内容正文:
高二下期化学试题卷
注意事项:
1.考试时间:75分钟,满分:100分,试题卷总页数:6页。
2.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷、草稿纸上答题无效。
3.需要填涂的地方,一律用2B铅笔涂满涂黑。需要书写的地方一律用0.5毫米签字笔。
4.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 Cl 35.5 Fe 56
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 化学与生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 苯甲酸钠可作为食品防腐剂是由于其具有酸性
B. 家庭储备的药品过期后应作为有害垃圾处理
C. 用植物油和烧碱制作肥皂,植物油发生了水解反应
D. 全氟烷基物质难以降解,是因为其中的键的键能很大
2. 矿物油是不可再生资源。下列关于矿物油(汽油、煤油、柴油等)的判断不正确的是
A. 属于烃 B. 属于混合物 C. 难溶于水 D. 能发生水解反应
3. 超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。利用超分子“杯酚”可分离和,其分离流程如下图。下列叙述正确的是
A. 超分子属于化合物
B. 杯酚与之间形成了氢键
C. 超分子都是无限伸展的,属于高分子
D. 上述分离过程体现了超分子的“分子识别”特征
4. 确定有机化合物组成和结构的方法很多,下列说法不正确的是
A. 利用红外光谱法可以区分丙烷和丙烯
B. 2-甲基丁烷的核磁共振氢谱中有3组峰
C. 质谱仪可用于有机物相对分子质量的测定
D. 通过李比希元素分析仪可以确定有机物最简式
5. 根据有机物的分类及命名原则,下列各有机物的分类或命名不正确的是
A. 甲:对甲苯酚属于芳香化合物 B. 乙:3-甲基-1-丁烯属于脂肪烃
C. 丙:2-甲基-1-丙醇属于一元醇 D. 丁:3-甲基戊烷属于烷烃
6. 用代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol羟基含有的电子数目为
B. 100 g 46%的乙醇水溶液含有的氧原子数为
C. 常温下,的溶液中,含有的数目为
D. 常温下,1 L 0.5 mol·L-1溶液中含有碳原子的数目为
7. 室温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
将几滴鸡蛋清滴入饱和溶液中,振荡,溶液变浑浊,再继续加入蒸馏水,振荡,溶液又澄清
能使蛋白质盐析
B
加热乙醇与浓硫酸的混合溶液,将产生的气体通入少量酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去
有乙烯生成
C
向1 mL 1%的溶液中加入2 mL 2%的溶液,振荡后再加入有机物Y,加热煮沸,未出现砖红色沉淀
证明Y中不含有醛基
D
溴苯制备实验后,将生成的气体通入到硝酸银溶液,有淡黄色浑浊现象
证明制备了溴苯
A. A B. B C. C D. D
8. 高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品,合成路线如图,下列说法不正确的是
A. 试剂a中含有羟基 B. 化合物B属于醚
C. M分子中含有3个手性碳原子 D. 合成的聚合反应是加聚反应
9. 已知苏糖的结构简式为,以下有关苏糖的说法不正确的是
A. 苏糖能发生银镜反应
B. 能用银氨溶液区分苏糖与甲酸甲酯
C. 苏糖在一定条件下能发生加成或取代反应
D. 苏糖与3,4-二羟基-1-丁酸互为同分异构体
10. 已知A、B两种酸的结构简式如图所示。
下列说法不正确的是
A. 酸A中含有三种官能团
B. 可以用氯化铁溶液区别A、B两种酸
C. 酸B分子中所有原子不可能共平面
D. 等物质的量的A和B分别与足量溶液反应,消耗氢氧化钠物质的量之比是1∶4
11. 针对如下实验装置图,下列有关叙述正确的是
A. 用装置①可以分离苯和液溴的混合物
B. 用装置②可以除去乙烷中的乙烯气体
C. 用装置③可以进行过滤操作
D. 用装置④电解精炼铜时,电极c为粗铜,电极d为精铜
12. 某有机物含碳、氢、氧、氮四种元素。下图可表示该有机物的结构(其中“”表示原子,“—”表示原子之间的共价键)。下列说法不正确的是
A. 该有机物能发生水解反应
B. 该有机物的化学式为
C. 该有机物中碳原子的杂化方式为和两种
D. 该有机物的一种同分异构体分子中可能含有两个
13. Katz & Acton于1973年首次人工合成六溴棱柱烷(甲),Tamelen & Pappas于1962年首次人工合成六溴代乙烯基杜瓦苯(乙)。下列说法正确的是
A. 甲、乙互为同系物
B. 甲比乙更容易发生加成反应
C. 甲、乙均属于芳香族化合物
D. 1 mol甲完全燃烧消耗(其中)
14. 铁镁合金是目前已发现的储氢密度非常高的储氢材料之一,晶胞结构如下图所示。储氢时,分子在晶胞的体心和棱的中心位置,且最近的两个氢分子之间的距离为,表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A. 铁镁合金储氢后,晶胞中数目为4
B. 与之间的最近距离
C. 储氢后的晶体密度为
D. 铁镁合金晶体中,与镁原子等距离且最近的镁原子数目有6个
二、填空题(本题共4小题,共58分)
15. 食品化学家研究发现,当豆油被加热到油炸温度时会产生高毒性物质,许多疾病都与这种有毒物质()有关。
(1)该物质的分子中含有_____种官能团。
(2)该物质的一个分子中含有_____个σ键和_____个π键以及_____个非极性共价键。
(3)该物质与足量发生反应的方程式为________________________。
(4)该物质与新制银氨溶液发生反应的化学方程式为______________________。
(5)该物质能够发生加聚反应,写出加聚产物的结构简式______________。
16. 下面是某锂离子电池的电极材料结构示意图。
已知:结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;硫原子半径为(与单位相同);晶胞1是充电后的晶胞结构;晶胞2中N的分数坐标为;所有晶胞均为立方晶胞。
(1)结构1钴硫化物的化学式为_____,与硫原子距离最近的钴原子有_____个。
(2)晶胞1中Li的配位数是_____,Li与Li的最短距离为_____,列式表示硫原子在晶胞1中的空间占有率为_____×100%(用含“”“”的表达式表示)。
(3)晶胞1和晶胞2是两种构型__________(填“相同”或“不同”)的,晶胞2中P的分数坐标为____________。
17. 对甲氧基苯丙酰胺(难溶于冷水,常温下为白色晶体)是一种医药中间体,可以由苯甲醚通过两步合成,如图甲所示:
已知:易水解。
Ⅰ.合成对甲氧基苯丙腈
如图乙,向三颈烧瓶中加入27 g苯甲醚,室温下缓慢加入20 g粉末状三氯化铝,加入过程中温度不超过25℃,加完后降温至5℃,逐滴加入丙烯腈,滴加结束后再升温至90—95℃,反应2小时。将三颈烧瓶中的液体倒入冰水中,搅匀,静置分层,分离出有机相。减压蒸馏,收集馏分得到对甲氧基苯丙腈。
(1)仪器M的名称是_____,冷水进口为_____(填“a”或“b”)。
(2)分离出有机相的操作名称为_____,必需的玻璃仪器是___________。
(3)该装置设计存在一处明显缺陷,请提出改进方法:____________。
(4)滴加结束后再升温至90—95℃过程中,最好采用_____加热。
Ⅱ.合成对甲氧基苯丙酰胺
将上述反应合成的对甲氧基苯丙腈加入三颈烧瓶中,加入浓盐酸,升温至40—50℃,搅拌1小时,加入活性炭回流0.5小时后再过滤,将滤液进行结晶、过滤、洗涤、干燥,得到对甲氧基苯丙酰胺粗品30.9 g。
(5)将滤液进行结晶的操作是___________________。
(6)本实验制得对甲氧基苯丙酰胺粗品的产率为_________(精确到0.01%)。
18. 有机物F是合成抗真菌药物泊沙康唑的重要中间体,其合成路线如图:
(1)E中含氧官能团的名称为_____。
(2)A→B中涉及官能团转化的碳原子杂化方式由_____变为_____。
(3)D→E的反应类型为_____,写出化学反应方程式_________________。
(4)同时满足下列条件的F的同分异构体有_____种。
①既能与溶液发生显色反应,又能与银氨溶液发生银镜反应。
②分子中有4种不同化学环境的氢原子。
(5)化合物G()是合成缓解神经痛药物普瑞巴林的重要中间体。结合上述合成路线图中相关信息,写出以物质H()和为原料制备化合物G的合成路线流程图________________(无机试剂和有机溶剂任选)。
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高二下期化学试题卷
注意事项:
1.考试时间:75分钟,满分:100分,试题卷总页数:6页。
2.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷、草稿纸上答题无效。
3.需要填涂的地方,一律用2B铅笔涂满涂黑。需要书写的地方一律用0.5毫米签字笔。
4.答题前,务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡规定的位置上。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Mg 24 Al 27 Cl 35.5 Fe 56
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 化学与生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 苯甲酸钠可作为食品防腐剂是由于其具有酸性
B. 家庭储备的药品过期后应作为有害垃圾处理
C. 用植物油和烧碱制作肥皂,植物油发生了水解反应
D. 全氟烷基物质难以降解,是因为其中的键的键能很大
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯甲酸钠属于强碱弱酸盐,本身不具有酸性,其作为防腐剂的原理是在酸性环境下转化为具有抑菌作用的苯甲酸,并非因其具有酸性,A错误;
B.过期药品会危害人体健康、污染环境,属于有害垃圾,过期后应按有害垃圾处理,B正确;
C.植物油属于酯类物质,和烧碱发生碱性水解反应(皂化反应)可以制得肥皂,该过程植物油发生了水解反应,C正确;
D.F的电负性大,键键能极高,化学键难以断裂,因此全氟烷基物质难以降解,D正确;
故答案选A。
2. 矿物油是不可再生资源。下列关于矿物油(汽油、煤油、柴油等)的判断不正确的是
A. 属于烃 B. 属于混合物 C. 难溶于水 D. 能发生水解反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.矿物油是石油分馏产物,主要成分为仅含C、H元素的烃类,不符合题意;
B.矿物油由多种碳原子数不同的烃混合组成,属于混合物,不符合题意;
C.烃类均为憎水性有机物,难溶于极性溶剂水,不符合题意;
D.水解反应需要分子中存在可水解的官能团(如酯基、卤原子等),矿物油属于烃类,无此类官能团,不能发生水解反应,符合题意;
故答案选D。
3. 超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。利用超分子“杯酚”可分离和,其分离流程如下图。下列叙述正确的是
A. 超分子属于化合物
B. 杯酚与之间形成了氢键
C. 超分子都是无限伸展的,属于高分子
D. 上述分离过程体现了超分子的“分子识别”特征
【答案】D
【解析】
【详解】A.超分子是通过分子间作用力形成的分子聚集体,化合物是通过化学键结合的纯净物,因此超分子不属于化合物,A错误;
B.氢键形成需要存在与N、O、F相连的H以及另一个N/O/F原子,仅含C元素,无法与杯酚形成氢键,二者通过范德华力结合,B错误;
C.超分子可以是有限结构,如本题中杯酚与的聚集体,且超分子通过分子间作用力形成,高分子通过共价键聚合生成,二者不属于同一类物质,C错误;
D.杯酚可特异性识别并结合,实现和的分离,体现了超分子的“分子识别”特征,D正确;
故答案选D。
4. 确定有机化合物组成和结构的方法很多,下列说法不正确的是
A. 利用红外光谱法可以区分丙烷和丙烯
B. 2-甲基丁烷的核磁共振氢谱中有3组峰
C. 质谱仪可用于有机物相对分子质量的测定
D. 通过李比希元素分析仪可以确定有机物最简式
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙烷仅含碳碳单键和碳氢键,丙烯含碳碳双键,红外光谱可测定化学键与官能团,二者红外光谱存在差异可以区分,A正确;
B.2-甲基丁烷的结构为,分子内共有4种等效氢,核磁共振氢谱应有4组峰,B错误;
C.质谱仪测得的最大质荷比对应有机物的相对分子质量,可用于有机物相对分子质量的测定,C正确;
D.李比希元素分析仪可测定有机物中C、H、O等元素的质量分数,可计算得到各元素原子最简整数比,确定有机物最简式,D正确;
故答案选B。
5. 根据有机物的分类及命名原则,下列各有机物的分类或命名不正确的是
A. 甲:对甲苯酚属于芳香化合物 B. 乙:3-甲基-1-丁烯属于脂肪烃
C. 丙:2-甲基-1-丙醇属于一元醇 D. 丁:3-甲基戊烷属于烷烃
【答案】C
【解析】
【详解】A.对甲苯酚含苯环,属于芳香化合物,A正确;
B.该结构的最长碳链含4个碳,双键位于1号碳,3号碳上有甲基,名称为3-甲基-1-丁烯,属于脂肪烃,B正确;
C.该结构的主链含4个碳,羟基位于2号碳,名称为2-丁醇,不是2-甲基-1-丙醇,C错误;
D.最长碳链含5个碳,3号碳上有甲基,名称为3-甲基戊烷,属于烷烃,D正确;
故选C。
6. 用代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1 mol羟基含有的电子数目为
B. 100 g 46%的乙醇水溶液含有的氧原子数为
C. 常温下,的溶液中,含有的数目为
D. 常温下,1 L 0.5 mol·L-1溶液中含有碳原子的数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.羟基(-OH)不带电荷,1个羟基含有的电子数为,故1 mol 羟基含有的电子数目为,A错误;
B.100 g 46%的乙醇水溶液中,乙醇质量为,物质的量为,含1 mol O;水的质量为,物质的量为,含3 mol O,总氧原子数为,B错误;
C.题干仅给出的浓度,未给出溶液体积,无法计算的物质的量及数目,C错误;
D.1 L 0.5 mol·L-1溶液中,溶质的物质的量为,每个分子含2个碳原子,根据碳原子守恒,溶液中碳原子总物质的量为,数目为,D正确;
故选D。
7. 室温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
将几滴鸡蛋清滴入饱和溶液中,振荡,溶液变浑浊,再继续加入蒸馏水,振荡,溶液又澄清
能使蛋白质盐析
B
加热乙醇与浓硫酸的混合溶液,将产生的气体通入少量酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去
有乙烯生成
C
向1 mL 1%的溶液中加入2 mL 2%的溶液,振荡后再加入有机物Y,加热煮沸,未出现砖红色沉淀
证明Y中不含有醛基
D
溴苯制备实验后,将生成的气体通入到硝酸银溶液,有淡黄色浑浊现象
证明制备了溴苯
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.饱和属于轻金属铵盐,可降低蛋白质溶解度使蛋白质析出(盐析),盐析是可逆过程,加水后蛋白质会重新溶解,结论成立,A正确;
B.加热时乙醇易挥发,挥发的乙醇也具有还原性,可使酸性溶液褪色,无法证明一定有乙烯生成,B错误;
C.醛基与新制氢氧化铜悬浊液反应需要在强碱性环境下进行,该实验中用量远不足,过量使溶液呈酸性,无法检验醛基,不能得出Y不含醛基的结论,C错误;
D.制备溴苯的反应物液溴易挥发,挥发的进入硝酸银溶液后,与水反应也会生成,进而产生淡黄色沉淀,不能证明生成了溴苯,D错误;
故答案选A。
8. 高分子M广泛用于牙膏、牙科粘合剂等口腔护理产品,合成路线如图,下列说法不正确的是
A. 试剂a中含有羟基 B. 化合物B属于醚
C. M分子中含有3个手性碳原子 D. 合成的聚合反应是加聚反应
【答案】C
【解析】
【分析】结合高分子M的结构简式,可知脱水生成,C与B发生加聚反应生成高分子M,则B的结构简式为,因与试剂a反应生成B,因此试剂a为,由此解答;
【详解】A.由分析可知,试剂a为,含有羟基,A正确;
B.由分析可知,B的结构简式为,含有醚键,属于醚类,B正确;
C.高分子M中每个链节中有三个手性碳原子,因此M中一共有3n个手性碳原子,C错误;
D.B和C均含有碳碳双键,二者通过双键断裂相互连接聚合,属于加聚反应,D正确;
故答案为C。
9. 已知苏糖的结构简式为,以下有关苏糖的说法不正确的是
A. 苏糖能发生银镜反应
B. 能用银氨溶液区分苏糖与甲酸甲酯
C. 苏糖在一定条件下能发生加成或取代反应
D. 苏糖与3,4-二羟基-1-丁酸互为同分异构体
【答案】B
【解析】
【详解】A.苏糖分子中含有醛基,醛基可发生银镜反应,不符合题意;
B.苏糖含醛基,甲酸甲酯中也存在醛基结构,二者都能和银氨溶液发生银镜反应,无法用银氨溶液区分,符合题意;
C.苏糖的醛基可与氢气发生加成反应,分子中的羟基可发生酯化等取代反应,不符合题意;
D.苏糖的分子式为,3,4-二羟基-1-丁酸的分子式也为,二者分子式相同、结构不同,互为同分异构体,不符合题意;
故答案选B。
10. 已知A、B两种酸的结构简式如图所示。
下列说法不正确的是
A. 酸A中含有三种官能团
B. 可以用氯化铁溶液区别A、B两种酸
C. 酸B分子中所有原子不可能共平面
D. 等物质的量的A和B分别与足量溶液反应,消耗氢氧化钠物质的量之比是1∶4
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸A结构含碳碳双键、醇羟基、羧基三种官能团,A正确;
B.酸A无酚羟基,酸B含有酚羟基,酚羟基遇氯化铁溶液显紫色,可区分两种物质,B正确;
C.酸B的苯环为平面结构,苯环上取代基碳原子均为杂化,单键可自由旋转,分子中所有原子可能共平面,C错误;
D.1mol酸A仅有1mol羧基与NaOH反应,消耗1mol NaOH;1mol酸B含3mol酚羟基、1mol羧基,共消耗4mol NaOH,二者消耗NaOH物质的量之比为1:4,D正确;
故选C
11. 针对如下实验装置图,下列有关叙述正确的是
A. 用装置①可以分离苯和液溴的混合物
B. 用装置②可以除去乙烷中的乙烯气体
C. 用装置③可以进行过滤操作
D. 用装置④电解精炼铜时,电极c为粗铜,电极d为精铜
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯和液溴互溶,分液装置用于分离互不相溶的液体混合物,无法分离二者,A错误;
B.乙烯可与溴水发生加成反应,生成液态的1,2-二溴乙烷,留在溴水中;乙烷不与溴水反应,且不溶于水,该装置为“长进短出”,符合洗气的要求,可以除去乙烷中的乙烯,B正确;
C.过滤操作需要玻璃棒引流,装置③缺少玻璃棒,操作错误,C错误;
D.电解精炼铜时,粗铜作阳极接电源正极,精铜作阴极接电源负极,图中是负极,是正极,电极是阴极,是阳极,因此应该是为粗铜,为精铜,D错误;
故答案选B。
12. 某有机物含碳、氢、氧、氮四种元素。下图可表示该有机物的结构(其中“”表示原子,“—”表示原子之间的共价键)。下列说法不正确的是
A. 该有机物能发生水解反应
B. 该有机物的化学式为
C. 该有机物中碳原子的杂化方式为和两种
D. 该有机物的一种同分异构体分子中可能含有两个
【答案】B
【解析】
【分析】根据该物质的球棍模型,该物质的结构式为:,据此分析下列选项:
【详解】A.该有机物含有可水解的酰胺键,能发生水解反应,A正确;
B.有机物含1个氮原子(奇数),根据价键奇偶规则,氢原子总数应为奇数,且实际该物质分子式为,B错误;
C.该有机物中饱和单键碳原子为杂化,碳氧双键上的碳原子为杂化,共两种杂化方式,C正确;
D.该物质分子式为:,不饱和度为1,其同分异构体可以存在两个,如,D正确;
故选B。
13. Katz & Acton于1973年首次人工合成六溴棱柱烷(甲),Tamelen & Pappas于1962年首次人工合成六溴代乙烯基杜瓦苯(乙)。下列说法正确的是
A. 甲、乙互为同系物
B. 甲比乙更容易发生加成反应
C. 甲、乙均属于芳香族化合物
D. 1 mol甲完全燃烧消耗(其中)
【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,甲、乙结构差异大,且分子式相同互为同分异构体,A错误;
B.加成反应需要碳碳双键等不饱和官能团,乙含有碳碳双键,甲无不饱和双键,乙更易发生加成反应,B错误;
C.芳香族化合物需要含有苯环,甲中含有苯环,属于芳香族化合物,乙不含苯环,不属于芳香族化合物,C错误;
D.甲的分子式为,燃烧时转化为,12mol 完全生成消耗12mol ,6mol 全部和结合为,无额外氢消耗氧气,故1mol甲完全燃烧消耗12mol ,D正确;
故选D。
14. 铁镁合金是目前已发现的储氢密度非常高的储氢材料之一,晶胞结构如下图所示。储氢时,分子在晶胞的体心和棱的中心位置,且最近的两个氢分子之间的距离为,表示阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A. 铁镁合金储氢后,晶胞中数目为4
B. 与之间的最近距离
C. 储氢后的晶体密度为
D. 铁镁合金晶体中,与镁原子等距离且最近的镁原子数目有6个
【答案】C
【解析】
【详解】A.由铁镁合金晶胞结构可知,H2在晶胞的体心和棱的中心位置,根据均摊法计算,储氢时一个晶胞中H2分子数目为,A正确;
B.H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置,且最近的两个氢分子之间的距离为a nm,即晶胞面对角线长度2a nm,所以晶胞边长为 nm,Mg与Fe之间的最近距离为体对角线长度的,最近距离为nm,B正确;
C.由晶胞结构可知,晶胞中各原子个数分别为:Fe处于顶点和面心,有,Mg处于体内,有8个,H有8个,故储氢后的晶体的化学式为,所以晶体密度为,C错误;
D.以一个Mg原子为中心,有三个互相垂直的面,每个面上有2个Mg原子离该Mg原子距离相等且最近为,则与Mg原子最近的Mg原子数有6个,D正确;
故选C。
二、填空题(本题共4小题,共58分)
15. 食品化学家研究发现,当豆油被加热到油炸温度时会产生高毒性物质,许多疾病都与这种有毒物质()有关。
(1)该物质的分子中含有_____种官能团。
(2)该物质的一个分子中含有_____个σ键和_____个π键以及_____个非极性共价键。
(3)该物质与足量发生反应的方程式为________________________。
(4)该物质与新制银氨溶液发生反应的化学方程式为______________________。
(5)该物质能够发生加聚反应,写出加聚产物的结构简式______________。
【答案】(1)3 (2) ①. 26 ②. 2 ③. 9
(3)
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
分子中含有羟基、碳碳双键和醛基,共3种官能团;
【小问2详解】
该分子为链状分子,共有27个原子。链状分子的σ键数等于原子总数减1,因此含26个σ键;碳碳双键和碳氧双键各含1个π键,共2个π键。非极性共价键包括8个碳碳σ键和碳碳双键中的1个π键,共9个。;
【小问3详解】
足量氢气使碳碳双键和醛基各消耗1分子氢气,原有羟基不反应,反应为:,1 mol该物质共消耗2 mol氢气;
【小问4详解】
新制银氨溶液在水浴加热条件下将醛基氧化为羧酸铵,碳碳双键、羟基和其余碳链不变。令R表示醛基以外的不变碳链,反应为:,每1 mol醛基被氧化时生成2 mol银;
【小问5详解】
加聚时只有碳碳双键打开并形成主链,醛基、羟基和其余碳链均保留,重复单元为:。
16. 下面是某锂离子电池的电极材料结构示意图。
已知:结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;硫原子半径为(与单位相同);晶胞1是充电后的晶胞结构;晶胞2中N的分数坐标为;所有晶胞均为立方晶胞。
(1)结构1钴硫化物的化学式为_____,与硫原子距离最近的钴原子有_____个。
(2)晶胞1中Li的配位数是_____,Li与Li的最短距离为_____,列式表示硫原子在晶胞1中的空间占有率为_____×100%(用含“”“”的表达式表示)。
(3)晶胞1和晶胞2是两种构型__________(填“相同”或“不同”)的,晶胞2中P的分数坐标为____________。
【答案】(1) ①. ②. 4
(2) ①. 4 ②. ③.
(3) ①. 相同 ②.
【解析】
【小问1详解】
化学式与配位数计算利用均摊法计算原子个数:Co(黑球):4个位于晶胞顶点,每个顶点占;4个位于晶胞内部,完全属于晶胞,总Co数:。S(白球):12个位于晶胞棱上,每个棱占;1个位于体心,完全属于晶胞,总S数:。 Co与S个数比为,故化学式为。 取体心的S原子,周围等距紧邻Co共4个,呈四面体配位,故与S距离最近的Co为4个;
【小问2详解】
Li填充在由S原子构成的四面体中心,如图:,每个Li周围有4个距离最近的S,故配位数为;Li与Li的最短距离为晶胞边长的一半,即;硫原子的空间占有率:晶胞1中S共个,所有S原子总体积为,晶胞体积为,故空间占有率为;
【小问3详解】
如图,当2个晶胞1放在一起时,图中框截取的部分就是晶胞2,晶胞1和晶胞2表示同一晶体;已知N的分数坐标为,原点为晶胞左下顶点,x向右、y向内、z向上,P位于、、处,故分数坐标为。
17. 对甲氧基苯丙酰胺(难溶于冷水,常温下为白色晶体)是一种医药中间体,可以由苯甲醚通过两步合成,如图甲所示:
已知:易水解。
Ⅰ.合成对甲氧基苯丙腈
如图乙,向三颈烧瓶中加入27 g苯甲醚,室温下缓慢加入20 g粉末状三氯化铝,加入过程中温度不超过25℃,加完后降温至5℃,逐滴加入丙烯腈,滴加结束后再升温至90—95℃,反应2小时。将三颈烧瓶中的液体倒入冰水中,搅匀,静置分层,分离出有机相。减压蒸馏,收集馏分得到对甲氧基苯丙腈。
(1)仪器M的名称是_____,冷水进口为_____(填“a”或“b”)。
(2)分离出有机相的操作名称为_____,必需的玻璃仪器是___________。
(3)该装置设计存在一处明显缺陷,请提出改进方法:____________。
(4)滴加结束后再升温至90—95℃过程中,最好采用_____加热。
Ⅱ.合成对甲氧基苯丙酰胺
将上述反应合成的对甲氧基苯丙腈加入三颈烧瓶中,加入浓盐酸,升温至40—50℃,搅拌1小时,加入活性炭回流0.5小时后再过滤,将滤液进行结晶、过滤、洗涤、干燥,得到对甲氧基苯丙酰胺粗品30.9 g。
(5)将滤液进行结晶的操作是___________________。
(6)本实验制得对甲氧基苯丙酰胺粗品的产率为_________(精确到0.01%)。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. a
(2) ①. 分液 ②. 分液漏斗、烧杯
(3)在冷凝管M的上口连接一个装有无水氯化钙(或碱石灰等干燥剂)的干燥管
(4)水浴 (5)冷却结晶(或降温结晶)
(6)
【解析】
【分析】本题以苯甲醚为原料合成对甲氧基苯丙酰胺,分为两步反应。第一步中,苯甲醚在催化作用下与丙烯腈发生反应,引入—CH2CH2CN基团,生成对甲氧基苯丙腈,该反应属于芳香族亲电取代反应;第二步中,对甲氧基苯丙腈在浓盐酸条件下发生水解,氰基(—CN)转化为酰胺基(—CONH2),最终得到目标产物对甲氧基苯丙酰胺。实验操作中涉及有机合成装置、萃取分离、减压蒸馏、结晶提纯等实验步骤,需要结合仪器结构和物质性质进行判断。由于易水解,反应装置需要防止空气中的水蒸气进入;目标产物难溶于冷水且为晶体,因此最后采用冷却结晶的方法进行分离提纯。
【小问1详解】
图乙中的仪器M为球形冷凝管,冷却水应从下端进入、上端流出,因此图中冷水进口应选择a。
【小问2详解】
反应结束后,将混合物倒入冰水中,由于产物主要存在于有机相中,需要将有机相和水相分离,因此采用分液操作。分液时必须使用分液漏斗控制液体流出,同时需要烧杯承接分出的液体,所需玻璃仪器为分液漏斗和烧杯。
【小问3详解】
由于反应使用的催化剂易水解,而实验装置中的冷凝管上端与空气相通,空气中的水蒸气可能进入反应体系导致失效,因此装置存在缺陷。改进方法是在冷凝管M的上口连接一个装有无水氯化钙(或碱石灰等干燥剂)的干燥管,吸收空气中的水蒸气,防止水解。
【小问4详解】
滴加丙烯腈结束后,需要升温至90~95℃进行反应,但有机物和反应体系温度不能突然升高,否则容易造成局部过热或副反应,因此最好采用水浴加热,使温度控制更加均匀稳定。
【小问5详解】
第二步反应后得到的对甲氧基苯丙酰胺难溶于冷水,且常温下为白色晶体,因此利用其溶解度随温度变化的特点进行提纯。先使其溶解在热的反应液中,再降低温度使晶体析出,因此滤液结晶操作应采用冷却结晶(或降温结晶)。
【小问6详解】
根据反应关系计算产率。苯甲醚的质量为27g,摩尔质量为108g/mol,因此苯甲醚的物质的量为:,由反应比例可知1 mol苯甲醚生成1 mol对甲氧基苯丙腈,再进一步生成1 mol对甲氧基苯丙酰胺,因此理论生成目标产物的物质的量也是0.25 mol。目标产物摩尔质量为179 g/mol,所以理论质量为:,实际得到粗品30.9 g,因此产率:。
18. 有机物F是合成抗真菌药物泊沙康唑的重要中间体,其合成路线如图:
(1)E中含氧官能团的名称为_____。
(2)A→B中涉及官能团转化的碳原子杂化方式由_____变为_____。
(3)D→E的反应类型为_____,写出化学反应方程式_________________。
(4)同时满足下列条件的F的同分异构体有_____种。
①既能与溶液发生显色反应,又能与银氨溶液发生银镜反应。
②分子中有4种不同化学环境的氢原子。
(5)化合物G()是合成缓解神经痛药物普瑞巴林的重要中间体。结合上述合成路线图中相关信息,写出以物质H()和为原料制备化合物G的合成路线流程图________________(无机试剂和有机溶剂任选)。
【答案】(1)酯基 (2) ①. sp2 ②. sp3
(3) ①. 取代反应; ②. +++ KBr+ (4)3
(5)
【解析】
【分析】A与CH3MgBr发生加成反应,而后在H3O+条件下发生水解反应生成B,B发生消去反应产生C,C在一定条件下发生取代反应生成D,D在一定条件下得到了酯基,最后E发生还原反应生成F,据此作答。
【小问1详解】
观察E的结构可知,E中含氧官能团名称为酯基。
【小问2详解】
A→B酮羰基发生了加成反应,碳氧双键变成了碳氧单键,碳原子杂化方式由sp2变为sp3。
【小问3详解】
D→E的反应中,溴原子被取代,故反应类型为取代反应;其方程式为+++ KBr+。
【小问4详解】
F为,分子式为C12H14O2F2,能与溶液发生显色反应说明含有苯环和酚羟基,又能与银氨溶液发生银镜反应说明含有醛基,要求分子中有4种不同化学环境的氢原子,可知结构简式为:或或,故答案为3种。
【小问5详解】
以和CH2(COOCH3)2为原料制备化合物G (),须用NBS和AIBN,根据题中合成路线C生成D、D生成E的过程可知,合成G的路线为:。
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