【化学】江苏省扬州中学2018-2019学年高二上学期期中考试(解析版)
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江苏省扬州中学2018-2019学年高二上学期期中考试
可能用到的相对原子质量:H :1 C: 12 N: 14 O: 16
选择题(共40分)
一、单项选择题:本题共10小题,每小题2分,共计20分,每小题只有一个选项符合题意。
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】
【详解】A. 丙烯的分子式为C3H6,最简式可表示为CH2,正确;
B项,电子式可以表示羟基,氢氧根离子应该表示为,错误;
C项,比例模型可以表示甲烷分子,但不能表示四氯化碳分子,因为氯原子半径大于碳原子,错误;
D项,结构简式(CH3)2CHCH3表示异丁烷,正丁烷应该表示为CH3CH2CH2CH3,错误;
综上所述,本题选A。
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】
【详解】A.萘()中的碳碳键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊的化学键,不含有碳碳双键,故A错误;
B.CH3CH=CHCH2OH分子中含有官能团碳碳双键、羟基,属于不饱和醇类,不属于烃类,故B 错误;
C.可用溴水鉴别苯、四氯化碳、酒精:苯能够萃取溴水中的溴单质,分层后溶有溴的苯层(有色层)在上层;四氯化碳能够萃取溴水中的溴单质,分层后溶有溴的四氯化碳层(有色层)在下层;乙醇和水互溶,不分层,故C正确;
D.尿素[CO(NH2)2]的含氮质量分数14×2/(12+16+16×2)×100%=47%;碳酸氢铵含氮质量分数14/79×100%=18%,因此尿素[CO(NH2)2]的含氮质量分数比碳酸氢铵的高,故D错误;
综上所述,本题选C。
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】
【详解】A. ③富勒烯只含有碳元素,属于单质,不属于烃,A错误;
B. 苯的同系物只含有1个苯环,①三碟烯含有3个苯环,不属于苯的同系物,B错误;
C. ③富勒烯只含有碳元素,不能发生取代反应,C错误;
D.立方烷的二氯代物有3种:;金刚烷的二氯代物有6种:,D正确;
综上所述,本题选D。
【点睛】烃是只含有碳、氢两种元素的有机物;富勒烯只由碳元素组成,所以富勒烯是碳的一种单质,与金刚石、石墨互为同素异形体。
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)CH2CH2CH32-乙基戊烷
D. CH3CH(NH2)CH2COOH 3-氨基丁酸
【答案】D
【解析】
A. 有机物属于二烯烃,名称是2-甲基-1,3-丁二烯,A错误;B. 有机物属于饱和一元醇,名称是2-戊醇,B错误;C. 有机物CH3CH(C2H5)CH2CH2CH3属于烷烃,名称是3-甲基己烷,C错误;D. 有机物CH3CH(NH2)CH2COOH属于氨基酸,名称是3-氨基丁酸,D正确,答案选D。
点睛:明确有机物的命名方法是解答的关键,注意有机物系统命名中常见的错误:(1)主链选取不当(不包含官能团,不是主链最长、支链最多);(2)编号错(官能团的位次不是最小,取代基位号之和不是最小);(3)支链主次不分(不是先简后繁);(4)“-”、“,”忘记或用错。
5.下列说法正确的是
A. 环己烷与苯可用酸性KMnO4溶液鉴别 B. 淀粉和纤维素互为同分异构体
C. 植物油氢化过程中发生了加成反应 D. 水可以用来分离溴苯和苯的混合物
【答案】C
【解析】
【详解】A.环己烷不与酸性KMnO4溶液反应,苯也不与酸性高锰酸钾溶液反应,所以不能用该方法鉴别环己烷与苯,A错误;
B.淀粉和纤维素的聚合度不同,造成它们的分子量不等,所以不是同分异构体,B错误;
C.组成植物油的高级脂肪酸为不饱和酸,含有碳碳双键,氢化过程为植物油与氢气发生加成反应,属于还原反应,C正确;
D.溴苯和苯属于有机物,二者混溶,且二者均不溶于水,所以不能用水来分离溴苯和苯的混合物,D错误;
综上所述,本题选C。
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】
【分析】
A.1 个甲醇分子中含有5个共价键;
B.1mol甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸,转移的电子数为6NA;
C.甲烷与足量的Cl2在光照下反应生成4种氯代烃和氯化氢;
D.1个丙三醇分子中含有3个羟基。
【详解】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1 mol甲醇分子中含有的共价键数为5NA,A错误;
B.9.2g甲苯物质的量为0.1 mol,1 mol甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸,转移的电子数为6NA,则0.1mol甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸,转移的电子数为0.6NA,B正确;
C. CH4与足量的Cl2在光照下反应生成物质有:CH3Cl(g)、CH2Cl2 (l)、 CHCl3 (l)、 CCl4 (l)、 HCl(g);所以1.0 mol CH4与足量的Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数小于1.0NA,C错误;
D. 92.0 g甘油(丙三醇)物质的量为1 mol,1个丙三醇分子中含有3个羟基,则1 mol丙三醇含有羟基数为3.0NA,D错误;
综上所述,本题选B。
【点睛】本题通过有机化合物考察阿伏加德罗常数的综合应用,注意甲烷和氯气在光照下反应生成的氯代烃为混合物,甲苯被酸性高锰酸钾溶液氧化为苯甲酸。
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】
【详解】A项,配制银氨溶液的方法为向硝酸银溶液中滴加氨水,滴加氨水至生成的沉淀恰好溶解即可,故不选A项;
B项,苯萃取碘水后,苯的密度小于水,有机层位于上层,水层在下层,通过分液方法分离,可以达到实验目的,故选B项;
C项,蒸馏时,温度计的水银球应该位于蒸馏烧瓶支管口,冷却水应该“下口进,上口出”,故不选C项;
D项,右侧导管不应插入到碳酸钠溶液内,易产生倒吸,故不选D项;
综上所述,本题选B。
8.某天然拒食素具有防御非洲大群蚯蚓的作用,其结构简式如图所示(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增加,则该试剂是
A. H2 B. Ag(NH3)2OH溶液
C. HBr D. Br2的CCl4溶液
【答案】D
【解析】
【分析】
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;
【详解】该有机物分子中含有2个醛基、1个碳碳双键共3个官能团:
A项,该有机物与氢气充分反应,2个醛基被还原为羟基,双键被加成饱和,官能团数目减少,故A项错误;
B项,该有机物与银氨溶液反应,2个醛基被氧化为羧基,官能团数目不变,故B项错误;
C项,该有机物与溴化氢发生加成反应,减少1个双键,增加1个溴原子,官能团数目不变,故C项错误;
D项,该有机物与溴单质可以发生加成反应,官能团减少了1个碳碳双键,但增加了2个溴原子,因此官能团数目增加,故D项正确;
综上所述,本题选D。
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】
【分析】
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,可以生成酯,乙的分子式为C2H4O2,则乙为甲酸甲酯,结构为HCOOCH3,则甲为HCHO;据以上分析解答。
【详解】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=2/(12+2+16)×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.饱和一元羧酸和一元酯,在碳数相同的情况下,互为同分异构体,所以分子式为C4H8O2的有机物可能为羧酸或者酯;而乙为甲酸甲酯,所以二者不一定为同系物,故D错误;
综上所述,本题选B。
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
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】
【详解】A、a中带*为手性碳原子,有两个手性C,故A正确;
B、b 分子只有2个不饱和度,同分异构体中一定不可能有苯环的结构,因为一个苯环就有4个不饱和度,故b 分子不存在属于芳香族化合物的同分异构体,故B错误;
C、c分子中有一个异丙基,异丙基中的3个C不都在同一平面上,故c分子中所有碳原子不可能处于同一平面,故C错误;
D、a、b、c均能发生加成反应、取代反应,但c分子中并没有碳碳双键,故不能加聚反应,故D错误;
综上所述,本题选A。
二、不定项选择题:本题包括5 小题,每小题4 分,共计20 分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0 分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2 分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0 分。
11.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】
【分析】
A、根据结构简式和键线式的特点来书写分子式;
B、根据有机物的结构可以得出分子中苯环数目;
C、维生素P结构中含有酚羟基,能与氢氧化钠反应,含有的苯环、碳碳双键、碳氧双键都能与氢气发生加成反应;
D、维生素P结构中含有酚羟基、碳碳双键,可以分别和溴发生取代和加成反应。
【详解】A、根据维生素P的结构简式可以得出其分子式为 C16H10O7,故A错误;
B、维生素P结构中含有两个苯环,故B错误;
C、维生素P结构中含有的苯环、碳碳双键、碳氧双键都能与氢气发生加成反应,一定条件下1mol该物质可与氢气加成,耗氢气最大量为8mol;维生素P结构中含有酚羟基,能与氢氧化钠反应,每1mol维生素P结构中含有4mol酚羟基,所以1mol该物质可与4molNaOH反应,故C正确;
D、结构中含有酚羟基,能与溴水反应,发生-OH的邻、对位取代反应,含有碳碳双键,能发生加成反应, 所以1mol该物质与足量溴水反应耗6molBr2,故D正确;
综上所述,本题选CD。
【点睛】苯酚能够与溴水发生环上的邻对位取代反应,消耗1个溴分子,取代1个氢原子;而含有碳碳双键的有机物,1个双键只能与1个溴分子发生加成,含有碳碳叁键的有机物,1个叁键最多能与2个溴分子发生加成。
12.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
【答案】C
【解析】
【详解】A.将溴乙烷与饱和氢氧化钾乙醇溶液共热反应生成的乙烯气体中混有乙醇蒸气,乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰了乙烯的检验,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,故B错误;
C.醋酸能够与碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳气体,苯酚溶液与碳酸氢钠溶液不反应,可以证明酸性:醋酸大于苯酚,故C正确;
D.溴离子的检验需要在酸性条件下进行,碱性条件下,硝酸银和氢氧根离子反应生成沉淀,故D错误;
综上所述,本题选C。
【点睛】选项A中,要检验溴乙烷在氢氧化钾的醇溶液中加热发生消去反应生成的乙烯气体,就要把反应产生的混合气体(乙烯和乙醇蒸气)先通过盛有足量水的洗气瓶,除去乙醇,反应产生的气体能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,才能证明溴乙烷发生消去反应产生了乙烯气体。
13.两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】
【分析】
设有机物的分子式为CxHyOz,1molCxHyOz消耗的氧气的量为(x+y/4-z/2)mol,生成二氧化碳的量为定值,说明化学式中碳原子个数相同,据以上分析解答。
【详解】设有机物的分子式为CxHyOz,1molCxHyOz消耗的氧气的量为(x+y/4-z/2)mol,生成二氧化碳的量为定值,说明化学式中碳原子个数相同,
A项,苯和乙炔含有的碳原子个数不相同,故A项错误;
B项,乙酸和乙酸甲酯的分子式不相同,含有的碳原子个数不相同,故B项错误;
C项,碳原子个数相同,1molCH≡CH消耗氧气的量为2.5mol,1molCH3CHO消耗氧气的量为2.5mol,消耗氧气的量也相同,故C项正确;
D项,两种物质含碳原子个数相同,1mol苯消耗氧气的量为7.5mol,1mol己烯酸CH2=CH(CH2)3COOH消耗氧气的量为7.5mol,消耗氧气的量也相同,故D项正确。
综上所述,本题选CD。
14.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】
分析:根据醇、卤代烃的性质分析解答。
详解:A. CH3CH2OH含有羟基,能发生消去反应,不能发生水解反应,A错误;
B. 含有溴原子,能发生水解反应生成醇,与溴原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,B错误;
C. 含有溴原子,能发生水解反应生成醇,与溴原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,能发生消去反应,C正确;
D. 含有溴原子,能发生水解反应生成醇,与溴原子相连的碳原子的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,D错误;
答案选C。
点睛:掌握醇和卤代烃发生消去反应的条件是解答的关键,即与卤素原子或羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子时,才能发生消去反应,否则不能发生消去反应。
15.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、酸性高锰酸钾溶液退色,但退色原理不同
【答案】B
【解析】
试题分析:该有机物中含有羧基、羟基、醚键三种官能团,选项A正确;羧基、醇羟基与氢氧化钠不能反应,1 mol分枝酸最多可与2mol NaOH发生中和反应,选项B错误;在一定条件下可与乙醇、乙酸反应,发生酯化反应,应类型相同,选项C正确;分支酸与溴单质能发生取代反应,与酸性高锰酸钾溶液反应,属于氧化反应,反应原理不同,选项D正确。
考点:常见有机官能团的性质
非选择题(共80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】 (1). 16 (2). 3 (3). 加成反应 (4). 取代反应 (5). 消去反应 (6). (7). C10H12O2 (8). 醛基、酯基
【解析】
【分析】
根据合成线路可以知道,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,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的结构可以知道,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;据以上分析解答。
【详解】根据合成线路可以知道,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,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的结构可以知道,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;
(1)结合以上分析可知,A为,苯分子中所有原子共平面,乙烯分子中所有原子共平面,所以该有机物分子中最多有6+5+5=16个原子在同一平面上;根据苯乙烯的结构可知,苯乙烯分子中最多有3个碳原子在一条直线上;综上所述,本题答案是:16,3。
(2)结合以上分析可知,苯与乙炔发生加成反应生成苯乙烯,反应Ⅰ反应类型为加成反应;根据E、F两种物质的结构简式可知,E发生取代反应生成F,反应Ⅱ的反应类型是取代反应;G的结构简式为:,G发生消去反应生成H,反应Ⅲ的反应类型是消去反应;综上所述,本题答案是:加成反应,取代反应,消去反应。
(3)结合以上分析可知,B的结构简式是:;E的结构简式为:,其分子式为C10H12O2;根据F的结构简式可知,F中含氧官能团的名称是酯基、醛基;综上所述。本题答案是:,C10H12O2,酯基、醛基。
【点睛】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,侧重炔烃、卤代烃、醇、醛、羧酸、酯的性质及反应的考查,题目难度不大。判断分子中原子共面、共线,要掌握乙烯、苯分子空间结构的特点。
17.Ⅰ、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。
Ⅱ、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:_______________________________。
Ⅲ. 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】 (1). d (2). C8H8 (3). 6 (4). (CH3)2C(OH)CH(OH)CH2OH+O2(CH3)2C(OH)COCHO+2H2O (5). CH3-CHBr-CH2Br+2NaOHCH3-C≡CH↑+2NaBr+2H2O (6). +2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O (7). (8). (9). +CH3CH2OH +H2O
【解析】
【分析】
Ⅰ(1)苯、甲苯、苯甲酸结构比较稳定,而苯酚具有强还原性,常温下,能够被氧气氧化;
(2)①根据苯乙烯的组成确定苯乙烯的分子式;
②苯环和碳碳双键均能与氢气发生加成反应,生成;该结构共有6种等效氢,据此判断该有机物的一溴取代物的种类;
Ⅱ、(1)在铜作催化剂下,醇羟基被氧化为醛基或羰基,据此写出反应方程式;
(2)1,2-二溴丙烷在氢氧化钠的醇溶液加热,发生消去反应生成不饱和烃,据此写出反应方程式;
(3)与银氨溶液水浴加热,发生银镜反应,据此写出反应方程式;
Ⅲ.(1)酸性:苯甲酸>碳酸>苯酚>HCO3-,所以苯酚与碳酸氢钠溶液不反应,而苯甲酸能够与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳气体;据此写出反应方程式;
(2)在碱性环境下,羧基与氢氧化钠反应,酯基与氢氧化钠溶液反应,据此写出反应的化学方程式;
(3)羧基与醇羟基能够发生酯化反应,据此写出反应的化学方程式。
【详解】Ⅰ(1)苯、甲苯、苯甲酸结构比较稳定,常温下,不能被氧气氧化;而苯酚具有强还原性,常温下,能够被氧气氧化,d正确;综上所述,本题选d。
(2)①苯乙烯的分子式为C8H8 ;综上所述,本题答案是:C8H8。
②苯乙烯在一定条件下能和氢气完全加成,苯环和碳碳双键均能加成,加成产物为,该结构共有6种等效氢,如图,所以该有机物的一溴取代物有6种;综上所述,本题答案是:6。
Ⅱ、(1)在铜作催化剂下,醇羟基被氧化为醛基和羰基,反应方程式为:(CH3)2C(OH)CH(OH)CH2OH+O2(CH3)2C(OH)COCHO+2H2O;综上所述,本题答案是:(CH3)2C(OH)CH(OH)CH2OH+O2(CH3)2C(OH)COCHO+2H2O。
(2)1,2-二溴丙烷在氢氧化钠的醇溶液加热,发生消去反应生成不饱和烃,反应方程式为:CH3-CHBr-CH2Br+2NaOHCH3-C≡CH↑+2NaBr+2H2O;综上所述,本题答案是:CH3-CHBr-CH2Br+2NaOHCH3-C≡CH↑+2NaBr+2H2O。
(3)与银氨溶液水浴加热,发生银镜反应,反应方程式为: +2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O ;综上所述,本题答案是: +2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O 。
Ⅲ.(1)苯酚、苯甲酸、碳酸的酸性:苯甲酸>碳酸>苯酚>HCO3-,所以羧基能够与碳酸氢钠溶液反应而酚羟基不反应,将转化为,应选择碳酸氢钠溶液;反应的化学方程式:;综上所述,本题答案是:。
(2)阿司匹林的结构为,在碱性环境下,羧基与氢氧化钠反应,酯基与氢氧化钠溶液反应,反应的化学方程式: ;综上所述,本题答案是:。
(3)水杨酸结构简式为:,与乙醇发生酯化反应生成酯,化学方程式:+CH3CH2OH +H2O;综上所述,本题答案是: +CH3CH2OH +H2O。
【点睛】对于苯酚和苯甲酸来讲,苯甲酸的酸性大于苯酚,所以,苯酚与碳酸钠溶液反应生成苯酚钠和碳酸氢钠,而苯甲酸与碳酸钠溶液反应生成苯甲酸钠和二氧化碳气体;苯酚与碳酸氢钠溶液不反应,而苯甲酸与碳酸氢钠溶液反应生成苯甲酸钠和二氧化碳气体。
18.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】 (1). (2). 120° (3). (CH3)2CHOH (4). (CH3)2C=CH2
【解析】
【详解】(1)CH3+看作是CH3失去一个电子,即电子式为;(2)4个原子共面,说明C的杂化类型为sp2,三个键角相等,即键角为120°;(3)因为得到电中性的有机分子,因此(CH3)2CH+应结合NaOH中的OH-,生成(CH3)2CHOH;(4)根据信息,去掉一个H+得到电中性,甲基上的一个碳原子不满足四个键,因此该电中性的有机分子中含有碳碳双键,即结构简式为(CH3)2C=CH2。
19.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。2.64 g乙偶姻的蒸气氧化产生5.28 g二氧化碳和2.16 g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】 (1). 气体通过NaOH时同时会吸收水蒸气和CO2,干扰元素的验证 (2). 88g/mol (3). C4H8O2 (4).
【解析】
【分析】
步骤一:无水氯化钙能够吸水,2.16 g水的物质的量为2.16/18=0.12mol ;固体氢氧化钠能够吸收二氧化碳,5.28 g二氧化碳的物质的量为5.28/44=0.12mol ;n(C)= n(CO2)= 0.12 mol, m(C)= 0.12×12=1.44g;n(H)=2n(H2O)=0.24mol,m(H)= 0.24×1=0.24 g,因此m(O)= 2.64-1.44-0.24=0.96g, n(O)=0.96/16=0.06 mol;因此n(C):n(H);n(O)= 0.12:0.24:0.06=4:8:1,最简式为C2H4O;
步骤二:根据M1/M2=ρ1/ρ2=D(气体相对密度),据此可以求出该有机物的摩尔质量为88 g/mol,根据(C2H4O)n=88,求出n=2,确定该有机物的分子式;
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;结构中含有2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如图3,由此可知该有机物的结构简式为:;据以上分析解答。
【详解】步骤一:无水氯化钙能够吸水,2.16 g水的物质的量为2.16/18=0.12mol;固体氢氧化钠能够吸收二氧化碳,5.28 g二氧化碳的物质的量为5.28/44=0.12mol ;n(C)= n(CO2)= 0.12 mol, m(C)= 0.12×12=1.44g;n(H)=2n(H2O)=0.24mol,m(H)= 0.24×1=0.24 g,因此m(O)= 2.64-1.44-0.24=0.96g, n(O)=0.96/16=0.06 mol;因此n(C):n(H);n(O)= 0.12:0.24:0.06=4:8:1,最简式为C2H4O;
步骤二:测该有机物密度是相同条件下H2的44倍,根据M1/M2=ρ1/ρ2=D(气体相对密度)可知,该有机物的分子量为88,(C2H4O)n=88,n=2,所以该有机物的分子式为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;结构中含有2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如图3,由此可知该有机物的结构简式为:;
(1)结合以上分析可知,气体先通过无水氯化钙,可以测定出水的质量,通过固体氢氧化钠吸收二氧化碳,测定出二氧化碳的质量;而二者互换,气体通过NaOH时同时会吸收水蒸气和CO2,干扰氢、碳元素的验证;综上所述,本题答案是:气体通过NaOH时同时会吸收水蒸气和CO2,干扰元素的验证。
(2)结合以上分析可知,乙偶姻的摩尔质量为88g/mol;综上所述,本题答案是: 88g/mol。
(3)结合以上分析可知,乙偶姻的分子式为C4H8O2;综上所述,本题答案是:C4H8O2 。
(4)结合以上分析可知,乙偶姻的结构简式为:;综上所述,本题答案是:。
20.1,2-二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:
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】 (1). 三颈烧瓶 或答圆底烧瓶、三口瓶都可 (2). B中水面会下降,玻璃管中的水柱会上升,甚至溢出 (3). CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O (4). CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br (5). c (6). 蒸馏 (7). 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】
分析:(1)根据仪器构造判断仪器名称;
(2)依据当堵塞时,气体不畅通,压强会增大分析;
(3)根据A中制备乙烯,D中制备1,2-二溴乙烷分析;
(4)C中放氢氧化钠可以和制取乙烯中产生的杂质气体二氧化碳和二氧化硫发生反应;
(5)根据1,2-二溴乙烷与乙醚的沸点不同,二者互溶分析;
(6)根据1,2-二溴乙烷的凝固点较低(9℃)分析。
详解:(1)根据A的结构特点可判断仪器名称是三颈烧瓶;
(2)发生堵塞时,B中压强不断增大,会导致B中水面下降,玻璃管中的水柱上升,甚至溢出;
(3)装置A制备乙烯,其中发生反应的化学方程式为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;D中乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,发生反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br;
(4)制取乙烯中产生的杂质气体有二氧化碳和二氧化硫等酸性气体,可用氢氧化钠溶液吸收,答案为c;
(5)1,2-二溴乙烷与乙醚的沸点不同,两者均为有机物,互溶,用蒸馏的方法将它们分离;
(6)由于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,所以不能过度冷却。
点睛:本题考查了制备实验方案的设计、溴乙烷的制取方法,题目难度中等,注意掌握溴乙烷的制取原理、反应装置选择及除杂、提纯方法,培养学生分析问题、理解能力及化学实验能力。
21.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′—X R—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】 (1). 环己烷 (2). (3). 缩聚反应 (4). (5). 12 (6).
(7).
【解析】
【分析】
根据信息①,有机物A 的分子式为C6H14 ,在Pt催化下脱氢环化,生成环己烷(B),环己烷在Pt催化下脱氢环化,生成苯(C),苯与氯气在氯化铁作用下生成氯苯(D);根据信息②可知,氯苯与一氯乙烷在钠,20℃条件下反应生成乙苯,乙苯在一定条件下发生消去反应生成苯乙烯(F),苯乙烯与1,3丁二烯发生加聚反应生成丁苯橡胶;环己烷在光照条件下,与氯气发生取代反应生成一氯环己烷(G),一氯环己烷在氢氧化钠的醇溶液中加热发生消去反应生成环己烯(H),环己烯被酸性高锰酸钾溶液氧化为二元羧酸(I),二元羧酸与乙二醇发生缩聚反应生成聚酯纤维(J);据以上分析解答。
【详解】根据信息①,有机物A 的分子式为C6H14 ,在Pt催化下脱氢环化,生成环己烷(B),环己烷在Pt催化下脱氢环化,生成苯(C),苯与氯气在氯化铁作用下生成氯苯(D);根据信息②可知,氯苯与一氯乙烷在钠,20℃条件下反应生成乙苯,乙苯在一定条件下发生消去反应生成苯乙烯(F),苯乙烯与1,3丁二烯发生加聚反应生成丁苯橡胶;环己烷在光照条件下,与氯气发生取代反应生成一氯环己烷(G),一氯环己烷在氢氧化钠的醇溶液中加热发生消去反应生成环己烯(H),环己烯被酸性高锰酸钾溶液氧化为二元羧酸(I),二元羧酸与乙二醇发生缩聚反应生成聚酯纤维(J);
(1)根据以上分析可知,B的化学名称为环己烷;E的结构简式为;综上所述,本题答案是:环己烷 , 。
(2)根据以上分析可知,二元羧酸与乙二醇发生缩聚反应生成聚酯纤维(J);反应类型为缩聚反应;综上所述,本题答案是:缩聚反应。
(3)苯乙烯与1,3-丁二烯发生加聚反应生成高分子丁苯橡胶,F合成丁苯橡胶的化学方程式为:;综上所述,本题答案是:。
(4)有机物I的结构为:,I的同分异构体中同时满足①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体,结构中含有羧基;②既能发生银镜反应,又能发生水解反应,含有HCOO-结构,所以有机物I的同分异构体可以看做-COOH ,HCOO-取代C4H10中的两个氢原子,丁烷有正丁烷和异丁烷两种。对于这两种结构采用:“定一移一”的方法进行分析,固定-COOH 的位置,则HCOO-有,共8中位置;同理,固定HCOO-的位置,则-COOH有,共4种位置,因此共有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:HOOCC(CH3)2CH2OOCH 或 HCOOC(CH3)2CH2COOH;综上所述,本题答案是:12;HOOCC(CH3)2CH2OOCH 或 HCOOC(CH3)2CH2COOH。
(5)根据信息可知,以2-甲基己烷在在Pt催化下高温下脱氢环化,生成甲基环己烷,甲基环己烷在Pt催化下高温下脱氢,生成甲苯,甲苯在光照条件下与氯气发生侧链上的取代反应生成,根据信息②可知,该有机物与一氯甲烷在钠、20℃条件下发生取代反应生成乙苯;具体流程如下:;综上所述,本题答案是:。
【点睛】有机物的结构和性质。反应类型的判断,化学方程式、同分异构体及合成路线流程图的书写是高考的常考点。在有机合成和推断题中一般会已知部分物质,这些已知物质往往是推到过程的关键点。推导时,可以由原料结合反应条件正向推导产物,也可从最终产物结合反应条件逆向推导原料,还可以从中间产物出发向两侧推导,推导过程中要注意结合新信息进行分析、联想、对照、迁移应用。