【同步讲义】高中化学(鲁科版2019)选修第三册--全册综合质量测试题
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(90分钟 100分)
一、选择题Ⅰ(本大题共10小题,每小题2分,共20分。每个小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.(2022·河北省选择考)化学是材料科学的基础。下列说法错误的是( )。
A.制造5G芯片的氮化铝晶圆属于无机非金属材料
B.制造阻燃或防火线缆的橡胶不能由加聚反应合成
C.制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料
D.可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”
【解析】选B。氮化铝是一种高温结构陶瓷,属于新型的无机非金属材料,A正确;天然橡胶的单体为异戊二烯,合成橡胶的单体如顺丁烯等中均含有碳碳双键,通过加聚反应合成制得橡胶,B错误;“涤纶”“锦纶”“腈纶”“丙纶”“维纶”“氯纶”“芳纶”等均为合成纤维,属于有机高分子材料,C正确;可降解聚乳酸塑料的推广应用,可以减少难以降解塑料的使用,从而减少“白色污染”,D正确。
2.下列对生活中的一些问题的论述,符合科学实际的是( )。
A.大米中的淀粉经水解和分解后,可酿造成米酒
B.麦芽糖、纤维素和油脂均能在人体中发生水解
C.乙醇、乙酸均属于食物中的两种基本营养物质
D.用加酶洗衣粉洗涤真丝织品,可使真丝蛋白质变性
【解析】选A。淀粉水解最终产物是葡萄糖,葡萄糖在催化剂条件下C6H12O62CH3CH2OH+2CO2↑,A正确;人体中缺少水解纤维素的酶,即纤维素在人体中无法水解,B错误;乙醇和乙酸不是营养物质,C错误;真丝成分是蛋白质,洗衣粉中含酶,能使蛋白质水解,D错误。
3.(2022·重庆市高二七校联考)以下名称、化学用语均正确的是( )。
A.乙醇的分子式:CH3CH2OH
B.顺-1,2-二溴乙烯结构式为:
C.甲酸的结构式:H--O-H
D.醛基的电子式:
【解析】选C。A项,乙醇的分子式:C2H6O,结构简式为CH3CH2OH,故A错误;B项,1,2-二溴乙烯中的C原子上连接的两个原子相同,不存在顺反异构,故B错误;C项,甲酸的官能团为羧基,结构式为H--O-H,故C正确;D项,醛基中碳氧之间存在两对共用电子对,有一个成单电子,电子式为,故D错误。
4.(2022·抚顺高二检测)下列关于有机物CH2CH2-CH(CH3)2的叙述中,正确的是( )。
A.用系统命名法命名,其名称是2,4-二甲基-4-戊烯
B.它的分子中最多有5个碳原子在同一平面上
C.它与甲基环己烷()互为同分异构体
D.该有机物与氢气完全加成后,生成物的一氯取代物共有4种
【解析】选C。由结构简式可知有机物系统名称是2,4-二甲基-1-戊烯,题目官能团编号错误,故A错误;碳碳双键为平面形结构,与碳碳双键直接相连的原子在同一个平面上,则最多有6个C原子共平面,故B错误;与甲基环己烷分子式相同,但结构不同,互为同分异构体,故C正确;该有机物与氢气完全加成后的产物结构对称,有3种不同的H,则一氯取代物共有3种,故D错误。
5.(2022·南阳高二检测)下列说法正确的是( )。
A.乙醇可以转化成乙醛,乙醇和乙醛都能发生加成反应
B.乙烯、苯、乙醇均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.用核磁共振氢谱图可以鉴别乙醇和溴乙烷
D.HO-nOH的结构中的官能团只含有羟基和羧基
【解析】选C。A项,乙醇不能发生加成反应,故A错误;B项,苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B错误;C项,乙醇含有三类氢原子,核子共振氢谱有三组峰,溴乙烷含有两类氢原子,核子共振氢谱有两组峰,则可用核磁共振氢谱图可以鉴别乙醇和溴乙烷,故C正确;D项,HO-nOH属于高聚酯,官能团为酯基,故D错误。
6.(2022·安庆高二检测)已知C2H5OHCH2=CH2↑+H2O,实验室制备的乙烯中常含有副产物CO2、SO2等。某实验小组利用如下装置制备少量1,2-二溴乙烷:
下列说法正确的是( )。
A.装置连接顺序为acbdef
B.实验结束时,应首先熄灭酒精灯,再取出Ⅳ中的导管
C.可用酸性高锰酸钾溶液代替品红溶液
D.可采用分液操作分离产品
【解析】选A。实验装置Ⅰ是制备乙烯的实验装置,装置Ⅱ来除去副产物CO2、SO2,并用装置Ⅲ中的品红来检验SO2是否除干净,故装置连接顺序为acbdef,A正确;实验结束时,应首先取出Ⅳ中的导管,再熄灭酒精灯,否则将产生倒吸现象,B错误;由于乙烯也能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故不可用酸性高锰酸钾溶液代替品红溶液,C错误;由于生成的1,2-二溴乙烷溶于CCl4中,故不可采用分液操作分离产品,应该采用蒸馏操作,D错误。
7.(2022·北京海淀区高二检测)下列有机物检验方法正确的是( )。
A.取少量卤代烃加NaOH水溶液共热,冷却,再加AgNO3溶液检验卤素原子存在
B.用酸性KMnO4溶液检验溴乙烷与NaOH醇溶液共热后的产物是否是乙烯
C.用溴水鉴别乙烯与乙炔
D.可用新制的Cu(OH)2悬浊液来鉴别甲醛、甲酸和乙酸
【解析】选D。卤代烃在碱性条件下水解,检验卤离子时,应先酸化,排除AgOH的干扰,故A错误;溴乙烷与NaOH醇溶液共热后,发生消去反应,生成乙烯,可以使酸性KMnO4溶液褪色,但乙醇也可以使酸性KMnO4溶液褪色,故B错误;乙烯和乙炔都为不饱和烃,都可与溴水发生加成反应使其褪色,不能鉴别,故C错误;新制的Cu(OH)2悬浊液常温下,遇到甲酸和乙酸,溶液会变澄清,但甲醛不会,因常温下不反应。再对变澄清的溶液加热,有砖红色沉淀生成的是甲酸,没有现象的是乙酸,因为甲酸结构中含有醛基,所以可用新制的Cu(OH)2悬浊液来鉴别甲醛、甲酸和乙酸,故D正确。
8.以下各种模型图都由C、H、O、N中的一种或多种元素构成。下列说法正确的是( )。
A.图①是球棍模型,其化学式为C3H7O2N,是一种蛋白质
B.图②是空间填充模型,其化学式为C9H13NO,该物质既能与盐酸反应,又能与氢氧化钠溶液反应
C.图③是空间填充模型,其化学式为C9H10O3,1mol该物质能消耗3mol氢氧化钠
D.图③是空间填充模型,其化学式为C9H13ON,能够发生消去反应
【解析】选D。图①是球棍模型,表示,其分子式为C3H7O2N,是一种氨基酸,A错误;图②是球棍模型,根据该模型可以判断其为,分子式为C9H10O3,能在酸性或碱性条件下水解,酚羟基还可与NaOH溶液反应,B错误;图③是空间填充模型,其所表示的有机物结构简式为,分子式为C9H13ON,该物质不能与NaOH反应,分子中与-OH相连的C的邻位C上有H原子,故其一定条件下能发生消去反应,C错误,D正确。
9.(2022·保定高二检测)G是一种新型可降解的生物高分子材料,以丙烯(CH2=CH-CH3)为主要原料合成G的流程路线如图所示,下列说法错误的是( )。
A.化合物D的分子式为C3H4O3
B.化合物E分子中含氧官能团的名称是羟基、羧基
C.化合物A转化为B的化学方程式为CH3CHBrCH2Br+2NaOHCH3CHOHCH2OH+2NaBr
D.化合物C的多种同分异构体中,能发生水解反应的链状有机物有2种
【解析】选D。CH3-CH=CH2与Br2发生加成反应产生A是CH3CHBr-CH2Br,CH3CHBr-CH2Br与NaOH的水溶液共热,发生水解反应产生B是CH3CH(OH)-CH2OH,B发生催化氧化反应产生C是CH3COCHO,C发生氧化反应产生D是CH3COCOOH,D与H2发生加成反应产生E为CH3CH(OH)-COOH,E发生缩聚反应产生G为。化合物D为CH3COCOOH,分子式是C3H4O3,A正确;化合物E为CH3CH(OH)-COOH,分子中含氧官能团的名称是羟基、羧基,B正确;化合物A是CH3CHBr-CH2Br,A与NaOH的水溶液共热,发生水解反应产生B是CH3CH(OH)-CH2OH,所以化合物A转化为B的化学方程式为CH3CHBrCH2Br+2NaOHCH3CHOHCH2OH+2NaBr,C正确;化合物C是CH3COCHO,能发生水解反应的链状有机物只有CH2=CHOOCH一种结构,D错误。
10.(2022·辽宁阜新高二检测)高分子P是一种聚酰胺纤维,广泛用于各种刹车片,合成路线如图所示,下列说法正确的是( )。
A.化合物A的核磁共振氢谱有三组峰
B.化合物B与乙二酸互为同系物
C.化合物C的分子式为C6H10N2
D.高分子P含有三种官能团
【解析】选D。由高分子P倒推,B为对苯二甲酸,A氧化生成B,则A为对二甲苯,结构对称,只有2种等效氢,所以核磁共振氢谱有二组峰,故A错误;化合物B为对苯二甲酸,分子中含有苯环,乙二酸分子中不含苯环,二者结构不相似,且二者分子组成不相差整数个CH2原子团,不互为同系物,故B错误;对硝基苯胺被还原为对苯二胺,则C为对苯二胺,分子式为C6H8N2,故C错误;由高分子P结构简式可知,分子中含有肽键、羧基、氨基三种官能团,故D正确。
二、选择题Ⅱ(本大题共5小题,每小题4分,共20分。每个小题列出的四个备选项中有1~2个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
11.(2021年1月高三八省联考河北卷)2-甲基-2-氯丙烷是重要的化工原料,实验室中可由叔丁醇与浓盐酸反应制备,路线如下:
下列说法错误的是( )。
A.由叔丁醇制备2-甲基-2-氯丙烷的反应类型为取代反应
B.用5% Na2CO3溶液洗涤分液时,有机相在分液漏斗的下层
C.无水CaCl2的作用是除去有机相中残存的少量水
D.蒸馏除去残余反应物叔丁醇时,产物先蒸馏出体系
【解析】选B。对比反应物和产物的结构可得,Cl原子取代了-OH,所以反应类型为取代反应,故A正确;用5%Na2CO3溶液洗涤分液时,由于有机物2-甲基-2-氯丙烷的密度小于水,则有机相在分液漏斗的上层,故B错误;无水CaCl2与水结合生成CaCl2·6H2O,是干燥剂,其作用是除去有机相中残存的少量水,故C正确;2-甲基-2-氯丙烷比叔丁醇的沸点低,所以产物先蒸馏出体系,故D正确。
12.(2022·合肥高二检测)乙酸丁酯是重要的化工原料。实验室用乙酸、丁醇在浓硫酸作催化剂、加热条件下制备乙酸丁酯的装置示意图(加热和夹持装置已省略)和有关信息如下:
乙酸
正丁醇
乙酸丁酯
熔点/℃
16.6
-89.5
-73.5
沸点/℃
117.9
117
126.0
密度(g·cm-3)
1.1
0.80
0.88
下列说法正确的是( )。
A.加热一段时间后,发现烧瓶C中忘记加沸石,可打开瓶塞直接加入即可
B.装置B的作用是不断分离出乙酸丁酯,提高产率
C.装置A可以装配蒸馏装置的冷凝器,且冷凝水由b口进,a口出
D.乙酸丁酯中残留的乙酸和正丁醇可用饱和碳酸钠溶液除去
【解析】选CD。液体加热时要加沸石或碎瓷片,防止溶液暴沸,如果加热一段时间后发现忘记加沸石,应该采取停止加热,待溶液冷却后重新添加沸石,故A错误;装置B是水分离器,作用是不断分离出水,提高乙酸丁酯的产率,故B错误;装置A可以装配蒸馏装置的冷凝器,为增强冷凝效果,冷凝水由b口进,a口出,故C正确;饱和碳酸钠溶液可以降低乙酸丁酯的溶解度,吸收正丁醇,除去乙酸,则乙酸丁酯中残留的乙酸和正丁醇可用饱和碳酸钠溶液除去,故D正确。
13.有机物甲、乙、丙、丁存在如图转化关系,下列叙述正确的是( )。
A.丙的分子式为C5H10O2
B.1mol甲与浓溴水反应,可消耗2molBr2
C.乙→丁的反应类型为加成反应
D.甲的同分异构体中含有苯环且取代基与甲完全相同的有9种
【解析】选CD。由结构简式可知,丙的分子式为C5H8O2,故A错误;苯酚与浓溴水发生取代反应时,取代苯环上酚羟基邻、对位上的氢原子,由结构简式可知,甲分子中苯环上酚羟基只有1个邻位氢原子,则1mol甲与浓溴水反应,可消耗1mol溴,故B错误;由题给转化关系可知,乙与丙发生加成反应生成丁,故C正确;由甲的同分异构体中含有苯环且取代基与甲完全相同可知,有机物分子中苯环上含有的取代基为-OH、-OCH3和-COOCH3,-OH、-OCH3在苯环上有邻、间、对三种结构,其中-OH、-OCH3在苯环上邻位、间位结构的分子中都有4种氢原子可以被-COOCH3取代,在苯环上对位结构的分子中都有2种氢原子可以被-COOCH3取代,共有10种,去掉甲的结构,还有9种,则符合条件的同分异构体有9种,故D正确。
14.(2022·淄博高二检测)由丁醇(X)制备戊酸(Z)的合成路线如图所示,不正确的是( )。
A.Y的结构有4种
B.X、Z能形成戊酸丁酯,戊酸丁酯最多有16种
C.与X互为同分异构体,且不能与金属钠反应的有机物有4种
D.与Z互为同分异构体,且能发生水解反应的有机物有6种
【解析】选CD。由流程可推出X为丁醇,Y为一溴丁烷,Z为戊酸。丁基有四种结构:、,Y是丁基和溴原子结合而成,所以有4种结构,故A正确;戊酸丁酯中的戊酸,相当于丁基连接一个-COOH,所以有4种结构,而丁醇是丁基连接一个-OH,所以也有4种结构,因此戊酸丁酯最多有4×4=16种,故B正确;X为丁醇,其同分异构体中不能与金属钠反应的是醚,分别是C-O-C-C-C、C-C-O-C-C和共3种,故C错误;Z是戊酸,其同分异构体能发生水解的属于酯类,其中HCOOC4H9有4种,CH3COOC3H7有2种,还有CH3CH2COOCH2CH3、CH3CH2CH2COOCH3、(CH3)2CHCOOCH3,所以共4+2+3=9种,故D错误。
15.(2022·宜春高二检测)已知某有机物的分子式为C3HaOb(a、b均是不为0的正整数),下列关于C3HaOb的说法正确的是( )。
A.无论b为多少,a都不可能为奇数
B.当a=8时,该物质有可能发生加成反应
C.当a=6、b=2时,该物质不可能含有两种官能团
D.1个C3HaOb可能含有3个醛基
【解析】选A。由于C原子形成4个共价键,O原子为-2价,则氢原子个数一定为偶数,故A正确;能发生加成反应的有机物分子中含不饱和键,当a=8时,分子式为C3H8Ob,根据H原子数可知该有机物达到饱和结构,不可能发生加成反应,故B错误;当a=6、b=2时,分子式为C3H6O2,与饱和结构C3H8O2相比,有一个不饱和键,其分子中可能含醛基和羟基两种官能团,如CH2OHCH2CHO等,故C错误;醛基只能在端基碳上,故C3HaOb最多含2个醛基,故D错误。
三、非选择题(本大题共5小题,共60分)
16.(10分)Ⅰ.有A、B、C、D4种烃,各取0.01mol充分燃烧后,B、C、D所产生的二氧化碳均为448mL(标准状况);A燃烧所得的二氧化碳是其他三者的3倍。在镍催化剂的作用下,A、B、C都能和氢气发生加成反应,B可以转变为C或D,C可以转变为D;B或C都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,而A、D无此性质;在FeBr3存在时,A与溴发生取代反应。
(1)写出A的结构简式___________,B的结构简式__________________。
(2)C发生加聚反应的方程式:_______________________________。
Ⅱ.某研究性学习小组为了解有机物A的性质,对A的结构进行了如下实验:
实验一:通过质谱分析仪分析得知有机物A的相对分子质量为90。
实验二:用红外光谱分析发现有机物A中含有-COOH和-OH。
实验三:取1.8g有机物A完全燃烧后,测得生成物为2.64gCO2和1.08gH2O。实验四:经核磁共振检测发现有机物A的谱图中H原子峰值比为3∶1∶1∶1。
(3)有机物A的分子式为_________;结构简式为________________。
Ⅲ.某烃A,相对分子质量为140,其中碳的质量分数为0.857,A分子中有两个碳原子不与氢直接相连。A在一定条件下氧化只生成G,G能使石蕊试液变红。已知:+R3COOH。试写出:
(4)化合物A和G的结构简式:A____________,G____________。
【解析】Ⅰ.有A、B、C、D4种烃,各取0.01mol充分燃烧后,B、C、D所产生的CO2均为448mL(标准状况),根据C原子守恒可知n(C)=n(CO2)==0.02mol,则这三种烃分子中都含有2个C原子;A燃烧所得的CO2是其他三者的3倍,则烃A中含有的C原子数为2×3=6。在镍催化剂的作用下,A、B、C都能和氢气发生加成反应,B可以转变为C或D,C可以转变为D;B或C都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明B、C中都含有不饱和键,而A、D无此性质,在FeBr3存在时,A与溴发生取代反应。则A是C6H6,结构简式是;B是CH≡CH;C是CH2=CH2;D是CH3-CH3;CH2=CH2在一定条件下发生加聚反应产生聚乙烯,该反应的化学方程式为nCH2=CH2CH2-CH2n;Ⅱ.1.8g有机物A的物质的量n(A)==0.02mol,含有n(C)=n(CO2)==0.06mol,n(H)=2n(H2O)=2×=0.12mol,故A分子中N(C)==3,N(H)==6,N(O)==3,所以A的分子式为C3H6O3,有机物A中含有-COOH和-OH,且核磁共振氢谱图中H原子峰值比为3∶1∶1∶1,故A的结构简式为CH3--COOH;Ⅲ.烃A中N(C)==10,N(H)==20,则A的分子式为C10H20,A分子中有两个碳原子不与氢原子直接相连,说明有两个的结构,A在一定条件下氧化只生成G,G能使石蕊试液变红,则G分子中含有羧基,说明A分子中有-CH=CH-,且为对称结构,则A的结构简式为,故G为。
【答案】(1);CH≡CH(2)nCH2=CH2CH2-CH2n
(3)C3H6O3;CH3--COOH
(4);
17.(12分)(2022·广州高二检测)下列为合成聚合物F的路线图:
请根据以上信息,回答下列问题:
(1)A中含有官能团的名称是_________,C的系统命名是_______。
(2)B+D→E的反应类型是_______。
(3)C生成D的反应化学方程式为______________________________________,如果C与NaOH的醇溶液反应,则反应类型为_______________。
(4)G物质的相对分子质量比CH2CHO的相对分子质量大2,则符合下列条件的G的同分异构体有____________种。①分子中含有苯环,且苯环上有两个取代基;②遇氯化铁溶液变紫色。
【解析】结合信息可知CH2CHO与HCHO发生了类似的加成、消去反应,生成(A),再与新制Cu(OH)2反应生成羧酸;CH3CH=CH2与Br2加成的产物C,再在NaOH的水溶液里加热水解得二元醇CH3CH(OH)CH2OH(D),然后与含有羧基的B酯化得到E,最终通过加聚反应得到目标产物F。(1)A中含有官能团的名称是碳碳双键及醛基,C的名称是1,2-二溴丙烷;(2)B+D通过酯反应生成E,反应类型是取代反应或酯化反应;(3)C生成D的反应化学方程式为CH3CHBrCH2Br+2NaOH→CH3CH(OH)CH2OH+2NaBr,卤代烃如果在NaOH的醇溶液反应,则发生消去反应。(4)G物质的相对分子质量比CH2CHO的相对分子质量大2,则分子式为C8H10O,符合①分子中含有苯环,且苯环上有两个取代基②遇氯化铁溶液变紫色的有机具有的分子特点是,苯环上有一个酸羟基和一个乙基,这两个基团在苯环上有邻、间及对位三种可能,故共有3种。
【答案】(1)碳碳双键,醛基;(各1分)1,2-二溴丙烷(2分)
(2)取代反应(或酯化反应)(2分)
(3)CH3CHBrCH2Br+2NaOHCH3CH(OH)CH2OH+2NaBr(2分);消去反应(2分)
(4)3(2分)
18.(12分)(2022·吕梁高二检测)
Ⅰ.肉桂酸(CH=CHCOOH)常用于制取香精香料。
(1)肉桂酸的分子式是________,肉桂酸________(填“属于”或“不属于”)烃类。
(2)向肉桂酸溶液中滴加NaHCO3溶液,实验现象为____________。
(3)肉桂酸能使溴的四氯化碳溶液褪色,因为结构中含________(填官能团名称)。
(4)写出肉桂酸与乙醇发生酯化反应的化学方程式:___________________。
Ⅱ.回答下列问题:
(5)烃A的结构简式为用系统命名法命名烃A______________。
(6)某烃的分子式为C5H12,核磁共振氢谱图中显示4个峰,则该烃的一氯代物有____种,该烃的结构简式为___________________。
(7)如图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图,则该有机物结构简式可能为_____________________,其在加热条件下与NaOH溶液反应的化学方程式为____________________________________________。
【解析】Ⅰ.(1)根据肉桂酸结构简式可知其分子式是C9H8O2,物质中含有C、H、O三种元素,因此不属于烃;(2)肉桂酸分子中含有羧基,具有酸性,由于其酸性比碳酸强,所以向肉桂酸溶液中滴加NaHCO3溶液,二者反应产生CO2气体,故看到的实验现象为产生气泡;(3)肉桂酸分子中含有不饱和的碳碳双键,能够与溴发生加成反应,而使溴的四氯化碳溶液褪色,故溶液褪色是因为结构中含碳碳双键;(4)肉桂酸分子中含有羧基,能够与乙醇在浓硫酸作催化剂的条件下加热发生酯化反应,产生肉桂酸乙酯和水,该反应为可逆反应,故反应的化学方程式为CH=CHCOOH +CH3CH2OHCH=CHCOOCH2CH3+H2O;Ⅱ.(5)选择分子中含有C原子数最多的碳链为主链,物质A分子中最长碳链上有8个C原子,从离支链较近的左端为起点,给主链上C原子编号,以确定支链的位置。在主链的2号上有2个甲基,在6号C原子上有1个甲基;在4号C原子上有一个乙基,故该物质的名称为2,2,6-三甲基-4-乙基辛烷;(6)烃分子中有几种不同位置的H原子,就存在几种一氯取代产物。某烃的分子式为C5H12,核磁共振氢谱图中显示4个峰,说明物质分子中含有4种不同位置的H原子,因此该烃的一氯代物有4种;其结构简式是(CH3)2CHCH2CH3;(7)某物质分子式是C4H8O2,分子式符合饱和一元羧酸或饱和一元酯的分子式通式,根据其红外光谱图可知:分子中含有不对称-CH3、C=O及C-O-C,说明该物质属于酯,结构简式是CH3COOCH2CH3;酯在碱性条件下水解,产生相应的羧酸盐和醇,则CH3COOCH2CH3在加热条件下与NaOH溶液反应产生乙酸钠和乙醇,该反应的化学方程式为CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH。
【答案】(1)C9H8O2;不属于(2)有气体生成(3)碳碳双键
(4)CH=CHCOOH +CH3CH2OHCH=CHCOOCH2CH3+H2O
(5)2,2,6-三甲基-4-乙基辛烷(6)4;(CH3)2CHCH2CH3
(7)CH3COOCH2CH3CH3COOCH2CH3+NaOHCH3COONa+CH3CH2OH
19.(12分)(2022·宁波市高二检测)实验室以液态环己醇(-OH)为原料制取己二酸[HOOC(CH2)4COOH]晶体的实验流程如图:
反应原理:-OHHOOC(CH2)4COOH。已知每100g水中己二酸的溶解度如表:
温度/℃
15
25
50
70
100
溶解度/g
1.44
2.3
8.48
34.1
160
环己醇被高锰酸钾氧化时的实验装置如图,请回答:
(1)①仪器a的名称是____________。
②用仪器b滴加环己醇时,需逐滴加入的原因是___________________。
③若发现b中有环己醇残留偏多,可以向b中加入________(填“水”或“乙醇”)稀释从而降低黏性,防止产率降低。
(2)加盐酸的目的是____________。
(3)用重结晶法提纯己二酸,提纯过程中需要用活性炭脱色,请从下列选项中选出合理的操作并排序:(____)→(____)→(____)→(____)→(____)→i。
a.用冷水洗涤晶体
b.把粗产品配成热的浓溶液
c.用乙醇洗涤晶体
d.冷却至室温,过滤
e.把粗产品溶于水f.蒸发至有大量晶体析出,过滤
g.趁热过滤
h.加入活性炭脱色
i.干燥
(4)己二酸纯度测定将0.5000g己二酸样品配制成100mL溶液,每次取25.00mL试样溶液于锥形瓶中,滴入几滴酚酞试液,用0.1000mol/LNaOH溶液滴定至终点,平均消耗NaOH溶液16.00mL(己二酸被完全中和)。
①下列说法正确的是____。
A.用100mL容量瓶配制成溶液后,最好用25mL规格的量筒量取待测液于锥形瓶中
B.润洗滴定管时,待液体润湿全部滴定管内壁后,应将液体从滴定管上口倒入预置的烧杯中
C.接近滴定终点时,应控制活塞,改为滴加半滴标准溶液,直至溶液变为粉红色,且半分钟内不变色
D.若滴定前滴定管尖嘴部分气泡未赶走,滴定后气泡消失,则测定结果偏高
②己二酸的纯度为_____%。
【解析】往KMnO4碱性溶液中滴加己二醇,己二醇发生氧化反应生成己二酸钠,蒸发浓缩后再加入盐酸,将己二酸钠转化为己二酸。(1)①仪器a的名称是冷凝管。②KMnO4具有强氧化性,与乙二醇能发生剧烈反应,用仪器b滴加环己醇时,需逐滴加入的原因是:防止反应过于剧烈。③因为乙醇也能被KMnO4碱性溶液氧化,若发现b中环己醇残留偏多,可以向b中加入水稀释从而降低黏性,防止产率降低。(2)盐酸的酸性比己二酸的酸性强,加盐酸的目的是:把己二酸盐转化为己二酸。(3)用重结晶法提纯己二酸,提纯过程中需要用活性炭脱色,所以应进行的操作为:b.把粗产品配成热的浓溶液→h.加入活性炭脱色→g.趁热过滤→d.冷却至室温,过滤→a.用冷水洗涤晶体→i.干燥。(4)①量筒只能读到小数点后一位,量取25.00mL待测液于锥形瓶中时,最好用25mL规格的酸式滴定管,A不正确;润洗滴定管时,滴定管内壁、橡皮管、尖嘴管都需要润洗,所以,液体润湿全部滴定管内壁后,应将液体从滴定管下口流入预置的烧杯中,B不正确;看到溶液变红后又变为无色,表明接近滴定终点,此时应控制活塞,改为滴加半滴标准溶液,直至溶液变为粉红色,且半分钟内不变色,C正确;若滴定前滴定管尖嘴部分气泡未赶走,滴定后气泡消失,则读取的所用标准液的体积偏大,测定结果偏高,D正确;②由反应可以建立如下关系式:HOOC(CH2)4COOH--2NaOH,则己二酸的纯度为×100%≈93.44%。
【答案】(1)①冷凝管②防止反应过于剧烈③水
(2)把己二酸盐转化为己二酸(3)bhgda(4)①CD②93.44
20.(14分)(2022·山东省等级考)支气管扩张药物特布他林(H)的一种合成路线如下:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.\Ⅲ.
回答下列问题:
(1)A→B反应条件为_____________;B中含氧官能团有_______种。
(2)B→C反应类型为_____________,该反应的目的是_______________________________。
(3)D结构简式为_____________;E→F的化学方程式为_______________________________。
(4)H的同分异构体中,仅含有-OCH2CH3和-NH2和苯环结构的有_______种。
(5)根据上述信息,写出以4-羟基邻苯二甲酸二乙酯为主要原料制备合成的路线_______。
【解析】由C的结构简式和有机物的转化关系可知,在浓硫酸作用下,与乙醇共热发生酯化反应生成,则A为、B为;在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成,与CH3COOC2H5发生信息Ⅱ反应生成,则D为CH3COOC2H5、E为;在乙酸作用下与溴发生取代反应生成,则F为;一定条件下与(CH3)3CNHCH2ph发生取代反应,则G为;在Pd-C做催化剂作用下与氢气反应生成H。(1)由分析可知,A→B的反应为在浓硫酸作用下,与乙醇共热发生酯化反应生成和水;B的结构简式为为,含氧官能团为羟基、酯基,共有2种;(2)由分析可知,B→C的反应为在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成和氯化氢,由B和H都含有酚羟基可知,B→C的目的是保护酚羟基;(3)由分析可知,D的结构简式为CH3COOC2H5;E→F的反应为在乙酸作用下与溴发生取代反应生成和溴化氢,反应的化学方程式为+Br2+HBr;(4)H的同分异构体仅含有-OCH2CH3和-NH2可知,同分异构体的结构可以视作、、分子中苯环上的氢原子被-NH2取代所得结构,所得结构分别有1、3、2,共有6种;(5)由题给信息可知,以4-羟基邻苯二甲酸二乙酯制备的合成步骤为在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成发生取代反应生成,发生信息Ⅱ反应生成,在Pd-C做催化剂作用下与氢气反应生成,合成路线为
。
【答案】(1)浓硫酸,加热;2(2)取代反应;保护酚羟基
(3)CH3COOC2H5;+Br2+HBr
(4)6(5)
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