精品解析：甘肃白银市第十中学2026-2027学年高三上学期开学考试 化学试题

白银市第十中学高三开学诊断考试 化学试题 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 S~32 第Ⅰ卷 (选择题，共40分) 一、选择题(本题共14道小题，每小题3分，只有一个正确选项，共42分) 1. 下列说法正确的是 A. 羟基的电子式： B. 2-甲基戊烷的键线式： C. 1-丁烯的球棍模型： D. NaCl溶液中的水合离子示意图： 2. 下列关于常见有机物的性质说法错误的是 A. 有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA)俗称“亚克力”，是一种可降解塑料 B. 对苯二酚具有酸性，能与发生反应 C. 石油裂解气可使溶液褪色 D. 甲酸甲酯可发生银镜反应 3. 提纯下列物质(括号内为少量杂质)，所选用的试剂或分离方法不正确的是 选项 混合物 除杂试剂 分离方法 A 苯(甲苯) 酸性溶液，溶液 分液 B 溴苯(溴) 溶液 过滤 C 甲烷(乙烯) 溴的四氯化碳溶液 洗气 D 乙炔(硫化氢) 硫酸铜溶液 洗气 A. A B. B C. C D. D 4. 药物布洛芬具有抗炎、镇痛、解热作用，但口服该药对胃、肠道有刺激性，将分子结构进行修饰可降低副作用，下图是对该分子的成酯修饰。下列说法正确的是 A. 布洛芬的成酯修饰分子的分子式为 B. 布洛芬分子中所有碳原子可以在同一平面 C. 1 mol布洛芬的成酯修饰分子可与7 mol 反应 D. 布洛芬可以发生取代、氧化、加成、消去反应 5. 下列说法正确的是 A. 按系统命名法，化合物的名称是2，3，4-三甲基-2-乙基戊烷 B. 的一溴代物和的一溴代物都有2种(不考虑立体异构) C. 与互为同系物 D. 合成高分子的单体不包括 6. 下列化学方程式正确的是 A. 甲苯和Cl2制：+Cl2 +HCl B. 溶液中通入少量CO2：2 +CO2+H2O→2+ Na2CO3 C. 乙炔与H2O反应： D. 制备乙二酸乙二酯：HOOC-COOH+HOCH2CH2OH+2H2O 7. 化合物Z是蜂胶的主要活性成分，可由X、Y制得。下列说法正确的是 A. Y与邻甲基苯酚互为同系物 B. X、Z皆存在顺反异构体 C. Z与足量反应后的产物中存在4个手性碳原子 D. 与Y互为同分异构体，且能与溶液发生显色反应的有机物共8种 8. 下列关于各实验装置图的叙述正确的是 A. 用图①装置验证乙炔的还原性 B. 用图②装置进行实验室制取并收集乙酸乙酯 C. 用图③装置验证溴乙烷消去反应生成烯烃 D. 用图④装置进行苯和溴苯的分离 9. X是一种治疗帕金森症药品的合成原料。下列说法错误的是 A. 与足量H2加成，消耗5molH2 B. X分子最多18个原子共面 C. X分子中碳原子存在sp2杂化方式的碳原子有9个 D. X分子中C-Br键为p-p σ键 10. 以异丁醛(M)为原料制备化合物Q的合成路线如下： 下列说法错误的是 A. M系统命名为2-甲基丙醛 B. 用酸性KMnO4溶液可鉴别N和Q C. 若M+X→N原子利用率为100%，则X是甲醛 D. P→Q过程中有CO2生成 11. 某有机物A经燃烧分析法可得最简式为，对该物质进行图谱分析可得如图所示图谱，下列说法错误的是 A. 由质谱图可知相对分子质量为91，该有机物的分子式为： B. 由核磁共振氢谱可知峰面积比为： C. 等量该有机物分别和足量金属钠或足量碳酸氢钠溶液反应生成的气体一样多 D. 该有机物A的结构简式为： 12. 下列实验方案、现象、结论的对应关系正确的是 实验方案 现象 结论 A 向试管中加入2 mL 10% CuSO4溶液，再加入5滴5% NaOH溶液，振荡后加入0.5 mL某待测溶液，加热。 无砖红色沉淀生成 待测溶液中无醛基 B 向1-溴丙烷中加入NaOH溶液并加热，冷却后取上层液体，滴加过量稀硝酸，再加入几滴AgNO3溶液 有淡黄色沉淀生成 该卤代烃中含有溴元素 C 向2-丁烯醛(CH3-CH=CH-CHO)中滴加酸性KMnO4溶液 紫色褪去 该有机物中存在碳碳双键 D 向乙醇和水中分别加入少量金属钠 乙醇和钠缓慢反应，水和钠剧烈反应 羟基氢的活泼性：乙醇>水 A. A B. B C. C D. D 13. 氮叶立德重排(Stevens重排)机理如下(R均为烃基)： 下列关于该反应的说法中，不正确的是 A. 反应中有极性键的断裂与非极性键的生成 B. 与H+反应的活性：X＞M C. Y中*C与N原子的价层电子对数相同 D. 根据机理推测，通过重排可能获得 14. 一种含钴(Ⅱ)的多酸阴离子(以表示)能催化和的反应，制备，其反应历程如图所示。 下列叙述正确的是 A. 和均含有极性键，都是极性分子 B. 反应过程中Co的化合价保持不变 C. 该制备反应的原子利用率为100% D. 用替换，反应生成 第Ⅱ卷 (非选择题) 二、填空题(共4小题，共58分) 15. 某实验小组采用如下方案实现了对甲基苯甲酸的绿色制备。 反应： 步骤： Ⅰ．向反应管中加入对甲基苯甲醛和丙酮，光照，连续监测反应进程。 Ⅱ．时，监测结果显示反应基本结束，蒸去溶剂丙酮，加入过量稀NaOH溶液，充分反应后，用乙酸乙酯洗涤，弃去有机层。 Ⅲ．加足量稀盐酸酸化，再用乙酸乙酯萃取。 Ⅳ．分离：_______→_______→_______→_______，得目标产物。 回答下列问题： （1）相比KMnO4作氧化剂，该制备反应的优点有绿色环保、原料来源广泛、成本低，还可减少有机副产物____________(填名称)的生成。 （2）根据反应液的核磁共振氢谱(已去除溶剂H的吸收峰，谱图中无羧基H的吸收峰)监测反应进程如下图。已知峰面积比，。反应2 h时，对甲基苯甲醛转化率约为_____(保留至0.1%)。 （3）步骤Ⅱ中使用NaOH溶液的作用是______________________(用离子方程式解释)。 （4）若对甲基苯甲酸在冷水中的溶解性与苯酚相似，判断步骤Ⅲ中加入盐酸已足量的方法为：_______________________________________________________________。 （5）步骤Ⅳ，分离的操作如下，请排序_______。 ①减压蒸馏 ②过滤 ③加入无水干燥剂吸水 ④用饱和食盐水洗涤有机层，分液 （6）用同位素示踪法发现目标产物中羧基来源于醛基和。若反应条件为：太阳光，，室温，，5h，则质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为_______。 （7）已知羟醛缩合是增长碳链的常用方法：丙酮中的同样受羰基影响被活化，则对甲基苯甲醛与丙酮发生羟醛缩合反应的产物可能有：_____________________(写一种结构简式即可)。 16. 电镀含铬废渣中的六价铬是毒性物质。科研人员经大量研究和实验，处理并回收含铬废渣中的铬和钡，将其转变为陶瓷色料(Cr2O3)和工业产品碳酸钡(BaCO3)，达到了变废为宝的目的。其工艺流程如下图所示： 已知：含铬废渣中主要含BaCrO4，其次含BaCO3、SiO2及少量含Fe、Cu、Zn、Al等元素的氧化物。球磨煅烧后含铬元素的物质为Cr2O3。 请回答下列问题： （1）Cr的价电子排布式为_________。 （2）“球磨煅烧”步骤，BaCrO4发生的化学方程式为____________。 （3）已知：常温时，Ksp[Zn(OH)2]=1×10-17，Zn2+沉淀完全时(当溶液中离子浓度<10-5mol/L时可认为该离子不存在)溶液的pH为_______；“浸液调pH”后，弃去的残渣含铝元素物质的化学式为______________。 （4）“球磨熔融”步骤中，若产生NaNO2、Na2CrO4和CO2气体，则反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为_______，该步骤后“过滤”后的残渣为_____。 （5）“酸化还原”主要发生反应的离子方程式为_______。 （6）煅烧脱水的化学方程式为_________________________。 17. 有机物G是一种羧酸，其合成路线之一如下： 已知： (R、R´为H或烃基) （1）A的名称___________。 （2）B→C的反应类型是___________。 （3）D生成E的反应方程式____________。 （4）F中手性碳的个数为___________。 （5）G的含氧官能团有醚键和___________(填官能团名称)。 （6）H是E的芳香族同分异构体：其苯环上只有2个取代基、能发生水解反应且1 mol H能与2molNaOH恰好完全反应，则H的结构有_________种(不考虑立体异构)。 18. 某药物中间体L的合成路线如图所示。 已知：①C和D所含官能团相同； ②RCHO+ 。 （1）A→B的反应条件是______________；F中的官能团名称是________________。 （2）H→J的反应类型是_____________________。 （3）写出E→F第一步(1)的化学方程式：_________________________________。 （4）写出G→H第一步(1)的化学方程式：____________________________________。 （5）F有多种同分异构体，写出两种符合下列条件的F的同分异构体的结构简式_________________、____________(不考虑立体异构)。 a．除苯环外不含其他环；b．能发生银镜反应；c．含有4种化学环境不同的氢原子。 （6）结合题目信息，写出以乙烯和乙二醛为原料合成的路线_____________________(无机试剂及有机溶剂的路线任选)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 白银市第十中学高三开学诊断考试 化学试题 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 S~32 第Ⅰ卷 (选择题，共40分) 一、选择题(本题共14道小题，每小题3分，只有一个正确选项，共42分) 1. 下列说法正确的是 A. 羟基的电子式： B. 2-甲基戊烷的键线式： C. 1-丁烯的球棍模型： D. NaCl溶液中的水合离子示意图： 【答案】A 【解析】 【详解】A．羟基是中性基团，最外层共7个电子，图示电子式符合羟基的结构，A正确； B．该键线式主链含4个碳原子，为2-甲基丁烷的键线式，2-甲基戊烷主链应含有5个碳原子，B错误； C．该球棍模型共含有5个碳原子，为1-戊烯的球棍模型，1-丁烯仅含4个碳原子，C错误； D．带正电，应吸引水分子中带部分负电的，即朝向；带负电，应吸引水分子中带部分正电的，即朝向，图示离子与水分子的朝向错误，D错误； 故答案选A。 2. 下列关于常见有机物的性质说法错误的是 A. 有机玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA)俗称“亚克力”，是一种可降解塑料 B. 对苯二酚具有酸性，能与发生反应 C. 石油裂解气可使溶液褪色 D. 甲酸甲酯可发生银镜反应 【答案】A 【解析】 【详解】A．聚甲基丙烯酸甲酯是通过甲基丙烯酸甲酯发生加聚反应得到的，主链为碳链，不可降解，A错误； B．苯酚类物质的酸性弱于碳酸，但强于碳酸氢盐，故对苯二酚能与反应，B正确； C．石油裂解气中含有不饱和烃，可使高锰酸钾溶液褪色，C正确； D．甲酸甲酯含有结构，可以发生银镜反应，D正确； 故选A。 3. 提纯下列物质(括号内为少量杂质)，所选用的试剂或分离方法不正确的是 选项 混合物 除杂试剂 分离方法 A 苯(甲苯) 酸性溶液，溶液 分液 B 溴苯(溴) 溶液 过滤 C 甲烷(乙烯) 溴的四氯化碳溶液 洗气 D 乙炔(硫化氢) 硫酸铜溶液 洗气 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸，而苯不和酸性高锰酸钾反应，苯甲酸再与NaOH溶液反应生成易溶于水的苯甲酸钠，与苯分层，然后分液分离，A正确； B．溴单质与NaOH溶液反应生成溴化钠、次溴酸钠溶液，溴苯和氢氧化钠溶液不反应，水溶液与有机层溴苯分层，应分液分离，B错误； C．乙烯能和溴发生加成反应而被吸收，甲烷不反应，故可用溴的四氯化碳溶液除去甲烷中的乙烯，C正确； D．乙炔不与硫酸铜溶液反应，硫化氢能与硫酸铜溶液反应生成硫化铜沉淀：，故可用硫酸铜溶液除去乙炔中的硫化氢，D正确。 故答案选B。 4. 药物布洛芬具有抗炎、镇痛、解热作用，但口服该药对胃、肠道有刺激性，将分子结构进行修饰可降低副作用，下图是对该分子的成酯修饰。下列说法正确的是 A. 布洛芬的成酯修饰分子的分子式为 B. 布洛芬分子中所有碳原子可以在同一平面 C. 1 mol布洛芬的成酯修饰分子可与7 mol 反应 D. 布洛芬可以发生取代、氧化、加成、消去反应 【答案】A 【解析】 【详解】A．成酯修饰分子含1个原子，为奇数时分子中原子数应为奇数，对成酯修饰后的分子逐原子计数计算其分子式为，选项分子式正确，A正确； B．布洛芬分子中存在多个杂化的饱和碳原子（如异丁基的叔碳原子），为四面体空间结构，所有碳原子不可能共平面，B错误； C．成酯修饰分子中，苯环可与 加成，吡啶环可与加成，酯基的碳氧双键不与氢气反应，因此该分子最多消耗 ，而非，C错误； D．布洛芬分子中无醇羟基、卤原子等能发生消去反应的官能团，无法发生消去反应，D错误； 故选A。 5. 下列说法正确的是 A. 按系统命名法，化合物的名称是2，3，4-三甲基-2-乙基戊烷 B. 的一溴代物和的一溴代物都有2种(不考虑立体异构) C. 与互为同系物 D. 合成高分子的单体不包括 【答案】B 【解析】 【详解】A．系统命名法需选择最长碳链作主链，该化合物最长碳链含6个碳原子，2位不能连乙基，正确名称为2,3,4,4-四甲基己烷，A错误； B．的等效氢有2类，一溴代物2种。的等效氢2种（连3个碳的叔氢、连2个碳的仲氢），一溴代物2种，B正确； C．同系物要求结构相似、官能团种类和数目均相同，前者含醚键，后者不含醚键，官能团种类不同，不互为同系物，C错误； D．该加聚高分子的单体为、、苯乙烯，D错误； 故选B。 6. 下列化学方程式正确的是 A. 甲苯和Cl2制：+Cl2 +HCl B. 溶液中通入少量CO2：2 +CO2+H2O→2+ Na2CO3 C. 乙炔与H2O反应： D. 制备乙二酸乙二酯：HOOC-COOH+HOCH2CH2OH+2H2O 【答案】C 【解析】 【详解】A．甲苯与在光照条件下发生取代反应时，取代位点为侧链甲基上的氢，若要取代苯环上的氢需作催化剂，该反应产物错误，正确的应为，A错误； B．酸性顺序为苯酚，根据强酸制弱酸规律，苯酚钠与少量反应只能生成苯酚和，不会生成，正确的化学方程式为，B错误； C．乙炔在催化剂、加热条件下与水加成，先生成不稳定的乙烯醇，异构化后得到乙醛，方程式书写正确，C正确； D．乙二酸乙二酯的结构为，方程式中的产物结构错误，正确的化学方程式为，D错误； 故选C。 7. 化合物Z是蜂胶的主要活性成分，可由X、Y制得。下列说法正确的是 A. Y与邻甲基苯酚互为同系物 B. X、Z皆存在顺反异构体 C. Z与足量反应后的产物中存在4个手性碳原子 D. 与Y互为同分异构体，且能与溶液发生显色反应的有机物共8种 【答案】B 【解析】 【详解】A．Y属于芳香醇，邻甲基苯酚属于酚，二者官能团种类不同，不属于同一类有机物，不满足同系物“结构相似”的要求，因此不是同系物。A错误； B．X、Z中碳碳双键两端的碳原子都连接两个不同的原子或基团。因此X、Z皆存在顺反异构体，B正确； C．Z与足量的氢气反应后的产物为，其中共有3个手性碳原子，，不是4个。C错误； D．Y的分子式为，能与显色说明含酚羟基，即直接连苯环，分两类情况：苯环含两个取代基：和，位置有邻、间、对3种；苯环含三个取代基：和两个，共6种。两类合计种，不是8种，D错误； 故选B。 8. 下列关于各实验装置图的叙述正确的是 A. 用图①装置验证乙炔的还原性 B. 用图②装置进行实验室制取并收集乙酸乙酯 C. 用图③装置验证溴乙烷消去反应生成烯烃 D. 用图④装置进行苯和溴苯的分离 【答案】C 【解析】 【详解】A．电石（主要成分是）与水反应制取乙炔时，会产生等杂质气体，也能使酸性高锰酸钾溶液褪色，干扰了乙炔还原性的验证。应该先除去杂质气体，所以不能直接用图①装置验证乙炔的还原性，A错误； B．实验室制取乙酸乙酯时，收集乙酸乙酯应用饱和碳酸钠溶液，不能用溶液，因为乙酸乙酯在溶液中会发生水解反应，且导管不要插入溶液中以免倒吸，B错误； C．溴乙烷在的醇溶液中加热发生消去反应生成乙烯等，乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色，而挥发的乙醇不能发生反应，所以用图③装置可以验证溴乙烷消去反应生成烯烃，C正确； D．进行苯和溴苯的分离应该用蒸馏的方法，蒸馏时温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处，图④中温度计的位置错误，D错误； 综上，答案是C。 9. X是一种治疗帕金森症药品的合成原料。下列说法错误的是 A. 与足量H2加成，消耗5molH2 B. X分子最多18个原子共面 C. X分子中碳原子存在sp2杂化方式的碳原子有9个 D. X分子中C-Br键为p-p σ键 【答案】D 【解析】 【详解】A．X中能与发生加成反应的结构：1 mol苯环消耗3 mol，1 mol醛基消耗1 mol，1 mol碳碳双键消耗1 mol，故共消耗3+1+1=5 mol，A正确； B．该分子结构中包含苯环、碳碳双键、醛基形成的三个平面，由于中间均由可以旋转的单键相连，所有原子均可能共面，故共面原子数最多18个，B正确； C．分子中全部9个C原子均采取sp2杂化，因此sp2杂化的碳原子共9个，C正确； D．与Br相连的C为双键碳，该碳原子采取sp2杂化，因此C-Br σ键是sp2- p σ键，D错误； 故答案选D。 10. 以异丁醛(M)为原料制备化合物Q的合成路线如下： 下列说法错误的是 A. M系统命名为2-甲基丙醛 B. 用酸性KMnO4溶液可鉴别N和Q C. 若M+X→N原子利用率为100%，则X是甲醛 D. P→Q过程中有CO2生成 【答案】B 【解析】 【分析】分析合成路线中的物质结构，M（异丁醛）结构简式为；N由M和X反应生成，结构简式显示为一个中心碳原子上连有两个甲基，一个醛基，和一个羟甲基，分子式为；P由N与丙二酸二乙酯反应生成的产物，Q由P经过水解、酸化、加热后生成的环状内酯，含有一个碳碳双键。 【详解】A．M（异丁醛）结构简式为，主链包含醛基碳，最长碳链有3个碳（丙醛），在 2 号碳上有一个甲基，其系统命名是 2-甲基丙醛，A正确； B．N的结构：含有醛基和醇羟基，醛基和伯醇羟基均能被酸性氧化，使其褪色，Q 的结构：含有碳碳双键和酯基（内酯）。碳碳双键能被酸性氧化，使其褪色，由于N、Q均能使酸性溶液褪色，因此无法用该试剂鉴别它们，B错误； C．M 的分子式为，N 的分子式为，原子利用率为100%意味着M+X=N（加成反应），对比分子式：X=N-M=，即甲醛，C正确； D．P 中含有两个酯基。在碱性水解、酸化后，会生成两个羧基连在同一个双键碳上，在加热和酸性条件下，连在双键上的一个羧基会发生脱羧反应，失去，同时另一个羧基与分子内的羟基发生酯化反应形成内酯环（Q），D正确； 故选B。 11. 某有机物A经燃烧分析法可得最简式为，对该物质进行图谱分析可得如图所示图谱，下列说法错误的是 A. 由质谱图可知相对分子质量为91，该有机物的分子式为： B. 由核磁共振氢谱可知峰面积比为： C. 等量该有机物分别和足量金属钠或足量碳酸氢钠溶液反应生成的气体一样多 D. 该有机物A的结构简式为： 【答案】A 【解析】 【分析】根据最简式，结合质谱图最大质荷比为90，确定相对分子质量为90，计算得到分子式；红外光谱显示存在、、官能团，核磁共振氢谱有四组氢，峰面积之比，对应四种化学环境氢原子，由此推得结构简式为； 【详解】A．质谱图中最大质荷比代表相对分子质量，图中最大质荷比为90，不是91；最简式，式量30，，分子式为，A错误； B．核磁共振氢谱出现四组信号，积分即峰面积之比为，分别对应上氢、上氢、上氢、上氢，B正确； C．中，、均可与反应，有机物与足量反应生成；只有可以和反应，有机物与足量反应生成，生成气体物质的量相等，C正确； D．由分析可知，该有机物结构简式为，D正确； 故选A。 12. 下列实验方案、现象、结论的对应关系正确的是 实验方案 现象 结论 A 向试管中加入2 mL 10% CuSO4溶液，再加入5滴5% NaOH溶液，振荡后加入0.5 mL某待测溶液，加热。 无砖红色沉淀生成 待测溶液中无醛基 B 向1-溴丙烷中加入NaOH溶液并加热，冷却后取上层液体，滴加过量稀硝酸，再加入几滴AgNO3溶液 有淡黄色沉淀生成 该卤代烃中含有溴元素 C 向2-丁烯醛(CH3-CH=CH-CHO)中滴加酸性KMnO4溶液 紫色褪去 该有机物中存在碳碳双键 D 向乙醇和水中分别加入少量金属钠 乙醇和钠缓慢反应，水和钠剧烈反应 羟基氢的活泼性：乙醇>水 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．实验中的量不足，无法形成足够的碱性环境，无法确保醛基与新制悬浊液反应，因此现象不能证明待测液不含醛基，A错误； B．1-溴丙烷水解后产生，加入过量稀硝酸中和并酸化，再滴加生成淡黄色沉淀，可证明含溴元素，B正确； C．2-丁烯醛的醛基和碳碳双键均能被酸性氧化，紫色褪去无法单独证明双键存在，C错误； D．钠与水反应更剧烈，说明水的羟基氢活泼性更强，结论与现象矛盾，D错误； 故答案选：B。 13. 氮叶立德重排(Stevens重排)机理如下(R均为烃基)： 下列关于该反应的说法中，不正确的是 A. 反应中有极性键的断裂与非极性键的生成 B. 与H+反应的活性：X＞M C. Y中*C与N原子的价层电子对数相同 D. 根据机理推测，通过重排可能获得 【答案】B 【解析】 【详解】A．反应过程中存在、等极性键的断裂，同时生成非极性键，因此有极性键的断裂与非极性键的生成，A正确； B．X中无富电子反应位点，难以结合；中存在碳负离子，易结合，因此与反应的活性，B错误； C．中的价层电子对数为3个键+1对孤电子对=4，原子的价层电子对数为4个键+0对孤电子对=4，二者价层电子对数相同，C正确； D．根据反应机理，连在上的烯丙基会迁移到相邻的碳上，所得产物与给出的结构一致，D正确； 故选B。 14. 一种含钴(Ⅱ)的多酸阴离子(以表示)能催化和的反应，制备，其反应历程如图所示。 下列叙述正确的是 A. 和均含有极性键，都是极性分子 B. 反应过程中Co的化合价保持不变 C. 该制备反应的原子利用率为100% D. 用替换，反应生成 【答案】C 【解析】 【详解】A．二氧化碳的分子结构为结构对称的直线形，正负电荷中心重合，属于非极性分子，A错误； B．由图可知，反应历程中存在电子转移，钴元素在反应过程中存在电子的得失，化合价会发生变化，B错误； C．由图可知，该反应为环氧乙烷和二氧化碳的加成反应生成，所以制备反应的原子利用率为100%，C正确； D．由图可知，与二氧化碳发生加成反应生成，D错误； 故选C。 第Ⅱ卷 (非选择题) 二、填空题(共4小题，共58分) 15. 某实验小组采用如下方案实现了对甲基苯甲酸的绿色制备。 反应： 步骤： Ⅰ．向反应管中加入对甲基苯甲醛和丙酮，光照，连续监测反应进程。 Ⅱ．时，监测结果显示反应基本结束，蒸去溶剂丙酮，加入过量稀NaOH溶液，充分反应后，用乙酸乙酯洗涤，弃去有机层。 Ⅲ．加足量稀盐酸酸化，再用乙酸乙酯萃取。 Ⅳ．分离：_______→_______→_______→_______，得目标产物。 回答下列问题： （1）相比KMnO4作氧化剂，该制备反应的优点有绿色环保、原料来源广泛、成本低，还可减少有机副产物____________(填名称)的生成。 （2）根据反应液的核磁共振氢谱(已去除溶剂H的吸收峰，谱图中无羧基H的吸收峰)监测反应进程如下图。已知峰面积比，。反应2 h时，对甲基苯甲醛转化率约为_____(保留至0.1%)。 （3）步骤Ⅱ中使用NaOH溶液的作用是______________________(用离子方程式解释)。 （4）若对甲基苯甲酸在冷水中的溶解性与苯酚相似，判断步骤Ⅲ中加入盐酸已足量的方法为：_______________________________________________________________。 （5）步骤Ⅳ，分离的操作如下，请排序_______。 ①减压蒸馏 ②过滤 ③加入无水干燥剂吸水 ④用饱和食盐水洗涤有机层，分液 （6）用同位素示踪法发现目标产物中羧基来源于醛基和。若反应条件为：太阳光，，室温，，5h，则质谱检测目标产物分子离子峰的质荷比数值应为_______。 （7）已知羟醛缩合是增长碳链的常用方法：丙酮中的同样受羰基影响被活化，则对甲基苯甲醛与丙酮发生羟醛缩合反应的产物可能有：_____________________(写一种结构简式即可)。 【答案】（1）对苯二甲酸 （2）50.0% （3） （4）将混合物静置，向上层清液中滴加浓盐酸，若无明显现象(或不产生浑浊)，则盐酸已足量 （5）④③②① （6）138 （7） 【解析】 【分析】本题是有机合成综合实验，以对甲基苯甲醛在阳光、空气、丙酮体系下绿色氧化制备对甲基苯甲酸为载体，综合考查有机氧化对比、核磁定量计算、酸碱反应离子方程式、实验操作检验、有机物分离提纯流程、同位素质谱分子量、羟醛缩合反应产物七大核心考点；兼顾绿色化学理念、有机实验操作逻辑、同位素示踪原理、醛酮缩合机理，覆盖有机实验定性、定量、机理三大题型，据此分析。 【小问1详解】 强氧化剂酸性高锰酸钾氧化对甲基苯甲醛时，醛基、苯环侧链甲基都会被氧化为羧基，生成二元酸对苯二甲酸；本反应仅选择性氧化醛基，温和条件避免甲基氧化，减少该副产物生成，故答案为对苯二甲酸； 【小问2详解】 反应0 h时，峰a、b、c、d分别代表原料对甲基苯甲醛的醛基H、苯环H、苯环H、甲基H；反应2 h时，峰面积比a:a'=2:1，a为反应物对甲基苯甲醛中醛基氢的峰面积，a'为未反应原料的醛基氢峰面积，由a:a'=2:1可知生成产物的物质的量与剩余原料的物质的量相等，说明转化的对甲基苯甲醛的物质的量为起始总量的，则反应2 h时，对甲基苯甲醛的转化率为； 【小问3详解】 步骤Ⅱ加过量，中和产物对甲基苯甲酸，使其转化为水溶性羧酸盐进入水层；乙酸乙酯萃取除去未反应醛等有机杂质，实现产物与杂质分层分离，故离子方程式为：； 【小问4详解】 将混合物静置，向上层清液中滴加浓盐酸，若无明显现象(或不产生浑浊)，则盐酸已足量； 【小问5详解】 萃取分液后的有机层提纯流程：④饱和食盐水洗涤、分液（除去水溶性杂质，降低有机物在水中溶解损失），③加无水干燥，吸收有机层微量水分，②过滤，除去固体干燥剂硫酸钠，①减压蒸馏，低温分离提纯产物，避免高温下羧酸分解，故排序为④③②①； 【小问6详解】 丙酮仅作反应溶剂，其中不进入目标产物；羧基两个氧分别来自原料醛基的与的，质谱分子离子峰采用元素平均相对原子质量计算，对甲基苯甲酸标准相对分子质量，因此质荷比为138； 【小问7详解】 对甲基苯甲醛无，丙酮存在活化，二者发生交叉羟醛缩合；丙酮脱进攻醛羰基，再脱水生成不饱和酮，故结构简式为。 16. 电镀含铬废渣中的六价铬是毒性物质。科研人员经大量研究和实验，处理并回收含铬废渣中的铬和钡，将其转变为陶瓷色料(Cr2O3)和工业产品碳酸钡(BaCO3)，达到了变废为宝的目的。其工艺流程如下图所示： 已知：含铬废渣中主要含BaCrO4，其次含BaCO3、SiO2及少量含Fe、Cu、Zn、Al等元素的氧化物。球磨煅烧后含铬元素的物质为Cr2O3。 请回答下列问题： （1）Cr的价电子排布式为_________。 （2）“球磨煅烧”步骤，BaCrO4发生的化学方程式为____________。 （3）已知：常温时，Ksp[Zn(OH)2]=1×10-17，Zn2+沉淀完全时(当溶液中离子浓度<10-5mol/L时可认为该离子不存在)溶液的pH为_______；“浸液调pH”后，弃去的残渣含铝元素物质的化学式为______________。 （4）“球磨熔融”步骤中，若产生NaNO2、Na2CrO4和CO2气体，则反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为_______，该步骤后“过滤”后的残渣为_____。 （5）“酸化还原”主要发生反应的离子方程式为_______。 （6）煅烧脱水的化学方程式为_________________________。 【答案】（1）3d54s1 （2） （3） ①. 8 ②. Al(OH)3 （4） ①. 3：1 ②. 、 （5）2+3+10H+=2Cr3++3+5H2O （6） 【解析】 【分析】本题是处理并回收含铬废渣中的铬和钡，将其转变为陶瓷色料（Cr2O3）和工业产品碳酸钡（BaCO3），达到了变废为宝的目的。水洗除杂，然后再加氯化铵球磨煅烧，这一步是为了让废渣中的成分与氯化铵反应，增大接触面积，使反应更充分。接着水浸，得到浸渣和浸液。浸液调pH目的是除去Fe3+、Cu2+、Zn2+杂质离子，然后过滤，滤液中加入碳酸钠沉钡，经过操作X得到BaCO3成品。浸渣烘干后加碳酸钠、硝酸钠球磨熔融，然后过滤，残渣弃去，滤液中加硫酸、亚硫酸钠酸化还原，再加氢氧化钠沉铬，得到Cr(OH)3，最后煅烧脱水生成Cr2O3成品。 【小问1详解】 Cr是24号元素，根据洪特规则特例，半充满结构更稳定，价电子为外围参与成键的电子，排布为，而非。 【小问2详解】 加入后，中+6价Cr被还原为题目给出的产物（+3价Cr），中-3价N被氧化为无污染的，化学方程式为。 【小问3详解】 当时，由，计算得，对应，； 浸液调pH的目的除去Fe、Cu、Zn、Al等杂质离子，调至弱碱性时Al元素会以形式沉淀被除去。 【小问4详解】 反应中中+5价N被还原为中+3价N，每个N得2e-（氧化剂）；浸渣中的（+3价Cr）被氧化为中+6价Cr，每个Cr失3e-（还原剂）。根据电子守恒：，得氧化剂与还原剂物质的量之比为。、不与熔融态的钠盐反应，因此作为过滤残渣被除去。 【小问5详解】 酸性条件下，（+6价Cr）被还原为，被氧化为，根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平得到该式为2+3+10H+=2Cr3++3+5H2O。 【小问6详解】 沉铬步骤加入NaOH得到沉淀，煅烧时氢氧化物受热脱水分解生成目标产物，化学方程式为。 17. 有机物G是一种羧酸，其合成路线之一如下： 已知： (R、R´为H或烃基) （1）A的名称___________。 （2）B→C的反应类型是___________。 （3）D生成E的反应方程式____________。 （4）F中手性碳的个数为___________。 （5）G的含氧官能团有醚键和___________(填官能团名称)。 （6）H是E的芳香族同分异构体：其苯环上只有2个取代基、能发生水解反应且1 mol H能与2molNaOH恰好完全反应，则H的结构有_________种(不考虑立体异构)。 【答案】（1）间二甲苯（或1，3-二甲基苯） （2）取代反应 （3） （4）1 （5）（酮）羰基、羧基 （6）12 【解析】 【分析】由流程中的信息可知，A在 催化下与反应发生取代反应生成B；B在、350 ℃、30 MPa的条件下与反应发生取代反应生成C；C被酸化成D，D的结构简式为；结合F的结构简式与反应物与溶液可以推断出前后发生了酯化反应和取代反应，则E的结构简式是，可推断出D在与的作用下发生取代反应生成E；结合F的结构简式和已知与后续的酸化可推断出G为。 【小问1详解】 A的结构中，苯环上第1、3位有两个甲基，故A的名称为间二甲苯（或1，3-二甲基苯）。 【小问2详解】 由分析可知，B→C的反应类型是取代反应。 【小问3详解】 由分析可知，D生成E的反应方程式为：。 【小问4详解】 手性碳是指连接四个互不相同的原子或原子团的碳原子，观察F的结构简式可知：只有苯环的侧链上，与醚键相连的碳原子符合条件，四个基团分别为、、与剩余部分，故F只有一个手性碳。 【小问5详解】 由分析可知，G的含氧官能团有醚键、（酮）羰基和羧基。 【小问6详解】 E为，E的分子式为，不饱和度为，其中苯环的不饱和度为4。其芳香族同分异构体满足下列条件：①苯环上只有2个取代基；②能发生水解反应，说明H中含有酯基，酯基不饱和度为1；③能与恰好完全反应，说明H属于酚酯类结构。符合条件的取代基组合有四种情况：①与；②与；③与；④与。每种组合在苯环上均有邻、间、对3种位置异构，因此总共有种结构。 18. 某药物中间体L的合成路线如图所示。 已知：①C和D所含官能团相同； ②RCHO+ 。 （1）A→B的反应条件是______________；F中的官能团名称是________________。 （2）H→J的反应类型是_____________________。 （3）写出E→F第一步(1)的化学方程式：_________________________________。 （4）写出G→H第一步(1)的化学方程式：____________________________________。 （5）F有多种同分异构体，写出两种符合下列条件的F的同分异构体的结构简式_________________、____________(不考虑立体异构)。 a．除苯环外不含其他环；b．能发生银镜反应；c．含有4种化学环境不同的氢原子。 （6）结合题目信息，写出以乙烯和乙二醛为原料合成的路线_____________________(无机试剂及有机溶剂的路线任选)。 【答案】（1） ①. 浓硫酸、加热 ②. 碳碳双键、羧基 （2）加成反应 （3）+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O （4）+3NaOH+2NaBr+3H2O （5） ①. ②. （6） 【解析】 【分析】A通过浓硫酸/加热发生消去反应，得到含碳碳双键的B()。B经已知条件O3/Zn-H2O断双键：双键断裂生成C()和D(CH3CHO)，二者官能团均为醛基，符合已知①。苯甲醛和乙醛在稀NaOH加热条件下发生羟醛缩合，得到E。E经新制Cu(OH)2氧化醛基、酸化后得到F()，含碳碳双键、羧基两种官能团。F的碳碳双键和Br2发生加成，得到G()。G在NaOH醇溶液加热条件下发生消去反应脱去两分子HBr、酸化后，得到含碳碳三键的H()。H和环戊烯I发生环加成反应，生成含四元环的J。J的羧基被SOCl2取代为酰氯得到K，K再和苯酚发生取代反应生成酯类产物L。 【小问1详解】 A中含醇羟基，后续B能发生已知信息的烯烃臭氧化反应，说明A→B是醇的消去反应，高中阶段醇消去的典型条件为浓硫酸、加热。E（含碳碳双键、醛基）经新制氢氧化铜氧化、酸化后，醛基转化为羧基，得到F，保留碳碳双键。 【小问2详解】 H是，环戊烯I含碳碳双键，二者在催化剂加热下发生双键与三键的成环加成反应，生成四元环并五元环的J。 【小问3详解】 该步是醛基与新制氢氧化铜的氧化反应，在碱性条件下生成羧酸钠、氧化亚铜和水。 【小问4详解】 G是F的碳碳双键与Br2加成的产物，在NaOH醇溶液中发生两个溴原子的消去反应，同时羧基与NaOH中和，生成炔基羧酸钠。 【小问5详解】 除苯环外不含其他环，能发生银镜反应说明含有醛基，含有4种化学环境不同的氢原子，结构上高度对称，符合条件的F的同分异构体的结构简式为、。 【小问6详解】 乙烯先经O2、催化剂、加热条件氧化得到乙醛，乙醛在稀NaOH溶液、加热条件下与乙二醛发生类似已知羟醛缩合的反应生成，再用新制氢氧化铜氧化酸化得到，最后与乙烯发生反应得到目标产物，合成路线为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $