内容正文:
漳州艺术实验学校2024-2025学年(下)期末考
高二年级化学试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;
2.请将答案正确填写在答题卡上(选择题用2B铅笔填涂,非选择题用黑色签字笔填写)
试卷说明:
1.本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。第Ⅰ卷为选择题,第Ⅱ卷为非选择题。
2.本试卷可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Na23 N14 Fe56 S32 Ca40 K39
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,每小题只有一个选项符合题意,共42分)
1. 中华传统技艺,凸显人民智慧。下列选项所涉及材料的主要成分属于合金的是
A.纸哪吒
B.石印章
C.木活字
D.不锈钢针
A. A B. B C. C D. D
2. 使用现代分析仪器对有机化合物M(链状化合物)的分子结构进行测定,相关结果如图(图1为质谱图,图2为红外光谱图)。下列有关有机物M的说法错误的是
A. 分子式为 B. 结构简式可能为
C. 键线式可能为 D. 核磁共振氢谱有3组峰
3. 山梨醇和异山梨醇结构如下,常用于治疗脑水肿及青光眼。下列说法不正确的是
A. 二者含有相同的官能团,互为同系物
B. 二者均能与乙酸发生酯化反应
C. 二者碳原子均采用杂化
D. 二者可用红外光谱区分
4. 青蒿素是我国科学家从传统中药中发现的能治疗疟疾的有机化合物,其分子结构如图1,青蒿素可溶于有机溶剂,难溶于水,提取方法如图2:
下列说法正确的是
A. 青蒿素分子中含有6个手性碳原子
B. 操作I是过滤
C. 操作Ⅱ用到温度计、蒸馏烧瓶、球形冷凝管、锥形瓶
D. 操作Ⅲ的过程是加水溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
5. 设阿伏伽德罗常数的值为NA,下列说法不正确的是
A. 100mL0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液与足量草酸溶液反应转移电子数为0.05NA
B. 34g呋喃()中含有的极性键数目为3NA
C. 1.12L乙烷和丙烯的混合气体中所含C-H键数为0.3NA
D. 6.4gS2和S8的混合物中所含的电子数为3.2NA
6. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态铬原子的价层电子排布式为
B. 的空间填充模型:
C. 2-氯-1-丁烯的结构简式:
D. 中P的杂化轨道表示式:
7. 已知某种烯烃经臭氧氧化后,在Zn存在下水解,可得到醛和酮(反应如图),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Zn存在下水解得到乙醛()和一种酮,据此推知该烯烃的结构简式为
A. B.
C. D.
8. 化合物Z是一种药物的重要中间体,部分合成路线如图所示。下列说法正确的是
A. X分子中不存在顺反异构体
B. 1 mol Y最多能与4 mol H2发生加成反应
C. Z分子中所有碳原子一定能共平面
D. 可用银氨溶液、FeCl3溶液鉴别X、Y、Z
9. 用下列仪器或装置(图中夹持略)进行相应实验,设计合理的是
A. 用甲装置检验乙炔具有还原性
B. 用乙装置实现乙醇氧化为乙醛
C. 用丙装置制备溴苯并验证有HBr产生
D. 用丁所示装置分离酒精和水
10. HCHO和HCOOH是大气中常见的污染物,它们之间反应的可能路径如下图。
下列说法正确的是
A. 总反应的速率主要由决定
B. 该路径中,HCHO与HCOOH发生取代反应
C. HCHO与HCOOH反应时,
D. 维持中间体的相互作用中,①和②均为氢键
11. W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等,WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 简单氢化物的沸点:
C. 与可形成离子化合物 D. 的最高价含氧酸是弱酸
12. 可用扑热息痛(Ⅰ)合成缓释长效高分子药物Ⅱ,其结构如图所示。下列说法正确的是
A. Ⅰ能发生氧化反应、加成反应 B. Ⅰ分子中碳原子均采用杂化
C. Ⅱ是能通过水解完全降解的高分子 D. Ⅱ分子中有一个酰胺基
13. 从中草药中提取的calebinA(结构简式如下)可用于治疗阿尔茨海默症。下列关于calebinA的说法错误的是
A. 可与溶液发生显色反应 B. 1mol该分子最多与3mol NaOH发生反应
C. 1mol该分子最多与3mol 发生反应 D. 不可与溶液反应
14. 藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法错误的是
A. 可以发生水解反应 B. 所有碳原子处于同一平面
C. 含有2种含氧官能团 D. 能与溴水发生加成反应
第Ⅱ卷 (非选择题 共58分)
二.填空题,共 4 题。
15. A~I是常见有机物,它们之间的转化关系如图所示。A的产量是石油化工发展水平的标志,E和H为有香味的油状物质,I属于高分子材料,常用于食品包装。
已知:
(1)③的反应类型为__________,B中所含官能团的名称为__________。
(2)④的化学方程式分别为______________。
(3)H的结构简式为__________。
(4)下列说法正确的是__________。
A. 物质E与H互为同系物
B. 物质E与水混合久置后分层.上层为无色油状液体
C. 物质A、B、D都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 物质A与发生加成反应的产物的同分异构体只有1种
(5)I__________(填“是”或“否”)属于纯净物,虽给人类带来方便,但也造成的环境问题是______________。
16. 邻苯二甲酰亚胺广泛用于染料、农药医药橡胶、香料等行业,是许多重要有机精细化学品的中间体。反应原理为
物质
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯酐
131~134
284
不溶于冷水,微溶于热水
邻氨甲酰苯甲酸
140~143
394.2
稍溶于热水
邻苯二甲酰亚胺
232~235
366
微溶于水,易溶于碱溶液
制备邻苯二甲酰亚胺的实验装置如图所示。
实验步骤:
向装置甲的三颈烧瓶中加入14.8000g苯酐(相对分子质量为148),然后再加入15.0mL氨水(过量),加热至冷凝管中有部分液体回流时开启搅拌,控制温度为80~95℃,待苯酐固体完全反应后,改为蒸馏装置乙,继续加热,将装置中的水蒸出,体系温度逐渐升高至固体熔化。保温反应60min后,冷却至室温,洗涤、抽滤、烘干,进一步提纯得固体邻苯二甲酰亚胺(相对分子质量为147)14.1120g。
请回答下列问题:
(1)仪器M的名称是___________。
(2)仪器Y中冷水由___________(填“a”或“b”)口流出,装置甲中仪器X一般不用装置乙中仪器Y代替的原因是___________。
(3)反应①中除了生成邻氨甲酰苯甲酸,还可能生成的副产物是___________(写一种物质的结构简式)。
(4)蒸馏时,需要及时将装置中的水蒸出,目的是___________。
(5)该固体产品的产率是___________。
(6)邻苯二甲酰亚胺还可以用邻二甲苯与氨气、空气在加热条件下催化反应一步制得,写出该反应的化学方程式:___________。
(7)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如图,分子中所有原子共平面,所有N原子的杂化轨道类型相同,均采取___________杂化。邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料,后者熔点高于前者,主要原因是___________。
17. 奥沙拉秦可用于治疗急、慢性溃疡性结肠炎的药物,其由水杨酸为起始物的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)水杨酸中官能团的为_______;A的结构简式为_______;水杨酸羧基中碳原子的杂化类型为_______。
(2)反应③的反应类型为_______。
(3)反应②的化学方程式为_______。
(4)一定条件下水杨酸与完全加成后的产物中手性碳原子有_______个。
(5)符合下列条件的水杨酸的同分异构体有_______种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为2:2:1:1的结构简式为_______。
①能发生银镜反应;
②遇溶液显紫色;
③能发生水解反应。
18. 某治疗胃溃疡的药物中间体,可通过如下合成路线制得。
资料:i.物质J中含有醚键
ii.
iii.“重排”指有机物分子中的一个基团迁移到另外一个原子上,其分子式不变。
(1)的反应类型是_______。
(2)F的官能团是_______。
(3)E含有酯基。E的结构简式是_______
(4)写出符合下列条件的F的同分异构体:_______(任意写出1种即可)。
i.在一定条件下可以发生银镜反应
ii.核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为
(5)与反应生成G的过程如下。
已知:i.发生加成反应时,断开键。
ii.同一个碳上连着一个羟基和一个氨基(或取代的氨基)时不稳定,易脱水生成亚胺()。
写出P、Q的结构简式:_______、_______。
(6)K与反应得到L的化学方程式是_______。
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漳州艺术实验学校2024-2025学年(下)期末考
高二年级化学试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息;
2.请将答案正确填写在答题卡上(选择题用2B铅笔填涂,非选择题用黑色签字笔填写)
试卷说明:
1.本试卷分为第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。第Ⅰ卷为选择题,第Ⅱ卷为非选择题。
2.本试卷可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Na23 N14 Fe56 S32 Ca40 K39
第Ⅰ卷(选择题 共42分)
一、选择题(本题包括14小题,每小题3分,每小题只有一个选项符合题意,共42分)
1. 中华传统技艺,凸显人民智慧。下列选项所涉及材料的主要成分属于合金的是
A.纸哪吒
B.石印章
C.木活字
D.不锈钢针
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.纸的主要成分是纤维素(有机化合物),不属于合金,A不符合题意;
B.石印章的材料通常是天然矿物(如大理石、寿山石等),主要成分为硅酸盐或碳酸盐,不属于合金,B不符合题意;
C.木活字的材料是木材,主要成分为纤维素和木质素(有机化合物),不属于合金,C不符合题意;
D.不锈钢是铁(Fe)与铬(Cr)、镍(Ni)等金属形成的合金,D符合题意;
故选D。
2. 使用现代分析仪器对有机化合物M(链状化合物)的分子结构进行测定,相关结果如图(图1为质谱图,图2为红外光谱图)。下列有关有机物M的说法错误的是
A. 分子式为 B. 结构简式可能为
C. 键线式可能为 D. 核磁共振氢谱有3组峰
【答案】C
【解析】
【分析】由有机物M的质谱图可知,其相对分子质量为88,由题给红外光谱图可知,该有机物中含C-O-C、C=O、-CH3,又因其相对分子质量为88,结合核磁共振氢谱图,则M的分子式为C4H8O2,据此分析作答;
【详解】A.根据分析,M的分子式为C4H8O2,A正确;
B.M的相对分子质量为88,M分子中有2个不对称的-CH3、C-O-C、C=O,结构简式可能为CH3COOCH2CH3,B正确;
C.M分子中有2个不对称的-CH3、则键线式不可能为,C错误;
D.M可能为CH3COOCH2CH3或CH3CH2COOCH3,核磁共振氢谱有3组峰,D正确;
故答案为:C。
3. 山梨醇和异山梨醇结构如下,常用于治疗脑水肿及青光眼。下列说法不正确的是
A. 二者含有相同的官能团,互为同系物
B. 二者均能与乙酸发生酯化反应
C. 二者碳原子均采用杂化
D. 二者可用红外光谱区分
【答案】A
【解析】
【详解】A.同系物是指结构相似,分子组成相差若干个“”原子团的有机化合物,山梨醇的官能团为羟基,异山梨醇中的官能团为羟基和醚键,两者不互为同系物,A错误;
B.两者均含有羟基,都能与乙酸中的羧基发生酯化反应,B正确;
C.由于每个碳原子都形成四个单键,均采取杂化方式,C正确;
D.二者官能团不完全相同,可用红外光谱区分,D正确;
答案选A。
4. 青蒿素是我国科学家从传统中药中发现的能治疗疟疾的有机化合物,其分子结构如图1,青蒿素可溶于有机溶剂,难溶于水,提取方法如图2:
下列说法正确的是
A. 青蒿素分子中含有6个手性碳原子
B. 操作I是过滤
C. 操作Ⅱ用到温度计、蒸馏烧瓶、球形冷凝管、锥形瓶
D. 操作Ⅲ的过程是加水溶解、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
【答案】B
【解析】
【分析】由流程可知,加乙醚作溶剂形成固体和液体,操作I为过滤,分离出残渣和提取液,提取液含乙醚及青蒿素,操作Ⅱ为蒸馏,分离出乙醚,青蒿素不溶于水,操作Ⅲ的目的是将粗品青蒿素转化为较纯青蒿素,粗品中加有机溶剂溶解后、趁热过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,据此分析解答。
【详解】A. 已知同时连有4个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故青蒿素分子中含有7个手性碳原子,如图所示:,A错误;
B. 由分析可知,操作I是过滤,分离出残渣和提取液,B正确;
C. 由分析可知,操作Ⅱ是蒸馏,则用到温度计、蒸馏烧瓶、直形冷凝管、锥形瓶,而不能用球形冷凝管,C错误;
D. 由分析可知,由于青蒿素难溶于水,故操作Ⅲ的目的是将粗品青蒿素转化为较纯青蒿素,操作Ⅲ的过程是加有机溶剂溶解后、趁热过滤、蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,D错误;
故答案为:B。
5. 设阿伏伽德罗常数的值为NA,下列说法不正确的是
A. 100mL0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液与足量草酸溶液反应转移电子数为0.05NA
B. 34g呋喃()中含有的极性键数目为3NA
C. 1.12L乙烷和丙烯的混合气体中所含C-H键数为0.3NA
D. 6.4gS2和S8的混合物中所含的电子数为3.2NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应中高锰酸钾中+7价锰降到+2价锰离子,即得5e-,又100mL0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液中高锰酸钾物质的量为0.01 mol,即得0.05 mol电子,数目为0.05 ,A正确;
B.呋喃分子式为C4H4O,所以34g呋喃物质的量为0.5mol,又中含有6个极性键,即0.5mol呋喃含有3mol极性键,数目为3,B正确;
C.未指明状态,无法计算气体的物质的量,即无法得出C-H键数,C错误;
D.S2和S8的最简式均为S,即物质的量为0.2 mol,含有电子物质的量为,数目为3.2,D正确;
故选C。
6. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态铬原子的价层电子排布式为
B. 的空间填充模型:
C. 2-氯-1-丁烯的结构简式:
D. 中P的杂化轨道表示式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cr原子序数为24,价层电子排布式:,A错误;
B. 为的球棍模型,B错误;
C.2-氯-1-丁烯的结构简式:,C错误;
D.中P的杂化类型为sp3杂化,轨道上有5个电子,杂化轨道表示式:,D正确;
答案选D。
7. 已知某种烯烃经臭氧氧化后,在Zn存在下水解,可得到醛和酮(反应如图),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Zn存在下水解得到乙醛()和一种酮,据此推知该烯烃的结构简式为
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】根据题意,该烯烃与加成生成2,3-二甲基戊烷,说明其碳骨架与2,3-二甲基戊烷相同;经臭氧氧化得到乙醛和一种酮,说明其结构为。
【详解】A.该结构为3,4-二甲基-2-戊烯,加氢可得2,3-二甲基戊烷,臭氧氧化可得乙醛和3-甲基-2-丁酮,A符合题意;
B.经臭氧氧化后得到乙醛和2-戊酮,但是该烯烃与加成生成3-甲基己烷,B不符合题意;
C.双键两端的碳都连2个烃基,臭氧氧化后得到两种酮,没有乙醛,C不符合要求;
D.臭氧氧化后得到丙酮和2-甲基丙醛,没有乙醛,D不符合要求;
故选A。
8. 化合物Z是一种药物的重要中间体,部分合成路线如图所示。下列说法正确的是
A. X分子中不存在顺反异构体
B. 1 mol Y最多能与4 mol H2发生加成反应
C. Z分子中所有碳原子一定能共平面
D. 可用银氨溶液、FeCl3溶液鉴别X、Y、Z
【答案】D
【解析】
【详解】A.X分子中含有一个碳碳双键,且形成碳碳双键的两个C上均连有两个不同原子或者原子团,则X分子存在顺反异构体,A错误;
B.Y结构中含有一个苯环、一个碳碳双键、一个醛基,一分子Y能与3+1+1=5个H2发生加成反应,则1 mol Y最多能与5 mol H2发生加成,B错误;
C.Z结构中,苯环碳原子和碳碳双键碳原子间形成的C-C可发生旋转,并非所有碳原子一定共平面,C错误;
D.只有Z中含有酚羟基,Z能与FeCl3溶液发生显色反应,则能用FeCl3溶液鉴别出Z;含有醛基的物质能和银氨溶液发生银镜反应,Y含有醛基而X不含,则可用银氨溶液鉴别Y、Z,D正确;
故选D。
9. 用下列仪器或装置(图中夹持略)进行相应实验,设计合理的是
A. 用甲装置检验乙炔具有还原性
B. 用乙装置实现乙醇氧化为乙醛
C. 用丙装置制备溴苯并验证有HBr产生
D. 用丁所示装置分离酒精和水
【答案】B
【解析】
【详解】A.电石和水反应的产物中含有H2S,H2S具有还原性,H2S、乙炔都能使高锰酸钾溶液褪色,所以甲装置不能检验乙炔具有还原性,故A错误;
B.用铜作催化剂,乙醇能被氧气氧化为乙醛,故B正确;
C.溴具有挥发性,烧瓶中溢出的气体中含有HBr、Br2,HBr、Br2都能与硝酸银溶液反应生成淡黄色AgBr沉淀,丙装置不能验证有HBr产生,故C错误;
D.蒸馏装置中,温度计液泡应该在蒸馏烧瓶的支管口处,故D错误;
故选B。
10. HCHO和HCOOH是大气中常见的污染物,它们之间反应的可能路径如下图。
下列说法正确的是
A. 总反应的速率主要由决定
B. 该路径中,HCHO与HCOOH发生取代反应
C. HCHO与HCOOH反应时,
D. 维持中间体的相互作用中,①和②均为氢键
【答案】A
【解析】
【详解】A.过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,即图中峰值越大则活化能越大,峰值越小则活化能越小,活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,决定总反应速率的是慢反应;由图,总反应的速率主要由决定,A正确;
B.该路径中,甲醛中醛基转化为羟基,HCHO与HCOOH发生加成反应,B错误;
C.反应中生成物能量低于反应物,为放热反应,焓变小于0,C错误;
D.当氢原子连接在电负性大且原子半径小的原子(例如氟、氧、氮)上时,可以形成氢键;维持中间体的相互作用中,②不是为氢键,D错误;
故选A。
11. W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为19。Y的最外层电子数与其K层电子数相等,WX2是形成酸雨的物质之一。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 简单氢化物的沸点:
C. 与可形成离子化合物 D. 的最高价含氧酸是弱酸
【答案】C
【解析】
【分析】W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,WX2是形成酸雨的物质之一,根据原子序数的规律,则W为N,X为O,Y的最外层电子数与其K层电子数相等,又因为Y的原子序数大于氧的,则Y电子层为3层,最外层电子数为2,所以Y为Mg,四种元素最外层电子数之和为19,则Z的最外层电子数为6,Z为S,据此解答。
【详解】A.X为O,W为N,同周期从左往右,原子半径依次减小,所以半径大小为W>X,A错误;
B.X为O,Z为S,X的简单氢化物为H2O,含有分子间氢键,Z的简单氢化物为H2S,没有氢键,所以简单氢化物的沸点为X>Z,B错误;
C.Y为Mg,X为O,他们可形成MgO,为离子化合物,C正确;
D.Z为S,硫的最高价含氧酸为硫酸,是强酸,D错误;
故选C。
12. 可用扑热息痛(Ⅰ)合成缓释长效高分子药物Ⅱ,其结构如图所示。下列说法正确的是
A. Ⅰ能发生氧化反应、加成反应 B. Ⅰ分子中碳原子均采用杂化
C. Ⅱ是能通过水解完全降解的高分子 D. Ⅱ分子中有一个酰胺基
【答案】A
【解析】
【详解】A.Ⅰ中含有苯环和酚羟基,能发生氧化反应、加成反应,A正确;
B.Ⅰ分子甲基中的碳原子采用杂化,B错误;
C.Ⅱ是通过加聚反应所得的高分子,不能通过水解完全降解,C错误;
D.Ⅱ分子是高分子,含有n个酰胺基,D错误;
故选A。
13. 从中草药中提取的calebinA(结构简式如下)可用于治疗阿尔茨海默症。下列关于calebinA的说法错误的是
A. 可与溶液发生显色反应 B. 1mol该分子最多与3mol NaOH发生反应
C. 1mol该分子最多与3mol 发生反应 D. 不可与溶液反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.含有酚羟基,可与溶液发生显色反应,故A正确;
B.含有2个酚羟基、1个酯基,1mol该分子最多与3mol NaOH发生反应,故B正确;
C.酚羟基邻位与溴发生取代反应,碳碳双键与溴发生加成反应,同时烷基还可发生光照溴代,1mol该分子与发生反应大于4mol,故C错误;
D.不含羧基,不可与溶液反应,故D正确;
选C。
14. 藿香蓟具有清热解毒功效,其有效成分结构如下。下列有关该物质的说法错误的是
A. 可以发生水解反应 B. 所有碳原子处于同一平面
C. 含有2种含氧官能团 D. 能与溴水发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.藿香蓟的分子结构中含有酯基,因此其可以发生水解反应,A说法正确;
B.藿香蓟的分子结构中的右侧有一个饱和碳原子连接着两个甲基,类比甲烷分子的空间构型可知,藿香蓟分子中所有碳原子不可能处于同一平面,B说法错误;
C.藿香蓟的分子结构中含有酯基和醚键,因此其含有2种含氧官能团,C说法正确;
D.藿香蓟的分子结构中含有碳碳双键,因此,其能与溴水发生加成反应,D说法正确;
综上所述,本题选B。
第Ⅱ卷 (非选择题 共58分)
二.填空题,共 4 题。
15. A~I是常见有机物,它们之间的转化关系如图所示。A的产量是石油化工发展水平的标志,E和H为有香味的油状物质,I属于高分子材料,常用于食品包装。
已知:
(1)③的反应类型为__________,B中所含官能团的名称为__________。
(2)④的化学方程式分别为______________。
(3)H的结构简式为__________。
(4)下列说法正确的是__________。
A. 物质E与H互为同系物
B. 物质E与水混合久置后分层.上层为无色油状液体
C. 物质A、B、D都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 物质A与发生加成反应的产物的同分异构体只有1种
(5)I__________(填“是”或“否”)属于纯净物,虽给人类带来方便,但也造成的环境问题是______________。
【答案】(1) ①. 氧化反应 ②. 羟基
(2)
(3) (4)BD
(5) ①. 否 ②. 白色污染
【解析】
【分析】A是一种烃,其产量通常可衡量一个国家的石油化工水平,则A为乙烯,乙烯与水反应生成B,B连续氧化得到D,B和D发生反应生成的E为有香味的油状物质(酯),则B为乙醇,C为乙醛,D为乙酸;乙烯和反应生成F,F发生已知反应生成G,则F为,G为,和乙酸发生酯化反应生成H,则H为;乙烯加聚反应生成I,则I为聚乙烯。
【小问1详解】
乙醛变乙酸为氧化反应,乙醇官能团是羟基。
【小问2详解】
④是乙酸乙酯的生成反应,反应为:。
【小问3详解】
乙酸与乙二醇的反应生成。
【小问4详解】
A.E、H氧原子数目不同,不是同系物,故A错误;
B.无色油状的乙酸乙酯的密度小于水,故B正确;
C.乙酸不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C错误;
D.乙烯与氯气加成产物同分异构体只有一种,故D正确;
故答案为:BD。
【小问5详解】
聚乙烯属于混合物,环境问题是白色污染,故答案为:否;白色污染。
16. 邻苯二甲酰亚胺广泛用于染料、农药医药橡胶、香料等行业,是许多重要有机精细化学品的中间体。反应原理为
物质
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
苯酐
131~134
284
不溶于冷水,微溶于热水
邻氨甲酰苯甲酸
140~143
394.2
稍溶于热水
邻苯二甲酰亚胺
232~235
366
微溶于水,易溶于碱溶液
制备邻苯二甲酰亚胺的实验装置如图所示。
实验步骤:
向装置甲的三颈烧瓶中加入14.8000g苯酐(相对分子质量为148),然后再加入15.0mL氨水(过量),加热至冷凝管中有部分液体回流时开启搅拌,控制温度为80~95℃,待苯酐固体完全反应后,改为蒸馏装置乙,继续加热,将装置中的水蒸出,体系温度逐渐升高至固体熔化。保温反应60min后,冷却至室温,洗涤、抽滤、烘干,进一步提纯得固体邻苯二甲酰亚胺(相对分子质量为147)14.1120g。
请回答下列问题:
(1)仪器M的名称是___________。
(2)仪器Y中冷水由___________(填“a”或“b”)口流出,装置甲中仪器X一般不用装置乙中仪器Y代替的原因是___________。
(3)反应①中除了生成邻氨甲酰苯甲酸,还可能生成的副产物是___________(写一种物质的结构简式)。
(4)蒸馏时,需要及时将装置中的水蒸出,目的是___________。
(5)该固体产品的产率是___________。
(6)邻苯二甲酰亚胺还可以用邻二甲苯与氨气、空气在加热条件下催化反应一步制得,写出该反应的化学方程式:___________。
(7)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如图,分子中所有原子共平面,所有N原子的杂化轨道类型相同,均采取___________杂化。邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料,后者熔点高于前者,主要原因是___________。
【答案】(1)锥形瓶 (2) ①. b ②. 球形冷凝管与气流接触面积大,冷凝效果好
(3) (4)减少反应②的产物H2O的量,使反应②平衡正向移动,提高产率
(5)96% (6)+NH3+3O2+4H2O
(7) ①. sp2 ②. 两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,熔点更高
【解析】
【分析】由题给流程可知,装置甲中发生的反应为苯酐与氨水在加热下发生取代反应生成邻氨甲酰苯甲酸,邻氨甲酰苯甲酸在80~95°C的热水浴中发生取代反应生成邻苯二甲酰亚胺,装置乙用于除去所得固体中的水分,除水所得固体经冷却,洗涤、抽滤、烘干,进一步提纯得固体邻苯二甲酰亚胺。
【小问1详解】
由实验装置图可知,仪器M为锥形瓶,
【小问2详解】
由实验装置图可知,仪器Y为直形冷凝管,为增强冷凝效果,实验时,冷水应由下口a通入,上口b流出;仪器X为球形冷凝管,与直形冷凝管相比,球形冷凝管与气流接触面积大,冷凝效果好,所以置甲中球形冷凝管一般不用装置乙中直形冷凝管代替,故答案为:b;球形冷凝管与气流接触面积大,冷凝效果好;
【小问3详解】
由题给流程可知,反应①中生成的邻氨甲酰苯甲酸能与氨水继续发生取代反应生成副产物,故答案为:;
【小问4详解】
蒸馏时,及时将装置中的水蒸出可以减少反应②的水,使反应②的平衡向正反应方向移动,有利于提高邻苯二甲酰亚胺的产率;
【小问5详解】
由题意可知,14.8000g苯酐制得14.1120g邻苯二甲酰亚胺,则邻苯二甲酰亚胺的产率为×100%=96%;
【小问6详解】
由题意可知,邻二甲苯与氨气、空气在加热条件下催化反应生成邻苯二甲酰亚胺和水,反应的化学方程式为+NH3+3O2+4H2O ;
【小问7详解】
由酞菁分子中所有原子共平面,氮原子的杂化轨道类型相同可知,分子中氮原子的杂化方式均为sp2杂化;邻苯二甲酸酐和邻苯二甲酰亚胺均为分子晶体,邻苯二甲酰亚胺分子能形成分子间氢键,邻苯二甲酸酐不能形成分子间氢键,则分子间作用力大于邻苯二甲酸酐,熔点高于邻苯二甲酸酐,故答案为:sp2;两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,熔点更高。
17. 奥沙拉秦可用于治疗急、慢性溃疡性结肠炎的药物,其由水杨酸为起始物的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)水杨酸中官能团的为_______;A的结构简式为_______;水杨酸羧基中碳原子的杂化类型为_______。
(2)反应③的反应类型为_______。
(3)反应②的化学方程式为_______。
(4)一定条件下水杨酸与完全加成后的产物中手性碳原子有_______个。
(5)符合下列条件的水杨酸的同分异构体有_______种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为2:2:1:1的结构简式为_______。
①能发生银镜反应;
②遇溶液显紫色;
③能发生水解反应。
【答案】(1) ①. 羟基、羧基 ②. ③. sp2
(2)还原反应 (3)+HNO3+H2O
(4)2 (5) ①. 3 ②.
【解析】
【分析】水杨酸和甲醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成A,A和浓硝酸在浓硫酸作用下发生硝化反应生成B,B发生还原反应生成,和亚硝酸钠/HCl在低温下反应生成,与A发生反应生成,与NaOH溶液发生反应生成C(),C与二氧化碳反应生成。
【小问1详解】
水杨酸中官能团的为羟基、羧基;水杨酸和甲醇发生酯化反应生成A,则A的结构简式为;水杨酸羧基中碳原子价层电子对数为3,其杂化类型为sp2;故答案为:羟基、羧基;;sp2。
【小问2详解】
反应③是硝基变为氨基,其反应类型为还原反应;故答案为:还原反应。
【小问3详解】
反应②是发生硝化反应,其反应的化学方程式为+HNO3+H2O;故答案为:+HNO3+H2O。
【小问4详解】
一定条件下水杨酸与完全加成后的产物为,其手性碳原子有2个,用“*”表示的;故答案为:2。
【小问5详解】
①能发生银镜反应,含有醛基;②遇溶液显紫色,含有酚羟基;③能发生水解反应,说明含有酯基,则根据①得到应该含有甲酸酯基,甲酸酯基和羟基在邻、间、对三种位置,因此符合条件的水杨酸的同分异构体有3种;其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为2:2:1:1的结构简式为;故答案为:3;。
18. 某治疗胃溃疡的药物中间体,可通过如下合成路线制得。
资料:i.物质J中含有醚键
ii.
iii.“重排”指有机物分子中的一个基团迁移到另外一个原子上,其分子式不变。
(1)的反应类型是_______。
(2)F的官能团是_______。
(3)E含有酯基。E的结构简式是_______
(4)写出符合下列条件的F的同分异构体:_______(任意写出1种即可)。
i.在一定条件下可以发生银镜反应
ii.核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为
(5)与反应生成G的过程如下。
已知:i.发生加成反应时,断开键。
ii.同一个碳上连着一个羟基和一个氨基(或取代的氨基)时不稳定,易脱水生成亚胺()。
写出P、Q的结构简式:_______、_______。
(6)K与反应得到L的化学方程式是_______。
【答案】(1)取代反应
(2)羟基、羰基 (3)
(4)、 (5) ①. ②.
(6)+NaOH+CH3COONa
【解析】
【分析】F的结构简式中含有苯环,由A的分子式C6H6,纵观A到F的转化,可知A含有苯环,故A为,苯与氯气发生取代反应生成B为,B发生水解反应、酸化生成D为,(3)中E含有酯基,结合F的结构简式,可知与取代反应生成E为,同时有CH3COOH生成,E发生重排生成F:,F经三步转化生成G,由J的分子式、M的结构简式,已知,物质J中含有醚键,可知G中-OH转化为-OCH3生成J,对比J、K的分子式,结合L→M的转化,可知J中苯环上-OCH3间位的氢原子被硝基取代生成K,即发生硝化反应,K发生酰胺基水解反应生成L,L中硝基还原为氨基生成M,则J为、K为、L为,M→N的过程中氨基与S=C=S发生加成反应、脱去1分子H2S形成C=N双键;
【小问1详解】
由分析,苯与氯气发生取代反应生成B,为取代反应;
【小问2详解】
F为,含有的官能团为羟基、羰基;
【小问3详解】
由分析,E为:;
【小问4详解】
F的结构简式为,F的同分异构体在一定条件下可以发生银镜反应,说明含有-CHO或-OOCH,且核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为1:2:2:3,则分子中结构对称且应该含有甲基,符合条件的同分异构体可能为、;
【小问5详解】
F→G的三步反应中,F先与NH2OH发生加成反应生成P,结合信息i可知P为,结合信息ii可知P脱水生成Q为,Q重排转化为。
【小问6详解】
K含酰胺基,能和氢氧化钠发生碱性水解生成氨基和羧酸钠盐,K与NaOH反应得到L的化学方程式是+NaOH +CH3COONa。
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