内容正文:
高二化学
可能用到的相对原子质量:Li7 C12 N14 O16 Si28 Ca40 Fe56 Cu64
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 到2030年,湖北省力争打造10个全国知名的“特色之乡”。下列说法错误的是
A. 孝感麻糖——麦芽糖属于二糖
B. 潜江小龙虾——甲壳质是虾壳的主要成分
C. 沙洋菜籽油——油脂属于高分子化合物
D. 洪湖莲藕——多酚类物质具有还原性
【答案】C
【解析】
【详解】A.麦芽糖水解可生成两分子葡萄糖,属于二糖,A正确;
B.甲壳质又称几丁质,是虾壳等甲壳类动物外壳的主要成分,B正确;
C.高分子化合物的相对分子质量通常达以上,油脂相对分子质量仅几百,不属于高分子化合物,C错误;
D.多酚类物质含有酚羟基,易被氧化,因此具有还原性,D正确;
故选C。
2. 化学在生产、生活中应用广泛。下列有关说法正确的是
A. 神舟21号使用的玻璃纤维,属于有机高分子材料
B. 蔗糖分子结构修饰后得到的三氯蔗糖,是一种可供糖尿病患者食用的甜味剂
C. 宇树机器人使用的材料PEEK(聚醚醚酮),是一种无机非金属材料
D. 营养师建议适当摄入富含纤维素的食物,纤维素在人体内可被水解利用
【答案】B
【解析】
【详解】A.玻璃纤维主要成分为二氧化硅、硅酸盐等,属于无机非金属材料,不属于有机高分子材料,A错误;
B.三氯蔗糖是蔗糖分子修饰产物,甜度高且不会在人体代谢中产生葡萄糖,可供糖尿病患者食用,B正确;
C.PEEK(聚醚醚酮)属于有机高分子聚合物,是有机合成材料,不属于无机非金属材料,C错误;
D.人体不存在水解纤维素的酶,纤维素在人体内无法被水解利用,仅能促进肠道蠕动,D错误;
故选B。
3. 下列化学用语表达正确的是
A. 椅式的空间结构模型:
B. 含有键数目为4 mol
C. 的价层电子对互斥模型:
D. 制备顺丁橡胶:
【答案】BC
【解析】
【详解】A.是分子的船式空间结构模型,A错误;
B.物质的量为=1 mol,为原子晶体,每个Si原子与4个O原子形成4个键,故1 mol 含键数目为4 mol,B正确;
C.中心原子价层电子对数为,3个键,1个孤电子对,价层电子对互斥模型为四面体形,图示符合,C正确;
D.顺丁橡胶为顺式1,4-聚丁二烯,双键两侧的亚甲基应在双键同侧,加聚产物结构简式应为,化学方程式为,D错误;
故选BC。
4. 下列说法错误的是
A. 晶体的自范性是晶体能自发地呈现多面体外形的性质
B. 大多数糖类符合的通式,也被称为碳水化合物
C. 同位素示踪法可用于追踪某种同位素在产物中的位置和数量
D. 基态O原子的轨道表示式违反了泡利原理
【答案】D
【解析】
【详解】A.晶体自范性的定义就是晶体能自发地呈现多面体外形的性质,A正确;
B.大多数糖类的组成符合的通式,因此糖类也被称为碳水化合物,B正确;
C.同位素示踪法可利用同位素作为标记,追踪其在产物中的位置和数量,常用来研究反应历程等,C正确;
D.泡利原理要求一个原子轨道最多容纳2个电子且自旋相反,该轨道表示式中所有轨道均满足泡利原理,它违反的是洪特规则(电子排布在简并轨道时,优先分占不同轨道且自旋平行),D错误;
故选D。
5. 下列说法正确的是
A. 和的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)
B. 中所有碳原子可能在同一平面上
C. 的名称是2,3,4-三甲基-2-乙基戊烷
D. 与互为同系物
【答案】A
【解析】
【详解】A.利用等效氢法可知等效氢有4种,具体如图。的等效氢也为4种,不考虑立体异构时二者一溴代物都有4种,A正确;
B.该分子中存在sp3杂化的饱和碳原子,同时连接3个碳基团,为四面体结构,所有碳原子不可能在同一平面上,B错误;
C.烷烃命名应选最长碳链为主链,该物质最长碳链含6个碳原子,名称为2,3,4,4-四甲基己烷,C错误;
D.同系物要求结构相似、官能团种类和数目均相同,前者含有酚羟基和醚键,后者含有2个酚羟基,官能团种类和数目不同,不互为同系物,D错误;
故选A。
6. 物质的结构决定性质。下列事实与所述结构因素没有关联的是
选项
事实
结构因素
A
极性:
电负性差
B
硬度:金刚石>晶体硅
原子半径
C
酸性:
吸电子效应
D
沸点:乙腈()>丙炔
氢键
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.H和O的电负性差大于O和F的电负性差,H-O键极性更强,分子偶极矩更大,故极性,和电负性差有关联,A正确;
B.金刚石和晶体硅均为原子晶体,C原子半径小于Si,C-C键键长更短、键能更大,共价键更强,故硬度金刚石>晶体硅,和原子半径有关联,B正确;
C.Cl是吸电子基团,吸电子效应使羧基的O-H键极性增强,更易电离出,故酸性,和吸电子效应有关联,C正确;
D.氢键形成需要分子中存在结构,乙腈中N未直接连接H,丙炔也不存在能形成氢键的结构,二者均不能形成分子间氢键,沸点差异是因为乙腈极性远大于丙炔,分子间范德华力更强,和氢键无关联,D错误;
故选D。
7. 下列依据相关数据作出的推断中,正确的是
A. 依据金属性:,可推断氧化性:
B. 依据元素的电负性:,可推断分子极性:
C. 依据键长:,可推断键能:
D. 依据离子半径:,可推断结构相似的晶体的熔点:
【答案】D
【解析】
【详解】A.金属性越强,对应简单低价阳离子氧化性越弱,金属性对应的铁阳离子为,且由反应可知氧化性,实际氧化性顺序为,A错误;
B.为正四面体对称结构,属于非极性分子,为三角锥形不对称结构,属于极性分子,分子极性,B错误;
C.F原子半径小,键的两个原子间孤电子对排斥作用大,导致键能小于,实际键能顺序为,C错误;
D.NaBr、NaI均为离子晶体,离子半径越小,晶格能越大,晶体熔点越高,半径小于,故熔点,D正确;
故选D。
8. 某课题组从桂花浓郁香味的挥发物中检测到了如下结构的有机物。关于该有机物的叙述不正确的是
A. 分子式为
B. 不存在手性碳原子
C. 其同分异构体可能是芳香醛
D. 与发生加成反应的产物至少有3种
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据有机物的结构简式可知C原子13个,不饱和度为4,O原子1个,该有机物分子式为,A正确;
B.手性碳原子需要连接4种不同的基团,该有机物中饱和碳原子均连有相同的甲基或氢原子,不存在手性碳原子,B正确;
C.该有机物不饱和度为4,芳香醛含苯环和醛基,不饱和度为5,二者不饱和度不同,分子式不同,不是同分异构体,C错误;
D.该有机物含有2个共轭碳碳双键,分别与按1:1加成得到3种产物(1,2加成2种,1,4加成1种),2个双键均与按1:2加成得到1种产物,因此加成产物至少有3种,D正确;
故选C。
9. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列对宏观现象作出的微观解释有误的是
选项
宏观现象
微观解释
A
臭氧在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度
臭氧为非极性分子
B
熔点:
半径:,离子键强度:
C
在烯烃中溶入冠醚,可增强高锰酸钾对烯烃的氧化效果
冠醚与形成超分子,将也携带进入烯烃
D
甘油是黏稠液体
甘油分子间的氢键较多且较强
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.臭氧为V形结构,由于中心氧原子与端基氧原子的电子对偏移,分子正负电荷中心不重合,属于极性分子,给出的微观解释错误,A符合题意;
B.离子晶体熔点与离子键强度正相关,阴阳离子所带电荷均为,离子键强度随阳离子半径增大而减弱,阳离子半径:,离子键强度,因此熔点前者更高,解释正确,B不符合题意;
C.冠醚可与形成亲油性超分子,能将携带进入有机相烯烃中,增大反应物接触概率,增强氧化效果,解释正确,C不符合题意;
D.甘油(丙三醇)分子含3个羟基,分子间可形成大量氢键,分子间作用力强,因此为黏稠液体,解释正确,D不符合题意;
故选A。
10. 下列操作能达到实验目的的是
选项
目的
操作
A
证明淀粉能否水解
在试管中加入0.5 g淀粉和溶液,加热。冷却后,再加入少量的银氨溶液,水浴加热
B
检验醛基
在试管里加入溶液,滴入5滴溶液,振荡,然后加入0.5 mL乙醛溶液,加热
C
证明羟基使苯环活化
向两支分别盛有2 mL苯和苯酚稀溶液的试管中各加入几滴饱和溴水
D
检验碳溴键
向试管里加入几滴1-溴丁烷,再加入溶液,振荡后加热。一段时间后,加入几滴溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.淀粉在酸性条件下水解,而银镜反应需在碱性环境中进行,该操作未加NaOH中和过量的,无法检验水解产物葡萄糖,A错误;
B.检验醛基所用的新制氢氧化铜悬浊液要求NaOH过量以保证碱性环境,该操作中过量、NaOH不足,无法与乙醛反应生成砖红色沉淀,B错误;
C.苯与溴水不发生取代反应,仅发生萃取,分层后上层呈橙红色;苯酚与饱和溴水反应生成三溴苯酚白色沉淀,说明羟基使苯环上的氢更易被取代,可证明羟基活化苯环,C正确;
D.1-溴丁烷在NaOH溶液中水解后溶液呈碱性,会与反应生成沉淀干扰检验,应先加稀硝酸中和NaOH至酸性后再加溶液,D错误;
故选C。
11. 短周期主族元素M、X、Y、Z、W原子序数依次增大。M最外层有3个电子,M可与Y形成化合物,、同主族,Z与W能形成化合物。下列说法错误的是
A. 键角:
B. 第一电离能:
C. 酸性:
D. 与均可水解,两者水解产物不同
【答案】B
【解析】
【分析】短周期主族元素原子序数依次增大,是固态的离子结构,故为、为;与同主族,故为;最外层有3个电子、原子序数小于,故为;与形成,原子序数在和之间、显-2价,故为。
【详解】A.为,中心为杂化,仅1个单电子对成键电子对斥力小,键角约134°;为,中心为杂化,含1对孤电子对,对成键电子对斥力大,键角约117°,故键角,A正确;
B.同周期第一电离能总体随原子序数增大升高,的轨道半满更稳定,第一电离能顺序为,即,不是,B错误;
C.为(强酸),为(弱酸),故酸性,C正确;
D.为,水解产物为和;为,水解产物为和,两者水解产物不同,D正确;
故选B。
12. 2,2-二甲基-1-丙醇消去反应机理如下图所示。下列说法错误的是
A. 总反应为:
B. 中的碳原子均单键相连,采取杂化
C. 可以推断该反应历程中的碳正离子稳定性强于
D. 由该机理可知,能发生消去反应
【答案】B
【解析】
【分析】由反应机理图示箭头方向可知,反应物为2,2-二甲基-1-丙醇,生成物为2-甲基-2-丁烯和水,作催化剂,反应过程为2,2-二甲基-1-丙醇中羟基与结合形成中间体→中间体脱水形成碳正离子→碳正离子碳链结构重排→重排后的碳正离子脱去,生成碳碳双键。
【详解】A.由分析可得总反应的化学方程式为,A正确;
B.碳正离子中带正电荷的碳原子只形成了3个单键,其价层电子对数为3,杂化方式为杂化,另外三个饱和碳原子是杂化,B错误;
C.烷基是推电子基团,碳正离子连接的烷基越多,正电荷越分散,稳定性越强。前者是碳正离子连接3个烷基,后者碳正离子仅连接1个烷基,稳定性 > ,C正确;
D.依据该机理可知,邻位碳上没有氢原子的醇在酸催化下可发生碳正离子迁移,由羟基所连的C转移到邻碳,再由邻碳正离子与相连的碳之间形成双键,推断能发生消去反应,D正确;
故选B。
13. 烯烃双硫氰基化反应,是烯烃分子在一步反应中引入两分子的硫氰基,可用于活性研究及合成转化。制备4-甲基苯乙烯双硫氰基化产品的步骤如下:
下列说法正确的是
A. 乙腈溶剂中添加四正丁基乙酸铵可增强导电性
B. 试剂1可选用无水固体,操作1是分液
C. 可通过测定反应液中剩余的含量来计算产率
D. 4-甲基苯乙烯双硫氰基化产品是在电解池的阴极区产生
【答案】A
【解析】
【分析】在四正丁基乙酸铵、乙腈条件下电解生成粗产品,经萃取分液,干燥得到产品。
【详解】A.乙腈为共价有机溶剂,本身自由离子少、导电性弱,四正丁基乙酸铵是电解质,可电离出离子增强溶液导电性,A正确;
B.萃取分液后有机相中混有残留水分,无水是常用的干燥剂,可吸收水分,之后过滤除去固体干燥剂即可,B错误;
C.电解过程中,除了转化为目标产物,还会发生副反应,消耗的不全部转化为目标产物,因此不能通过测定剩余的含量计算目标产物的产率,C错误;
D.反应中变为(再与烯烃反应生成双硫氰基化产物),每个失去1个电子发生氧化反应,电解池中阳极发生失电子的氧化反应,因此产物在阳极区生成,D错误;
故选A。
14. 乙二醛晶体为层状结构,其单层结构如图所示,下列说法正确的是
A. 乙二醛晶体是混合型晶体
B. 乙二醛是非极性分子,加氢产物中含手性碳原子
C. 乙二醛晶体层间通过范德华力结合
D. 醛基具有还原性,乙二醛与足量的酸性溶液反应生成乙二酸
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙二醛晶体属于分子晶体,层内靠分子间氢键连接乙二醛分子,不具备混合型晶体的多种化学键特征,A错误;
B.乙二醛结构对称、正负电荷中心重合,属于非极性分子,但其加氢产物为乙二醇,分子中无连有4种不同基团的碳原子,不含手性碳原子,B错误;
C.乙二醛晶体单层内分子间通过氢键结合,层与层之间的相互作用为范德华力,C正确;
D.酸性氧化性强,足量条件下不仅能将醛基氧化为羧基,还会进一步氧化生成的乙二酸(草酸),最终产物为,D错误;
故选C。
15. 金属Li在氮气中燃烧可以生成一种紫红色晶体,其晶胞结构如图所示,设为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法错误的是
A. N的配位数为8
B. 该晶体的化学式为
C. 该晶体的密度
D. 该晶体遇水可能产生一种有刺激性气味的气体
【答案】C
【解析】
【详解】A.以晶胞下底面角处的为研究对象,的上、下各有1个,同一水平面上有6个,的配位数为8,A正确;
B.根据均摊法,该晶胞中原子的数目为,原子的数目为,该晶体的化学式为,B正确;
C.1个晶胞的质量为。晶胞底面为菱形,边长为,夹角为,底面积为,晶胞体积为。该晶体的密度,C错误;
D.极易水解,反应的化学方程式为,生成的具有刺激性气味,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 科学家在青蒿素的研究中发现,利用如图反应可把治疗疟疾的青蒿素转化为疗效更好的双氢青蒿素。
(1)下列说法正确的是_________(填标号)。
a.两种物质均具有较强氧化性 b.青蒿素中含有酯基、醚键和过氧基
c.青蒿素的分子式为 d.该反应属于还原反应
(2)双氢青蒿素中手性碳原子有_________个。
(3)双氢青蒿素比青蒿素的水溶性更好,故有更好疗效,请从结构的角度推测主要原因_________。
(4)有机物的结构可用“键线式”简化表示,例如:可简写为。有机物X的键线式为。
①X与足量的在一定条件下反应可生成环状的饱和烃Z,Z的一氯代物有_________种,写出其中任何一种的键线式_________。
②Y是X的同分异构体,只含苯环一个环,且能发生加聚反应,写出由Y制备生活中一种常见塑料的化学反应方程式:_________。
(5)环加成反应是由二烯烃与单烯烃或炔烃合成六元环状化合物的重要反应,例如:
则由丙烯和2-乙基-1,3-丁二烯发生环加成反应的产物可能为_________(写出其中一种物质的键线式)。
【答案】(1)abd (2)8
(3)双氢青蒿素分子中含有羟基,能与水分子形成氢键,水溶性增强(或者双氢青蒿素分子中含有羟基,羟基是亲水基团,水溶性增强)
(4) ①. 2 ②. 或(任写一种) ③.
(5)或(任写一种)
【解析】
【小问1详解】
a.两种物质均含有,具有较强氧化性,a正确;
b.从青蒿素结构简式可知青蒿素中含有酯基、醚键和过氧基,b正确;
c.根据青蒿素的结构简式可知,其分子式为,c错误;
d.青蒿素中C=O键发生加成反应生成醇羟基,青蒿素转化为双氢青蒿素为加氢反应,属于还原反应,d正确;
故选abd;
【小问2详解】
双氢青蒿素中手性碳原子有8个,具体如图;
【小问3详解】
双氢青蒿素分子中含有羟基,能与水分子形成氢键,水溶性增强(或者双氢青蒿素分子中含有羟基,羟基是亲水基团,水溶性增强) ,所以双氢青蒿素比青蒿素的水溶性更好,有更好疗效;
【小问4详解】
①X与足量氢气发生加成反应生成环状的饱和烃Z为,该物质结构对称,一氯代物有这两种;
②Y是X的同分异构体,只含苯环一个环,且能发生加聚反应,Y为,含有碳碳双键能发生加聚反应, 对应的化学方程式为;
【小问5详解】
与发生反应,1、2、3、4、5、6位置C断键后3碳与1碳成键,6碳与2碳成键,4、5形成一对新的共价键变为碳碳双键,对应物质的结构简式为;或者3碳与2碳成键,6碳与1碳成键,4、5形成一对新的共价键变为碳碳双键,对应物质的结构简式为。
17. 请根据所学物质与结构的相关知识回答下列问题:
(1)的空间结构为_________,比较、、的键角大小_________(按由大到小的顺序排列)。
(2)、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最大的是_________。
(3)已知物质含有一个咪唑环,该环具有类似苯环的平面结构,分子中也含有大π键,其中①号N杂化方式为_________,更容易与钴形成配位键的是_________(填“①”或“②”)号N原子。
(4)化合物X可用作光学材料,其立方晶胞结构如图1(已知晶胞参数为,化合物的摩尔质量为),沿x、y、z轴方向的投影均为图2。
请回答下列问题:
①周围最近的K个数为_________。
②若阿伏加德罗常数的数值为,晶胞密度的计算式为_________(用含a、和M的式子表示)。
【答案】(1) ①. 正四面体 ②.
(2) (3) ①. ②. ②
(4) ①. 8 ②. (也可)
【解析】
【小问1详解】
中心原子的价层电子对数为 ,无孤电子对,故其空间结构为正四面体;、、的中心原子均为杂化,所含的孤电子对数分别为0、1、2。由于孤电子对之间的排斥力 孤电子对与成键电子对之间的排斥力 成键电子对之间的排斥力,中心原子上的孤电子对越多,对成键电子对的排斥作用越大,导致键角越小。因此键角大小顺序为:;
【小问2详解】
碱性强弱取决于原子上孤电子对给出电子的能力,即原子上的电子云密度。甲基()是推电子基团,会使吡啶环及原子的电子云密度增大,从而增强碱性;而氯原子()是吸电子基团,会使原子的电子云密度减小,从而减弱碱性。因此,碱性最大的是;
【小问3详解】
咪唑环具有类似苯环的平面结构,说明环上原子均采取杂化;①号原子与相邻原子形成3个键,其孤电子对处于未参与杂化的轨道中,参与形成大键,故其杂化方式为杂化;②号原子形成2个键,其孤电子对占据一个杂化轨道,处于环的平面内,未参与大键的形成,因此电子云密度较大,更容易给出孤电子对与钴形成配位键;
【小问4详解】
① 观察晶胞结构可知,八面体位于晶胞的顶点和面心,构成面心立方最密堆积;原子位于晶胞内部的8个四面体空隙中。以顶点上的八面体为例,它被8个相邻的晶胞共享,每个晶胞内距离该顶点最近的原子有1个,因此其周围最近的原子个数为8;
② 晶胞中八面体位于顶点和面心,数目为 ,原子位于晶胞内部,数目为8,因此一个晶胞中含有4个该化合物的化学式单位。晶胞的质量 ,晶胞的体积 ,因此晶胞密度 。
18. 艾叶是传统中药材,其有效成分艾叶黄酮具有抗炎、抗氧化等药理活性。某项目小组提取并纯化艾叶黄酮的实验流程如图所示。
已知:艾叶黄酮是一种黄色结晶粉末,难溶于冷水,易溶于热甲醇等有机溶剂,受热易分解。
回答下列问题:
(1)该实验需用到的装置是_________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)上述A装置中仪器a的名称为_________。
(3)操作Ⅱ为_________(“常压”或“减压”)蒸馏,采用此蒸馏方法的原因是_________。
(4)操作Ⅲ为_________(填操作名称)。将粗品溶解在热甲醇中,然后_________、_________、过滤、洗涤、干燥,即可得到较纯的艾叶黄酮晶体。
(5)已知艾叶粉末中艾叶黄酮的理论含量为15%。实验中称取艾叶粉末6.0 g,最终得到艾叶黄酮0.54 g,则实验中艾叶黄酮产率为_________。若产率偏低,原因可能是_________(答一条即可)。
【答案】(1)ABD (2)直形冷凝管(或者冷凝管)
(3) ①. 减压 ②. 降低蒸馏温度,避免艾叶黄酮受热分解
(4) ①. 重结晶 ②. 趁热过滤 ③. 冷却结晶
(5) ①. 60%(0.6也可) ②. 提取时间不足或者蒸馏温度控制不当导致艾叶黄酮分解或过滤时部分产品残留
【解析】
【分析】艾叶经干燥粉碎后,用80%甲醇溶液进行操作Ⅰ浸取并过滤,艾叶黄酮易溶于热甲醇,大部分进入浸出液,过滤得到浸出液和残渣;浸出液经减压浓缩得到液体1,可除去大部分甲醇,同时避免艾叶黄酮受热分解;液体1用乙酸乙酯萃取,艾叶黄酮进入有机相得到液体2,水相杂质被分离;液体2经分液除去水相后,再经操作Ⅱ减压蒸馏回收乙酸乙酯,得到粗品;粗品通过操作Ⅲ重结晶提纯,得到艾叶黄酮精品;已知艾叶黄酮难溶于冷水、易溶于热甲醇等有机溶剂,且受热易分解,因此实验中采用热甲醇浸取提高溶出率,通过减压浓缩、减压蒸馏等低温操作避免其分解,后续再通过萃取、重结晶等步骤进一步纯化,以此解答。
【小问1详解】
流程包含减压蒸馏(装置A,蒸馏装置)、萃取分液(装置B,分液漏斗分液)、过滤(装置D,普通过滤);装置C为坩埚灼烧,本实验无灼烧操作,不选用,故选ABD;
【小问2详解】
装置A为蒸馏装置,仪器a是直形冷凝管(冷凝管);
【小问3详解】
操作Ⅱ为减压蒸馏;已知艾叶黄酮受热易分解,减压蒸馏可降低体系沸点,在更低温度下蒸出乙酸乙酯,避免高温造成艾叶黄酮受热分解;
【小问4详解】
操作Ⅲ为重结晶;艾叶黄酮易溶于热甲醇、难溶于冷甲醇,重结晶操作:将粗品溶解在热甲醇中,趁热过滤除去不溶性杂质,再冷却结晶析出艾叶黄酮晶体,后续过滤、洗涤、干燥得到精品;
【小问5详解】
由题,艾叶粉末6.0 g,理论含量15%,则,实际得到0.54 g,则产率;提取时间不足、蒸馏温度过高导致艾叶黄酮分解、过滤时产品残留于滤渣、重结晶冷却不充分析出晶体少等均有可能使产率偏低。
19. 化合物H是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物,合成路线如下(部分条件略,溶剂未写出):
回答下列问题:
(1)写出化合物A所含官能团名称_________。
(2)化合物D在核磁共振氢谱上有_________组吸收峰。
(3)反应③和④的顺序不能对换的原因是_________。
(4)在同一条件下,下列化合物酸性由强到弱的顺序为_________(填标号)。
(5)化合物的合成过程中,经历了取代、加成和消去三步反应,其中消去反应的化学方程式为_________。
(6)同时满足下列条件的F的同分异构体有_________种。
①含有苯环,且苯环上有三个取代基
②能与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳气体
③能与氯化铁溶液反应显紫色
(7)依据以上流程信息,以和为原料合成的路线如下:
请写出其中X的结构简式_________。
【答案】(1)羟基、醛基、醚键
(2)5 (3)先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化
(4)①>②>③(或者①②③也可)
(5);(条件写浓硫酸,加热也可)
(6)20 (7)
【解析】
【分析】A与氯化剂在加热条件下反应得到B,B在BBr3,0℃的条件下,甲基被H取代得到C,C与CH2BrCH2Br在K2CO3的作用下发生取代反应得到D,D被氧化剂氧化为E,E中存在酯基,先水解,再酸化得到F,F与Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下苯环上一个H被醛基取代得到G,G与ClCH2COCH3经历了取代、加成和消去三步反应得到H,据此分析;
【小问1详解】
化合物A为,所含官能团名称羟基、醛基、醚键;
【小问2详解】
化合物D的分子结构不对称,分子中共含有5种氢原子,则在核磁共振氢谱上有5组吸收峰;
【小问3详解】
反应③和④的顺序不能对换,先进行反应③再进行反应④可以防止酚羟基被氧化;
【小问4详解】
中F的电负性很强,-CF3为吸电子基团,使得-COOH中H-O键更易断裂,中-CH3是推电子基团,使得-COOH中H-O键更难断裂,因此化合物酸性由强到弱的顺序为:①>②>③;
【小问5详解】
化合物G→H的合成过程中,G发生取代反应羟基上的H被-CH2COCH3取代,得到, 中的醛基被相邻取代基中的-CH2加成得到,中的羟基发生消去反应得到,其中消去反应的化学方程式为:;;
【小问6详解】
F为,满足下列条件:①含有苯环,且苯环上有三个取代基;②能与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳气体,说明含有羧基;③能与氯化铁溶液反应显紫色,说明含有酚羟基;则三种取代基可以是:-CH2COOH、-OH、-Cl,有10种同分异构体(苯环上三种不同取代基有10种同分异构体);-COOH、-OH、-CH2Cl,有10种同分异构体;共20种;
【小问7详解】
和Cl2CHOCH3在TiCl4的作用下发生类似反应⑥的反应得到,与HCN加成得到,酸性水解得到,发生缩聚反应得到,具体合成路线为:,X的结构简式为。
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高二化学
可能用到的相对原子质量:Li7 C12 N14 O16 Si28 Ca40 Fe56 Cu64
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 到2030年,湖北省力争打造10个全国知名的“特色之乡”。下列说法错误的是
A. 孝感麻糖——麦芽糖属于二糖
B. 潜江小龙虾——甲壳质是虾壳的主要成分
C. 沙洋菜籽油——油脂属于高分子化合物
D. 洪湖莲藕——多酚类物质具有还原性
2. 化学在生产、生活中应用广泛。下列有关说法正确的是
A. 神舟21号使用的玻璃纤维,属于有机高分子材料
B. 蔗糖分子结构修饰后得到的三氯蔗糖,是一种可供糖尿病患者食用的甜味剂
C. 宇树机器人使用的材料PEEK(聚醚醚酮),是一种无机非金属材料
D. 营养师建议适当摄入富含纤维素的食物,纤维素在人体内可被水解利用
3. 下列化学用语表达正确的是
A. 椅式的空间结构模型:
B. 含有键数目为4 mol
C. 的价层电子对互斥模型:
D. 制备顺丁橡胶:
4. 下列说法错误的是
A. 晶体的自范性是晶体能自发地呈现多面体外形的性质
B. 大多数糖类符合的通式,也被称为碳水化合物
C. 同位素示踪法可用于追踪某种同位素在产物中的位置和数量
D. 基态O原子的轨道表示式违反了泡利原理
5. 下列说法正确的是
A. 和的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)
B. 中所有碳原子可能在同一平面上
C. 的名称是2,3,4-三甲基-2-乙基戊烷
D. 与互为同系物
6. 物质的结构决定性质。下列事实与所述结构因素没有关联的是
选项
事实
结构因素
A
极性:
电负性差
B
硬度:金刚石>晶体硅
原子半径
C
酸性:
吸电子效应
D
沸点:乙腈()>丙炔
氢键
A. A B. B C. C D. D
7. 下列依据相关数据作出的推断中,正确的是
A. 依据金属性:,可推断氧化性:
B. 依据元素的电负性:,可推断分子极性:
C. 依据键长:,可推断键能:
D. 依据离子半径:,可推断结构相似的晶体的熔点:
8. 某课题组从桂花浓郁香味的挥发物中检测到了如下结构的有机物。关于该有机物的叙述不正确的是
A. 分子式为
B. 不存在手性碳原子
C. 其同分异构体可能是芳香醛
D. 与发生加成反应的产物至少有3种
9. 宏观辨识与微观探析是化学学科核心素养之一,下列对宏观现象作出的微观解释有误的是
选项
宏观现象
微观解释
A
臭氧在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度
臭氧为非极性分子
B
熔点:
半径:,离子键强度:
C
在烯烃中溶入冠醚,可增强高锰酸钾对烯烃的氧化效果
冠醚与形成超分子,将也携带进入烯烃
D
甘油是黏稠液体
甘油分子间的氢键较多且较强
A. A B. B C. C D. D
10. 下列操作能达到实验目的的是
选项
目的
操作
A
证明淀粉能否水解
在试管中加入0.5 g淀粉和溶液,加热。冷却后,再加入少量的银氨溶液,水浴加热
B
检验醛基
在试管里加入溶液,滴入5滴溶液,振荡,然后加入0.5 mL乙醛溶液,加热
C
证明羟基使苯环活化
向两支分别盛有2 mL苯和苯酚稀溶液的试管中各加入几滴饱和溴水
D
检验碳溴键
向试管里加入几滴1-溴丁烷,再加入溶液,振荡后加热。一段时间后,加入几滴溶液
A. A B. B C. C D. D
11. 短周期主族元素M、X、Y、Z、W原子序数依次增大。M最外层有3个电子,M可与Y形成化合物,、同主族,Z与W能形成化合物。下列说法错误的是
A. 键角:
B. 第一电离能:
C. 酸性:
D. 与均可水解,两者水解产物不同
12. 2,2-二甲基-1-丙醇消去反应机理如下图所示。下列说法错误的是
A. 总反应为:
B. 中的碳原子均单键相连,采取杂化
C. 可以推断该反应历程中的碳正离子稳定性强于
D. 由该机理可知,能发生消去反应
13. 烯烃双硫氰基化反应,是烯烃分子在一步反应中引入两分子的硫氰基,可用于活性研究及合成转化。制备4-甲基苯乙烯双硫氰基化产品的步骤如下:
下列说法正确的是
A. 乙腈溶剂中添加四正丁基乙酸铵可增强导电性
B. 试剂1可选用无水固体,操作1是分液
C. 可通过测定反应液中剩余的含量来计算产率
D. 4-甲基苯乙烯双硫氰基化产品是在电解池的阴极区产生
14. 乙二醛晶体为层状结构,其单层结构如图所示,下列说法正确的是
A. 乙二醛晶体是混合型晶体
B. 乙二醛是非极性分子,加氢产物中含手性碳原子
C. 乙二醛晶体层间通过范德华力结合
D. 醛基具有还原性,乙二醛与足量的酸性溶液反应生成乙二酸
15. 金属Li在氮气中燃烧可以生成一种紫红色晶体,其晶胞结构如图所示,设为阿伏加德罗常数的值。下列有关说法错误的是
A. N的配位数为8
B. 该晶体的化学式为
C. 该晶体的密度
D. 该晶体遇水可能产生一种有刺激性气味的气体
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 科学家在青蒿素的研究中发现,利用如图反应可把治疗疟疾的青蒿素转化为疗效更好的双氢青蒿素。
(1)下列说法正确的是_________(填标号)。
a.两种物质均具有较强氧化性 b.青蒿素中含有酯基、醚键和过氧基
c.青蒿素的分子式为 d.该反应属于还原反应
(2)双氢青蒿素中手性碳原子有_________个。
(3)双氢青蒿素比青蒿素的水溶性更好,故有更好疗效,请从结构的角度推测主要原因_________。
(4)有机物的结构可用“键线式”简化表示,例如:可简写为。有机物X的键线式为。
①X与足量的在一定条件下反应可生成环状的饱和烃Z,Z的一氯代物有_________种,写出其中任何一种的键线式_________。
②Y是X的同分异构体,只含苯环一个环,且能发生加聚反应,写出由Y制备生活中一种常见塑料的化学反应方程式:_________。
(5)环加成反应是由二烯烃与单烯烃或炔烃合成六元环状化合物的重要反应,例如:
则由丙烯和2-乙基-1,3-丁二烯发生环加成反应的产物可能为_________(写出其中一种物质的键线式)。
17. 请根据所学物质与结构的相关知识回答下列问题:
(1)的空间结构为_________,比较、、的键角大小_________(按由大到小的顺序排列)。
(2)、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最大的是_________。
(3)已知物质含有一个咪唑环,该环具有类似苯环的平面结构,分子中也含有大π键,其中①号N杂化方式为_________,更容易与钴形成配位键的是_________(填“①”或“②”)号N原子。
(4)化合物X可用作光学材料,其立方晶胞结构如图1(已知晶胞参数为,化合物的摩尔质量为),沿x、y、z轴方向的投影均为图2。
请回答下列问题:
①周围最近的K个数为_________。
②若阿伏加德罗常数的数值为,晶胞密度的计算式为_________(用含a、和M的式子表示)。
18. 艾叶是传统中药材,其有效成分艾叶黄酮具有抗炎、抗氧化等药理活性。某项目小组提取并纯化艾叶黄酮的实验流程如图所示。
已知:艾叶黄酮是一种黄色结晶粉末,难溶于冷水,易溶于热甲醇等有机溶剂,受热易分解。
回答下列问题:
(1)该实验需用到的装置是_________(填标号)。
A. B. C. D.
(2)上述A装置中仪器a的名称为_________。
(3)操作Ⅱ为_________(“常压”或“减压”)蒸馏,采用此蒸馏方法的原因是_________。
(4)操作Ⅲ为_________(填操作名称)。将粗品溶解在热甲醇中,然后_________、_________、过滤、洗涤、干燥,即可得到较纯的艾叶黄酮晶体。
(5)已知艾叶粉末中艾叶黄酮的理论含量为15%。实验中称取艾叶粉末6.0 g,最终得到艾叶黄酮0.54 g,则实验中艾叶黄酮产率为_________。若产率偏低,原因可能是_________(答一条即可)。
19. 化合物H是一种具有生物活性的苯并呋喃衍生物,合成路线如下(部分条件略,溶剂未写出):
回答下列问题:
(1)写出化合物A所含官能团名称_________。
(2)化合物D在核磁共振氢谱上有_________组吸收峰。
(3)反应③和④的顺序不能对换的原因是_________。
(4)在同一条件下,下列化合物酸性由强到弱的顺序为_________(填标号)。
(5)化合物的合成过程中,经历了取代、加成和消去三步反应,其中消去反应的化学方程式为_________。
(6)同时满足下列条件的F的同分异构体有_________种。
①含有苯环,且苯环上有三个取代基
②能与碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳气体
③能与氯化铁溶液反应显紫色
(7)依据以上流程信息,以和为原料合成的路线如下:
请写出其中X的结构简式_________。
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