精品解析:天津市耀华中学2027届高三上学期暑假学情反馈 化学试卷
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内容正文:
天津市耀华中学2027届高三暑假学情反馈
化学试卷
相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56
第Ⅰ卷(共36分)
本卷共12题,每题3分,共36分。每题只有一项是最符合题目要求的。
1. 化学与生活、生产密切相关。下列说法正确的是
A. “C919”大飞机使用的航空有机玻璃,其成分为混合物
B. 硫酸铜可使蛋白质盐析,可用于游泳池的杀菌消毒
C. 我国十大科技成果之一的“纳米氮化镓()”是一种胶体
D. 燃煤中加入生石灰可减少酸雨和温室效应的形成
2. 下列物质对应的组成错误的是
A. 干冰: B. 小苏打:
C. 熟石灰: D. 磁性氧化铁:
3. 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 澄清透明溶液中:、K+、Cr2O、SO
B. 滴入酚酞变红色的溶液K+、HCO、Ca2+、Cl-
C. 加入铁粉放出氢气的溶液Fe3+、、ClO-、SO
D. 水电离的c(H+)=1×10—13mol/L的溶液:K+、Mg2+、I-、CH3COO-
4. 我国古代四大发明之一的黑火药,其爆炸时发生的反应为:。下列有关化学用语的说法错误的是
A. 的电子式:
B. 离子半径比较:
C. 体温计破损时,可用硫黄处理体温计中流出的汞
D. 将生成的气体全部通入少量的氯化钙溶液中,可观察到该溶液先变浑浊后变澄清
5. 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有阴阳离子的数目为
B. 1 L 0.1 mol/L NaClO溶液中的数目为
C. 中碳氢键的数目为
D. 5.6 g Fe在中充分燃烧时转移的电子数为
6. 关于反应,下列说法正确的是
A. CO是氧化产物
B. 发生还原反应
C. 氧化剂与还原剂的计量数之比为1∶4
D. 生成4 mol CO时,转移电子
7. 部分含或含物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A. 可存在c→d→e的转化 B. 能与反应生成c的物质只有b
C. 新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基 D. 若b能与反应生成,则b中含共价键
8. 下列方程式错误的是
A. 向饱和溶液中通入过量:
B. 向稀硫酸中加入固体:
C. 澄清石灰水与少量小苏打溶液混合:
D. 在银氨溶液中滴加过量稀硝酸:
9. 羟基自由基()具有强氧化性,可用于处理有机废水。某科研团队开发了一种催化剂,将高效转化为,机理如图。下列说法错误的是
A. 总反应为 B. 部分中的来自于
C. 步骤①中与之间形成氢键 D. 步骤③发生了氧化还原反应
10. 下列物质转化关系中,是一种矿物成分,位于元素周期表区。
下列说法错误的是
A. 碱式盐可与强酸反应
B. 溶液可用过量浓氨水代替
C. 新制能氧化乙醛
D. 易被氧化
11. 关于化合物的性质,下列推测不合理的是
A. 与稀盐酸反应生成、、
B. 隔绝空气加热分解生成FeO、、
C. 溶于氢碘酸(HI),再加萃取,有机层呈紫红色
D. 在空气中,与高温反应能生成
12. 能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是
单质X氧化物1氧化物2酸(或碱)盐
A. X可为铝,盐的水溶液一定显酸性
B. X可为硫,氧化物1可使品红溶液褪色
C. X可为钠,氧化物2可与水反应生成
D. X可为碳,盐的热稳定性:
第Ⅱ卷(共64分)
13. 因其固有的电催化活性和丰富的化学相组成成为理想的电解水催化剂。
(1)基态的价电子轨道表示式是______,位于周期表的______区。
(2)元素的价电子排布式是,写出的电子式______。
(3)的一种晶体为立方黄铁矿型结构,边长为,晶胞结构如图所示。
①该晶体中每个周围与它最近且相等距离的有______个。
②的摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为______(写出表达式即可)。
(4)MOF衍生的制备
步骤Ⅰ:将含的盐溶液[]和1,3,5-苯三羧酸()溶解在乙二醇中,并放入反应釜内加热得到中空的前驱体。
步骤Ⅱ:进一步在惰性气氛下高温煅烧硒化,制得中空微球状的。
①中空的前驱体中与1,3,5-苯三羧酸根(结构如图所示)之间形成配位键,理由是______。
②在碱性条件下,2-甲基咪唑(结构如图所示)优于制备前驱体,已知:2-甲基咪唑因结构中咪唑环存在大键而使分子中所有碳、氮原子共平面,由此可知分子中原子的杂化方式为______。
③在酸性条件下,2-甲基咪唑的优势将会大大降低,原因可能是______。
14. 完成下列问题:
(1)有机物的系统命名为_________。
(2)某炔烃A与氢气加成后的产物是,则A的系统命名为_________。
(3)分子式为的芳香烃,苯环上的一溴取代物只有一种,写出该芳香烃与足量酸性溶液反应生成的羧酸的结构简式:_____________。
(4)戊烷()的某种同分异构体只有一种一氯代物(A),该一氯代物(A)能够在水溶液中发生取代反应,写出该反应的化学方程式____________________________。
(5)没食子酸(结构如下图)是多酚类有机化合物,在食品、医药、化工等领域有广泛应用。1 mol该物质分别与足量、反应,消耗和的物质的量之比为___________,没食子酸的同分异构体中,与其具有相同种类及数目官能团的芳香化合物还有___________种。
(6)溴乙烷是一种重要的化工原料,可发生以下转化(部分试剂和条件已略去):
①A→E的反应试剂和条件为________________。
②B→C的反应方程式是_________________________________。
③C→D的离子反应方程式是_____________________________。
④物质H的结构简式为_____________________。
15. 茉莉酮酸甲酯是一种具有茉莉花香的天然化合物,某合成路线如下:
已知:Ⅰ:
Ⅱ:
(1)A的结构简式为___________。
(2)B到C的化学方程式为_____________________________________。
(3)C→D的反应类型为_______________,G的含氧官能团名称为________________。
(4)D→E反应中,使用时需避免和水接触,原因为:________________(用化学方程式表示)。
(5)下列说法正确的是____________。
A.中对应碳原子的杂化方式由变为
B.与发生加成反应,最多可以消耗
C.中有3个手性碳原子
(6)F的同分异构体有多种,请写出一种符合下列条件的同分异构体的结构简式__________。
①只有苯环一个环状结构;②能发生银镜反应;③核磁共振氢谱有4组峰
(7)根据上述信息,写出以环戊烯和乙醇为原料合成的路线___________________________。
16. 双氯磺酰亚胺[]是制备某锂离子电池电解质的关键中间体。某研究小组设计实验对其进行制备,部分实验装置如图1。
实验步骤:
Ⅰ.将(0.5 mol)氨基磺酸()、(1.5 mol)二氯亚砜(SOCl2)和(0.5 mol)氯磺酸()依次加入三颈烧瓶中。
Ⅱ.连接好装置,在一定温度下持续搅拌至反应液变成深红棕色黏稠液体,停止加热。
Ⅲ.待反应液冷却至室温后,先常压蒸馏去除过量的低沸点反应物,再减压蒸馏,收集、95℃左右的馏分,得到淡黄色粗品。
已知:①总反应为;所有原料均经精制后用于反应。
②沸点为78℃;遇水剧烈水解产生大量白雾;在高温下易分解,。
回答下列问题:
(1)装置A中球形冷凝管的进水口为_________(填“a”或“b”)。
(2)装置B中应该用___________________(试剂名称),其作用是_____________________。
(3)发生水解反应的化学方程式为_______________________________________。
(4)装置C和D的连接顺序不宜互换,原因是____________________(答两点)。
(5)步骤Ⅲ中采用减压蒸馏的原因是______________________________。
(6)研究小组在不同温度下进行了制备实验,并对粗品进行核磁共振氢谱测试,结果如图2。已知中的化学位移为,则_____℃时更有利于的制备,原因是____________________________。
(7)通过电位滴定法测定氯含量,初步推算粗品纯度,方法及步骤如下:
①将粗品加入适量溶液中,加热,中的氯以形式进入溶液;
②加入溶液使溶液呈酸性后,用标准溶液进行滴定。平行滴定3次,消耗标准溶液的平均体积为。
的纯度为_____(用含m、c和V的代数式表示)。在操作无误、仪器正常的情况下,推算出的粗品纯度比实际纯度高,最可能的原因是______________________________。
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天津市耀华中学2027届高三暑假学情反馈
化学试卷
相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Cl-35.5 Fe-56
第Ⅰ卷(共36分)
本卷共12题,每题3分,共36分。每题只有一项是最符合题目要求的。
1. 化学与生活、生产密切相关。下列说法正确的是
A. “C919”大飞机使用的航空有机玻璃,其成分为混合物
B. 硫酸铜可使蛋白质盐析,可用于游泳池的杀菌消毒
C. 我国十大科技成果之一的“纳米氮化镓()”是一种胶体
D. 燃煤中加入生石灰可减少酸雨和温室效应的形成
【答案】A
【解析】
【详解】A.有机玻璃属于高分子聚合物,聚合度n不固定,由不同聚合度的分子组成,属于混合物,A正确;
B.硫酸铜属于重金属盐,可使蛋白质变性而非盐析,可以用于游泳池杀菌消毒,B错误;
C.胶体是分散质粒子直径为1 nm~100 nm的分散系,属于混合物,纳米氮化镓是纯净物,不属于胶体,C错误;
D.燃煤中加入生石灰可与SO2反应减少SO2排放,减少酸雨形成,但高温下无法固定CO2,不能减少温室效应的形成,D错误;
故答案选A。
2. 下列物质对应的组成错误的是
A. 干冰: B. 小苏打:
C. 熟石灰: D. 磁性氧化铁:
【答案】C
【解析】
【详解】A.干冰是固态二氧化碳,化学式为,A不符合题意;
B.小苏打是碳酸氢钠的俗称,化学式为,B不符合题意;
C.熟石灰是氢氧化钙的俗称,化学式为,题中给出的是生石膏的化学式,C符合题意;
D.磁性氧化铁为四氧化三铁,化学式为,D不符合题意;
故选C。
3. 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 澄清透明溶液中:、K+、Cr2O、SO
B. 滴入酚酞变红色的溶液K+、HCO、Ca2+、Cl-
C. 加入铁粉放出氢气的溶液Fe3+、、ClO-、SO
D. 水电离的c(H+)=1×10—13mol/L的溶液:K+、Mg2+、I-、CH3COO-
【答案】A
【解析】
【详解】A.四种离子相互不反应,能大量共存,A符合题意;
B.入酚酞变红色的溶液中存在大量氢氧根离子,氢氧根离子和碳酸氢根离子生成水和碳酸根离子,碳酸根离子和钙离子生成碳酸钙沉淀,不能大量共存,B不符合题意;
C.加入铁粉放出氢气的溶液中存在大量氢离子,氢离子和次氯酸根离子生成弱酸次氯酸,不能大量共存,C不符合题意;
D.水电离的c(H+)=1×10—13mol/L的溶液可能为酸性或碱性,酸性溶液中氢离子和醋酸根离子生成弱酸醋酸,碱性溶液中氢氧根离子和镁离子生成氢氧化镁成,不能大量共存,D不符合题意;
故选A。
4. 我国古代四大发明之一的黑火药,其爆炸时发生的反应为:。下列有关化学用语的说法错误的是
A. 的电子式:
B. 离子半径比较:
C. 体温计破损时,可用硫黄处理体温计中流出的汞
D. 将生成的气体全部通入少量的氯化钙溶液中,可观察到该溶液先变浑浊后变澄清
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子中两个原子间形成氮氮三键,每个原子还存在1对孤电子对,题给电子式书写正确,A正确;
B.和核外电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,故,B正确;
C.常温下可与反应生成无毒的,故可用硫黄处理泄漏的汞,C正确;
D.与氯化钙溶液不反应(弱酸不能制强酸),通入气体后溶液不会变浑浊,D错误;
故选D。
5. 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有阴阳离子的数目为
B. 1 L 0.1 mol/L NaClO溶液中的数目为
C. 中碳氢键的数目为
D. 5.6 g Fe在中充分燃烧时转移的电子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.过氧化钠由和构成,二者的个数比为。7.8 g过氧化钠的物质的量为,其中含有0.2 mol 和0.1 mol ,故阴、阳离子的总数为,A错误;
B.溶液中溶质NaClO的物质的量为。由于发生水解,水解方程式为,所以溶液中的数目小于,B错误;
C.分子式为的物质可以是乙醇,也可以是二甲醚。每个乙醇分子含有5个碳氢键,每个二甲醚分子含有6个碳氢键,因此1 mol 中碳氢键的数目不一定为,C错误;
D.铁在氯气中燃烧生成氯化铁,反应方程式为。题中铁的物质的量为,这些铁完全反应需要氯气的物质的量为,大于题中氯气的物质的量0.1 mol,故氯气完全反应、铁有剩余。反应中Cl元素的化合价由0价降低到价,每1 mol 反应转移2 mol电子,故转移电子的物质的量为,转移的电子数为,D正确;
故选D。
6. 关于反应,下列说法正确的是
A. CO是氧化产物
B. 发生还原反应
C. 氧化剂与还原剂的计量数之比为1∶4
D. 生成4 mol CO时,转移电子
【答案】D
【解析】
【详解】A.转化为CO时,碳元素的化合价由+4价降低到+2价,发生还原反应,因此CO是还原产物,A错误;
B.反应中中H由-1价升高为水中+1价,失去电子,发生氧化反应,B错误;
C.在反应中得到电子,是氧化剂;在反应中失去电子,是还原剂。由反应方程式可知,两者的计量数分别为4和1,因此氧化剂与还原剂的计量数之比为4∶1,C错误;
D.转化为CO时,碳元素的化合价由+4价降低到+2价,每生成1 mol CO,转移2 mol电子。因此生成4 mol CO时,转移电子的物质的量为,转移电子数为,D正确;
故选D。
7. 部分含或含物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A. 可存在c→d→e的转化 B. 能与反应生成c的物质只有b
C. 新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基 D. 若b能与反应生成,则b中含共价键
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知a、b、c对应物质分别为:钠、氧化钠(过氧化钠)、氢氧化钠或a、b、e 、d对应物质分别为:铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜。
【详解】A.由分析可知氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜,氢氧化铜受热分解生成氧化铜所以存在c→d→e的转化,A合理;
B.钠和氧化钠(过氧化钠)都能与反应都能生成氢氧化钠,B不合理;
C.新制氢氧化铜可用于检验葡萄糖中的醛基,C合理;
D.若b能与反应生成,则b为过氧化钠,结构中含共价键和离子键,D合理;
故选B。
8. 下列方程式错误的是
A. 向饱和溶液中通入过量:
B. 向稀硫酸中加入固体:
C. 澄清石灰水与少量小苏打溶液混合:
D. 在银氨溶液中滴加过量稀硝酸:
【答案】C
【解析】
【详解】A.相同温度下溶解度小于,向饱和溶液通入过量会析出晶体,离子方程式书写正确,A正确;
B.在酸性条件下发生歧化反应生成沉淀、气体和水,离子方程式书写正确,B正确;
C.小苏打()少量时,完全反应,系数应为1,正确离子方程式为,C错误;
D.过量稀硝酸会破坏银氨络离子,、分别与反应,离子方程式书写正确,D正确;
故选C。
9. 羟基自由基()具有强氧化性,可用于处理有机废水。某科研团队开发了一种催化剂,将高效转化为,机理如图。下列说法错误的是
A. 总反应为 B. 部分中的来自于
C. 步骤①中与之间形成氢键 D. 步骤③发生了氧化还原反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.将反应机理各步的反应物和生成物抵消中间产物后,总反应为,A正确;
B.由机理图可知,中的H元素全部来自反应物,中的O原子全部来源于,B错误;
C.步骤①中的O原子和的H原子之间的虚线代表氢键,C正确;
D.步骤③中参与反应,生成了,中的1个O原子形成了,O元素的化合价发生了变化,发生了氧化还原反应,D正确;
故选B。
10. 下列物质转化关系中,是一种矿物成分,位于元素周期表区。
下列说法错误的是
A. 碱式盐可与强酸反应
B. 溶液可用过量浓氨水代替
C. 新制能氧化乙醛
D. 易被氧化
【答案】B
【解析】
【分析】由M位于ds区、其矿物为碱式碳酸盐可知M为铜,该矿物为碱式碳酸铜。流程中碱式碳酸铜与稀硫酸反应生成硫酸铜,硫酸铜与氢氧化钠反应生成氢氧化铜沉淀,氢氧化铜被甲醛还原为氧化亚铜;硫酸铜与浓氨水反应生成四氨合铜离子,二氨合铜(Ⅰ)离子能被氧气氧化为四氨合铜离子。
【详解】A.碱式碳酸铜属于碱式盐,其中的氢氧根和碳酸根都能与强酸反应,生成铜盐、二氧化碳和水,A正确;
B.硫酸铜溶液与过量浓氨水反应会生成可溶的四氨合铜离子,得不到氢氧化铜沉淀,故不能用过量浓氨水代替氢氧化钠溶液,B错误;
C.新制的氢氧化铜是弱氧化剂,在加热条件下能把乙醛氧化为乙酸,自身被还原为砖红色的氧化亚铜,C正确;
D.二氨合铜(Ⅰ)离子中铜为+1价,具有较强还原性,易被氧气氧化为+2价的四氨合铜离子,与流程转化一致,D正确。
故答案为B。
11. 关于化合物的性质,下列推测不合理的是
A. 与稀盐酸反应生成、、
B. 隔绝空气加热分解生成FeO、、
C. 溶于氢碘酸(HI),再加萃取,有机层呈紫红色
D. 在空气中,与高温反应能生成
【答案】B
【解析】
【分析】已知化合物中Fe的化合价为+3价,CH3O-带一个单位负电荷,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,化合物中Fe的化合价为+3价,故其与稀盐酸反应生成、、,反应原理为:FeO(OCH3)+3HCl=FeCl3+H2O+CH3OH,A不合题意;
B.由分析可知,化合物中Fe的化合价为+3价,C为-2,若隔绝空气加热分解生成FeO、、则得失电子总数不相等,不符合氧化还原反应规律,即不可能生成FeO、、,B符合题意;
C.由分析可知,化合物中Fe的化合价为+3价,故其溶于氢碘酸(HI)生成的Fe3+能将I-氧化为I2,反应原理为:2FeO(OCH3)+6HI=2FeI2+I2+2H2O+2CH3OH,再加萃取,有机层呈紫红色,C不合题意;
D.化合物在空气中高温将生成Fe2O3、CO2和H2O,然后Fe2O3为碱性氧化物,SiO2为酸性氧化物,故化合物与高温反应能生成,D不合题意;
故答案为:B。
12. 能满足下列物质间直接转化关系,且推理成立的是
单质X氧化物1氧化物2酸(或碱)盐
A. X可为铝,盐的水溶液一定显酸性
B. X可为硫,氧化物1可使品红溶液褪色
C. X可为钠,氧化物2可与水反应生成
D. X可为碳,盐的热稳定性:
【答案】B
【解析】
【详解】A.铝单质与O2生成Al2O3后无法再被O2氧化,无法形成氧化物2,且Al2O3与水反应需强酸/碱才能溶解,A错误;
B.硫燃烧生成SO2(氧化物1,使品红褪色),SO2氧化为SO3(氧化物2),SO3与水生成H2SO4,再与NaOH生成盐,转化关系成立,B正确;
C.钠与氧气常温反应生成Na2O(氧化物1),进一步氧化为Na2O2(氧化物2);Na2O2与水反应生成NaOH和O2,不会生成H2,C错误;
D.碳与氧气反应先生成CO,最终生成CO2,与水反应生成碳酸,与碱反应可生成盐,但Na2CO3热稳定性强于NaHCO3,D结论错误,D错误;
故选B。
第Ⅱ卷(共64分)
13. 因其固有的电催化活性和丰富的化学相组成成为理想的电解水催化剂。
(1)基态的价电子轨道表示式是______,位于周期表的______区。
(2)元素的价电子排布式是,写出的电子式______。
(3)的一种晶体为立方黄铁矿型结构,边长为,晶胞结构如图所示。
①该晶体中每个周围与它最近且相等距离的有______个。
②的摩尔质量为,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为______(写出表达式即可)。
(4)MOF衍生的制备
步骤Ⅰ:将含的盐溶液[]和1,3,5-苯三羧酸()溶解在乙二醇中,并放入反应釜内加热得到中空的前驱体。
步骤Ⅱ:进一步在惰性气氛下高温煅烧硒化,制得中空微球状的。
①中空的前驱体中与1,3,5-苯三羧酸根(结构如图所示)之间形成配位键,理由是______。
②在碱性条件下,2-甲基咪唑(结构如图所示)优于制备前驱体,已知:2-甲基咪唑因结构中咪唑环存在大键而使分子中所有碳、氮原子共平面,由此可知分子中原子的杂化方式为______。
③在酸性条件下,2-甲基咪唑的优势将会大大降低,原因可能是______。
【答案】(1) ①. ②. d
(2) (3) ①. 12 ②.
(4) ①. 提供空轨道,1,3,5-苯三羧酸根中的提供孤电子对,形成配位键 ②. ③. 酸性条件下,与原子配位,减少了与原子配位
【解析】
【小问1详解】
的原子序数为27,基态原子电子排布式为,失去最外层2个电子形成后,价电子为,价电子轨道表示式为;价电子排布满足,属于d区元素;
【小问2详解】
的价电子排布为,离子中两个Se原子共享一对电子形成共价单键,每个Se原子再分配6个价电子形成3对孤对电子,使每个Se原子都满足8电子稳定结构,因此的电子式为;
【小问3详解】
①立方黄铁矿型结构中,以一个顶点上的为中心,距离最近的分布在与该顶点相连的12个面的面心上,故配位数为12;
②晶胞中位于顶点和面心,数目为,位于棱心和体心,数目为,因此一个晶胞中共4个,晶胞密度;
【小问4详解】
①配位键的形成条件是一方提供空轨道,另一方提供孤电子对。作为过渡金属离子,价层存在空轨道;(1,3,5-苯三羧酸根)中的原子(羧基氧)含有孤电子对,二者可形成配位键;
②由题可知,咪唑环存在大键且所有C、N原子共平面,说明环上的N原子采取杂化,剩余的p轨道参与形成大键;
③2-甲基咪唑中的N原子含有孤电子对,在酸性条件下,会优先与N原子的孤电子对结合,减少了N原子向提供孤电子对的机会,降低了与形成配位键的能力,因此优势降低。
14. 完成下列问题:
(1)有机物的系统命名为_________。
(2)某炔烃A与氢气加成后的产物是,则A的系统命名为_________。
(3)分子式为的芳香烃,苯环上的一溴取代物只有一种,写出该芳香烃与足量酸性溶液反应生成的羧酸的结构简式:_____________。
(4)戊烷()的某种同分异构体只有一种一氯代物(A),该一氯代物(A)能够在水溶液中发生取代反应,写出该反应的化学方程式____________________________。
(5)没食子酸(结构如下图)是多酚类有机化合物,在食品、医药、化工等领域有广泛应用。1 mol该物质分别与足量、反应,消耗和的物质的量之比为___________,没食子酸的同分异构体中,与其具有相同种类及数目官能团的芳香化合物还有___________种。
(6)溴乙烷是一种重要的化工原料,可发生以下转化(部分试剂和条件已略去):
①A→E的反应试剂和条件为________________。
②B→C的反应方程式是_________________________________。
③C→D的离子反应方程式是_____________________________。
④物质H的结构简式为_____________________。
【答案】(1)4-甲基-2-戊醇
(2)3,4-二甲基-1-戊炔
(3) (4)
(5) ①. 4:1 ②. 5
(6) ①. NaOH、乙醇、加热 ②. ③. ④.
【解析】
【分析】六小问以有机物的命名、同分异构和官能团性质为主线。命名要抓住主链选择、编号方向和官能团位次;由加氢产物反推不饱和烃,要回到加氢前三键所在位置;芳香烃的一溴代物只有一种,说明苯环上的氢只有一种,取代基必须对称;官能团与NaOH、NaHCO3反应的数量关系由酚羟基和羧基各自的酸性与消耗比例决定;溴乙烷的转化链则以卤代烃的水解、醇的催化氧化、醛的银镜反应、羧酸的取代与水解依次推进。
【小问1详解】
该分子中连有羟基的碳为主链上的2号碳,主链含5个碳,4号碳上连有一个甲基,故系统命名为4-甲基-2-戊醇。
【小问2详解】
炔烃加氢时,三键的两个碳原子各加上2个氢。加氢产物为2,3-二甲基戊烷,其中2、3号碳各连一个甲基、各只带1个氢,不能再接受氢原子,故原三键只能位于4、5号碳之间(从三键一端编号即1、2号碳),A为3,4-二甲基-1-戊炔。
【小问3详解】
分子式为C8H10的芳香烃,苯环外只有一个乙基或两个甲基。苯环上的一溴取代物只有一种,说明苯环上剩余氢全等效,只有对二甲苯符合;对二甲苯被足量酸性高锰酸钾氧化时两个甲基都变为羧基,生成对苯二甲酸,两个羧基位于苯环的对位,其结构简式为。
【小问4详解】
戊烷的同分异构体中,只有新戊烷(2,2-二甲基丙烷)的12个氢完全等效,其一氯代物只有一种,为新戊基氯。该一氯代物在氢氧化钠水溶液中加热发生水解,生成新戊醇和氯化钠,化学方程式为(条件:氢氧化钠水溶液、加热)。
【小问5详解】
没食子酸分子中有3个酚羟基和1个羧基。与足量NaOH反应时,酚羟基和羧基都被中和,1 mol该物质消耗4 mol NaOH;与足量NaHCO3反应时只有羧基反应,消耗1 mol NaHCO3,故两者物质的量之比为4∶1。与其官能团种类和数目相同的芳香化合物,是苯环上连有1个羧基和3个羟基的同分异构体:三个羟基在苯环上的位置有2,3,4-、2,3,5-、2,3,6-、2,4,5-、2,4,6-和3,4,5-六种,除去没食子酸本身,还有5种。
【小问6详解】
①A→E是溴乙烷在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生消去反应生成乙烯,反应试剂和条件为NaOH、乙醇、加热。
②B→C是乙醇的催化氧化,乙醇在铜或银催化并加热的条件下被氧气氧化为乙醛,化学方程式为。
③C→D是乙醛与银氨溶液在水浴加热条件下发生的银镜反应,乙醛被氧化为乙酸根,银离子被还原为银,离子方程式为。
④F为丙二酸,与尿素在加热条件下脱去两分子水缩合,生成环状的丙二酰脲,即物质H,尿素的结构简式为。
15. 茉莉酮酸甲酯是一种具有茉莉花香的天然化合物,某合成路线如下:
已知:Ⅰ:
Ⅱ:
(1)A的结构简式为___________。
(2)B到C的化学方程式为_____________________________________。
(3)C→D的反应类型为_______________,G的含氧官能团名称为________________。
(4)D→E反应中,使用时需避免和水接触,原因为:________________(用化学方程式表示)。
(5)下列说法正确的是____________。
A.中对应碳原子的杂化方式由变为
B.与发生加成反应,最多可以消耗
C.中有3个手性碳原子
(6)F的同分异构体有多种,请写出一种符合下列条件的同分异构体的结构简式__________。
①只有苯环一个环状结构;②能发生银镜反应;③核磁共振氢谱有4组峰
(7)根据上述信息,写出以环戊烯和乙醇为原料合成的路线___________________________。
【答案】(1) (2)
(3) ①. 取代反应 ②. 酮羰基
(4)NaH+H2O=NaOH+H2↑
(5)A (6)
(7)
【解析】
【分析】A的分子式为C6H10,经酸性KMnO4氧化开环生成己二酸B,结合碳原子数可知A为环己烯;己二酸与烯丙醇在浓硫酸催化下发生酯化反应生成己二酸二烯丙酯C;C在醇钠作用下发生分子内酯缩合、酸化生成2-烯丙氧羰基环戊酮D;D在NaH作用下与1-氯-2-戊炔发生取代,α-碳上再引入2-戊炔基生成E;E在Pd催化下脱羧并成环生成F;F经H2/Pd-喹啉部分加氢生成G;G与丙二酸二甲酯发生加成,再经水解、脱羧得到茉莉酮酸甲酯。
【小问1详解】
A的分子式为C6H10,不饱和度为2;被酸性KMnO4氧化开环后只生成含6个碳原子的己二酸,说明A为六元碳环且含1个碳碳双键,故A为环己烯。
【小问2详解】
己二酸与烯丙醇在浓硫酸、加热条件下发生酯化反应,生成己二酸二烯丙酯和水,化学方程式为。
【小问3详解】
C→D是C中一个酯基的α-碳进攻另一个酯基的羰基、分子内成环并失去一分子醇,属于取代反应;G中的含氧官能团为酮羰基。
【小问4详解】
NaH与水反应生成NaOH和H2,化学方程式为NaH+H2O=NaOH+H2↑,故使用NaH时需避免与水接触。
【小问5详解】
A.F→G为C≡C部分加氢生成C=C,对应碳原子由sp杂化变为sp2杂化,A正确;
B.E的结构简式为,1 mol E中含有1 mol C=C、1 mol C≡C和1 mol酮羰基,与H2发生加成反应时最多消耗4 mol H2(C=C消耗1 mol、C≡C消耗2 mol、酮羰基消耗1 mol),不是5 mol,B错误;
C.H中手性碳原子为2个(连有戊烯基的碳原子和连有—CH(COOCH3)2的碳原子),不是3个,C错误;
故答案为A。
【小问6详解】
F的分子式为C10H12O,其同分异构体只有苯环一个环状结构、能发生银镜反应(含—CHO)、核磁共振氢谱有4组峰;苯环上连1个—CHO和3个—CH3时,2,4,6-三甲基苯甲醛的氢原子分为醛基氢、苯环氢、2,6位甲基氢、4位甲基氢共4组,符合条件,结构简式为。
【小问7详解】
以环戊烯和乙醇为原料:环戊烯经酸性KMnO4氧化开环生成戊二酸,戊二酸与乙醇在浓硫酸催化下酯化生成戊二酸二乙酯;戊二酸二乙酯在醇钠作用下发生分子内酯缩合(参照已知Ⅱ)、酸化得到2-氧代环丁烷-1-甲酸乙酯;再用H2/Ni还原环上的酮羰基,得到2-羟基环丁烷-1-甲酸乙酯。
16. 双氯磺酰亚胺[]是制备某锂离子电池电解质的关键中间体。某研究小组设计实验对其进行制备,部分实验装置如图1。
实验步骤:
Ⅰ.将(0.5 mol)氨基磺酸()、(1.5 mol)二氯亚砜(SOCl2)和(0.5 mol)氯磺酸()依次加入三颈烧瓶中。
Ⅱ.连接好装置,在一定温度下持续搅拌至反应液变成深红棕色黏稠液体,停止加热。
Ⅲ.待反应液冷却至室温后,先常压蒸馏去除过量的低沸点反应物,再减压蒸馏,收集、95℃左右的馏分,得到淡黄色粗品。
已知:①总反应为;所有原料均经精制后用于反应。
②沸点为78℃;遇水剧烈水解产生大量白雾;在高温下易分解,。
回答下列问题:
(1)装置A中球形冷凝管的进水口为_________(填“a”或“b”)。
(2)装置B中应该用___________________(试剂名称),其作用是_____________________。
(3)发生水解反应的化学方程式为_______________________________________。
(4)装置C和D的连接顺序不宜互换,原因是____________________(答两点)。
(5)步骤Ⅲ中采用减压蒸馏的原因是______________________________。
(6)研究小组在不同温度下进行了制备实验,并对粗品进行核磁共振氢谱测试,结果如图2。已知中的化学位移为,则_____℃时更有利于的制备,原因是____________________________。
(7)通过电位滴定法测定氯含量,初步推算粗品纯度,方法及步骤如下:
①将粗品加入适量溶液中,加热,中的氯以形式进入溶液;
②加入溶液使溶液呈酸性后,用标准溶液进行滴定。平行滴定3次,消耗标准溶液的平均体积为。
的纯度为_____(用含m、c和V的代数式表示)。在操作无误、仪器正常的情况下,推算出的粗品纯度比实际纯度高,最可能的原因是______________________________。
【答案】(1)a (2) ①. 浓硫酸 ②. 防止后端水蒸气进入反应装置,造成氯磺酸水解
(3)
(4)若先经过溶液,易发生倒吸、大量消耗
(5)防止分解
(6) ①. 125 ②. 120℃时反应物反应不完全(或120℃时含杂质太多),130℃时得不到产品
(7) ①. ②. 杂质中含有氯
【解析】
【分析】将氨基磺酸()、二氯亚砜()和氯磺酸()依次加入三颈烧瓶中,连接好装置,在一定温度下持续搅拌,发生反应为 ,至反应液变成深红棕色黏稠液体,停止加热,待反应液冷却至室温后,先常压蒸馏去除过量的低沸点反应物,再减压蒸馏,收集左右的馏分,得到淡黄色粗品,据此回答。
【小问1详解】
球形冷凝管采用下进上出的通水方式,保证冷凝管内充满冷却水,冷凝效果更好,因此进水口为下端的a。
【小问2详解】
装置B中的导管为“长进短出”,表明装置B中应盛有液体试剂,已知信息提到氯磺酸会水解而装置C中的试剂为H2O,则装置B中应为干燥试剂浓硫酸,主要目的为防止水蒸气进入反应装置。
【小问3详解】
氯磺酸遇水剧烈水解产生大量白雾(白雾为HCl小液滴),Cl-S键断裂后结合H生成HCl,剩余部分结合水生成硫酸,配平后得到该反应式:。
【小问4详解】
装置C吸收反应生成的HCl气体,同时吸收一定量的SO2,装置D吸收残余的SO2,若装置C和D位置互换,SO2和HCl在NaOH溶液中溶解度更大,发生倒吸的可能性更大,且会大量消耗NaOH,导致NaOH溶液快速失效;
【小问5详解】
在高温下易分解,减压蒸馏可降低沸点,防止分解。
【小问6详解】
由图知,120℃时反应物反应不完全(杂质含量较高),130℃时温度过高,发生分解,几乎无目标产物生成。
【小问7详解】
1mol 水解可生成2mol ,因此,产物质量为,纯度为;粗品残留的含氯杂质会额外引入,使滴定消耗标准液体积偏高,纯度偏大。
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