内容正文:
河南省实验中学2027届高三上学期九月月考
化学试卷
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,只有一项符合题目要求。
1. 下列关于有机物的说法中,正确的一组是
①“乙醇汽油”是在汽油里加入适量乙醇而形成的一种燃料,它是一种新型化合物
②汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物,完全燃烧只生成和
③生产医用防护口罩的原料聚丙烯可以使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色
④工业上常用硫与橡胶作用进行橡胶硫化,硫化橡胶具有更好的强度、韧性、弹性
⑤乙醇分子和水分子中的氢氧键极性不同,所以乙醇和水分别与钠反应的剧烈程度不同
⑥除去中混有的少量,可将混合气体通过盛有溴水的洗气瓶
⑦鸡蛋清溶液中加入醋酸铅溶液,可析出沉淀,再加水可溶解
⑧天然油脂是混合物,主要成分是饱和与不饱和的高级脂肪酸
⑨淀粉水解液加入溶液成碱性后,与新制的悬浊液加热时能反应
⑩聚氯乙烯塑料属于有机高分子材料,绝缘性好,耐化学腐蚀,机械强度较高
A. ③⑤⑥⑧⑩ B. ④⑤⑥⑨⑩ C. ①②⑤⑧⑩ D. ②④⑥⑧⑨
2. 一种缓解阿司匹林G() 合成路线如图,过程中没有手性碳
下列说法正确的有
①F的官能团为碳碳双键
②合成路线的中间产物有水杨酸
③将K滴入酸性高锰酸钾溶液中,氧化剂:还原剂=8:5
④L的名称为甲基丙烯酸
⑤由原料至合成1molG总共生成2n mol
A. 4个 B. 3个 C. 2个 D. 1个
3. 是细胞生命活动所需能量的直接来源,也是生物体内重要的能量转换中间体。
则下列说法正确的是
A. 分子中磷酸与磷酸之间形成磷酯键
B. 分子中有高能磷酸键
C. 反应是一个任意温度自发的反应
D. 具有酸性,不具有碱性
4. DNA中碱基通过氢键配对结合形成双螺旋结构,下图表示腺嘌呤(A)核苷酸与胸腺嘧啶(T)核苷酸的结构,下列说法正确的是
A. 简单氢化物的键角:C>P>N>O
B. 腺嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸水解后均能生成H3PO3
C. 胸腺嘧啶核苷酸含有的所有元素中电负性最高的是O
D. 腺嘌呤核苷酸与胸腺嘧啶核苷酸中形成的氢键分别为N—H…O和O—H…N
5. 能正确表示下列反应的离子方程式的是
A. 用惰性电极电解水溶液:
B. 向溶液中通入少量二氧化碳:2+CO2+H2O2
C. 少量通入溶液中:
D. 明矾溶液中加入过量氨水:
6. 下图所示化合物是合成心血管药物缬沙坦的中间体,下列有关其说法正确的是
A. 分子中所有的碳原子可能共平面
B. 该分子化合物不存在对映异构体
C. 该化合物与足量发生加成反应,产物分子有2个手性碳原子
D. 该物质能发生取代反应、氧化反应、加成反应、水解反应
7. 在一定条件下,苯与浓和浓混合物的反应机理和能量变化如图所示:
下列说法错误的是
A. 反应②为决速步骤
B. 反应①的化学方程式为
C. 反应过程中碳原子的杂化方式保持不变
D. 该条件下,为主产物
8. 某些含氟有机化合物具有特异的生物活性和生物体适应性,用与卤代烃可制备有机氟化物。实验室将溶入冠(结构如图1)的乙腈()溶液中可轻松实现氟的取代,反应过程如图2所示:
下列说法正确的是
A. 乙醚中的键的键角大于
B. 将溶入冠是为了加快反应速率
C. 用(冠)代替冠,实验效果一样
D. 相同条件下,用代替参与上述反应,反应速率会减小
9. 根据下列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
实验结论
A
向溶液中滴加少量浓溴水、振荡,无白色沉淀产生
溶液中没有苯酚
B
将稀硫酸与碳酸氢钠溶液混合产生的气体直接通入苯酚钠溶液中,溶液变浑浊
酸性:碳酸>苯酚
C
向20%蔗糖溶液中加入少量稀,加热,再加入银氨溶液,未出现银镜
蔗糖未水解
D
向溶液中滴加5滴0.1mol/LNaCl溶液,产生白色沉淀,再向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液,产生黄色沉淀
A. A B. B C. C D. D
10. 物质Z的合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 1molX与浓溴水发生反应时,最多消耗3 mol Br2
B. Y和H2完全加成后有3个手性碳原子
C. 1molY可以和4molNaOH溶液反应
D. Z分子存在着顺反异构
11. 工厂利用电解法处理含醛类废水,并由邻溴硝基苯制备邻溴苯胺,工作原理如图所示:
下列说法正确的是
A. 工作时,电极a和c均发生氧化反应
B. 甲中b电极的电极反应为
C. 乙中解离产生的通过双极膜向c极区移动
D. 每制备邻溴苯胺,可以处理含有的废水
12. 某降糖药物M由原子序数依次增大短周期元素X、Y、Z组成,其结构简式如图,已知Z的常见单质的熔点低于。下列说法不正确的是
A. 电负性 B. M分子最多有13个原子共平面
C. X、Y、Z三种元素可组成离子化合物 D. 已知M易溶于水,可推测其水溶液能使酚酞变红
13. 由下列实验事实得出的结论正确的是
选项
实验事实
结论
A
将溶液与溶液混合,产生白色胶状沉淀
两溶液中离子的水解相互促进
B
向碘的溶液中加入等体积浓KI溶液,振荡。溶液分层,下层溶液由紫红色变为浅粉红色,上层溶液呈棕黄色
碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在中的溶解能力
C
用饱和溶液浸泡一段时间后过滤、洗涤,向所得固体中滴加盐酸,产生无色气体
D
灼烧铜丝使其表面变黑,趁热伸入盛有某有机物的试管中,铜丝恢复亮红色
该有机物中一定含有羟基
A. A B. B C. C D. D
14. 碘苯与氨基钠制备苯胺的反应机理如下。已知:中碳原子均为杂化,电子结构为。
下列说法错误的是
A. 步骤①是与苯环上作用 B. 碱性:
C. 三键键长: D. 可在步骤③中用反应得到
15. 下列说法正确的是
A. 分子式为的有机物,①苯环上有两个取代基,②能与反应生成气体,满足以上2个条件的该有机物的同分异构体有15种
B. 分子式为的有机物,只含有一个甲基的同分异构体有7种
C. 分子式为的醇,能在铜催化下被氧化为醛的同分异构体有3种
D. 分子中的所有原子有可能共平面
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 三苯甲醇是一种重要的有机合成中间体,实验室可通过苯甲酸乙酯和苯基溴化镁的反应制备三苯甲醇,反应原理如下:
已知:苯基溴化镁()易与空气发生反应。
Ⅰ.苯基溴化镁的制备
向双颈烧瓶中加入镁屑、一小粒碘和磁力搅拌子,按图1装置对双颈烧瓶进行无水无氧操作。之后按照图2装置,向烧瓶中滴加无水乙醚和新蒸溴苯的混合液,开始搅拌,控制温度为保持乙醚微沸,回流半小时至镁屑完全反应。
Ⅱ.三苯甲醇粗品的制备
保持搅拌,向双颈烧瓶中缓慢滴加苯甲酸乙酯与无水乙醚,微热回流半小时,充分反应。缓慢向体系中滴加适量饱和溶液。提纯后得到三苯甲醇粗产品。
Ⅲ.计算纯度和产率
准确称量三苯甲醇粗产品和甲苯(),用适量氘代氯仿完全溶解,用核磁共振氢谱仪对混合溶液进行分析(假设杂质对核磁共振的检测结果不造成影响)。结果显示如下:
吸收峰化学位移δ
对应的氢原子
相对峰面积
苯环上的所有氢原子
25
甲基上的氢原子
6
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是______。
(2)无水无氧操作时,先打开抽气泵和氩气充入装置,然后将三通阀调至______(填字母,下同),待压力表示数趋近于0后,再将三通阀调至______。重复次。
(3)制备苯基溴化镁时,保持乙醚微沸,作用是______(填字母编号)。
a.温度升高,可以加快化学反应速率
b.温度升高,使反应正向移动,提高苯基溴化镁产率
c.用乙醚蒸气隔绝空气,防止空气与苯基溴化镁反应
(4)滴加饱和溶液时,生成的产物均易溶于水,写出该反应的化学方程式_________。
(5)为了进一步提高所得三苯甲醇的纯度,可进行的操作名称为_________。
(6)根据核磁共振氢谱的结果分析,测定的混合溶液中三苯甲醇和甲苯的物质的量之比为______,该实验三苯甲醇粗产品的纯度为______%(保留一位小数)。
17. 含氮杂环化合物的合成在生命科学领域具有重大意义。一种以正丁胺、丙烯醛和苯酚为主要有机原料合成ⅸ的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物i名称___________;化合物ⅱ分子中所含官能团的名称为___________。
(2)反应④中,在催化剂条件下,化合物V可以与M直接反应生成化合物ⅵ,该反应原子利用率为100%。则M为___________(填化学式)。
(3)根据化合物ⅰ的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂和条件
反应形成的新结构
反应类型
a
新制碱性悬浊液,加热
___________
___________
b
HBr,加热
___________
加成反应
(4)化合物ⅷ的芳香族同分异构体中,满足下列条件且核磁共振氢谱显示为4组峰,峰面积之比为的结构简式为___________。
a.能发生水解反应; b.能发生银镜反应; c.苯环上只有两个取代基。
(5)关于反应⑦的说法中,正确的有___________(填序号)。
A. 反应物ⅳ中碳原子杂化方式相同
B. 反应过程中,有C—O键和C=O键断裂
C. 正丁胺可以和酸和碱反应
D. 产物ⅸ中新形成的五元杂环不能发生水解反应
(6)以丙烯醛和苯酚为有机含碳原料,利用题目中的信息,合成化合物X。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
i.最后一步反应中,含有苯环的反应物为___________(写结构简式)。
ii.相关步骤涉及羧基与甲醇的酯化反应,其化学方程式为___________。
18. 化合物H是一种具有生物活性的含氧衍生物,可通过如下路线合成得到:
(1)比较化合物A与X()的熔点高低,并说明理由:_______。
(2)反应③和④的顺序能否对调,并说明原因:_______。
(3)化合物G→H的合成过程中,经历了GMNH三步反应,其中N的结构简式为_______。
(4)写出一种符合下列要求的H的同分异构体的结构简式:_______。
① 能发生水解反应,酸性条件下水解得到甲、乙、丙三种有机物;
② 甲与FeCl3溶液发生显色反应,含有2种化学环境不同的氢;
③ 乙分子中含2种不同杂化方式的碳原子,只含有1种化学环境的氢。
19. phorbol及其衍生物在生物学和医学研究中有着重要的应用。某研究小组设计了如下全合成路线(本题只选择了一部分,部分条件省略):
提示:①羰基的具有酸性,可以和卤素的酸溶液发生取代反应
②为甲基的缩写,在本题中可以看为H,为基团缩写
③
(1)A中可以与加成的基团名称为___________。
(2)D的结构式为___________。
(3)下列说法中,不正确的是___________。
A. 在本题流程中起到保护羟基的作用
B. 的酸性强于
C. 也可以用于还原
D. phorbol的分子式为:
(4)写出的反应方程式___________。
(5)设计以和为原料制备的合成路线___________(用流程图表示,无机试剂任选)。
(6)写出A的同分异构体___________。
要求:①分子内存在五元环②分子中最多有4种不同化学环境的氢原子
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河南省实验中学2027届高三上学期九月月考
化学试卷
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,只有一项符合题目要求。
1. 下列关于有机物的说法中,正确的一组是
①“乙醇汽油”是在汽油里加入适量乙醇而形成的一种燃料,它是一种新型化合物
②汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物,完全燃烧只生成和
③生产医用防护口罩的原料聚丙烯可以使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色
④工业上常用硫与橡胶作用进行橡胶硫化,硫化橡胶具有更好的强度、韧性、弹性
⑤乙醇分子和水分子中的氢氧键极性不同,所以乙醇和水分别与钠反应的剧烈程度不同
⑥除去中混有的少量,可将混合气体通过盛有溴水的洗气瓶
⑦鸡蛋清溶液中加入醋酸铅溶液,可析出沉淀,再加水可溶解
⑧天然油脂是混合物,主要成分是饱和与不饱和的高级脂肪酸
⑨淀粉水解液加入溶液成碱性后,与新制的悬浊液加热时能反应
⑩聚氯乙烯塑料属于有机高分子材料,绝缘性好,耐化学腐蚀,机械强度较高
A. ③⑤⑥⑧⑩ B. ④⑤⑥⑨⑩ C. ①②⑤⑧⑩ D. ②④⑥⑧⑨
【答案】B
【解析】
【详解】①“乙醇汽油”是在汽油里加入适量乙醇而形成的一种燃料,它不是新型化合物,故①错误;
②汽油、柴油都是碳氢化合物,植物油属于酯,故②错误;
③聚丙烯不含有碳碳双键,因此生产医用防护口罩的原料聚丙烯不能使溴水或酸性高锰酸钾溶液褪色,故③错误;
④许多橡胶具有线性结构,有一定的弹性,但强度和韧性差,为了克服这些缺点,工业上常用硫与橡胶作用进行硫化,故④正确;
⑤乙醇分子和水分子中的氢氧键极性不同,所以乙醇和水分别与钠反应的剧烈程度不同,故⑤正确;
⑥除去CH4中混有的少量C2H4,可将混合气体通过盛有溴水的洗气瓶,乙烯和溴水发生加成反应,故⑥正确;
⑦铅是重金属,鸡蛋清溶液中,加入几滴醋酸铅溶液有沉淀析出,蛋白质发生变性,加水后沉淀不溶解,故⑦错误;
⑧天然油脂是混合物,主要成分是饱和的高级脂肪酸甘油酯和不饱和的高级脂肪酸甘油酯,故⑧错误;
⑨沉淀水解后产生葡萄糖,葡萄糖中含有醛基,碱性条件下与新制在加热条件下反应产生砖红色沉淀Cu2O,故⑨正确;
⑩聚氯乙烯为有机物高分子材料,绝缘性好,耐化学腐蚀,机械强度较高,由于含有氯元素,有毒,不可用作食品、药物的包装材料,故⑩正确;
综合分析,正确的有④⑤⑥⑨⑩;
故答案选B。
2. 一种缓解阿司匹林G() 合成路线如图,过程中没有手性碳
下列说法正确的有
①F的官能团为碳碳双键
②合成路线的中间产物有水杨酸
③将K滴入酸性高锰酸钾溶液中,氧化剂:还原剂=8:5
④L的名称为甲基丙烯酸
⑤由原料至合成1molG总共生成2n mol
A. 4个 B. 3个 C. 2个 D. 1个
【答案】C
【解析】
【分析】A为苯酚,和NaOH反应生成B为,B和CO2反应生成C,C和H+反应生成D为,D和CH3COOCOCH3在浓硫酸的催化下发生取代反应生成E为,E和P发生酯化反应生成G,由G的结构简式结合P的分子式可以推知P为,Q发生加聚反应生成P,Q为CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH,L和K发生酯化反应生成Q,结合L的分子式可以推知L为CH2=C(CH3)COOH,K为HOCH2CH2OH,M发生消去反应生成L,过程中无手性碳,M为(CH3)2COHCOOH,F和HCN发生加成反应后在酸性环境中水解得到M,F为CH3COCH3,以此解答。
【详解】①由分析可知,F为CH3COCH3,F的官能团为酮羰基,错误;
②由分析可知,合成路线的中间产物D为,是水杨酸,正确;
③由分析可知,K为HOCH2CH2OH,将HOCH2CH2OH滴入酸性高锰酸钾溶液中反应生成二氧化碳和硫酸锰,氧化剂为KMnO4,还原剂为HOCH2CH2OH,根据得失电子守恒,可得氧化剂:还原剂=2:1,错误;
④由分析可知,L为CH2=C(CH3)COOH,名称为甲基丙烯酸,正确;
⑤由分析可知,和发生酯化反应生成G,该步骤合成1molG总共生成n mol,错误;
故选C。
3. 是细胞生命活动所需能量的直接来源,也是生物体内重要的能量转换中间体。
则下列说法正确的是
A. 分子中磷酸与磷酸之间形成磷酯键
B. 分子中有高能磷酸键
C. 反应是一个任意温度自发的反应
D. 具有酸性,不具有碱性
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子中磷酸与磷酸之间则形成磷酸键,A错误;
B.分子简式A-P~P~P,“-”代表普通磷酸键,“~”代表高能磷酸键,分子中有高能磷酸键,B错误;
C.ATP 是一种高度不稳定的分子,反应在任意温度下能自发进行,C正确;
D.中与P原子相连的羟基氢能电离出来,具有酸性,含氨基,具有碱性,D错误;
故选C。
4. DNA中碱基通过氢键配对结合形成双螺旋结构,下图表示腺嘌呤(A)核苷酸与胸腺嘧啶(T)核苷酸的结构,下列说法正确的是
A. 简单氢化物的键角:C>P>N>O
B. 腺嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸水解后均能生成H3PO3
C. 胸腺嘧啶核苷酸含有的所有元素中电负性最高的是O
D. 腺嘌呤核苷酸与胸腺嘧啶核苷酸中形成的氢键分别为N—H…O和O—H…N
【答案】C
【解析】
【详解】A.CH4、NH3、PH3、H2O的中心原子价层电子对数均为4,中心原子均为sp3杂化,CH4的中心原子没有孤电子对,则空间构型为正四面体,NH3、PH3中心原子有1对孤电子对,则空间构型为三角锥形,H2O中心原子有2对孤电子对,则空间构型为V字形;孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,排斥力越大键角越小。电负性N>P所以键角大小:NH3>PH3,则简单氢化物的键角大小顺序应该为CH4>NH3>PH3>H2O,A错误;
B.腺嘌呤核苷酸和胸腺嘧啶核苷酸存在磷酸酯基,水解后应该生成H3PO4,B错误;
C.胸腺嘧啶核苷酸所有元素中氧元素的非金属性最强,电负性最高的是O,C正确;
D.DNA中碱基通过氢键配对结合形成双螺旋结构,腺嘌呤核苷酸与胸腺嘧啶核苷酸中形成的氢键分别为N-H…O和N-H…N,如图中所示①②,D错误;
选C。
5. 能正确表示下列反应的离子方程式的是
A. 用惰性电极电解水溶液:
B. 向溶液中通入少量二氧化碳:2+CO2+H2O2
C. 少量通入溶液中:
D. 明矾溶液中加入过量氨水:
【答案】D
【解析】
【详解】A.用惰性电极电解水溶液时,生成的会与溶液中的结合生成沉淀,给出的离子方程式缺少沉淀,正确的离子方程式为 ;A错误;
B.酸性顺序为酚羟基,根据强酸制弱酸规律,无论通入量多少,反应都只能生成,不会生成,正确的离子方程式为 ;B错误;
C.少量通入溶液时,过量,反应生成的会与过量结合为弱电解质,给出的离子方程式不符合反应事实,正确的离子方程式为 ;C错误;
D.不溶于弱碱氨水,明矾中的与过量氨水反应生成沉淀和,离子方程式书写正确,D正确;
故答案为D。
6. 下图所示化合物是合成心血管药物缬沙坦的中间体,下列有关其说法正确的是
A. 分子中所有的碳原子可能共平面
B. 该分子化合物不存在对映异构体
C. 该化合物与足量发生加成反应,产物分子有2个手性碳原子
D. 该物质能发生取代反应、氧化反应、加成反应、水解反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.该分子中,圈中的碳原子为sp3杂化,类似于甲烷的结构,即一个碳原子最多和与它相连的两个原子共平面,因此所有碳原子不可能共平面,故A错误;
B.如图可知,该化合物中存在手性碳原子,因此存在对映异构体,故B错误;
C.该物质与足量氢气加成之后的产物为:,连接四个不同基团的原子为手性碳原子,因此产物中含有的手性碳原子有:,共有3个手性碳原子,故C错误;
D.该物质中含有苯环、甲基等均可以发生取代反应,该物质可以发生燃烧,发生的是氧化反应,含有苯环等可以发生加成反应,含有的酯基可以发生水解反应,故D正确;
故选D。
7. 在一定条件下,苯与浓和浓混合物的反应机理和能量变化如图所示:
下列说法错误的是
A. 反应②为决速步骤
B. 反应①的化学方程式为
C. 反应过程中碳原子的杂化方式保持不变
D. 该条件下,为主产物
【答案】C
【解析】
【详解】A.由反应机理图可知,反应②的活化能最大,反应速率最慢,为决速步骤,A正确;
B.由元素守恒和电荷守恒可知,反应①的化学方程式为,B正确;
C.由图可知,苯环中碳原子为杂化,中间产物与硝基相连的碳原子为杂化,饱和碳原子为杂化,C错误;
D.由反应历程可知,反应③的活化能低于反应④,且的稳定性大于,故反应③为主反应,为主产物,D正确;
故答案为:C。
8. 某些含氟有机化合物具有特异的生物活性和生物体适应性,用与卤代烃可制备有机氟化物。实验室将溶入冠(结构如图1)的乙腈()溶液中可轻松实现氟的取代,反应过程如图2所示:
下列说法正确的是
A. 乙醚中的键的键角大于
B. 将溶入冠是为了加快反应速率
C. 用(冠)代替冠,实验效果一样
D. 相同条件下,用代替参与上述反应,反应速率会减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.∠1中氧的孤电子对数为1,乙醚中氧的孤电子对数为2,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,故乙醚中的键的键角小于,A错误;
B.根据溶入冠的乙腈()溶液中可轻松实现氟的取代,为该反应的催化剂,将溶入冠是为了加快反应速率,B正确;
C.12-冠-4和18-冠-6的孔径不同,络合离子不同,故两者络合钾离子的效率不同,用 12-冠-4替换18-冠-6效果不一样,C错误;
D.中C-Br键较中C-Cl键更容易断裂,则相同条件下,用代替 参与上述反应,反应速率会加快,D错误;
故选B。
9. 根据下列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
实验结论
A
向溶液中滴加少量浓溴水、振荡,无白色沉淀产生
溶液中没有苯酚
B
将稀硫酸与碳酸氢钠溶液混合产生的气体直接通入苯酚钠溶液中,溶液变浑浊
酸性:碳酸>苯酚
C
向20%蔗糖溶液中加入少量稀,加热,再加入银氨溶液,未出现银镜
蔗糖未水解
D
向溶液中滴加5滴0.1mol/LNaCl溶液,产生白色沉淀,再向其中滴加4滴0.1mol/LKI溶液,产生黄色沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.若苯酚浓度较高,少量浓溴水反应生成的三溴苯酚会溶解在过量苯酚中,无白色沉淀也可能存在苯酚,A错误;
B.稀硫酸与反应生成,稀硫酸难挥发,进入苯酚钠溶液生成难溶的苯酚,根据强酸制弱酸规律,酸性:碳酸>苯酚,B正确;
C.银镜反应需要在碱性条件下进行,实验未加中和作催化剂的稀,酸性环境下银氨溶液被破坏,无法产生银镜,不能证明蔗糖未水解,C错误;
D.溶液过量,过量的可直接与反应生成黄色沉淀,不存在沉淀的转化,无法比较和的大小,D错误;
故选B。
10. 物质Z的合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 1molX与浓溴水发生反应时,最多消耗3 mol Br2
B. Y和H2完全加成后有3个手性碳原子
C. 1molY可以和4molNaOH溶液反应
D. Z分子存在着顺反异构
【答案】C
【解析】
【详解】A.1molX与浓溴水发生反应时,取代羟基邻对位上的H,最多消耗2mol Br2,A错误;
B.Y和H2完全加成后生成,有4个手性碳原子,B错误;
C.1个Y水解后产物含有2个羟基,同时生成1个二元羧酸,1molY可以和4molNaOH溶液反应,C正确;
D.环上的碳碳双键环张力过大,不能形成顺反异构,D错误;
故选C。
11. 工厂利用电解法处理含醛类废水,并由邻溴硝基苯制备邻溴苯胺,工作原理如图所示:
下列说法正确的是
A. 工作时,电极a和c均发生氧化反应
B. 甲中b电极的电极反应为
C. 乙中解离产生的通过双极膜向c极区移动
D. 每制备邻溴苯胺,可以处理含有的废水
【答案】D
【解析】
【分析】从图中可知,甲为碱性甲烷燃料电池,通入甲烷的电极为负极,则b为负极,通入氧气的电极为正极,则a为正极,乙为电解池,c与原电池负极相连,则c为阴极,阴极上硝基得电子被还原生成-NH2,d与原电池正极相连为阳极,阳极上溴离子失电子生成溴,溴再将RCHO氧化为RCOOH。
【详解】A.由分析可知,b为原电池的负极,d与原电池正极相连为阳极,均发生氧化反应,但a为正极,发生还原反应,A错误;
B.b为原电池的负极,在碱性情况中,电极反应为,B错误;
C.c为阴极,乙中水解离产生的OH-通过双极膜向d极区移动,C错误;
D.制备邻溴苯胺的反应为,制备邻溴苯胺需要转移电子,电解过程中,极区发生的反应有:,,可以处理含有的废水,D正确;
故选D。
12. 某降糖药物M由原子序数依次增大短周期元素X、Y、Z组成,其结构简式如图,已知Z的常见单质的熔点低于。下列说法不正确的是
A. 电负性 B. M分子最多有13个原子共平面
C. X、Y、Z三种元素可组成离子化合物 D. 已知M易溶于水,可推测其水溶液能使酚酞变红
【答案】B
【解析】
【分析】Z的常见单质的熔点低于,结合结构简式推测Z为N,Y为C,X为H,据此解答。
【详解】A.电负性N>C>H,故A正确;
B.根据双键两侧共平面,单键可以旋转,可以看出M分子最多有12个原子共平面,故B错误;
C.H、C、N可以形成离子化合物如NH4CN,故C正确;
D.M易溶于水,具有-NH2结构水溶液显碱性,所以其水溶液能使酚酞变红,故D正确;
答案选B。
13. 由下列实验事实得出的结论正确的是
选项
实验事实
结论
A
将溶液与溶液混合,产生白色胶状沉淀
两溶液中离子的水解相互促进
B
向碘的溶液中加入等体积浓KI溶液,振荡。溶液分层,下层溶液由紫红色变为浅粉红色,上层溶液呈棕黄色
碘在浓KI溶液中的溶解能力大于在中的溶解能力
C
用饱和溶液浸泡一段时间后过滤、洗涤,向所得固体中滴加盐酸,产生无色气体
D
灼烧铜丝使其表面变黑,趁热伸入盛有某有机物的试管中,铜丝恢复亮红色
该有机物中一定含有羟基
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.混合后发生反应。参加反应的两种离子均为阴离子,该过程不是两种离子的水解相互促进,A错误;
B.浓KI溶液中发生平衡,使碘向水相转移。振荡后下层相颜色变浅、上层水相呈棕黄色,说明浓KI溶液溶解碘的能力更强,B正确;
C.饱和碳酸钠溶液中碳酸根离子浓度较大,可推动,使部分硫酸钡转化为碳酸钡。加盐酸产生无色气体只能证明所得固体中含有碳酸盐,不能据此比较两种沉淀的溶度积大小,C错误;
D.黑色CuO恢复为红色Cu,只能说明有机物能还原CuO;乙醛不含羟基,但可发生反应,D错误;
故选B。
14. 碘苯与氨基钠制备苯胺的反应机理如下。已知:中碳原子均为杂化,电子结构为。
下列说法错误的是
A. 步骤①是与苯环上作用 B. 碱性:
C. 三键键长: D. 可在步骤③中用反应得到
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据反应①的原理可知,带负电荷,先攻击苯环上带正电荷的,使得苯环带负电荷,最后被消去,形成双键,A正确;
B.苯胺中氮原子存在1对孤对电子,该孤对电子会和苯环的大键共轭,形成共轭体系,使得氮原子的电子云密度变小,与质子结合能力变弱,而中氮原子存在1对孤对电子,与质子结合能力强,碱性更强,B正确;
C.由的键电子云结构图可知,两侧电子云不对称,外侧电子云范围更大,故形成的三键键长比乙炔中的三键键长长,C正确;
D.若仅靠步骤③中用参与反应,根据反应的机理,只能得到,因此,若要得到,反应②就需要替代,D错误;
故选D。
15. 下列说法正确的是
A. 分子式为的有机物,①苯环上有两个取代基,②能与反应生成气体,满足以上2个条件的该有机物的同分异构体有15种
B. 分子式为的有机物,只含有一个甲基的同分异构体有7种
C. 分子式为的醇,能在铜催化下被氧化为醛的同分异构体有3种
D. 分子中的所有原子有可能共平面
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子式为,能与反应生成气体,说明该有机物中一定含有羧基:,根据分子组成可知,该有机物除了苯环和羧基以外,其他都是单键,另外还含有:个C,苯环上有两个取代基,则取代基的可能组合为①, ②、③, ④,⑤,每种组合中都含有邻、间、对三种同分异构体,所以该有机物总共含有的同分异构体数目为种,故A正确;
B.的同分异构体可以采取“定一移一”法(第二个氯原子的位置如标号所示),由图可知共有9种同分异构体,其中图1中另一氯在1、2、3位置时,分子中只有1个甲基,图2中另一氯在1、2号碳上,分子中均含2个甲基,图3中另一氯在3号碳上,分子中只含1个甲基,所以分子中含1个甲基的同分异构体共有4种,故B错误;
C.正丁基中有两个不同的位置可以连接羟基,异丁基中有两个不同的位置可以连接羟基,因此丁醇有4种,氧化形成的丁醛有2种,因此分子式为的醇能氧化形成醛的只有2种,故C错误;
D.分子中含有甲基,为四面体构型,则所有原子不可能共平面,故D错误;
故选A。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 三苯甲醇是一种重要的有机合成中间体,实验室可通过苯甲酸乙酯和苯基溴化镁的反应制备三苯甲醇,反应原理如下:
已知:苯基溴化镁()易与空气发生反应。
Ⅰ.苯基溴化镁的制备
向双颈烧瓶中加入镁屑、一小粒碘和磁力搅拌子,按图1装置对双颈烧瓶进行无水无氧操作。之后按照图2装置,向烧瓶中滴加无水乙醚和新蒸溴苯的混合液,开始搅拌,控制温度为保持乙醚微沸,回流半小时至镁屑完全反应。
Ⅱ.三苯甲醇粗品的制备
保持搅拌,向双颈烧瓶中缓慢滴加苯甲酸乙酯与无水乙醚,微热回流半小时,充分反应。缓慢向体系中滴加适量饱和溶液。提纯后得到三苯甲醇粗产品。
Ⅲ.计算纯度和产率
准确称量三苯甲醇粗产品和甲苯(),用适量氘代氯仿完全溶解,用核磁共振氢谱仪对混合溶液进行分析(假设杂质对核磁共振的检测结果不造成影响)。结果显示如下:
吸收峰化学位移δ
对应的氢原子
相对峰面积
苯环上的所有氢原子
25
甲基上的氢原子
6
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是______。
(2)无水无氧操作时,先打开抽气泵和氩气充入装置,然后将三通阀调至______(填字母,下同),待压力表示数趋近于0后,再将三通阀调至______。重复次。
(3)制备苯基溴化镁时,保持乙醚微沸,作用是______(填字母编号)。
a.温度升高,可以加快化学反应速率
b.温度升高,使反应正向移动,提高苯基溴化镁产率
c.用乙醚蒸气隔绝空气,防止空气与苯基溴化镁反应
(4)滴加饱和溶液时,生成的产物均易溶于水,写出该反应的化学方程式_________。
(5)为了进一步提高所得三苯甲醇的纯度,可进行的操作名称为_________。
(6)根据核磁共振氢谱的结果分析,测定的混合溶液中三苯甲醇和甲苯的物质的量之比为______,该实验三苯甲醇粗产品的纯度为______%(保留一位小数)。
【答案】(1)球形冷凝管
(2) ①. D ②. C
(3)ac (4)
(5)重结晶 (6) ①. ②.
【解析】
【分析】根据反应原理,制备三苯甲醇时,首先利用镁屑和溴苯反应制取苯基溴化镁,再将制取的苯基溴化镁与苯甲酸乙酯反应生成,再加入饱和溴化氨溶液,促进水解生成产物,经提纯可得三苯甲醇粗产品;由于苯基溴化镁易与空气反应,故在苯基溴化镁的制备过程中,需要保证装置中无水无空气,据此答题。
【小问1详解】
仪器a的名称是球形冷凝管,该空填球形冷凝管;
【小问2详解】
无水无氧操作时,应先抽尽装置中的空气,待压力表趋近0后,在通入氩气,因此三通阀应先调至D状态,完成抽气后在将三通阀调至C状态,充入氩气,重复2-3次,以达到无水无氧状态,该空分别填D、C;
【小问3详解】
a.温度升高有助于加快反应速率,a正确;
b.镁与溴苯反应生成苯基溴化镁反应为放热反应,温度升高不利于平衡正向移动,b错误;
c.苯基溴化镁易与空气反应,通过控制温度保持乙醚微沸,可保证反应在乙醚蒸气环境下进行,起到隔绝空气的作用,c正确;
本题选ac;
【小问4详解】
滴加饱和溴化铵溶液可促进水解,根据物料守恒且产物均易溶于水,可得化学方程式为,该空填;
【小问5详解】
为了进一步提高所得三苯甲醇的纯度,可通过重结晶方法提高纯度,故该空填重结晶;
【小问6详解】
设混合溶液中三苯甲醇与甲苯的物质的量之比为x:y,根据结构特点,1个三苯甲醇中含有15个苯环上的H原子,无甲基上的H原子,1个甲苯中含有5个苯环上的H原子,3个甲基上H原子,故存在15x+5y=25,3y=6,解得y=2,x=1,故混合溶液中三苯甲醇和甲苯的物质的量之比为1:2,根据已知得,n(甲苯)=,故n(三苯甲醇)=,其纯度为,该空分别填1:2,96.3。
17. 含氮杂环化合物的合成在生命科学领域具有重大意义。一种以正丁胺、丙烯醛和苯酚为主要有机原料合成ⅸ的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物i名称___________;化合物ⅱ分子中所含官能团的名称为___________。
(2)反应④中,在催化剂条件下,化合物V可以与M直接反应生成化合物ⅵ,该反应原子利用率为100%。则M为___________(填化学式)。
(3)根据化合物ⅰ的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂和条件
反应形成的新结构
反应类型
a
新制碱性悬浊液,加热
___________
___________
b
HBr,加热
___________
加成反应
(4)化合物ⅷ的芳香族同分异构体中,满足下列条件且核磁共振氢谱显示为4组峰,峰面积之比为的结构简式为___________。
a.能发生水解反应; b.能发生银镜反应; c.苯环上只有两个取代基。
(5)关于反应⑦的说法中,正确的有___________(填序号)。
A. 反应物ⅳ中碳原子杂化方式相同
B. 反应过程中,有C—O键和C=O键断裂
C. 正丁胺可以和酸和碱反应
D. 产物ⅸ中新形成的五元杂环不能发生水解反应
(6)以丙烯醛和苯酚为有机含碳原料,利用题目中的信息,合成化合物X。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
i.最后一步反应中,含有苯环的反应物为___________(写结构简式)。
ii.相关步骤涉及羧基与甲醇的酯化反应,其化学方程式为___________。
【答案】(1) ①. 丙烯醛 ②. 硝基、醛基
(2)HCN (3) ①. ②. 氧化反应 ③. (或)
(4) (5)B
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】发生加成反应生成,中醛基催化氧化成羧基,生成,与甲醇发生酯化反应生成;与HCN反应生成,反应生成,与CH3OH反应生成,、、反应生成。
【小问1详解】
的名称为丙烯醛;化合物ⅱ分子中所含官能团的名称为:硝基、醛基;
【小问2详解】
在催化剂条件下,化合物V可以与M直接反应生成化合物ⅵ,该反应原子利用率为100%,由化合物ⅵ和化合物V的结构式可知,M为HCN;
【小问3详解】
①与新制碱性Cu(OH)2悬浊液,在加热条件下反应化学方程式为:,反应生成的新结构为:;
②由①可知,该反应为氧化反应;
③与HBr在加热条件下发生加成反应,化学方程式为:或,则生成新结构为:或;
【小问4详解】
化合物ⅷ的分子式为:C8H8O2,其芳香族同分异构体中,能发生水解反应说明含有酯基,能发生银镜费用说明含有醛基,苯环上只有两个取代基且核磁共振氢谱显示为4组峰,峰面积之比为3:2:2:1的结构简式为;
【小问5详解】
A.反应物ⅳ中单键碳原子杂化方式为sp3杂化,酯基中C原子为sp2杂化,不相同,故A错误;
B.反应过程中,有C—O键和C=O键断裂,故B正确;
C.正丁胺中只含氨基,显碱性,只能与酸反应,不能与碱反应,故C错误;
D.产物ⅸ中新形成的五元杂环中酰胺基可以发生水解反应,故D错误;
故选:B。
【小问6详解】
①根据化合物X的结构式可知,最后一步反应中,含有苯环的反应物为;
②涉及羧基与甲醇的酯化反应的化学方程式为:。
18. 化合物H是一种具有生物活性的含氧衍生物,可通过如下路线合成得到:
(1)比较化合物A与X()的熔点高低,并说明理由:_______。
(2)反应③和④的顺序能否对调,并说明原因:_______。
(3)化合物G→H的合成过程中,经历了GMNH三步反应,其中N的结构简式为_______。
(4)写出一种符合下列要求的H的同分异构体的结构简式:_______。
① 能发生水解反应,酸性条件下水解得到甲、乙、丙三种有机物;
② 甲与FeCl3溶液发生显色反应,含有2种化学环境不同的氢;
③ 乙分子中含2种不同杂化方式的碳原子,只含有1种化学环境的氢。
【答案】(1)X的熔点高,因为X能形成分子间的氢键,A形成的是分子内的氢键
(2)不能对调,对调后酚羟基会被氧化
(3) (4)
【解析】
【分析】A的苯环上酚羟基的对位C-H发生亲电取代,引入氯原子,得到苯环上多了Cl取代的产物B。B在BBr3作用下发生脱甲基反应,将苯环上的甲氧基(-OCH3)转化为酚羟基(-OH),得到苯环上连有两个邻位酚羟基的C。C的两个邻位酚羟基在碱K2CO3作用下与1,2-二溴乙烷发生分子间取代,关环形成1,4-二氧六环的醚环结构,得到D。D的醛基在/KOH条件下发生氧化,将芳醛结构转化为甲酸酚酯,得到E。E的甲酸酚酯在碱性水解+酸化条件下断裂酯基,重新释放出酚羟基,得到F。利用CH3OCHCl2/TiCl4的反应体系,在F的酚羟基邻位引入醛基,得到邻位带有酚羟基和醛基的G。G的酚羟基与邻位醛基,在碱K2CO3作用下和ClCH2COCH3(氯代丙酮)经历取代、加成、消去三步串联反应,最终关环形成H。
【小问1详解】
A可形成分子内氢键,X可形成分子间氢键,分子间氢键使X的分子间作用力更强,故X的熔点更高。
【小问2详解】
反应③是两个酚羟基与1,2-二溴乙烷发生取代成环,反应④是在碱性条件下将醛基氧化为;若顺序颠倒,强氧化性的会直接氧化酚羟基。
【小问3详解】
第一步发生取代,酚羟基和氯丙酮的氯发生取代,随后醛基和酮羰基发生分子内的羟醛加成得到含醇羟基的N,,N的结构简式为,最后N消去一分子水形成双键得到H。
【小问4详解】
能发生水解反应,酸性条件下水解得到甲、乙、丙三种有机物,说明含有两个酯基;甲遇显色说明含有酚羟基,仅2种等效氢说明酚的结构高度对称,为对位二取代的对苯二酚;乙分子中含2种不同杂化方式的碳原子,只含有1种化学环境的氢,故符合条件的结构简式为。
19. phorbol及其衍生物在生物学和医学研究中有着重要的应用。某研究小组设计了如下全合成路线(本题只选择了一部分,部分条件省略):
提示:①羰基的具有酸性,可以和卤素的酸溶液发生取代反应
②为甲基的缩写,在本题中可以看为H,为基团缩写
③
(1)A中可以与加成的基团名称为___________。
(2)D的结构式为___________。
(3)下列说法中,不正确的是___________。
A. 在本题流程中起到保护羟基的作用
B. 的酸性强于
C. 也可以用于还原
D. phorbol的分子式为:
(4)写出的反应方程式___________。
(5)设计以和为原料制备的合成路线___________(用流程图表示,无机试剂任选)。
(6)写出A的同分异构体___________。
要求:①分子内存在五元环②分子中最多有4种不同化学环境的氢原子
【答案】(1)羰基,碳碳双键
(2) (3)BC
(4)
(5) (6),
【解析】
【分析】A通过反应生成B之后碳碳双键消失,说明发生了加成反应,B的分子式为C5H7O(Si2Me5),加入后生成的C分子式为C9H13O(Si2Me5),说明发生了取代反应,由合成路线后续结构可看出取代的位置,则C的结构为,C到D的反应结合提示③进行分析,可得D的结构式为。加入Si2Me5Cl后得到G,结合G的分子式可知发生取代反应,G结构为,LiAlH4是常见还原剂,生成的物质H中氢原子多了四个,结合后续结构可写出H的结构式为,H经过选择氧化得到I,从后面结构可看出氧化了左侧羟基,则I的结构式为。
【小问1详解】
A的结构为,其中可以与氢气加成得官能团为羰基,碳碳双键,故答案为:羰基,碳碳双键。
【小问2详解】
C到D的反应结合提示③可知反应为+TrisNHNH2+H2O,可得D的结构式为。
【小问3详解】
A.I中加入MOMBr后与羟基反应,最后产物中羟基又出现,说明MOMBr在本题流程中起到保护羟基的作用,A正确;
B.由提示①可知羰基的具有酸性, 酰胺基的吸电子能力弱于羰基,故酸性弱于,B错误;
C.LiAlH4是常见还原剂,C=C也具有还原性,不可被LiAlH4还原,C错误;
D.从图中phorbol结构式可数出其分子式为:,D正确。
【小问4详解】
根据推断出的H,I的结构结合信息写出反应式为:
【小问5详解】
从产物逆推可知要在上引入基团-Si2Me5和,结合题干信息可先对进行预处理得到,通过加成反应引入基团-Si2Me5,再经过取代反应得到目标产物。合成路线为:。
【小问6详解】
A的结构式为 ,要求写出其①分子内存在五元环②分子中最多有4种不同化学环境的氢原子。根据条件写出对应同分异构体有两种:,。
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