内容正文:
2023-2024学年度第一学期高三年级化学学科教学质量监测试卷
2023.10
(一)氮是地球上极为丰富的元素,氮元素可以形成多种化合物。
1. 晶体中氮以存在,基态的电子排布式为________。
2. 肼分子可视为分子中的一个氢原子被(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。分子的空间构型是________;分子中氮原子轨道的杂化类型是________。
3. 氨气溶于水中,大部分与以氢键(用“…”表示)结合形成分子根据氨水的性质可推知的结构式为_________________。
A. B.
C. D.
极易溶于水的原因________
4. 氮氮三键的键能为942,氮氮单键的键能为247,计算说明中的________键比________键稳定(填“”或“π”)。
5. 和可形成离子液体。离子液体由正、负离子组成,熔点低于100℃,其挥发性一般比有机溶剂________(填“大”或“小”),可用作________(填代号)。
a.助燃剂 b.“绿色”溶剂 c.复合材料 d.绝热材料
(二)碳族元素包括C、、、、。
6. 碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成,其结构类似于石墨晶体,每个碳原子通过________杂化与周围碳原子成键,多层碳纳米管的层与层之间靠________结合在一起。
7. 中共用电子对偏向C,中共用电子对偏向H,则C、、H的电负性由大到小的顺序为________。
8. 用价层电子对互斥理论推断分子中键的键角________120°(填“>”“<”或“=”)。
9. 铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是:处于立方晶胞顶角,处于晶胞中心,处于晶胞棱边中心。该化合物化学式为________,每个与________个配位。
10. 下图表示一些晶体的结构(晶胞),其中代表干冰晶体的是________,代表的是________(填序号,下同)。
A. B. C. D.
的分子构型是________,的熔、沸点比_______(填“高”或“低”),理由是_______。
(三)上海世博会场馆,大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。
目前市售LED晶片,材质基本以(砷化镓)、(磷化铝镓铟)、(氮化铟镓)为主。已知镓是铝同族且在铝的下一周期的元素。
砷化镓的晶胞结构如图。
11. 镓的基态原子的电子排布式是________。
12. 砷化镓晶胞中所包含的砷原子(灰色球)个数为________,与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为________。
13. N、P、处于同一主族,其氢化物沸点由高到低的顺序是________。(用氢化物分子式表示)请解释氢化物沸点高低的原因________。
14. 砷化镓可由和在700℃时制得。中镓原子的杂化方式为________。
15. 比较二者的第一电离能:________(填“<”、“>”或“=”)。
16. 下列说法正确的是________(填字母)。
A. 砷化镓晶胞结构与相同 B. 与互为等电子体
C. 电负性: D. 砷化镓晶体中含有配位键
17. 当原子、分子或离子内有单电子存在时,能被外磁场所吸引,表现出顺磁性。请问元素的基态原子是否具有顺磁性?________(填“是”或“否”)
(四)(本题共14分)简单的有机物
迄今为止,从自然界中发现及人工合成的有机物已超过亿种。生活中的有机物种类丰富,在衣、食、住、行多方面应用广泛,请回答下列问题。
18. 下列物质不属于高分子化合物的是
A. 油脂 B. 淀粉 C. 纤维素 D. 蛋白质
19. 具有解热镇痛及抗生素作用的药物“芬必得”主要成分的结构简式如图,它属于
①芳香族化合物②脂肪族化合物③有机羧酸④有机高分子化合物⑤芳香烃
A. ③⑤ B. ②③ C. ①③ D. ①④
20. 氟利昂会破坏大气臭氧层,关于CF2Cl2(商品名为氟利昂—12)的叙述正确的是
A. 有两种同分异构体 B. 是平面型分子
C. 只有一种结构 D. 是正四面体型分子
21. 1,4-二苯基丁二炔广泛应用于农药的合成,其结构如图所示。下列有关该物质的说法不正确的是( )
A. 该物质属于芳香烃
B. 该分子中处于同一直线上的原子最多有6个
C. 该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
D. 该分子中所有原子可能位于同一平面上
22. 某烷烃的相对分子质量为86,如果分子中含有3个、2个和1个,则该结构的烃的一氯代物最多可能有几种(不考虑立体异构)
A. 9种 B. 6种 C. 5种 D. 4种
23. 金刚烷胺可用于流感病毒A型感染性疾病的治疗,其合成路线图如图所示。下列说法中错误的是
A. 金刚烷的分子式是
B. X的同分异构体不可能是芳香族化合物
C. 上述反应都属于取代反应
D. 金刚烷胺碳原子上的一溴代物有两种
24. 下列说法不正确的是
A. 相同条件下等质量的甲烷、汽油、氢气完全燃烧,放出的热量依次增加
B. 油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分
C. 根据纤维在火焰上燃烧产生的气味,可以鉴别蚕丝与棉花
D. 淀粉、纤维素、蛋白质都属于高分子化合物
(五)简单合成
25. 由2-氯丙烷制取少量的1,2-丙二醇时,需要经过下列哪几步反应
A. 消去、加成、消去 B. 加成、消去、取代
C. 取代、消去、加成 D. 消去、加成、取代
26. 下图是制溴苯的简易实验装置,下列说法错误的是
A. 制备溴苯的反应属于取代反应
B. 烧瓶中反应发生后,有白雾产生,继而充满红棕色气体
C. 实验加入试剂的顺序可以是:苯、液溴、铁粉
D. 为了增强验证HBr的实验效果,可将锥形瓶中的导管插入溶液中
27. Diels-Alder反应为共轭双烯与含有碳碳双键或碳碳三键的化合物相互作用生成六元环状化合物的反应,最简单的反应是:,是由和B经Diels-Alder反应制得。
(1)Diels-Alder反应属于________反应(填反应类型),A的结构简式为________。
(2)写出与互为同分异构体,且一溴代物只有两种的芳香烃的名称:________;写出生成这两种一溴代物所需要的反应试剂和反应条件:________;________。
(六)(本题20分)有机合成
28. 有机化合物 J()是一种治疗心脏病药物的中间体。J的一种合成路线如下:
已知:①R1-CHO+R2CH2-CHO
回答下列问题:
(1)A的分子式是_______,E的结构简式是_______。化合物H中含氧官能团的名称为_______。
(2)C→D的反应类型是_______。G→H 还需要用到的无机反应试剂是_______(填字母编号)。
a. Cl2 b. HCl c. 铁粉、液溴 d. H2O
(3)F→G的化学反应方程式为_______。
(4)符合下列条件的E的同分异构体有多种,请写出其中一种的结构简式_______。
①苯环上只有两个对位取代基,其中一个是-OH
②能发生水解反应、银镜反应等
(5)结合题中信息,写出以有机物B为原料制备1,3-丁二醇的合成路线_______(其他无机原料任选,合成路线常用的表示方式为:AB……目标产物)。
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2023-2024学年度第一学期高三年级化学学科教学质量监测试卷
2023.10
(一)氮是地球上极为丰富的元素,氮元素可以形成多种化合物。
1. 晶体中氮以存在,基态的电子排布式为________。
【答案】
【解析】
【详解】氮元素原子序数为7,基态N原子核外共有7个电子,按照构造原理排布,基态N原子的电子排布式为,是N原子得到3个电子形成的阴离子,核外总电子数为,得到的3个电子填入2p轨道,使2p轨道达到全满稳定结构,综上可得基态的电子排布式为。
2. 肼分子可视为分子中的一个氢原子被(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。分子的空间构型是________;分子中氮原子轨道的杂化类型是________。
【答案】 ①.
三角锥形 ②.
【解析】
【详解】在分子中,中心氮原子与氢原子形成3个键,且氮原子上含有1个孤电子对,其价层电子对数为。因此其VSEPR模型为四面体形,由于孤电子对的排斥作用,分子的实际空间构型为三角锥形。在分子中,每个氮原子与另外一个氮原子和两个氢原子共形成3个键,且每个氮原子上均含有1个孤电子对,其价层电子对数同样为,故氮原子轨道的杂化类型为杂化。
3. 氨气溶于水中,大部分与以氢键(用“…”表示)结合形成分子根据氨水的性质可推知的结构式为_________________。
A. B.
C. D.
极易溶于水的原因________
【答案】 ①.
B ②.
与分子间能形成氢键;且两者均为极性分子,符合相似相溶原理;溶于水时能与水发生化学反应,促进了其溶解
【解析】
【详解】氨水呈弱碱性,其电离方程式为。这表明在分子中,发生断裂的是水分子中的键,即水分子中的氢原子在电离时向氨分子转移。因此,氢键应形成于氨分子中易提供孤电子对的氮原子与水分子中带有部分正电荷的氢原子之间,其结构式为,故选B;极易溶于水的原因主要有:分子与分子之间能形成分子间氢键,分子间作用力增强,大大增加了溶解度; 和都是极性分子,根据“相似相溶”原理,极性溶质易溶于极性溶剂;溶于水时能与水发生化学反应,促进了其溶解。
4. 氮氮三键的键能为942,氮氮单键的键能为247,计算说明中的________键比________键稳定(填“”或“π”)。
【答案】 ①.
②.
【解析】
【详解】氮氮单键即为 键,因此 键的键能为 。 氮氮三键中含有1个 键和2个 键,则2个 键的键能之和为 ,平均每个 键的键能为 。 因为 ,即 键的键能大于 键的键能。化学键的键能越大,键越稳定,所以 中的 键比 键稳定。
5. 和可形成离子液体。离子液体由正、负离子组成,熔点低于100℃,其挥发性一般比有机溶剂________(填“大”或“小”),可用作________(填代号)。
a.助燃剂 b.“绿色”溶剂 c.复合材料 d.绝热材料
【答案】 ①.
小 ②.
b
【解析】
【详解】离子液体完全由正、负离子构成,微粒间的作用力为较强的静电作用(离子键),而一般的有机溶剂微粒间的作用力为较弱的分子间作用力。因此,破坏离子液体中的微粒间作用力需要消耗更多的能量,导致其很难挥发,挥发性比一般有机溶剂小;
由于离子液体具有极低的挥发性(几乎没有蒸汽压),在使用过程中不会像传统有机溶剂那样挥发产生有害气体污染大气,且通常具有良好的溶解性能和化学稳定性,因此在化学反应和分离提纯中常被用作“绿色”溶剂,故选b。
(二)碳族元素包括C、、、、。
6. 碳纳米管由单层或多层石墨层卷曲而成,其结构类似于石墨晶体,每个碳原子通过________杂化与周围碳原子成键,多层碳纳米管的层与层之间靠________结合在一起。
【答案】 ①.
②.
范德华力(或分子间作用力)
【解析】
【详解】根据题意,碳纳米管的结构类似于石墨晶体。在石墨晶体中,每个碳原子与周围的3个碳原子形成共价键,构成平面六边形环状结构,因此碳原子采用的是杂化;石墨属于混合型晶体,层内的碳原子以强烈的共价键结合,而层与层之间则依靠微弱的范德华力(分子间作用力)结合在一起。多层碳纳米管由石墨层卷曲而成,其层与层之间的结合方式与石墨相同,也是依靠范德华力结合。
7. 中共用电子对偏向C,中共用电子对偏向H,则C、、H的电负性由大到小的顺序为________。
【答案】C>H>Si
【解析】
【详解】电负性是元素原子在化合物中吸引键合电子的能力,共价化合物中共用电子对会偏向电负性更大的原子;CH4中共用电子对偏向C,说明C的电负性大于H的电负性;SiH4中共用电子对偏向H,说明H的电负性大于Si的电负性;综上可得C、Si、H的电负性由大到小的顺序为C>H>Si。
8. 用价层电子对互斥理论推断分子中键的键角________120°(填“>”“<”或“=”)。
【答案】
<
【解析】
【详解】根据价层电子对互斥理论(VSEPR),分子中中心原子属于第IVA族,其价层电子对数为 ,因此其VSEPR模型为平面三角形。由于原子结合了2个原子,分子中含有对孤电子对,分子的空间构型为V形。因为孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用,使得键相互靠近,导致键角被压缩,所以键的键角小于。
9. 铅、钡、氧形成的某化合物的晶胞结构是:处于立方晶胞顶角,处于晶胞中心,处于晶胞棱边中心。该化合物化学式为________,每个与________个配位。
【答案】 ①.
BaPbO ②.
12
【解析】
【详解】根据晶胞的均摊法计算晶胞中各离子的数目:Pb离子处于立方晶胞顶角,被8个晶胞共用,其数目为 ;Ba2+处于晶胞中心,完全位于该晶胞,其数目为 ;O2-处于晶胞棱边中心,被4个晶胞共用,其数目为 。因此,该晶胞中Pb、Ba、O的原子个数比为 ,化合物的化学式为BaPbO3;关于配位数:Ba2+位于立方晶胞的体心,O2-位于立方晶胞的12条棱边中心。晶胞体心到12条棱边中心的距离均相等(距离均为 ,其中 为晶胞边长),且为最近距离,因此每个Ba2+与12个O2-配位。
10. 下图表示一些晶体的结构(晶胞),其中代表干冰晶体的是________,代表的是________(填序号,下同)。
A. B. C. D.
的分子构型是________,的熔、沸点比_______(填“高”或“低”),理由是_______。
【答案】 ①. B ②. C ③. 直线形 ④. 高 ⑤. 是共价晶体,是分子晶体,共价键的强度远大于分子间作用力。
【解析】
【详解】A.图中为阴阳离子交替排列的简单立方结构,代表氯化钠()晶体。
B.图中的晶格节点上分布着由三个原子组成的直线形分子,代表干冰()晶体。
C.图中为空间网状结构,其中每个黑球()与4个白球()成键,每个白球与2个黑球成键,代表二氧化硅()晶体。
D.图中为平面的正六边形网状层状结构,代表石墨晶体。
因此,代表干冰的是B,代表的是C;
分子中,中心碳原子采取 杂化,没有孤电子对,因此其分子空间构型为直线形;
属于共价晶体,其内部原子间通过强烈的共价键结合成空间网状结构,熔化时需要破坏坚固的共价键;而属于分子晶体,分子之间通过较弱的分子间作用力(范德华力)结合,熔化时只需克服分子间作用力。由于共价键的键能远大于分子间作用力,故的熔、沸点比高。
(三)上海世博会场馆,大量的照明材料或屏幕都使用了发光二极管(LED)。
目前市售LED晶片,材质基本以(砷化镓)、(磷化铝镓铟)、(氮化铟镓)为主。已知镓是铝同族且在铝的下一周期的元素。
砷化镓的晶胞结构如图。
11. 镓的基态原子的电子排布式是________。
12. 砷化镓晶胞中所包含的砷原子(灰色球)个数为________,与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为________。
13. N、P、处于同一主族,其氢化物沸点由高到低的顺序是________。(用氢化物分子式表示)请解释氢化物沸点高低的原因________。
14. 砷化镓可由和在700℃时制得。中镓原子的杂化方式为________。
15. 比较二者的第一电离能:________(填“<”、“>”或“=”)。
16. 下列说法正确的是________(填字母)。
A. 砷化镓晶胞结构与相同 B. 与互为等电子体
C. 电负性: D. 砷化镓晶体中含有配位键
17. 当原子、分子或离子内有单电子存在时,能被外磁场所吸引,表现出顺磁性。请问元素的基态原子是否具有顺磁性?________(填“是”或“否”)
【答案】11.
(或 )
12. ①.
4 ②.
正四面体 13. ①.
②.
分子间存在氢键,沸点反常地高;和均为分子晶体且结构相似,的相对分子质量大于,分子间作用力更强,故沸点更高
14.
15.
16. BCD 17.
是
【解析】
【11题详解】
镓(Ga)是铝的同族下一周期元素,位于周期表中第四周期第IIIA族,原子序数为31。根据构造原理,其基态原子的核外电子排布式为或。
【12题详解】
根据均摊法,晶胞中灰色球(As原子)位于顶点和面心,其个数为;由晶胞结构图可知,每个黑色球(Ga原子)周围有4个灰色球(As原子)与之相连,这4个As原子在空间上构成正四面体构型。
【13题详解】
N、P、As同主族,其氢化物均为分子晶体。由于分子间能形成氢键,导致其沸点反常地高,为三者中最高;和结构相似,由于的相对分子质量大于,其分子间作用力(范德华力)更强,故沸点。因此沸点由高到低的顺序为。
【14题详解】
在分子中,Ga原子与3个甲基中的碳原子形成3个键。Ga原子最外层有3个电子,全部参与成键,无孤电子对,其价层电子对数为3,故Ga原子的杂化方式为杂化。
【15题详解】
As和Ga位于同一周期,同一周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势。但As位于第VA族,其4p轨道处于半充满的较稳定结构,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能:。
【16题详解】
A.晶体中离子的配位数为6,而晶体中原子的配位数为4,两者晶胞结构不同,错误;
B.P和As同主族,价电子数相同,与的原子总数和价电子总数均相等,互为等电子体,正确;
C.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,As在Ga的右侧,故电负性,正确;
D.Ga原子最外层有3个电子,As原子最外层有5个电子,在晶体中每个Ga原子与4个As原子成键,其中必有一个共价键是由As原子提供孤对电子、Ga原子提供空轨道形成的配位键,正确。
故选BCD。
【17题详解】
Ga的基态原子电子排布式为,其4p轨道上存在1个未成对的单电子。根据题干信息,有单电子存在时表现出顺磁性,因此Ga元素的基态原子具有顺磁性。
(四)(本题共14分)简单的有机物
迄今为止,从自然界中发现及人工合成的有机物已超过亿种。生活中的有机物种类丰富,在衣、食、住、行多方面应用广泛,请回答下列问题。
18. 下列物质不属于高分子化合物的是
A. 油脂 B. 淀粉 C. 纤维素 D. 蛋白质
【答案】A
【解析】
【详解】A.油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯类物质,相对分子质量较小,不属于高分子化合物,A符合题意;
B.淀粉的化学式为,为较大的数值,相对分子质量非常大,属于天然高分子化合物,B不符合题意;
C.纤维素的化学式为,为较大的数值,相对分子质量非常大,属于天然高分子化合物,C不符合题意;
D.蛋白质是由氨基酸缩聚形成的生物大分子,相对分子质量可高达几万到几百万,属于天然高分子化合物,D不符合题意;
故答案为A。
19. 具有解热镇痛及抗生素作用的药物“芬必得”主要成分的结构简式如图,它属于
①芳香族化合物②脂肪族化合物③有机羧酸④有机高分子化合物⑤芳香烃
A. ③⑤ B. ②③ C. ①③ D. ①④
【答案】C
【解析】
【详解】由题给结构可知,该有机物含苯环、-COOH,其余结构饱和。
①该有机物含苯环,属于芳香族化合物,①正确;
②含苯环的有机物不属于脂肪族化合物,②错误;
③该有机物含-COOH,属于有机羧酸,③正确;
④该有机物相对分子质量不够大,不属于有机高分子化合物,④错误;
⑤该有机物含O,不属于芳香烃,⑤错误;
综上所述,①③正确,故答案选C。
20. 氟利昂会破坏大气臭氧层,关于CF2Cl2(商品名为氟利昂—12)的叙述正确的是
A. 有两种同分异构体 B. 是平面型分子
C. 只有一种结构 D. 是正四面体型分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.CF2Cl2是四面体结构,无同分异构体,A项错误;
B.CF2Cl2中C原子有4对价层电子对,VSEPR模型为四面体模型,且无孤对电子对,故其真实的空间构型为四面体,B项错误;
C.CF2Cl2是四面体结构,无同分异构体,只有一种结构,C项正确;
D.C-F键和C-Cl键长度不同,故CF2Cl2不是正四面体,D项错误;
答案选C。
21. 1,4-二苯基丁二炔广泛应用于农药的合成,其结构如图所示。下列有关该物质的说法不正确的是( )
A. 该物质属于芳香烃
B. 该分子中处于同一直线上的原子最多有6个
C. 该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
D. 该分子中所有原子可能位于同一平面上
【答案】B
【解析】
【详解】A.该物质中只有C、H两种元素,且含有苯环,故该物质属于芳香烃,A项正确;
B.分子中含有两个碳碳三键、两个苯环,根据苯和乙炔的结构特点可知,该分子中处于同一直线上的碳原子最多有8个,处于同一直线上的碳原子和氢原子最多有10个,B项错误;
C.该物质中含有碳碳三键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,C项正确;
D.两个碳碳三键为直线形结构,碳碳单键可以转动,两个苯环所在的平面可能同时位于同一平面上,故分子中所有原子可能位于同一平面上,D项正确;
答案选B。
22. 某烷烃的相对分子质量为86,如果分子中含有3个、2个和1个,则该结构的烃的一氯代物最多可能有几种(不考虑立体异构)
A. 9种 B. 6种 C. 5种 D. 4种
【答案】A
【解析】
【详解】根据烷烃通式,,解得,该烃为己烷,符合给定基团要求的结构共2种:有5种等效氢,对应一氯代物5种;有4种等效氢,对应一氯代物4种,合计9种;
故选A。
23. 金刚烷胺可用于流感病毒A型感染性疾病的治疗,其合成路线图如图所示。下列说法中错误的是
A. 金刚烷的分子式是
B. X的同分异构体不可能是芳香族化合物
C. 上述反应都属于取代反应
D. 金刚烷胺碳原子上的一溴代物有两种
【答案】D
【解析】
【详解】A.金刚烷含4个叔碳、6个仲碳,分子式为,A正确;
B.X为一溴金刚烷,分子式为,不饱和度,而芳香族化合物含苯环时不饱和度至少为4,因此其同分异构体不可能是芳香族化合物,B正确;
C.第一步反应中金刚烷的氢原子被溴原子取代,第二步反应中X的溴原子被氨基取代,二者均属于取代反应,C正确;
D.金刚烷胺的碳原子上存在3种等效氢(3个等价叔碳的氢、两类等价仲碳的氢),因此碳原子上的一溴代物有3种,D错误;
故选D。
24. 下列说法不正确的是
A. 相同条件下等质量的甲烷、汽油、氢气完全燃烧,放出的热量依次增加
B. 油脂在碱性条件下水解生成的高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分
C. 根据纤维在火焰上燃烧产生的气味,可以鉴别蚕丝与棉花
D. 淀粉、纤维素、蛋白质都属于高分子化合物
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于等质量的物质燃烧放出的热量主要取决于其含氢量的大小,而甲烷、汽油、氢气中H的百分含量大小顺序为:汽油<甲烷<氢气,故等质量的它们放出热量的多少顺序为:汽油<甲烷<氢气,故A错误;
B.油脂在碱性条件下发生水解反应生成甘油和高级脂肪酸盐,高级脂肪酸盐是肥皂的主要成分,故B正确;
C.蚕丝主要成分是蛋白质,灼烧时有烧焦羽毛的气味,而棉花则属于纤维素,灼烧时则基本没有气味,故C正确;
D.高分子通常是指相对分子质量在几千甚至上万的分子,淀粉、纤维素和蛋白质均属于天然高分子化合物,故D正确。
故答案为:A。
(五)简单合成
25. 由2-氯丙烷制取少量的1,2-丙二醇时,需要经过下列哪几步反应
A. 消去、加成、消去 B. 加成、消去、取代
C. 取代、消去、加成 D. 消去、加成、取代
【答案】D
【解析】
【详解】A.2-氯丙烷经消去得到丙烯后,若最后一步为消去反应无法引入两个羟基得到1,2-丙二醇,A错误;
B.2-氯丙烷为饱和卤代烃,不存在不饱和键,无法直接发生加成反应作为第一步,B错误;
C.2-氯丙烷第一步若发生取代反应只能得到含1个羟基的丙醇,无法后续合成含两个羟基的1,2-丙二醇,C错误;
D.合成路线为:先发生消去反应生成,丙烯与卤素单质发生加成反应生成,最后二卤代烃发生水解得到1,2-丙二醇,反应类型依次为消去、加成、取代,D正确;
故答案为D。
26. 下图是制溴苯的简易实验装置,下列说法错误的是
A. 制备溴苯的反应属于取代反应
B. 烧瓶中反应发生后,有白雾产生,继而充满红棕色气体
C. 实验加入试剂的顺序可以是:苯、液溴、铁粉
D. 为了增强验证HBr的实验效果,可将锥形瓶中的导管插入溶液中
【答案】D
【解析】
【详解】A.生成溴苯时,苯环上H被Br取代,为取代反应,故A正确;
B.生成HBr极易结合水蒸气形成酸雾,反应为放热反应,液溴挥发,继而充满红棕色气体,故B正确;
C.铁粉为催化剂,反应为放热反应,苯与溴易挥发,且溴与铁反应,实验加入试剂的顺序可以是:苯、液溴、铁粉,故C正确;
D.HBr极易溶于水,不能将锥形瓶中的导管插入溶液中,易发生倒吸,故D错误;
故选D。
【点睛】把握制备原理、实验操作、实验技能为解答的关键,由制备装置可知,苯与液溴在催化剂作用下发生取代反应生成溴苯和HBr,HBr极易结合水蒸气形成酸雾,且HBr极易溶于水,选项C为解答的难点,易忽视苯和溴的挥发性。
27. Diels-Alder反应为共轭双烯与含有碳碳双键或碳碳三键的化合物相互作用生成六元环状化合物的反应,最简单的反应是:,是由和B经Diels-Alder反应制得。
(1)Diels-Alder反应属于________反应(填反应类型),A的结构简式为________。
(2)写出与互为同分异构体,且一溴代物只有两种的芳香烃的名称:________;写出生成这两种一溴代物所需要的反应试剂和反应条件:________;________。
【答案】(1) ①. 加成 ②.
(2) ①. 1,3,5-三甲基苯 ②. Br2/Fe ③. Br2/光照
【解析】
【分析】Diels-Alder反应为共轭双烯与含有烯键或炔键的化合物相互作用生成六元环状化合物的反应,碳碳双键数目减少,属于加成反应,A的分子式是C5H6,根据Diels-Alder反应的特点及A与B的加成反应产物可知,A为环戊二烯,B为1,3-丁二烯,则A的结构简式为:,据此分析回答。
【小问1详解】
由分析可知,Diels-Alder反应属于加成反应;A的结构简式为:;
【小问2详解】
的分子式为C9H12,其同分异构体的一溴代物只有两种的芳香烃,结合物质的分子式,可知其中含3个甲基且结构对称,该物质结构简式为:,其名称为1,3,5-三甲基苯;它的一溴代物的两种同分异构体中,一种在苯环上,一种在甲基侧链上,若发生苯环上的取代反应,条件是:Br2/Fe;若发生侧链上的取代反应,则反应条件是:Br2/光照。
(六)(本题20分)有机合成
28. 有机化合物 J()是一种治疗心脏病药物的中间体。J的一种合成路线如下:
已知:①R1-CHO+R2CH2-CHO
回答下列问题:
(1)A的分子式是_______,E的结构简式是_______。化合物H中含氧官能团的名称为_______。
(2)C→D的反应类型是_______。G→H 还需要用到的无机反应试剂是_______(填字母编号)。
a. Cl2 b. HCl c. 铁粉、液溴 d. H2O
(3)F→G的化学反应方程式为_______。
(4)符合下列条件的E的同分异构体有多种,请写出其中一种的结构简式_______。
①苯环上只有两个对位取代基,其中一个是-OH
②能发生水解反应、银镜反应等
(5)结合题中信息,写出以有机物B为原料制备1,3-丁二醇的合成路线_______(其他无机原料任选,合成路线常用的表示方式为:AB……目标产物)。
【答案】(1) ①. C7H6O2 ②. ③. 羟基、羧基
(2) ①. 氧化反应 ②. b
(3)+H2O
(4) (5)CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHO
【解析】
【分析】已知B为乙烯,乙烯与水发生加成反应,生成C为乙醇,乙醇发生催化氧化生成D为乙醛,乙醛和A发生提示的反应,生成E为,E发生氧化反应生成F为,F在浓硫酸作用下发生消去反应生成G为,根据J的结构可知其由2个发生酯化反应生成,故I为,H在氢氧化钠水溶液中发生取代反应生成I,则H为,所以G到H的反应为G与HCl的加成反应,由此解答各小问。
【小问1详解】
根据A的结构可知,A的分子式为C7H6O2,根据以上分析可知E的结构简式为,化合物H为,其中的含氧官能团为酚羟基、羧基。
【小问2详解】
C到D发生的是乙醇的催化氧化生成乙醛,故反应类型为氧化反应。G到H为G与HCl发生的加成反应,所以需要用到的无机反应试剂为HCl。
【小问3详解】
F在浓硫酸作用下,发生醇的消去反应,生成G中含有碳碳双键,化学方程式为。
【小问4详解】
苯环上有两个对位取代基,其中一个是—OH,此外能发生水解反应和银镜反应,则说明另一个取代基一定含有酯基,而且是甲酸酯,由此可得满足条件的E的同分异构体为或。
【小问5详解】
乙烯先与水加成生成乙醇,乙醇发生催化氧化生成乙醛,2个乙醛发生提示的反应生成,再与氢气发生还原反应生成,合成路线为CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHO。
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