内容正文:
高二化学
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生产、生活密切相关,下列物质的主要成分属于有机物的是
A.花岗石阶梯
B.纸质山水画
C.铸铁捣罐
D.干冰
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.花岗石的主要成分为硅酸盐等无机物,不属于有机物,A错误;
B.纸张的主要成分为纤维素,纤维素属于糖类,是含碳的有机化合物,B正确;
C.铸铁属于铁合金,主要成分为铁单质,属于无机金属材料,C错误;
D.干冰是固态,属于含碳的典型无机物,D错误;
故选B。
2. 下列有关有机化合物的化学用语表述正确的是
A. 2-丁烯的键线式:
B. 的电子式:
C. 2-甲基-1-丙醇的结构简式:
D. 合成锦纶-66的化学方程式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.该键线式的双键位于碳链端位,对应的有机物为1-丁烯,不是2-丁烯,正确键线式应为,A错误;
B.中C原子与3个H、1个N形成4对共用电子对,满足8电子稳定结构;N原子与1个C、2个H形成3对共用电子对,还剩余1对孤对电子,所有原子均满足稳定结构,电子式书写正确,B正确;
C.该结构的主链有4个碳原子,羟基连在2号碳上,名称为2-丁醇,不是2-甲基-1-丙醇,正确结构简式应为:,C错误;
D.该缩聚反应生成带端基的高聚物,脱去的水分子数应为,且缩聚反应一般用单向箭头表示,不使用可逆符号,正确方程式为:,D错误;
故选B。
3. 化学与科学、技术、社会、环境(STSE)联系密切。下列说法正确的是
A. 乙二醇可用于生产汽车防冻液,丙三醇可用于配制化妆品,二者互为同系物
B. 酚醛树脂由苯酚和甲醛通过加聚反应得到,可用作电工材料
C. 高纤维食物是富含膳食纤维的食物,在人体内都可通过水解反应提供能量
D. 紫外线杀菌技术可对手机和笔记本电脑进行消毒,这是利用紫外线使蛋白质变性的原理
【答案】D
【解析】
【详解】A.同系物要求结构相似、分子组成相差若干个原子团,乙二醇含2个羟基,丙三醇含3个羟基,二者结构不相似,不互为同系物,A错误;
B.酚醛树脂由苯酚和甲醛通过缩聚反应得到,反应过程有小分子水生成,不属于加聚反应,B错误;
C.人体内没有能水解纤维素的酶,膳食纤维在人体内不能发生水解反应提供能量,C错误;
D.紫外线可使蛋白质发生变性失去生理活性,因此可用于对手机、笔记本电脑等物品消毒,D正确;
故选D。
4. 下列反应的化学方程式书写错误的是
A. 工业制
B. 铝热法焊接铁轨原理:
C. 实验室制
D. 检验废水中的乙醛:
【答案】D
【解析】
【详解】A.工业制氯气采用电解饱和食盐水的方法(氯碱工业),该反应配平正确、反应条件标注无误,A正确;
B.铝热法焊接铁轨利用铝和氧化铁在高温下发生置换反应生成铁单质,方程式书写正确,B正确;
C.实验室用块状碳酸钙与稀盐酸反应制取二氧化碳,反应符合强酸制弱酸规律,方程式书写正确,C正确;
D.乙醛与新制碱性氢氧化铜悬浊液共热的还原产物是砖红色的,不是,正确的反应为: ,D错误;
故选D。
5. 利用如图所示装置(部分夹持装置已略去)不能达到相应实验目的或操作错误的是
观察电流表指针偏转方向
A.验证金属活动性顺序:Zn>Fe>Cu
B.振荡后放气
C.探究Na与水的反应
D.实验室制备乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.原电池中,电子从负极(更活泼的金属)流出;第一个装置中电子从Fe流向Cu,说明活泼性Fe>Cu;第二个装置中电子从Zn流向Fe,说明活泼性Zn>Fe,可验证金属活动性顺序:Zn>Fe>Cu,A正确;
B.分液漏斗萃取振荡后放气的正确操作为:将分液漏斗倒置,打开活塞放出气体,图中操作正确,符合操作规范,B正确;
C.图中用镊子夹取钠块投入含酚酞的水中,观察反应现象(浮、熔、游、响、红);钠块应先用滤纸吸干煤油,且投入时应切小块、缓慢加入,避免剧烈反应喷溅,而图中是直接用镊子夹大块钠投入试管,且试管口径小、深度大,易导致反应剧烈、液体喷出伤人,存在安全隐患,C错误;
D.实验室制备乙酸乙酯时,为防止倒吸,导气管末端不能伸入饱和Na2CO3溶液的液面以下,图中导管口在液面以上,操作正确,D正确;
故选C。
6. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 由和组成的混合气体中,所含的原子总数为
B. 的溶液中,所含的为
C. 标准状况下,分子中,所含的键数为
D. 与足量的反应,可生成个
【答案】A
【解析】
【详解】A.和的摩尔质量均为,混合气体的总物质的量为,且两种分子均含3个原子,因此总原子物质的量为,原子总数为,A正确;
B.未给出溶液具体的体积,无法计算的物质的量,B错误;
C.标准状况下,(二氯甲烷)为液态,不能用气体摩尔体积()计算其物质的量,C错误;
D.乙醇与乙酸的酯化反应是可逆反应,反应物不能完全转化,因此乙醇反应生成的乙酸乙酯分子数小于,D错误;
故选A。
7. 醌类化合物广泛存在于植物中,有抑菌、杀菌作用,由α-萘酚制备α-萘醌的流程如图所示。下列说法错误的是
A. α-萘酚与不互为同系物
B. 该反应中Na2Cr2O7体现了氧化性
C. α-萘醌中,1号碳原子和2号碳原子的杂化方式不同
D. 该反应中,既断裂了极性键又断裂了非极性键
【答案】C
【解析】
【详解】A.α-萘酚为酚类、为醇类,不互为同系物,A正确;
B.该反应中Na2Cr2O7氧化α-萘酚生成α-萘醌,体现了氧化性,B正确;
C.α-萘醌中1号碳原子和2号碳原子均为sp2杂化方式,C错误;
D.该反应中,断裂了酚羟基的O-H键和对位碳上的C-H键,均为极性键;同时,苯环的芳香体系被破坏,涉及到碳碳π键的断裂,碳碳键为非极性键,D正确;
故选C。
8. 己二酸是一种二元弱酸,通常为白色结晶体,微溶于冷水,易溶于热水和乙醇。己二酸、氯化钠在水中的溶解度如下表。
物质
时溶解度/g
时溶解度/g
时溶解度/g
己二酸
2.1
38
160
氯化钠
36.1
37.8
39.5
某种己二酸样品中混入了少量氯化钠(氯化钠可分散在乙醇中形成胶体)杂质,下列提纯己二酸的方法正确的是
A. 用水溶解后分液 B. 用乙醇溶解后过滤
C. 用水作溶剂进行重结晶 D. 用乙醇作溶剂进行重结晶
【答案】C
【解析】
【详解】A.己二酸和氯化钠均可溶于水,得到均一的水溶液,分液用于分离互不相溶的液体混合物,无法用分液分离,A错误;
B.己二酸易溶于乙醇,氯化钠在乙醇中形成胶体,胶体和溶液均可透过滤纸,无法通过过滤分离,B错误;
C.由表格数据可知,己二酸在水中的溶解度随温度升高大幅增大,而氯化钠在水中溶解度受温度影响很小,用水作溶剂进行重结晶,高温下将混合物溶解,降温时己二酸大量结晶析出,氯化钠留在母液中,可实现提纯,C正确;
D.己二酸易溶于乙醇,且氯化钠在乙醇中形成胶体,用乙醇作溶剂无法通过重结晶有效分离二者,D错误;
故选C。
9. 催化剂上甲醛催化氧化反应机理如图所示,下列说法错误的是
A. HCHO的空间结构为平面三角形
B. 该反应机理中仅存在极性键的断裂及形成
C. 与催化剂表面上存在较强的氢键
D. 该反应机理的总反应的化学方程式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.中C原子的价层电子对数为3,无孤电子对,采取杂化,空间结构为平面三角形,A正确;
B.反应机理中参与反应时断裂非极性键,因此体系中不仅存在极性键的断裂及形成,还存在非极性键的断裂,B错误;
C.中的O原子电负性大,可与催化剂表面中的H原子形成较强的氢键,C正确;
D.将机理中各步反应加和,消去中间产物,可得总反应为,D正确;
故选B。
10. 某化学兴趣小组为确定只含、、元素中两种或三种的有机物的分子结构,设计实验如下:
①按图示装置(夹持及加热装置已略去)进行实验,准确称取有机物,置于氧气流中充分燃烧,实验测得装置中质量增加,装置中质量增加。(设产物均被完全吸收)
②用质谱仪测定该有机物的相对分子质量,得到最大质荷比为108。
③对该有机物进行波谱分析,红外光谱显示苯环和羟基的特征吸收峰。
下列说法错误的是
A. 有机物的分子式为
B. 实验中装置和可互换位置
C. 若该有机物能与碳酸钠反应,则该有机物可能的结构有3种
D. 装置的作用为防止空气中的水蒸气和进入装置中
【答案】B
【解析】
【分析】有机物X完全燃烧后,装置 B中浓硫酸用于吸收水,质量增加1.44 g,说明生成水的物质的量为,因此X中氢原子的物质的量为0.08×2=0.16 mol;装置C中碱石灰用于吸收CO2,质量增加6.16 g,说明生成CO2的物质的量为,因此X中碳原子的物质的量为0.14 mol,由质谱图可知最大质荷比为108,即X的相对分子质量为 108,所以2.16 g X的物质的量为,红外显示有苯环和羟基,则含有O原子,X中氧原子的物质的量为,则1mol X中含有的C、H、O原子数分别为、、,即X的分子式为,据此回答。
【详解】A.由分析知,X的分子式为,A正确;
B.装置B的浓硫酸用于吸收燃烧生成的水蒸气,装置C的碱石灰同时吸收CO2和水蒸气,若互换位置,碱石灰会同时吸收水蒸气和CO2,导致无法分别测定两者的质量,也就无法计算有机物中C、H 元素的含量,B错误;
C.红外光谱显示含苯环和羟基,分子式为,不饱和度为4,对应含苯环的结构,能与碳酸钠反应,说明羟基具有酸性,只能是酚羟基,即甲基苯酚,甲基苯酚有 3 种同分异构体,分别为邻甲基苯酚、间甲基苯酚、对甲基苯酚,C正确;
D.装置C的碱石灰吸收燃烧生成的CO2,若没有D,空气中的水蒸气和CO2会进入C,导致测得的CO2质量偏大,影响实验结果,因此D的作用是防止空气中的水蒸气和进入装置中,D正确;
故选B。
11. 化合物W是一种抗骨质疏松药的重要中间体,制备流程如图所示。下列说法错误的
A. 核磁共振氢谱显示X有4种处于不同化学环境的氢原子
B. 在中燃烧时,最多能消耗
C. Z的化学名称为对二苯酚
D. 不能用溶液来鉴别W和Z
【答案】C
【解析】
【分析】X中-CN水解生成羧基得到Y,Y和Z发生取代反应生成W;
【详解】A.由结构,X有4种处于不同化学环境的氢原子,A正确;
B.有机物燃烧通式为CxHyOz+(x+y-z)O2xCO2+y H2O;Y化学式为C8H8O2,则在中燃烧时,最多能消耗,B正确;
C.Z的化学名称为间苯二酚,C错误;
D.W、Z均含酚羟基,都能和氯化铁发生显色反应,则不能用溶液来鉴别W和Z,D正确;
故选C。
12. 聚酰亚胺(N)具有很好的耐辐射性,同时具有优良的力学性能,其合成反应如下:
下列说法错误的是
A. P中所有原子可能共平面 B. 利用红外光谱仪可测定M分子中的氨基
C. 聚酰亚胺属于线型有机高分子 D. 聚酰亚胺既耐强酸又耐强碱
【答案】D
【解析】
【详解】A.物质P的结构中包含一个苯环和两个五元酸酐环。苯环本身是一个平面结构,与其直接相连的原子都在同一平面上。五元酸酐环中的碳原子和氧原子通过单键和双键连接,由于共轭效应和环状结构的限制,这些原子也趋向于共平面,P中所有原子可能共平面,A正确;
B.红外光谱(IR)主要用于分析分子中的官能团。不同的化学键或官能团在红外光谱中都有特定的吸收频率。物质M含有氨基,氨基中的N-H键在红外光谱中有非常明显的特征吸收峰。因此,利用红外光谱仪完全可以检测出M分子中是否存在氨基,B正确;
C.聚酰亚胺是由重复单元通过共价键首尾相连形成的长链状分子,分子链之间没有形成交联网络结构,属于线型有机高分子,C正确;
D.聚酰亚胺(N)的分子链中含有酰亚胺基,在强酸或强碱存在的条件下,容易发生水解反应,聚酰亚胺并不耐强酸和强碱,D错误;
故选D。
13. 电解铜阳极泥富含、、等多种元素,从电解铜阳极泥中回收金并制取胆矾的流程如图所示。已知:为一元强酸。下列说法错误的是
A. “浸取1”和“浸取2”中的作用不同
B. “浸取1”和“浸取2”的反应温度不宜过高
C. “还原”时发生的离子反应为
D. 获得胆矾晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
【答案】A
【解析】
【分析】电解铜阳极泥(含、、)与硫酸、过氧化氢反应。在此步骤中,铜(Cu)被氧化,溶解在硫酸中生成硫酸铜()。金(Au)和银(Ag)不反应,留在固体残渣中。将“浸出液1”(硫酸铜溶液)经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,即可得到胆矾晶体()。将“浸渣1”(含Ag,Au)与盐酸(HCl)、过氧化氢()反应。在此步骤中,金(Au)被氧化,并与盐酸中的氯离子()形成可溶性的络合物。银(Ag)则与盐酸反应生成不溶于水的氯化银(AgCl)沉淀。向HAuCl4溶液中加入锌粉(Zn)。锌的活泼性强于金,能将金从其络合物中置换出来,得到单质金。
【详解】A.在“浸取1”中,作为氧化剂将Cu氧化为。在“浸取2”中,同样作为氧化剂将Au氧化为。因此,在这两个步骤中,的作用都是氧化剂,作用是相同的,A错误;
B.两个步骤都使用了过氧化氢(),它在较高温度下容易分解为水和氧气,导致氧化剂损耗,影响反应效率。因此,反应温度不宜过高,B正确;
C.“还原”时锌粉(Zn)将金从其络合物中置换出来,发生的离子反应为,C正确;
D.从硫酸铜溶液中获得胆矾晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,这是从溶液中获得结晶水合物的标准实验操作,D正确;
故选A。
14. Diels-Alder反应是构筑六元环碳骨架最重要的反应:。请你判断,物质发生分子内的Diels-Alder反应,其产物不可能是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】将所给结构共轭双键标号1’,单键标号1、2、3,如图,根据已知信息,则1’将与1、2、3分别形成环状结构。
【详解】A.当1’与2发生反应时,结构应该为,A正确;
B.无法通过分子内的Diels-Alder反应得到,B错误;
C.当1’与3发生反应时,结构应该为,C正确;
D.当1’与1发生反应时,结构应该为,D项正确;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 4,6-二甲氧基-2-甲磺酰嘧啶是合成内皮素受体拮抗剂的重要中间体。实验室利用如图所示装置进行4,6-二甲氧基-2-甲磺酰嘧啶(相对分子质量为218)的制备(磁力搅拌、加热及夹持装置已略去)。其反应原理如下:
实验步骤:
ⅰ.往三口烧瓶内加入4,6-二甲氧基-2-甲硫基嘧啶(0.02 mol)、、乙酸乙酯(10 mL),搅拌使固体溶解并升温至60℃,滴入过量溶液,1 h滴加完毕至反应结束。
ⅱ.用溶液除去未反应完的,分液,水层用萃取3次,合并有机相,用饱和食盐水洗涤2次,往有机相中加入无水,过滤,旋转蒸发除去溶剂,析出的晶体经乙醇处理后得白色结晶状固体,干燥,称重得到4,6-二甲氧基-2-甲磺酰嘧啶的质量为3.706 g。
回答下列问题:
(1)中W元素的化合价为___________价。
(2)实验开始时,仪器c中冷却水应___________(填“a进b出”或“b进a出”)。
(3)仪器d的名称为___________。
(4)实验步骤ⅰ进行的过程中,溶液的实际用量较理论用量多的原因可能为___________。
(5)实验步骤ⅱ进行时:
①与反应的离子方程式为___________。
②加入无水的作用为___________。
(6)该实验所得4,6-二甲氧基-2-甲磺酰嘧啶产品的产率为___________%。
【答案】(1)+6 (2)a进b出
(3)分液漏斗 (4)60℃下,受热容易分解(答案合理即可,2分)
(5) ①. 或 ②. 干燥有机相(或除去有机相中的水)
(6)85
【解析】
【分析】本实验以4,6-二甲氧基-2-甲硫基嘧啶、、乙酸乙酯为原料,经过一系列的制备、除杂、提纯的过程制备终产物4,6-二甲氧基-2-甲磺酰嘧啶,据此分析作答。
【小问1详解】
在化合物中,Na元素的化合价为+1价,元素的化合价为-2价,结晶水整体化合价代数和为0。根据化合物中各元素正负化合价代数和为0的原则,设W元素的化合价为x,则有,解得;
【小问2详解】
仪器c为球形冷凝管,为了达到最佳的冷却冷凝效果,冷却水应充满冷凝管,即冷却水应从下口进、上口出,故应为a进b出;
【小问3详解】
根据仪器d的结构特征(带有玻璃塞和控制液体流速的旋塞),可知其名称为分液漏斗;
【小问4详解】
实验步骤ⅰ中,反应需要升温至60°C,而过氧化氢()在受热条件下极易发生分解反应生成水和氧气,导致部分损耗,因此其实际用量会多于理论用量;
【小问5详解】
①具有还原性,具有强氧化性,两者发生氧化还原反应, 被氧化为,被还原为,根据电荷守恒和原子守恒,反应的离子方程式为:或;
②经过萃取和水洗后的有机相中会混有少量的水分,无水具有吸水性,加入它的作用是干燥有机相,除去其中残留的水分;
【小问6详解】
根据反应方程式可知,4,6-二甲氧基-2-甲硫基嘧啶与4,6-二甲氧基-2-甲磺酰嘧啶的物质的量之比为1:1,则理论上生成4,6-二甲氧基-2-甲磺酰嘧啶的物质的量为0.02mol,其理论质量,实验实际得到的质量为 3.706 g,故该产品的产率=。
16. 某工厂排出的废液中含有和两种溶质(不考虑其他溶质),为了将溶液中的转化为沉淀分离出来,某化学实验兴趣小组的同学设计了如下流程:
回答下列问题:
(1)在水溶液中的电离方程式为___________。
(2)用洁净的___________(填“铂丝”或“铜丝”)蘸取溶液,放在酒精灯上灼烧,可观察到___________火焰。该实验过程中不能用玻璃棒代替上述金属丝进行实验的原因为___________。
(3)在实验室,过滤时常用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________,其中玻璃棒的作用为___________。
(4)往该废液中加入溶液时,发生反应的离子方程式为___________。
(5)滤液中含有的主要金属阳离子为___________。
(6)洗涤固体的方法为___________。
【答案】(1)
(2) ①. 铂丝 ②. 黄色 ③. 玻璃中含有钠元素,灼烧时也会产生黄色火焰,干扰钠元素的检验
(3) ①. 漏斗 ②. 引流
(4)
(5)
(6)沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次
【解析】
【分析】根据流程图可知,向废液中加入过量的 Na2CO3 溶液,Mg2+ 与反应生成 MgCO3 沉淀,通过过滤操作将固液分离,滤液中主要含有原有的 Na2SO4 和过量加入的 Na2CO3,得到的 MgCO3 沉淀表面附着有可溶性离子,经过洗涤、干燥后即可得到纯净的 MgCO3 固体,据此回答。
【小问1详解】
MgSO4 属于可溶性盐,是强电解质,在水溶液中完全电离出镁离子和硫酸根离子,其电离方程式为 :;
【小问2详解】
进行焰色试验时,应选用焰色为无色的金属丝,如铂丝或铁丝,而铜丝灼烧时有绿色火焰,会干扰实验,故选铂丝;Na2SO4 中含有钠元素,钠元素的焰色反应为黄色;因为普通玻璃的成分中含有硅酸钠等含钠物质,灼烧玻璃棒时本身就会产生黄色火焰,从而无法判断待测液中是否含有钠元素,所以不能用玻璃棒代替金属丝;
【小问3详解】
实验室进行过滤操作时,需要用到的玻璃仪器有烧杯(盛放液体)、漏斗(放置滤纸进行过滤)和玻璃棒;其中玻璃棒的作用是引流,防止液体在倾倒时溅出;
【小问4详解】
废液中含有 MgSO4,加入 Na2CO3 溶液后,镁离子与碳酸根离子结合生成难溶的碳酸镁沉淀,发生反应的离子方程式为:;
【小问5详解】
原废液中含有 Mg2+ 和 Na+,加入过量的 Na2CO3 溶液后,Mg2+ 转化为 MgCO3 沉淀被过滤除去,同时溶液中引入了新的 Na+,因此过滤后滤液中含有的主要金属阳离子只有 Na+;
【小问6详解】
过滤得到的 MgCO3 固体表面附着有 Na+、等杂质离子,需要在过滤器中进行洗涤。规范的洗涤操作为:沿玻璃棒向漏斗中注入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次,直至洗净。
17. 基于生物质资源开发常见的化工原料,是绿色化学的重要研究方向。以木质纤维素为起始原料生产的生物基呋喃二甲酸聚酯PEF有望代替石油基聚酯PET。PEF和PET的合成流程如图所示:
回答下列问题:
(1)化合物B的含氧官能团有___________(填名称),物质G的名称为___________。
(2)对化合物A,预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
Na(足量)
___________
置换反应
②
___________,稀硫酸酸化
___________,中和反应
(3)M是化合物H的芳香族同分异构体,符合下列条件的M有___________种(不含立体异构)。写出其中核磁共振氢谱有五组峰且峰面积之比为3:2:2:2:1的结构简式:___________。
①含有苯环且苯环上有3个取代基
②1 mol M最多能与反应
(4)参照上述信息,以乙醇和为起始有机原料合成,其他无机试剂任选,基于你设计的合成路线,写出最后一步的化学方程式:___________。
【答案】(1) ①. 羧基、醚键 ②. 对苯二甲酸(或1,4-苯二甲酸)
(2) ①. ②. 新制,加热(或银氨溶液,加热) ③. 氧化反应
(3) ①. 6 ②. 、
(4):HOCH2-CH2OH+CO2 +H2O。
【解析】
【分析】乙醇转化为C,结合其分子式推出C为乙烯,D比C多两个溴原子,说明乙烯与溴单质发生加成反应,则D为1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在氢氧化钠水溶液中加热水解得到乙二醇; F为对二甲苯,被酸性高锰酸钾溶液氧化得到 G,则G为,经一系列反应得到H,H比G多4个氢原子,G中的羧基被还原为羟基,则H为。
【小问1详解】
根据结构简式可知,化合物B的含氧官能团有醚键、羧基,据分析可知G为,名称为对苯二甲酸(或1,4-苯二甲酸);
【小问2详解】
根据化合物A的结构,可知只有醇羟基可以与金属钠发生置换反应,对比②中反应形成的新结构,A中的醛基被氧化为羧基,羟基不被氧化,只能用新制氢氧化铜或银氨溶液,填表如下:
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
Na(足量)
置换反应
②
新制,加热(或银氨溶液,加热),稀硫酸酸化
氧化反应,中和反应
【小问3详解】
M是化合物H的芳香族同分异构体,化合物H(分子式为C8H10O2)的芳香族同分异构体中符合下列条件:
②1 mol M最多能与反应,说明分子内含有两个酚羟基;
①含有苯环且苯环上有3个取代基,则另外一个取代基只能是乙基;
该同分异构体可以看作是、和中苯环上的一个氢原子被乙基取代所得,则符合条件的同分异构体共有6种,其中核磁共振氢谱有五组峰(分子内有5种氢原子),峰面积之比(氢原子数目之比)为的结构简式只能是下面两种结构: 、;
【小问4详解】
参照上述信息,以乙醇和为起始原料合成,采用逆合成分析法,由HOCH2-CH2OH与二氧化碳反应生成,CH2BrCH2Br 在NaOH水溶液、加热下发生水解反应可得到HOCH2-CH2OH,通过CH2=CH2与Br2反应生成CH2BrCH2Br,乙烯由乙醇发生消去反应生成,则第一步:;第二步:CH2=CH2+ Br2→CH2BrCH2Br;第三步: CH2BrCH2Br +2NaOH HOCH2-CH2OH+2NaBr;第四步:HOCH2-CH2OH+CO2 +H2O。
18. 克立硼罗(G)是一种用于治疗特应性皮炎的药物,它的一种合成路线如图所示:
已知:。
回答下列问题:
(1)一个A分子中最多有___________个原子在同一平面上,化合物B的分子式为___________。
(2)反应⑤的化学方程式为___________,该反应的化学反应类型为___________。
(3)关于上述合成路线中的相关物质及转化,下列说法正确的是___________(填标号)。
A. 反应①的原子利用率为100%
B. 反应②过程中加入适量可以提高转化率
C. 反应③过程中不存在碳原子杂化方式的改变
D. 化合物能与水分子形成分子间氢键,故化合物极易溶于水
(4)芳香族化合物H是A的同分异构体,符合下列条件的H的结构有___________种。
①含有苯环,不含其他环状结构
②苯环上有两个取代基,其中一个为溴原子
(5)设计以和为原料合成的路线___________。(无机试剂任选,合成路线表示为目标产物)
【答案】(1) ①. 15 ②.
(2) ①. ②. 取代反应 (3)B (4)6
(5)
【解析】
【分析】工业上合成克立硼罗的流程为将A()与反应生成B,将B与进行取代反应生成C:;继续将C在HCl作用下转化为D:;将D在作用下加成得到E:;再将E与进行取代后生成F:;最后再经过一系列的转化得到目标产物G克立硼罗();据此分析解答:
【小问1详解】
A中苯环为平面结构,醛基为平面结构,羟基中O-H键可旋转,H可落在苯环平面,所有原子最多共15个,反应①是A与乙二醇形成缩醛,脱1分子水,由原子守恒得B分子式为;
【小问2详解】
反应⑤是E中醇羟基与氯甲醚发生取代,羟基氢被取代,生成F和HCl,反应方程式为
++HCl,属于取代反应;
【小问3详解】
A.反应①中,与乙二醇反应生成和水,因此原子利用率不为100%,A错误;
B.反应②过程中生成HF,能与HF反应,使得HF浓度减小,平衡正向移动,转化率提高,B正确;
C.反应③C物质的环状醚结构中与苯环连接的碳为杂化,水解后生成醛基的碳为杂化,杂化方式发生了改变,C错误;
D.化合物E含有羟基,能与水分子形成分子间氢键,但化合物E含有2个苯环,苯环是憎水基团,憎水基团所占空间较大,因此化合物E不易溶于水,D错误;
故答案选B;
【小问4详解】
A分子式为,根据条件可知,H为芳香族化合物,含苯环,无其他环状结构,且苯环上有两个取代基,其中一个为,故苯环上符合条件的取代基为和或者是和,苯环二取代有邻、间、对3种位置,共种;
【小问5详解】
参考流程反应②,先将酚羟基转化为醚键,再根据芳烃侧链氧化规则,苯环侧链的-碳上有氢时,酸性高锰酸钾氧化会直接将侧链转化为与苯环直接相连的羧基,本反应中,溴甲基直接连苯环,可被酸性高锰酸钾直接氧化为,同时氰基在酸性加热条件下水解为,一步得到目标产物,故具体的合成路线为。
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高二化学
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32
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,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生产、生活密切相关,下列物质的主要成分属于有机物的是
A.花岗石阶梯
B.纸质山水画
C.铸铁捣罐
D.干冰
A. A B. B C. C D. D
2. 下列有关有机化合物的化学用语表述正确的是
A. 2-丁烯的键线式:
B. 的电子式:
C. 2-甲基-1-丙醇的结构简式:
D. 合成锦纶-66的化学方程式:
3. 化学与科学、技术、社会、环境(STSE)联系密切。下列说法正确的是
A. 乙二醇可用于生产汽车防冻液,丙三醇可用于配制化妆品,二者互为同系物
B. 酚醛树脂由苯酚和甲醛通过加聚反应得到,可用作电工材料
C. 高纤维食物是富含膳食纤维的食物,在人体内都可通过水解反应提供能量
D. 紫外线杀菌技术可对手机和笔记本电脑进行消毒,这是利用紫外线使蛋白质变性的原理
4. 下列反应的化学方程式书写错误的是
A. 工业制
B. 铝热法焊接铁轨原理:
C. 实验室制
D. 检验废水中的乙醛:
5. 利用如图所示装置(部分夹持装置已略去)不能达到相应实验目的或操作错误的是
观察电流表指针偏转方向
A.验证金属活动性顺序:Zn>Fe>Cu
B.振荡后放气
C.探究Na与水的反应
D.实验室制备乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
6. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 由和组成的混合气体中,所含的原子总数为
B. 的溶液中,所含的为
C. 标准状况下,分子中,所含的键数为
D. 与足量的反应,可生成个
7. 醌类化合物广泛存在于植物中,有抑菌、杀菌作用,由α-萘酚制备α-萘醌的流程如图所示。下列说法错误的是
A. α-萘酚与不互为同系物
B. 该反应中Na2Cr2O7体现了氧化性
C. α-萘醌中,1号碳原子和2号碳原子的杂化方式不同
D. 该反应中,既断裂了极性键又断裂了非极性键
8. 己二酸是一种二元弱酸,通常为白色结晶体,微溶于冷水,易溶于热水和乙醇。己二酸、氯化钠在水中的溶解度如下表。
物质
时溶解度/g
时溶解度/g
时溶解度/g
己二酸
2.1
38
160
氯化钠
36.1
37.8
39.5
某种己二酸样品中混入了少量氯化钠(氯化钠可分散在乙醇中形成胶体)杂质,下列提纯己二酸的方法正确的是
A. 用水溶解后分液 B. 用乙醇溶解后过滤
C. 用水作溶剂进行重结晶 D. 用乙醇作溶剂进行重结晶
9. 催化剂上甲醛催化氧化反应机理如图所示,下列说法错误的是
A. HCHO的空间结构为平面三角形
B. 该反应机理中仅存在极性键的断裂及形成
C. 与催化剂表面上存在较强的氢键
D. 该反应机理的总反应的化学方程式为
10. 某化学兴趣小组为确定只含、、元素中两种或三种的有机物的分子结构,设计实验如下:
①按图示装置(夹持及加热装置已略去)进行实验,准确称取有机物,置于氧气流中充分燃烧,实验测得装置中质量增加,装置中质量增加。(设产物均被完全吸收)
②用质谱仪测定该有机物的相对分子质量,得到最大质荷比为108。
③对该有机物进行波谱分析,红外光谱显示苯环和羟基的特征吸收峰。
下列说法错误的是
A. 有机物的分子式为
B. 实验中装置和可互换位置
C. 若该有机物能与碳酸钠反应,则该有机物可能的结构有3种
D. 装置的作用为防止空气中的水蒸气和进入装置中
11. 化合物W是一种抗骨质疏松药的重要中间体,制备流程如图所示。下列说法错误的
A. 核磁共振氢谱显示X有4种处于不同化学环境的氢原子
B. 在中燃烧时,最多能消耗
C. Z的化学名称为对二苯酚
D. 不能用溶液来鉴别W和Z
12. 聚酰亚胺(N)具有很好的耐辐射性,同时具有优良的力学性能,其合成反应如下:
下列说法错误的是
A. P中所有原子可能共平面 B. 利用红外光谱仪可测定M分子中的氨基
C. 聚酰亚胺属于线型有机高分子 D. 聚酰亚胺既耐强酸又耐强碱
13. 电解铜阳极泥富含、、等多种元素,从电解铜阳极泥中回收金并制取胆矾的流程如图所示。已知:为一元强酸。下列说法错误的是
A. “浸取1”和“浸取2”中的作用不同
B. “浸取1”和“浸取2”的反应温度不宜过高
C. “还原”时发生的离子反应为
D. 获得胆矾晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
14. Diels-Alder反应是构筑六元环碳骨架最重要的反应:。请你判断,物质发生分子内的Diels-Alder反应,其产物不可能是
A. B.
C. D.
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 4,6-二甲氧基-2-甲磺酰嘧啶是合成内皮素受体拮抗剂的重要中间体。实验室利用如图所示装置进行4,6-二甲氧基-2-甲磺酰嘧啶(相对分子质量为218)的制备(磁力搅拌、加热及夹持装置已略去)。其反应原理如下:
实验步骤:
ⅰ.往三口烧瓶内加入4,6-二甲氧基-2-甲硫基嘧啶(0.02 mol)、、乙酸乙酯(10 mL),搅拌使固体溶解并升温至60℃,滴入过量溶液,1 h滴加完毕至反应结束。
ⅱ.用溶液除去未反应完的,分液,水层用萃取3次,合并有机相,用饱和食盐水洗涤2次,往有机相中加入无水,过滤,旋转蒸发除去溶剂,析出的晶体经乙醇处理后得白色结晶状固体,干燥,称重得到4,6-二甲氧基-2-甲磺酰嘧啶的质量为3.706 g。
回答下列问题:
(1)中W元素的化合价为___________价。
(2)实验开始时,仪器c中冷却水应___________(填“a进b出”或“b进a出”)。
(3)仪器d的名称为___________。
(4)实验步骤ⅰ进行的过程中,溶液的实际用量较理论用量多的原因可能为___________。
(5)实验步骤ⅱ进行时:
①与反应的离子方程式为___________。
②加入无水的作用为___________。
(6)该实验所得4,6-二甲氧基-2-甲磺酰嘧啶产品的产率为___________%。
16. 某工厂排出的废液中含有和两种溶质(不考虑其他溶质),为了将溶液中的转化为沉淀分离出来,某化学实验兴趣小组的同学设计了如下流程:
回答下列问题:
(1)在水溶液中的电离方程式为___________。
(2)用洁净的___________(填“铂丝”或“铜丝”)蘸取溶液,放在酒精灯上灼烧,可观察到___________火焰。该实验过程中不能用玻璃棒代替上述金属丝进行实验的原因为___________。
(3)在实验室,过滤时常用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和___________,其中玻璃棒的作用为___________。
(4)往该废液中加入溶液时,发生反应的离子方程式为___________。
(5)滤液中含有的主要金属阳离子为___________。
(6)洗涤固体的方法为___________。
17. 基于生物质资源开发常见的化工原料,是绿色化学的重要研究方向。以木质纤维素为起始原料生产的生物基呋喃二甲酸聚酯PEF有望代替石油基聚酯PET。PEF和PET的合成流程如图所示:
回答下列问题:
(1)化合物B的含氧官能团有___________(填名称),物质G的名称为___________。
(2)对化合物A,预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
①
Na(足量)
___________
置换反应
②
___________,稀硫酸酸化
___________,中和反应
(3)M是化合物H的芳香族同分异构体,符合下列条件的M有___________种(不含立体异构)。写出其中核磁共振氢谱有五组峰且峰面积之比为3:2:2:2:1的结构简式:___________。
①含有苯环且苯环上有3个取代基
②1 mol M最多能与反应
(4)参照上述信息,以乙醇和为起始有机原料合成,其他无机试剂任选,基于你设计的合成路线,写出最后一步的化学方程式:___________。
18. 克立硼罗(G)是一种用于治疗特应性皮炎的药物,它的一种合成路线如图所示:
已知:。
回答下列问题:
(1)一个A分子中最多有___________个原子在同一平面上,化合物B的分子式为___________。
(2)反应⑤的化学方程式为___________,该反应的化学反应类型为___________。
(3)关于上述合成路线中的相关物质及转化,下列说法正确的是___________(填标号)。
A. 反应①的原子利用率为100%
B. 反应②过程中加入适量可以提高转化率
C. 反应③过程中不存在碳原子杂化方式的改变
D. 化合物能与水分子形成分子间氢键,故化合物极易溶于水
(4)芳香族化合物H是A的同分异构体,符合下列条件的H的结构有___________种。
①含有苯环,不含其他环状结构
②苯环上有两个取代基,其中一个为溴原子
(5)设计以和为原料合成的路线___________。(无机试剂任选,合成路线表示为目标产物)
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