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人教版选择性必修3 高二下学期第二次统考化学试题 湖北省襄阳市试题
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这是一份人教版选择性必修3 高二下学期第二次统考化学试题 湖北省襄阳市试题,共26页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 轴烯是一类独特的星形环烃。三元轴烯()与苯( )
A. 均为芳香烃B. 互为同素异形体
C. 互为同系物D. 互为同分异构体
2. 分子式为C3H7O2N有机物经实验分析,发现有如图所示的原子连接顺序,则此有机物是
A. 硝基化合物B. 硝酸酯C. α氨基酸D. 蛋白质
3. 如图为某烃的键线式结构,该烃和Br2按物质的量之比为1:1加成时,所得产物有( )
A. 3种B. 4种C. 5种D. 6种
4. 如图为某种合成维生素的结构简式,对该合成维生素的叙述正确的是( )
A. 该合成维生素有三个苯环
B. 该合成维生素1ml最多能中和5ml氢氧化钠
C. 该合成维生素1ml最多能和含6ml单质溴的溴水反应
D. 该合成维生素1ml最多能和8mlH2加成
5. 有机玻璃的单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)的合成原理如下:
(MMA)
下列说法正确的是
A. 若反应①的原子利用率为100%,则物质X为CO2
B. 可用分液漏斗分离MMA和甲醇
C. 、均可发生加成反应、氧化反应、取代反应
D. MMA与H2反应生成Y,能与NaHCO3溶液反应的Y的同分异构体有3种
6. 下列关于有机物(a)的说法错误的是
A. a、b、c的分子式均为C8H8
B. b的所有原子可能处于同一平面
C. c的二氯代物有4种
D. a、b、c均能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
7. 设NA为阿伏伽德罗常数值。下列有关叙述正确的是( )
A. 14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B. 1ml甲烷中的氢原子被氯原子完全取代,需要氯气分子数为2NA
C. 92.0g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D. 标准状况下,2.24LCCl4含有共价键数为0.4NA
8. 下列说法中,正确的是( )
A. 煤的气化、液化都是物理变化
B. 石油裂解的主要目的是为了得到更多的汽油
C. 甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到
D. 煤干馏得到的煤焦油中有芳香烃
9. 下列叙述正确的是( )
A. 糖类、油脂和蛋白质都属于高分子化合物
B. 可用水鉴别己烷、四氯化碳、甲酸三种无色液体
C. 电石和饱和食盐水制乙炔的实验中,用氢氧化钠溶液除去全部气体杂质
D. 油脂皂化后可用渗析的方法使高级脂肪酸钠和甘油充分分离
10. 下列实验操作正确且能达到预期目的的是( )
A. AB. BC. CD. D
11. 下列除去杂质的方法正确的是
①除去乙烷中少量的乙烯:光照条件下通入Cl2,气液分离;
②除去乙酸乙酯中少量的乙酸:用饱和碳酸钠溶液洗涤、分液、干燥、蒸馏;
③除去苯中少量的苯酚:加溴水,振荡,过滤除去沉淀;
④除去乙醇中少量的乙酸:加足量生石灰,蒸馏。
A. ①②B. ②④C. ③④D. ②③
12. 下列实验装置和方法进行相应实验,能达到实验目的是( )
A. 装置A用于检验1-溴丙烷的消去产物
B. 装置B用于石油的分馏
C. 装置C用于实验室制硝基苯
D. 装置D用于除去甲烷中混有的乙烯
13. [2016北京]在一定条件下,甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有关物质的沸点、熔点如下:
下列说法不正确的是
A.该反应属于取代反应
B. 甲苯的沸点高于144 ℃
C. 用蒸馏的方法可将苯从反应所得产物中首先分离出来
D. 从二甲苯混合物中,用冷却结晶的方法可将对二甲苯分离出来
14. 实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是
A. 向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B. 实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C. 装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D. 反应后混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
15. 合成导电高分子化合物PPV的反应为:
下列说法正确的是( )
A. PPV是聚苯乙炔
B. 该反应为缩聚反应
C. PPV与聚苯乙烯的最小结构单元组成相同
D. 1ml最多可与2mlH2发生反应
二、非选择题:共四道大题,共55分。
16. 氯苯在染料、医药工业用于制造苯酚、硝基氯苯、苯胺、硝基酚等有机中间体,橡胶工业用于制造橡胶助剂。其合成工艺分为气相法和液相法两种,实验室模拟液相法(加热装置都已略去)如图,在C三颈烧瓶中加入催化剂FeCl3及50.0mL苯:
+Cl2+HCl
有关物质的性质:
回答下列问题:
(1)A反应器是利用实验室法制取氯气,装置中空导管B的作用是__。
(2)把干燥的氯气通入装有干燥苯的反应器C中制备氯苯,C的反应温度不宜过高,原因为①温度过高,反应得到二氯苯;②__,球形冷凝管的作用是:__,D出口的主要尾气成分有__。
(3)提纯粗产品过程如图:
①净化过程中加入NaCl晶体的目的是吸水干燥,系列操作为__。
②为了确定所得产品为氯苯,而非二氯苯,可对产品进行分析,下列方法可行的是__。
A.质谱法 B.红外光谱法 C.滴定法
(4)实验中最终得到产品14.7g,产率为__,产率不高的原因可能是:___。
(5)苯气相氧氯化氢法制氯苯:空气、氯化氢气混合物温度210℃,进入氯化反应器,在迪肯型催化剂(CuCl2、FeCl3附在三氧化铝上)存在下进行氯化,反应方程式:__。
17. (1)从废水中回收苯酚的方法是:①取有机溶剂萃取废液中的苯酚;②加入某种药品的水溶液使苯酚从有机溶剂中脱离;③通入CO2又析出苯酚。试写出②、③步的化学方程式___;___。
(2)某醛的结构简式为,检验分子中醛基的所用的试剂是__,化学方程式为___。
(3)某物质与2,3—二甲基—1—丁烯互为同分异构体,且所有碳原子处于同一平面,写出此物质的结构简式__。
(4)实验室由乙苯制取对溴苯乙烯,需先经两步反应制得中间体。写出该两步反应所需的试剂及条件___、___。
18. 氰基丙烯酸酯在碱性条件下能快速聚合为,从而具有胶黏性,某种氰基丙烯酸酯(G)的合成路线如图:
已知:①A的相对分子量为58,氧元素质量分数为0.276,核磁共振氢谱显示为单峰
②
回答下列问题:
(1)A的化学名称为___。
(2)B的结构简式为__,已知在有机物分子中,若某个碳原子上连接4个不同的原子或基团,则这种碳原子称为“手性碳原子”,则B中“手性碳原子”的个数为___个。
(3)由C生成D的反应类型为___。
(4)由D生成E的化学方程式为___。
(5)G中的官能团有__、__、___。(填官能团名称)
19. 化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下:
已知:①RCHO+CH3CHORCH=CHCHO+H2O
②
回答下列问题:
(1)A的化学名称是__________。
(2)由C生成D和E生成F的反应类型分别是__________、_________。
(3)E的结构简式为____________。
(4)G为甲苯的同分异构体,由F生成H的化学方程式为___________。
(5)芳香化合物X是F的同分异构体,X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积比为6∶2∶1∶1,写出2种符合要求的X的结构简式___________。
(6)写出用环戊烷和2–丁炔为原料制备化合物的合成路线(其他试剂任选)___________
三水中学高二级2019-2020学年度下学期第二次统考
化学科试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 轴烯是一类独特的星形环烃。三元轴烯()与苯( )
A. 均为芳香烃B. 互为同素异形体C. 互为同系物D. 互为同分异构体
【答案】D
【解析】
【详解】轴烯与苯分子式都是C6H6,二者分子式相同,结构不同,互为同分异构体,答案选B。
【点睛】有机物的概念是历次考试的主要考点之一,主要包括有机物的分类、有机反应类型、同分异构体等“四同”。有机物所属类别主要由官能团决定,芳香烃是指分子中含有苯环的烃类物质。同位素:是同种元素的不同种核素间的互称,是针对原子而言;同素异形体:是同种元素组成的不同种单质的互称,是针对单质而言;同系物:是指结构相似、组成上相差一个或若干“CH2”原子团的有机物的互称;同分异构体:是指分子式相同而结构不同的有机物的互称。“四同”往往结合在一起考查,理解的基础上熟练掌握概念便可顺利解答。
2. 分子式为C3H7O2N的有机物经实验分析,发现有如图所示的原子连接顺序,则此有机物是
A. 硝基化合物B. 硝酸酯C. α氨基酸D. 蛋白质
【答案】C
【解析】
每个碳原子的键数为4,每个氮原子的键数为3,每个氧原子的键数为2,氢原子只有1个键.显然大白球为碳原子,与最下方的碳原子相连的2个中白球为氧原子,最小的白球是氢原子,黑球应是氮原子,此有机物的结构简式为:CH3CH(NH2)COOH。
【详解】由此有机物分子的原子连接顺序可知:每个碳原子的键数为4,每个氮原子的键数为3,每个氧原子的键数为2,氢原子只有1个键.显然大白球为碳原子,与最下方的碳原子相连的2个中白球为氧原子,最小的白球是氢原子,黑球应是氮原子,此有机物的结构简式为:,一个碳原子上同时连接着氨基和羧基,属于α氨基酸。
故选:C。
3. 如图为某烃的键线式结构,该烃和Br2按物质的量之比为1:1加成时,所得产物有( )
A. 3种B. 4种C. 5种D. 6种
【答案】C
【解析】该烃与Br2按物质的量之比为1:1加成时,有两种加成方式:1,2-加成和1,4-加成,其中1,2-加成产物有三种:、、,1,4-加成产物有2种:、。共有5种加成产物,C项正确;答案选C。
4. 如图为某种合成维生素的结构简式,对该合成维生素的叙述正确的是( )
A. 该合成维生素有三个苯环
B. 该合成维生素1ml最多能中和5ml氢氧化钠
C. 该合成维生素1ml最多能和含6ml单质溴的溴水反应
D. 该合成维生素1ml最多能和8mlH2加成
【答案】D
【解析】A.由该合成维生素的结构简式,可知其含有两个苯环,A项错误;
B.该合成维生素分子中存在1个醇羟基和4个酚羟基,醇羟基不与NaOH反应,4个酚羟基可与NaOH发生中和反应,故该合成维生素1ml最多能中和4ml氢氧化钠,B项错误;
C.该分子中酚羟基的邻、对位共有4个H可以被取代,所以1 ml该分子可以和4 ml单质溴发生取代反应,还有一个碳碳双键,能和单质溴发生加成反应,所以1 ml该分子最多能和含5 ml单质溴的溴水反应,C项错误;
D.1ml苯环可以与3mlH2发生加成反应,1ml碳碳双键、羰基分别可与1mlH2发生加成反应,该合成维生素分子中含有2个苯环,一个碳碳双键以及一个羰基,故合成维生素1ml最多能和8mlH2加成,D项正确;
答案选D。
5. 有机玻璃的单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)的合成原理如下:
(MMA)
下列说法正确的是
A. 若反应①的原子利用率为100%,则物质X为CO2
B. 可用分液漏斗分离MMA和甲醇
C. 、均可发生加成反应、氧化反应、取代反应
D. MMA与H2反应生成Y,能与NaHCO3溶液反应的Y的同分异构体有3种
【答案】C
【解析】A.根据原子个数守恒可知,若反应①的原子利用率为100%,则物质X为CO,A项错误;
B.MMA与甲醇互溶,不分层,故不能用分液漏斗分离MMA和甲醇,B项错误;
C.、均含碳碳双键,故均可发生加成反应、氧化反应,含有甲基,能发生取代反应,含有甲基、酯基,能发生取代反应,C项正确;
D.MMA与H2反应生成,能与NaHCO3溶液反应说明含有-COOH,故C4H9-COOH,因丁基存在4种结构,故Y的同分异构体有4种,D项错误;
故答案选C。
6. 下列关于有机物(a)的说法错误的是
A. a、b、c的分子式均为C8H8
B. b的所有原子可能处于同一平面
C. c的二氯代物有4种
D. a、b、c均能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色
【答案】C
【解析】A.结构中每个顶点为碳原子,每个碳原子形成四个共价键,不足键用氢补齐,a、b、c的分子中都含有8个C和8个H,则分子式均为C8H8,故A正确;
B.b中苯环、碳碳双键为平面结构,与苯环或碳碳双键上的碳直接相连的所有原子处于同一平面,单键可以旋转,则所有原子可能处于同一平面,故B正确;
C.c有两种氢原子,c的一氯代物有两种,采用“定一移一”法,先固定一个Cl,第二个Cl的位置如图所示:,移动第一个Cl在①位、第二个Cl在④位,c的二氯代物共有6种,故C错误;
D.a、b、c中均有碳碳双键,具有烯烃的性质,均能使溴水和酸性KMnO4溶液褪色,故D正确;
答案选C。
7. 设NA为阿伏伽德罗常数值。下列有关叙述正确的是( )
A. 14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA
B. 1ml甲烷中的氢原子被氯原子完全取代,需要氯气分子数为2NA
C. 92.0g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
D. 标准状况下,2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA
【答案】A
【解析】A.设乙烯的质量为m,则据题意可知该混合气体中的氢原子的物质的量为,即14g乙烯和丙烯混合气体中的氢原子数为2NA,A项正确;
B.甲烷和氯气发生取代反应,每取代甲烷上的一个氢原子,就需要1个氯气分子,故1ml甲烷中的氢原子被氯原子完全取代,需要氯气分子数为4NA,B项错误;
C.一分子丙三醇中含有三个羟基,92.0g甘油(丙三醇)的物质的量为1ml,则92.0g甘油中含有的羟基数为3.0NA,C项错误;
D.标准状况下,CCl4非气态,不能用气体摩尔体积计算,D项错误;
答案选A。
8. 下列说法中,正确的是( )
A. 煤的气化、液化都是物理变化
B. 石油裂解的主要目的是为了得到更多的汽油
C. 甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到
D. 煤干馏得到的煤焦油中有芳香烃
【答案】D
【解析】A.煤的气化是指煤在氧气不足的条件下或与高温水蒸气反应生成H2、CO等气体的过程。煤的液化是指将煤与H2在催化剂作用下转化为液体燃料(直接)或利用煤产生的H2和CO通过化学合成产生液体燃料或其他液体化工产品(间接)的过程。这两个过程中都有新物质的产生,所以是化学变化,A项错误;
B.石油裂解是深度裂化,可得到乙烯、丙烯等短链气态烃,石油分馏得到的产品为汽油、煤油、柴油等轻质油和重油,B项错误;
C.石油的分馏不能得到甲烷、乙烯、苯等物质,只能的到汽油、煤油、柴油等轻质油和重油,石油裂化和裂解可以得到甲烷、乙烯等小分子烃;通过煤的干馏可得到苯,C项错误;
D.煤干馏得到的粗苯和煤焦油的主要成分中含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烃,D项正确;
答案选D
9. 下列叙述正确的是( )
A 糖类、油脂和蛋白质都属于高分子化合物
B. 可用水鉴别己烷、四氯化碳、甲酸三种无色液体
C. 电石和饱和食盐水制乙炔的实验中,用氢氧化钠溶液除去全部气体杂质
D. 油脂皂化后可用渗析的方法使高级脂肪酸钠和甘油充分分离
【答案】B
【解析】A.糖类中的多糖是高分子化合物,蛋白质是高分子化合物,而油脂不是高分子化合物,A项错误;
B.己烷不溶于水,密度比水小,在水的上方,四氯化碳不溶于水,密度比水大,在水的下方,甲酸能与水任意互溶,现象各不一样,可以用水鉴别己烷、四氯化碳、甲酸三种无色液体,B项正确;
C.制乙炔时会生成的杂质主要是H2S和PH3等,H2S可用CuSO4溶液或NaOH溶液将其除去,但杂质PH3不能利用NaOH溶液吸收,而应选用CuSO4溶液吸收,C项错误;
D.油脂皂化后可用盐析的方法使高级脂肪酸钠和甘油充分分离,D项错误;
答案选B。
10. 下列实验操作正确且能达到预期目的的是( )
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】A.金属钠和水反应比乙醇和钠反应更剧烈,可以比较出水和乙醇中羟基氢的活泼性强弱,A项正确;
B.CH2=CHCHO中除了含有碳碳双键,还含有醛基,醛基也能被KMnO4酸性溶液氧化而使KMnO4酸性溶液褪色,不一定是含有碳碳双键而使KMnO4酸性溶液褪色,故不能证明CH2=CHCHO中含有碳碳双键,B项错误;
C.检验方法应为将CH3CH2Br与NaOH溶液共热。冷却后,取出上层水溶液,加入硝酸酸化后再加入AgNO3溶液,观察是否产生淡黄色沉淀,C项错误;
D.银镜反应必须在碱性条件下进行,该实验过程中没有滴加NaOH中和酸,所以实验不会出现银镜,但不能证明蔗糖未发生水解,D项错误;
答案选A。
11. 下列除去杂质的方法正确的是
①除去乙烷中少量的乙烯:光照条件下通入Cl2,气液分离;
②除去乙酸乙酯中少量的乙酸:用饱和碳酸钠溶液洗涤、分液、干燥、蒸馏;
③除去苯中少量的苯酚:加溴水,振荡,过滤除去沉淀;
④除去乙醇中少量的乙酸:加足量生石灰,蒸馏。
A. ①②B. ②④C. ③④D. ②③
【答案】B
【解析】①乙烷与Cl2光照下发生取代反应生成多种氯代乙烷和HCl,乙烷会减少,不符合除杂的原则,①错误;
②乙酸与饱和碳酸钠溶液反应生成可溶于水的乙酸钠、水和CO2,乙酸乙酯为难溶于饱和碳酸钠溶液的液体,用饱和碳酸钠溶液洗涤含少量乙酸的乙酸乙酯、分液、干燥、蒸馏可达到除杂的目的,②正确;
③苯酚与溴水反应生成的三溴苯酚可溶于苯,且苯会将溴水中的溴萃取出来,不能用溴水除去苯中的苯酚,③错误;
④乙酸与生石灰反应生成高沸点的乙酸钙,然后蒸馏出乙醇,④正确;
正确的有②④,答案选B。
12. 下列实验装置和方法进行相应实验,能达到实验目的是( )
A. 装置A用于检验1-溴丙烷的消去产物
B. 装置B用于石油的分馏
C. 装置C用于实验室制硝基苯
D. 装置D用于除去甲烷中混有的乙烯
【答案】C
【解析】A.装置A中的醇也会随着消去产物(丙烯)一起进入酸性高锰酸钾溶液中,醇也能与酸性高锰酸钾溶液反应而使酸性高锰酸钾溶液褪色,影响了丙烯的检验,故装置A不能达到实验目的。A项错误;
B.石油分馏装置中,冷凝水的流向错误,应下口进上口出,不能达到较好的冷凝效果,装置B不能达到实验目的,B项错误;
C.硝酸和苯反应制备硝基苯的反应温度为55℃-60℃左右,为了控制温度,选择水浴加热,装置C可以达到实验目的,C项正确;
D.乙烯和酸性KMnO4溶液生成CO2,CO2混入甲烷中,无法除去,又引入了新杂质。故装置D不能达到实验目的。D项错误;
答案选C。
13. [2016北京]在一定条件下,甲苯可生成二甲苯混合物和苯。有关物质的沸点、熔点如下:
下列说法不正确的是
A. 该反应属于取代反应
B. 甲苯的沸点高于144 ℃
C. 用蒸馏的方法可将苯从反应所得产物中首先分离出来
D. 从二甲苯混合物中,用冷却结晶的方法可将对二甲苯分离出来
【答案】B
【解析】A.甲苯变成二甲苯是苯环上的氢原子被甲基取代所得,属于取代反应,故A正确;
B.甲苯的相对分子质量比二甲苯小,故沸点比二甲苯低,故B错误;
C.苯的沸点与二甲苯的沸点相差较大,可以用蒸馏的方法分离,故C正确;
D.因为对二甲苯的沸点较高,将温度冷却至-25℃~13℃,对二甲苯形成固体,从而将对二甲苯分离出来,故D正确;
故选B。
14. 实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是
A. 向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B. 实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C. 装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D. 反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
【答案】D
【解析】在溴化铁作催化剂作用下,苯和液溴反应生成无色的溴苯和溴化氢,装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽,装置c中碳酸钠溶液呈碱性,能够吸收反应生成的溴化氢气体,倒置漏斗的作用是防止倒吸。
【详解】A项、若关闭K时向烧瓶中加注液体,会使烧瓶中气体压强增大,苯和溴混合液不能顺利流下。打开K,可以平衡气压,便于苯和溴混合液流下,故A正确;
B项、装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽,溴溶于四氯化碳使液体逐渐变为浅红色,故B正确;
C项、装置c中碳酸钠溶液呈碱性,能够吸收反应生成的溴化氢气体,故C正确;
D项、反应后得到粗溴苯,向粗溴苯中加入稀氢氧化钠溶液洗涤,除去其中溶解的溴,振荡、静置,分层后分液,向有机层中加入适当的干燥剂,然后蒸馏分离出沸点较低的苯,可以得到溴苯,不能用结晶法提纯溴苯,故D错误。
故选D。
【点睛】本题考查化学实验方案的设计与评价,侧重于学生的分析能力、实验能力和评价能力的考查,注意把握实验操作要点,结合物质的性质综合考虑分析是解答关键。
15. 合成导电高分子化合物PPV的反应为:
下列说法正确的是( )
A. PPV是聚苯乙炔
B. 该反应为缩聚反应
C. PPV与聚苯乙烯的最小结构单元组成相同
D 1ml最多可与2mlH2发生反应
【答案】B
【解析】由反应方程式可知PPV由对二碘苯与发生缩聚反应生成。
【详解】A.根据物质的分子结构可知该物质不是聚苯乙炔,故A错误;
B.该反应除产生高分子化合物外,还有小分子生成,属于缩聚反应,故B正确;
C.PPV与聚苯乙烯的重复单元不相同,故C错误;
D.该物质一个分子中含有2个碳碳双键和苯环都可以与氢气发生加成反应,属于1ml最多可以与5ml氢气发生加成反应,故D错误;
故选B。
二、非选择题:共四道大题,共55分。
16. 氯苯在染料、医药工业用于制造苯酚、硝基氯苯、苯胺、硝基酚等有机中间体,橡胶工业用于制造橡胶助剂。其合成工艺分为气相法和液相法两种,实验室模拟液相法(加热装置都已略去)如图,在C三颈烧瓶中加入催化剂FeCl3及50.0mL苯:
+Cl2+HCl
有关物质的性质:
回答下列问题:
(1)A反应器是利用实验室法制取氯气,装置中空导管B作用是__。
(2)把干燥的氯气通入装有干燥苯的反应器C中制备氯苯,C的反应温度不宜过高,原因为①温度过高,反应得到二氯苯;②__,球形冷凝管的作用是:__,D出口的主要尾气成分有__。
(3)提纯粗产品过程如图:
①净化过程中加入NaCl晶体的目的是吸水干燥,系列操作为__。
②为了确定所得产品为氯苯,而非二氯苯,可对产品进行分析,下列方法可行的是__。
A.质谱法 B.红外光谱法 C.滴定法
(4)实验中最终得到产品14.7g,产率为__,产率不高的原因可能是:___。
(5)苯气相氧氯化氢法制氯苯:空气、氯化氢气混合物温度210℃,进入氯化反应器,在迪肯型催化剂(CuCl2、FeCl3附在三氧化铝上)存在下进行氯化,反应方程式为:__。
【答案】 (1). 平衡气压 (2). 温度过高,苯挥发,原料利用率不高 (3). 冷凝回流,提高原料利用率 (4). Cl2、苯蒸气、HCl (5). 过滤、蒸馏 (6). AB (7). 23.2% (8). 温度过高,反应生成二氯苯 (9). 2+2HCl+O22 +2 H2O
【解析】本实验模拟液相法制取氯苯,装置A为制取氯气的装置,实验室一般利用二氧化锰和浓盐酸共热制取氯气,中空导管B可以防止装置内压强过高;装置C中进行氯气和苯的反应,球形冷凝管可以冷凝回流产品和苯,提高原料的利用率;之后进行产品的提纯,氯化液水洗、碱洗除去HCl、FeCl3等杂质,加入氯化钠晶体吸水干燥,过滤后的滤液蒸馏、精馏得到产品。
【详解】(1)中空导管B与大气相通,可以平衡装置内的压强;
(2)温度不宜过高,一是温度过高,反应得到二氯苯,二是温度过高会造成苯的挥发,降低原料的利用率;球形冷凝管可以冷凝回流挥发的苯,提高原料的利用率;D出口主要有未反应的氯气,反应生成的HCl以及挥发的苯蒸气;
(3)①加入氯化钠晶体吸收干燥后,经过滤得到粗品,此时杂质主要还有苯和二氯苯,再蒸馏、精馏得到产品;
②A.质谱法可以确定相对分子质量,氯苯、二氯苯相对分子质量不同,故A可行;
B.红外光谱可确定物质中所含官能团和化学键,氯苯和二氯苯结构不同,故B可行;
C.二者均为非电解质,无法电离出氯离子,无法利用滴定法区分,故C不可行;
故答案为AB;
(4)初始原料为50.0mL苯和过量的氯气,所以根据苯的量计算理论产量,苯的质量为0.88g/mL×50mL=44g,苯的物质的量为ml,根据方程式可知理论生成氯苯ml,所以产率为=23.2%;产率不高的原因可能是:温度过高,反应生成二氯苯;
(5)反应物有空气、氯化氢、苯,产物有氯苯,根据元素守恒可知产物应还有水,所以化学方程式为2+2HCl+O22 +2 H2O。
【点睛】注意实验基本操作的理解应用,掌握基础是解题关键,一般在有机物的制备实验中通常都会在反应装置中加装球形冷凝管,目的一般都是冷凝回流,提高原料的利用率。
17. (1)从废水中回收苯酚的方法是:①取有机溶剂萃取废液中的苯酚;②加入某种药品的水溶液使苯酚从有机溶剂中脱离;③通入CO2又析出苯酚。试写出②、③步的化学方程式___;___。
(2)某醛的结构简式为,检验分子中醛基的所用的试剂是__,化学方程式为___。
(3)某物质与2,3—二甲基—1—丁烯互为同分异构体,且所有碳原子处于同一平面,写出此物质的结构简式__。
(4)实验室由乙苯制取对溴苯乙烯,需先经两步反应制得中间体。写出该两步反应所需的试剂及条件___、___。
【答案】 (1). +NaOH+H2O (2). +CO2+H2O+NaHCO3 (3). 稀氨水、AgNO3溶液或新制Cu(OH)2 (4). +2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O或+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O (5). (6). 液溴和Fe作催化剂 (7). 溴蒸气和光照
【解析】【详解】(1)加入NaOH可以和苯酚反应生成可溶于水的苯酚钠,化学方程式为+NaOH+H2O;苯酚酸性弱于碳酸强于碳酸氢根,所以通入二氧化碳可以与苯酚钠反应生成苯酚和碳酸氢钠,化学方程式为+CO2+H2O+NaHCO3;
(2)醛基可以发生银镜反应,可以和新制氢氧化铜悬浊液共热产生砖红色沉淀,所以可以用稀氨水、AgNO3溶液或新制Cu(OH)2检验醛基;相应的化学方程式为+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O或+2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O;
(3)2,3—二甲基—1—丁烯结构简式为,若其同分异构体所有碳原子处于同一平面,考虑到碳碳双键为平面结构,可知其应为;
(4)实验室由乙苯制取,需要先与液溴在Fe(或FeBr3)作催化剂的条件下生成对溴乙苯,之后在溴蒸气和光照条件生成。
【点睛】苯酚酸性弱于碳酸强于碳酸氢根,所以无论向苯酚钠通入过量的二氧化碳还是少量,都生成苯酚和碳酸氢钠。
18. 氰基丙烯酸酯在碱性条件下能快速聚合为,从而具有胶黏性,某种氰基丙烯酸酯(G)的合成路线如图:
已知:①A的相对分子量为58,氧元素质量分数为0.276,核磁共振氢谱显示为单峰
②
回答下列问题:
(1)A的化学名称为___。
(2)B的结构简式为__,已知在有机物分子中,若某个碳原子上连接4个不同的原子或基团,则这种碳原子称为“手性碳原子”,则B中“手性碳原子”的个数为___个。
(3)由C生成D的反应类型为___。
(4)由D生成E的化学方程式为___。
(5)G中的官能团有__、__、___。(填官能团名称)
【答案】(1). 丙酮 (2). (3). 0 (4). 取代反应 (5). +NaOH+NaCl (6). 碳碳双键 (7). 酯基 (8). 氰基
【解析】A的相对分子质量为58,氧元素质量分数为0.276,则A分子中氧原子数目为=1,分子中C、H原子总相对原子质量为58-16=42,则分子中最大碳原子数目为=3…6,故A的分子式为C3H6O,其核磁共振氢谱显示为单峰,且发生信息中加成反应生成B,故A为,B为,B发生消去反应生成C为,C与氯气光照反应生成D,D发生水解反应生成E,结合E的分子式可知,C与氯气发生取代反应生成D,则D为,E发生氧化反应生成F,F与甲醇发生酯化反应生成G,则E为,F为,G为,以此解答该题。
【详解】(1)由上述分析可知,A为,化学名称为丙酮;
(2)由上述分析可知,B的结构简式为;根据手性碳的定义可知该分子中没有手性碳原子;
(3)C为,C与氯气光照反应生成D,C中甲基上氢原子被Cl原子代替,所以为取代反应;
(4)D中氯原子在氢氧化钠水溶液中发生水解生成E,所以化学方程式为+NaOH+NaCl;
(5)G为,其官能团有碳碳双键、酯基、氰基。
【点睛】对于已知相对分子质量的烃类(或已知其他原子个数的烃的衍生物),初步推断其分子式时可以用相对分子质量除以12,得出的整数商为C原子个数,余数为H原子个数。
19. 化合物H是一种有机光电材料中间体。实验室由芳香化合物A制备H的一种合成路线如下:
已知:①RCHO+CH3CHORCH=CHCHO+H2O
②
回答下列问题:
(1)A的化学名称是__________。
(2)由C生成D和E生成F的反应类型分别是__________、_________。
(3)E的结构简式为____________。
(4)G为甲苯的同分异构体,由F生成H的化学方程式为___________。
(5)芳香化合物X是F的同分异构体,X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积比为6∶2∶1∶1,写出2种符合要求的X的结构简式___________。
(6)写出用环戊烷和2–丁炔为原料制备化合物的合成路线(其他试剂任选)___________
【答案】 (1). 苯甲醛 (2). 加成反应 (3). 取代反应 (4). (5). + (6). ,,, (7).
【解析】由信息①可知A应含有醛基,且含有7个C原子,A的结构简式为,A和CH3CHO发生信息①反应生成B,B的结构简式为,B发生氧化反应生成C,C的结构简式为,C与Br2发生加成反应生成D,D的结构简式为,D在KOH醇溶液加热条件下,发生消去反应生成E,E的结构简式为,E与乙醇发生酯化反应生成F,F的结构简式为,对比F、H的结构简式可知,G的结构简式为,据此解答。
【详解】(1)由A的结构简式可知,A为苯甲醛;答案为苯甲醛。
(2)C的结构简式为,D的结构简式为,由C生成D发生加成反应,E的结构简式为,F的结构简式为,由E生成F发生取代反应;答案为加成反应,取代反应。
(3)E的结构简式为;答案为。
(4)F的结构简式为,G的结构简式为,由F生成H的化学方程式为+;答案为+。
(5)F的结构简式为,芳香化合物X是F的同分异构体,X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,说明含有羧基,其核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢,峰面积比为6:2:1:1,则分子中应含有2个甲基,且为对称结构,可能结构有,,,;答案为,,,。
(6)环戊烷和2-丁炔为原料制备化合物,环戊烷应先生成环戊烯,然后与2-丁炔发生加成反应生成,最后与溴发生加成可生成,在反应的流程为;答案为。选项
实验目的
操作
A
比较水和乙醇中羟基氢的活泼性强弱
用金属钠分别与水和乙醇反应
B
证明CH2=CHCHO中含有碳碳双键
滴入KMnO4酸性溶液
C
检验CH3CH2Br在NaOH溶液中是否发生了水解
将CH3CH2Br与NaOH溶液共热。冷却后,取出上层水溶液,加入AgNO3溶液,观察是否产生淡黄色沉淀
D
欲证明蔗糖未发生水解
向稀硫酸与蔗糖共热后的溶液中滴加银氨溶液,水浴加热
对二甲苯
邻二甲苯
间二甲苯
苯
沸点/℃
138
144
139
80
熔点/℃
13
−25
−47
6
名称
相对分子质量
沸点/(℃)
密度/(g/mL)
苯
78
78
0.88
氯苯
112.5
132.2
1.1
邻二氯苯
147
180.4
1.3
选项
实验目的
操作
A
比较水和乙醇中羟基氢的活泼性强弱
用金属钠分别与水和乙醇反应
B
证明CH2=CHCHO中含有碳碳双键
滴入KMnO4酸性溶液
C
检验CH3CH2Br在NaOH溶液中是否发生了水解
将CH3CH2Br与NaOH溶液共热。冷却后,取出上层水溶液,加入AgNO3溶液,观察是否产生淡黄色沉淀
D
欲证明蔗糖未发生水解
向稀硫酸与蔗糖共热后的溶液中滴加银氨溶液,水浴加热
对二甲苯
邻二甲苯
间二甲苯
苯
沸点/℃
138
144
139
80
熔点/℃
13
−25
−47
6
名称
相对分子质量
沸点/(℃)
密度/(g/mL)
苯
78
78
0.88
氯苯
112.5
132.2
1.1
邻二氯苯
147
180.4
1.3
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