内容正文:
高二化学
时量:75分钟;总分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Mn-55
一、选择题:本题包括14小题,共42分,每小题只有一个选项符合题意。
1. 化学与科学、技术、社会、环境(STSE)密切联系。下列说法错误的是
A. 将地沟油收集后蒸馏,可获取汽油、柴油等燃料用油
B. 生产N95口罩的主要原料聚丙烯是一种高分子化合物
C. 绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
D. 不能用聚氯乙烯生产食品保鲜膜、塑料水杯等生活用品
2. 萤火虫会在夏日的夜空发出点点光亮,这是一种最高效的发光机制。萤火虫发光的原理是荧光素在荧光酶和ATP催化下发生氧化还原反应时伴随着化学能转变为光能:荧光素属于
A. 无机化合物 B. 烃 C. 芳香族化合物 D. 高分子化合物
3. 下列有关化学用语的表示不正确的是
A. B. 乙醇的分子式:
C. 乙炔的结构简式: D. 苯分子的空间填充模型图:
4. 下列各组中的反应,属于同一反应类型的是
A. 由1-溴丙烷水解制1-丙醇;由丙烯与水反应制1-丙醇
B. 由甲苯硝化制对硝基甲苯;由甲苯氧化制苯甲酸
C. 由氯代环己烷消去制环己烯;由丙烯加溴制二溴丙烷
D. 由乙酸和乙醇制乙酸乙酯;由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇
5. 乙烯的相关转化关系如图。下列说法正确的是
A. 聚乙烯是纯净物 B. 乙醚与甲互为同分异构体
C. 氯乙烷与NaOH的水溶液共热,生成的主要产物为乙烯 D. 转化关系中属于取代反应的只有⑤
6. 下列有机化合物中均含有酸性杂质,除去这些杂质的方法中正确的是
A. 苯中含苯酚杂质:加入溴水,过滤
B. 乙醇中含乙酸杂质:加入溶液洗涤,分液
C. 溴乙烷中含溴单质杂质:加入溶液洗涤,分液
D. 乙酸丁酯中含乙酸杂质:加入溶液洗涤,分液
7. 在有机化合物分子中,若某个碳原子上连接着四个不同的原子或原子团时,这种碳原子就称为“手性碳原子”,凡分子中有一个手性碳原子的物质一定具有光学活性。例如:物质有光学活性。该有机化合物分别发生下列反应,生成的有机化合物仍有光学活性的是
A. 与乙酸发生酯化反应 B. 与NaOH水溶液反应
C. 与溴水发生反应 D. 催化剂作用下与H2反应
8. 碳九芳烃是一种混合物,异丙苯就是其中的一种。工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮,其反应和工艺流程示意图如下。下列有关说法正确的是
A. a的同分异构体有7种 B. a能发生取代反应、加成反应和氧化反应
C. b的分子式为 D. b、c互为同系物
9. 1-MCP广泛应用于果蔬的保鲜,其结构简式如图,下列有关1-MCP的叙述错误的是
A. 碳原子有与两种杂化方式 B. 与1,3-丁二烯互为同分异构体
C. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D. 与氯化氢加成后生成的卤代烃只有一种结构
10. 已知苯环上由于取代基的影响,使硝基邻位上的卤原子的反应活性增强.现有某有机物的结构简式如下。已知:。1 mol该有机物与足量的氢氧化钠溶液混合并共热,充分反应后最多可消耗氢氧化钠的物质的量为(不考虑醇羟基和硝基与氢氧化钠的反应,下同),溶液蒸干得到的固体产物再与足量的干燥碱石灰共热,又消耗氢氧化钠的物质的量为,则的值是
A. 8 B. 10 C. 12 D. 15
11. 如图装置可用于溴乙烷与氢氧化钠醇溶液反应的生成物乙烯的检验,下列说法不正确的是
A. 该反应为消去反应 B. 反应过程中可观察到酸性KMnO4溶液褪色
C. 可用溴水代替酸性KMnO4溶液 D. 乙烯难溶于水,故装置②可以省去
12. 下列事实对应的解释错误的是
选项
事实
解释
A
沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
对羟基苯甲醛可形成分子间氢键
B
水的热稳定性强于硫化氢
水分子间存在氢键
C
冠醚18-冠-6可识别,能增大在有机溶剂中的溶解度
冠醚18-冠-6空腔直径(260-320 pm)与直径(276 pm)接近
D
煤气能使人中毒
CO通过配位键与血红蛋白中的结合能力强于氧气
A. A B. B C. C D. D
13. Wolff-Kishner—黄鸣龙反应是一种将醛类或酮类与肼作用的反应,具体反应历程如图所示。
已知:R、R'均代表烃基。下列说法错误的是
A. 过程①发生加成反应,过程②发生消去反应
B. 过程③中,仅有极性键的断裂和非极性键的形成
C. 过程④的反应可表示为:+OH-→+ N2↑+H2O
D. 应用该机理,可以在碱性条件下转变为
14. 图示超分子在催化领域具有重要作用,已知:分子中所有碳原子共平面。以下说法正确的是
A. 该超分子中存在的化学键类型有极性键、非极性键、氢键 B. 该超分子酸性弱于
C. 该超分子中C原子的杂化方式有两种 D. 该超分子中,中的O原子参与形成配位键
二、非选择题:4题,共58分。
15. 可用作电器元件材料,也可作为瓷釉、颜料的制作原料。工业上用酸性含锰废水(主要含)制备,流程如下。
已知:几种金属离子沉淀的pH如表。
金属离子
开始沉淀的pH
7.5
3.2
5.2
8.8
完全沉淀的pH
9.7
3.7
6.4
10.4
回答下列问题:
(1)写出基态Mn原子核外价层电子排布式_______。
(2)“过程①”中加入过量的作用是_______,“滤渣Q”的成分为_______。
(3)“过程③”中调节pH的范围是_______。
(4)“过程④”中会有气体生成,则生成反应的离子方程式为_______。
(5)“过程④”中得到的副产品的化学式为_______。
(6)在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物,其固体残留率随温度的变化如图所示。则图中B点对应固体的成分为_______(填化学式)。(已知:固体残留率=)
16. 某同学设计实验制备2-羟基-4-苯基丁酸乙酯,反应原理、装置和数据如下。
物质
相对分子质量
密度
沸点
水溶性
2-羟基-4-苯基丁酸
180
1.2
357
微溶
乙醇
46
0.8
78.4
易溶
2-羟基-4-苯基丁酸乙酯
208
1.7
212
难溶
实验步骤:①如图甲,在干燥的圆底烧瓶中加入20 mL 2-羟基-4-苯基丁酸、20 mL无水乙醇和适量浓硫酸,再加入几粒沸石。②加热至左右保持恒温半小时。③分离、提纯三颈烧瓶中的粗产品,得到有机粗产品。④精制产品。
请回答下列问题:
(1)油水分离器的作用是_______。实验过程中发现没有加沸石,请写出补加沸石的操作:_______。
(2)本实验宜采用_______加热方式(填“水浴”、“油浴”或“酒精灯”)。
(3)取三颈烧瓶中的混合物分别用水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤。第二次水洗的目的是_______。
(4)在精制产品时,先加入无水,充分作用后过滤,再利用图乙装置进行蒸馏纯化。其中,加入无水的作用为_______;图乙装置中的错误有_______(任写一点)。
(5)若按纠正后的操作进行蒸馏纯化,并收集的馏分,得2-羟基-4-苯基丁酸乙酯约10.4 g,则该实验的产率为_______%(保留三位有效数字)。
17. 工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯(一种常用的化妆品防霉剂),其生产过程如图(反应条件没有全部注明):
回答下列有关问题:
(1)写出有机物A的结构简式_______。
(2)写出反应⑤的化学方程式_______。
(3)反应②的反应类型为_______反应,反应④用到的试剂为_______。
(4)写出反应③的化学方程式_______。
(5)在合成路线中,设计第③和第⑥这两步反应的目的是_______。
(6)对甲基苯酚()有多种同分异构体,其中含有苯环的结构还有_______种(不考虑立体异构)。
18. 芳香酯I的合成路线如下:
已知以下信息:①A~I均为芳香族化合物,B能发生银镜反应;D的相对分子质量比C大4;E的核磁共振氢谱有3组峰。②;③。请回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为_____;D所含官能团的名称为______;G的名称为______。
(2)E→F与F→G的顺序能否颠倒?_______(填“能”或“否”),其理由是_______。
(3)I的结构简式为_______。
(4)B与银氨溶液反应的化学方程式为_______。
(5)B与新制反应后的有机产物经酸化可得物质M。M有多种同分异构体,其中属于酯且分子中含有甲基和苯基的同分异构体有_______种。
(6)以流程图为示例,根据已有知识并结合相关信息,写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。
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高二化学
时量:75分钟;总分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Mn-55
一、选择题:本题包括14小题,共42分,每小题只有一个选项符合题意。
1. 化学与科学、技术、社会、环境(STSE)密切联系。下列说法错误的是
A. 将地沟油收集后蒸馏,可获取汽油、柴油等燃料用油
B. 生产N95口罩的主要原料聚丙烯是一种高分子化合物
C. 绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染
D. 不能用聚氯乙烯生产食品保鲜膜、塑料水杯等生活用品
【答案】A
【解析】
【详解】A.地沟油的主要成分为高级脂肪酸甘油酯(酯类),汽油、柴油的主要成分为烃类,蒸馏属于物理变化,无法将酯类转化为烃类,不能通过蒸馏地沟油获得汽油、柴油,A符合题意;
B.聚丙烯是丙烯通过加聚反应生成的有机高分子化合物,B不符合题意;
C.绿色化学的核心要求是从源头上消除或减少生产活动对环境的污染,避免先污染后治理,C不符合题意;
D.聚氯乙烯受热会释放有毒物质,加工助剂也多具有毒性,不能用于生产食品保鲜膜、塑料水杯等接触食品的生活用品,D不符合题意;
故答案为A。
2. 萤火虫会在夏日的夜空发出点点光亮,这是一种最高效的发光机制。萤火虫发光的原理是荧光素在荧光酶和ATP催化下发生氧化还原反应时伴随着化学能转变为光能:荧光素属于
A. 无机化合物 B. 烃 C. 芳香族化合物 D. 高分子化合物
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据荧光素的结构简式可以知道,荧光素属于有机物,故A错误;B.荧光素中含有的元素除了C、H外,还含有O、S、N元素,所以荧光素不属于烃,故B错误;C.荧光素中含有苯环,属于芳香族化合物,所以C选项是正确的;D.高分子化合物的相对分子量达到10000以上,而荧光素的相对分子量较小,不属于高分子化合物,故D错误;故答案:C。
【点睛】根据图示可以知道,荧光素中含有羧基、苯环、酚羟基、碳氮双键,含有的元素为C、H、O、S、N,所以荧光素属于有机物,属于芳香族化合物,其相对分子量较小,不属于高分子化合物。
3. 下列有关化学用语的表示不正确的是
A. B. 乙醇的分子式:
C. 乙炔的结构简式: D. 苯分子的空间填充模型图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.该烯烃选取含碳碳双键的最长碳链为主链(共4个碳原子),从靠近双键的一端编号,2号碳连有乙基,名称为2-乙基-1-丁烯,A正确;
B.乙醇分子由2个C、6个H、1个O构成,分子式为,B正确;
C.乙炔含有碳碳三键,结构简式不能省略三键,正确结构简式为,C错误;
D.图中空间填充模型符合苯为平面正六边形结构特征,D正确;
故答案选C。
4. 下列各组中的反应,属于同一反应类型的是
A. 由1-溴丙烷水解制1-丙醇;由丙烯与水反应制1-丙醇
B. 由甲苯硝化制对硝基甲苯;由甲苯氧化制苯甲酸
C. 由氯代环己烷消去制环己烯;由丙烯加溴制二溴丙烷
D. 由乙酸和乙醇制乙酸乙酯;由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇
【答案】D
【解析】
【分析】有机物分子中双键或三键两端的碳原子与其它原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应是加成反应,有机物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应叫取代反应,有机化合物在一定条件下,从1个分子中脱去1个或几个小分子,而生成不饱和键化合物的反应,叫做消去反应。有机物分子中失去氢原子或加入氧原子的反应叫做氧化反应,有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫做还原反应,据此分析解答。
【详解】A.1-溴丙烷水解制1-丙醇,-Br被-OH取代,为取代反应;丙烯与水反应制1-丙醇,双键转化为单键,引入-OH,为加成反应,类型不同,故A不选;
B.甲苯硝化制对硝基甲苯,苯环上的H被硝基取代,为取代反应;甲苯氧化制苯甲酸,甲基转化为-COOH,为氧化反应,类型不同,故B不选;
C. 由氯代环己烷消去制环己烯,-Cl转化为双键,为消去反应;由丙烯与溴反应制1,2二溴丙烷,双键转化为单键,引入-Br,为加成反应,类型不同,故C不选;
D.乙酸和乙醇制乙酸乙酯,发生酯化反应;由苯甲酸乙酯水解制苯甲酸和乙醇,发生水解反应,则酯化反应、水解反应均属于取代反应,类型相同,故D选。
答案选D。
5. 乙烯的相关转化关系如图。下列说法正确的是
A. 聚乙烯是纯净物 B. 乙醚与甲互为同分异构体
C. 氯乙烷与NaOH的水溶液共热,生成的主要产物为乙烯 D. 转化关系中属于取代反应的只有⑤
【答案】D
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,乙烯与水发生加成反应生成乙醇,则甲为乙醇;铜作催化剂条件下甲与氧气共热发生催化氧化反应生成乙醛,则乙为乙醛;催化剂作用下乙与氧气共热发生催化氧化反应生成乙酸,则丙为乙酸;浓硫酸作用下甲和丙共热发生酯化反应生成乙酸乙酯,则D为乙酸乙酯;乙烯能与氯化氢发生加成反应生成氯乙烷,则X为氯化氢;一定条件下乙烯发生加聚反应生成聚乙烯。
【详解】A.聚乙烯分子的聚合度n值为不确定值,所以聚乙烯是混合物,A错误;
B.含有4个碳原子的乙醚和含有2个碳原子的乙醇的分子式不相同,不可能互为同分异构体,B错误;
C.氯乙烷在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成乙醇、氯化钠,而不是消去反应,C错误;
D.由分析可知,转化关系中属于取代反应的只有⑤,D正确;
故选D。
6. 下列有机化合物中均含有酸性杂质,除去这些杂质的方法中正确的是
A. 苯中含苯酚杂质:加入溴水,过滤
B. 乙醇中含乙酸杂质:加入溶液洗涤,分液
C. 溴乙烷中含溴单质杂质:加入溶液洗涤,分液
D. 乙酸丁酯中含乙酸杂质:加入溶液洗涤,分液
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯酚与溴水反应生成三溴苯酚可溶于苯,同时溴单质也会溶于苯,无法通过过滤分离,还会引入新杂质,A错误;
B.可与乙酸反应生成易溶于水的乙酸钠,但乙醇与水互溶,溶液不分层,无法用分液方法分离,B错误;
C.具有还原性,可与溴单质发生氧化还原反应生成易溶于水的无机物,溴乙烷难溶于水,反应后溶液分层,可通过分液提纯溴乙烷,C正确;
D.为强碱,不仅会与乙酸反应,还会使乙酸丁酯发生水解反应,消耗待提纯的乙酸丁酯,D错误;
故选C。
7. 在有机化合物分子中,若某个碳原子上连接着四个不同的原子或原子团时,这种碳原子就称为“手性碳原子”,凡分子中有一个手性碳原子的物质一定具有光学活性。例如:物质有光学活性。该有机化合物分别发生下列反应,生成的有机化合物仍有光学活性的是
A. 与乙酸发生酯化反应 B. 与NaOH水溶液反应
C. 与溴水发生反应 D. 催化剂作用下与H2反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.与乙酸发生酯化反应后,原来的手性碳原子连接两个相同的原子团,所以生成物没有手性碳原子,不具有光学活性,A错误;
B.与NaOH溶液共热发生水解后,原来的手性碳原子上连接两个相同的原子团,所以生成物没有手性碳原子,不具有光学活性,B错误;
C.与溴水反应时,醛基被氧化为,中心碳原子连接的4个基团变为、、、,仍然各不相同,仍为手性碳原子,保留光学活性,C正确;
D.催化剂作用下与反应后,原来的手性碳原子上连接两个相同的原子团,所以生成物没有手性碳原子,不具有光学活性,D错误;
故选C。
8. 碳九芳烃是一种混合物,异丙苯就是其中的一种。工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮,其反应和工艺流程示意图如下。下列有关说法正确的是
A. a的同分异构体有7种 B. a能发生取代反应、加成反应和氧化反应
C. b的分子式为 D. b、c互为同系物
【答案】B
【解析】
【详解】A. a为异丙苯,其同分异构体中属于芳香烃的有7种(苯环侧链有3个甲基的3种,侧链有一个甲基和一个乙基的3种,还有三个碳原子形成的正丙基1种),还可以有其它的同分异构体,故A错误;
B. 异丙苯分子中含有苯环和烷基侧链,能发生取代反应、加成反应和氧化反应,故B正确;
C. 由结构简式可知,b的分子式为C9H12O2,故C错误;
D. c为苯酚,而b不属于酚,且b、c分子组成也不是相差几个CH2原子团,不是同系物,故D错误。
故答案选B。
9. 1-MCP广泛应用于果蔬的保鲜,其结构简式如图,下列有关1-MCP的叙述错误的是
A. 碳原子有与两种杂化方式 B. 与1,3-丁二烯互为同分异构体
C. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 D. 与氯化氢加成后生成的卤代烃只有一种结构
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳碳双键上的碳原子价层电子对数为3,是杂化;其余饱和碳原子价层电子对数为4,是杂化,存在两种杂化方式,A正确;
B.1,3-丁二烯的分子式也为,二者分子式相同、结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.分子中含有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾氧化,因此可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.该分子的碳碳双键结构不对称,与HCl加成时,H和Cl连接双键的位置不同,会生成两种不同结构的卤代烃,D错误;
故选D。
10. 已知苯环上由于取代基的影响,使硝基邻位上的卤原子的反应活性增强.现有某有机物的结构简式如下。已知:。1 mol该有机物与足量的氢氧化钠溶液混合并共热,充分反应后最多可消耗氢氧化钠的物质的量为(不考虑醇羟基和硝基与氢氧化钠的反应,下同),溶液蒸干得到的固体产物再与足量的干燥碱石灰共热,又消耗氢氧化钠的物质的量为,则的值是
A. 8 B. 10 C. 12 D. 15
【答案】B
【解析】
【详解】我们分两步计算消耗的氢氧化钠:第一步:计算(1mol有机物与氢氧化钠溶液共热消耗的氢氧化钠)
逐个分析可反应基团:羧基:1mol羧基中和消耗。酚酯基:水解生成羧酸和酚,共消耗。苯环上的:在硝基邻位,活性增强可水解,水解生成酚羟基消耗,生成的酚羟基具有酸性,继续与反应,共消耗。苯环上的:和苯环上的同理,共消耗;侧链水解生成醇和,消耗;加和得:。
第二步:计算(羧酸钠与碱石灰共热消耗的氢氧化钠)第一步反应后,所有羧基都转化为羧酸钠,共得到羧酸钠(原有机物1个羧基+酯水解生成1个羧基)。 根据题目给出的脱羧反应: ,1 mol羧酸钠消耗1 mol NaOH,因此。总和:。故选B。
11. 如图装置可用于溴乙烷与氢氧化钠醇溶液反应的生成物乙烯的检验,下列说法不正确的是
A. 该反应为消去反应 B. 反应过程中可观察到酸性KMnO4溶液褪色
C. 可用溴水代替酸性KMnO4溶液 D. 乙烯难溶于水,故装置②可以省去
【答案】D
【解析】
【分析】溴乙烷与氢氧化钠醇溶液反应生成乙烯,反应类型为消去反应,制备的乙烯中混有乙醇蒸气,为了防止乙醇干扰乙烯的检验,需要用水吸收乙醇后再检验乙烯。
【详解】A.溴乙烷与氢氧化钠醇溶液反应生成乙烯,反应类型为消去反应,A正确;
B.生成的乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C.乙烯也能使溴水褪色,可用溴水代替酸性KMnO4溶液,C正确;
D.乙醇易挥发,制备的乙烯中混有乙醇,乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,装置②的目的是除去乙醇,不能省略,D错误;
故选D。
12. 下列事实对应的解释错误的是
选项
事实
解释
A
沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
对羟基苯甲醛可形成分子间氢键
B
水的热稳定性强于硫化氢
水分子间存在氢键
C
冠醚18-冠-6可识别,能增大在有机溶剂中的溶解度
冠醚18-冠-6空腔直径(260-320 pm)与直径(276 pm)接近
D
煤气能使人中毒
CO通过配位键与血红蛋白中的结合能力强于氧气
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.对羟基苯甲醛形成分子间氢键会使沸点升高,邻羟基苯甲醛形成分子内氢键沸点更低,解释合理,A正确;
B.氢键是分子间作用力,仅影响熔沸点等物理性质,和热稳定性无关,B错误;
C.冠醚18-冠-6的空腔直径与直径接近,通过尺寸匹配效应识别,结合后可将带入有机溶剂,增大在有机溶剂中的溶解度,解释合理,C正确;
D.CO通过配位键与血红蛋白中的结合能力远强于氧气,会使血红蛋白丧失携氧能力导致煤气中毒,解释合理,D正确;
故选B。
13. Wolff-Kishner—黄鸣龙反应是一种将醛类或酮类与肼作用的反应,具体反应历程如图所示。
已知:R、R'均代表烃基。下列说法错误的是
A. 过程①发生加成反应,过程②发生消去反应
B. 过程③中,仅有极性键的断裂和非极性键的形成
C. 过程④的反应可表示为:+OH-→+ N2↑+H2O
D. 应用该机理,可以在碱性条件下转变为
【答案】B
【解析】
【分析】Wolff-Kishner—黄鸣龙反应是羰基和肼发生反应,然后脱去氮上的氢,双键移位,最后氮气离去,碳负离子夺取水中的氢,据此回答。
【详解】A.过程①羰基碳氧双键断裂,即发生加成反应;过程②羟基和氢原子生成水,并形成新的碳氮双键,即为消去反应,A正确;
B.过程③中还形成了水中的氢氧键,即还形成极性键,B错误;
C.由反应历程图知过程④有氮气生成,即反应可表示为:+OH-→+ N2↑+H2O,C正确;
D.该机理中羰基可最终还原为亚甲基,即可以在碱性条件下转变为,D正确;
故选B。
14. 图示超分子在催化领域具有重要作用,已知:分子中所有碳原子共平面。以下说法正确的是
A. 该超分子中存在的化学键类型有极性键、非极性键、氢键 B. 该超分子酸性弱于
C. 该超分子中C原子的杂化方式有两种 D. 该超分子中,中的O原子参与形成配位键
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢键不属于化学键,A错误;
B.该超分子的羧基之间以氢键相互连接,会束缚羧基中的氢原子使其更难发生电离,导致酸性减弱,故该超分子酸性弱于,B正确;
C.该超分子中所有碳原子共平面,C原子均为sp2杂化,故杂化方式只有一种,C错误;
D.该超分子中,中O原子没有参与形成配位键,是铁原子的空轨道与五元环的大π键形成了配位键,D错误;
故选 B。
二、非选择题:4题,共58分。
15. 可用作电器元件材料,也可作为瓷釉、颜料的制作原料。工业上用酸性含锰废水(主要含)制备,流程如下。
已知:几种金属离子沉淀的pH如表。
金属离子
开始沉淀的pH
7.5
3.2
5.2
8.8
完全沉淀的pH
9.7
3.7
6.4
10.4
回答下列问题:
(1)写出基态Mn原子核外价层电子排布式_______。
(2)“过程①”中加入过量的作用是_______,“滤渣Q”的成分为_______。
(3)“过程③”中调节pH的范围是_______。
(4)“过程④”中会有气体生成,则生成反应的离子方程式为_______。
(5)“过程④”中得到的副产品的化学式为_______。
(6)在空气中加热易转化为不同价态的锰的氧化物,其固体残留率随温度的变化如图所示。则图中B点对应固体的成分为_______(填化学式)。(已知:固体残留率=)
【答案】(1)3d54s2
(2) ①. 在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续水解生成沉淀除铁 ②. Cu(OH)2
(3)6.4~8.8 (4)
(5)
(6)
【解析】
【分析】过程①中加入过量,在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+:,Cu2+不被氧化;过程②加入氨水调至pH=3.7,Fe3+完全沉淀;过程③加入氨水调pH,是为了使Cu2+完全沉淀,而Mn2+不沉淀,滤渣Q为Cu(OH)2;过程④滴加碳酸氢铵饱和溶液得到产物碳酸锰,溶液中还剩余大量与Cl-;
【小问1详解】
基态锰(Mn)原子的原子序数为25,其核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s2,价层电子排布式(即最外层及次外层参与成键的电子)为:3d54s2;
【小问2详解】
由分析可知:加入过量的作用是:在酸性条件下将Fe2+氧化为Fe3+,便于后续水解生成沉淀除铁;“滤渣Q”的成分为Cu(OH)2;
【小问3详解】
过程③加入氨水调pH,是为了使Cu2+完全沉淀,而Mn2+不沉淀,Cu2+完全沉淀的pH为6.4,Mn2+开始沉淀的pH为8.8,因此pH的范围为6.4~8.8;
【小问4详解】
过程④的反应为Mn2+与反应生成、和:;
【小问5详解】
过程④反应后溶液中还剩余大量与Cl-,因此得到的副产品的化学式为;
【小问6详解】
设起始MnCO3的物质的量为1 mol,,Mn元素物质的量始终为1 mol,设B点氧化物为,B点质量,1 mol锰质量为54.94 g,所以,,B点氧化物为,,因此图中B点对应固体的成分为。
16. 某同学设计实验制备2-羟基-4-苯基丁酸乙酯,反应原理、装置和数据如下。
物质
相对分子质量
密度
沸点
水溶性
2-羟基-4-苯基丁酸
180
1.2
357
微溶
乙醇
46
0.8
78.4
易溶
2-羟基-4-苯基丁酸乙酯
208
1.7
212
难溶
实验步骤:①如图甲,在干燥的圆底烧瓶中加入20 mL 2-羟基-4-苯基丁酸、20 mL无水乙醇和适量浓硫酸,再加入几粒沸石。②加热至左右保持恒温半小时。③分离、提纯三颈烧瓶中的粗产品,得到有机粗产品。④精制产品。
请回答下列问题:
(1)油水分离器的作用是_______。实验过程中发现没有加沸石,请写出补加沸石的操作:_______。
(2)本实验宜采用_______加热方式(填“水浴”、“油浴”或“酒精灯”)。
(3)取三颈烧瓶中的混合物分别用水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤。第二次水洗的目的是_______。
(4)在精制产品时,先加入无水,充分作用后过滤,再利用图乙装置进行蒸馏纯化。其中,加入无水的作用为_______;图乙装置中的错误有_______(任写一点)。
(5)若按纠正后的操作进行蒸馏纯化,并收集的馏分,得2-羟基-4-苯基丁酸乙酯约10.4 g,则该实验的产率为_______%(保留三位有效数字)。
【答案】(1) ①. 及时分离生成的水,使酯化反应平衡正向移动,提高产率 ②. 停止加热,待装置冷却至室温后,再加入沸石
(2)水浴 (3)洗去上一步残留的碳酸氢钠
(4) ①. 去除粗产物中的残余水分 ②. 温度计水银球位置、冷凝水的流向(任写一点)
(5)37.5
【解析】
【小问1详解】
①油水分离器作用:及时分离生成的水,使酯化反应平衡正向移动,提高产率。
②实验过程中发现忘记加沸石,如未冷却直接加入可能引起反应液爆沸,应该停止加热,待冷却至室温后,再往装置内加入沸石。
【小问2详解】
反应温度为70℃,低于水的沸点,可采用水浴加热方式,受热均匀,且便于控制温度。
【小问3详解】
使用碳酸氢钠洗涤后可能含有残留的碳酸氢钠,第二次水洗的目的是洗去上一步残留的碳酸氢钠。
【小问4详解】
①无水具有吸水性,可去除粗产物中的残余水分。
②蒸馏操作中,温度计需测量蒸气温度,水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处,不能插入液面下;冷凝水应下进上出,图中方向颠倒。
【小问5详解】
反应物20 mL 2-羟基-4-苯基丁酸的物质的量为,20 mL乙醇的物质的量为,其中乙醇过量,则该实验的产率为。
17. 工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯(一种常用的化妆品防霉剂),其生产过程如图(反应条件没有全部注明):
回答下列有关问题:
(1)写出有机物A的结构简式_______。
(2)写出反应⑤的化学方程式_______。
(3)反应②的反应类型为_______反应,反应④用到的试剂为_______。
(4)写出反应③的化学方程式_______。
(5)在合成路线中,设计第③和第⑥这两步反应的目的是_______。
(6)对甲基苯酚()有多种同分异构体,其中含有苯环的结构还有_______种(不考虑立体异构)。
【答案】(1) (2)
(3) ①. 取代 ②. 酸性高锰酸钾溶液
(4) (5)反应③的目的是保护酚羟基,避免其被酸性高锰酸钾溶液氧化,反应⑥的目的是脱保护,恢复酚羟基 (6)4
【解析】
【分析】结合后续产物结构可知甲苯与在催化剂作用下发生取代反应得到(A),A在一定条件下氯原子被取代得到,再与发生取代反应得到,再被氧化得到,再与乙醇发生酯化反应得到(B),最后加入HI得到,据此作答。
【小问1详解】
由分析可知,A的结构简式为;
【小问2详解】
由分析可知,反应⑤为酯化反应,方程式为;
【小问3详解】
由分析可知,反应②为取代反应;反应④中苯环上甲基被氧化为羧基,可使用酸性高锰酸钾溶液实现;
【小问4详解】
由分析可知,反应③为取代反应,方程式为;
【小问5详解】
反应中涉及利用酸性高锰酸钾溶液氧化甲基,酚羟基极易被氧化,故反应③的目的是保护酚羟基,避免其被酸性高锰酸钾溶液氧化,反应⑥的目的是脱保护,恢复酚羟基;
【小问6详解】
对甲基苯酚的含苯环的同分异构体有、、、共4种。
18. 芳香酯I的合成路线如下:
已知以下信息:①A~I均为芳香族化合物,B能发生银镜反应;D的相对分子质量比C大4;E的核磁共振氢谱有3组峰。②;③。请回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为_____;D所含官能团的名称为______;G的名称为______。
(2)E→F与F→G的顺序能否颠倒?_______(填“能”或“否”),其理由是_______。
(3)I的结构简式为_______。
(4)B与银氨溶液反应的化学方程式为_______。
(5)B与新制反应后的有机产物经酸化可得物质M。M有多种同分异构体,其中属于酯且分子中含有甲基和苯基的同分异构体有_______种。
(6)以流程图为示例,根据已有知识并结合相关信息,写出以为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。
【答案】(1) ①. 氧化反应 ②. 羟基 ③. 对羟基苯甲酸(或4-羟基苯甲酸)
(2) ①. 否 ②. 若颠倒顺序,先水解得到对甲基苯酚,酚羟基易被酸性高锰酸钾氧化,无法得到目标产物对羟基苯甲酸
(3) (4) (5)5
(6)
【解析】
【分析】A~I均为芳香族化合物,A的分子式为C8H10O,4个不饱和度,所以A的侧链含碳原子总数为2,且为链状烷烃基,A能够催化氧化生成B,B能够发生银镜反应,且能够发生信息②中反应,则B中含醛基,且B的醛基不能直接和苯环相连,即B上只有一个取代基,所以B分子中侧链为-CH2CHO,故B的结构简式为,A为,C为 ,D比C的相对分子质量大4,则说明C中碳碳双键、醛基均与氢气发生加成反应生成D,故D为;E的核磁共振氢谱有3组峰,则E分子中不能是一个侧链,应是2个侧链、且处于对位,即甲基和氯原子处于对位,故E为;E被酸性高锰酸钾溶液氧化成F,则F为;F在浓NaOH溶液中加热发生水解反应生成酚羟基,酚羟基、羧基与氢氧化钠发生中和反应,然后在酸性条件下转化成G,则G为,G和D发生酯化反应生成I,则I为。
【小问1详解】
A中醇羟基催化氧化生成醛基,反应类型为氧化反应;D为,其分子中含有的官能团为羟基;G为,命名为对羟基苯甲酸。
【小问2详解】
E到G的反应中需要分别引入酚羟基和羧基,由于酚羟基容易被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以E→F与F→G的顺序不能颠倒;
【小问3详解】
E为对氯甲苯(核磁共振氢谱3组峰),氧化得F对氯苯甲酸,水解后得到G对羟基苯甲酸,最终D和G酯化得到芳香酯I,推导I的结构简式为
【小问4详解】
B是苯乙醛与银氨溶液反应的化学方程式为;
【小问5详解】
M为苯乙酸(,分子式),符合条件(酯类、含甲基、含苯基)的同分异构体:苯甲酸甲酯、乙酸苯酯、甲酸邻甲基苯酯、甲酸间甲基苯酯、甲酸对甲基苯酯,共5种
【小问6详解】
利用题干给出的羟醛缩合反应,先将乙醇氧化为乙醛,两分子乙醛缩合得到丁烯醛,再加氢还原得到1-丁醇,其流程为
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