2018-2019学年江苏省扬州中学高二上学期期中化学试题(选修)(解析版)
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2018-2019学年江苏省扬州中学高二(上)期中化学试卷(选修)
一、单选题(本大题共13小题,共32.0分)
1. 对下列化学用语的理解正确的是( )
A. 丙烯的最简式可表示为CH2
B. 电子式 既可以表示羟基,也可以表示氢氧根离子
C. 比例模型既可以表示甲烷分子,也可以表示四氯化碳分子
D. 结构简式(CH3)2CHCH3既可以表示正丁烷,也可以表示异丁烷
【答案】A
【解析】解:A.丙烯的分子式为C3H6,则丙烷的最简式可表示为CH2,故A正确;
B.氢氧根离子带有1个单位负电荷,O原子最外层达到8电子稳定结构,只能表示羟基,不能表示氢氧根离子,故B错误;
C.四氯化碳分子中,氯原子的原子半径大于碳原子,所以比例模型能够表示甲烷分子,不能表示四氯化碳,故C错误;
D.(CH3)2CHCH3为异丁烷,不能表示正丁烷,故D错误;
故选:A。
A.最简式为分子中各原子的最简比;
B.电子式可以表示羟基为中性原子团,氢氧根离子带一个负电荷;
C.四氯化碳分子中Cl原子的原子半径应该大于C原子;
D.该结构简式只能表示异丁烷,不能表示正丁烷。
本题考查常见化学用语的表示方法,题目难度不大,涉及电子式、比例模型、最简式及有机物命名等知识,明确常见化学用语的书写原则为解答关键,试题侧重考查学生的规范答题能力。
2. 下列说法正确的是( )
A. 1mol萘( )含有5mol碳碳双键
B. CH3CH=CHCH2OH属于不饱和烃
C. 可用溴水鉴别苯、四氯化碳、酒精
D. 尿素[CO(NH2)2]的含氮质量分数比碳酸氢铵的低
【答案】C
【解析】解:A.萘含有苯环,具有苯的结构特点,不含碳碳双键,故A错误;
B.含有O元素,不属于烃,故B错误;
C.苯不溶于水,密度比水小,色层在上层,四氯化碳不溶于水,密度比水大,色层在下层,乙酸和水混溶,可鉴别,故C正确;
D.1mol尿素质量为60g,含有2molN1mol碳酸氢铵含有1molN,质量为79g,可知尿素[CO(NH2)2]的含氮质量分数比碳酸氢铵的高,故D错误。
故选:C。
A.萘不含碳碳双键;
B.含有O元素,不属于烃;
C.苯和四氯化碳都不溶于水,且二者密度不同;
D.1mol尿素质量为60g,含有2molN1mol碳酸氢铵含有1molN,质量为79g。
本题考查有机物的结构和性质,为高频考点,侧重于有机物的结构、性质以及检验和鉴别的考查,注意把握有机物官能团的性质,题目难度不大。
3. 纳米分子机器日益受到关注,机器常用的“车轮”组件结构如下图所示,下列说法正确的是( )
A. ①②③④均属于烃 B. ①③均属于苯的同系物
C. ①②③均能发生取代反应 D. ②④的二氯代物分别有3种和6种
【答案】D
【解析】解:A.只含C、H两种元素的化合物为烃,其中①②④均由C、H两元素构成,故为烃;而③只含C元素,故不是烃,故A错误;
B.苯的同系物只含有1个苯环,故B错误;
C.③只含C元素,不能发生取代反应,故C错误;
D.②有边、面对角线和体对角线3种位置,④的结构可看作是由四个等同的六元环组成的空间构型,分子中含4个-CH-,6个-CH2,共2种位置的H,所以该物质的一氯代物有2种,当次甲基有一个氯原子取代后,二氯代物有3种,当亚甲基有一个氯原子取代后,二氯代物有3种,共6种,二氯代物分别有3种和6种,故D正确。
故选:D。
题给有机物中,①③含有碳碳双键,可发生加成、氧化等反应,②④不含不饱和键,具有烷烃的性质,以此解答该题。
本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握官能团与性质的关系为解答的关键,注意把握同分异构体的判断,题目难度不大。
4. 根据有机化合物的命名原则,下列命名正确的是( )
A. 3-甲基-1,3-丁二烯
B. 2-羟基丁烷
C. CH3CH(C2H5)CH2CH2CH3 2-乙基戊烷
D. CH3CH(NH2)CH2COOH 3-氨基丁酸
【答案】D
【解析】解:A、根据烯烃命名原则,取代基应该是2-甲基,正确命名应该是2-甲基-1,3-丁二烯,故A错误;
B、是醇不是烷烃,根据醇的命名,应该是 2-丁醇,故B错误;
C、根据烷烃命名原则,2-乙基说明主链不是最长的,应该是3-甲基己烷,故C错误;
D、是一种氨基酸,命名是3-氨基丁酸,故D正确;
故选:D。
A、甲基的序号不是最小的;
B、不是烷烃,应该是醇的命名,称为丁醇;
C、烷烃的命名原则是:找出最长的碳链当主链,依碳数命名主链,前十个以天干(甲、乙、丙…)代表碳数,碳数多于十个时,以中文数字命名,如:十一烷;从最近的取代基位置编号:1、2、3…(使取代基的位置数字越小越好).以数字代表取代基的位置.数字与中文数字之间以-隔开;有多个取代基时,以取代基数字最小且最长的碳链当主链,并依甲基、乙基、丙基的顺序列出所有取代基;有两个以上的取代基相同时,在取代基前面加入中文数字:一、二、三…,如:二甲基,其位置以,隔开,一起列于取代基前面;
D、羧酸的命名,选取含有羧基的最长链为主链,符合原则.
本题是基础性试题的考查,侧重对学生基础知识的检验和训练.该题的关键是明确有机物的命名原则,然后结合有机物的结构简式灵活运用即可.有利于培养学生的规范答题能力.
5. 下列说法正确的是( )
A. 植物油氢化过程中发生了加成反应
B. 淀粉和纤维素互为同分异构体
C. 环己烷与苯可用酸性KMnO4溶液鉴别
D. 水可以用来分离溴苯和苯的混合物
【答案】A
【解析】解:A.植物油氢化过程为与氢气发生加成反应的过程,由不饱和烃基变为饱和烃基,故A正确;
B.淀粉和纤维素都为高分子化合物,聚合度介于较大范围之间,没有具体的值,则二者的分子式不同,不是同分异构体,故B错误;
C.环己烷为饱和烃,苯性质稳定,二者与高锰酸钾都不反应,不能鉴别,故C错误;
D.溴苯和苯混溶,且二者都不溶于水,不能用水分离,故D错误。
故选:A。
A.植物油含有不饱和烃基,可与氢气发生加成反应;
B.淀粉和纤维素都为高分子化合物,二者的分子式不同;
C.环己烷与苯与高锰酸钾都不反应;
D.溴苯和苯都不溶于水.
本题综合考查有机物的结构和性质,为高频考点,侧重考查学生的分析能力,本题易错点为B,注意把握高分子化合物的特点,难度不大.
6. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 1 mol甲醇分子中含有的共价键数为4 NA
B. 将9.2g甲苯加入足量的酸性高锰酸钾溶液中转移的电子数为0.6NA
C. 1.0 mol CH4与足量的Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0NA
D. 92.0 g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0NA
【答案】B
【解析】解:A.甲醇分子中含有3个碳氢键、1个碳氧键和1个氧氢键,所以1mol甲醇中含有5mol共价键,含有的共价键数目为5NA,故A错误;
B.依据方程式:1+2KMnO4→1+2MnO2↓+1H2O+1KOH,消耗1mol甲苯转移6mol电子,1mol甲苯质量为92g,则将9.2g甲苯加入足量的酸性高锰酸钾溶液中转移的电子数为0.6NA,故B正确;
C.CH4与Cl2的在光照下发生的取代反应产物是混合物,不是完全生成CH3Cl,所以生成CH3Cl的分子数不是1.0NA,故C错误;
D.92.0g甘油(丙三醇)的物质的量为=1mol,1mol丙三醇含有3mol羟基,即含有羟基数为3NA,故D错误;
故选:B。
A.1mol甲醇分子中含有3mol碳氢键、1mol碳氧键和1mol氧氢键,总共含有5mol共价键;
B.依据方程式:1+2KMnO4→1+2MnO2↓+1H2O+1KOH结合化合价变化判断;
C.CH4与Cl2的在光照下发生的取代反应产物是混合物,不是完全生成CH3Cl;
D.1mol丙三醇含有的羟基数为3mol。
本题考查阿伏伽德罗常数的简单计算,注意胶粒是聚合体,气体摩尔体积22.4L/mol的使用条件,甲烷与氯气的光照取代反应实质是解题的关键,考查的知识点较多,题目较为综合,总体难度不大,是基础题。
7. 用下列装置(夹持仪器已略去)进行相关实验,装置正确且能达到实验目的是( )
A. 图1装置配制银氨溶液
B. 图2装置分离苯萃取碘水后已分层的水层与有机层
C. 图3装置进行石油的分馏
D. 图4装置采取乙醇、乙酸与浓硫酸混合共热的方法制取乙酸乙酯
【答案】B
【解析】解:A.向硝酸银中加氨水配制,生成白色沉淀恰好溶解即可,故A错误;
B.分层后苯在上层,图中分层现象及操作合理,故B正确;
C.图中温度计水银球未在支管口处,冷却水未下进上出,故C错误;
D.导管在饱和碳酸钠溶液的液面下,易发生倒吸,应在液面上,故D错误;
故选:B。
A.向硝酸银中加氨水配制;
B.分层后苯在上层;
C.蒸馏时温度计测定馏分的温度,冷却水下进上出;
D.导管在饱和碳酸钠溶液的液面下,易发生倒吸。
本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、混合物分离提纯、实验操作、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意实验的评价性分析,题目难度不大。
8. 某天然拒食素具有防御非洲大群蚯蚓的作用,其结构简式如图(未表示出原子或原子团的空间排列).该拒食素与下列某试剂充分反应,所得有机物分子的官能团数目减少,则该试剂是( )
A. H2 B. Ag(NH3)2OH溶液
C. HBr D. Br2的CCl4溶液
【答案】A
【解析】解:A.碳碳双键、醛基都发生加成反应,生成物只有羟基,官能团数目减少,故A正确;
B.醛基和银氨溶液发生氧化反应生成羧基,官能团数目不变,故B错误;
C.碳碳双键和HBr发生加成反应,官能团由碳碳双键变为溴原子,HBr和醛基不反应,所以官能团数目不变,故C错误;
D.碳碳双键发生加成反应,醛基和溴发生氧化反应,所以增加溴原子,故D错误。
故选:A。
A.碳碳双键、醛基都发生加成反应;
B.醛基和银氨溶液发生氧化反应生成羧基;
C.碳碳双键发生加成反应;
D.碳碳双键发生加成反应,醛基和溴发生氧化反应.
本题考查了有机物的结构及性质,为高频考点,侧重于学生的分析能力的考查,注意把握有机物中含有的官能团及其性质,明确物质能发生哪些类型的反应,题目难度不大.
9. 有机物甲可氧化生成羧酸,也可以还原生成醇。由甲生成的羧酸与醇在一定条件下反应可以生成化合物乙,其分子式为C2H4O2.下列叙述中正确的是( )
A. 甲分子中氢的质量分数为40%
B. 甲和由甲生成的羧酸与醇三者均可溶于水
C. 甲在常温常压下为无色液体
D. 分子式为C4H8O2的化合物一定是乙的同系物
【答案】B
【解析】解:有机物甲可氧化生成羧酸,也可还原生成醇,则有机物甲含有醛基-CHO,甲反应得到的羧酸和醇在一定条件下,可以生成化合物乙,乙为酯,乙的分子式为C2H4O2,则乙为甲酸甲酯,结构为HCOOCH3,则甲为HCHO,
A.甲为HCHO,分子中H的质量分数=×100%=6.7%,故A错误;
B.甲为甲醛,由其生成的羧酸为甲酸,由其生成的醇为甲醇,均可溶于水,故B正确;
C.甲为HCHO,在常温常压下为无色气体,故C错误;
D.分子式为C4H8O2的化合物可能是酯,也可能是酸,故和乙不一定是同系物,故D错误。
故选:B。
有机物甲可氧化生成羧酸,也可还原生成醇,则有机物甲含有醛基-CHO,甲反应得到的羧酸和醇在一定条件下,可以生成化合物乙,乙为酯,乙的分子式为C2H4O2,则乙为甲酸甲酯,结构为HCOOCH3,则甲为HCHO,据此结合选项解答。
本题考查有机物的推断,比较基础,掌握官能团的性质是关键,旨在考查学生对基础知识的理解掌握。
10. 从牛至精油中提取的三种活性成分的结构简式如下图所示,下列说法正确的是( )
A. a 中含有2 个手性碳原子(手性碳原子指连有四个不同基团的碳原子)
B. b 分子存在属于芳香族化合物的同分异构体
C. c分子中所有碳原子可能处于同一平面
D. a、b、c均能发生加成反应、取代反应、加聚反应
【答案】A
【解析】解:A.a中手性碳原子如图所示,故A正确;
B.b含有1个环、1个碳碳双键,不饱和度为2,与苯的不饱合度不同,则不存在属于芳香族化合物的同分异构体,故B错误;
C.c含有饱和4个碳原子,具有甲烷的结构特征,则所有碳原子不可能处于同一平面,故C错误;
D.ab含有碳碳双键,可发生加成、加聚反应,但c不含碳碳双键,不能发生加聚反应,故D错误。
故选:A。
A.手性碳原子应连接4个不同的原子或原子团;
B.b含有1个环、1个碳碳双键,不饱和度为2,与苯的不饱合度不同;
C.c含有4个饱和碳原子,具有甲烷的结构特征;
D.c不含碳碳双键,不能发生加聚反应。
本题综合考查有机物的结构和性质,为高频考点,侧重考查学生的分析能力,本题注意把握有机物的结构判断,为易错点,难度中等。
11. 下列操作可以达到实验目的是( )
实验目的
实验操作
A
验证乙烯能被酸性高锰酸钾溶液氧化
将溴乙烷与饱和氢氧化钾乙醇溶液共热反应生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液,观察溶液是否褪色
B
验证苯和液溴在FeBr3的催化下发生取代反应
将反应产生的混合气体通入AgNO3溶液上方,观察是否有淡黄色沉淀生成
C
比较醋酸和苯酚的酸性强弱
将碳酸氢钠溶液分别滴入装有醋酸和苯酚溶液,观察是否有气体生成
D
检验溴乙烷中的溴元素
取少量溴乙烷,与氢氧化钠溶液共热后加入硝酸银溶液,观察是否出现淡黄色沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】解:A.乙醇易挥发,加热时导致生成的乙烯中含有乙醇,乙醇和乙烯都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以不能实现实验目的,应该用溴的四氯化碳溶液检验生成的乙烯,故A错误;
B.溴易挥发,生成的HBr中含有溴,溴和硝酸银溶液也生成淡黄色沉淀,从而干扰实验,所以不能实现实验目的,故B错误;
C.醋酸和碳酸氢钠反应生成醋酸钠、水和二氧化碳,说明酸性:醋酸>碳酸,部分和碳酸氢钠不反应,说明酸性:HCO3-<苯酚<碳酸,所以酸性:醋酸>苯酚,故C正确;
D.在加入硝酸银溶液之前应该加入稀硝酸中和未反应的NaOH溶液,否则NaOH溶液和硝酸银溶液反应生成黑色的氧化银而干扰实验,所以不能实现实验目的,故D错误;
故选:C。
A.乙醇也能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色;
B.溴易挥发,生成的HBr中含有溴,溴能和硝酸银溶液生成淡黄色沉淀;
C.醋酸和碳酸氢钠反应生成醋酸钠、水和二氧化碳,说明酸性:醋酸>碳酸,部分和碳酸氢钠不反应,说明酸性:HCO3-<苯酚<碳酸;
D.在加入硝酸银溶液之前应该加入稀硝酸中和未反应的NaOH溶液。
本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,涉及元素检验、除杂、物质检验等,侧重实验基本操作和实验原理的考查,注意实验的操作性、评价性分析,AD为解答易错点,题目难度不大。
12. 下列化合物中,既能发生消去反应生成烯烃,又能发生水解反应的是( )
A. CH3CH2OH B.
C. D.
【答案】C
【解析】解:A、CH3CH2OH能发生消去反应生成烯烃,但不能发生水解反应,故A错误;
B、中与CH2Br相连的苯环上的碳原子没有氢原子,不能发生消去反应,可以发生水解反应,故B错误;
C、中与Br原子相连碳原子的相邻碳上有氢原子,能发生消去反应,也能发生水解反应,故C正确。
D、中与CH2Br相连的苯环上的碳原子没有氢原子,不能发生消去反应,但能发生水解反应,故D错误。
故选:C。
醇发生消去反应的结构特点是:只有-OH相连碳的相邻碳上有氢原子的才能发生消去反应,形成不饱和键;
卤代烃发生消去反应的结构特点是:只有-X相连碳的相邻碳上有氢原子的才能发生消去反应,形成不饱和键;
所有卤代烃均能发生水解反应,反应实质为-X被-OH取代,醇不能发生水解.
本题考查卤代烃的水解反应、消去反应,难度不大,注意卤代烃发生消去反应的结构特点是:只有-X相连碳的相邻碳上有氢原子的才能发生消去反应.
13. 分枝酸可用于生化研究,其结构简式为,下列关于分枝酸的说法不正确的是( )
A. 分子中含有3种含氧官能团
B. 1 mol分枝酸最多可与3mol NaOH发生中和反应
C. 在一定条件下可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同
D. 可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,但褪色原理不同
【答案】B
【解析】解:A.该物质中含有碳碳双键、醇羟基、醚键和羧基四种官能团,但含有3种含氧官能团,故A正确;
B.不是苯环,只有-COOH与NaOH反应,则1mol分枝酸最多可与2molNaOH发生中和反应,故B错误;
C.含-COOH与乙醇发生酯化反应,含-OH与乙酸发生酯化反应,故C正确;
D.碳碳双键与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,双键与-OH均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,原理不同,故D正确;
故选:B。
该有机物中含有碳碳双键、醇羟基、醚键、羧基,具有烯烃、酚、醚和羧酸性质,能发生加成反应、加聚反应、氧化反应、取代反应等,据此分析解答.
本题考查有机物结构和性质,为高频考点,明确官能团及其性质关系是解本题关键,注意该分子中没有酚羟基,为易错点.
二、双选题(本大题共2小题,共8.0分)
14. 天然维生素P(结构如图)存在于槐树花蕾中,它是一种营养增补剂。关于维生素P的叙述正确的是( )
A. 若R为甲基则该物质的分子式可以表示为C16H10O7
B. 分子中有三个苯环
C. lmol该化合物与NaOH溶液作用消耗NaOH的物质的量以及与氢气加成所需的氢气的物质的量分别是4mol、8mol
D. 1mol该物质与足量溴水反应耗6molBr2
【答案】CD
【解析】解:A.若R为甲基则该物质的分子式可以表示为C16H12O7,故A错误;
B.只有2个苯环,故B错误;
C.只有酚-OH与NaOH反应,苯环与碳碳双键与氢气发生加成反应,则lmol该化合物与NaOH溶液作用消耗NaOH的物质的量以及与氢气加成所需的氢气的物质的量分别是4 mol、8 mol,故C正确;
D.酚-OH的邻对位与溴发生取代反应,碳碳双键与溴水发生加成反应,则lmol该化合物最多可与6molBr2完全反应,故D正确;
故选:CD。
由结构可知分子式,分子中含酚-OH、碳碳双键、羰基、醚键,结合酚、烯烃等有机物的性质来解答。
本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握官能团与性质的关系为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意烯烃及苯酚的性质,题目难度不大。
15. 两种分子式不同的有机化合物,不论它们以何种体积比混合,只要混合物的物质的量一定。则在完全燃烧时,消耗的O2和生成的CO2的物质的量均为-恒量。符合这-条件的组合可能为( )
A. CH≡CH和苯 B. CH3COOH和H3CCOOCH3
C. CH≡CH和CH3CHO D. 苯和己烯酸CH2=CH(CH2)3COOH
【答案】CD
【解析】解:两种有机物无论以何种比例混合,只要混合物的物质的量一定,完全燃烧时生成CO2的量也不变,说明两分子中含有的C原子数相等,耗O2相等说明两分子消耗氧的量相同,
A、CH≡CH和苯两者等物质的量完全燃烧生成二氧化碳的物质的量和耗氧量都不同,故A错误;
B、CH3COOH和H3CCOOCH3两者等物质的量完全燃烧生成二氧化碳的物质的量和耗氧量都不同,故B错误;
C、CH3CHO(C2H2•H2O)的耗氧量等效于C2H2的耗氧量,而两分子中碳原子相同,所以不论它们以何种体积比混合消耗的O2和生成的CO2的物质的量均为恒量,故C正确;
D、己烯酸CH2=CH(CH2)3COOH(C6H6•2H2O)的耗氧量等效于C6H6的耗氧量,而两分子中碳原子相同,所以不论它们以何种体积比混合消耗的O2和生成的CO2的物质的量均为恒量,故D正确;
故选:CD。
两种有机物无论以何种比例混合,只要混合物的物质的量一定,完全燃烧时生成CO2的量也不变,说明两分子中含有的C原子数相等,耗O2相等说明两分子消耗氧的量相同,由此分析解答。
本题考查了有机物燃烧的计算与判断,题目难度中等,明确题干信息要求为解答关键,注意掌握质量守恒定律在化学计算中的应用,试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力。
三、简答题(本大题共7小题,共66.0分)
16. 某药物H的合成路线如下:
试回答下列问题:
(1)反应Ⅰ所涉及的物质均为烃,氢的质量分数均相同。则A分子中最多有______个原子在同一平面上,最多有______个碳原子在同一条直线上。
(2)反应Ⅰ的反应类型是反应Ⅱ的反应类型是______,反应Ⅲ的反应类型是______。
(3)B的结构简式是;E的分子式为______;F中含氧官能团的名称是______。
【答案】16 3 取代反应 消去反应 C10H12O2 醛基、酯基
【解析】解:(1)根据合成线路可知,D与新制Cu(OH)2加热条件下反应,酸化后得苯乙酸,则D的结构简式为:;C催化氧化生成D,则C的结构简式为:;B水解生成C,则B的结构简式为:;A与溴化氢在双氧水的作用下发生加成反应生成B,所以A为苯乙烯,苯是平面正六边形结构,故组成苯的12个原子在同一平面上,乙烯中6个原子共平面,苯乙烯相当于苯环上的一个氢被乙烯基取代,不改变原来的平面结构,则苯乙烯分子中所有原子有可能位于同一平面上,则A分子中最多有16个原子在同一平面上,苯环为平面结构、乙烯为平面结构,且苯环中的C原子与乙烯中的碳原子直接相连,结构简式 为,则最多有3个原子共线,
故答案为:16,3;
(2)A为苯乙烯,反应Ⅰ所涉及的物质均为烃,氢的质量分数均相同,比较苯与A的结构可知,苯与X发生加成反应生成A,所以X为CH≡CH,反应Ⅰ为CH≡CH+,苯乙酸与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应生成E为,E发生取代反应生成F,F与氢气发生加成,醛基转化为羟基,则G的结构简式为:,G发生消去反应生成H,反应Ⅱ的反应类型是取代反应,反应Ⅲ的反应类型是消去反应,
故答案为:加成反应;取代反应;消去反应;
(3)B的结构简式为:,E为,E的分子式为C10H12O2,根据F的结构简式可知,F中含氧官能团的名称是醛基、酯基,
故答案为:; C10H12O2;醛基、酯基。
根据合成线路可知,D与新制Cu(OH)2加热条件下反应,酸化后得苯乙酸,则D的结构简式为:;C催化氧化生成D,则C的结构简式为:;B水解生成C,则B的结构简式为:;A与溴化氢在双氧水的作用下发生加成反应生成B,所以A为苯乙烯,反应Ⅰ所涉及的物质均为烃,氢的质量分数均相同,比较苯与A的结构可知,苯与X发生加成反应生成A,所以X为CH≡CH,苯乙酸与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应生成E为,E发生取代反应生成F,F与氢气发生加成,醛基转化为羟基,则G的结构简式为:,G发生消去反应生成H,由制备 ,可以用依次通过消去反应得到碳碳双键,在H2O2条件下与HBr加成,Br在端点的C原子上,水解反应生成-OH,然后发生酯化反应得最终产物,据此进行解答。
本题考查有机合成,题目难度中等,试题涉及有机反应类型、原子共线、共面等知识,注意根据反应条件进行推断,需要学生熟练掌握官能团的性质与转化。
17. 根据分子中所含官能团可预测有机化合物的性质。
(1)下列化合物中,常温下易被空气氧化的是______(填字母)。
a.苯 b.甲苯 c.苯甲酸 d.苯酚
(2)苯乙烯是一种重要为有机化工原料。
①苯乙烯的分子式为______。
②苯乙烯在一定条件下能和氢气完全加成,加成产物的一溴取代物有______种。
【答案】d C8H8 6
【解析】解:(1)甲苯和苯酚可被氧化,甲苯与高锰酸钾反应,苯酚具有较强的还原性,易被氧化,故答案为:d;
(2)苯乙烯分子式为 C8H8,加成产物为乙基环己烷,乙基环己烷中氢原子的种类有6种,一氯代物的种类取决于氢原子的种类,所以乙基环己烷中与氯气发生取代反应时,生成的一氯代物有6种,
故答案为:C8H8;6
(1)苯酚具有较强的还原性,易被氧化;
(2)苯乙烯分子式为,含有碳碳双键,可发生加成反应,生成物含有6种不同的H。
本题考查有机物结构和性质,为高频考点,侧重考查学生分析判断能力,明确官能团及其性质关系、反应类型、反应条件是解本题关键,题目难度不大。
18. 按要求写出下列反应的化学方程式:
(1)(CH3)2C(OH)CH(OH)CH2OH发生催化氧化反应:______。
(2)1,2-二溴丙烷发生完全的消去反应:______。
(3)发生银镜反应:______。
【答案】(CH3)2C(OH)CH(OH)CH2OH+O2(CH3)2C(OH)COCHO+2H2O CH3-CHBr-CH2Br+2NaOHCH3-C≡CH↑+2NaBr+2H2O +2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O
【解析】解:(1)乙醇催化氧化生成乙醛的化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,(CH3)2C(OH)CH(OH)CH2OH是醇类,催化氧化也生成醛类,故方程式为(CH3)2C(OH)CH(OH)CH2OH+O2(CH3)2C(OH)COCHO+2H2O;
故答案为:(CH3)2C(OH)CH(OH)CH2OH+O2(CH3)2C(OH)COCHO+2H2O;
(2)消去反应是从有机分子中消去一个或几个小分子,要求两个相邻碳原子各提供一个原子以形成小分子,CH3-CHBr-CH2Br发生消去反应时消去两个HBr分子而形成C≡C,HBr再与NaOH反应生成NaBr,故方程式为CH3-CHBr-CH2Br+2NaOHCH3-C≡CH↑+2NaBr+2H2O;
故答案为:CH3-CHBr-CH2Br+2NaOHCH3-C≡CH↑+2NaBr+2H2O;
(3)醛被氧化生成羧酸,再与碱性气体NH3反应生成铵根,并观察配平,有+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O;
故答案为:+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O。
(1)仿照乙醇催化氧化生成乙醛书写;
(2)根据消去反应的定义书写,注意消去两个“HBr”分子生成NaBr;
(3)仿照乙醛发生银镜反应书写,注意“N”的去向。
本题考查有机物中重要化学方程式的书写,难度不大,关键是观察配平。
19. 水杨酸的结构简式为:,用它合成的阿司匹林的结构简式为:
(1)请写出将转化为的化学方程式______。
(2)阿司匹林与足量NaOH溶液发生反应的化学方程式______。
(3)水杨酸与无水乙醇发生酯化反应的化学方程式______。
【答案】 +CH3CH2OH+H2O
【解析】解:(1)邻羟基苯甲酸和碳酸氢钠反应生成邻羟基苯甲酸钠和水、二氧化碳,反应方程式为,故答案为:;
(2)阿司匹林和足量NaOH溶液反应生成邻酚钠、苯甲酸钠、乙酸钠和水,反应方程式为,
故答案为:;
(3)水杨酸与乙醇发生酯化反应生成邻羟基苯甲酸乙酯,反应方程式为+CH3CH2OH+H2O,
故答案为:+CH3CH2OH+H2O。
(1)邻羟基苯甲酸和碳酸氢钠反应生成邻羟基苯甲酸钠和水、二氧化碳;
(2)阿司匹林和足量NaOH溶液反应生成邻酚钠、苯甲酸钠、乙酸钠和水;
(3)水杨酸与乙醇发生酯化反应生成邻羟基苯甲酸乙酯。
本题考查有机物结构和性质,侧重考查酚、羧酸、酯的性质,明确官能团及其性质关系是解本题关键,注意:酚羟基能和碳酸钠反应但不能和碳酸氢钠反应,题目难度不大。
20. 碳正离子[例如,CH3+,CH5+,(CH3)3C+等]是有机反应中重要的中间体。欧拉(G.Olah)因在此领域研究中的卓越成就而荣获1994年诺贝尔化学奖。
碳正离子CH5+可以通过CH4在“超强酸”中再获得一个H+而得到,而CH5+失去H2可得CH3+。
(1)CH3+是反应性很强的正离子,是缺电子的,其电子式是______
(2)CH3+中4个原子是共平面的,三个键角相等,键角应是______(填角度)
(3)(CH3)2CH+在NaOH的水溶液中反应将得到电中性的有机分子,其结构简式是______。
(4)(CH3)3C+去掉H+后将生成电中性的有机分子,其结构简式是______。
【答案】 120° (CH3)2CHOH (CH3)2C=CH2
【解析】解:(1)因碳原子最外层4个电子,则CH3+是缺电子的碳正离子,可看作是甲基失去一个电子后的产物。甲基的电子式为,则CH3+的电子式为,故答案为:;
(2)CH3+中4个原子是共平面的,三个键角相等,则其构型为平面三角形,键角应是120°,故答案为:120°;
(3)(CH3)2CH+在NaOH的水溶液中反应将得到电中性的有机分子,则(CH3)2CH+结合OH-得到(CH3)2CHOH,故答案为:(CH3)2CHOH;
(4)(CH3)3C+去掉H+后有机物中存在碳碳双键,生成(CH3)2C=CH2,故答案为:(CH3)2C=CH2。
(1)根据正离子,是缺电子及原子的最外层电子数来分析电子式;
(2)根据4个原子是共平面的,三个键角相等可推出为平面三角形;
(3)根据正负电荷的吸引,(CH3)2CH+结合OH-得到电中性的有机分子;
(4)根据(CH3)3C+去掉H+后将生成电中性的有机分子,则在有机物中存在碳碳双键。
本题属于信息习题,学生熟悉原子的结构并利用习题中的关键信息即可解答,并注意有机反应及有机物的结构来解答。
21. 有机乙偶姻存在于啤酒中,是酒类调香中一个极其重要的品种,某研究性学习小组为确定乙偶姻的结构,进行如下探究。
步骤一:将乙偶姻蒸气通过热的氧化铜(催化剂)氧化成二氧化碳和水,再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收,如图1.2.64g乙偶姻的蒸气氧化产生5.28g二氧化碳和2.16g水。
步骤二:升温使乙偶姻汽化,测其密度是相同条件下H2的44倍
步骤三:用核磁共振仪测出乙偶姻的核磁共振氢谱如图2,图中4个峰的面积比为1:3:1:3。
步骤四:利用红外光谱仪测得乙偶姻分子的红外光谱如图3。
(1)图1装置中两支U型管不能互换的理由是______。
(2)乙偶姻的摩尔质量为______。
(3)乙偶姻的分子式为______。
(4)乙偶姻的结构简式为______。
【答案】气体通过NaOH时同时会吸收水蒸气和CO2,干扰元素的验证 88g/mol C4H8O2
【解析】解:步骤一:将乙偶姻蒸气通过热的氧化铜(催化剂)氧化成二氧化碳和水,再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收,1.2.64g乙偶姻的蒸气氧化产生5.28g二氧化碳和2.16g水,无水氯化钙能够吸水,2.16g水的物质的量==0.12mol,固体氢氧化钠能够吸收二氧化碳,5.28geyht物质的量==0.12mol,n(C)=n(CO2)=0.12mol,m(C)=0.12mol×12g/mol=1.44g,n(H)=2n(H2O)=0.24mol,m(H)=0.24mol×1g/mol=0.24g,则m(O)=2.64g-1.44g-0.24g=0.96g,n(O)==0.06mol,n(C):n(H):n(O)=0.12:0.24:0.06=2:4:1,最简式C2H4O,
步骤二:升温使乙偶姻汽化,测其密度是相同条件下H2的44倍,密度之比等于气体摩尔质量之比,得到有机物摩尔质量=88g/mol,最简式计算(C2H4O)n=88,n=2,确定有机物分子式:C4H8O2,
步骤三:用核磁共振仪测出乙偶姻的核磁共振氢谱如图2,图中4个峰的面积比为1:3:1:3,结构中含两个甲基,
步骤四:利用红外光谱仪测得乙偶姻分子的红外光谱可知有机物结构。
(1)上述分析可知气体通过氯化钙测定生成的水,通过氢氧化钠固体吸收生成的二氧化碳测定二氧化碳质量,二者互换气体通过氢氧化钠固体会吸收二氧化碳和水蒸气,干扰氢和碳元素的验证,图1装置中两支U型管不能互换的理由是:气体通过NaOH时同时会吸收水蒸气和CO2,干扰元素的验证,
故答案为:气体通过NaOH时同时会吸收水蒸气和CO2,干扰元素的验证;
(2)升温使乙偶姻汽化,测其密度是相同条件下H2的44倍,密度之比等于气体摩尔质量之比,得到有机物摩尔质量=88g/mol,
故答案为:88g/mol;
(3)上述计算得到乙偶姻的分子式为:C4H8O2,
故答案为:C4H8O2;
(4)用核磁共振仪测出乙偶姻的核磁共振氢谱如图2,图中4个峰的面积比为1:3:1:3,结构中含两个甲基,利用红外光谱仪测得乙偶姻分子的红外光谱可知,有机物中含-OH、C=O,则有机物结构,
故答案为:。
步骤一:将乙偶姻蒸气通过热的氧化铜(催化剂)氧化成二氧化碳和水,再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收,1.2.64g乙偶姻的蒸气氧化产生5.28g二氧化碳和2.16g水,无水氯化钙能够吸水,2.16g水的物质的量==0.12mol,固体氢氧化钠能够吸收二氧化碳,5.28geyht物质的量==0.12mol,n(C)=n(CO2)=0.12mol,m(C)=0.12mol×12g/mol=1.44g,n(H)=2n(H2O)=0.24mol,m(H)=0.24mol×1g/mol=0.24g,则m(O)=2.64g-1.44g-0.24g=0.96g,n(O)==0.06mol,n(C):n(H):n(O)=0.12:0.24:0.06=2:4:1,最简式C2H4O,
步骤二:升温使乙偶姻汽化,测其密度是相同条件下H2的44倍,密度之比等于气体摩尔质量之比,得到有机物摩尔质量=88g/mol,最简式计算(C2H4O)n=88,n=2,确定有机物分子式:C4H8O2,
步骤三:用核磁共振仪测出乙偶姻的核磁共振氢谱如图2,图中4个峰的面积比为1:3:1:3,结构中含两个甲基,
步骤四:利用红外光谱仪测得乙偶姻分子的红外光谱可知有机物结构。
本题考查了有机物组成和结构的计算分析判断、图中变化的特征应用,掌握基础是解题关键,题目难度中等。
22. 石油分馏得到的轻汽油,可在Pt催化下脱氢环化,逐步转化为芳香烃。以链烃A为原料合成两种高分子材料的路线如下:
已知以下信息:
①B的核磁共振氢谱中只有一组峰;G为一氯代烃。
②R-X+R′-XR-R′(X为卤素原子,R、R′为烃基)。
回答以下问题:
(1)B的化学名称为______,E的结构简式为______。
(2)生成J的反应所属反应类型为______。
(3)F合成丁苯橡胶的化学方程式为______
(4)I的同分异构体中能同时满足下列条件的共有______种(不含立体异构)。
①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体;
②既能发生银镜反应,又能发生水解反应。
其中核磁共振氢谱为4组峰,且面积比为6:2:1:1的是______(写出其中一种的结构简式)。
(5)参照上述合成路线,以2甲基己烷和一氯甲烷为原料(无机试剂任选),设计制备化合物E的合成路线:______。
【答案】环己烷 缩聚反应 12
【解析】解:(1)B为,名称为环己烷,E的结构简式为,故答案为:环己烷;;
(2)I与乙二醇发生缩聚反应生成J,故答案为:缩聚反应;
(3)F合成丁苯橡胶的化学方程式为:,
故答案为:;
(4)I为己二酸,它的同分异构体同时满足下列条件:①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体,说明含有羧基,②既能发生银镜反应,又能发生水解反应,说明含有甲酸形成的酯基,可以看作HCOOCH2CH2CH2CH3种烃基种H原子被-COOH取代,有4种,可以是HCOOCH2CH(CH3)2种烃基种H原子被-COOH取代,有3种,可以是HCOOCH(CH3)CH2CH3种烃基种H原子被-COOH取代,有4种,可以是HCOOC(CH3)3种烃基种H原子被-COOH取代,有1种,共有12种,其中核磁共振氢谱为4组峰,且面积比为6:2:1:1的是 ,
故答案为:12;;
(5)2-甲基己烷在高温下通过Pt催化重整脱氢环化生成甲基环己烷,进一步脱氢得到甲苯,甲苯与氯气在光照条件下得到,与一氯甲烷在Na、20℃条件下生成,合成路线流程图为:,
故答案为:。
由链烃A的分子式,可知A为烷烃,A在高温下通过Pt催化脱氢环化生成B,B的核磁共振氢谱中只有一组峰,可推知B为、A为CH3(CH2)4CH3.由I的结构简式可知,B与氯气发生取代反应生成G为,G发生消去反应生成H为,H发生氧化反应得到I,I与乙二醇发生缩聚反应生成聚酯纤维J为.结合C的分子式可知,B脱氢生成C为,C与氯气发生取代反应生成D为,结合信息②可知氯苯与氯乙烷发生取代反应生成E为,对比E、F的分子式,且F能与1,3-丁二烯形成高聚物,可推知F为、丁苯橡胶为。
(5)2-甲基己烷在高温下通过Pt催化脱氢环化生成甲基环己烷,进一步脱氢得到甲苯,甲苯与氯气在光照条件下得到,与一氯甲烷在Na、20℃条件下生成。
本题考查有机物的推断与合成,充分利用分子式与B的结构特点进行推断,较好的考查学生分析推理能力、知识迁移运用能力,熟练掌握官能团的性质与转化,是高考热点题型。
四、实验题(本大题共1小题,共14.0分)
23. 1,2-二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂,在实验室中可以用下图所示装置制备1,2二溴乙烷。其中A和F中装有乙醇和浓硫酸的混合液,D中的试管里装有液溴。可能存在的主要副反应有:乙醇在浓硫酸的存在下在140℃脱水生成乙醚。(夹持装置已略去)
有关数据列表如下:
乙醇
1,2-二溴乙烷
乙醚
状态
无色液体
无色液体
无色液体
密度/g•cm-3
0.79
2.2
0.71
沸点/℃
78.5
132
34.6
熔点/℃
一l30
9
-116
填写下列空白:
(1)A的仪器名称是______。
(2)安全瓶B可以防止倒吸,还可以检查实验进行时导管是否发生堵塞。请写出发生堵塞时瓶B中的现象______。
(3)A中发生反应的化学方程式为:______;D中发生反应的化学方程式为:______
(4)在装置C中应加入______、填字母),其目的是吸收反应中可能生成的酸性气体。
a.水 b.浓硫酸c。氢氧化钠溶液 d.饱和碳酸氢钠溶液
(5)若产物中有少量副产物乙醚,可用______(填操作名称)的方法除去。
(6)反应过程中应用冷水冷却装置D,其主要目的是乙烯与溴反应时放热,冷却可避免溴的大量挥发;但又不能过度冷却(如用冰水),其原因是______。
【答案】三颈烧瓶 B中水面会下降,玻璃管中的水柱会上升,甚至溢出 CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br c 蒸馏 1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使导管堵塞
【解析】解:(1)A的仪器名称是三颈烧瓶,故答案为:三颈烧瓶;
(2)发生堵塞时会导致瓶B中压强增大,大于大气压,则B的导管中液面上升,甚至逸出,所以看到的现象是B中水面会下降,玻璃管中的水柱会上升,甚至溢出,
故答案为:B中水面会下降,玻璃管中的水柱会上升,甚至溢出;
(3)在浓硫酸作催化剂、170℃时乙醇发生消去反应生成乙烯和水,反应方程式为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;D中乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,反应方程式为CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br,
故答案为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
(4)生成的乙烯中含有二氧化碳、二氧化硫,这两种气体都属于酸性氧化物,能和碱液反应而除去,所以选取NaOH溶液,
故选c;
(5)互溶的液体采用蒸馏的方法分离,乙醚和乙醇互溶,所以采用蒸馏方法分离,
故答案为:蒸馏;
(6)1,2-二溴乙烷的凝固点较低,多度冷却会导致其凝固,凝固导致导管阻塞,
故答案为:1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃),过度冷却会使其凝固而使导管堵塞。
该实验目的是制取1,2-二溴乙烷,A中盛有浓硫酸和乙醇,则A制取乙烯,因为浓硫酸和乙醇也能发生氧化还原反应生成二氧化硫和二氧化碳,乙醇具有挥发性,所以生成的乙烯中含有乙醇、二氧化硫和二氧化碳,B中盛有水吸收乙醇,二氧化硫和二氧化碳都属于酸性氧化物,能和碱液反应而除去二氧化硫和二氧化碳,所以C中盛放的物质是NaOH溶液,
D中的试管里盛放的是溴,溴和乙烯反应生成1,2-二溴乙烷,溴具有挥发性,所以尾气中含有溴和二氧化硫、二氧化碳,这些物质都能和NaOH溶液反应,所以用NaOH溶液处理尾气;
(1)A的仪器名称是三颈烧瓶;
(2)发生堵塞时会导致瓶B中压强增大,大于大气压,则B的导管中液面上升;
(3)在浓硫酸作催化剂、170℃时乙醇发生消去反应生成乙烯和水;D中乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷;
(4)生成的乙烯中含有二氧化碳、二氧化硫,这两种气体都属于酸性氧化物,能和碱液反应而除去;
(5)互溶的液体采用蒸馏的方法分离;
(6)1,2-二溴乙烷的凝固点较低,多度冷却会导致其凝固。
本题考查物质制备,侧重考查操作、实验分析能力,明确实验目的、实验原理、实验操作及元素化合物性质是解本题关键,注意A中易产生副产物二氧化硫、二氧化碳,题目难度不大。