河北衡水市第二中学等校2025-2026学年高二下学期期末考试 化学试卷(含解析)
展开 这是一份河北衡水市第二中学等校2025-2026学年高二下学期期末考试 化学试卷(含解析),共26页。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16
一、选择题:本题共18小题,共42分。1~12小题,每小题2分,13~18小题,每小题3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. 下列有机物中,不可用作食品添加剂的是
A. 苯甲酸钠B. 木糖醇C. 茶多酚D. 甲醛
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯甲酸钠是常用的食品防腐剂,可合法用于食品防腐,A不符合题意;
B.木糖醇是常用的食品甜味剂,可作为糖类替代品添加到食品中,B不符合题意;
C.茶多酚是天然食品抗氧化剂,可用于食品保鲜、抗氧化,C不符合题意;
D.甲醛有毒,可使蛋白质变性,摄入会危害人体健康,不可用作食品添加剂,D符合题意;
故选D。
2. 下列化学用语或图示正确的是
A. 反-1,2-二氟乙烯的结构式:
B. 甲醛(HCHO)的分子结构模型:
C. 的名称:2-甲基乙醇
D. 羟基的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.图示中两个F原子位于碳碳双键的同侧,是顺-1,2-二氟乙烯,反-1,2-二氟乙烯的结构式为:,A错误;
B.甲醛中的C原子以方式杂化,呈平面三角形结构,中心C原子半径最大,O原子半径次之,H原子半径最小,分子中含1个碳氧双键和2个碳氢单键,图示球棍模型符合甲醛的结构特点,B正确;
C.该有机物的最长碳链含有3个C原子,为主链,羟基与2号C原子连接,该有机物正确名称为2-丙醇,C错误;
D.图示为氢氧根离子的电子式,羟基是中性基团,电子式为,D错误;
故答案选B。
3. 《天工开物》记载:软浆车榨蔗汁,一石(dàn)汁下石灰五合,取汁煎糖,冷凝成黑沙,黄泥水淋下成白糖。下列说法错误的是
A. 该制糖过程涉及物理变化和化学变化
B. “取汁煎糖,冷凝成黑沙”是蒸发结晶过程
C. “黄泥水淋下”的目的是脱色
D. “白糖”的主要成分是蔗糖
【答案】B
【解析】
【详解】A.制糖过程中石灰中和蔗汁中的酸性物质属于化学变化,榨取蔗汁、结晶、黄泥吸附脱色等属于物理变化,因此涉及物理变化和化学变化,A正确;
B.“取汁煎糖,冷凝成黑沙”是先加热蒸发浓缩蔗糖溶液,再冷却使蔗糖结晶析出,属于冷却结晶过程,不是蒸发结晶过程,B错误;
C.黄泥具有疏松多孔的结构、有吸附性,可吸附黑沙中的色素实现脱色,因此“黄泥水淋下”的目的是脱色,C正确;
D.白糖由甘蔗汁制得,甘蔗中的糖类主要是蔗糖,因此“白糖”的主要成分是蔗糖,D正确;
故选B。
4. 下列物质中,能与镁反应并生成氢气的是
A. 丁烷B. 乙酮C. 乙酸乙酯D. 丙酸
【答案】D
【解析】
【详解】A.丁烷属于烷烃,化学性质稳定,不与镁发生反应,无法生成氢气,A错误;
B.乙酮属于酮类,不存在可与活泼金属反应的活泼氢,不能与镁反应生成氢气,B错误;
C.乙酸乙酯属于酯类,官能团为酯基,不具备酸性,不能与镁反应生成氢气,C错误;
D.丙酸属于羧酸,羧基可以电离出H+,具有酸的通性,能与活泼金属镁发生置换反应生成氢气,D正确;
故选D。
5. 下列与生活相关的叙述中,不涉及化学变化的是
A. “复方氯乙烷气雾剂”治疗肌肉拉伤
B. 以植物油和熟石灰为原料生产甘油
C. 加酶洗衣粉清洗蛋白质污渍
D. 铁盐与没食子酸()制造墨水
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯乙烷沸点较低,喷射到皮肤表面时汽化吸热,使局部快速降温缓解疼痛,仅发生物质状态变化,无新物质生成,不涉及化学变化,A符合题意;
B.植物油属于高级脂肪酸甘油酯,和熟石灰发生水解反应生成甘油和高级脂肪酸钙,有新物质生成,涉及化学变化,B不符合题意;
C.加酶洗衣粉中的酶可催化蛋白质污渍水解为易溶于水的小分子物质,有新物质生成,涉及化学变化,C不符合题意;
D.铁盐可与没食子酸中的酚羟基发生反应生成稳定的有色配位化合物,有新物质生成,涉及化学变化,D不符合题意;
故选 A。
6. 高分子材料在生产、生活中得到广泛应用。下列说法错误的是
A. 聚3-羟基丁酸酯()用于制造可降解塑料
B. 具有亲水性,用于制造隐形眼镜
C. 热塑性酚醛树脂用于制造集成电路的底板
D. 超高相对分子质量聚乙烯用于制造防弹服、防弹头盔
【答案】C
【解析】
【详解】A.聚3-羟基丁酸酯()含有酯基,可通过水解降解,属于可降解塑料,A正确;
B.该聚合物()含有亲水基团羟基(-OH),具有良好亲水性,适合制造隐形眼镜,B正确;
C.集成电路底板需要耐高温、受热不易形变,应使用热固性酚醛树脂,热塑性酚醛树脂受热易熔化变形,不能用于制造该底板,C错误;
D.超高相对分子质量聚乙烯机械强度高、韧性好,可用于制造防弹服、防弹头盔,D正确;
故答案选C。
7. 下列物质不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别的是
A. 乙醇和乙醛B. 苯和苯酚C. 甲酸和乙酸D. 甲苯和己烷
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醇含羟基、乙醛含醛基,两者均具有还原性,都能被酸性高锰酸钾氧化使溶液褪色,现象相同无法鉴别,A符合题意;
B.苯与酸性高锰酸钾不反应,混合后分层,上层为无色苯层,下层为紫红色高锰酸钾层;苯酚具有还原性,可被酸性高锰酸钾氧化使溶液褪色,现象不同可鉴别,B不符合题意;
C.甲酸结构中含醛基结构,能被酸性高锰酸钾氧化使溶液褪色;乙酸与酸性高锰酸钾不反应,无明显现象,现象不同可鉴别,C不符合题意;
D.甲苯是苯的同系物,与苯环直接相连的碳原子上连有氢,可被酸性高锰酸钾氧化使溶液褪色;己烷属于烷烃,与酸性高锰酸钾不反应,混合后分层,上层为无色己烷层,下层为紫红色高锰酸钾层,现象不同可鉴别,D不符合题意;
故选A。
8. 下列化学实验目的与相应实验示意图相符的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.溴乙烷发生消去反应生成的乙烯气体中含有挥发的醇蒸汽,将气体通入水中吸收醇蒸汽后通入酸性溶液,观察到溶液褪色说明反应生成乙烯,A正确;
B.乙醇与互溶,混合后形成均一的溶液,无法用乙醇萃取中的S,B错误;
C.苯和硝基苯互溶,但沸点不同,可通过蒸馏法分离,过滤是分离固液混合物的操作,C错误;
D.和互溶,沸点不同,可通过蒸馏法分离,但蒸馏时温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处,图中温度计插入液面下,D错误;
故答案选A。
9. 下列反应得到相同的产物,相关叙述错误的是
①
②
A. 反应①的反应类型为取代反应
B. 反应②的原子利用率为100%
C. 产物分子中所有碳原子不可能共平面
D. 产物分子的核磁共振氢谱图中共有4组吸收峰
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应①是乙酸与异丙醇的酯化反应,酯化反应属于取代反应,A不符合题意;
B.反应②是乙酸与丙烯的加成反应,反应物所有原子均进入目标产物,无副产物生成,原子利用率为100%,B不符合题意;
C.产物中异丙基的中心碳原子为杂化,呈四面体结构,其连接的两个甲基最多仅1个能与其余碳原子共平面,因此所有碳原子不可能共平面,C不符合题意;
D.产物分子中等效氢共3种,位置为:,核磁共振氢谱应有3组吸收峰,D符合题意;
故选D。
10. 烯烃进行加成反应的一种机理如下:
此外,已知实验测得、、与发生加成反应的活化能依次减小。
下列说法错误的是
A. 两步反应中,第一步反应是总反应的决速步骤
B. 丙烯与HCl反应的中间体只有一种
C. 卤化氢与2-甲基丙烯反应的活性:
D. 烯烃双键碳原子上连接的甲基越多,与的反应越容易
【答案】B
【解析】
【详解】A.两步反应中,第一步反应是慢反应,是总反应的决速步骤,A正确;
B.HCl中氢带正电荷、氯带负电荷,结合机理可知,丙烯与HCl反应的中间体为氢和丙烯形成正离子:或,有两种,B错误;
C.由题目反应机理可知,第一步反应为慢反应,决定反应的速率,溴原子半径大于氯,HBr中氢溴键键能更小,更容易断裂,反应更快,则卤化氢与2-甲基丙烯反应的活性:,C正确;
D.题干中已知实验测得、、与进行加成反应的活化能依次减小;则烯烃双键碳上连接的甲基越多,与的反应越容易,D正确;
故选B。
11. 四奎烷(±)-CrinipellinB是一种具有潜在生物活性的天然产物,分子结构如图。下列说法正确的是
A. 通过红外光谱可确定分子中含有羟基、碳碳双键、酮羰基、醚键
B. 分子中有9个手性碳原子
C. 1 ml该物质最多可与1 ml 发生加成反应
D. 在浓硫酸中加热,羟基五元环上可形成键
【答案】D
【解析】
【详解】A.红外光谱仅能检测特征吸收峰,需结合其他表征才能完全确定官能团种类,A错误;
B.手性碳原子为连4个不同基团的饱和碳原子,经计数该分子手性碳原子数为8个,具体位置为,B错误;
C.能与氢气发生加成反应的基团为1个碳碳双键、2个酮羰基,1 ml该物质最多消耗3 ml氢气,C错误;
D.羟基相连碳的邻位碳原子上有氢原子,浓硫酸加热条件下可发生消去反应,在五元环上形成碳碳双键,碳碳双键中含有π键,D正确;
故选D。
12. 中科院院士研究发现,纤维素可在低温下溶于NaOH溶液,恢复至室温后不稳定,加入尿素可得到室温下稳定的溶液,为纤维素绿色再生利用提供了新的解决方案。下列说法正确的是
A. 纤维素是一种多糖,与淀粉互为同分异构体
B. 纤维素难溶于水的主要原因是含有烃基
C. 纤维素可用来制造纤维素乙酸酯
D. 低温降低了纤维素在NaOH溶液中的溶解性
【答案】C
【解析】
【详解】A.纤维素与淀粉的分子式均可表示为,但二者的聚合度值不同,不互为同分异构体,A错误;
B.纤维素难溶于水的主要原因是纤维素结构中含大量羟基,这些羟基易形成分子内氢键,降低了纤维素的水溶性,B错误;
C.纤维素的结构单元中含有多个羟基,可与乙酸发生酯化反应制得纤维素乙酸酯,C正确;
D.题干信息表明低温下纤维素可溶于NaOH溶液,恢复至室温后不稳定,说明低温提高了纤维素在NaOH溶液中的溶解性,低温时,与纤维素的羟基形成氢键,表现出可溶性,而恢复为室温时,与纤维素的羟基形成的氢键断开,纤维素析出,D错误;
故选C。
13. 制备α-氯代异丁酸的装置如图。在反应瓶中加入异丁酸与催化剂(易水解),加热到70℃,通入,反应剧烈放热,通气完毕,在120℃下继续反应,反应结束,常压蒸馏得产物。反应的化学方程式为。下列说法错误的是
A. 制备α-氯代异丁酸的反应属于取代反应
B. 干燥管可防止水蒸气进入反应瓶
C. 常压蒸馏粗产品时产物先被蒸出
D. 控制流速不变可使反应温度升高
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应中异丁酸的α位氢原子被氯原子取代生成α-氯代异丁酸和HCl,属于取代反应,A正确;
B.催化剂易水解,干燥管可阻挡空气中、尾气吸收装置中的水蒸气进入反应瓶,避免催化剂水解,B正确;
C.α-氯代异丁酸的相对分子质量大于异丁酸,分子间作用力更强,沸点比异丁酸高,常压蒸馏时沸点更低的异丁酸先被蒸出,产物后蒸出,C错误;
D.该反应剧烈放热,控制流速不变时反应持续进行,不断放出热量,可使反应温度升高,D正确;
故选C。
14. 化合物K与L反应可合成药物中间体M,转化关系如图。已知L能发生银镜反应,下列说法错误的是
A. K中含有3种不同化学环境的氢原子
B. L是乙二醛
C. 可用银氨溶液鉴别K与L
D. M只能在酸性条件下发生水解反应
【答案】D
【解析】
【分析】L能发生银镜反应,含有羟基,结合反应中碳、氢原子数变化特点可知K与L反应生成M的反应为:+OHCCHO+2H2O,则L为OHCCHO。
【详解】A.由结构简式可知,K分子结构对称,分子中含有3种不同化学环境的氢原子,A正确;
B.由分析可知,L的结构简式为OHCCHO。名称为乙二醛,B正确;
C.由结构简式可知,L分子含有醛基,能与银氨溶液发生银镜反应,K分子中不含有醛基,不能与银氨溶液发生银镜反应,所以可用银氨溶液鉴别K与L, C正确;
D.由结构简式可知,M分子中含有酰胺键,酸性、碱性条件下均能发生水解反应, D错误;
故选D。
15. 药物中间体1,3-二溴丙酮可由1,3-二氯丙酮合成,步骤如下:
下列说法正确的是
A. 若LiBr完全转化,则水相中的溶质只有LiCl
B. 试剂1可选用碱石灰除去有机相中的水分
C. 操作Ⅰ通过蒸馏除去溶剂得粗产品
D. 低温时1,3-二溴丙酮在石油醚中溶解度大
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应所用溶剂中丙酮可与水互溶,水相中溶质除LiCl外还含有丙酮,A错误;
B.碱石灰为碱性干燥剂,会使有机相中的卤代酮发生水解等反应,不能用于干燥该有机相,B错误;
C.有机相中的溶剂二氯甲烷沸点远低于目标产物1,3-二溴丙酮,可通过蒸馏除去溶剂得到粗产品,C正确;
D.重结晶的原理是低温时溶质溶解度降低从而析出,说明低温时1,3-二溴丙酮在石油醚中溶解度小,D错误;
答案选C。
16. 以异丁醛(M)为原料制备化合物Q的合成路线如图。下列说法错误的是
A. M与的加成产物为2-甲基-1-丙醇
B. 若的原子利用率为100%,则X是甲醇
C. P能发生加成、氧化、水解反应
D. N、P、Q中均不含手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.M与加成后醛基转化为,产物为,命名为2-甲基-1-丙醇,A正确;
B.M的分子式为,N的分子式为,若反应原子利用率为100%,则X的分子式为,对应物质为甲醛,不是甲醇,B错误;
C.P中含有碳碳双键,可发生加成、氧化反应,含有酯基,可发生水解反应,C正确;
D.手性碳原子是连接4种不同基团的饱和碳原子,N、P、Q中所有饱和碳原子均连接相同基团,不饱和碳原子为杂化,均不含手性碳原子,D正确;
故选B。
17. 有机物的异构化反应如图所示。下列说法错误的是
A. 质谱仪可测得X、Y具有相同的相对分子质量
B. 等量的X、Y消耗的氢气的量相同
C. Y存在含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的同分异构体
D. 类比上述反应,的异构化产物不可能发生银镜反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.X、Y是同分异构体,分子式相同,相对分子质量相等,质谱仪可测得X、Y具有相同的相对分子质量,A正确;
B.X含2个碳碳双键,Y含1个碳碳双键和1个碳氧双键,碳碳双键和碳氧双键均能与H2按1:1加成,等量的X、Y消耗的氢气的量相同,B正确;
C.由题干图示有机物Y的结构简式可知,Y的分子式为:C6H10O,则含醛基和碳碳双键且有手性碳原子(即同时连有四个互不相同的原子或原子团的碳原子)的Y的同分异构体有:CH3CH=CHCH(CH3)CHO、CH2=C(CH3)CH(CH3)CHO、CH2=CHCH(CH3)CH2CHO、CH2=CHCH2CH(CH3)CHO、CH2=CHCH(CH2CH3)CHO,C正确;
D.由题干信息可知,类比上述反应,的异构化产物为,含有碳碳双键和醛基,故可发生银镜反应,D错误;
18. 交联聚合物P的结构片段如图所示(图中表示链延长)。下列说法正确的是
X为,Y为。
A. 该聚合物属于有机高分子材料
B. 合成聚合物P的反应为加聚反应
C. 合成聚合物P的原料理论上按物质的量之比1:1投料
D. 邻苯二甲酸和乙二醇在聚合过程中也可形成类似聚合物P的交联结构
【答案】A
【解析】
【分析】由图可知,交联聚合物P是一定条件下邻苯二甲酸和丙三醇发生缩聚反应生成的有机高分子材料。
【详解】A.由图可知,交联聚合物P是相对分子质量大于一万的有机高分子材料,A正确;
B.由分析可知,交联聚合物P是一定条件下邻苯二甲酸和丙三醇发生缩聚反应生成的有机高分子材料,B错误;
C.由图可知,交联聚合物P是邻苯二甲酸和丙三醇按物质的量之比投料发生缩聚反应生成的,C错误;
D.乙二醇为二元醇,邻苯二甲酸为二元羧酸,一定条件下邻苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应只能得到线型结构的高分子化合物,无法形成类似P的交联体型结构,D错误;
故选A。
二、非选择题:共4小题,共58分。
19. 乙酸是生活中常见的羧酸,也是重要的化工原料。回答下列问题:
Ⅰ.用如图装置比较、、的酸性强弱。
(1)B中的试剂为__________________。
(2)C中的现象为______________________________,写出反应的化学方程式:______________________________。
Ⅱ.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:
(3)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,回流50 min。在实验时加入过量乙酸的目的是_________________________________________________。
(4)反应液冷却至室温后,依次用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤,洗涤操作在____________(填仪器名称)中完成;饱和碳酸氢钠溶液的作用是_________________________________________________。
(5)洗涤后的产物中加入少量无水硫酸镁固体,静置片刻,过滤,进行____________(填操作名称)纯化,得到3.9 g乙酸异戊酯,乙酸异戊酯的产率为____________。
【答案】(1)
饱和 溶液(或饱和碳酸氢钠溶液)
(2) ①.
溶液变浑浊 ②.
(3)
促使平衡正向移动,提高异戊醇的转化率
(4) ①.
分液漏斗 ②.
中和残留的乙酸,溶解部分异戊醇,降低乙酸异戊酯的溶解度,便于分层析出
(5) ①.
蒸馏 ②.
【解析】
【分析】
【小问1详解】
CH3COOH易挥发,A中生成的CO2会混有CH3COOH蒸气,CH3COOH也能和苯酚钠反应,会干扰CO2与苯酚钠的反应,因此B的作用是除去CO2中的CH3COOH,故选用饱和NaHCO3溶液,NaHCO3和CH3COOH反应生成CO2,且不与CO2反应;
【小问2详解】
酸性:H2CO3>苯酚>,苯酚钠和CO2、水反应生成苯酚和NaHCO3,苯酚在水中溶解度较小,因此C中有白色浑浊(或白色沉淀)生成;
C中反应的化学方程式为:;
【小问3详解】
乙酸与异戊醇的反应是可逆反应,加入过量乙酸可以增大反应物浓度,使平衡向生成乙酸异戊酯的方向移动,从而提高异戊醇的转化率(或提高乙酸异戊酯的产率),故实验时加入过量乙酸的目的是:促使平衡正向移动,提高异戊醇的转化率;
【小问4详解】
因反应后的混合物是有机层(乙酸异戊酯、少量未反应的异戊醇、乙酸等)和水层的混合体系,分液漏斗可以通过振荡、静置、分层后分液,实现有机相和水相的分 离,故反应液冷却至室温后,洗涤操作应在分液漏斗中进行;
乙酸的酸性强于NaHCO3,用饱和NaHCO3溶液可以除去未反应的乙酸,避免乙酸留在有机层中影响产物纯度;异戊醇在水中微溶,饱和碳酸氢钠溶液可以溶解部分异戊醇,减少有机层中的杂质;乙酸异戊酯难溶于水,在饱和盐溶液中溶解度会进一步降低,更容易分层析出,便于分离;故饱和碳酸氢钠溶液的作用是:中和残留的乙酸,溶解部分异戊醇,降低乙酸异戊酯的溶解度,便于分层析出;
【小问5详解】
乙酸异戊酯的沸点为142°C,可通过蒸馏的方法进行纯化(利用沸点差异分离有机混合物);
由题中数据可得,异戊醇的物质的量为,乙酸的物质的量为,乙酸过量,故理论上生成乙酸异戊酯的物质的量为0.05 ml,理论质量为,乙酸异戊酯的产率为。
20. 高分子M()广泛用于牙膏、牙科黏合剂等口腔护理产品。回答下列问题:
(1)高分子M是由单体A()和单体B通过聚合反应获得的,其聚合反应类型为_____________。
(2)单体A()由乙炔和甲醇在催化剂作用下合成,写出合成单体A的化学方程式:____________________________;实验室制备乙炔的原料是电石(主要成分为)与饱和食盐水,饱和食盐水的作用为_________________________________________,乙炔中混有的杂质可用试剂___________除去。
(3)通过分子内脱水生成单体B,写出的反式结构的结构简式:____________________________;写出与甲醇以物质的量之比1:2发生酯化反应的化学方程式:___________________________________________。
【答案】(1)加聚反应
(2) ①. ②. 减缓反应速率,得到平稳的乙炔气流 ③. 溶液
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
高分子M的链节中含有碳碳单键,由含碳碳双键的单体A()和含碳碳双键的单体B()通过加成聚合反应形成,反应类型为加聚反应;
【小问2详解】
乙炔()与甲醇()在催化剂作用下发生加成反应生成单体A,化学方程式为:;实验室制备乙炔时,饱和食盐水可代替水,通过降低水的浓度减缓反应速率,得到平稳的乙炔气流;乙炔中混有的杂质可用溶液除去,发生反应:;
【小问3详解】
的反式结构中,两个羧基位于碳碳双键的两侧,结构简式为:;与甲醇按物质的量比1:2发生酯化反应,生成二甲酯和水,化学方程式为:。
21. 某实验小组采用如下方案实现了对甲基苯甲酸的绿色制备。
反应:
步骤:
Ⅰ.向反应管中加入0.12 g对甲基苯甲醛和1.0 mL丙酮,光照,连续监测反应进程。
Ⅱ.5 h时,监测结果显示反应基本结束,蒸去溶剂丙酮,加入过量稀NaOH溶液,充分反应后,用乙酸乙酯洗涤,弃去有机层。
Ⅲ.用稀盐酸调节水层后,再用乙酸乙酯萃取。
Ⅳ.用饱和食盐水洗涤有机层,无水干燥,过滤,蒸去溶剂,得目标产物。
回答下列问题:
(1)若用作氧化剂,可能产生的有机副产物有______________(填物质名称);相比作氧化剂,该制备反应的优点有___________________________________(写出一条即可)。
(2)由反应2 h时核磁共振氢谱监测数据可得,对甲基苯甲醛转化率约为60%,若不除去溶剂丙酮直接加NaOH溶液处理,会导致原料转化率测定结果____________(填“偏高”“偏低”或“无影响”),原因为_____________________________________________________________________________。
(3)步骤Ⅱ中反应的离子方程式为__________________________________;步骤Ⅱ中使用乙酸乙酯洗涤的目的是___________________________________________________。
(4)用同位素示踪法确定产物中羧基O的来源。同位素示踪结果如表所示,则目标产物中羧基O来源于醛基和______________________;写出制备对甲基苯甲酸的化学方程式:________________________________________________(用同位素示踪法标注)。
【答案】(1) ①. 对苯二甲酸 ②. 反应条件温和(或不产生重金属污染、氧化选择性高,任写一条即可)
(2) ①. 偏高 ②. 丙酮在碱性条件下发生羟醛缩合反应,消耗NaOH溶液,导致测得的反应消耗量偏大,原料转化率偏高
(3) ①. ②. 除去未反应的对甲基苯甲醛、丙酮及有机杂质,减少对甲基苯甲酸钠的溶解损失
(4) ①. (或空气) ②.
【解析】
【小问1详解】
为强氧化剂,可氧化苯环侧链的甲基与醛基,若用其作氧化剂,甲基会被氧化为羧基,生成对苯二甲酸;相比作氧化剂,该反应条件温和(室温、太阳光催化),无需强氧化剂,不产生重金属盐废渣,绿色环保,且氧化选择性高,仅氧化醛基,不影响甲基;
【小问2详解】
若不除去溶剂丙酮直接加NaOH溶液处理,丙酮会在碱性条件下发生羟醛缩合反应,消耗NaOH溶液,同时生成的有机杂质会溶于乙酸乙酯,导致后续测定中认为反应消耗的原料更多,原料转化率测定结果偏高;
【小问3详解】
步骤II中,对甲基苯甲酸与过量NaOH溶液发生中和反应,离子方程式为:;
步骤II中使用乙酸乙酯洗涤的目的是除去未反应的对甲基苯甲醛、丙酮及其他有机杂质,同时减少对甲基苯甲酸钠在水中的溶解损失;
【小问4详解】
由同位素示踪结果可知:条件1中使用,产物相对分子质量为138,对甲基苯甲酸相对分子质量为136,增加2,条件2中使用,产物相对分子质量为136,说明羧基中的O来源于醛基和(空气);
制备对甲基苯甲酸的化学方程式(标注)为:。
22. 加兰他敏是一种天然生物碱,可作为阿尔茨海默症的药物,其一种中间体的合成路线如下。
已知:①为。
②(为烃基,、为烃基或H)。
回答下列问题:
(1)A中官能团名称是__________________。
(2)用代替PCC完成D→E的转化,化学方程式为_____________________________________。
(3)E+F→G的反应机理类似已知②,F的同分异构体中,红外光谱显示有酚羟基、无键的共有__________种。
(4)G的结构简式为____________;G→H的反应类型为________________________。
(5)H→I反应的另一种有机产物的名称为_____________________。
(6)某药物中间体的合成路线如下(部分反应条件已略去),其中M和N的结构简式分别为____________和____________。
【答案】(1)羟基和酯基
(2)2+O22+2H2O
(3)3 (4) ①. ②. 还原反应
(5)乙醇 (6) ①. ②.
【解析】
【分析】根据A和C的结构, A与CH3I反应生成B,结合B的分子式可知, B为;B与BnCl反应生成C, C发生还原反应生成D, D与PCC发生氧化反应生成E,根据E的结构和D的分子式可以得到D为:; E与F发生已知②反应生成G, G发生还原反应生成H,根据H与G的分子式可以得到G为:、F为;随后H与HCOOCH2CH3反应生成I;据此作答。
【小问1详解】
A中含有的官能团为羟基和酯基;
【小问2详解】
若用O2代替PCC完成转化,反应产物不变,依旧为醇氧化醛的反应,对应催化氧化的化学方程式为2+O22+2H2O;
【小问3详解】
F为;F的同分异构体中,红外光谱显示有酚羟基、无N-H键,说明苯环上连有-OH和N(CH3)2两个侧链,共有邻间对3种结构;
【小问4详解】
由分析,G的结构简式为;G→H反应为G中碳氮双键被还原为碳氮单键,反应类型为还原反应;
【小问5详解】
H与HCOOCH2CH3反应生成I,结合H、I结构和质量守恒,反应的另一种有机产物为CH3CH2OH,名称为乙醇;
【小问6详解】
根据题目中给的反应条件和已知条件,利用逆合成法分析,有机物N可以与NaBH4反应生成最终产物,类似于题中有机物G与NaBH4反应生成有机物H,作用位置为有机物N的N=C上,故有机物N的结构为,有机物M可以发生已知条件所给的反应生成有机物N,说明有机物M中含有C=O,结合反应原料中含有羟基,说明原料发生反应生成有机物M的反应是羟基的催化氧化,有机物M的结构为。A.检验溴乙烷的消去产物
B.用乙醇萃取中的S
C.分离苯和硝基苯
D.分离和
物质
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
反应条件
质谱检测目标产物相对分子质量
条件1:太阳光,,室温,,5 h
138
条件2:太阳光,空气,室温,,5 h
136
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