内容正文:
昌图县第一高级中学高二下学期6月
化学学科阶段性测试
满分:100分 时间:75分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.可能用到的相对原子质量:H:1 O:16 Na:23 Ba:137 Ti:48
第Ⅰ卷(选择题)
1. 化学与人类生产、生活和社会可持续发展密切相关。下列说法正确的是
A. 新能源汽车所使用磷酸铁锂电池属于一次电池
B. 海上发射二十四号C卫星,其太阳能电池板材料的主要成分为SiO2
C. 用于太空服制作的特种橡胶,属于有机高分子材料
D. CoFe2O4是制造智能磁性材料的原料之一,CoFe2O4属于合金
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 异丁烷的结构简式 B. 的电子式
C. 乙烯的球棍模型 D. 聚丙烯的结构简式
3. 下列关于实验用途描述错误的是
A. 借助元素分析仪,可以区分乙烯和丙烯
B. 借助红外光谱,可以区分乙醛和乙酸
C. 借助测定沸点的方法,可以区分正戊烷和新戊烷
D. 借助核磁共振氢谱,可以区分甲酸丙酯和丙酸
4. 下列实验操作对应的现象和结论都正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
将卤代烃与NaOH溶液共热,冷却后加入AgNO3溶液
产生白色沉淀
卤代烃中含有氯元素
B
将1-溴丁烷和氢氧化钠乙醇溶液共热后产生的气体通入溴的CCl4溶液
溴的CCl4溶液褪色
1-溴丁烷发生了消去反应
C
将苯、液溴和溴化铁混合产生的气体通入硝酸银溶液中
产生淡黄色沉淀
苯发生了取代反应
D
向中滴加酸性KMnO4溶液
紫色褪去
该物质中存在醛基
A. A B. B C. C D. D
5. 通过如图所示的合成路线可合成硅橡胶,下列说法错误的
A. 存在立体异构体
B. 反应1属于取代反应,反应2属于缩聚反应
C. 与可用红外光谱鉴别
D. 可与NaOH反应
6. 有机物是一种医药中间体,其合成路线如下。下列有关说法正确的是
A. 存在顺反异构现象 B. 能与甲醛发生缩聚反应
C. 最多能与反应 D. 时有生成
7. 新型弹性材料“丁苯吡橡胶”的结构简式如图所示。其单体可能是下列6种中的几种,其中正确的组合是
① ② ③
④ ⑤ ⑥
A. ②④⑥ B. ③④⑥ C. ①②⑤ D. ①③⑥
8. 苯甲酸是化妆品中常用的防腐剂,微溶于水,易溶于乙醇。苯甲酸在水中的溶解度如下表:
温度/℃
25
50
75
溶解度/g
0.34
0.85
2.2
将1.0 g粗苯甲酸(含少量泥沙)溶于50mL蒸馏水中,按如图所示装置及流程即可得到苯甲酸晶体。下列说法正确的是
A. 用乙醇作溶剂进行实验,效果更好
B. 加热溶解粗苯甲酸时,还要尽量多加蒸馏水以充分溶解苯甲酸
C. 趁热过滤时未对漏斗进行预热,可能导致部分苯甲酸提前结晶析出
D. 相较自然冷却,放入冰箱冷却可快速得到颗粒较大的苯甲酸晶体
9. 遇水剧烈水解,机理如图所示,下列说法正确的是
A. Si元素位于第四周期第Ⅳ族
B. 物质a与c均为非极性分子
C. 水解过程中键角发生了变化
D. 中间体b中以氢键与结合
10. 碱土金属及其化合物有着重要应用。氯化铍蒸气中含(BeCl2)2()。Mg在N2中燃烧生成Mg3N2,在CO2中燃烧生成MgO和C.CaH2能与H2O反应生成H2,常用作野外产生H2的材料。下列说法正确的是
A. NaCl的熔点比NaF的高
B. 分子中存在配位键
C. 和中均存在非极性共价键
D. 与分子中每个O原子形成的键数目不同
11. 一种有机物结构简式为,下列有关该有机物的说法正确的是
A. 分子中最多有10个碳原子共平面
B. 该有机物能发生酯化反应,消去反应,银镜反应
C. 有机物中官能团有5种
D. 该有机物分别与足量溶液,溶液完全反应,消耗、的物质的量分别为1mol、6mol
12. 下列与物质结构、性质相关的说法正确的是
A. 苯甲酸微溶于水,因其结构中不含亲水基团
B. 碳酸氢铵可用作食品膨松剂,因其具有挥发性
C. -D-葡萄糖()不能与新制溶液发生反应,因其不含—CHO结构
D. 聚苯经过掺杂处理后具有一定的导电性能,因其所含共轭大键体系为电荷传递提供了通路
13. 科学家发现:将薄层嵌入和之间,相比同等量的,产生的电量可提高1000倍。经射线分析鉴定,钛酸钡的晶胞结构如图所示(、均与相接触),的立方晶胞边长为。下列叙述正确的是
A. 晶胞中与最近且距离相等的有6个
B. 晶胞中点的分数坐标为
C. 两个的最近核间距离为
D. 晶体的密度为
14. 某种聚碳酸酯P的透光性好,可制成车、船的挡风玻璃,以及眼镜镜片、光盘等。其合成原理:
下列叙述正确的是
A. 上述反应属于加聚反应 B. 甲与溶液反应产生
C. 0.1 mol乙最多能与16 g NaOH反应 D. 甲分子中共直线的原子最多为7个
15. 有机物乙酰乙酸()是肝脏脂肪酸氧化分解的中间产物之一,乙酰乙酸的脱羧反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A. X是该反应的中间产物,化学式为
B. 增大的用量,有利于提高脱羧反应的平衡转化率
C. 反应过程中氮原子的杂化方式有、
D. 按照乙酰乙酸的脱羧反应机理,无法脱羧反应生成
第Ⅱ卷(非选择题)
16. 现有以下几种有机物:
① ② ③
④ ⑤ ⑥
请利用上述给出的物质按要求回答下列问题:
(1)有机物①的系统命名为___________。②一氯代物的同分异构体___________种。
(2)③中含氧官能团的名称为___________。
(3)既能与酸反应又能与碱反应的是___________。
(4)与 H2加成消耗氢最多的是___________(填序号),1mol 该有机物最多消耗___________mol H2
(5)消耗氢氧化钠最多的是___________(填序号),1mol 该有机物最多消耗___________mol NaOH
(6)某高分子化合物是由两种单体加聚而成的,其结构如下: 两种单体的结构简式分别为___________、___________。
17. 在浓硫酸催化作用下,水杨酸与乙酸酐反应,水杨酸分子中的羟基被乙酰化,生成阿司匹林(乙酰水杨酸),反应原理如下:
实验室利用上述方法合成阿司匹林并检验其纯度,相关物质的性质和实验步骤如下:
摩尔质量/
溶解性
水杨酸
138
微溶于水,易溶于乙醇
乙酸酐
102
与水反应生成乙酸,能溶于乙醇
乙酰水杨酸
180
能溶于热水和乙醇
Ⅰ.粗产物的制备:在洁净干燥的锥形瓶中依次加入水杨酸、乙酸酐(过量)和5滴浓硫酸,置于的水浴中加热约20 min,振摇,然后停止加热,___________,缓缓加入水,振摇,置于冷水浴中冷却使晶体完全析出、过滤并用少量冷水洗涤,得粗产品。
Ⅱ.分离提纯:将粗产品转入到烧杯中,加入饱和溶液,搅拌至不再有产生为止。过滤,将滤液置于冰水浴中,缓缓加入盐酸,使晶体尽量析出,过滤,用少量冷水洗涤次,干燥,称量得产品。
回答下列问题:
(1)阿司匹林分子中碳原子的杂化方式为___________。
(2)水杨酸在该条件下易发生缩聚的副反应,其化学方程式为___________。
(3)所用反应容器必须干燥无水,其原因是___________。
(4)补全“粗产品的制备”中的实验步骤:___________。
(5)加入饱和溶液的作用是___________。
(6)取少量产品,溶入几滴乙醇,并滴加2滴___________(填试剂名称),若显色,则说明仍有水杨酸存在,需进一步通过___________(填实验方法)提纯。
(7)该实验的产率为___________(保留两位小数)。
18. 麦克尔反应和Heck反应是构建碳骨架的重要反应。
Ⅰ.有机物C是一种重要的化工原料,可通过麦克尔反应合成[Ph-表示苯基],反应如下。
(1)化合物A的分子式为___________。
(2)下列说法正确的有___________(填标号)。
a.可用溴水检验化合物C中是否含有化合物B
b.上述合成化合物C过程中存在π键与σ键的断裂与形成
c.由反应的结果可推测化合物A中②号H活性大于①号H
d.化合物B与互为同系物
(3)根据化合物B的结构特征,分析预测其化学性质,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
___________
加成反应
②
催化剂
___________
加聚反应
Ⅱ.化合物3a是一种抗病毒药物,可通过Heck反应合成,反应如下。
(4)其中2a中的羰基换成酯基,也能发生上述反应,请根据上述原理,利用苯、、完成下列合成步骤制备:
①第一步,苯环上引入溴原子的化学反应方程式为___________。
②第二步,合成片段a可通过___________(填反应类型)一步得到。
③第三步,进行Heck反应,得到产品。
(5)化合物自身进行Heck反应的主要产物的结构简式为___________。
19. 石油裂解气用途广泛,可用于合成各种橡胶和医药中间体。利用石油裂解气合成CR橡胶和医药中间体K的路线如图:
已知:Ⅰ.氯代烃D核磁共振氢谱峰面积比为2∶1;
Ⅱ.RCH2COOH
回答下列问题:
(1)A的顺式异构体的结构简式为___________。
(2)D的化学名称是___________。
(3)反应②的条件是___________。
(4)①的反应类型为___________。
(5)写出F→G过程中第一步反应的化学方程式___________。
(6)写出G与乙二醇发生聚合反应的化学方程式___________。
(7)写出符合下列条件的物质M的结构简式:___________。
①与G互为同系物;②比G多两个碳原子;③含有一个手性碳原子
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
昌图县第一高级中学高二下学期6月
化学学科阶段性测试
满分:100分 时间:75分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.可能用到的相对原子质量:H:1 O:16 Na:23 Ba:137 Ti:48
第Ⅰ卷(选择题)
1. 化学与人类生产、生活和社会可持续发展密切相关。下列说法正确的是
A. 新能源汽车所使用磷酸铁锂电池属于一次电池
B. 海上发射二十四号C卫星,其太阳能电池板材料的主要成分为SiO2
C. 用于太空服制作的特种橡胶,属于有机高分子材料
D. CoFe2O4是制造智能磁性材料的原料之一,CoFe2O4属于合金
【答案】C
【解析】
【详解】A.磷酸铁锂电池可充电、可重复放电使用,属于二次电池,并非一次电池,A错误;
B.太阳能电池板的主要成分为晶体硅,SiO2是光导纤维的主要原料,B错误;
C.特种橡胶属于相对分子质量较高的有机聚合物,属于有机高分子材料,C正确;
D.CoFe2O4属于盐,而合金是具有金属特性的混合物,因此其不属于合金,D错误;
故答案选C。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 异丁烷的结构简式 B. 的电子式
C. 乙烯的球棍模型 D. 聚丙烯的结构简式
【答案】A
【解析】
【详解】A.异丁烷分子式为,结构简式为,A正确;
B.的电子式为,B错误;
C.乙烯的结构简式为,球棍模型为,C错误;
D.聚丙烯的结构简式为,D错误;
故选A。
3. 下列关于实验用途描述错误的是
A. 借助元素分析仪,可以区分乙烯和丙烯
B. 借助红外光谱,可以区分乙醛和乙酸
C. 借助测定沸点的方法,可以区分正戊烷和新戊烷
D. 借助核磁共振氢谱,可以区分甲酸丙酯和丙酸
【答案】A
【解析】
【详解】A.元素分析仪原理:样品高温燃烧,混合气体经分离后,红外检测器测定各气体浓度,依据气体含量,算出样品中 C、H、N、S、O 元素质量占比,仅能推导最简式,乙烯和丙烯最简式相同,不能区分,A错误;
B.红外光谱图可确定有机物中的化学键及官能团,乙醛和乙酸的官能团不同,可以区分,B正确;
C.正戊烷和新戊烷的沸点不同,正戊烷比新戊烷的沸点高,可以通过沸点区分,C正确;
D.核磁共振氢谱可以测定有机物分子中有几种处于不同化学环境的氢原子及它们的数目,甲酸丙酯()分子中有4种氢原子,个数比为1:2:2:3;丙酸()分子中有3种氢原子,个数比为3:2:1;二者核磁共振氢谱中吸收峰的个数不同,因此可以用核磁共振氢谱区分,D正确;
故答案选A。
4. 下列实验操作对应的现象和结论都正确的是
选项
实验操作
实验现象
实验结论
A
将卤代烃与NaOH溶液共热,冷却后加入AgNO3溶液
产生白色沉淀
卤代烃中含有氯元素
B
将1-溴丁烷和氢氧化钠乙醇溶液共热后产生的气体通入溴的CCl4溶液
溴的CCl4溶液褪色
1-溴丁烷发生了消去反应
C
将苯、液溴和溴化铁混合产生的气体通入硝酸银溶液中
产生淡黄色沉淀
苯发生了取代反应
D
向中滴加酸性KMnO4溶液
紫色褪去
该物质中存在醛基
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaOH会与AgNO3溶液反应产生沉淀,应先加入过量稀硝酸中和NaOH后,再加入AgNO3溶液进行检验,A错误;
B.1-溴丁烷和氢氧化钠乙醇溶液共热发生消去反应后产生的气体为1-丁烯,若溴的CCl4溶液褪色,说明1-溴丁烷发生了消去反应,B正确;
C.苯、液溴和溴化铁混合反应后产生的气体中既有HBr,也有挥发的Br2,两者都可以与硝酸银溶液反应产生淡黄色沉淀,故该现象无法说明苯发生了取代反应,C错误;
D.苯环上的甲基和醛基都可以使酸性高锰酸钾褪色,故不能证明该物质存在醛基,D错误;
故选B 。
5. 通过如图所示的合成路线可合成硅橡胶,下列说法错误的
A. 存在立体异构体
B. 反应1属于取代反应,反应2属于缩聚反应
C. 与可用红外光谱鉴别
D. 可与NaOH反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.不存在手性原子,所以不存在立体异构体,故A错误;
B.反应1是中的-Cl被-OH取代,属于取代反应,反应2生成高分子硅橡胶和水,属于缩聚反应,故B正确;
C.与的官能团不同,可用红外光谱鉴别,故C正确;
D.可与NaOH反应生成和氯化钠,故D正确;
选A。
6. 有机物是一种医药中间体,其合成路线如下。下列有关说法正确的是
A. 存在顺反异构现象 B. 能与甲醛发生缩聚反应
C. 最多能与反应 D. 时有生成
【答案】D
【解析】
【详解】A.顺反异构的存在条件是:碳碳双键的每个碳原子都连接2种不同的原子/基团。X中双键的一个碳原子连接了两个完全相同的,不满足顺反异构的条件,因此X不存在顺反异构,A不符合题意;
B.酚与甲醛发生缩聚反应,需要酚羟基的邻/对位至少有2个可反应的活泼氢,才能形成高分子聚合物。X中酚羟基的两个邻位都被和基团占据,仅对位有1个活泼氢,无法发生缩聚反应,B不符合题意;
C.1mol Y中含1mol内酯环酯基、1mol侧链酯基:内酯水解消耗1mol ,水解后生成1个酚羟基,又消耗1mol ;侧链水解消耗1mol ; 因此1mol Y最多消耗,C不符合题意;
D.X→Y是分子内的酯交换反应:X的酚羟基进攻其中一个的羰基,形成内酯,脱去一分子,因此有乙醇生成,D符合题意;
故选D。
7. 新型弹性材料“丁苯吡橡胶”的结构简式如图所示。其单体可能是下列6种中的几种,其中正确的组合是
① ② ③
④ ⑤ ⑥
A. ②④⑥ B. ③④⑥ C. ①②⑤ D. ①③⑥
【答案】B
【解析】
【详解】主链共8个碳原子,含2个双键,按规则拆分:
左侧4个碳,对应共轭二烯烃1,4-加成产物,断键还原双键后得到单体,对应题目中的⑥;接下来的2个碳,对应炔烃加聚打开三键的结构,还原双键后得到单体(苯乙炔),对应题目中的③;右侧2个碳,还原双键得到单体(2-甲基丙烯),对应题目中的④;
故正确的单体组合为③④⑥,答案选B。
8. 苯甲酸是化妆品中常用的防腐剂,微溶于水,易溶于乙醇。苯甲酸在水中的溶解度如下表:
温度/℃
25
50
75
溶解度/g
0.34
0.85
2.2
将1.0 g粗苯甲酸(含少量泥沙)溶于50mL蒸馏水中,按如图所示装置及流程即可得到苯甲酸晶体。下列说法正确的是
A. 用乙醇作溶剂进行实验,效果更好
B. 加热溶解粗苯甲酸时,还要尽量多加蒸馏水以充分溶解苯甲酸
C. 趁热过滤时未对漏斗进行预热,可能导致部分苯甲酸提前结晶析出
D. 相较自然冷却,放入冰箱冷却可快速得到颗粒较大的苯甲酸晶体
【答案】C
【解析】
【分析】粗苯甲酸样品含有少量泥沙,由于苯甲酸的溶解度随温度升高而增大,加热溶解后,需趁热过滤、除掉泥沙,对热的滤液进行冷却结晶,再次过滤得到苯甲酸固体,洗涤、干燥后得到苯甲酸晶体。
【详解】A.苯甲酸易溶于乙醇,冷却后苯甲酸难以结晶析出,无法达到提纯目的,因此水作溶剂更合适,A错误;
B.加热溶解时,若加入过多蒸馏水,会导致冷却结晶时苯甲酸的析出率降低,产率降低,B错误;
C.趁热过滤时未对漏斗进行预热,溶液遇冷的漏斗,可能导致部分苯甲酸提前结晶析出,C正确;
D.缓慢降温利于得到颗粒较大的苯甲酸晶体,D错误;
故选C。
9. 遇水剧烈水解,机理如图所示,下列说法正确的是
A. Si元素位于第四周期第Ⅳ族
B. 物质a与c均为非极性分子
C. 水解过程中键角发生了变化
D. 中间体b中以氢键与结合
【答案】C
【解析】
【详解】A.Si元素位于第三周期第Ⅳ族,A错误;
B.物质a与c均为四面体结构,a中四个基团一样,为非极性分子,c中有一个羟基,其余为氯原子,所以为极性分子,B错误;
C.a为正四面体结构,中间体b为五配位结构,c为四面体结构,但不是正四面体,所以水解过程中,键角发生了变化,C正确;
D.氧原子与硅原子之间不能形成氢键,以配位键结合,D错误;
故选C。
10. 碱土金属及其化合物有着重要应用。氯化铍蒸气中含(BeCl2)2()。Mg在N2中燃烧生成Mg3N2,在CO2中燃烧生成MgO和C.CaH2能与H2O反应生成H2,常用作野外产生H2的材料。下列说法正确的是
A. NaCl的熔点比NaF的高
B. 分子中存在配位键
C. 和中均存在非极性共价键
D. 与分子中每个O原子形成的键数目不同
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaCl和NaF均为离子晶体,离子所带电荷相同时,离子半径越小,晶格能越大,熔点越高。离子半径:,因此晶格能:,熔点:,A错误;
B.Be原子价电子数为2,成键后存在空轨道,桥连的Cl原子有孤电子对,可提供孤电子对给Be的空轨道形成配位键,因此分子中存在配位键,B正确;
C.是离子化合物,只存在离子键,没有非极性共价键,中内存在非极性共价键,C错误;
D.中O原子形成2个σ键(O-H键),(结构为)中每个O原子也形成2个键(1个O-H键、1个O-O键),键数目相同,D错误;
故选B。
11. 一种有机物结构简式为,下列有关该有机物的说法正确的是
A. 分子中最多有10个碳原子共平面
B. 该有机物能发生酯化反应,消去反应,银镜反应
C. 有机物中官能团有5种
D. 该有机物分别与足量溶液,溶液完全反应,消耗、的物质的量分别为1mol、6mol
【答案】C
【解析】
【详解】A.该有机物分子可表示为,圈内C原子都共平面,两个圈所在的平面可能重合,所以分子中所有的11个碳原子都可能共平面,故A错误;
B.该有机物分子中与醇羟基相连碳原子的邻位碳原子上没有H原子,不能发生消去反应,B错误;
C.该有机物分子中官能团有醇羟基、酚羟基、羧基、酯基和碳碳三键5种,故C正确;
D.该有机物分子中只有-COOH能与NaHCO3反应,酚-OH、-COOH、HCOO-都能与NaOH发生反应,因为酯基水解后生成了酚羟基,1molHCOO-能与2molNaOH发生反应,所以1mol该有机物分别与足量NaHCO3溶液、NaOH溶液完全反应,消耗NaHCO3、NaOH的物质的量分别为1mol、5mol,故D错误;
选C。
12. 下列与物质结构、性质相关的说法正确的是
A. 苯甲酸微溶于水,因其结构中不含亲水基团
B. 碳酸氢铵可用作食品膨松剂,因其具有挥发性
C. -D-葡萄糖()不能与新制溶液发生反应,因其不含—CHO结构
D. 聚苯经过掺杂处理后具有一定的导电性能,因其所含共轭大键体系为电荷传递提供了通路
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯甲酸结构中含有—COOH,是亲水基团,但苯基疏水,羧基的占比小,导致其微溶于水,A错误;
B.碳酸氢铵作食品膨松剂是因受热分解产生气体(如、),使食品膨胀,而非因其挥发性,B错误;
C.在葡萄糖水溶液中,存在链状和环状结构之间的平衡,示意图如下,-D葡萄糖在水溶液中会开环转化为含醛基的链状葡萄糖,可与新制溶液发生反应,C错误;
D.聚苯中由于存在共轭大键可使电子在体系内移动,为电荷传递提供通路,掺杂后具有一定的导电性能,D正确;
故选D。
13. 科学家发现:将薄层嵌入和之间,相比同等量的,产生的电量可提高1000倍。经射线分析鉴定,钛酸钡的晶胞结构如图所示(、均与相接触),的立方晶胞边长为。下列叙述正确的是
A. 晶胞中与最近且距离相等的有6个
B. 晶胞中点的分数坐标为
C. 两个的最近核间距离为
D. 晶体的密度为
【答案】A
【解析】
【详解】A.Ti4+位于顶点,三个坐标轴的正负方向各有1个最近的,共个,A正确;
B.已知原点,分数坐标将晶胞边长看作1,图中点的分数坐标为,B错误;
C.两个相邻的最近核间距离是面对角线的一半,即,C错误;
D.晶胞中各离子的数目:位于晶胞顶点,数目为;位于体心,数目为;位于棱心,数目为,晶胞质量,晶胞边长,晶胞体积,密度,D错误;
故选A。
14. 某种聚碳酸酯P的透光性好,可制成车、船的挡风玻璃,以及眼镜镜片、光盘等。其合成原理:
下列叙述正确的是
A. 上述反应属于加聚反应 B. 甲与溶液反应产生
C. 0.1 mol乙最多能与16 g NaOH反应 D. 甲分子中共直线的原子最多为7个
【答案】C
【解析】
【详解】A.上述反应中有小分子生成,属于缩聚反应,A错误;
B.甲中酚羟基的酸性弱于碳酸,甲与碳酸钠溶液反应生成,B错误;
C.,0.1 mol乙最多能与0.4 mol NaOH反应,0.4 mol NaOH的质量为16 g,C正确;
D.甲中与2个甲基相连的碳原子采用杂化,不能与两个苯环同时共直线,故共直线的原子最多为4个,D错误;
故选C。
15. 有机物乙酰乙酸()是肝脏脂肪酸氧化分解的中间产物之一,乙酰乙酸的脱羧反应机理如图所示。
下列说法错误的是
A. X是该反应的中间产物,化学式为
B. 增大的用量,有利于提高脱羧反应的平衡转化率
C. 反应过程中氮原子的杂化方式有、
D. 按照乙酰乙酸的脱羧反应机理,无法脱羧反应生成
【答案】B
【解析】
【详解】A.由元素守恒推出,图中X为,是反应中间产物,A正确;
B.是反应的催化剂,增大用量只能加快速率,无法提高脱羧反应的平衡转化率,B错误;
C.反应过程中,氮原子在中为杂化,在=NR中为杂化,C正确;
D.从脱去的过程可以看到,碳碳双键是在羧基相连的碳原子上形成,连有氮原子的碳原子也形成碳碳双键,然后才能转化成含有碳氮双键的结构,而对于,只能停留在D这一步,无法通过电子转移实现脱去二氧化碳,所以不能按照该反应机理进行脱羧,D正确;
故选B。
第Ⅱ卷(非选择题)
16. 现有以下几种有机物:
① ② ③
④ ⑤ ⑥
请利用上述给出的物质按要求回答下列问题:
(1)有机物①的系统命名为___________。②一氯代物的同分异构体___________种。
(2)③中含氧官能团的名称为___________。
(3)既能与酸反应又能与碱反应的是___________。
(4)与 H2加成消耗氢最多的是___________(填序号),1mol 该有机物最多消耗___________mol H2
(5)消耗氢氧化钠最多的是___________(填序号),1mol 该有机物最多消耗___________mol NaOH
(6)某高分子化合物是由两种单体加聚而成的,其结构如下: 两种单体的结构简式分别为___________、___________。
【答案】(1) ①. 2,4,4-三甲基己烷 ②. 4
(2)酯基、酰胺基 (3)⑤
(4) ①. ⑥ ②. 8
(5) ①. ③ ②. 5
(6) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
由①的结构简式可知,最长链由6个碳原子,含有3个甲基,名称为2,4,4-三甲基己烷;②一氯代物的同分异构体有4种:;
【小问2详解】
依据③的结构简式可知其含氧官能团为酰胺基和酯基;
【小问3详解】
依据③的结构简式可知其含酰胺基和酯基均能与酸或碱反应⑤中有氨基和羧基,氨基与酸反应羧基能与碱反应;
【小问4详解】
⑥中的苯环与碳碳三键都能与H2加成,1mol⑥最多与8 mol H2发生加成反应;
【小问5详解】
③中两个酯基水解得到羧基和酚羟基都能与碱反应,酰氨基水解得到羧基与碱反应,共消耗 5 molNaOH;
【小问6详解】
某高分子化合物是由两种单体加聚而成的,其结构如下:两种单体的结构简式分别为和。
17. 在浓硫酸催化作用下,水杨酸与乙酸酐反应,水杨酸分子中的羟基被乙酰化,生成阿司匹林(乙酰水杨酸),反应原理如下:
实验室利用上述方法合成阿司匹林并检验其纯度,相关物质的性质和实验步骤如下:
摩尔质量/
溶解性
水杨酸
138
微溶于水,易溶于乙醇
乙酸酐
102
与水反应生成乙酸,能溶于乙醇
乙酰水杨酸
180
能溶于热水和乙醇
Ⅰ.粗产物的制备:在洁净干燥的锥形瓶中依次加入水杨酸、乙酸酐(过量)和5滴浓硫酸,置于的水浴中加热约20 min,振摇,然后停止加热,___________,缓缓加入水,振摇,置于冷水浴中冷却使晶体完全析出、过滤并用少量冷水洗涤,得粗产品。
Ⅱ.分离提纯:将粗产品转入到烧杯中,加入饱和溶液,搅拌至不再有产生为止。过滤,将滤液置于冰水浴中,缓缓加入盐酸,使晶体尽量析出,过滤,用少量冷水洗涤次,干燥,称量得产品。
回答下列问题:
(1)阿司匹林分子中碳原子的杂化方式为___________。
(2)水杨酸在该条件下易发生缩聚的副反应,其化学方程式为___________。
(3)所用反应容器必须干燥无水,其原因是___________。
(4)补全“粗产品的制备”中的实验步骤:___________。
(5)加入饱和溶液的作用是___________。
(6)取少量产品,溶入几滴乙醇,并滴加2滴___________(填试剂名称),若显色,则说明仍有水杨酸存在,需进一步通过___________(填实验方法)提纯。
(7)该实验的产率为___________(保留两位小数)。
【答案】(1)、
(2) (3)防止乙酸酐与水反应生成乙酸,降低反应物利用率
(4)冷却至室温 (5)使乙酰水杨酸转化为易溶于水的钠盐,与不溶性副产物分离
(6) ①. 三氯化铁溶液 ②. 重结晶
(7)
【解析】
【分析】本实验核心目的为以水杨酸、过量乙酸酐为原料,浓硫酸催化合成乙酰水杨酸并提纯检验。粗产物制备阶段,70℃水浴加热完成酰基化反应,后续冷却、加水分解过量乙酸酐,冰水浴冷却析出粗品。分离提纯阶段,加入饱和碳酸氢钠溶液使乙酰水杨酸转化为可溶性钠盐,过滤除去不溶性的水杨酸缩聚副产物,滤液加盐酸酸化重新析出乙酰水杨酸,经洗涤干燥得到纯品。副反应为水杨酸分子间羟基与羧基发生缩聚反应生成聚酯。
【小问1详解】
阿司匹林分子中,苯环碳原子、羧基中羰基碳原子、酯基中羰基碳原子均形成3个σ键,无孤电子对,杂化方式为;乙酰基中的甲基碳原子形成4个σ键,无孤电子对,杂化方式为。
【小问2详解】
水杨酸分子中同时含有酚羟基与羧基,一定条件下可发生缩聚反应,羟基与羧基间脱去水分子,生成聚邻羟基苯甲酸,反应方程式为。
【小问3详解】
乙酸酐可与水反应生成乙酸,若反应容器含水,会消耗反应物乙酸酐,降低乙酸酐的利用率,因此反应容器必须干燥无水。
【小问4详解】
70℃水浴加热反应完成后,停止加热,需先将反应体系冷却至室温,再缓缓加入15mL水,分解过量的乙酸酐,防止高温下水与乙酸酐反应过于剧烈,后续冰水浴冷却使晶体充分析出。因此补全的实验步骤为冷却至室温。
【小问5详解】
乙酰水杨酸分子中含有羧基,酸性强于碳酸,可与饱和碳酸氢钠溶液反应生成易溶于水的乙酰水杨酸钠,而副反应生成的水杨酸缩聚物不溶于饱和碳酸氢钠溶液,通过过滤可除去不溶性杂质,实现乙酰水杨酸与副产物的分离。
【小问6详解】
水杨酸分子中含有酚羟基,可与三氯化铁溶液发生显色反应,显紫色,而阿司匹林分子中无酚羟基,无该现象,因此选用三氯化铁溶液检验水杨酸残留。若存在水杨酸残留,可利用阿司匹林与水杨酸在溶剂中溶解度随温度的变化差异,通过重结晶方法进一步提纯。
【小问7详解】
水杨酸的摩尔质量为,2.76g水杨酸的物质的量为,乙酸酐过量,因此理论上生成乙酰水杨酸的物质的量为0.02mol。乙酰水杨酸的摩尔质量为,因此理论产量为。实际产量为2.18g,因此产率为。
18. 麦克尔反应和Heck反应是构建碳骨架的重要反应。
Ⅰ.有机物C是一种重要的化工原料,可通过麦克尔反应合成[Ph-表示苯基],反应如下。
(1)化合物A的分子式为___________。
(2)下列说法正确的有___________(填标号)。
a.可用溴水检验化合物C中是否含有化合物B
b.上述合成化合物C过程中存在π键与σ键的断裂与形成
c.由反应的结果可推测化合物A中②号H活性大于①号H
d.化合物B与互为同系物
(3)根据化合物B的结构特征,分析预测其化学性质,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
___________
加成反应
②
催化剂
___________
加聚反应
Ⅱ.化合物3a是一种抗病毒药物,可通过Heck反应合成,反应如下。
(4)其中2a中的羰基换成酯基,也能发生上述反应,请根据上述原理,利用苯、、完成下列合成步骤制备:
①第一步,苯环上引入溴原子的化学反应方程式为___________。
②第二步,合成片段a可通过___________(填反应类型)一步得到。
③第三步,进行Heck反应,得到产品。
(5)化合物自身进行Heck反应的主要产物的结构简式为___________。
【答案】(1)
(2)ac (3) ①. 、催化剂、加热 ②.
(4) ①. ②. 取代反应
(5)
【解析】
【分析】I.反应物A的酮羰基的邻位H能与B发生加成反应,两个邻位H的活性不同导致产物生成的量不同;Ⅱ.1a中的溴原子与2a的碳碳双键的邻位氢发生了取代反应,两个氢活性不同导致产物的量不同。
【小问1详解】
由键线式可知,化合物的分子式为C13H16O。
【小问2详解】
化合物C可以萃取溴水中的溴而使有机层呈橙色,化合物B中含有碳碳双键可以与溴发生加成反应而使溴水褪色,a正确;上述合成化合物C过程中不存在键的形成,b错误;由反应的结果可知,主产物是号H与B发生了加成反应,故可推知化合物A中号活性大于号H,c正确;B中含有酮羰基,中含有醛基,官能团不同,二者不互为同系物,d错误;故答案选ac。
【小问3详解】
由表中结构和反应类型为加成反应,可知该反应为B中碳碳双键、酮羰基与氢气的加成,反应试剂、条件为H2、催化剂、加热;B发生加聚反应生成。
【小问4详解】
苯环上引入溴原子即发生取代反应,化学反应方程式为;合成片段a可通过取代反应或酯化反应得到。
【小问5详解】
由题干反应中生成3a的信息可知,化合物自身也能进行 反应,其中中1号碳原子上的H和I发生取代反应,则主要产物的结构简式为:。
19. 石油裂解气用途广泛,可用于合成各种橡胶和医药中间体。利用石油裂解气合成CR橡胶和医药中间体K的路线如图:
已知:Ⅰ.氯代烃D核磁共振氢谱峰面积比为2∶1;
Ⅱ.RCH2COOH
回答下列问题:
(1)A的顺式异构体的结构简式为___________。
(2)D的化学名称是___________。
(3)反应②的条件是___________。
(4)①的反应类型为___________。
(5)写出F→G过程中第一步反应的化学方程式___________。
(6)写出G与乙二醇发生聚合反应的化学方程式___________。
(7)写出符合下列条件的物质M的结构简式:___________。
①与G互为同系物;②比G多两个碳原子;③含有一个手性碳原子
【答案】(1) (2)1,3-二氯丙烷
(3)NaOH水溶液、加热 (4)加聚反应
(5)OHCCH2CHO+4[Ag(NH3)2]OHNH4OOCCH2COONH4+4Ag↓+6NH3+2H2O
(6)nHOOCCH2COOH+nHOCH2CH2OH+(2n-1)H2O
(7)HOOCCH(CH3)CH2COOH
【解析】
【分析】该路线中,B的分子式为C4H5Cl,结合左侧CR橡胶的结构可知,B应为CH2=CCl-CH=CH2,B通过加聚反应生成CR橡胶。A的分子式为C4H6Br2,且可进一步转化为C,C的结构为BrCH2CH2CH2CH2Br,因此A应为1,4-二溴-2-丁烯,具有顺反异构;C为1,4-二溴丁烷,可与H发生丙二酸酯合成反应并关环生成环戊烷二羧酸酯。D为C3H6Cl2,且核磁共振氢谱峰面积比为2:1,说明D为对称结构ClCH2CH2CH2Cl,即1,3-二氯丙烷;D经水解生成E,即HOCH2CH2CH2OH;E在O2/Cu、加热条件下被氧化为F,即OHCCH2CHO;F经银氨溶液氧化、酸化生成G,即HOOCCH2COOH;G与乙醇发生酯化反应生成H,即丙二酸二乙酯C2H5OOCCH2COOC2H5;据此作答。
【小问1详解】
依据分析,A的结构简式为BrCH2CH=CHCH2Br,顺式结构为;
【小问2详解】
D为ClCH2CH2CH2Cl,化学名称为1,3-二氯丙烷;
【小问3详解】
反应②是1,3-二氯丙烷转化为1,3-丙二醇,属于卤代烃水解反应;卤代烃水解通常使用NaOH水溶液并加热,使-Cl被-OH取代,产生HOCH2CH2CH2OH和NaCl;
【小问4详解】
B为氯丁二烯CH2=CCl-CH=CH2,分子中含有碳碳双键,可以发生加聚反应生成CR橡胶。反应①对应小分子单体聚合生成高分子,因此反应类型为加聚反应;
【小问5详解】
E经O2/Cu、加热氧化生成F,F应为OHCCH2CHO,即丙二醛。F到G的过程为先用银氨溶液将两个醛基氧化为羧酸铵盐,再酸化得到丙二酸G。题目要求写F→G过程中第一步反应,即银氨溶液氧化醛基的反应。由于F中有2个醛基,所以消耗4 mol [Ag(NH3)2]OH,生成4 mol Ag,故反应式为OHCCH2CHO+4[Ag(NH3)2]OHNH4OOCCH2COONH4+4Ag↓+6NH3+2H2O;
【小问6详解】
G为丙二酸,结构为HOOCCH2COOH,乙二醇为HOCH2CH2OH。二元羧酸和二元醇在一定条件下可以发生缩聚反应,生成聚酯和水;
【小问7详解】
G为丙二酸(HOOCCH2COOH),分子中含2个羧基。M与G互为同系物,说明M也应为饱和二元羧酸;M比G多2个碳原子,则M的碳原子数为5;同时要求含有一个手性碳原子。符合条件的结构为2-甲基丁二酸,其结构为HOOCCH(CH3)CH2COOH,其中2号C连接H、CH3、COOH和CH2COOH四种不同原子或原子团,为手性碳原子。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$