩尔质量为,1.34 g M的物质的量为 ,与足量反应生成标准状况下的物质的量为 ,可知1 mol M含2 mol羧基,结合M分子式为、碳链无支链,推得M结构简式为 。M在浓硫酸加热条件下发生消去反应生成A为 ,A与发生加成反应生成B为 ,B与足量溶液反应时溴原子发生水解、羧基发生中和,生成C为 。
【详解】A.推导得到的M结构简式符合所有限定条件,A正确;
B.B为 ,分子式为,B正确;
C.与M官能团种类、数量完全相同的同分异构体:、,共2种,C错误;
D.M含2个羧基、1个羟基,均为亲水基团,C为有机钠盐,二者均易溶于水,D错误;
故选CD。
14. 聚乙炔导电聚合物的合成使高分子材料进入了“合成金属”和塑料电子学时代,当聚乙炔分子带上药物、氨基酸等分子片段后,就具有了一定的生物活性。以下是我国化学家近年来合成的聚乙炔衍生物分子M的结构式及M在稀硫酸作用下的水解过程。
下列有关说法中不正确的是( )
A. M与A均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
B. B中含有羧基和羟基两种官能团,B能发生消去反应和酯化反应
C. 1molM与热的烧碱溶液反应,可消耗2nmol的NaOH
D. A、B、C各1mol分别与足量金属钠反应,放出的气体的物质的量之比为1∶2∶2
【答案】D
【解析】
【详解】A、M为酯类物质,故在稀硫酸条件下M水解产物A的结构为: , M与A的分子中均含有碳碳双键,均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,选项A正确;
B、B的结构为: , 分子中含有羧基和羟基,可以发生酯化反应,羟基的β碳原子上含有氢原子可以发生消去反应,选项B正确;
C、1molM中有2nmol的酯基,可以与2nmol的NaOH发生反应,选项C正确;
1molA中有nmol羧基,1molB中有1mol羧基、1mol羟基,1molC中有2mol羟基,它们与D、金属钠反应放出的气体的物质的量分别为n/2mol,1mol,1mol,故放出的气体的物质的量之比为n∶2∶2,选项D错误。
答案选D。
【点睛】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握官能团与性质的关系为解答的关键,侧重烯烃、酯、醇、羧酸性质的考查,注意A、M均为高分子化合物,M中含-COOC-,水解得到A为,C为OHCH2CH2OH,B为,结合-COOH、-OH、C=C的性质来解答。
15. 以异丁醛为原料制备化合物Q的合成路线如下,下列说法错误的是
A. M系统命名为2-甲基丙醛
B. 若原子利用率为100%,则X是甲醛
C. 用酸性溶液可鉴别N和Q
D. 过程中有生成
【答案】CD
【解析】
【分析】由图示可知,M到N多一个碳原子,M与X发生加成反应得到N,X为甲醛,N与CH2(COOC2H5)发生先加成后消去的反应,得到P,P先在碱性条件下发生取代反应,再酸化得到Q。
【详解】A.M属于醛类醛基的碳原子为1号,名称为2-甲基丙醛,A正确;
B.根据分析,若M+X→N原子利用率为100%,则X为HCHO,B正确;
C.N有醛基和-CH2OH,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,Q有碳碳双键,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别N和Q,C错误;
D.根据P、Q的结构,结合反应条件分析的过程,两个酯基水解成两分子乙醇和两个羧酸根离子,再酸化为两个连在同一个双键碳上的羧基,加热脱羧生成二氧化碳,剩余羧基与羟基酯化生成内酯,整个过程不会产生,D错误;
答案选CD。
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16. 有机化合物种类繁多,在日常生活中有重要的用途。请结合所学知识,回答下列各题:
(1) 中含氧官能团的名称为___________, 的化学名称为___________。
(2)有机物A( )分子中可能共平面的碳原子最多为___________个。
(3)有机物B( )的一种同分异构体只能由一种烯烃C加氢得到,且C的核磁共振氢谱只有2组峰。写出C的顺式结构___________。
(4)1mol某烯烃D与酸性高锰酸钾溶液反应后只生成,则D的结构简式为___________。
(5)某有机化合物E,经测定其蒸汽是相同条件下氢气密度的30倍。取该有机物样品0.9g,在纯氧中完全燃烧,将产物先后通过浓硫酸和碱石灰,两者分别增重0.54g和1.32g。则该有机物的分子式为___________。
【答案】(1) ①. (酚)羟基、醚键、(酮)羰基 ②. 邻溴甲苯或2-溴甲苯
(2)7 (3)
(4) (5)
【解析】
【小问1详解】
中含氧官能团的名称为(酚)羟基、醚键、(酮)羰基; 中-Br是较简单的取代基,甲基与苯环一起作母体,则命名为邻溴甲苯或2-溴甲苯;
【小问2详解】
中碳碳双键形成六原子共面的平面结构、碳氧双键形成四原子共面的平面结构,-CN中原子共直线,由于碳碳单键可以旋转,该分子结构中可能共平面的碳原子最多为7个;
【小问3详解】
有机物B的分子式为C10H18,所以有机物C是含10个碳原子的烯烃,由有机物C仅有2组吸收峰可知其只含两类H,结构对称,且只能由一种烯烃C加氢得到,所以C的顺式结构为 ;
【小问4详解】
在酸性高锰酸钾溶液中被氧化成 ,RCH=结构被氧化成RCOOH,1mol某烯烃D与酸性高锰酸钾反应后只生成1mol HOOC-CH(CH3)-CH2-CH2-CH(CH3)-COCH3,可将-COOH换成-CH=及酮羰基的氧原子去掉,使2个C原子形成碳碳双键, 则该烯的结构简式键线式表示为 。
【小问5详解】
经测定其蒸汽是相同条件下氢气密度的30倍,则相对分子质量是氢气的30倍,所以其相对分子质量为:30×2=60;n(有机物)= = 0.015mol,n(C)= n(CO2) = = 0.03mol,m(C)=0.03mol×12g/mol = 0.36g,n(H) = 2n(H2O)= 2× = 0.06mol,m(H) = 0.06mol×1g/mol = 0.06g,故m(O) = 0.90g-0.36g-0.06g=0.48g,n(O)= = 0.03mol,故有机物分子中:N(C)= =2,N(H)= =4,N(O)= =2,故有机物的分子式是C2H4O2。
17. 按以下步骤可从合成(部分试剂盒反应条件已略去):
请回答下列问题:
(1)写出E的结构简式:___,B中有可能所有碳原子共面___(填是或否)。
(2)反应①~⑦中属于消去反应的是___,属于取代反应的是___。
(3)试写出A→B反应的化学方程式:___,C→D反应的化学方程式:___。
【答案】 ①. ②. 否 ③. ②④ ④. ⑦ ⑤. +H2O ⑥. +2NaOH+2NaBr+2H2O
【解析】
【分析】与氢气发生加成反应生成A,A为,A在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成B,则B为,B与溴发生加成反应生成C,则C为,C在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成D,D为 ,D与溴发生1,4-加成生成E,E为,E与氢气发生加成反应生成F,F为,F在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成G,G为,据此分析。
【详解】与氢气发生加成反应生成A,A为,A在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成B,则B为,B与溴发生加成反应生成C,则C为,C在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成D,D为 ,D与溴发生1,4-加成生成E,E与氢气发生加成反应生成F,F为,F在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成G,G为。
(1)E的结构简式为,B为,根据烯烃及环烷的结构可知,不可能所有碳原子共面;
(2)反应①③⑤⑥属于加成反应,反应②④属于消去反应,反应⑦属于取代反应,反应⑧属于缩聚反应,故答案为:②④;⑦;
(3)A→B为在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成和水,反应的化学方程式为+H2O;
C→D是在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成、溴化钠和水,反应的化学方程式为+2NaOH+2NaBr+2H2O。
18. 苯甲酸是有机合成的重要原料,用甲苯和制备苯甲酸的实验如下。
名称
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
甲苯
92
110.6(易挥发)
不溶于水,易溶于乙醇
苯甲酸
122
122.4℃(100℃左右开始升华)
248
微溶于冷水,易溶于乙醇、热水
步骤1:按图示组装好仪器(夹持及加热装置略),向三颈烧瓶中加入50 mL蒸馏水和9.20 g甲苯,加入沸石,加热至沸腾。
步骤2:从冷凝管上口分批加入稍过量的,每次都待反应平稳后再加入,加热回流。充分反应后,停止加热,趁热抽滤。
步骤3:洗涤滤渣,将滤液转移到烧杯中,滴加饱和溶液至滤液无色,过滤,再滴加盐酸。
步骤4:冷却析出晶体,抽滤,洗涤、干燥得产品5.49 g。
(1)仪器a的名称为___________。
(2)步骤3中滴加盐酸的作用是___________(用化学方程式表示);
(3)步骤3、步骤4中洗涤时应分别选择___________、___________(填字母)。
A.热水 B.冷水 C.乙醇
(4)步骤4干燥时,若温度过高,可能出现的结果是___________。
(5)苯甲酸的产率为___________。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)+HCl→+KCl
(3) ①. A ②. B
(4)苯甲酸升华,产率降低
(5)45%
【解析】
【分析】首先向三颈烧瓶中加入蒸馏水和甲苯,加热至沸腾后分批加入稍过量高锰酸钾,加热回流,甲苯被氧化为苯甲酸钾,同时生成二氧化锰沉淀。充分反应后趁热抽滤除去二氧化锰,向滤液中加饱和亚硫酸氢钾溶液除去过量高锰酸钾,过滤后加盐酸将苯甲酸钾转化为苯甲酸,冷却结晶后抽滤、洗涤、干燥得到苯甲酸产品。结合表格中物质性质可知,甲苯不溶于水,苯甲酸微溶于冷水、易溶于热水,100℃左右开始升华,为后续分离提纯操作提供依据。
【小问1详解】
仪器a为恒压滴液漏斗,可平衡漏斗内部与三颈烧瓶内压强,保证液体顺利滴下。
【小问2详解】
反应生成的是苯甲酸钾,加入盐酸利用强酸制弱酸,得到苯甲酸,反应的化学方程式为+HCl→+KCl。
【小问3详解】
步骤3洗涤滤渣,目的是回收滤渣表面附着的苯甲酸钾,苯甲酸钾在热水中溶解度更大,选热水洗涤,对应A。步骤4洗涤苯甲酸晶体,苯甲酸微溶于冷水,用冷水洗涤可减少苯甲酸晶体的溶解损失,选冷水洗涤,对应B。
【小问4详解】
由表格信息可知,苯甲酸在100℃左右开始升华,若干燥时温度过高,苯甲酸会升华损失,导致最终产率降低。
【小问5详解】
甲苯的物质的量为 ,根据反应关系,1mol甲苯完全反应理论上生成1mol苯甲酸,故理论生成苯甲酸的质量为 ,苯甲酸的产率为 。
19. 碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。一种以乙烯为原料合成二酮H的路线如下:
已知:
(1)A→B的化学方程式___________。
(2)符合下列条件的D的同分异构体的结构简式为___________。
①与其具有相同官能团②核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为
(3)E与足量酸性溶液反应生成的有机物的结构简式为___________。
(4)G的结构简式___________,生成G的反应类型___________。
(5)利用上述合成路线中的相关信息和物质,设计由和制备的合成路线___________。
【答案】(1)
(2) (3)、
(4) ①. ②. 消去反应
(5)
【解析】
【分析】A为乙烯,与HBr发生加成反应生成B为溴乙烷,B与Mg在无水乙醚中反应生成C,C与丙酮发生加成反应后酸性水解得到D为。D在加热条件下发生消去反应生成E为2-甲基-2-丁烯,E与冷碱性高锰酸钾溶液反应生成邻二醇F。F在加热条件下发生消去反应,脱去两分子水生成共轭二烯烃G为2-甲基-1,3-丁二烯,G发生已知的Diels-Alder环加成反应得到H。
【小问1详解】
乙烯含有碳碳双键,与HBr发生加成反应,双键断裂,氢原子加在含氢较多的双键碳上,溴原子加在含氢较少的双键碳上,生成溴乙烷,对应化学方程式为 。
【小问2详解】
D的分子式为 ,官能团为羟基。其同分异构体需含羟基,且核磁共振氢谱有三组峰,峰面积比为9:2:1,说明分子中有3种等效氢,其中9个氢为3个等效甲基,2个氢为与羟基相连的亚甲基,1个氢为羟基氢,故结构简式为。
【小问3详解】
E为2-甲基-2-丁烯,结构简式为,与足量酸性高锰酸钾溶液反应时,碳碳双键完全断裂, 片段被氧化为丙酮,片段被氧化为。
【小问4详解】
F为2-甲基-2,3-丁二醇,结构简式为,在加热条件下发生消去反应,脱去两分子水,生成共轭二烯烃2-甲基-1,3-丁二烯,结构简式为,该反应类型为消去反应。
【小问5详解】
结合题给合成路线信息,对应答案为
。
20. 心血管药物缬沙坦中间体(F)的两条合成路线如下:
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)A结构简式为___________;B→C反应类型为___________。
(2)C+D→F化学方程式为___________。
(3)D的一种同分异构体含硝基和3种不同化学环境的氢原子(个数比为),其结构简式为___________。
(4)C→E的合成路线设计如下:CG 。
试剂X为___________(填化学式);试剂Y不能选用,原因是___________。
【答案】(1) ①. ②. 取代反应
(2)+HBr+
(3) (4) ①. NaOH水溶液 ②. G中的会被氧化为,无法得到E
【解析】
【分析】A的分子式为 ,不饱和度为 ,可知A含1个苯环与1个氰基,因此A为。A与对甲基苯硼酸反应生成B(),反应类型为取代反应。对比B和C的分子式,结合F的结构简式可知,B甲基上的1个H被Br取代得到C(),C、D在乙醇的作用下得到F,对比C、F的结构简式可知,D为,E与D发生已知Ⅱ的反应,可得E为。据此作答。
【小问1详解】
A的分子式为 ,计算得不饱和度为6,含1个苯环与1个氰基,即。B到C的反应中,甲基上的氢原子被溴原子取代,反应类型为取代反应。
【小问2详解】
结合分析,对应方程式为+HBr+。
【小问3详解】
D的分子式为,不饱和度为1。其同分异构体含硝基,硝基的不饱和度为1,因此剩余碳骨架为饱和结构。氢原子个数比为6:6:1,总氢原子数为13,说明存在两组等价的甲基,每组含6个氢原子,即。
【小问4详解】
C为,E为;结合 C→E的合成路线可知,C在NaOH水溶液的作用下,Br被羟基取代,得到G() ,G与试剂Y(合适的氧化剂,如:O2)发生氧化反应得到E,试剂X为NaOH水溶液,试剂Y不能选用KMnO4,原因是G中的-CH2OH会被KMnO4氧化为-COOH,无法得到E。
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2024级高二下学期第4次定时训练
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16
一、选择题(本题共10小题,每题2分,共20分。每小题只有一个选项符合要求)
1. 中国美食享誉世界,东坡诗句“芽姜紫醋炙银鱼”描述了古人烹饪时对食醋的妙用。食醋风味形成的关键是发酵,包括淀粉水解、发酵制醇和发酵制酸等三个阶段。下列说法错误的是
A. 淀粉水解阶段有葡萄糖产生 B. 发酵制醇阶段有产生
C. 发酵制酸阶段有酯类物质产生 D. 上述三个阶段均应在无氧条件下进行
2. 下列有关化学用语的表示不正确的是
A. 乙醇的分子式:C2H6O
B. 的名称为:3,3二甲基-1-戊烯
C. 乙烯的结构简式:CH2CH2
D. 苯分子的比例模型图:
3. 为了提纯下表所列物质(括号内为杂质),有关除杂试剂和分离方法的选择不正确的是( )
选项
被提纯的物质
除杂试剂
分离方法
A
肥皂(甘油)
NaCl
过滤
B
淀粉溶液(NaCl)
水
渗析
C
CH3CH2OH(CH3COOH)
CaO
蒸馏
D
己烷(己烯)
溴水
分液
A. A B. B C. C D. D
4. 下列有关有机物结构和性质的说法错误的是
A. 分子式为C5H10O2且能与 NaHCO3反应放出气体的结构共有4种
B. 石油是混合物,可通过分馏得到汽油、煤油等纯净物
C. 苯甲酸()分子中所有原子可能位于同一平面
D. 1mol盐酸美西律()最多可与3 mol H2发生加成
5. 已知苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水及有机溶剂。某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙,经过如图实验步骤进行提纯:
下列说法正确的是
A. 玻璃棒在加热溶解和趁热过滤中的作用相同
B. 趁热过滤的目的是防止苯甲酸结晶析出
C. 冷却结晶时快速降温可提高产品的纯度
D. 可选用乙醇洗涤苯甲酸以减少产品损失
6. 以下四种卤代烃,既可以发生消去反应,又可以发生水解反应且水解产物可以氧化成醛类物质的是
A. B.
C. D.
7. 植物提取物阿魏萜宁具有抗菌活性,其结构简式如图所示。下列关于阿魏萜宁的说法错误的是
A. 可与溶液反应 B. 消去反应产物最多有2种
C. 酸性条件下的水解产物均可生成高聚物 D. 与反应时可发生取代和加成两种反应
8. 利用下列装置(夹持装置略)进行实验,不能达到相应实验目的的是
A. 装置甲:乙醇在浓硫酸的作用下,加热到制取乙烯
B. 装置乙:苯与溴在催化下制备溴苯并验证有生成
C. 装置丙:用乙酸乙酯萃取溴水中的溴,分液时从上口倒出有机层
D. 装置丁:用电石与水反应制取乙炔并验证乙炔具有还原性
9. 化合物Z是合成某种抗结核候选药物的重要中间体,可由下列反应制得。
下列有关化合物X、Y和Z的说法正确的是
A. X分子中不含手性碳原子
B. Y分子中的碳原子一定处于同一平面
C. Z在浓硫酸催化下加热不可能发生消去反应
D. X、Z分别在过量NaOH溶液中加热,均能生成丙三醇
10. 卤代烃与金属镁在无水乙醚中反应,可得格氏试剂R-MgX,它可与醛、酮等羰基化合物加成:所得产物经水解可以得到醇,这是某些复杂醇的合成方法之一,现欲合成CH3CH2CH(CH3)OH,下列所选用的羰基化合物和卤代烃的组合正确的是
A. 丙醛和一溴甲烷 B. 丙酮和一溴乙烷
C. 丙酮和一溴甲烷 D. 丙醛和一溴乙烷
二、选择题(本题共5小题,每题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 下列实验方案及所选玻璃仪器(非玻璃仪器任选)能实现相应实验目的的是
实验目的
玻璃仪器
操作
A
检验蔗糖是否发生水解
烧杯、酒精灯、试管、胶头滴管
向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热一段时间后,依次加入足量NaOH溶液和新制的悬浊液,煮沸,观察有无砖红色沉淀产生
B
除去苯中少量的苯酚
烧杯、胶头滴管、玻璃棒、普通漏斗
向样品中加入浓溴水,过滤
C
检验溴乙烷中的溴元素
试管、酒精灯、胶头滴管
在溴乙烷中加入NaOH水溶液,加热,冷却后加入硝酸银溶液观察现象
D
实验室制取并收集乙烯
蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、导气管、水槽、集气瓶、玻璃片
在乙醇与浓硫酸的混合液中放入碎瓷片,加热使温度迅速上升至170℃,排水法收集气体
A. A B. B C. C D. D
12. 分子式为的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,且生成的醇只有两种属于醇的同分异构体。若不考虑立体异构,符合上述条件的该有机物共有
A. 4种 B. 8种 C. 16种 D. 24种
13. 某优质甜樱桃中含有一种羟基酸(用M表示),M的碳链结构无支链,分子式为;1.34 g M与足量溶液反应,生成标准状况下的气体0.448 L。M在一定条件下可发生如下反应:(M、A、B、C分子中碳原子数目相同)。下列有关说法中不正确的是
A. M的结构简式为
B. B的分子式为
C. 与M的官能团种类、数量完全相同的同分异构体有3种
D. C、M都不能溶于水
14. 聚乙炔导电聚合物的合成使高分子材料进入了“合成金属”和塑料电子学时代,当聚乙炔分子带上药物、氨基酸等分子片段后,就具有了一定的生物活性。以下是我国化学家近年来合成的聚乙炔衍生物分子M的结构式及M在稀硫酸作用下的水解过程。
下列有关说法中不正确的是( )
A. M与A均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
B. B中含有羧基和羟基两种官能团,B能发生消去反应和酯化反应
C. 1molM与热的烧碱溶液反应,可消耗2nmol的NaOH
D. A、B、C各1mol分别与足量金属钠反应,放出的气体的物质的量之比为1∶2∶2
15. 以异丁醛为原料制备化合物Q的合成路线如下,下列说法错误的是
A. M系统命名为2-甲基丙醛
B. 若原子利用率为100%,则X是甲醛
C. 用酸性溶液可鉴别N和Q
D. 过程中有生成
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16. 有机化合物种类繁多,在日常生活中有重要的用途。请结合所学知识,回答下列各题:
(1) 中含氧官能团的名称为___________, 的化学名称为___________。
(2)有机物A( )分子中可能共平面的碳原子最多为___________个。
(3)有机物B( )的一种同分异构体只能由一种烯烃C加氢得到,且C的核磁共振氢谱只有2组峰。写出C的顺式结构___________。
(4)1mol某烯烃D与酸性高锰酸钾溶液反应后只生成,则D的结构简式为___________。
(5)某有机化合物E,经测定其蒸汽是相同条件下氢气密度的30倍。取该有机物样品0.9g,在纯氧中完全燃烧,将产物先后通过浓硫酸和碱石灰,两者分别增重0.54g和1.32g。则该有机物的分子式为___________。
17. 按以下步骤可从合成(部分试剂盒反应条件已略去):
请回答下列问题:
(1)写出E的结构简式:___,B中有可能所有碳原子共面___(填是或否)。
(2)反应①~⑦中属于消去反应的是___,属于取代反应的是___。
(3)试写出A→B反应的化学方程式:___,C→D反应的化学方程式:___。
18. 苯甲酸是有机合成的重要原料,用甲苯和制备苯甲酸的实验如下。
名称
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
甲苯
92
110.6(易挥发)
不溶于水,易溶于乙醇
苯甲酸
122
122.4℃(100℃左右开始升华)
248
微溶于冷水,易溶于乙醇、热水
步骤1:按图示组装好仪器(夹持及加热装置略),向三颈烧瓶中加入50 mL蒸馏水和9.20 g甲苯,加入沸石,加热至沸腾。
步骤2:从冷凝管上口分批加入稍过量的,每次都待反应平稳后再加入,加热回流。充分反应后,停止加热,趁热抽滤。
步骤3:洗涤滤渣,将滤液转移到烧杯中,滴加饱和溶液至滤液无色,过滤,再滴加盐酸。
步骤4:冷却析出晶体,抽滤,洗涤、干燥得产品5.49 g。
(1)仪器a的名称为___________。
(2)步骤3中滴加盐酸的作用是___________(用化学方程式表示);
(3)步骤3、步骤4中洗涤时应分别选择___________、___________(填字母)。
A.热水 B.冷水 C.乙醇
(4)步骤4干燥时,若温度过高,可能出现的结果是___________。
(5)苯甲酸的产率为___________。
19. 碳骨架的构建是有机合成的重要任务之一。一种以乙烯为原料合成二酮H的路线如下:
已知:
(1)A→B的化学方程式___________。
(2)符合下列条件的D的同分异构体的结构简式为___________。
①与其具有相同官能团②核磁共振氢谱有三组峰,峰面积之比为
(3)E与足量酸性溶液反应生成的有机物的结构简式为___________。
(4)G的结构简式___________,生成G的反应类型___________。
(5)利用上述合成路线中的相关信息和物质,设计由和制备的合成路线___________。
20. 心血管药物缬沙坦中间体(F)的两条合成路线如下:
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)A结构简式为___________;B→C反应类型为___________。
(2)C+D→F化学方程式为___________。
(3)D的一种同分异构体含硝基和3种不同化学环境的氢原子(个数比为),其结构简式为___________。
(4)C→E的合成路线设计如下:CG 。
试剂X为___________(填化学式);试剂Y不能选用,原因是___________。
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