内容正文:
高二化学
注意事项:1.本试卷共100分,考试时间75分钟。
2.请将各题答案填在答题卡上。
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Mg—24 Br—80
一、选择题: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,只有一项符合题目要求。
1. 中国科技突飞猛进,高分子材料的研发与应用是现代化学的核心研究方向之一,下列有关化学材料的说法错误的是
A. 聚羟基脂肪酸酯可用于制作快递包装,助力减少白色污染
B. 某新型步枪的枪托使用了超高分子量聚乙烯,聚乙烯是通过缩聚反应制得的
C. 为防止“氢脆”,高压氢气瓶内胆材料PA6、PA612、PA11和HDPE分别是聚酰胺6、聚酰胺612、聚酰胺11和高密度聚乙烯,都是合成有机高分子材料
D. 橡胶硫化过程发生化学变化,提高了橡胶的强度和韧性
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 甲醛的电子式:
B. 乙醇的键线式:
C. 异丙基的结构简式:
D. 邻羟基苯甲醛分子内氢键:
3. 下列关于有机物结构的说法正确的是
A. 分子中所有碳原子处于同一平面上
B. 含有手性碳原子的烷烃中,碳原子数最少的一定是3-甲基己烷
C. 丙烯分子中所有原子均在同一平面上
D. 分子中的四个碳原子在同一直线上
4. 研究表明,茉莉酸能促进西红柿中毒素转化成无毒物质,茉莉酸的结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 茉莉酸存在顺、反异构体
B. 茉莉酸存在芳香族化合物的同分异构体
C. 茉莉酸分子中不含有手性碳原子
D. 茉莉酸最多能与发生加成反应
5. 为提纯下列物质(括号内为杂质),所用的除杂试剂和分离方法都正确的是
选项
不纯物
除杂试剂
分离方法
A
()
酸性溶液
洗气
B
()
生石灰
蒸馏
C
苯(苯酚)
浓溴水
过滤
D
乙酸乙酯(乙酸)
饱和溶液
蒸馏
A. A B. B C. C D. D
6. 下列叙述正确的是
①在一定条件下,甲烷与氯水反应无论生成、、还是,都属于取代反应
②烷烃随着相对分子质量的增大,在常温下的状态由气态变为液态,相对分子质量更大的则为固态
③甲基是甲烷去掉一个氢原子之后剩下的基团,含有4个共价键
④分子通式为的烃一定是链状烷烃,分子内部只含有单键
⑤沸点由高到低的顺序:戊烷>2-甲基丁烷>2,2-二甲基丙烷>丁烷>2-甲基丙烷
⑥甲烷能够燃烧,在一定条件下会发生爆炸
⑦丙烷的球棍模型为
⑧正己烷的某同分异构体X主链上有4个碳原子,则X分子中可能含有3个甲基,一氯代物可能有3种
A. ②④⑤⑥⑦ B. ①③④⑥⑦ C. ①②③⑤⑧ D. ②④⑤⑥⑧
7. (、、代表烷基)。现有分子式为的某烯烃,它与加成后生成2,3-二甲基戊烷,它经臭氧氧化后在存在下水解成乙醛和一种酮,据此推知该烯烃的结构简式为
A. B.
C. D.
8. 1 mol某芳香烃A充分燃烧后可以得到和,该烃苯环上的一氯代物有2种。该烃A在不同条件下能发生如下所示的一系列变化。
下列说法正确的是
A. A的结构简式为,的结构简式为
B. 反应②是取代反应,⑤是加成反应
C. 的结构简式可能是,不能使酸性溶液褪色
D. 向⑥反应后的溶液中直接滴加溶液,若有淡黄色沉淀生成,可以证明D为溴代烃
9. 利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到目的的是
A.制备溴苯
B.证明制得气体是乙烯
C.检验产物乙炔
D.分离甲苯和乙醇
A. A B. B C. C D. D
10. 下列有关方程式的书写正确的是
A. 将足量的苯酚加入碳酸钠溶液中:
B. 苯甲醛与新制的共热:
C. 实验室制备线型酚醛树脂:
D. 向中加入足量的氢氧化钠溶液并加热:
11. 下列有关同分异构体的叙述正确的是
A. 与互为同分异构体的芳香族化合物有6种
B. 立方烷()经硝化可得到六硝基立方烷,其可能的结构有3种
C. 分子式为的同分异构体中能与溶液发生反应产生的同分异构体共有6种
D. 的二氯代物有8种
12. 2,2-二甲基-1-丙醇是医药、农药、食品添加剂等的合成中间体,其消去反应机理如下图所示。下列说法错误的是
A. 总反应为
B. 中的所有碳原子共平面
C. 反应历程中断裂和形成的键只有极性键
D. 由该机理可知,能发生消去反应
13. 实验室制备辛烯醛,最后常采用减压蒸馏的方法获得纯净的辛烯醛,已知:常压下,辛烯醛沸点为(在沸点时略有分解),实验装置如图。下列说法错误的是
A. 本实验不能用酒精灯加热替代热水浴
B. 毛细玻璃管不仅起搅拌作用还能起到防暴沸作用
C. 收集温度计示数为的馏分
D. 克氏蒸馏头上弯管的作用主要是防止突然暴沸使液体进入冷凝管和接收瓶
14. 一种高性能聚碳硅烷材料的合成路线如下。
下列说法错误的是
A. 中,处和处的碳碳双键均参与二聚反应
B. 和的不饱和度不相同
C. 聚合物的反应类型为加聚反应
D. 用核磁共振氢谱或红外光谱可鉴别和的水解产物
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 回答下列问题。
(1)2-甲基-2-丙醇的结构简式为___________。
(2)有多种同分异构体,其中一种含五元碳环结构,核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为,其结构简式是___________。
(3)松节油脱去一分子水发生消去反应,最多可生成___________种有机产物(不考虑立体异构)。
(4)用系统命名法命名___________,其一氯代物有___________种。
(5)苯乙烯中含有的官能团名称是___________,单位质量的苯乙烯和分别在氧气中完全燃烧,耗氧量多的是___________(填有机物的名称)。
(6)甲基丙烯酸甲酯(MMA)可合成有机玻璃,甲基丙烯酸()与甲醇在浓硫酸加热条件下反应生成MMA的化学方程式为___________。
16. 托品酸是合成阿托品(青少年近视防控药物)的关键中间体。以下是基于-甲酰基苯乙酸甲酯制备托品酸并合成阿托品的绿色工艺路线(部分反应条件及试剂省略)。
已知:
(1)A的分子式为___________。
(2)B的结构简式为___________。
(3)E→F的反应类型为___________。
(4)1molD最多可与___________发生反应。
(5)C→D的化学方程式为___________。
(6)下列关于G的说法正确的是___________(填字母)。
A. 所有碳原子一定共平面 B. 含有手性碳原子
C. 能发生加成、取代、氧化反应 D. 不能使酸性溶液褪色
(7)已知某芳香族化合物H与A互为同分异构体,同时满足下列条件的H有___________种(不考虑立体异构)。
①苯环上只有两个取代基 ②能与溶液反应放出
③可与发生显色反应 ④分子中仅含有一个环
(8)比较G中氮原子与苯胺中氮原子的碱性强弱:G中氮原子碱性___________(填“强于”或“弱于”)苯胺,原因是___________。
17. 三苯甲醇[]是一种重要的有机合成中间体,实验室制备流程如下:
已知:①格氏试剂(,R-表示烃基)性质活泼,可与水、卤代烃、醛、酮等物质反应。如:。
②可发生水解,产物之一难溶于水。
③几种物质的物理性质如下表:(*表示溴苯与水形成的共沸物的沸点)
物质
相对分子质量
沸点(°C)
溶解性
乙醚
74
34.6
微溶于水
溴苯
157
156.2(92.8*)
难溶于水的液体,溶于乙醚
二苯酮
182
305.4
难溶于水的晶体,溶于乙醚
三苯甲醇
260
380.0
难溶于水的晶体,溶于乙醇、乙醚
回答下列问题:
(1)图1中仪器A的名称为___________。
(2)制备格氏试剂时,加入一小粒碘可加快反应速率,推测对该反应活化能的影响是___________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)步骤Ⅰ格氏试剂制备要在无水无氧条件下进行的原因是___________;步骤Ⅱ中B→C的反应类型为___________。
(4)步骤Ⅲ中加入氯化铵可避免难溶性水解产物的产生,用离子方程式表示加入氯化铵的作用:___________。
(5)步骤Ⅳ低温蒸馏分离出乙醚后,水蒸气蒸馏能除去溴苯的原因是___________。
(6)步骤Ⅴ粗产品重结晶时,粗品用乙醇热溶解后,加___________脱色,趁热过滤,加热浓缩,慢慢滴加水,得到颗粒较细的晶体,抽滤。
(7)计算产率:反应中投入镁屑、溴苯(约)和二苯酮,经纯化、干燥后得到10.0g产品,则三苯甲醇的产率是___________%(保留两位有效数字)。
18. 化合物L是一种具有手性的有机药物,合成路线如下(部分条件省略):
已知:
回答下列问题:
(1)化合物L分子中有___________个手性碳原子。
(2)化合物J的分子式为___________。
(3)条件1与条件2相同,写出该反应条件:___________。
(4)写出下列物质转化的反应类型,:___________、:___________。
(5)写出的化学方程式:___________。
(6)符合下列条件的D的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应;②能发生水解反应;③分子中没有环状结构。
(7)化合物的合成过程中,经历了加成和消去两步反应,其中消去反应的化学方程式为___________(不用写反应条件)。
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高二化学
注意事项:1.本试卷共100分,考试时间75分钟。
2.请将各题答案填在答题卡上。
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Mg—24 Br—80
一、选择题: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,只有一项符合题目要求。
1. 中国科技突飞猛进,高分子材料的研发与应用是现代化学的核心研究方向之一,下列有关化学材料的说法错误的是
A. 聚羟基脂肪酸酯可用于制作快递包装,助力减少白色污染
B. 某新型步枪的枪托使用了超高分子量聚乙烯,聚乙烯是通过缩聚反应制得的
C. 为防止“氢脆”,高压氢气瓶内胆材料PA6、PA612、PA11和HDPE分别是聚酰胺6、聚酰胺612、聚酰胺11和高密度聚乙烯,都是合成有机高分子材料
D. 橡胶硫化过程发生化学变化,提高了橡胶的强度和韧性
【答案】B
【解析】
【详解】A.聚羟基脂肪酸酯是可降解高分子材料,替代传统塑料制作快递包装可减少白色污染,A正确;
B.聚乙烯由乙烯通过加聚反应制得,反应过程无小分子生成,不属于缩聚反应,B错误;
C.聚酰胺类、高密度聚乙烯都属于人工合成的有机高分子材料,C正确;
D.橡胶硫化过程中线型分子间通过硫键形成交联结构,发生化学变化,可显著提高橡胶的强度和韧性,D正确;
故答案选B。
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. 甲醛的电子式:
B. 乙醇的键线式:
C. 异丙基的结构简式:
D. 邻羟基苯甲醛分子内氢键:
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲醛的电子式为,题给电子式中氧原子周围的孤电子对并未画出,A错误;
B.乙醇结构简式为,键线式为,B正确;
C.异丙基的结构简式为(CH3)2CH-,题给是正丙基的结构简式,C错误;
D.邻羟基苯甲醛的分子内氢键是由羟基的氢原子与醛基的氧原子形成,即为,D错误;
故选B。,
3. 下列关于有机物结构的说法正确的是
A. 分子中所有碳原子处于同一平面上
B. 含有手性碳原子的烷烃中,碳原子数最少的一定是3-甲基己烷
C. 丙烯分子中所有原子均在同一平面上
D. 分子中的四个碳原子在同一直线上
【答案】D
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,该分子中有一个饱和碳原子连了3个碳原子,该饱和碳原子只能与另外两个相连的原子共平面,故分子中所有碳原子不可能共平面,A错误;
B.烷烃中的手性碳原子应连接1个氢原子和3个不同的最小的烷基即甲基、乙基、丙基或异丙基,则烷烃中含有手性碳原子中碳原子数最少的键线式为:、,则含有手性碳原子的烷烃中,碳原子数最少的不一定是3-甲基己烷,还可能是2,3-二甲基戊烷,并非唯一,B错误;
C.丙烯分子中含有空间构型为四面体形的饱和碳原子,分子中所有原子不可能处于同一平面上,C错误;
D.2-丁炔分子中含有的碳碳三键为直线形,与碳碳三键直接相连的两个甲基上的碳原子也在同一直线上,则分子中的四个碳原子在同一直线上,D正确;
故选D。
4. 研究表明,茉莉酸能促进西红柿中毒素转化成无毒物质,茉莉酸的结构简式如图所示。下列说法错误的是
A. 茉莉酸存在顺、反异构体
B. 茉莉酸存在芳香族化合物的同分异构体
C. 茉莉酸分子中不含有手性碳原子
D. 茉莉酸最多能与发生加成反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子中含碳碳双键,且符合顺、反异构体的条件,A项正确;
B.茉莉酸分子中含有1个碳碳双键、1个羰基、1个羧基和1个五元环,不饱和度为4,由于苯环有4个不饱和度,因此存在芳香族化合物的同分异构体,B项正确;
C.分子中含有2个手性碳原子:,C项错误;
D.碳碳双键、酮羰基能与发生加成反应,而羧基不能与发生加成反应,D项正确;
故选C。
5. 为提纯下列物质(括号内为杂质),所用的除杂试剂和分离方法都正确的是
选项
不纯物
除杂试剂
分离方法
A
()
酸性溶液
洗气
B
()
生石灰
蒸馏
C
苯(苯酚)
浓溴水
过滤
D
乙酸乙酯(乙酸)
饱和溶液
蒸馏
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.会被酸性溶液氧化生成,除去杂质的同时引入新杂质,不符合除杂原则,A错误;
B.生石灰()与反应生成高沸点的,且不与反应,通过蒸馏可分离得到纯净的乙醇,B正确;
C.苯酚与浓溴水反应生成的三溴苯酚可溶于苯,同时溴单质也会溶于苯,无法通过过滤分离且引入新杂质,C错误;
D.饱和溶液可与乙酸反应,且能降低乙酸乙酯的溶解度,二者会分层,应采用分液法分离,分离方法错误,D错误;
故选B。
6. 下列叙述正确的是
①在一定条件下,甲烷与氯水反应无论生成、、还是,都属于取代反应
②烷烃随着相对分子质量的增大,在常温下的状态由气态变为液态,相对分子质量更大的则为固态
③甲基是甲烷去掉一个氢原子之后剩下的基团,含有4个共价键
④分子通式为的烃一定是链状烷烃,分子内部只含有单键
⑤沸点由高到低的顺序:戊烷>2-甲基丁烷>2,2-二甲基丙烷>丁烷>2-甲基丙烷
⑥甲烷能够燃烧,在一定条件下会发生爆炸
⑦丙烷的球棍模型为
⑧正己烷的某同分异构体X主链上有4个碳原子,则X分子中可能含有3个甲基,一氯代物可能有3种
A. ②④⑤⑥⑦ B. ①③④⑥⑦ C. ①②③⑤⑧ D. ②④⑤⑥⑧
【答案】A
【解析】
【详解】①甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应,但一定条件甲烷与氯水不反应,故①错误;
②烷烃随着相对分子质量的增大,熔沸点升高,在常温下的状态由气态变为液态,相对分子质量更大的则为固态,故②正确;
③甲基是甲烷去掉一个氢原子之后剩下的基团,甲基含有3个共价键,故③错误;
④分子通式为的烃一定是链状烷烃,分子内部只含有碳碳单键和碳氢键,故④正确;
⑤随碳原子数增多,烷烃沸点升高,碳原子数相同时,支链越多沸点越低,沸点由高到低的顺序:戊烷>2-甲基丁烷>2,2-二甲基丙烷>丁烷>2-甲基丙烷,故⑤正确;
⑥甲烷是易燃气体,若混入一定量空气,点燃可能发生爆炸,故⑥正确;
⑦丙烷的结构简式为CH3CH2CH3,球棍模型为,故⑦正确;
⑧正己烷中主链上有4个碳原子的同分异构体X为或,都含有4个甲基,的一氯代物有2种、的一氯代物有3种,不存在满足“含有3个甲基”且“一氯代物可能有3种”的同分异构体,故⑧错误;
正确的是②④⑤⑥⑦,选A。
7. (、、代表烷基)。现有分子式为的某烯烃,它与加成后生成2,3-二甲基戊烷,它经臭氧氧化后在存在下水解成乙醛和一种酮,据此推知该烯烃的结构简式为
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】根据题给反应规律:双键断裂后,若产物为乙醛和一种酮,说明双键的一端结构为(断裂后生成乙醛),另一端双键碳连两个烷基(断裂后生成酮),且与加成后生成2,3-二甲基戊烷,据此分析解题。
【详解】A.断裂双键后得到丙酮和2-甲基丙醛,无乙醛,A不符合题意;
B.加氢后得到,主链为6个碳,是3-甲基己烷,B不符合题意;
C.加氢后得到,主链5个碳,2、3位各连一个甲基,正好是2,3-二甲基戊烷,同时满足臭氧氧化得到乙醛和酮的条件,C符合题意;
D.双键两端碳都连两个烷基,断裂后得到两个酮,无乙醛,D不符合题意;
故选C。
8. 1 mol某芳香烃A充分燃烧后可以得到和,该烃苯环上的一氯代物有2种。该烃A在不同条件下能发生如下所示的一系列变化。
下列说法正确的是
A. A的结构简式为,的结构简式为
B. 反应②是取代反应,⑤是加成反应
C. 的结构简式可能是,不能使酸性溶液褪色
D. 向⑥反应后的溶液中直接滴加溶液,若有淡黄色沉淀生成,可以证明D为溴代烃
【答案】A
【解析】
【分析】1 mol某芳香烃A充分燃烧后可以得到9 mol CO2和5 mol H2O,该烃的分子式为C9H10,苯环上的一氯代物有2种,所以A的结构简式是;A与溴发生加成反应生成B(),B在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成E(),E与溴发生加成反应生成;A与HBr发生加成反应生成D,则D为或,D在氢氧化钠水溶液加热条件下发生水解反应生成F,则F为或,F与乙酸发生酯化反应生成H,故H为或,A含有碳碳双键,能发生加聚反应生成C()。
【详解】A.根据分析,A的结构简式是,C的结构简式为,A正确;
B.反应②是二溴代物在醇溶液加热条件下的反应,属于消去反应,不是取代反应,根据分析可知反应⑤为加成反应,B错误;
C.F结构为或,与苯环直接相连的甲基可以被酸性氧化,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C错误;
D.反应⑥是溴代烃在溶液中的水解反应,反应后溶液中存在过量,会与反应生成沉淀,干扰溴离子的检验,必须先加硝酸酸化再滴加,D错误;
故答案为:A。
9. 利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到目的的是
A.制备溴苯
B.证明制得气体是乙烯
C.检验产物乙炔
D.分离甲苯和乙醇
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯与液溴在FeBr3的催化作用下能发生取代反应生成溴苯和HBr,而苯与浓溴水不能发生取代反应,A错误;
B.乙醇和浓硫酸混合加热过程中,部分浓硫酸可能会被乙醇还原为二氧化硫,二氧化硫在水中溶解度不大,若二氧化硫进入溴水中,二者发生氧化还原反应也能使溴水褪色,所以该装置不能证明制得的气体是乙烯,B错误;
C.用饱和食盐水和电石反应制取的乙炔中混有H2S等气体,由于H2S具有还原性,也能使溴水褪色,应先用硫酸铜溶液除去H2S,再用溴水检验乙炔的生成,C正确;
D.用蒸馏的方法分离甲苯和乙醇时,温度计测量的是蒸汽的温度,所以温度计的水银球应置于蒸馏烧瓶支管口处,D错误;
故选C。
10. 下列有关方程式的书写正确的是
A. 将足量的苯酚加入碳酸钠溶液中:
B. 苯甲醛与新制的共热:
C. 实验室制备线型酚醛树脂:
D. 向中加入足量的氢氧化钠溶液并加热:
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据强酸制弱酸的原理,苯酚可以与碳酸根离子反应生成苯酚负离子和碳酸氢根离子,但是苯酚的酸性弱于碳酸,所以它不能进一步与反应生成气体,离子方程式为:,A错误;
B.在碱性条件下,醛基能被新制的氢氧化铜悬浊液氧化成羧酸盐,同时氢氧化铜被还原为砖红色的氧化亚铜沉淀,化学方程式为:,B错误;
C.苯酚和甲醛在酸性催化剂作用下发生缩聚反应,化学方程式为;n+,C错误;
D.该分子含有两个官能团:羧基和卤素原子。会与发生中和反应生成和水。消耗1 mol 。在水溶液加热条件下会发生水解反应,生成和,消耗1 mol 。1 mol有机物需要消耗2 mol ,化学方程式为:,D正确;
故答案选D。
11. 下列有关同分异构体的叙述正确的是
A. 与互为同分异构体的芳香族化合物有6种
B. 立方烷()经硝化可得到六硝基立方烷,其可能的结构有3种
C. 分子式为的同分异构体中能与溶液发生反应产生的同分异构体共有6种
D. 的二氯代物有8种
【答案】B
【解析】
【详解】A.的分子式为C7H8O,芳香族化合物的同分异构体为、、、、共5种,A错误;
B.立方烷的二硝基立方烷,两个硝基位于同一条棱上、位于面对角线、位于体对角线,共3种结构,根据替换法,立方烷的六硝基取代和二硝基取代个数相同,有3种结构,B正确;
C.能与溶液发生反应产生说明含有羧基,同分异构体有、、、、共5种,C错误;
D.的二氯代物有、 、、、、、、、共9种,D错误;
故答案选B。
12. 2,2-二甲基-1-丙醇是医药、农药、食品添加剂等的合成中间体,其消去反应机理如下图所示。下列说法错误的是
A. 总反应为
B. 中的所有碳原子共平面
C. 反应历程中断裂和形成的键只有极性键
D. 由该机理可知,能发生消去反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据反应机理,反应物是,催化剂是H+,最终产物为和,总反应为:,A正确;
B.碳碳双键是平面结构,与其直接相连的原子均在同一平面,中的所有碳原子共平面,B正确;
C.反应历程中形成的有碳碳双键,可知形成的键有非极性键,C错误;
D.依据该机理可知,邻位碳上没有氢原子的醇在酸催化下可发生碳正离子迁移,由羟基所连的C转移到邻碳,再由邻碳正离子与相连的碳之间形成双键,推断能发生消去反应,D正确;
故选C。
13. 实验室制备辛烯醛,最后常采用减压蒸馏的方法获得纯净的辛烯醛,已知:常压下,辛烯醛沸点为(在沸点时略有分解),实验装置如图。下列说法错误的是
A. 本实验不能用酒精灯加热替代热水浴
B. 毛细玻璃管不仅起搅拌作用还能起到防暴沸作用
C. 收集温度计示数为的馏分
D. 克氏蒸馏头上弯管的作用主要是防止突然暴沸使液体进入冷凝管和接收瓶
【答案】C
【解析】
【详解】A.水浴加热的优点是便于控制温度,使液体受热更均匀,而酒精灯直接加热,不便于控制温度,所以不能用酒精灯加热替代热水浴,A正确;
B.蒸馏时,毛细玻璃管可以起到搅拌作用,也可以让少量空气进入,在液体中形成汽化中心,起到平衡气压、防暴沸的作用,B正确;
C.压强减小,物质的沸点降低,由题意可知,辛烯醛在177℃时略有分解,所以减压蒸馏时,辛烯醛的沸点会降低,则应收集温度计示数低于177℃的馏分,C错误;
D.克氏蒸馏头上弯管作用是防止减压蒸馏过程中突然暴沸使液体进入冷凝管和接收瓶,D正确;
故选C。
14. 一种高性能聚碳硅烷材料的合成路线如下。
下列说法错误的是
A. 中,处和处的碳碳双键均参与二聚反应
B. 和的不饱和度不相同
C. 聚合物的反应类型为加聚反应
D. 用核磁共振氢谱或红外光谱可鉴别和的水解产物
【答案】A
【解析】
【分析】X二聚得Y,Y加氢还原得Z,结合Y的分子式推得Y的结构简式为;Z与加成聚合成聚合物P。
【详解】A.观察产物Z的结构,Z中仍保留有碳碳双键,说明二聚反应中仅b处碳碳双键参与加成二聚,a处碳碳双键未参与反应,A错误;
B.为还原反应,还原过程加氢,氢原子数增加,根据不饱和度公式,H增多则不饱和度降低,因此Y和Z不饱和度不同,B正确;
C.该反应是Z两端碳碳双键与Si—H的加成聚合,无小分子生成,属于加聚反应,C正确;
D.Z含酯基,水解后酯基断裂生成羧基和羟基,二者官能团种类不同,红外光谱可区分;氢原子的化学环境不同,核磁共振氢谱也可区分,因此可以鉴别,D正确;
故选A。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 回答下列问题。
(1)2-甲基-2-丙醇的结构简式为___________。
(2)有多种同分异构体,其中一种含五元碳环结构,核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为,其结构简式是___________。
(3)松节油脱去一分子水发生消去反应,最多可生成___________种有机产物(不考虑立体异构)。
(4)用系统命名法命名___________,其一氯代物有___________种。
(5)苯乙烯中含有的官能团名称是___________,单位质量的苯乙烯和分别在氧气中完全燃烧,耗氧量多的是___________(填有机物的名称)。
(6)甲基丙烯酸甲酯(MMA)可合成有机玻璃,甲基丙烯酸()与甲醇在浓硫酸加热条件下反应生成MMA的化学方程式为___________。
【答案】(1) (2)
(3)4 (4) ①. 3,4-二甲基-1-戊烯 ②. 6
(5) ①. 碳碳双键 ②. 甲烷
(6)
【解析】
【小问1详解】
2-甲基-2-丙醇主链为3个碳,2号碳原子同时连接甲基和羟基,则结构简式为;
【小问2详解】
分子式为,不饱和度为1,去除1个五元碳环结构,还余2个C和2个N结构,根据核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为,则结构对称,五元环上连2个相同基团,符合要求的结构简式为:;
【小问3详解】
该结构含两个羟基,消去1分子水时,双键只能在羟基碳和邻位碳之间:环上方羟基,有2种不同的邻位碳,都有氢,消去可得2种产物;环下方羟基,有2种带氢的碳,消去可得2种产物; 不考虑立体异构,共种;
【小问4详解】
选含碳碳双键的最长碳链为主链,从靠近双键端编号,主链5个碳,双键在1位,3、4位各连1个甲基,因此命名为3,4-二甲基-1-戊烯;
该分子无对称性,共有6种不同化学环境的氢,因此一氯代物有6种;
【小问5详解】
苯乙烯结构为苯环连乙烯基,高中阶段苯环不算官能团,官能团只有碳碳双键;单位质量燃烧耗氧量由氢的质量分数决定,苯乙烯最简式为,甲烷最简式,甲烷氢的质量分数远高于苯乙烯,因此单位质量甲烷耗氧更多;
【小问6详解】
甲基丙烯酸结构为,与甲醇发生酯化反应,方程式为:。
16. 托品酸是合成阿托品(青少年近视防控药物)的关键中间体。以下是基于-甲酰基苯乙酸甲酯制备托品酸并合成阿托品的绿色工艺路线(部分反应条件及试剂省略)。
已知:
(1)A的分子式为___________。
(2)B的结构简式为___________。
(3)E→F的反应类型为___________。
(4)1molD最多可与___________发生反应。
(5)C→D的化学方程式为___________。
(6)下列关于G的说法正确的是___________(填字母)。
A. 所有碳原子一定共平面 B. 含有手性碳原子
C. 能发生加成、取代、氧化反应 D. 不能使酸性溶液褪色
(7)已知某芳香族化合物H与A互为同分异构体,同时满足下列条件的H有___________种(不考虑立体异构)。
①苯环上只有两个取代基 ②能与溶液反应放出
③可与发生显色反应 ④分子中仅含有一个环
(8)比较G中氮原子与苯胺中氮原子的碱性强弱:G中氮原子碱性___________(填“强于”或“弱于”)苯胺,原因是___________。
【答案】(1)
(2) (3)取代反应
(4)2 (5) (6)BC
(7)24 (8) ①. 强于 ②. 苯胺中氮原子受苯环影响,电子云密度降低,碱性弱;G中氮原子连烷基,电子云密度升高,更易接受质子,碱性更强
【解析】
【分析】根据A的结构得出A的分子式为,B的分子式为,A加氢气还原生成B,B的结构简式为。
【小问1详解】
观察A的结构,A的分子式为。
【小问2详解】
由分析得B的结构简式为。
【小问3详解】
E的结构含酰氯,F的结构是E与含N的醇发生反应,生成酯键,符合已知反应,属于取代反应。
【小问4详解】
D的结构为,含两种官能团:羧基:1 mol羧基与发生中和反应;酯基:1 mol酯基水解生成,与反应;因此1 mol D最多可与2 mol 反应。
【小问5详解】
C的结构为,与乙酰氯在DMF有机溶剂中发生酯化反应,C的醇羟基与反应生成酯,同时生成,化学方程式为:。
【小问6详解】
A.饱和碳原子为四面体结构,G分子中存在与3个碳原子直接相连的饱和碳原子,则所有碳原子不共面,A错误;
B.G中苯环侧链的碳原子连接4种不同基团,属于手性碳原子,B正确;
C.G含苯环,可发生加成反应;含酯基、醇羟基,可发生取代反应;含醇羟基,可发生氧化反应,C正确;
D.G含,可被酸性溶液氧化,使溶液褪色,D错误;
因此正确选项为BC。
【小问7详解】
H与A互为同分异构体,分子式,满足:①苯环上只有两个取代基;②含(与反应);③含酚羟基(与显色);④仅含苯环一个环。苯环上的两个取代基为和(含和一个双键),的同分异构体(不考虑立体异构)有8种:、、、、、、、;每种取代基在苯环上有邻、间、对3种位置,因此总数为种。
【小问8详解】
G中氮原子为脂肪胺的氮,孤对电子未参与共轭,电子云密度较高;苯胺中氮原子的孤对电子与苯环形成共轭,电子云密度降低,碱性减弱。因此G中氮原子碱性强于苯胺,原因是苯胺中氮原子受苯环影响,电子云密度降低,碱性弱;G中氮原子连烷基,电子云密度升高,更易接受质子,碱性更强。
17. 三苯甲醇[]是一种重要的有机合成中间体,实验室制备流程如下:
已知:①格氏试剂(,R-表示烃基)性质活泼,可与水、卤代烃、醛、酮等物质反应。如:。
②可发生水解,产物之一难溶于水。
③几种物质的物理性质如下表:(*表示溴苯与水形成的共沸物的沸点)
物质
相对分子质量
沸点(°C)
溶解性
乙醚
74
34.6
微溶于水
溴苯
157
156.2(92.8*)
难溶于水的液体,溶于乙醚
二苯酮
182
305.4
难溶于水的晶体,溶于乙醚
三苯甲醇
260
380.0
难溶于水的晶体,溶于乙醇、乙醚
回答下列问题:
(1)图1中仪器A的名称为___________。
(2)制备格氏试剂时,加入一小粒碘可加快反应速率,推测对该反应活化能的影响是___________(填“升高”“降低”或“不变”)。
(3)步骤Ⅰ格氏试剂制备要在无水无氧条件下进行的原因是___________;步骤Ⅱ中B→C的反应类型为___________。
(4)步骤Ⅲ中加入氯化铵可避免难溶性水解产物的产生,用离子方程式表示加入氯化铵的作用:___________。
(5)步骤Ⅳ低温蒸馏分离出乙醚后,水蒸气蒸馏能除去溴苯的原因是___________。
(6)步骤Ⅴ粗产品重结晶时,粗品用乙醇热溶解后,加___________脱色,趁热过滤,加热浓缩,慢慢滴加水,得到颗粒较细的晶体,抽滤。
(7)计算产率:反应中投入镁屑、溴苯(约)和二苯酮,经纯化、干燥后得到10.0g产品,则三苯甲醇的产率是___________%(保留两位有效数字)。
【答案】(1)球形干燥管
(2)降低 (3) ①. 防止格氏试剂与水反应,镁被氧化,影响反应 ②. 加成反应
(4)或
(5)溴苯与水92.8℃能形成共沸物逸出
(6)活性炭 (7)64
【解析】
【分析】首先利用镁屑、溴苯和乙醚制取格氏试剂,由于格氏试剂易潮解,所以需要在无水环境中进行反应,则碱石灰是为了防止空气中的水蒸气进入反应装置;之后加入二苯酮反应得到,然后加入饱和氯化铵溶液,促进水解产生三苯甲醇,据此分析作答。
【小问1详解】
根据仪器A的结构特点可知其为球形干燥管;
【小问2详解】
加入一小粒碘可加快反应速率,说明碘为催化剂,可以降低该反应的活化能;
【小问3详解】
格氏试剂会与水发生水解反应,会被氧气氧化,所以实验需要干燥,且要隔绝空气;步骤Ⅱ为:向格氏试剂的无水乙醚溶液中加入二苯酮,在无水条件下发生加成反应,生成中间产物;
【小问4详解】
中的水解使溶液呈酸性(),与难溶性的反应,从而避免其生成,其离子方程式为或;
【小问5详解】
根据题目所给信息可知溴苯与水92.8℃能形成共沸物逸出,所以水蒸气蒸馏能除去溴苯;
【小问6详解】
活性炭具有吸附性,能吸附粗品的有色杂质,达到脱色的目的;
【小问7详解】
所用Mg的物质的量为,所用溴苯为0.065mol,二苯酮为,则按照二苯酮的物质的量进行计算,所以理论上可以制取0.06mol三苯甲醇,故产率为。
18. 化合物L是一种具有手性的有机药物,合成路线如下(部分条件省略):
已知:
回答下列问题:
(1)化合物L分子中有___________个手性碳原子。
(2)化合物J的分子式为___________。
(3)条件1与条件2相同,写出该反应条件:___________。
(4)写出下列物质转化的反应类型,:___________、:___________。
(5)写出的化学方程式:___________。
(6)符合下列条件的D的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应;②能发生水解反应;③分子中没有环状结构。
(7)化合物的合成过程中,经历了加成和消去两步反应,其中消去反应的化学方程式为___________(不用写反应条件)。
【答案】(1)3 (2)
(3)氢氧化钠醇溶液,加热
(4) ①. 加成反应 ②. 取代反应
(5) (6)21
(7)
【解析】
【分析】完整的合成路线如下图:
【小问1详解】
手性碳原子是连有4种不同基团的饱和碳原子,如图,标记*的是手性碳原子,共3个;
【小问2详解】
根据J的结构可知化合物J的分子式为;
【小问3详解】
两个反应都是卤代烃的消去反应,所以条件是氢氧化钠醇溶液,加热;
【小问4详解】
根据分析,A→B发生加成反应,D→E发生取代反应;
【小问5详解】
F和H反应化学方程式为;
【小问6详解】
D的分子式为,不饱和度为2,能发生银镜反应说明有醛基,能发生水解反应说明有酯基,但分子中只有2个氧原子,所以是甲酸酯,分子中没有环状结构,则含有一个碳碳双键。其基本结构为,只需考虑中含一个碳碳双键的结构,先写碳链结构,再放双键,分别为(4种)、(4种)、(4种)、(3种)、(2种)、(1种)、(3种),共21种;
【小问7详解】
J先通过六元环上的双键断开进行自身的加成反应生成,再发生消去反应脱去小分子生成,化学方程式为。
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