山东省烟台市龙口市2022-2023学年高二下学期3月月考化学试题(含解析)

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名称 山东省烟台市龙口市2022-2023学年高二下学期3月月考化学试题(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-04-10 22:14:23

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文档简介

龙口市2022-2023学年高二下学期3月月考
化学试题
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是
A. 棉花、麻和蚕丝均为碳水化合物
B. 纤维素可以为运动员提供能量
C. 核酸可视为核苷酸的聚合产物
D. 蛋白质只能由蛋白酶催化水解
2. 下列反应的生成物只有一种的是
A. 乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应
B. 异戊二烯与Br2发生加成反应
C. 2,3-二甲基-2-丁烯与HBr发生加成反应
D. 2-溴丁烷与NaOH的醇溶液共热发生消去反应
3. 某有机化合物的核磁共振氢谱图如图所示,该物质可能是
A B.
C. D.
4. 下列有机物互为同分异构体的是
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
5. 下, 32mL由乙烷、乙炔和丙烯组成的混合气体与过量的O2混合并完全燃烧,除去水蒸气,恢复到,气体总体积缩小了56mL,原混合气体中乙炔的体积分数为
A. B. C. D.
6. 组成和结构可用表示的有机物共有(不考虑立体异构)
A 16种 B. 24种 C. 28种 D. 48种
7. 下列说法正确是
A. 从分子结构上看糖类都是多羟基醛及其缩合产物
B. 苯酚、乙醇、硫酸铜、氢氧化钠和硫酸铵均能使蛋白质变性
C. 在分子筛固体酸催化下,苯与乙烯发生取代反应获得苯乙烷
D. 甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸混合,在一定条件下生成的链状二肽有9种
8. 关于化合物 ,下列说法正确的是
A 分子中至少有7个碳原子共直线
B. 与酸或碱溶液反应都可生成盐
C. 分子中含有1个手性碳原子
D. 不能使酸性稀溶液褪色
9. 有机物A是一种重要的化工原料,其结构简式为,下列检验A中管能团的试剂和顺序正确的是
A. 先加入足量新制的,微热,酸化后再加溴水
B. 先加酸性溶液,再加银氨溶液,微热
C. 先加溴水,再加酸性溶液
D. 先加银氨溶液,微热,再加溴水
10. 下列实验中,有关仪器的下端必须插入液面以下的是 ( )
①制备乙烯时用的温度计 ②制备氯气装置中的分液漏斗 ③制备氨水时将氨气溶于水的导管 ④制备氢气的简易装置中加入稀硫酸用的长颈漏斗 ⑤分馏石油时的温度计 ⑥制备乙酸乙酯时,将乙酸乙酯蒸气通入饱和Na2CO3溶液的导管
A. ①②④ B. ①④ C. ①②③⑥ D. ①②③④
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 为提纯下列物质(括号内为杂质),所用的除杂试剂和分离方法都正确的是
序号 不纯物 除杂试剂 分离方法
A 酸性溶液 洗气
B 饱和食盐水 蒸馏
C 生石灰 过滤
D 乙酸乙酯(乙酸) 饱和溶液 分液
A. A B. B C. C D. D
12. 下列实验方案不能达到实验目的的是
A.检验乙醇与浓硫酸共热生成乙烯 B.检验1-溴丁烷发生消去反应生成丁烯
C.验证乙酸、碳酸、苯酚的酸性强弱 D.检验电石与水反应生成乙炔
A. A B. B C. C D. D
13. 下列操作正确的是
A. 维生素C溶液中滴加KI淀粉溶液,溶液立即变蓝
B. 含5g油脂的酒精溶液中加入适量40%NaOH溶液加热5min,然后用玻璃棒蘸取少许滴到盛热水的试管中,液面无油滴出现,说明油脂已完全反应
C. 淀粉溶液中加入稀硫酸,充分加热,冷却后,加入碘水,溶液未变蓝,说明淀粉已完全水解
D. 鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸钠溶液,生成的沉淀物不能再溶解
14. 七叶亭是一种植物抗菌素,适用于细菌性痢疾,其结构如图,下列说法正确的是
A. 分子中存在2种官能团
B. 分子中所有碳原子共平面
C. 1mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗
D. 1mol该物质与足量反应,最多可消耗
15. 利用如图所示的有机物X可生产S-诱抗素Y。下列说法正确的是
A. X结构中有2个手性碳原子
B. 1molX与足量NaOH溶液反应,最多消耗5molNaOH
C. Y既可以与溶液发生显色反应,又可使酸性溶液褪色
D. X可以发生氧化、取代、酯化、加聚、缩聚反应,并能与盐酸反应生成有机盐
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 对溴甲苯()是一种有机合成原料,广泛应用于医药合成。实验室中对溴甲苯可由甲苯和溴反应制得,装置如图所示。
甲苯 溴 对溴甲苯
沸点/℃ 110 59 184
水溶性 难溶 微溶 难溶
回答下列问题:
(1)装置甲中导气管的作用为___________。
(2)装置甲中的反应需控制在一定温度下进行,最适宜的温度范围为___________(填字母)。
a.>184℃ b.110℃~184℃ c.59℃~110℃ d.<59℃
(3)装置甲中发生反应的化学方程式为___________
(4)装置乙中需盛放的试剂名称为___________,作用是___________。
(5)取装置甲中反应后的混合物,经过下列操作可获得纯净的对溴甲苯。
步骤1:水洗,分液;
步骤2:用NaOH稀溶液洗涤,分液;
步骤3:水洗,分液;
步骤4:加入无水粉末干燥,过滤;
步骤5:通过___________(填操作名称),分离对溴甲苯和甲苯。
(6)关于该实验,下列说法正确的是___________(填字母)。
a.可以用溴水代替液溴
b.装置丙中的导管可以插入溶液中
c.装置丙中有淡黄色沉淀生成时,说明该反应为取代反应
17. 有机物M是一种合成材料中间体,工业上制备M的常用路线如下:
回答下列问题:
(1)B中所含官能团的名称是_______。
(2)下列有关A的说法正确的是_______(填字母)。
A. 与乙烯互为同系物 B. 与丁烷互为同分异构体
C. 核磁共振氢谱有两组吸收峰 D. 一氯代物有4种
(3)M的分子式是_______,按官能团分类M属于_______。
(4)M的同分异构体中苯环上只含两个相同取代基的结构共有_______种,其中核磁共振氢谱吸收峰面积之比为3∶2∶2的结构简式为_______(任写一种)。
18. 山梨酸乙酯对细菌、霉菌等有很好的灭活作用,广泛地用作各类食品的保鲜剂以及家畜、家禽的消毒剂。直接酯化法合成山梨酸乙酯的装置(夹持装置省略)如图所示,该方法简单,原料易得,产物纯度高,反应方程式如下:
可能用到的有关数据如下表:
物质 相对分子质量 密度/() 沸点/℃ 水溶性
山梨酸 112 1.204 228 易溶
乙醇 46 0.789 78 易溶
山梨酸乙酯 140 0.926 195 难溶
环己烷 84 0.780 80.7 难溶
实验步骤:
在三口烧瓶中加入5.6g山梨酸、足量乙醇、环己烷、少量催化剂和几粒沸石,油浴加热三口烧瓶,反应温度为110℃,回流4小时后停止加热和搅拌反应液冷却至室温,滤去催化剂和沸石,将滤液倒入分液漏斗中,先用溶液洗涤至中性,再用水洗涤,分液,在有机层中加入少量无水,静置片刻,过滤,将滤液进行蒸馏,收集195℃的馏分得到纯净的山梨酸乙酯。
回答下列问题:
(1)仪器b的作用是___________。
(2)洗涤、分液过程中,加入溶液的目的是___________。有机层从分液漏斗的___________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(3)在有机层中加入少量无水的目的是___________。
(4)在本实验中,山梨酸乙酯的产率是___________(精确至0.1%)。
(5)为提高反应正向进行的程度,可以将反应中生成的水及时移出反应体系,常加入带水剂。可作带水剂的物质必须满足以下条件:
①能够与水形成共沸物(沸点相差30℃以上的两个组分难以形成共沸物);
②在水中的溶解度很小。
添实验室常使用如图所示装置(夹持、加热装置已略去)提高产物的产率。下列说法正确的是___________(填标号)。
A. 管口A是冷凝水的出水口
B. 环己烷可将反应产生的水及时带出
C. 工作一段时间后,当环已烷即将流回烧瓶中时,必须将分水器中的水和环己烷放出
D. 工作段时间后,环己烷可在烧瓶与分水器中循环流动
19. 化合物Ⅰ是一种合成西药的中间体,以下是Ⅰ的合成路线,回答下列问题:
已知:
(1)化合物D和I的结构简式分别是___________、___________。
(2)E→I的化学方程式为___________。
(3)A→B和C→D的反应类型分别是___________、___________。
(4)M是E的同分异构体,符合下列条件的M有___________种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶1的结构简式为___________。
①属于芳香族化合物;
②能与碳酸氢钠反应放出。
20. 化合物E是一种“氯化氢前体有机物”,在一定条件下可生成氯化氢并参与后续反应,以下为E的一种制备及应用反应路线。回答下列问题。
(1)A的分子中有___________种不同杂化类型的碳原子。
(2)已知B可与金属钠反应产生氢气,B的结构简式为___________,由D生成E的反应的类型为___________。
(3)F的结构简式为___________;G中的官能团名称为___________。
(4)在E的同分异构体中,同时满足如下条件的共有___________种(不考虑对映异构)。
①含有六元环和氯甲基();②只有两个手性碳且相邻。
满足上述条件的同分异构体中,若选择性将碳碳双键加氢还原为单键后具有三个相邻手性碳的同分异构体为___________(写出其中两种的结构简式)。
龙口市2022-2023学年高二下学期3月月考
化学试题 答案解析
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列说法正确的是
A. 棉花、麻和蚕丝均为碳水化合物
B. 纤维素可以为运动员提供能量
C. 核酸可视为核苷酸的聚合产物
D. 蛋白质只能由蛋白酶催化水解
【答案】C
【解析】
【详解】A.棉花、麻均为碳水化合物,蚕丝为动物蛋白不是碳水化合物,A错误;
B.纤维素不能被人体消化吸收,不可以为运动员提供能量,B错误;
C.核酸是由许多核苷酸分子经缩聚反应生成的,可视为核苷酸的聚合产物,C正确;
D.蛋白质在酶、酸、碱等条件下均水解,D错误;
故选C。
2. 下列反应的生成物只有一种的是
A. 乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应
B. 异戊二烯与Br2发生加成反应
C. 2,3-二甲基-2-丁烯与HBr发生加成反应
D. 2-溴丁烷与NaOH的醇溶液共热发生消去反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成多种氯代乙烷和氯化氢,故A不选;
B.异戊二烯与Br2发生加成反应时,加成方式有1,2加成和1,4加成两种,产物不同,故B不选;
C.2,3-二甲基-2-丁烯与HBr发生加成反应生成,产物只有1种,故C选;
D.2-溴丁烷与NaOH的醇溶液共热发生消去反应生成或,故D不选;
综上所述,答案为C。
3. 某有机化合物的核磁共振氢谱图如图所示,该物质可能是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】在核磁共振氢谱图中,有三组峰,且峰的面积之比为1:2:3,说明分子中有3种不同化学环境的氢原子且个数比为1:2:3, 、均只有2组峰,有三组峰但个数比为1:1:2,A、C、D项均不符合题意。有3种不同化学环境的氢原子且个数比为1:2:3,B符合题意。
故答案选B。
4. 下列有机物互为同分异构体的是
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
【答案】A
【解析】
【详解】A.和 结构不同,分子式均为C6H6,互为同分异构体,A正确;
B.分子式为C4H8,分子式为C5H8,不是同分异构体,B错误;
C.和分子式不同,不是同分异构体,C错误;
D.和分子式均不同,不是同分异构体,D错误;
故答案选A。
5. 下, 32mL由乙烷、乙炔和丙烯组成的混合气体与过量的O2混合并完全燃烧,除去水蒸气,恢复到,气体总体积缩小了56mL,原混合气体中乙炔的体积分数为
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】由乙烷、乙炔和丙烯燃烧的方程式可知,除去水蒸气,恢复到原来的温度和压强,
,, ,则C2H6和C3H6反应后体积缩小的量是相同的,故可将两者看成是一种物质即可,设C2H6和C3H6一共为xmL,C2H2为ymL,则有 x+y=32 ① 2.5x+1.5y=56 ② 解①②得y=24mL,混合烃中乙炔的体积分数为×100%=75%,故答案为:D。
6. 组成和结构可用表示的有机物共有(不考虑立体异构)
A. 16种 B. 24种 C. 28种 D. 48种
【答案】D
【解析】
【详解】丁烷为CH3CH2CH2CH3时,分子中有2种不同的H原子,故有2种丁基;丁烷为CH3CH(CH3)CH3时,分子中有2种不同的H原子,故有2种丁基,故丁基(-C4H9)共有4种;-C4H8Cl的同分异构体有,当为-C-C-C-C,氯原子的位置有4种;当为-C(-C)-C-C,氯原子的位置有4种;当为-C- C(-C)2,氯原子的位置有3种;当为-C(-C)3,氯原子的位置有1种;故-C4H8Cl共有12种,所以该有机物共有:4×12=48种,D正确;
故选D。
7. 下列说法正确的是
A. 从分子结构上看糖类都是多羟基醛及其缩合产物
B. 苯酚、乙醇、硫酸铜、氢氧化钠和硫酸铵均能使蛋白质变性
C. 在分子筛固体酸催化下,苯与乙烯发生取代反应获得苯乙烷
D. 甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸混合,在一定条件下生成的链状二肽有9种
【答案】D
【解析】
【详解】A.从分子结构上看糖类都是多羟基醛、多羟基酮及其缩合产物,选项A错误;
B.硫酸铵能使蛋白质发生盐析现象,而不是变性,选项B错误;
C.在分子筛固体酸催化下,苯与乙烯发生加成反应获得苯乙烷,选项C错误;
D.甘氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸混合,在一定条件下生成的链状二肽,同种物质间形成3种、不同物质之间能形成6种,故共有9种,选项D正确;
故选D。
8. 关于化合物 ,下列说法正确的是
A. 分子中至少有7个碳原子共直线
B. 与酸或碱溶液反应都可生成盐
C. 分子中含有1个手性碳原子
D. 不能使酸性稀溶液褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.碳碳叁键两端的原子共线,苯环对位的原子共线,故分子中至少有5个碳原子共直线,故A错误;
B.分子中含有氨基,能和酸生成盐;分子中含有酯基能和碱发生碱性水解生成盐,故B正确;
C. 分子中含有2个手性碳原子,故C错误;
D.分子中含有碳碳叁键,能使酸性稀溶液褪色,故D错误;
故选B。
9. 有机物A是一种重要的化工原料,其结构简式为,下列检验A中管能团的试剂和顺序正确的是
A. 先加入足量新制的,微热,酸化后再加溴水
B. 先加酸性溶液,再加银氨溶液,微热
C. 先加溴水,再加酸性溶液
D. 先加银氨溶液,微热,再加溴水
【答案】A
【解析】
【详解】A.醛基能被溴水氧化,故应该先加入足量新制的,微热,通过生成红色沉淀检验醛基;醛基被氧化为羧基,酸化后再加溴水,碳碳双键和溴水发生加成反应而是溴水褪色,检验碳碳双键,A正确;
B.醛基、碳碳双键都会被酸性高锰酸钾氧化,B错误;
C.醛基能被溴水氧化、碳碳双键和溴水发生加成反应,都会导致溴水褪色,C错误;
D.银镜反应需要在碱性环境中进行,溴水和碱反应会褪色,故银镜反应后应该酸化后加入溴水,D错误;
故选A。
10. 下列实验中,有关仪器的下端必须插入液面以下的是 ( )
①制备乙烯时用的温度计 ②制备氯气装置中的分液漏斗 ③制备氨水时将氨气溶于水的导管 ④制备氢气的简易装置中加入稀硫酸用的长颈漏斗 ⑤分馏石油时的温度计 ⑥制备乙酸乙酯时,将乙酸乙酯蒸气通入饱和Na2CO3溶液的导管
A. ①②④ B. ①④ C. ①②③⑥ D. ①②③④
【答案】B
【解析】
【详解】①乙醇在浓硫酸加热170℃发生消去反应生成乙烯气体CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,因需测量溶液的温度,用乙醇制取乙烯时的温度计下端需插入液面以下,故①正确;
②因分液漏斗活塞能控制与外界隔开,制备氯气装置中的分液漏斗无须插入液面下,故②错误;
③氨气极易溶于水,吸收装置中的导气管插入到液面,易产生倒吸,故③错误;
④为了防止气体逸出,制备氢气的简易装置中的长颈漏斗下端需插入液面以下,故④正确;
⑤分馏石油时,因测量的是蒸气的温度,温度计下端需插在蒸馏烧瓶的支管口处以,不需插入液面以下,故⑤错误;
⑥制备乙酸乙酯时,导管要插在饱和Na2CO3溶液的液面上,不能插入溶液中,目的是防止Na2CO3溶液的倒吸,故⑥错误;
答案选B。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 为提纯下列物质(括号内为杂质),所用除杂试剂和分离方法都正确的是
序号 不纯物 除杂试剂 分离方法
A 酸性溶液 洗气
B 饱和食盐水 蒸馏
C 生石灰 过滤
D 乙酸乙酯(乙酸) 饱和溶液 分液
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.C2H4与酸性高锰酸钾反应生成二氧化碳气体,引入新杂质,应用溴水除杂,故A错误;
B.氯化氢极易溶于水,氯气在饱和食盐水中溶解度很小,可以用饱和食盐水洗气,分离方法错误,故B错误;
C.水和氧化钙反应,而乙醇不和氧化钙反应,生石灰与水反应后蒸馏出乙醇,故C错误;
D.乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,乙酸和碳酸钠反应后可用分液的方法分离出乙酸乙酯,故D正确;
故选D。
12. 下列实验方案不能达到实验目的的是
A检验乙醇与浓硫酸共热生成乙烯 B.检验1-溴丁烷发生消去反应生成丁烯
C.验证乙酸、碳酸、苯酚的酸性强弱 D.检验电石与水反应生成乙炔
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醇在浓硫酸作用下共热到170℃发生消去反应生成乙烯,乙醇具有挥发性,挥发出的乙醇也能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色,则酸性高锰酸钾溶液褪色不能说明有乙烯生成,所以题给装置不能完成检验乙醇与浓硫酸共热生成乙烯的实验目的,故A错误;
B.1-溴丁烷在氢氧化钠乙醇溶液中共热发生消去反应生成丁烯,乙醇具有挥发性,挥发出的乙醇不能与溴的四氯化碳溶液反应,则溴的四氯化碳溶液褪色说明有丁烯生成,所以题给装置能完成检验1-溴丁烷发生消去反应生成丁烯的实验目的,故B正确;
C.乙酸溶液与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳说明乙酸的酸性强于碳酸,乙酸具有挥发性,挥发出的乙酸能与饱和碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,排出乙酸对二氧化碳与苯酚钠溶液反应的干扰,二氧化碳与苯酚钠溶液反应说明碳酸的酸性强于苯酚,则题给装置能完成验证乙酸、碳酸、苯酚的酸性强弱的实验目的,故C正确;
D.电石中含有硫化钙、磷化钙杂质也能与水反应,反应制得的乙炔中混有硫化氢、磷化氢,硫酸铜溶液能吸收硫化氢、磷化氢,排出硫化氢、磷化氢对乙炔与溴的四氯化碳溶液反应的干扰,则溴的四氯化碳溶液褪色说明有乙炔生成,所以题给装置能完成检验电石与水反应生成乙炔的实验目的,故D正确;
故选A。
13. 下列操作正确的是
A. 维生素C溶液中滴加KI淀粉溶液,溶液立即变蓝
B. 含5g油脂的酒精溶液中加入适量40%NaOH溶液加热5min,然后用玻璃棒蘸取少许滴到盛热水的试管中,液面无油滴出现,说明油脂已完全反应
C. 淀粉溶液中加入稀硫酸,充分加热,冷却后,加入碘水,溶液未变蓝,说明淀粉已完全水解
D. 鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸钠溶液,生成的沉淀物不能再溶解
【答案】BC
【解析】
【详解】A.维生素C有还原性,没有氧化性,不能把KI氧化为I2,所以向维生素C溶液中滴加KI淀粉溶液,溶液不会变蓝色,选项A错误;
B.油脂不溶于水,油脂发生皂化反应生成的硬脂酸钠和甘油易溶于水,所以该实验能达到实验目的,选项B正确;
C.碘水和淀粉显蓝色;淀粉溶液中加入稀硫酸,充分加热,加入碘水,溶液未变蓝,说明已经不存在淀粉,淀粉已完全水解,选项C正确;
D.鸡蛋清溶液中加入饱和硫酸钠溶液是发生盐析,生成的沉淀物能再溶解,选项D错误;
故选BC。
14. 七叶亭是一种植物抗菌素,适用于细菌性痢疾,其结构如图,下列说法正确的是
A. 分子中存在2种官能团
B. 分子中所有碳原子共平面
C. 1mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗
D. 1mol该物质与足量反应,最多可消耗
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据结构简式可知分子中含有酚羟基、酯基和碳碳双键,共三种官能团,A错误;
B.分子中苯环确定一个平面,碳碳双键确定一个平面,且两个平面重合,故所有碳原子共平面,B正确;
C.酚羟基含有两个邻位H可以和溴发生取代反应,另外碳碳双键能和单质溴发生加成反应,所以最多消耗单质溴3mol,C错误;
D.苯环能和氢气加成、碳碳双键能和氢气加成,1mol该物质与足量反应,最多可消耗,D错误;
故选B。
15. 利用如图所示的有机物X可生产S-诱抗素Y。下列说法正确的是
A. X结构中有2个手性碳原子
B. 1molX与足量NaOH溶液反应,最多消耗5molNaOH
C. Y既可以与溶液发生显色反应,又可使酸性溶液褪色
D. X可以发生氧化、取代、酯化、加聚、缩聚反应,并能与盐酸反应生成有机盐
【答案】BD
【解析】
【详解】A.手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;, X结构中有1个手性碳原子,A错误;
B.羧基、酰胺基、酯基、酚羟基都可以和氢氧化钠反应,X中酯基碱性水解后酚羟基还会和氢氧化钠反应,故1molX与足量NaOH溶液反应,最多消耗5molNaOH,B正确;
C.Y不含有酚羟基,不与溶液发生显色反应,C错误;
D.X含有碳碳双键可以发生氧化、加聚反应,含有羟基可以发生氧化、取代、酯化反应;分子中含有羧基、氨基可以发生缩聚反应反应,分子含有氨基能与盐酸反应生成有机盐,D正确;
故选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 对溴甲苯()是一种有机合成原料,广泛应用于医药合成。实验室中对溴甲苯可由甲苯和溴反应制得,装置如图所示。
甲苯 溴 对溴甲苯
沸点/℃ 110 59 184
水溶性 难溶 微溶 难溶
回答下列问题:
(1)装置甲中导气管的作用为___________。
(2)装置甲中的反应需控制在一定温度下进行,最适宜的温度范围为___________(填字母)。
a.>184℃ b.110℃~184℃ c.59℃~110℃ d.<59℃
(3)装置甲中发生反应的化学方程式为___________
(4)装置乙中需盛放的试剂名称为___________,作用是___________。
(5)取装置甲中反应后的混合物,经过下列操作可获得纯净的对溴甲苯。
步骤1:水洗,分液;
步骤2:用NaOH稀溶液洗涤,分液;
步骤3:水洗,分液;
步骤4:加入无水粉末干燥,过滤;
步骤5:通过___________(填操作名称),分离对溴甲苯和甲苯。
(6)关于该实验,下列说法正确的是___________(填字母)。
a.可以用溴水代替液溴
b.装置丙中的导管可以插入溶液中
c.装置丙中有淡黄色沉淀生成时,说明该反应为取代反应
【答案】(1)使得漏斗中液体能顺利滴下
(2)c (3)+Br2+HBr
(4) ①. 苯或四氯化碳 ②. 除去溴
(5)蒸馏 (6)c
【解析】
【分析】甲中甲苯与溴单质发生取代反应生成对溴甲苯和HBr,通过乙装置吸收挥发的溴后,生成气体进入丙检验溴化氢,尾气吸收处理;
小问1详解】
导气管主要是平衡装置中压强,使得漏斗中液体能顺利滴下;
【小问2详解】
温度需要低于对溴甲苯、甲苯的沸点,高于溴的沸点,温度过高则会出现过度挥发,不能太低也不能太高,故为c;
【小问3详解】
装置甲中甲苯与溴单质发生取代反应生成对溴甲苯和HBr,其化学方程式为:+Br2+HBr;
【小问4详解】
由于HBr中可能混有挥发的溴,故要使混合气体通入苯或四氯化碳,除去溴,防止对HBr的检验造成干扰;
【小问5详解】
反应后的混合液中有少量溴,故用氢氧化钠溶液可以除去溴,利用对溴甲苯和苯的沸点不同,故采取蒸馏的方法得到纯净的对溴甲苯;
【小问6详解】
a.甲苯不与溴水反应,a错误;
b.丙的导管伸入液面之下,会造成倒吸,b错误;
c.黄色沉淀是甲苯与溴发生反应生成的HBr与硝酸银反应之后的结果,故生成浅黄色沉淀就能证明该反应是取代反应,c正确;
故选c。
17. 有机物M是一种合成材料的中间体,工业上制备M的常用路线如下:
回答下列问题:
(1)B中所含官能团的名称是_______。
(2)下列有关A的说法正确的是_______(填字母)。
A. 与乙烯互为同系物 B. 与丁烷互为同分异构体
C. 核磁共振氢谱有两组吸收峰 D. 一氯代物有4种
(3)M的分子式是_______,按官能团分类M属于_______。
(4)M的同分异构体中苯环上只含两个相同取代基的结构共有_______种,其中核磁共振氢谱吸收峰面积之比为3∶2∶2的结构简式为_______(任写一种)。
【答案】(1)碳碳双键、羟基 (2)AC
(3) ①. C10H14O2 ②. 醇
(4) ①. 12 ②. (或)
【解析】
【小问1详解】
由B的结构简式,可知B中所含官能团的名称是碳碳双键、羟基。
【小问2详解】
A.由A的结构简式,可知与乙烯结构相似,含有相同的官能团,A正确;
B.由A的分子式为C4H8,而丁烷的分子式为C4H10,不能互为同分异构体,B错误;
C.由A的结构简式可知存在2种氢,核磁共振氢谱有两组吸收峰,C正确;
D.由A的结构简式可知存在2种氢,一氯代物有2种,D错误;
故选AC。
【小问3详解】
由M的结构简式,可知M的分子式是C10H14O2,按官能团分类M属于醇。
【小问4详解】
由M的同分异构体中苯环上只含两个相同取代基,则取代基为-CH2CH2OH或 -CH2OCH3或-OCH2CH3或-CH(OH)CH3。苯环上相同取代基的相对位置有“邻、间、对”3种,故共有4×3=12种;其中核磁共振氢谱吸收峰面积比为3∶2∶2的结构简式为、。
18. 山梨酸乙酯对细菌、霉菌等有很好的灭活作用,广泛地用作各类食品的保鲜剂以及家畜、家禽的消毒剂。直接酯化法合成山梨酸乙酯的装置(夹持装置省略)如图所示,该方法简单,原料易得,产物纯度高,反应方程式如下:
可能用到的有关数据如下表:
物质 相对分子质量 密度/() 沸点/℃ 水溶性
山梨酸 112 1.204 228 易溶
乙醇 46 0.789 78 易溶
山梨酸乙酯 140 0.926 195 难溶
环己烷 84 0.780 80.7 难溶
实验步骤:
在三口烧瓶中加入5.6g山梨酸、足量乙醇、环己烷、少量催化剂和几粒沸石,油浴加热三口烧瓶,反应温度为110℃,回流4小时后停止加热和搅拌反应液冷却至室温,滤去催化剂和沸石,将滤液倒入分液漏斗中,先用溶液洗涤至中性,再用水洗涤,分液,在有机层中加入少量无水,静置片刻,过滤,将滤液进行蒸馏,收集195℃的馏分得到纯净的山梨酸乙酯。
回答下列问题:
(1)仪器b的作用是___________。
(2)洗涤、分液过程中,加入溶液的目的是___________。有机层从分液漏斗的___________(填“上口倒出”或“下口放出”)。
(3)在有机层中加入少量无水的目的是___________。
(4)在本实验中,山梨酸乙酯的产率是___________(精确至0.1%)。
(5)为提高反应正向进行的程度,可以将反应中生成的水及时移出反应体系,常加入带水剂。可作带水剂的物质必须满足以下条件:
①能够与水形成共沸物(沸点相差30℃以上的两个组分难以形成共沸物);
②在水中的溶解度很小。
添实验室常使用如图所示装置(夹持、加热装置已略去)提高产物的产率。下列说法正确的是___________(填标号)。
A. 管口A是冷凝水的出水口
B. 环己烷可将反应产生的水及时带出
C. 工作一段时间后,当环已烷即将流回烧瓶中时,必须将分水器中的水和环己烷放出
D. 工作段时间后,环己烷可在烧瓶与分水器中循环流动
【答案】(1)冷凝回流
(2) ①. 除去剩余的山梨酸 ②. 上口倒出
(3)干燥有机物 (4)71.4% (5)BD
【解析】
【分析】酯化反应是可逆反应,反应时间长,反应不完全,要进行冷凝回流,提高反应产率,生成的产物可用干燥剂进行干燥;根据方程式可计算出5.6g山梨酸理论上可生成山梨酸乙酯的产量,再根据产率=进行计算产率;
【小问1详解】
仪器b为冷凝管,作用是冷凝回流末反应乙醇和带水剂环己烷,故答案为:冷凝回流;
【小问2详解】
山梨酸中含有羧基,能与碳酸氢钠反应生成山梨酸钠、二氧化碳和水,洗涤、分液过程中,加入5%NaHCO3溶液的目的是除去剩余的山梨酸,有机层的密度小于水,浮在水上,水层从下口放出,有机层从分液漏斗的上口倒出,故答案为:除去剩余的山梨酸;上口倒出;
【小问3详解】
无水MgSO4能吸水生成硫酸镁晶体,在有机层中加入少量无水MgSO4的目的是干燥有机物,故答案为:干燥有机物;
【小问4详解】
根据,5.6g山梨酸理论上生成山梨酸乙酯的质量为×140g/mol=7.0g,本实验中,山梨酸乙酯的产率×100%≈71.4%;
【小问5详解】
A.冷凝水应“下口进上口出”,则管口A是冷凝水的进水口,故A错误;
B.环己烷和水的沸点相差不超过30℃,能将反应产生的水及时带出,故B正确;
C.当分水器中物质不再增多,说明反应停止,不能将其放出,故C错误;
D.工作一段时间后,.环己烷可在烧瓶与分水器中循环流动,故D正确;
故选BD。
19. 化合物Ⅰ是一种合成西药的中间体,以下是Ⅰ的合成路线,回答下列问题:
已知:
(1)化合物D和I的结构简式分别是___________、___________。
(2)E→I的化学方程式为___________。
(3)A→B和C→D的反应类型分别是___________、___________。
(4)M是E的同分异构体,符合下列条件的M有___________种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶1的结构简式为___________。
①属于芳香族化合物;
②能与碳酸氢钠反应放出。
【答案】(1) ①. ②.
(2) +CH3COOCH3+CH3OH
(3) ①. 取代反应 ②. 氧化反应
(4) ①. 4 ②.
【解析】
【分析】由A化学式可知,A为 ,A中甲基发生取代反应生成B,B中溴原子在氢氧化钠水溶液加入条件下生成C,C中羟基氧化为羧基得到D,D和乙醇发生酯化反应生成E,E和乙酸甲酯发生已知反应原理的反应生成I;
【小问1详解】
由分析可知,化合物D和I的结构简式分别是 、 ;
【小问2详解】
E和乙酸甲酯发生已知反应原理的反应生成I,反应方程式为:
+CH3COOCH3+CH3OH;
【小问3详解】
由分析可知,A→B和C→D的反应类型分别是取代反应、氧化反应;
【小问4详解】
E为 ,M是E的同分异构体,符合下列条件的M:①属于芳香族化合物,含有苯环;②能与碳酸氢钠反应放出,含有羧基;
若为1个取代基,则为-CH2COOH,有1种情况;
若为2个取代基,则为-CH3、-COOH,有邻间对3种情况;共4种情况;
其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶1,则含有甲基且结构对称,结构简式为 。
20. 化合物E是一种“氯化氢前体有机物”,在一定条件下可生成氯化氢并参与后续反应,以下为E的一种制备及应用反应路线。回答下列问题。
(1)A的分子中有___________种不同杂化类型的碳原子。
(2)已知B可与金属钠反应产生氢气,B的结构简式为___________,由D生成E的反应的类型为___________。
(3)F的结构简式为___________;G中的官能团名称为___________。
(4)在E的同分异构体中,同时满足如下条件的共有___________种(不考虑对映异构)。
①含有六元环和氯甲基();②只有两个手性碳且相邻。
满足上述条件的同分异构体中,若选择性将碳碳双键加氢还原为单键后具有三个相邻手性碳的同分异构体为___________(写出其中两种的结构简式)。
【答案】(1)2 (2) ①. ②. 取代反应
(3) ①. ②. 氯原子、碳碳双键
(4) ①. 12 ②.
【解析】
【分析】A转化为B,已知B可与金属钠反应产生氢气,结合B化学式可知,B的结构简式为;B和C生成D,D转化为E,结合CE结构、D化学式可知,D为;D中羟基发生取代反应引入氯原子生成E,E是一种“氯化氢前体有机物”,在一定条件下可生成氯化氢并参与后续反应,EF生成HG,结合F化学式可知,F为;
【小问1详解】
由图可知,A分子中饱和碳原子为sp3杂化,碳碳双键、碳氧双键中的碳为sp2杂化;故含有2种不同杂化类型的碳原子;
【小问2详解】
由分析可知,B的结构简式为;由D生成E的反应的类型为取代反应;;
【小问3详解】
F的结构简式为;由结构可知,G中的官能团名称为氯原子、碳碳双键;
【小问4详解】
E分子中含有7个碳、3个氯、不饱和度为2;在E的同分异构体中,同时满足如下条件:
①含有六元环和氯甲基(),则还有2个氯原子、一个双键;②只有两个手性碳且相邻(手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子)。
若六元环结构为,还有2个取代基-Cl,2个-Cl相邻,有3种情况;
若六元环结构为,另2个取代基为-Cl、CH2Cl,2个取代基相邻,有6种情况;
若取代基为2个-Cl、1个-CH2Cl且均不连接碳碳双键,则有有3种情况;
共12种情况;
满足上述条件的同分异构体中,若选择性将碳碳双键加氢还原为单键后具有三个相邻手性碳的同分异构体为。
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