内容正文:
化学•试题
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16
一、选择题:本题共10个小题,每小题2分,共20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、科技等密切相关,下列说法错误的是
A. 腈纶可以制成毛毯,其属于有机高分子材料
B. 聚乳酸可制成生物降解塑料,用于一次性餐具
C. 通过X射线衍射可测定青蒿素晶体结构
D. 洗洁精能去除油污,是因为洗洁精中的表面活性剂可使油污水解为水溶性物质
【答案】D
【解析】
【详解】A.腈纶是聚丙烯腈类合成纤维,属于合成有机高分子材料,可制成毛毯,A正确;
B.聚乳酸()属于可生物降解的高分子材料,废弃后可被微生物分解,可用于制作一次性餐具,B正确;
C.X射线衍射是测定晶体结构的常用方法,可用于测定青蒿素的晶体结构,C正确;
D.洗洁精去除油污是利用表面活性剂的乳化作用,将油污分散为小液滴形成乳浊液除去,并非使油污水解,D错误;
故选D。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 电子式
B. 此过程能形成吸收光谱
C. 聚异戊二烯的链节:
D. 的系统命名:羟基甲苯
【答案】C
【解析】
【详解】A.B最外层有3个电子,氯原子与硼原子形成三个单键,其电子式为,A错误;
B.p轨道存在x、y和z三个方向,三个方向中的电子拥有相同的能量,故x方向电子跃迁到z方向不会发生能量的吸收或释放,不会形成吸收光谱,B错误;
C.异戊二烯的结构式为:,形成聚异戊二烯时,两侧双键各断裂一根,并在中间两碳原子间重新形成双键,两侧连接其他链节,C正确;
D.命名优先级:苯酚>甲苯,故应选苯酚为主体,系统命名为:甲基苯酚,D错误;
故答案为C。
3. 下列关于实验安全与事故的处理正确的是
A. 向暴沸的液体中加入沸石
B. 实验结束后的有机废液均是焚烧处理
C. 苯酚不慎沾到手上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
D. “银镜反应”中制备银氨溶液时加入过量的氨水,以保证溶液呈碱性
【答案】C
【解析】
【详解】A.正在暴沸的液体温度很高,此时加入沸石会导致液体飞溅引发安全事故,应待液体冷却至室温后再补加沸石,A错误;
B.不同有机废液性质差异大,部分含氯、含硫的有机废液焚烧会产生二噁英、SO2等有毒有害污染物,需分类处理,并非全部焚烧,B错误;
C.苯酚具有腐蚀性,且易溶于乙醇,乙醇对皮肤刺激性弱,因此苯酚沾到手上时先用乙醇冲洗溶解苯酚,再用水冲洗即可除去,C正确;
D.制备银氨溶液时氨水不能过量,过量氨水会降低银氨溶液的氧化活性,还易生成易爆的叠氮化银类物质,只需滴加氨水至最初产生的沉淀恰好溶解即可,D错误;
故答案选C。
4. 下列反应在有机合成中不能用于增长碳链的是
A. 羧酸和醇的酯化反应 B. 乙醛与HCN的加成反应
C. 烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化 D. 苯酚与甲醛生成酚醛树脂
【答案】C
【解析】
【详解】A.羧酸和醇的酯化反应将羧酸和醇的碳链通过酯键连接,总碳数增加,可以增长碳链,A不符合题意;
B.乙醛与HCN的加成反应在羰基上引入氰基(-CN),产物碳数由2增至3,可以增长碳链,B不符合题意;
C.烯烃被酸性高锰酸钾氧化时,双键断裂生成羧酸或酮等产物,碳链被断开,导致碳链缩短,不能用于增长碳链,C符合题意;
D.苯酚与甲醛缩聚生成酚醛树脂时,甲醛的碳作为桥连结构连接苯酚单元,形成长链或网状高分子,碳链增长,D不符合题意;
故选C。
5. 根据物质结构推测其性质,下列推测的性质不合理的是
选项
物质
组成与结构变化
性质变化
A
苯酚
在苯环上引入三个硝基
羟基上的更易电离
B
乙酸
引入一个O原子变为
氧化性增强
C
晶体硅
碳原子取代部分硅原子
耐磨性增强
D
聚乙炔
加入掺杂
导电性降低
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.硝基是强吸电子基团,苯酚苯环上引入三个硝基后,羟基氧的电子云密度降低,键极性增强,羟基上的更易电离,A正确;
B.乙酸引入一个原子后得到过氧乙酸,分子中存在过氧键,过氧键易断裂表现强氧化性,氧化性比乙酸强,B正确;
C.碳原子半径小于硅原子,碳原子取代部分硅原子后,键键长比键短,键能更大,晶体的耐磨性增强,C正确;
D.聚乙炔是具有共轭双键结构的导电高分子,加入掺杂后会引入自由载流子,导电性显著升高而非降低,D错误;
故选D。
6. 去除对应有机物中的杂质,所选试剂和仪器均正确的是
有机物(杂质)
A.甲烷
B.丙醇(丙酸)
试剂
酸性KMnO4溶液
溶液
主要仪器
有机物(杂质)
C.苯(苯酚)
D.
试剂
浓溴水
KOH溶液
主要仪器
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.具有还原性,可被酸性溶液氧化除去,甲烷与酸性溶液不反应,洗气法除杂使用洗气瓶合理,所选试剂和仪器均正确,A正确;
B.丙酸与反应生成高沸点的丙酸钠,丙醇与水互溶,需通过蒸馏法分离丙醇,蒸馏应使用直形冷凝管,题给球形冷凝管不符合要求,B错误;
C.苯酚和浓溴水反应生成的2,4,6-三溴苯酚可溶于苯,无法通过过滤分离,还会引入新杂质溴,试剂选择错误,C错误;
D.乙酸和反应生成乙酸钾,但乙醛可溶于水,反应后体系中物质互溶,无法用分液漏斗分液分离,所以通过分液的方法无法将其除去,D错误;
故选A。
7. 下列各醇中,能发生氧化反应,又能发生消去反应可生成具有顺反异构体的有机物是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.为1,2-丙二醇,消去产物无顺反异构,A错误;
B.为1-丁醇,消去生成1-丁烯,无顺反异构,B错误;
C.为叔丁醇,不易氧化,消去生成异丁烯,无顺反异构,C错误;
D.该醇(2-丁醇)为仲醇,能发生氧化反应生成丁酮;同时含有β-氢,能发生消去反应生成2-丁烯。2-丁烯的双键两端碳原子均连接不同的原子或基团,因此存在顺反异构体(顺-2-丁烯和反-2-丁烯),D正确;
故答案为D。
8. X是合成异靛蓝衍生物的一种重要中间体,结构如图。关于的说法正确的是
A. 的分子式
B. 该分子中含有4种官能团
C. 该分子最多与反应
D. 一定条件下能发生取代、加成和消去反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据结构简式,分子中含10个C、8个H、1个N、2个O、1个Br,分子式应为C10H8NO2Br,A正确;
B.分子中的官能团为羰基、酰胺基、溴原子,共3种官能团,B错误;
C.苯环可与H2按1:3加成,羰基可与H2按1:1加成,该分子最多与反应,C错误;
D.该有机物中含有苯环,可以和H2发生加成反应,含有酰氨基,可以发生取代(水解)反应,-CH2Br直接连接在苯环上,无法发生消去反应,D错误;
故选A。
9. 某学习小组研究某有机化合物A的组成和结构,研究过程如下:9.0g A在足量氧气中充分燃烧,产物只有和,将产物依次通过浓硫酸、碱石灰,使其充分吸收,两者分别增重5.4g和13.2g。A的波谱分析结果如图。
下列说法不正确的是
A. 有机化合物A的实验式
B. 结合图谱信息可知A的结构简式为
C. 1mol A与甲醛的混合物燃烧消耗氧气的量与二者的比例有关
D. 分子A中含有一个手性碳原子
【答案】B
【解析】
【分析】9gA在足量氧气中充分燃烧,并使产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重5.4g和13.2g,增重的5.4g为水(物质的量为),则9gA中含有0.3×2×1g=0.6gH,13.2g为二氧化碳(物质的量为),即9gA中含有0.3×1×12g=3.6gC,可推知9gA中还有O质量为(9-0.6-3.6)g=4.8g(物质的量为),可得该有机物中N(C):N(H):N(O)=0.3mol:(0.3×2mol):0.3mol=1:2:1,实验式为CH2O,设该分子的分子式为(CH2O)x,由质谱图可知相对分子量为90,12x+2x+16x=90,x=3,即分子中有3个碳原子,由核磁共振氢谱可知该分子中有4种化学环境的氢,由红外光谱图可知该分子存在羟基和羧基,则该分子的结构简式为CH3CH(OH)COOH或HOCH2CH2COOH,根据核磁共振氢谱可知4种氢比例为1:1:1:(>1),则该有机物的结构简式为CH3CH(OH)COOH。
【详解】A.由分析可知该有机物的实验式为CH2O,A正确
B.由分析可知该有机物的结构简式为CH3CH(OH)COOH,B错误;
C.该有机物分子式为C3H6O3,甲醛的分子式为CH2O,1molA和xmol甲醛的混合物燃烧消耗氧气的量为(3+x)mol,因此消耗氧气的量与二者的比例有关,C正确;
D.2号碳连接甲基、H、羟基、羧基为手性碳,甲基碳和羧基碳均不是手性碳,D正确;
故答案为B。
10. 苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸,反应原理如下。
一定量的甲苯和碱性水溶液在100℃反应一段时间后停止反应,按如下流程分离出苯甲酸并回收未反应的甲苯。(已知:苯甲酸易溶于乙醇,在水中的溶解度:25℃和95℃时分别为0.3g和6.9g)
下列说法不正确的是
A. 操作I为分液,其中所需产品以有机酸盐的形式存在于水溶液中
B. 系列操作II为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C. 检验产品苯甲酸是否洗涤干净可用硝酸酸化的溶液
D. 洗涤苯甲酸时,用乙醇的效果比用蒸馏水好
【答案】D
【解析】
【分析】根据题给信息知,一定量的甲苯和溶液在100℃反应一段时间后停止反应,反应混合物为苯甲酸钾、氢氧化钾(暂定)、二氧化锰和剩余的甲苯,经过滤除去不溶物二氧化锰,滤液为苯甲酸钾、氢氧化钾(暂定)和剩余的甲苯,经过操作I分液,得到的有机相为甲苯,经过干燥、过滤、蒸馏得到无色液体A,A为纯净的甲苯液体;水相为氢氧化钾(暂定)和苯甲酸钾的混合液,加入浓盐酸,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到白色固体B(苯甲酸);
【详解】A.根据分析可知,操作I为分液,水相为氢氧化钾(暂定)和苯甲酸钾的混合液,A正确;
B.根据分析可知,操作II为蒸发浓缩、冷却结晶(25℃时苯甲酸溶解度为0.3 g)、过滤、洗涤、干燥得到固体B,B正确;
C.提纯加入了浓盐酸,检验产品苯甲酸是含氯,用硝酸酸化的溶液检验,有白色沉淀,说明含氯离子,反之则没有氯离子,C正确;
D.根据题意可知,苯甲酸在水中的溶解度:25℃和95℃时分别为0.3 g和6.9 g,易溶于乙醇,洗涤苯甲酸时用冷蒸馏水比乙醇好,D错误;
故答案选D。
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列操作能达到实验目的的是
目的
操作
A
除去乙酸乙酯中的乙酸
加入适量的NaOH溶液,振荡、静置、分液
B
检验绿茶中是否含有酚类物质
向茶水中滴加FeCl3溶液
C
配制用于检验醛基的氢氧化铜悬浊液
向试管中加入2 mL 10% NaOH溶液,再滴加5滴2% CuSO4溶液
D
证明淀粉完全水解
向淀粉溶液中加入适量稀硫酸,加热煮沸,加入过量NaOH,再加入少量碘水,淀粉未变蓝
A. A B. B C. C D. D
【答案】BC
【解析】
【详解】A.乙酸乙酯在NaOH溶液中会发生水解反应,应选用饱和碳酸钠溶液,A错误;
B.酚类物质含有酚羟基,遇FeCl3溶液会发生特征显色反应,可用于检验酚类物质,B正确;
C.检验醛基的氢氧化铜悬浊液需要保证碱性环境,即NaOH过量,该操作中NaOH用量远大于CuSO4,符合配制要求,C正确;
D.过量的NaOH会与碘水发生化学反应消耗I2,即使淀粉有剩余也不会出现蓝色,无法证明淀粉完全水解,D错误;
故选BC。
12. 科学家通过对水杨酸进行分子结构修饰,得到药物美沙拉嗪,下列说法错误的是
A. 反应1产物中是否含有残留的水杨酸,可用溶液检验
B. 反应1中,需控制反应条件,防止水杨酸被氧化
C. 反应2可通过还原反应生成美沙拉嗪
D. 在盐酸中溶解性:水杨酸>美沙拉嗪
【答案】AD
【解析】
【详解】A.水杨酸和反应1的产物都含有酚羟基,均能与溶液发生显色反应,无法用溶液检验是否残留有水杨酸,A错误;
B.水杨酸含酚羟基,具有还原性,易被强氧化剂硝酸氧化,因此反应1需要控制条件防止水杨酸被氧化,B正确;
C.反应2是硝基转化为氨基,属于加氢去氧的还原反应,可通过还原反应生成美沙拉嗪,C正确;
D.美沙拉嗪含有碱性氨基,可与盐酸反应生成易溶于水的铵盐,水杨酸含酸性官能团羧基,使其在盐酸中溶解度较低,因此在盐酸中溶解性:水杨酸<美沙拉嗪,D错误;
故答案选AD。
13. 化合物X的晶胞如图所示,下列叙述正确的是
A. X中存在键 B. X属于混合型晶体
C. X的化学式可表示为 D. X中C原子上有1对孤电子对
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,晶胞中C原子的个数是,N位于晶胞内部,个数为4,则晶胞化学式为;
【详解】A.C、N均以单键连接,晶胞中不含π键,A错误;
B.晶胞内只存在共价键,不是混合型晶体,B错误;
C.由分析可知,晶胞化学式为,C正确;
D.位于面心的C原子,与周围4个氮原子(位于两个晶胞内)相连,其配位数为4,不存在孤对电子,D错误;
故选C。
14. 重排反应是指一定条件下有机物分子中某些基团的转移或分子内碳骨架改变的反应。已知Cope重排反应:。下列说法错误的是
A. 甲的系统命名为3-乙基-1,5-己二烯
B. 甲、乙中所有C原子均可以共平面
C. 乙与酸性溶液反应的产物有、、
D. 发生上述重排反应的产物为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.选取包含两个双键的最长碳链(6个碳)做主链,从靠近双键且离支链较近的一端给主链碳原子编号,双键位于1、5号位,乙基位于3号位,则系统命名为3-乙基-1,5-己二烯,A正确;
B.甲中存在多个饱和碳原子,饱和碳原子与其直接相连的四个原子形成四面体结构,如甲中“1”处的碳原子,会导致部分碳原子无法共平面,因此所有C原子不可能均共平面,B错误;
C.乙的结构简式为,根据酸性溶液氧化碳碳双键的规律“二氢成气,一氢成酸,无氢成酮”,反应的产物有三种:、、,C正确;
D.根据题意,先定位发生重排的碳原子,1-1,碳碳键断裂,2-3与2,-3,碳碳双键转移到1-2与1,-2,中,连接3-3'键,故发生反应为 ,D错误;
故答案选BD。
15. 屠呦呦团队发现了青蒿素,有效降低了疟疾患者的死亡率。已知:青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,热稳定性差,在水中几乎不溶,易溶于有机溶剂,如乙醇(常温常压下沸点为78.3℃)、乙醚(常温常压下沸点为34.6℃)等。如图是从黄花青蒿中提取青蒿素的工艺流程,下列说法不正确的是
A. 研碎时应该将黄花青蒿置于研钵中,研碎的目的是增大与溶剂X的接触面积
B. 操作Ⅰ用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗
C. 操作Ⅱ是蒸馏,操作III是用水进行重结晶
D. 溶剂X选用乙醚,提取效果比乙醇好
【答案】C
【解析】
【分析】将黄花青蒿干燥后,在研钵中进行研磨,得到固体粉末,加入乙醚,进行萃取;萃取后过滤(操作),将得到的滤液进行蒸馏(操作),蒸出乙醚,得到粗品,再将粗品进行萃取、蒸馏(操作),得到精品青蒿素,据此作答。
【详解】A.研碎时应该将黄花青蒿置于研钵中进行,可增大与乙醚的接触面积,加快浸取速率,A正确;
B.已知青蒿素易溶于乙醚,操作加入乙醚可萃取青蒿素,再过滤,将残渣和提取液分离,过滤时需要玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗,B正确;
C.青蒿素在水中几乎不溶,应该加乙醇溶解,然后经浓缩、结晶、过滤获得精品,C错误;
D.由于乙醚沸点比较低,蒸馏提取所需温度较低,可保护对热不稳定青蒿素不被破坏,所以用乙醚作溶剂提取效果比乙醇好,D正确;
故选C。
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16. 依据下列①~⑧有机物回答问题。
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦;⑧
(1)用系统命名法对⑤命名:___________。
(2)分子②中最多有___________个碳原子共平面。
(3)①~④中,有顺反异构体的是___________(填数字序号)。
(4)与⑤互为同系物且碳原子数最少的有机物的结构简式为___________。
(5)⑤~⑧中互为同分异构体的是___________(填数字序号)。
(6)与⑦含有相同官能团且能发生银镜反应的同分异构体有___________种(不考虑立体异构),其中含有3个甲基的同分异构体的结构简式为___________。
(7)1 mol ⑧与足量氢氧化钠溶液共热,可消耗___________mol NaOH。
【答案】(1)3-甲基-2-丁醇
(2)6 (3)④
(4)CH3-OH (5)⑥⑦
(6) ①. 4 ②.
(7)3
【解析】
【小问1详解】
⑤的结构式为,用系统命名法的名称为3-甲基-2-丁醇;
【小问2详解】
②的结构式为,与碳碳双键直接相连的4个碳原子均在同一个平面,与双键相邻的单键碳(如右侧-CH 和末端-CH3)可通过单键旋转进入该平面,所有6个碳原子均可通过构象调整处于同一平面;
【小问3详解】
产生顺反异构的条件是碳碳双键两端的每一个碳原子上连接的两个原子或基团不相同,①中无碳碳双键,不存在顺反异构;②双键左侧的碳原子连接了两个相同的甲基,不存在顺反异构;③双键的一个碳原子连接了两个相同的氢原子,不存在顺反异构;④碳碳双键两端的每一个碳原子上连接的基团不相同,存在顺反异构,因此存在顺反异构的是④;
【小问4详解】
⑤为饱和一元醇,与其互为同系物且碳原子数最少的有机物是甲醇,结构简式为CH3OH;
【小问5详解】
⑤的分子式为C5H12O,⑥和⑦的分子式C5H10O2,⑧的分子式为C8H8O3,⑥和⑦的分子式相同,但是结构不同,因此⑥和⑦互为同分异构体;
【小问6详解】
⑦的分子式C5H10O2,具有相同官能团并且能发生银镜反应说明存在甲酸酯基,剩余的四个碳组成的丁基共有四种同分异构体,因此共有四种同分异构体,分别为、、和;其中含有3个甲基的为;
【小问7详解】
⑧在酸性条件下水解应生成乙酸和,羧基和酚羟基均显酸性,能与NaOH反应,因此在与足量氢氧化钠溶液反应,1 mol⑧可以消耗3 mol的NaOH。
17. 肉桂醛F()是一种实用香料,可通过以下路线合成:
已知:
(1)A→B的化学方程式为___________。
(2)B→C反应所需的试剂及条件是___________。
(3)F中官能团的名称为___________,F中碳原子的杂化方式有___________种,检验F中官能团的试剂和顺序正确的是___________(填序号)。
a.先加溴水,再加酸性高锰酸钾溶液
b.先加酸性高锰酸钾溶液,再加银氨溶液,水浴加热
c.先加足量的新制悬浊液,微热,酸化后再加溴水
d.先加银氨溶液,微热,再加溴水
(4)物质E为___________(写结构简式)。
(5)请写出同时满足以下条件,F的同分异构体的结构简式___________(写出一种即可)。
①分子中不含和 —OH,②是苯的对位二取代物,③除苯环外,不含其他环状结构。
【答案】(1) (2)NaOH水溶液、加热
(3) ①. 碳碳双键、醛基 ②. 1 ③. c
(4)
(5)或
【解析】
【分析】肉桂醛的合成过程中,由C(苯甲醇)中具有苯环结构,结合A的分子式(),可推出A的结构简式为,即甲苯;A中的一个氢原子被氯原子取代,得到B(),B由甲苯在光照下与氯气发生取代反应得到,氯原子取代的是侧链甲基上的氢原子,B的结构简式为;C(苯甲醇)由B中氯原子在NaOH水溶液作用下水解得到,由D的分子式()可知,其比C少了两个氢原子,D的结构简式为;D与E在NaOH溶液、加热作用下反应得到F(肉桂醛),由题给信息可知,醛类物质RCHO与乙醛反应可得到目标烯醛结构,故E为乙醛()。
【小问1详解】
反应A→B为甲苯与氯气的取代反应,侧链甲基上的一个氢原子被氯原子取代,反应方程式为;
【小问2详解】
反应B→C为卤代烃的水解反应,所需试剂为NaOH水溶液,条件为加热;
【小问3详解】
F中含有的官能团为碳碳双键、醛基;
F中构成苯环的6个碳原子、构成碳碳双键的2个碳原子、构成醛基的1个碳原子均采取sp2杂化,故碳原子的杂化方式有1种;
a.先加溴水,会将醛基氧化,同时与碳碳双键发生加成反应,无法检验这两种官能团,a错误;
b.先加酸性高锰酸钾溶液,会将醛基和碳碳双键全部氧化,无法检验这两种官能团,b错误;
c.先加足量的新制悬浊液微热,可检验醛基,酸化后再加溴水,可检验碳碳双键,c正确;
d.先加银氨溶液微热,可检验醛基,但反应后体系为碱性,溴水会与碱性物质反应,无法检验碳碳双键,d错误;
故选c。
【小问4详解】
由分析可知,E为乙醛,其结构简式为。
【小问5详解】
F的分子式为,不饱和度为,苯环具有4个不饱和度,故侧链总共有2个不饱和度,满足分子中不含羰基、羟基;是苯的对位二取代物,除苯环外不含其他环状结构,所以化合物中O的连接方式只可能为C-O单键,2个不饱和度只能由不饱和碳碳键提供,满足以上条件的结构简式有或。
18. 实验室用以下装置(夹持和水浴加热装置未画出),以适当过量乙酸、5.4 mL (0.05 mol异戊醇) [沸点:,结构简式:](浓硫酸催化)制备乙酸异戊酯(沸点)。
已知:“环己烷(沸点)与水可形成”共沸体系(沸点)。
(1)冷凝管中冷却水的进口是___________(用图中字母表示)
写出主反应的化学方程式___________。
(2)加热前,烧瓶内除加乙酸、异戊醇、浓硫酸,还应加入环己烷、___________。
(3)环己烷的作用为___________。
(4)待合成反应结束,对所得乙酸异戊酯粗品进行如下处理:从烧瓶中得到产品的所有操作如下,请排序:___________。
①用饱和食盐水洗涤,分液 ②蒸馏 ③过滤 ④用溶液洗涤至水溶液呈碱性 ⑤加入无水吸水
最后收集得到得 产品,产率约为___________(保留两位有效数字)。(已知:乙酸异戊酯相对分子质量为130)在进行蒸馏操作时,若从130℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏___________(填“高”或“低”)。步骤中无水固体不能用碱石灰代替,可能的原因是___________。
【答案】(1) ①. b ②.
(2)沸石(或碎瓷片)
(3)与水形成共沸物,将反应生成的水带出体系,促使酯化反应平衡正向移动,提高乙酸异戊酯的产率
(4) ①. ④①⑤③② ②. ③. 高 ④. 碱石灰呈强碱性,会促使乙酸异戊酯发生水解
【解析】
【小问1详解】
冷凝管中冷却水采用“下进上出”原则,进口为b;主反应为乙酸与异戊醇的酯化反应,化学方程式为:;
【小问2详解】
加热前,烧瓶内除反应物外,还应加入沸石(或碎瓷片),防止液体暴沸;
【小问3详解】
环己烷可与水形成共沸物(沸点69℃),将反应生成的水带出体系,使酯化反应平衡正向移动,提高乙酸异戊酯的产率;同时可降低反应体系的沸点,避免温度过高导致副反应发生;
【小问4详解】
①粗产品处理顺序:乙酸异戊酯粗品的处理步骤为:先用5%溶液洗涤,中和残留的乙酸与硫酸;再用饱和食盐水洗涤,除去残留盐并降低酯的溶解度;接着加入无水吸水干燥,过滤除去干燥剂,最后蒸馏提纯,顺序为:④①⑤③②;
②理论产量:异戊醇为0.05 mol,理论生成乙酸异戊酯0.05 mol,质量为,实际产量为4.5 g,产率为;
若从130℃开始收集馏分,会提前收集到沸点低于141℃的杂质,导致收集的产品中混有杂质,使产率偏高;
无水不能用碱石灰代替,因为碱石灰呈强碱性,会促使乙酸异戊酯发生水解反应,降低产品纯度和产率。
19. 碱土金属Be、Mg、Ca等元素及其化合物应用广泛。请回答下列问题:
(1)下列不同状态的铍中,电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。
A. [He]2s1 B. [He]2p1 C. [He]2s2 D. [He]2p2
(2)BeCl2固态时呈链状结构,如图甲所示;500~600℃气相中以二聚体Be2Cl4形式存在,如图乙所示。1 mol Be2Cl4中含有___________mol配位键。键角Cl-Be-Cl:固态BeCl2___________Be2Cl4(填“>”、“<”或“=”)。
(3)石灰氮(CaCN2)可与稀H2SO4反应生成CaSO4和氨基氰(CH2N2)。氨基氰中σ键和π键数目之比为___________,所含元素电负性由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。碱性:氨基氰___________甲胺(填“>”“<”或“=”)。
(4)在Mg-Cu合金中掺杂Pd得到高催化性能的合金,其立方晶胞结构如图,相邻原子间的最近距离之比:,晶体中与Cu原子最近且等距离的Mg原子数目为___________,___________。
【答案】(1)A (2) ①. 2 ②. <
(3) ①. 2:1 ②. N>C>H ③. <
(4) ①. 4 ②. 1:2:1
【解析】
【小问1详解】
基态Be原子的电子排布式为;
A表示基态Be原子失去1个最外层电子后的粒子;
B表示基态Be原子失去1个最外层电子,且粒子最外层电子由2s轨道跃迁到2p轨道的激发态;
C表示基态Be原子;
D表示基态Be原子最外层2个电子由2s轨道跃迁到2p轨道的激发态;
激发态电子的能量高于基态,故激发态粒子电离最外层的一个电子所需能量比对应基态更小;
基态原子电离失去1个最外层电子所需能量称为第一电离能,基态原子失去1个最外层电子后,继续电离失去1个最外层电子所需能量称为第二电离能,Be原子的第二电离能远大于第一电离能;
综上,A对应的粒子电离最外层1个电子所需能量最大,故选A。
【小问2详解】
中,Be原子缺电子,两个桥连Cl原子各提供一个孤电子对形成1个配位键,共2个配位键,故1 mol 含2 mol配位键;
由图甲可知,固态BeCl2中,中心Be原子与4个Cl原子以单键结合,无孤对电子,为sp3杂化,键角为109°28',由图乙可知,二聚体Be2Cl4中,中心Be原子的价电子对数为3(2个共价键,1个配位键),为sp2 杂化,键角为120°,因此:固态BeCl2的键角<Be2Cl4的键角。
【小问3详解】
氨基氰结构为,单键均为键,三键含1个键、2个键,总键为4个,键为2个,数目比为;
氨基氰所含元素为C、H、N,周期表中,同周期元素电负性从左到右增大,而H电负性小于C,故电负性;
甲胺中烷基给电子,使N上孤对电子云密度高,碱性强;氨基氰中不饱和键吸电子,降低了N上孤对电子云密度,更难结合,故碱性:氨基氰<甲胺。
【小问4详解】
立方晶胞结构如图,相邻原子间的最近距离之比:,以原晶胞的所有顶点、面心、体心、棱心为顶点,可以将晶胞分为8个小立方体;Cu位于晶胞内8个小立方体中心,共8个Cu;Mg位于12条棱心+体心,均摊得;Pd位于顶点+面心,均摊得,故,相邻原子最近距离比; 每个Cu位于小立方体中心,最近且等距离的Mg原子数目为4。
20. H是我国自主研发的治疗胃癌的靶向药物,其中两条合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)B→C的反应类型为______;E中含氧官能团的名称为______。
(2)C→H的化学方程式为______。
(3)G的结构简式为______,物质H中______(填“存在”或“不存在”)手性碳原子。
(4)W的分子式比E多一个,请写出符合下列条件的W结构简式______(写出一种即可)。
①与E具有相同的六元环 ②含有硝基 ③有2种不同化学环境的氢(原子个数比为)
(5)的合成路线如图。
试剂X为______,试剂Y的作用是______。
【答案】(1) ①. 取代反应 ②. 羧基
(2)++HCl
(3) ①. ②. 不存在
(4)或 (5) ①. 浓硝酸、浓硫酸 ②. 将硝基还原为氨基
【解析】
【分析】B发生取代反应生成酰胺类物质C,即。结合提示反应,D与C发生取代反应生成H,说明物质D中存在氨基,结合H结构反推可知,D为。结合提示反应与H的结构反推可知,物质G的不饱和度为5,且物质G含有一个醛基,故G为,F为,结合F和B的结构,E的不饱和度为5,可知E为,据此分析回答问题。
【小问1详解】
B分子发生酰胺化反应,反应过程中羧基的羟基被氨基取代,属于取代反应。结合分析可知,E的结构为,故所含的含氧官能团为羧基。
【小问2详解】
C为,分子中的氯原子可与D发生取代反应,生成H与氯化氢,反应在DMF溶剂中进行,配平后的化学方程式++HCl。
【小问3详解】
结合已知还原反应规律,F与G的醛基反应生成H,G的分子式为,对应结构为。H中不存在手性碳原子。
【小问4详解】
W的分子式比E多一个,即分子式为。W需与E具有相同的吡啶六元环,含有硝基,且有2种不同化学环境的氢,原子个数比为3:1,说明分子高度对称,两个甲基等价,环上剩余氢等价,符合条件的结构可写为或
。
【小问5详解】
结合A的不饱和度与碳骨架可知,A为,A到I的反应为苯环的硝化反应,引入硝基,得到,所需试剂X为浓硝酸与浓硫酸的混合酸。I到B的反应中,硝基被还原为氨基,得到,因此试剂Y的作用是将硝基还原为氨
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化学•试题
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16
一、选择题:本题共10个小题,每小题2分,共20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、科技等密切相关,下列说法错误的是
A. 腈纶可以制成毛毯,其属于有机高分子材料
B. 聚乳酸可制成生物降解塑料,用于一次性餐具
C. 通过X射线衍射可测定青蒿素晶体结构
D. 洗洁精能去除油污,是因为洗洁精中的表面活性剂可使油污水解为水溶性物质
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 电子式
B. 此过程能形成吸收光谱
C. 聚异戊二烯的链节:
D. 的系统命名:羟基甲苯
3. 下列关于实验安全与事故的处理正确的是
A. 向暴沸的液体中加入沸石
B. 实验结束后的有机废液均是焚烧处理
C. 苯酚不慎沾到手上,应立即用乙醇冲洗,再用水冲洗
D. “银镜反应”中制备银氨溶液时加入过量的氨水,以保证溶液呈碱性
4. 下列反应在有机合成中不能用于增长碳链的是
A. 羧酸和醇的酯化反应 B. 乙醛与HCN的加成反应
C. 烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化 D. 苯酚与甲醛生成酚醛树脂
5. 根据物质结构推测其性质,下列推测的性质不合理的是
选项
物质
组成与结构变化
性质变化
A
苯酚
在苯环上引入三个硝基
羟基上的更易电离
B
乙酸
引入一个O原子变为
氧化性增强
C
晶体硅
碳原子取代部分硅原子
耐磨性增强
D
聚乙炔
加入掺杂
导电性降低
A. A B. B C. C D. D
6. 去除对应有机物中的杂质,所选试剂和仪器均正确的是
有机物(杂质)
A.甲烷
B.丙醇(丙酸)
试剂
酸性KMnO4溶液
溶液
主要仪器
有机物(杂质)
C.苯(苯酚)
D.
试剂
浓溴水
KOH溶液
主要仪器
A. A B. B C. C D. D
7. 下列各醇中,能发生氧化反应,又能发生消去反应可生成具有顺反异构体的有机物是
A. B.
C. D.
8. X是合成异靛蓝衍生物的一种重要中间体,结构如图。关于的说法正确的是
A. 的分子式
B. 该分子中含有4种官能团
C. 该分子最多与反应
D. 一定条件下能发生取代、加成和消去反应
9. 某学习小组研究某有机化合物A的组成和结构,研究过程如下:9.0g A在足量氧气中充分燃烧,产物只有和,将产物依次通过浓硫酸、碱石灰,使其充分吸收,两者分别增重5.4g和13.2g。A的波谱分析结果如图。
下列说法不正确的是
A. 有机化合物A的实验式
B. 结合图谱信息可知A的结构简式为
C. 1mol A与甲醛的混合物燃烧消耗氧气的量与二者的比例有关
D. 分子A中含有一个手性碳原子
10. 苯甲酸可用作食品防腐剂。实验室可通过甲苯氧化制苯甲酸,反应原理如下。
一定量的甲苯和碱性水溶液在100℃反应一段时间后停止反应,按如下流程分离出苯甲酸并回收未反应的甲苯。(已知:苯甲酸易溶于乙醇,在水中的溶解度:25℃和95℃时分别为0.3g和6.9g)
下列说法不正确的是
A. 操作I为分液,其中所需产品以有机酸盐的形式存在于水溶液中
B. 系列操作II为加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C. 检验产品苯甲酸是否洗涤干净可用硝酸酸化的溶液
D. 洗涤苯甲酸时,用乙醇的效果比用蒸馏水好
二、不定项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列操作能达到实验目的的是
目的
操作
A
除去乙酸乙酯中的乙酸
加入适量的NaOH溶液,振荡、静置、分液
B
检验绿茶中是否含有酚类物质
向茶水中滴加FeCl3溶液
C
配制用于检验醛基的氢氧化铜悬浊液
向试管中加入2 mL 10% NaOH溶液,再滴加5滴2% CuSO4溶液
D
证明淀粉完全水解
向淀粉溶液中加入适量稀硫酸,加热煮沸,加入过量NaOH,再加入少量碘水,淀粉未变蓝
A. A B. B C. C D. D
12. 科学家通过对水杨酸进行分子结构修饰,得到药物美沙拉嗪,下列说法错误的是
A. 反应1产物中是否含有残留的水杨酸,可用溶液检验
B. 反应1中,需控制反应条件,防止水杨酸被氧化
C. 反应2可通过还原反应生成美沙拉嗪
D. 在盐酸中溶解性:水杨酸>美沙拉嗪
13. 化合物X的晶胞如图所示,下列叙述正确的是
A. X中存在 键 B. X属于混合型晶体
C. X的化学式可表示为 D. X中C原子上有1对孤电子对
14. 重排反应是指一定条件下有机物分子中某些基团的转移或分子内碳骨架改变的反应。已知Cope重排反应:。下列说法错误的是
A. 甲的系统命名为3-乙基-1,5-己二烯
B. 甲、乙中所有C原子均可以共平面
C. 乙与酸性溶液反应的产物有、、
D. 发生上述重排反应的产物为
15. 屠呦呦团队发现了青蒿素,有效降低了疟疾患者的死亡率。已知:青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,热稳定性差,在水中几乎不溶,易溶于有机溶剂,如乙醇(常温常压下沸点为78.3℃)、乙醚(常温常压下沸点为34.6℃)等。如图是从黄花青蒿中提取青蒿素的工艺流程,下列说法不正确的是
A. 研碎时应该将黄花青蒿置于研钵中,研碎的目的是增大与溶剂X的接触面积
B. 操作Ⅰ用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗
C. 操作Ⅱ是蒸馏,操作III是用水进行重结晶
D. 溶剂X选用乙醚,提取效果比乙醇好
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16. 依据下列①~⑧有机物回答问题。
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦;⑧
(1)用系统命名法对⑤命名:___________。
(2)分子②中最多有___________个碳原子共平面。
(3)①~④中,有顺反异构体的是___________(填数字序号)。
(4)与⑤互为同系物且碳原子数最少的有机物的结构简式为___________。
(5)⑤~⑧中互为同分异构体的是___________(填数字序号)。
(6)与⑦含有相同官能团且能发生银镜反应的同分异构体有___________种(不考虑立体异构),其中含有3个甲基的同分异构体的结构简式为___________。
(7)1 mol ⑧与足量氢氧化钠溶液共热,可消耗___________mol NaOH。
17. 肉桂醛F()是一种实用香料,可通过以下路线合成:
已知:
(1)A→B的化学方程式为___________。
(2)B→C反应所需的试剂及条件是___________。
(3)F中官能团的名称为___________,F中碳原子的杂化方式有___________种,检验F中官能团的试剂和顺序正确的是___________(填序号)。
a.先加溴水,再加酸性高锰酸钾溶液
b.先加酸性高锰酸钾溶液,再加银氨溶液,水浴加热
c.先加足量的新制悬浊液,微热,酸化后再加溴水
d.先加银氨溶液,微热,再加溴水
(4)物质E为___________(写结构简式)。
(5)请写出同时满足以下条件,F的同分异构体的结构简式___________(写出一种即可)。
①分子中不含和 —OH,②是苯的对位二取代物,③除苯环外,不含其他环状结构。
18. 实验室用以下装置(夹持和水浴加热装置未画出),以适当过量乙酸、5.4 mL (0.05 mol异戊醇) [沸点:,结构简式:](浓硫酸催化)制备乙酸异戊酯(沸点)。
已知:“环己烷(沸点)与水可形成”共沸体系(沸点)。
(1)冷凝管中冷却水的进口是___________(用图中字母表示)
写出主反应的化学方程式___________。
(2)加热前,烧瓶内除加乙酸、异戊醇、浓硫酸,还应加入环己烷、___________。
(3)环己烷的作用为___________。
(4)待合成反应结束,对所得乙酸异戊酯粗品进行如下处理:从烧瓶中得到产品的所有操作如下,请排序:___________。
①用饱和食盐水洗涤,分液 ②蒸馏 ③过滤 ④用溶液洗涤至水溶液呈碱性 ⑤加入无水吸水
最后收集得到得 产品,产率约为___________(保留两位有效数字)。(已知:乙酸异戊酯相对分子质量为130)在进行蒸馏操作时,若从130℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏___________(填“高”或“低”)。步骤中无水固体不能用碱石灰代替,可能的原因是___________。
19. 碱土金属Be、Mg、Ca等元素及其化合物应用广泛。请回答下列问题:
(1)下列不同状态的铍中,电离最外层一个电子所需能量最大的是___________(填标号)。
A. [He]2s1 B. [He]2p1 C. [He]2s2 D. [He]2p2
(2)BeCl2固态时呈链状结构,如图甲所示;500~600℃气相中以二聚体Be2Cl4形式存在,如图乙所示。1 mol Be2Cl4中含有___________mol配位键。键角Cl-Be-Cl:固态BeCl2___________Be2Cl4(填“>”、“<”或“=”)。
(3)石灰氮(CaCN2)可与稀H2SO4反应生成CaSO4和氨基氰(CH2N2)。氨基氰中σ键和π键数目之比为___________,所含元素电负性由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。碱性:氨基氰___________甲胺(填“>”“<”或“=”)。
(4)在Mg-Cu合金中掺杂Pd得到高催化性能的合金,其立方晶胞结构如图,相邻原子间的最近距离之比:,晶体中与Cu原子最近且等距离的Mg原子数目为___________,___________。
20. H是我国自主研发的治疗胃癌的靶向药物,其中两条合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)B→C的反应类型为______;E中含氧官能团的名称为______。
(2)C→H的化学方程式为______。
(3)G的结构简式为______,物质H中______(填“存在”或“不存在”)手性碳原子。
(4)W的分子式比E多一个,请写出符合下列条件的W结构简式______(写出一种即可)。
①与E具有相同的六元环 ②含有硝基 ③有2种不同化学环境的氢(原子个数比为)
(5)的合成路线如图。
试剂X为______,试剂Y的作用是______。
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