内容正文:
2027届高二下学期5月联考
化学试题卷
常用元素的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16
一、单选题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的)
1. 厨房中食醋的有效成分是乙酸,从分类方法可知,乙酸属于羧酸。下列有机化合物的分类与上述分类方法不同的是
A. 甘油含有羟基,属于醇 B. 属于脂环烃
C. 属于酯 D. 属于酮
2. 下列化学用语中,不正确的是
A. 对甲基苯甲醛的结构简式:
B. 反-2-丁烯的键线式:
C. 丙烯的球棍模型
D. 一氯甲烷的电子式:
3. 同分异构现象是导致有机化合物种类繁多的一个重要原因。下列有机化合物互为同分异构体的是
① ② ③ ④ ⑤
A. ①和⑤ B. ②和③ C. ②和④ D. ③和⑤
4. 乙醇分子中存在不同的化学键,如图:
关于乙醇在各种反应中断裂键的说法不正确的是
A. 乙醇和钠反应,键①断裂
B. 乙醇和氢溴酸溶液反应,键②断裂
C. 乙醇在一定条件下反应生成乙烯时,键②⑤断裂
D. 与乙酸发生酯化反应时,键②断裂
5. 下列物质的命名正确的是
A. :5-甲基-2-乙基-1,3-己二烯
B. :1-甲基-1-丁醇
C. :二溴乙烷
D. :2,3-二甲基-2-乙基丁烷
6. 下列有机物中,既能发生消去反应,又能催化氧化生成醛的是
A. B.
C. D.
7. 下列物质属于苯的同系物的是
A. B.
C. D.
8. “机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁的一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃,结构如图,下列说法错误的是
A. 该索烃属于芳香烃 B. 该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定
C. 该索烃的两个大环之间不存在范德华力 D. 破坏该索烃中的“机械键”需要断裂共价键
9. 头孢菌素抑制转肽酶的机制如图。下列说法错误的是
A. 头孢菌素能发生酯化反应 B. 头孢菌素虚框内有5个杂化碳原子
C. 产物实框内有2个手性碳原子 D. 中最多有6个原子共平面
10. 化合物A在一定条件下可转变为酚E及少量副产物,该反应的主要途径如下:
下列说法不正确的是
A. 为该反应的催化剂 B. 化合物A的一溴代物有7种
C. 步骤Ⅲ,苯基迁移能力强于甲基 D. 化合物E可发生氧化、加成和取代反应
11. 现代分析方法能有效测定有机物的结构。下列图表与甲酸异丙酯()不对应的是
A.红外光谱分析
B.核磁共振氢谱分析
C.质谱分析
D.元素分析
A. A B. B C. C D. D
12. 下列各选项中的Ⅰ~Ⅲ组混合物的分离方法依次为分液、蒸馏、重结晶的是
选项
Ⅰ组
Ⅱ组
Ⅲ组
A
苯甲酸、NaCl
、
乙酸乙酯、水
B
碘的乙醇溶液
正庚烷、正己烷
乙醇、乙酸
C
苯、NaOH溶液
苯、二甲苯
苯甲酸、NaCl
D
水、硝基苯
乙醇、乙醚
溴的水溶液
A. A B. B C. C D. D
13. 某酯的分子式为C8H16O2,在一定条件下可发生如图所示的转化,则满足图示流程的酯的结构可能有
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
14. 内酯可以由通过电解合成,并可在一定条件下转化为,转化路线如下:
下列说法不正确的是
A. 的反应在电解池阳极发生
B. 与发生加成反应,消耗
C. 与溴水发生反应,消耗
D. 等物质的量的X、Y、Z与足量溶液反应,消耗的之比为
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. Ⅰ.回答下列问题,
(1)取与足量氧气在密闭容器中充分燃烧,实验结束后,将反应生成的气体先通过浓硫酸,测得浓硫酸质量增加,再通过碱石灰,碱石灰质量增加,实验测得有机化合物的质谱图如图所示:
①X的分子式为_______。
②通过核磁共振氢谱仪测得X的核磁共振氢谱图中只有1组峰且不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则X的结构简式为_______。
(2)有机物A的结构简式为。若A是单烯烃与氢气加成后的产物,不考虑顺反异构,则该单烯烃可能有_______种结构。
Ⅱ.异戊二烯[]是一种重要的化工原料,能发生以下反应:
已知:①烯烃与酸性溶液反应的氧化产物对应关系:
②Diels-Alder反应为共轭双烯与含有碳碳双键或碳碳三键的化合物相互作用生成六元环状化合物的反应。如:
请回答下列问题:
(3)Y中所含官能团名称为_______,反应①发生1,4-加成的化学方程式为_______。
(4)是异戊二烯与乙烯发生Diels-Alder反应的产物,的相同化学环境的氢原子有_______种,可由异戊二烯和C经Diels-Alder反应制得,则C的结构简式为_______。
16. 安息香和二苯乙二酮不仅是重要的化工原料,还可作为自由基固化的光引发剂,并且在药物合成方面有广泛的应用。某研究小组进行“二苯乙二酮的制备与产率计算”的课题研究,实验原理如下:
【查阅资料】
a.安息香的合成原料苯甲醛不稳定,易被氧化。
b.采用三氯化铁作氧化剂合成二苯乙二酮时,在加热回流过程中进行,若反应体系受热不均,会导致产品出现炭化的现象。
c.相关信息如下表:
物质
相对分子质量
密度/()
溶解性
苯甲醛
106
1.06
微溶于水,易溶于乙醇
安息香
212
1.31
难溶于水,易溶于乙醇(受温度影响大)
二苯乙二酮
210
1.52
难溶于水,易溶于乙醇(受温度影响大)
碳酸氢钠
84
2.20(饱和溶液)
易溶于水,不溶于乙醇
【实验方案】
二苯乙二酮的制备:
①分别量取一定量的苯甲醛与过量饱和溶液于分液漏斗中,振荡多次,静置分液,得到纯化的苯甲醛。
②向三颈烧瓶中加入0.90 g维生素溶于适量蒸馏水并配成的30.0 mL溶液,加入搅拌子,磁力搅拌使维生素溶解,再加入10.0 mL 95%乙醇和5.0 mL纯化的苯甲醛。
③在磁力搅拌下缓慢滴加适量NaOH溶液,控制滴加时间为5~30 min。安装加热回流装置,再从室温逐步升至70℃,恒温一定时间后,冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥,得到安息香5.10 g。
④在100 mL圆底烧瓶中依次加入合成的安息香、一定量的、水和冰醋酸后,摇匀,在微波反应仪中进行微波辐射,反应完毕后加入40 mL热水,冷却结晶、抽滤得浅黄色粗品,进一步提纯后得到精品3.78 g。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称是______,冷却水应从______(填“a”或“b”)口通入。
(2)步骤②中三颈烧瓶的最适宜规格为______(填标号)。
A. 100 mL B. 250 mL C. 500 mL D. 1000 mL
(3)步骤①中加入溶液的作用是______。
(4)步骤④中发生反应的化学方程式为______。
(5)步骤④在乙酸体系中进行,乙酸除作溶剂外,另一主要作用是______。
(6)下列有关说法错误的是______(填标号)。
A. 若要对产品结构进行表征,可采用质谱法测定产品的相对分子质量
B. 步骤①中分液后,取下层液体参与后续反应
C. 步骤④中将烧瓶置于微波反应仪中反应的目的是使反应体系受热均匀,避免炭化
D. 进一步提纯二苯乙二酮采用的方法是重结晶,可选择水作溶剂
(7)本实验中二苯乙二酮的产率为______%。
17. Glaser反应是指端炔烃在催化剂存在下发生的偶联反应,例如:2R-C≡C-HR-C≡C-C≡C-R。下面是利用Glaser反应制备化合物的一种合成路线:
请回答下列问题。
(1)A的结构简式为_______,A→B的反应类型_______。
(2)已知乙炔在一定条件下可以合成,写出该反应的化学方程式_______。
(3)下列说法不正确的是:_______。
A. 在、催化条件下也可以得到
B. 物质能使酸性高锰酸钾和溴水褪色,其褪色原理不一样
C. 中含有少量可以通过蒸馏的方式分离提纯
D. 与加成,最多能消耗
(4)芳香族化合物是的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢原子,数目比为,符合条件的有5种,分别为、、、_______、_______。
18. 靛蓝(K)是一种具有抗氧化、抗炎作用,可缓解眼部疲劳、可调节血脂的多功能药物,具体合成路线如图所示。
已知:
回答下列问题:
(1)化合物A的名称是_______。
(2)化合物中的官能团有_______种。
(3)化合物H的结构简式为_______。
(4)E→F的反应类型为_______。
(5)结合上述信息,写出与反应的化学方程式:_______。
(6)D有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体有_______种(不考虑立体异构)。
①苯环上只有2个取代基,其中一个为硝基;
②能够与溶液反应。
其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为6:2:2:1的结构简式为_______。
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2027届高二下学期5月联考
化学试题卷
常用元素的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16
一、单选题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的)
1. 厨房中食醋的有效成分是乙酸,从分类方法可知,乙酸属于羧酸。下列有机化合物的分类与上述分类方法不同的是
A. 甘油含有羟基,属于醇 B. 属于脂环烃
C. 属于酯 D. 属于酮
【答案】B
【解析】
【详解】A.甘油因含有官能团羟基,被归类为醇,属于按官能团分类,和题干分类方法一致,A不符合题意;
B.该有机物是根据碳骨架的结构特点,被归类为脂环烃,属于按碳骨架分类,不属于按照官能团分类,与题干的分类方法不同,B符合题意;
C.该有机物含有官能团酯基,被归类为酯,属于按官能团分类,和题干分类方法一致,C不符合题意;
D.该有机物含有官能团酮羰基,被归类为酮,属于按官能团分类,和题干分类方法一致,D不符合题意;
答案选B。
2. 下列化学用语中,不正确的是
A. 对甲基苯甲醛的结构简式:
B. 反-2-丁烯的键线式:
C. 丙烯的球棍模型
D. 一氯甲烷的电子式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.对甲基苯甲醛的官能团是醛基(-CHO),结构简式中写成了 HOC-,这是错误的,正确写法应-CHO,正确的结构简式为:,A错误;
B.反-2-丁烯中两个甲基在双键两侧,给出的键线式符合反式结构,B正确;
C.丙烯(CH2=CHCH3)的球棍模型中,双键碳原子与氢原子、甲基的连接方式正确,符合其空间结构,C正确;
D.一氯甲烷的电子式中,C与3个H、1个Cl分别形成共用电子对,Cl周围满足 8 电子稳定结构,书写正确,D正确;
故答案选A。
3. 同分异构现象是导致有机化合物种类繁多的一个重要原因。下列有机化合物互为同分异构体的是
① ② ③ ④ ⑤
A. ①和⑤ B. ②和③ C. ②和④ D. ③和⑤
【答案】B
【解析】
【分析】①的分子式为C4H10;②的分子式为C4H6;③的分子式为C4H6;④的分子式为C5H8;⑤的分子式为C4H8。
【详解】同分异构体是指分子式相同,但结构不同的化合物。由分析可知,②和③均为C4H6,且二者结构不同,所以②和③
互为同分异构体,故答案选B。
4. 乙醇分子中存在不同的化学键,如图:
关于乙醇在各种反应中断裂键的说法不正确的是
A. 乙醇和钠反应,键①断裂
B. 乙醇和氢溴酸溶液反应,键②断裂
C. 乙醇在一定条件下反应生成乙烯时,键②⑤断裂
D. 与乙酸发生酯化反应时,键②断裂
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙醇与钠反应,断裂①处,A正确;
B.乙醇与氢溴酸反应,断裂②处,B正确;
C.乙醇在一定条件下发生消去反应生成乙烯,断裂②⑤,C正确;
D.发生酯化反应,酸脱羟基醇脱氢,断裂①处,D错误;
故选D。
5. 下列物质的命名正确的是
A. :5-甲基-2-乙基-1,3-己二烯
B. :1-甲基-1-丁醇
C. :二溴乙烷
D. :2,3-二甲基-2-乙基丁烷
【答案】A
【解析】
【详解】A.的名称为5-甲基-2-乙基-1,3-己二烯,A项正确;
B.中主链上有5个碳原子,羟基在2号碳上,则名称为:2-戊醇,B项错误;
C.CH2BrCH2Br中,两个溴原子分别在不同的碳上,则名称为:1,2-二溴乙烷,C项错误;
D.中主链上有5个碳原子,甲基在2、3号碳上,则名称为:2,3,3 –三甲基戊烷,D项错误;
答案选A。
6. 下列有机物中,既能发生消去反应,又能催化氧化生成醛的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】发生消去反应的条件是需要羟基或卤原子邻位碳原子上有氢原子且邻位碳原子不在苯环上,催化氧化生成醛,连接羟基的碳上连有氢原子,由此作答;
【详解】A.羟基邻位的碳原子位于苯环上,无法发生消去反应,但能催化氧化生成醛,A错误;
B.由分析可知,该物质满足消去反应和氧化反应的条件,B正确;
C.该物质能发生卤代烃的消去反应,但酚羟基不能被催化氧化生成醛,C错误;
D.该物质只能发生羟基的消去反应,不能发生卤代烃的消去反应,但羟基不能被氧化,D错误;
故选B。
7. 下列物质属于苯的同系物的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物间互为同系物,苯的同系物必须符合如下结构特点:1.结构中之间一个苯环;2.侧链为烷烃基。
【详解】A.苯的同系物为含有1个苯环而且侧链为饱和烃基的芳香烃,侧链为甲基,为饱和烃基,属于苯的同系物,故A正确;
B.该有机物含六个苯环,结构不相似,故不是苯的同系物,故B错误;
C.该有机物含有2个苯环,与苯结构不相似,不属于苯的同系物,故C错误;
D.该有机物不含苯环,也不是苯的同系物,故D错误;
故选A。
8. “机械键”是两个或多个分子在空间上穿插互锁的一种结合形式。我国科研人员合成了由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃,结构如图,下列说法错误的是
A. 该索烃属于芳香烃 B. 该索烃的相对分子质量可用质谱仪测定
C. 该索烃的两个大环之间不存在范德华力 D. 破坏该索烃中的“机械键”需要断裂共价键
【答案】C
【解析】
【详解】A.该物质是由两个全苯基大环分子组成的具有“机械键”的索烃,含有苯环,属于芳香烃,A正确;
B.质谱仪可测定相对分子质量,质谱图上最大质荷比即为相对分子质量,B正确;
C.该物质为分子晶体,分子间存在范德华力,C错误;
D.该物质含有共价键,破坏 “机械键”时需要断裂共价键,D正确;
故选C。
9. 头孢菌素抑制转肽酶的机制如图。下列说法错误的是
A. 头孢菌素能发生酯化反应 B. 头孢菌素虚框内有5个杂化碳原子
C. 产物实框内有2个手性碳原子 D. 中最多有6个原子共平面
【答案】B
【解析】
【详解】A.头孢菌素中含羧基,故能发生酯化反应,A正确;
B.头孢菌素虚框内的羰基碳、双键碳均为sp2杂化,则有6个杂化碳原子,B错误;
C.手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;产物实框内有2个手性碳原子,C正确;
D.中羰基碳为sp2杂化,与其直接相连的原子共面,碳氢单键、氧氢单键可以旋转,则分子中最多有6个原子共平面,D正确;
故选B。
10. 化合物A在一定条件下可转变为酚E及少量副产物,该反应的主要途径如下:
下列说法不正确的是
A. 为该反应的催化剂 B. 化合物A的一溴代物有7种
C. 步骤Ⅲ,苯基迁移能力强于甲基 D. 化合物E可发生氧化、加成和取代反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知H+参与了反应,反应前后不变,因此H+是反应的催化剂,A正确;
B.化合物A的一溴代物有6种,分别是:、、、、、,B错误;
C.步骤III可知C转化到D,苯基发生了迁移,甲基没有迁移,说明苯基的迁移能力强于甲基,C正确;
D.化合物E中有酚羟基可以发生氧化反应,苯环可以发生加成反应和取代反应,D正确;
答案选B。
11. 现代分析方法能有效测定有机物的结构。下列图表与甲酸异丙酯()不对应的是
A.红外光谱分析
B.核磁共振氢谱分析
C.质谱分析
D.元素分析
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲酸异丙酯分子含有酯基、甲基等,跟红外光谱分析中的C-O-C、C=O等基团一致,A不符合题意;
B.甲酸异丙酯分子含有3种氢原子,原子数目之比为1:1:6,核磁共振氢谱中应出现3组峰、峰面积之比为1:1:6,与核磁共振氢谱分析不一致,B符合题意;
C.质谱图中,质荷比的最大值就表示了样品分子的相对分子质量,甲酸异丙酯分子的相对分子质量为88,与质谱分析一致,C不符合题意;
D.甲酸异丙酯分子中碳元素的质量分数为、氢元素的质量分数为、氧元素的质量分数为,元素分析一致,D不符合题意;
故选B。
12. 下列各选项中的Ⅰ~Ⅲ组混合物的分离方法依次为分液、蒸馏、重结晶的是
选项
Ⅰ组
Ⅱ组
Ⅲ组
A
苯甲酸、NaCl
、
乙酸乙酯、水
B
碘的乙醇溶液
正庚烷、正己烷
乙醇、乙酸
C
苯、NaOH溶液
苯、二甲苯
苯甲酸、NaCl
D
水、硝基苯
乙醇、乙醚
溴的水溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.Ⅰ组苯甲酸和NaCl为溶解度随温度变化差异大的固体混合物,应用重结晶法,不适用分液;Ⅲ组乙酸乙酯和水不互溶,适用分液,不适用重结晶,A错误;
B.Ⅰ组碘的乙醇溶液为互溶液体混合物,不分层,不适用分液;Ⅲ组乙醇和乙酸为互溶的沸点差异大的液体混合物,适用蒸馏,不适用重结晶,B错误;
C.Ⅰ组苯和溶液不互溶、分层,适用分液;Ⅱ组苯和二甲苯为互溶的沸点差异大的液体混合物,适用蒸馏;Ⅲ组苯甲酸和NaCl为溶解度随温度变化差异大的固体混合物,适用重结晶,C正确;
D.Ⅲ组溴的水溶液为液体混合物,适用萃取分液分离,不适用重结晶,D错误;
答案选C。
13. 某酯的分子式为C8H16O2,在一定条件下可发生如图所示的转化,则满足图示流程的酯的结构可能有
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
【答案】B
【解析】
【详解】由有机物的转化关系可知,B为羧酸钠、C为醇、D为醛、E为羧酸,由醇C可以发生氧化反应生成醛D、醛D可以发生氧化反应生成羧酸E可知,醇C和羧酸E的碳原子个数都为4,分子式分别为C4H10O、C4H8O2,则C的结构简式为C3H7-CH2OH,E结构简式为C3H7-COOH,而C3H7-有CH3CH2CH2-和(CH3)2CH-2种,故选B。
14. 内酯可以由通过电解合成,并可在一定条件下转化为,转化路线如下:
下列说法不正确的是
A. 的反应在电解池阳极发生
B. 与发生加成反应,消耗
C. 与溴水发生反应,消耗
D. 等物质的量的X、Y、Z与足量溶液反应,消耗的之比为
【答案】B
【解析】
【详解】A.X →Y的过程是一个失H的过程,是氧化反应,在电解池中,阳极发生氧化反应,故A正确;
B.Y含2个苯环,可与6 mol氢气加成,酯基不与氢气加成,故B错误;
C.Z含有1个酚羟基,酚羟基有2个邻、对位氢,可与2 mol Br2发生取代反应,故C正确;
D.X含羧基能和氢氧化钠按1:1反应,Y含酯基、水解后产生酚羟基,Y能和氢氧化钠按1:2反应,Z含酯基和酚羟基、能和氢氧化钠按1:2反应,则等物质的量的X、Y、Z与足量NaOH溶液反应,消耗的n(NaOH)之比为1∶2∶2,故D正确;
故选B。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. Ⅰ.回答下列问题,
(1)取与足量氧气在密闭容器中充分燃烧,实验结束后,将反应生成的气体先通过浓硫酸,测得浓硫酸质量增加,再通过碱石灰,碱石灰质量增加,实验测得有机化合物的质谱图如图所示:
①X的分子式为_______。
②通过核磁共振氢谱仪测得X的核磁共振氢谱图中只有1组峰且不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则X的结构简式为_______。
(2)有机物A的结构简式为。若A是单烯烃与氢气加成后的产物,不考虑顺反异构,则该单烯烃可能有_______种结构。
Ⅱ.异戊二烯[]是一种重要的化工原料,能发生以下反应:
已知:①烯烃与酸性溶液反应的氧化产物对应关系:
②Diels-Alder反应为共轭双烯与含有碳碳双键或碳碳三键的化合物相互作用生成六元环状化合物的反应。如:
请回答下列问题:
(3)Y中所含官能团名称为_______,反应①发生1,4-加成的化学方程式为_______。
(4)是异戊二烯与乙烯发生Diels-Alder反应的产物,的相同化学环境的氢原子有_______种,可由异戊二烯和C经Diels-Alder反应制得,则C的结构简式为_______。
【答案】(1) ①. ②.
(2)5 (3) ①. 羧基、羰基 ②.
(4) ①. 6 ②.
【解析】
【小问1详解】
16.8gX的物质的量为=0.2mol,反应生成水的物质的量为=1.2mol,含氢原子2.4mol,生成二氧化碳的物质的量为=1.2mol,含碳原子1.2mol,故1molX含6mol碳原子、12mol氢原子,分子式为。X的核磁共振氢谱只有1组峰,说明所有氢原子化学环境完全相同,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色说明不含碳碳双键,对应结构为。
【小问2详解】
单烯烃与氢气加成得到烷烃,烷烃分子中相邻两个碳原子均连有氢原子的位置,可对应原来的碳碳双键,符合条件的双键位置共5种。
【小问3详解】
根据已知烯烃氧化规则,异戊二烯被酸性高锰酸钾氧化时,端位转化为,剩余结构中转化为羰基, 转化为羧基,故Y中官能团为羰基、羧基。异戊二烯发生1,4-加成时,溴原子连接在1号和4号碳原子上,碳碳双键移至2号与3号碳原子之间,反应的化学方程式为 。
【小问4详解】
异戊二烯与乙烯发生反应生成的B为,其结构中共有6种不同化学环境的氢原子。给定产物逆推,碳碳双键两侧均连接两个甲基,故C的结构简式为。
16. 安息香和二苯乙二酮不仅是重要的化工原料,还可作为自由基固化的光引发剂,并且在药物合成方面有广泛的应用。某研究小组进行“二苯乙二酮的制备与产率计算”的课题研究,实验原理如下:
【查阅资料】
a.安息香的合成原料苯甲醛不稳定,易被氧化。
b.采用三氯化铁作氧化剂合成二苯乙二酮时,在加热回流过程中进行,若反应体系受热不均,会导致产品出现炭化的现象。
c.相关信息如下表:
物质
相对分子质量
密度/()
溶解性
苯甲醛
106
1.06
微溶于水,易溶于乙醇
安息香
212
1.31
难溶于水,易溶于乙醇(受温度影响大)
二苯乙二酮
210
1.52
难溶于水,易溶于乙醇(受温度影响大)
碳酸氢钠
84
2.20(饱和溶液)
易溶于水,不溶于乙醇
【实验方案】
二苯乙二酮的制备:
①分别量取一定量的苯甲醛与过量饱和溶液于分液漏斗中,振荡多次,静置分液,得到纯化的苯甲醛。
②向三颈烧瓶中加入0.90 g维生素溶于适量蒸馏水并配成的30.0 mL溶液,加入搅拌子,磁力搅拌使维生素溶解,再加入10.0 mL 95%乙醇和5.0 mL纯化的苯甲醛。
③在磁力搅拌下缓慢滴加适量NaOH溶液,控制滴加时间为5~30 min。安装加热回流装置,再从室温逐步升至70℃,恒温一定时间后,冷却结晶、抽滤、洗涤、干燥,得到安息香5.10 g。
④在100 mL圆底烧瓶中依次加入合成的安息香、一定量的、水和冰醋酸后,摇匀,在微波反应仪中进行微波辐射,反应完毕后加入40 mL热水,冷却结晶、抽滤得浅黄色粗品,进一步提纯后得到精品3.78 g。
回答下列问题:
(1)仪器X的名称是______,冷却水应从______(填“a”或“b”)口通入。
(2)步骤②中三颈烧瓶的最适宜规格为______(填标号)。
A. 100 mL B. 250 mL C. 500 mL D. 1000 mL
(3)步骤①中加入溶液的作用是______。
(4)步骤④中发生反应的化学方程式为______。
(5)步骤④在乙酸体系中进行,乙酸除作溶剂外,另一主要作用是______。
(6)下列有关说法错误的是______(填标号)。
A. 若要对产品结构进行表征,可采用质谱法测定产品的相对分子质量
B. 步骤①中分液后,取下层液体参与后续反应
C. 步骤④中将烧瓶置于微波反应仪中反应的目的是使反应体系受热均匀,避免炭化
D. 进一步提纯二苯乙二酮采用的方法是重结晶,可选择水作溶剂
(7)本实验中二苯乙二酮的产率为______%。
【答案】(1) ①. (球形)冷凝管 ②. a (2)A
(3)除去苯甲醛中的苯甲酸杂质
(4)+2FeCl3+2FeCl2+2HCl
(5)防止水解 (6)BD
(7)72
【解析】
【分析】苯甲醛与维生素、NaOH反应制备安息香,安息香与反应制备二苯乙二酮,反应后得到的浅黄色粗品经过滤、冷水洗涤、75%乙醇重结晶,得精品二苯乙二酮晶体,据此解答。
【小问1详解】
由仪器构造可知,仪器X的名称是球形冷凝管,用于冷凝回流,冷却水应下进上出,即应从a口通入;
【小问2详解】
三颈烧瓶所装液体体积通常为其容积的,步骤②所加液体总体积约为45.0 mL,即三颈烧瓶的容积可为67.5~135 mL,则三颈烧瓶的最适宜规格为100 mL,故选A;
【小问3详解】
苯甲醛容易被氧化为苯甲酸,将取出的苯甲醛与碳酸氢钠溶液混合,能除去其中混有的苯甲酸,达到纯化苯甲醛的目的,则步骤①中加入溶液的作用是:除去苯甲醛中的苯甲酸杂质;
【小问4详解】
作氧化剂,在酸性条件下的还原产物为,同时安息香被氧化生成二苯乙二酮,发生反应的化学方程式为:+2FeCl3+2FeCl2+2HCl;
【小问5详解】
易水解,则乙酸除作溶剂外,另一主要作用是防止水解;
【小问6详解】
A.质谱法是快速、精确测定产品相对分子质量的重要方法,A正确;
B.步骤①中溶液为过量饱和的碳酸氢钠溶液与苯甲醛,苯甲醛的密度小于饱和碳酸氢钠溶液,处于分液漏斗的上层,应取上层液体参与后续反应,B错误;
C.【查阅资料】中提到“合成二苯乙二酮时,在加热回流过程中进行,若反应体系受热不均,会导致产品出现炭化的现象”,步骤④中将烧瓶置于微波反应仪中反应,能使反应体系受热均匀,避免产品炭化,C正确;
D.二苯乙二酮粗品中可能混有未反应完全的安息香,结合物质的溶解性,可用乙醇作溶剂进行重结晶,D错误;
故选BD。
【小问7详解】
产率,实际生成的二苯乙二酮的物质的量为,根据反应原理,理论生成的二苯乙二酮的物质的量苯甲醛的物质的量,(苯甲醛),(二苯乙二酮理论产量),则产率。
17. Glaser反应是指端炔烃在催化剂存在下发生的偶联反应,例如:2R-C≡C-HR-C≡C-C≡C-R。下面是利用Glaser反应制备化合物的一种合成路线:
请回答下列问题。
(1)A的结构简式为_______,A→B的反应类型_______。
(2)已知乙炔在一定条件下可以合成,写出该反应的化学方程式_______。
(3)下列说法不正确的是:_______。
A. 在、催化条件下也可以得到
B. 物质能使酸性高锰酸钾和溴水褪色,其褪色原理不一样
C. 中含有少量可以通过蒸馏的方式分离提纯
D. 与加成,最多能消耗
(4)芳香族化合物是的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢原子,数目比为,符合条件的有5种,分别为、、、_______、_______。
【答案】(1) ①. ②. 取代反应
(2) (3)AD
(4) ①. ②.
【解析】
【分析】起始原料为,与氯乙烷发生取代反应生成乙苯,乙苯光照下与氯气发生侧链取代生成二氯代乙苯,二氯代乙苯消去氯化氢生成苯乙炔,两分子苯乙炔发生反应生成目标产物。
【小问1详解】
A与氯乙烷反应生成分子式为的乙苯,可知A为苯,该反应中苯环上的氢原子被乙基取代,反应类型为取代反应。
【小问2详解】
三分子乙炔发生加成反应生成苯,配平后的反应方程式为
【小问3详解】
A.乙苯在、催化条件下发生苯环上的亲电取代反应,生成苯环氯代的产物,无法得到侧链取代的C,A错误;
B.苯乙炔含碳碳三键,与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使其褪色,与溴水发生加成反应使其褪色,褪色原理不同,B正确;
C.苯和乙苯沸点差异较大,可通过蒸馏的方法分离提纯,C正确;
D.E的结构为,1mol E含2mol碳碳三键和2mol苯环,最多消耗的物质的量为10mol,D错误;
故选AD。
【小问4详解】
C的分子式为,其同分异构体F为芳香族化合物,分子中只有两种不同化学环境的氢原子,数目比为3:1,说明分子中含有2个等价的甲基,共6个氢原子,和2个等价的苯环氢原子,剩余2个氯原子也处于等价位置,符合条件的剩余两种结构分别为和。
18. 靛蓝(K)是一种具有抗氧化、抗炎作用,可缓解眼部疲劳、可调节血脂的多功能药物,具体合成路线如图所示。
已知:
回答下列问题:
(1)化合物A的名称是_______。
(2)化合物中的官能团有_______种。
(3)化合物H的结构简式为_______。
(4)E→F的反应类型为_______。
(5)结合上述信息,写出与反应的化学方程式:_______。
(6)D有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体有_______种(不考虑立体异构)。
①苯环上只有2个取代基,其中一个为硝基;
②能够与溶液反应。
其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为6:2:2:1的结构简式为_______。
【答案】(1)邻硝基甲苯或2-硝基甲苯 (2)3
(3) (4)加成反应
(5) (6) ①. 15 ②.
【解析】
【分析】在二氧化锰和硫酸的作用下,苯环上的甲基被氧化为醛基,得到化合物 B,接着 B 与丙酮在氢氧化钠水溶液中发生羟醛缩合反应,生成含有羟基和羰基的化合物 C,之后 C 经过一定条件转化为含有两个羟基的化合物 D,D 再发生分子内成环反应得到化合物 ,E 与水发生加成反应,引入一个额外的羟基,得到化合物 F,F 再经过一系列反应转化为 G,G 与水发生加成反应得到H( ),H 与氯化氢发生加成反应得到I,I再经氢氧化钠水溶液处理得到化合物 J,最后 J 与 G 发生缩合反应,得到目标产物靛蓝 。
【小问1详解】
化合物A的结构简式为,A的名称为邻硝基甲苯或2-硝基甲苯;
【小问2详解】
化合物K的结构简式为,可以看出K的官能团有氨基、酮羰基和碳碳双键共3种;
【小问3详解】
G 与水发生加成反应得到H,所以H的结构为;
【小问4详解】
由E→F可知,E中的一个羰基与水发生加成反应生F。
【小问5详解】
类比B→C的反应,与丙酮在 NaOH 溶液中发生羟醛缩合反应,反应方程式为;
【小问6详解】
的多种同分异构体,同时符合①苯环上有2个取代基,其中一个为硝基;②能够与溶液反应,可知含有羧基(-COOH),那么此外还有3个饱和碳原子。以两个取代基在对位为例,则符合题意的同分异构体有:、、、、,两个取代基还可以处于邻、间位,故一共有5×3=15种;其中符合核磁共振氢谱有四组峰(4种H),且峰面积之比为6:2:2:1的是。
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