精品解析:陕西西安市阎良区2025-2026学年下学期期末考试 高二化学试题
2026-09-09
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内容正文:
高二化学试题
注意事项:
1.本试卷共6页,满分100分,考试时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。涂写在本试卷上无效。
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试卷不回收。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 化学与生活密切相关。下列说法正确的是
A. 我国首创液冷散热技术,其所用的石墨烯属于有机高分子材料
B. 酚醛树脂是热固性树脂,可用于制作绝缘材料
C. 油脂在人体内水解为氨基酸和甘油等小分子才能被吸收
D. 聚氯乙烯加入增塑剂能有效提高其性能,可用于生产食品包装袋
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 氨基的电子式:
B. 的球棍模型:
C. 烯烃官能团的结构式:
D. 聚丙烯的结构简式:
3. 维生素A是护肤品中常见的活性成分,其结构简式如图所示,下列关于其分类正确的是
A. 属于烯烃 B. 属于烃的衍生物
C. 属于芳香族化合物 D. 属于脂环烃
4. 下列有机物中不符合下列要求的是
要求:①含有手性碳原子;②与足量发生加成反应后仍含有手性碳原子。
A.
B.
C.
D.
5. 1.68 g烃A在过量氧气中充分燃烧可产生,其质谱图和核磁共振氢谱图分别如图1、图2所示,经红外光谱测定,该有机物分子中含有碳碳双键。下列说法错误的是
A. 烃A的实验式为
B. 烃A的结构简式为
C. 烃A存在顺反异构体
D. 烃A能使溴的溶液褪色
6. 下列玻璃仪器在相应实验中选用合理的是
A. 由含水乙醇制备无水乙醇:③④⑤
B. 用分离碘水中的:①④
C. 重结晶法提纯苯甲酸:①③⑤
D. 1-溴丁烷的消去反应:②③⑤
7. 向盛有苯酚钠澄清溶液的试管中通入过量的,一段时间后,可观察到试管中的溶液变浑浊(不考虑空气对反应的影响),下列说法正确的是
A. 酸性:碳酸<苯酚
B. 反应后所得的产物仅为苯酚和碳酸钠
C. 对变浑浊后的溶液进行加热,一段时间后,溶液又变澄清
D. 向变浑浊后的试管中滴入几滴溶液,可观察到溶液呈紫色
8. 酮基布洛芬片是用于治疗各种关节肿痛以及牙痛、术后痛等的非处方药,其结构如图所示,下列有关说法正确的是
A. 分子中含有3种官能团
B. 分子中所有碳原子不可能共平面
C. 分子中有3个碳原子采取杂化
D. 光照下与氯气反应,苯环上可形成C-Cl键
9. 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 mol苯乙烯中含碳碳双键的数目为
B. 标准状况下,2.24 L庚烷中含有的碳原子数为
C. 3.0 g含甲醛的乙酸中含有的原子总数为
D. 分子中含有C-H键的数目一定为
10. 下列对实验事实的解释错误的是
选项
实验事实
解释
A
苯酚常温下能与NaOH溶液反应,而乙醇不能
苯环的大π键不稳定
B
甲醇、乙醇、丙醇均可与水以任意比例混溶
羟基与水分子间形成了氢键
C
甲苯生成邻硝基甲苯比苯生成硝基苯所需温度低
甲基对苯环产生了影响
D
与Na反应时,乙醇的反应速率比水慢
乙基使羟基的O-H键极性减弱
A. A B. B C. C D. D
11. 我国科学家制备出单分子芯片,部分流程为:。已知:PMMA的化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯,其单体(MMA)结构如图。下列说法错误的是
A. “气相沉积”时碳原子的杂化由变为
B. 甲烷的二氯代物只有1种
C. MMA不能在酸性或碱性条件下大量存在
D. MMA合成PMMA是缩聚反应
12. 根据下列实验操作及现象,得出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
乙醇和浓硫酸共热至,将产生的气体通入重铬酸钾溶液中,溶液由橙色变为绿色
乙醇发生消去反应生成乙烯
B
向鸡蛋清溶液中加入乙醇,产生沉淀,再加入蒸馏水,沉淀不溶解
乙醇可使蛋白质变性
C
向溴水中加入植物油,振荡后静置,水层颜色变浅
植物油可用于萃取溴水中的溴
D
将电石与饱和食盐水反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色
电石与水反应生成了乙炔
A. A B. B C. C D. D
13. 化合物X的分子式为,用NaOH的醇溶液处理X,可得分子式为的两种产物Y、Z,Y、Z经催化加氢后都可得到2-甲基丁烷。若将化合物X用NaOH的水溶液处理,则所得有机产物的结构简式可能是
① ②
③ ④
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④
14. 在钼基催化剂作用下,1,2-丙二醇脱氧、脱水反应的循环机理如图所示。下列说法正确的是
A. 钼基催化剂可以降低活化能和反应热
B. 步骤①②的反应机理完全相同,都经历了加成和消去过程
C. HCHO、CH3CHO、CH3CH=CH2均能使溴水褪色,且原理相同
D. 1,2-乙二醇发生上述反应分解的产物有HCHO、CH2=CH2和水
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 淀粉属于糖类中的一种多糖,广泛存在于大米、小麦等各种谷物及甘薯、土豆等块茎内。
(1)某小组同学欲检验淀粉水解后产生葡萄糖,按如图进行实验。
①写出淀粉在稀硫酸作催化剂下发生水解反应的化学方程式:________________。
②实验中未产生砖红色沉淀,原因是____________________________。
(2)以淀粉为原料可以制备聚乳酸和聚丙烯酸钠,相互转化关系如下:
①聚乳酸的结构简式为__________。
②乳酸→丙烯酸发生的反应类型为__________。X的结构简式为__________。
③丙烯酸与为______(填“同种物质”、“同分异构体”或“同系物”)。
④乳酸和丙烯酸中存在的不同官能团的名称分别是__________和__________。
⑤聚丙烯酸钠______(填“可以”或“不可以”)使溴的四氯化碳溶液褪色;其可在干旱地区用于农业、林业的抗旱保水,聚丙烯酸钠能抗旱保水的原因是__________(从结构角度解释)。
16. 某实验小组设计了A、B、C三组实验装置(夹持装置省略)用来制取溴苯。
(1)三个装置中共同发生的有机反应的化学方程式为__________。
(2)实验结束后,取装置A锥形瓶中的水溶液少许,加入溶液得到浅黄色沉淀,由此证明苯与溴发生了取代反应,该结论________(填“正确”或“错误”),理由是________________________。
(3)装置B能同时验证苯与溴发生了取代反应,则其中X应为________(填“”或“水”)。装置B虚线框内存在缺点,请改正:____________________________________。
(4)装置C中当把软橡胶袋中的铁粉加入到混合液中后,观察到液体沸腾,烧瓶中溶液颜色逐渐变浅,且充满白雾。白雾的主要成分是________(填化学式)。
(5)为了观察到无色透明的溴苯,溴苯经过水洗后,将液体转移至分液漏斗中静置,溴苯应从__________(填“上口倒出”或“下口放出”)至盛有溶液的烧杯中,充分搅拌。溶液的主要作用是除去未反应的________,作________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
17. 乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下:
物质名称
相对分子质量
密度/()
沸点/℃
水中溶解性
异戊醇
88
0.8123
131
微溶
乙酸
60
1.0492
118
溶
乙酸异戊酯
130
0.8670
142
难溶
实验步骤:
在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A(加热和夹持装置略),回流50 min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,先用少量水、饱和碳酸氢钠溶液洗,再用水洗涤;分出的产物加入少量无水固体,静置片刻,过滤除去固体,进行蒸馏纯化,收集得乙酸异戊酯3.9 g。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称是________,加入碎瓷片的作用是________。
(2)在洗涤操作中第一次用水洗的主要目的是________。
(3)实验中加入少量无水的目的是________,加入过量乙酸的目的是________。
(4)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是________(填字母)。
(5)在蒸馏操作中,收集乙酸异戊酯时应控制的温度范围为________(填字母)。
A. B.
C. D.
(6)本实验的产率是________。
18. 苦杏仁酸广泛应用于医药、化妆品、食品及工业领域。一种以苯和乙醛酸(物质B)为原料,合成苦杏仁酸(物质C)及其衍生物的路线如下。
(1)反应②所需的另一个反应物的名称为________。
(2)两个C分子可以反应生成具有三个六元环的化合物F,则F的结构简式为________。
(3)根据化合物D的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
ⅰ
________________
________________
ⅱ
,催化剂,加热
________________
________________
(4)反应③的化学方程式为_________________。
(5)同时满足下列条件的化合物E的同分异构体有________种。(不考虑立体异构)
a.能与溶液反应
b.苯环上有两个取代基
其中,核磁共振氢谱的峰面积之比为,且能发生消去反应的结构简式为___________。
(6)下列说法正确的是________(填字母)。
A.反应①过程中有键的断裂和键的形成
B.化合物C存在以“头碰头”方式形成的键
C.化合物B和E均有对映异构体
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高二化学试题
注意事项:
1.本试卷共6页,满分100分,考试时间75分钟。
2.答卷前,考生务必将自己的姓名和准考证号填写在答题卡上。
3.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。涂写在本试卷上无效。
4.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
5.考试结束后,监考员将答题卡按顺序收回,装袋整理;试卷不回收。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 化学与生活密切相关。下列说法正确的是
A. 我国首创液冷散热技术,其所用的石墨烯属于有机高分子材料
B. 酚醛树脂是热固性树脂,可用于制作绝缘材料
C. 油脂在人体内水解为氨基酸和甘油等小分子才能被吸收
D. 聚氯乙烯加入增塑剂能有效提高其性能,可用于生产食品包装袋
【答案】B
【解析】
【详解】A.石墨烯是碳的单质,属于无机非金属材料,不属于有机高分子材料,A错误;
B.酚醛树脂属于体型结构的热固性树脂,绝缘性良好,可用于制作绝缘材料,B正确;
C.油脂属于高级脂肪酸甘油酯,在人体内水解为高级脂肪酸和甘油,氨基酸是蛋白质的水解产物,C错误;
D.聚氯乙烯本身及添加的增塑剂均有毒性,不能用于生产食品包装袋,食品包装袋常用聚乙烯制备,D错误。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 氨基的电子式:
B. 的球棍模型:
C. 烯烃官能团的结构式:
D. 聚丙烯的结构简式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.氨基为电中性基团,电子式正确,A正确;
B.中原子半径为,正确的球棍模型为,B错误;
C.烯烃的官能团为碳碳双键,结构式可表示为,C错误;
D.聚丙烯由加聚生成,结构简式:,D错误;
故选A。
3. 维生素A是护肤品中常见的活性成分,其结构简式如图所示,下列关于其分类正确的是
A. 属于烯烃 B. 属于烃的衍生物
C. 属于芳香族化合物 D. 属于脂环烃
【答案】B
【解析】
【详解】A.烯烃是仅由、两种元素组成的含碳碳双键的烃类,该物质含有元素,不属于烯烃,A错误;
B.烃的衍生物是烃分子中的氢原子被其他原子或原子团取代生成的化合物,该物质含元素,属于烃的衍生物,B正确;
C.芳香族化合物是分子中含有苯环结构的化合物,该物质结构中无苯环,不属于芳香族化合物,C错误;
D.脂环烃是仅含、元素的含脂环结构的烃类,该物质含有元素,不属于脂环烃,D错误;
故选B。
4. 下列有机物中不符合下列要求的是
要求:①含有手性碳原子;②与足量发生加成反应后仍含有手性碳原子。
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.原有机物中连的碳原子连接、、、四种不同基团,存在手性碳;与足量加成后该碳连接、、、,仍为四种不同基团,仍含手性碳,A符合要求;
B.原有机物中连的碳原子连接、、、四种不同基团,存在手性碳;与足量加成后该碳连接、、、,仍为四种不同基团,仍含手性碳,B符合要求;
C.原有机物中连的碳原子连接、、、四种不同基团,存在手性碳;与足量加成后该碳连接、、、,仍为四种不同基团,仍含手性碳,C符合要求;
D.原有机物中叔碳连接的三个基团均为,存在相同基团,无手性碳原子,D不符合要求;
故答案选D。
5. 1.68 g烃A在过量氧气中充分燃烧可产生,其质谱图和核磁共振氢谱图分别如图1、图2所示,经红外光谱测定,该有机物分子中含有碳碳双键。下列说法错误的是
A. 烃A的实验式为
B. 烃A的结构简式为
C. 烃A存在顺反异构体
D. 烃A能使溴的溶液褪色
【答案】C
【解析】
【分析】1.68 g烃A在过量氧气中充分燃烧可产生2.16 g H2O,则烃中氢元素的质量为,则烃中碳元素的质量为1.68g-0.24 g=1.44 g,则碳氢原子个数比为,烃A的实验式为,结合图1,该烃的相对分子质量为84,则分子式为C6H12;
【详解】A.由分析,烃A的实验式为,A正确;
B.由分析,分子式为,核磁共振氢谱仅1组峰说明所有氢原子等效,又含碳碳双键,故结构简式为,B正确;
C.顺反异构要求碳碳双键两端的每个碳原子均连接2种不同的基团,该烃双键两端的碳原子均连接2个相同的甲基,不存在顺反异构体,C错误;
D.该烃含有碳碳双键,可与溴发生加成反应,能使溴的溶液褪色,D正确;
故选C。
6. 下列玻璃仪器在相应实验中选用合理的是
A. 由含水乙醇制备无水乙醇:③④⑤
B. 用分离碘水中的:①④
C. 重结晶法提纯苯甲酸:①③⑤
D. 1-溴丁烷的消去反应:②③⑤
【答案】A
【解析】
【详解】A.由含水乙醇制备无水乙醇采用蒸馏法,需要蒸馏烧瓶、温度计、直形冷凝管、锥形瓶等仪器,A符合题意;
B.用分离碘水中的为萃取分液操作,需要分液漏斗和烧杯,用不到普通漏斗和蒸馏烧瓶,B不符合题意;
C.重结晶法 提纯苯甲酸的操作步骤为溶解、 趁热过滤、冷却结晶、过滤,需要的玻璃仪器有:普通漏 斗、烧杯、玻璃棒、锥形瓶等, 不需要温度计,C不符合题意;
D.1-溴丁烷消去反应需要用酒精灯加热,一般用圆底烧瓶作反应容器,一般不需要球形冷凝管、温度计和锥形瓶,D不符合题意。
7. 向盛有苯酚钠澄清溶液的试管中通入过量的,一段时间后,可观察到试管中的溶液变浑浊(不考虑空气对反应的影响),下列说法正确的是
A. 酸性:碳酸<苯酚
B. 反应后所得的产物仅为苯酚和碳酸钠
C. 对变浑浊后的溶液进行加热,一段时间后,溶液又变澄清
D. 向变浑浊后的试管中滴入几滴溶液,可观察到溶液呈紫色
【答案】C
【解析】
【详解】A.CO2通入苯酚钠溶液变浑浊产生了苯酚,即酸性碳酸>苯酚,A项错误;
B.通入过量的CO2,产物为NaHCO3和苯酚,B项错误;
C.加热增大了苯酚在水中的溶解度,所以溶液变澄清,C项正确;
D.用FeCl3溶液检验酚羟基,D项错误;
故选C。
8. 酮基布洛芬片是用于治疗各种关节肿痛以及牙痛、术后痛等的非处方药,其结构如图所示,下列有关说法正确的是
A. 分子中含有3种官能团
B. 分子中所有碳原子不可能共平面
C. 分子中有3个碳原子采取杂化
D. 光照下与氯气反应,苯环上可形成C-Cl键
【答案】B
【解析】
【详解】A.该分子含有的官能团为羧基、酮羰基,共2种,A错误;
B.分子中存在采取杂化的碳原子(连接甲基、羧基的次甲基碳),为四面体空间结构,因此所有碳原子不可能共平面,B正确;
C.分子中仅次甲基碳、甲基碳共2个碳原子采取杂化,C错误;
D.光照下氯气与饱和烷基发生取代反应,苯环上氢原子发生氯代需要等催化剂,因此苯环上无法形成键,D错误;
故选B。
9. 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 mol苯乙烯中含碳碳双键的数目为
B. 标准状况下,2.24 L庚烷中含有的碳原子数为
C. 3.0 g含甲醛的乙酸中含有的原子总数为
D. 分子中含有C-H键的数目一定为
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯环中不存在碳碳双键,1mol苯乙烯仅侧链乙烯基含1mol碳碳双键,数目为,A错误;
B.标准状况下庚烷为液体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,无法确定碳原子数,B错误;
C.甲醛和乙酸的最简式均为,摩尔质量为,3.0g混合物中最简式单元的物质的量为,每个最简式单元含4个原子,故原子总数为,C正确;
D.有乙醇和二甲醚两种同分异构体,0.1mol乙醇含个键,0.1mol二甲醚含个键,故键数目不一定为,D错误;
故选C。
10. 下列对实验事实的解释错误的是
选项
实验事实
解释
A
苯酚常温下能与NaOH溶液反应,而乙醇不能
苯环的大π键不稳定
B
甲醇、乙醇、丙醇均可与水以任意比例混溶
羟基与水分子间形成了氢键
C
甲苯生成邻硝基甲苯比苯生成硝基苯所需温度低
甲基对苯环产生了影响
D
与Na反应时,乙醇的反应速率比水慢
乙基使羟基的O-H键极性减弱
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.苯酚能与溶液反应而乙醇不能,原因是苯环对羟基的影响使酚羟基中键极性增强,更易电离出,并非苯环大键不稳定,A错误;
B.甲醇、乙醇、丙醇分子中的羟基可与水分子形成分子间氢键,因此均可与水以任意比例混溶,B正确;
C.甲基对苯环产生活化作用,使苯环上的氢更易被取代,因此甲苯生成邻硝基甲苯的反应温度比苯生成硝基苯的反应温度更低,C正确;
D.乙基为给电子基团,使羟基的键极性减弱,氢原子活性降低,因此乙醇与反应的速率比水慢,D正确;
故选A。
11. 我国科学家制备出单分子芯片,部分流程为:。已知:PMMA的化学名称为聚甲基丙烯酸甲酯,其单体(MMA)结构如图。下列说法错误的是
A. “气相沉积”时碳原子的杂化由变为
B. 甲烷的二氯代物只有1种
C. MMA不能在酸性或碱性条件下大量存在
D. MMA合成PMMA是缩聚反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.中为杂化,石墨烯中为杂化,气相沉积过程碳原子杂化类型由变为,A正确;
B.甲烷为正四面体结构,两个氢原子被氯取代后只有1种结构,故其二氯代物只有1种,B正确;
C.MMA含有酯基,酸性、碱性条件下均能发生水解反应,因此不能在酸性或碱性条件下大量存在,C正确;
D.MMA含有碳碳双键,发生加聚反应生成PMMA,反应过程中无小分子生成,不属于缩聚反应,D错误;
故选D。
12. 根据下列实验操作及现象,得出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
乙醇和浓硫酸共热至,将产生的气体通入重铬酸钾溶液中,溶液由橙色变为绿色
乙醇发生消去反应生成乙烯
B
向鸡蛋清溶液中加入乙醇,产生沉淀,再加入蒸馏水,沉淀不溶解
乙醇可使蛋白质变性
C
向溴水中加入植物油,振荡后静置,水层颜色变浅
植物油可用于萃取溴水中的溴
D
将电石与饱和食盐水反应产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色
电石与水反应生成了乙炔
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醇易挥发,且反应过程中会生成具有还原性的,挥发的乙醇和都能使重铬酸钾溶液由橙色变为绿色,无法证明乙醇发生消去反应生成乙烯,A错误;
B.乙醇可使蛋白质发生变性,变性为不可逆过程,因此向鸡蛋清中加乙醇产生沉淀后,再加入蒸馏水沉淀不溶解,B正确;
C.植物油属于不饱和高级脂肪酸甘油酯,分子中含有碳碳不饱和键,可与溴水中的发生加成反应使水层颜色变浅,并非萃取过程,C错误;
D.电石中含有硫化物等杂质,与饱和食盐水反应时会生成等还原性气体,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,无法证明反应生成了乙炔,D错误;
故选B。
13. 化合物X的分子式为,用NaOH的醇溶液处理X,可得分子式为的两种产物Y、Z,Y、Z经催化加氢后都可得到2-甲基丁烷。若将化合物X用NaOH的水溶液处理,则所得有机产物的结构简式可能是
① ②
③ ④
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ②④
【答案】B
【解析】
【详解】化合物X()用NaOH的醇溶液处理发生消去反应生成Y、Z的过程中,有机化合物X的碳架结构不变,且Y、Z经催化加氢时,其有机化合物的碳架结构也不变,由2-甲基丁烷的结构可推知X的碳架结构为,Cl原子不能连在端点的碳原子上,且连接Cl原子的碳原子的相邻碳原子上都有氢原子,氢原子的化学环境不同。从而推知有机化合物X的结构简式为或,将化合物X用NaOH的水溶液处理,Cl原子被羟基取代,则产物为②或③,选B。
14. 在钼基催化剂作用下,1,2-丙二醇脱氧、脱水反应的循环机理如图所示。下列说法正确的是
A. 钼基催化剂可以降低活化能和反应热
B. 步骤①②的反应机理完全相同,都经历了加成和消去过程
C. HCHO、CH3CHO、CH3CH=CH2均能使溴水褪色,且原理相同
D. 1,2-乙二醇发生上述反应分解的产物有HCHO、CH2=CH2和水
【答案】D
【解析】
【详解】A.钼基催化剂可以降低反应活化能,但不能改变反应物与生成物的总能量差,无法改变反应热,A错误;
B.步骤①是和1分子1,2-丙二醇脱去1分子水生成单环钼的含氧有机物,步骤②是该产物再和1分子1,2-丙二醇脱去1分子水生成双环钼的含氧有机物,二者反应机理不完全相同,B错误;
C.、与溴水发生氧化还原反应使溴水褪色,与溴水发生加成反应使溴水褪色,褪色原理不同,C错误;
D.结合题给1,2-丙二醇的反应机理可推知,1,2-乙二醇发生上述反应分解的产物有、和水,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 淀粉属于糖类中的一种多糖,广泛存在于大米、小麦等各种谷物及甘薯、土豆等块茎内。
(1)某小组同学欲检验淀粉水解后产生葡萄糖,按如图进行实验。
①写出淀粉在稀硫酸作催化剂下发生水解反应的化学方程式:________________。
②实验中未产生砖红色沉淀,原因是____________________________。
(2)以淀粉为原料可以制备聚乳酸和聚丙烯酸钠,相互转化关系如下:
①聚乳酸的结构简式为__________。
②乳酸→丙烯酸发生的反应类型为__________。X的结构简式为__________。
③丙烯酸与为______(填“同种物质”、“同分异构体”或“同系物”)。
④乳酸和丙烯酸中存在的不同官能团的名称分别是__________和__________。
⑤聚丙烯酸钠______(填“可以”或“不可以”)使溴的四氯化碳溶液褪色;其可在干旱地区用于农业、林业的抗旱保水,聚丙烯酸钠能抗旱保水的原因是__________(从结构角度解释)。
【答案】(1) ①. ②. 水解后未加入NaOH调节溶液至碱性
(2) ①. ②. 消去反应 ③. ④. 同分异构体 ⑤. 羟基 ⑥. 碳碳双键 ⑦. 不可以 ⑧. 聚丙烯酸钠分子链上含有大量强亲水性基团(),能与水分子形成氢键,从而引起水分子的聚集和吸附
【解析】
【小问1详解】
①淀粉在稀硫酸作催化剂下水解生成葡萄糖,化学方程式:。
②新制氢氧化铜检验醛基的反应必须在碱性条件下进行,实验中未加入NaOH调节溶液至碱性,酸性环境会消耗反应物氢氧化铜,导致实验失败。
【小问2详解】
①乳酸(2-羟基丙酸)分子间发生酯化缩聚反应,脱去水分子形成聚乳酸,结构简式:。
②乳酸的结构为,生成丙烯酸的过程中脱去1分子水,生成碳碳双键,属于消去反应;丙烯酸和NaOH发生中和反应,羧基转化为羧酸钠得到X,X的结构简式为;
③丙烯酸的分子式为,的分子式也为,二者分子式相同、结构不同,互为同分异构体。
④乳酸含有的官能团是羟基和羧基,丙烯酸含有的官能团是碳碳双键和羧基,二者的差异官能团分别为羟基、碳碳双键。
⑤聚丙烯酸钠是丙烯酸钠加聚的产物,分子中不存在碳碳双键,无法和溴发生加成反应,不能使溴的四氯化碳溶液褪色;聚丙烯酸钠的结构中含有大量亲水的羧酸钠基团(),可以通过氢键等作用结合大量水分子,因此具有很强的吸水性,能够起到保水作用。
16. 某实验小组设计了A、B、C三组实验装置(夹持装置省略)用来制取溴苯。
(1)三个装置中共同发生的有机反应的化学方程式为__________。
(2)实验结束后,取装置A锥形瓶中的水溶液少许,加入溶液得到浅黄色沉淀,由此证明苯与溴发生了取代反应,该结论________(填“正确”或“错误”),理由是________________________。
(3)装置B能同时验证苯与溴发生了取代反应,则其中X应为________(填“”或“水”)。装置B虚线框内存在缺点,请改正:____________________________________。
(4)装置C中当把软橡胶袋中的铁粉加入到混合液中后,观察到液体沸腾,烧瓶中溶液颜色逐渐变浅,且充满白雾。白雾的主要成分是________(填化学式)。
(5)为了观察到无色透明的溴苯,溴苯经过水洗后,将液体转移至分液漏斗中静置,溴苯应从__________(填“上口倒出”或“下口放出”)至盛有溶液的烧杯中,充分搅拌。溶液的主要作用是除去未反应的________,作________(填“氧化剂”或“还原剂”)。
【答案】(1) (2) ①. 错误 ②. 溴单质易挥发,挥发出的也会和反应生成浅黄色沉淀
(3) ①. ②. 将导管伸在接近溶液液面处或用烧杯盛装溶液,将漏斗倒扣在液面上(合理即可)
(4)HBr (5) ①. 下口放出 ②. ③. 还原剂
【解析】
【分析】装置A中直接将溴和苯的混合物加到铁粉上,由于液溴易挥发,该装置不能证明溴和苯发生了取代反应;
装置B中用分液漏斗将溴和苯的混合物滴入铁粉上,产生的气体经过足量的X,除去挥发出的溴之后,通入硝酸银溶液中,该导管口不能插入溶液中,否则易产生倒吸;
装置C直接将铁粉加到溴和苯的混合物,由于液溴易挥发,该装置不能证明溴和苯发生了取代反应,以此来解答。
【小问1详解】
三个装置中所共同发生的有机反应即苯和液溴反应生成溴苯和溴化氢,该反应的化学方程式为:;
【小问2详解】
该结论是错误的,因为溴易挥发,挥发出的溴蒸气进入水中也能与反应生成浅黄色沉淀,干扰HBr的检验;
【小问3详解】
足量的X的目的是为了吸收HBr中混有的溴蒸气和苯蒸气,排除溴蒸气对HBr检验的干扰,所以X为CCl4;根据分析可知,B装置中HBr极易溶于水,导管直接插入溶液中会引发倒吸,同时苯、溴易挥发,原料逸出利用率低,应将导管伸在接近溶液液面处或用烧杯盛装溶液,将漏斗倒扣在液面上;
【小问4详解】
装置C发生取代反应以后,因为放热,导致生成HBr挥发,与空气中水蒸气形成小液滴,产生白雾现象,故白雾的主要成分为HBr;
【小问5详解】
水洗后,溴苯密度比水大,沉在底部,将其从分液漏斗下口缓缓倒入盛有溶液的烧杯中,充分搅拌,可观察到无色透明的溴苯;亚硫酸钠具有还原性,可与溴发生氧化还原反应:,所以亚硫酸钠作还原剂,目的是为了除去未反应的溴单质。
17. 乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下:
物质名称
相对分子质量
密度/()
沸点/℃
水中溶解性
异戊醇
88
0.8123
131
微溶
乙酸
60
1.0492
118
溶
乙酸异戊酯
130
0.8670
142
难溶
实验步骤:
在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A(加热和夹持装置略),回流50 min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,先用少量水、饱和碳酸氢钠溶液洗,再用水洗涤;分出的产物加入少量无水固体,静置片刻,过滤除去固体,进行蒸馏纯化,收集得乙酸异戊酯3.9 g。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称是________,加入碎瓷片的作用是________。
(2)在洗涤操作中第一次用水洗的主要目的是________。
(3)实验中加入少量无水的目的是________,加入过量乙酸的目的是________。
(4)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是________(填字母)。
(5)在蒸馏操作中,收集乙酸异戊酯时应控制的温度范围为________(填字母)。
A. B.
C. D.
(6)本实验的产率是________。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 防止暴沸
(2)除去大部分的硫酸和乙酸
(3) ①. 干燥产品 ②. 提高异戊醇的转化率
(4)b (5)D
(6)60%
【解析】
【分析】本实验利用乙酸与异戊醇在浓硫酸催化下发生酯化反应生成乙酸异戊酯与水,该反应为可逆平衡反应。实验中加入过量乙酸,可推动平衡正向移动,提升成本相对更高的异戊醇的转化率;通过回流操作让反应物充分接触反应,后续经水洗、碱洗除杂、硫酸镁干燥除水后蒸馏,利用各组分沸点差异分离提纯产物,最终得到具有香蕉香味的乙酸异戊酯。
【小问1详解】
图中B是用于回流的球形冷凝管;碎瓷片是有机加热实验的常规防暴沸试剂,避免液体局部过热骤然沸腾冲出。
【小问2详解】
反应体系中浓硫酸作催化剂、乙酸过量,二者都易溶于水,第一次水洗可以先除去大部分易溶于水的乙酸和残留的硫酸,减少后续饱和碳酸氢钠的用量。
【小问3详解】
无水是常用的中性干燥剂,作用是吸附产物中残留的微量水分,干燥产品;酯化反应为可逆反应,加入过量乙酸可以使平衡向生成酯的方向移动,提升另一种反应物异戊醇的转化率,提高产率。
【小问4详解】
蒸馏装置的核心要求:温度计水银球需位于蒸馏烧瓶的支管口处,测量馏出蒸气的沸点;直形冷凝管用于蒸馏(球形冷凝管内会残留液体,不适合蒸馏操作)。a的温度计插入液面下、c用了球形冷凝管、d的温度计位置错误,只有b符合要求。
【小问5详解】
乙酸异戊酯的沸点为,收集产品时需要控制温度在其沸点附近,避免沸点更低的异戊醇、乙酸大量蒸出,同时保证乙酸异戊酯完全汽化,因此选,选D。
【小问6详解】
计算理论产量:异戊醇物质的量为,乙酸物质的量为,乙酸过量,按异戊醇计算,理论生成乙酸异戊酯为,理论质量为;实际产率为。
18. 苦杏仁酸广泛应用于医药、化妆品、食品及工业领域。一种以苯和乙醛酸(物质B)为原料,合成苦杏仁酸(物质C)及其衍生物的路线如下。
(1)反应②所需的另一个反应物的名称为________。
(2)两个C分子可以反应生成具有三个六元环的化合物F,则F的结构简式为________。
(3)根据化合物D的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
ⅰ
________________
________________
ⅱ
,催化剂,加热
________________
________________
(4)反应③的化学方程式为_________________。
(5)同时满足下列条件的化合物E的同分异构体有________种。(不考虑立体异构)
a.能与溶液反应
b.苯环上有两个取代基
其中,核磁共振氢谱的峰面积之比为,且能发生消去反应的结构简式为___________。
(6)下列说法正确的是________(填字母)。
A.反应①过程中有键的断裂和键的形成
B.化合物C存在以“头碰头”方式形成的键
C.化合物B和E均有对映异构体
【答案】(1)甲醇 (2)
(3) ①. ,Cu,加热 ②. 氧化反应 ③. ④. 加成反应(或还原反应)
(4) (5) ①. 18 ②.
(6)A
【解析】
【分析】由流程,A为苯,苯和HOOCCHO发生反应引入新的支链生成C,C和甲醇发生酯化反应生成酯D,D中羟基发生取代反应引入溴原子得到E;
【小问1详解】
反应②为C和甲醇发生酯化反应生成酯D,所需的另一个反应物的名称为甲醇;
【小问2详解】
C分子中含羧基和羟基,两个C分子可以反应生成具有三个六元环的化合物F,则为2个C分子发生酯化反应成环得到F,F的结构简式为;
【小问3详解】
D中的醇羟基能被氧化为羰基,试剂为,Cu,条件为加热条件,反应类型为氧化反应;
在氢气、催化剂加热条件下,D中的苯环与氢气发生加成反应生成,反应类型为加成反应(或还原反应);
【小问4详解】
反应③为D中羟基和HBr发生取代反应转化为溴原子,结合质量守恒,同时生成水,反应的化学方程式为;
【小问5详解】
E分子中除苯环外含3个碳、2个氧、1个溴、1个不饱和度,同时满足下列条件的化合物E的同分异构体:a.能与溶液反应,则含羧基;b.苯环上有两个取代基;则2个取代基可以为:-Br和-CH2CH2COOH或-Br和-CH(CH3)COOH或-CH2Br和-CH2COOH或-CH2CH2Br和-COOH或-CHBrCH3和-COOH或-CH3和-CHBrCOOH,均存在邻间对3种情况,共3×6=18种;其中,核磁共振氢谱的峰面积之比为,则不含甲基,且结构对称,还能发生消去反应,则结构简式可以为;
【小问6详解】
A.反应①为加成反应,醛基中C=O的π键断裂,苯的C-Hσ键断裂,形成新的C-Cσ键和O-Hσ键,存在π键的断裂和σ键的形成,A正确;
B.π键由原子轨道肩并肩重叠形成,头碰头重叠形成的是σ键,B错误;
C.化合物B中不存在手性碳,没有对映异构体,C错误;
故选A。
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