第3章《有机合成及其应用 合成高分子化合物》单元测试卷
一、单选题
1.120℃时,取1L由烷烃A和单烯烃B(B分子中所含碳原子数大于A分子中所含碳原子数)组成的混合气体与9L氧气混合,充分燃烧后,当恢复到120℃和燃烧前的压强时,测得生成了,且气体的总体积增大了6.25%,该混合气体可能是
A.和 B.和
C.和 D.和
2.下列各项中操作能达到预期实验目的的是
实验目的 操作
A 探究卤代烃中的卤原子 将该卤代烃与NaOH溶液共热后,再滴加溶液
B 工业乙醇制无水乙醇 加吸水剂(CaO)后再蒸馏
C 除去乙酸乙酯中的乙酸 向混合液中加入足量NaOH溶液,加热、搅拌
D 检验蔗糖水解产物具有还原性 向蔗糖溶液中加入几滴稀硫酸,水浴加热几分钟,然后向其中加入新制的银氨溶液,并水浴加热
A.A B.B C.C D.D
3.下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项 实验操作 实验现象 结论
A 向装有铁粉的三颈烧瓶中滴加苯和液溴的混合物,将产生的气体直接通入溶液 有浅黄色沉淀生成 可证明苯和液溴一定发生了取代反应
B 溴乙烷与KOH溶液混合加热后,再滴加溶液 无浅黄色沉淀 溴乙烷未水解
C 将乙醇和浓硫酸共热至后,将生成的气体通入酸性溶液中 溶液褪色 不能证明乙烯能使溶液褪色
D 在试管中加入的溶液,再加入溶液,最后加入滴某有机物,混合加热 无砖红色沉淀 该有机物不含醛基
A.A B.B C.C D.D
4.羧酸M和羧酸N的结构简式如下所示。下列关于这两种有机物的说法正确的是
A.两种羧酸都能与溴水发生反应
B.两种羧酸遇FeCl3溶液都能发生显色反应
C.羧酸M与羧酸N相比少了两个碳碳双键
D.等物质的量的两种羧酸与足量烧碱溶液反应时,消耗NaOH的量相同
5.分子式为的有机物X能与钠反应,1molX完全燃烧时需要消耗,则能被酸性溶液氧化为羧酸的X有(不考虑立体异构)
A.5种 B.4种 C.3种 D.6种
6.嫦娥四号月球探测器上的五星红旗由一类特殊的聚酰亚胺制成。以下为某种芳香族聚酰亚胺的合成路线,下列说法不正确的是
已知:nB+nC→+2nH2O
A.将链节重复一次,并按虚线处切断,结合B的分子式确定B和C的骨架:
B.有机化合物C的结构简式:
C.有机化合物A的结构简式:
D.有机化合物B的结构简式:
7.在抗击新冠肺炎的过程中,科研人员研究了法匹拉韦、利巴韦林、氯硝柳胺等药物的疗效,三种药物主要成分的结构简式如下,下列说法错误的是
A.X的分子式为C5H4O2N3F
B.X和Z都能发生加成反应和水解反应
C.Y和Z都含羟基,但化学性质不完全相同
D.Z能与硝酸银溶液反应产生白色沉淀
8.近年来,由于石油价格不断上涨,以煤为原料制备一些化工产品的前景又被看好。下图是以烃A为原料生产人造羊毛的合成路线:
下列说法正确的是
A.合成人造羊毛的反应属于缩聚反应
B.A生成C的反应属于加成反应
C.A生成D的反应属于取代反应
D.烃A的结构简式为
9.下列有关化学实验说法正确的是
A.用纸层析法分离Fe3+和Cu2+的实验中,展开剂要沿着大试管壁慢慢地注入大试管的底部
B.用pH计可检测乙酸乙酯的水解程度
C.阿司匹林制备实验中,将粗产品加入饱和NaOH溶液中以除去水杨酸聚合物
D.快速分离氢氧化铝胶状沉淀和氯化钠溶液可用抽滤法
10.艾叶提取物具有抗炎、抗过敏、抗病毒功效,已知化合物b为艾叶提取物的成分之一,结构简式如图所示,下列说法不正确的是
A.能使溴水褪色
B.能发生取代反应、加成反应
C.所有碳原子可能共平面
D.存在手性碳原子(碳原子与周围四个不相同的原子或原子团连接)
11.下列有机物中,一氯取代物有2种的是( )
①;②;③;④
A.①③ B.②③ C.①④ D.②④
12.下列说法不正确的是( )
A.天然橡胶分子中含有碳碳双键,能发生加成反应
B.硫化橡胶遇汽油能发生溶胀现象
C.聚硫橡胶具有良好的耐严寒、耐高温的性能
D.合成橡胶是以石油、天然气为原料,以二烯烃等为单体聚合而成的高分子
二、填空题
13.有研究人员在体外实验中发现药物瑞德西韦对新冠病毒有明显抑制作用。E是合成瑞德西韦的中间体,其合成路线如图:
回答下列问题:
满足下列条件的B的同分异构体有_______种(不包括立体异构)。
①苯的二取代物且苯环上含有硝基;②可以发生水解反应。
上述同分异构体中核磁共振氢谱为3:2:2的结构简式为__。
14.根据下列合成流程图推断:
(1)写出下列物质结构简式:
B:_______ C:_______ E:_______
(2)判断①反应类型:_______
(3)写出D→E的反应方程式:_______。
三、实验题
15.青蒿素(分子结构:)是高效的抗疟药,为无色针状晶体,易溶于有机溶剂,难溶于水,熔点为156~157℃,温度超过60℃完全失去药效(已知:乙醚沸点为35℃)。
Ⅰ.从青蒿中提取青蒿素的一种工艺如图:
索氏提取装置如图所示。实验时烧瓶中溶剂受热蒸发,蒸汽沿蒸汽导管2上升至装置a,冷凝后滴入滤纸套筒1中,与青蒿粉末接触,进行萃取。萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,从而实现对青蒿粉末的连续萃取。回答下列问题:
(1)实验前要对青蒿进行粉碎,其目的是___________。
(2)装置a的名称为___________。
(3)索氏提取装置提取的青蒿素位于___________(填“圆底烧瓶”或“索氏提取器”)中;与常规的萃取相比,索氏提取的优点是___________。
(4)提取液蒸馏过程中选用下列哪种装置更好___________(填“甲”或“乙”),原因是___________。
Ⅱ.测定产品中青蒿素的纯度:
取青蒿素样品8.0 g配制成250 mL溶液,取25.00 mL加入锥形瓶中,再加入足量的KI溶液和几滴淀粉溶液,用标准液滴定。
已知:①青蒿素分子中含有过氧键,与碘化钠反应生成碘单质;
②;
③。
(5)滴定终点的颜色变化为___________。
(6)三次滴定数据记录如表:
滴定次数 待测液体(mL) 标准液读数(mL)
滴定前读数 滴定后读数
第一次 25.00 1.50 41.52
第二次 25.00 3.00 42.98
第三次 25.00 4.50 41.60
则青蒿素的纯度为___________。
四、有机推断题
16.化合物G是一种药物合成中间体,其合成路线如图:
已知:R1CH2COOCH2CH3+R2COOCH2CH3+CH3CH2OH
(1)化合物A的名称是_____。
(2)反应②和⑤的反应类型分别是_____、_____。
(3)写出C到D的反应方程式_____。
(4)E的分子式_____。
(5)F中官能团的名称是_____。
(6)X是G的同分异构体,X具有五元碳环结构,其核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积之比为6:2:1:1。写出两种符合要求的X的结构简式_____。
参考答案:
1.D
【详解】因1升混合气体充分燃烧后生成2.5升CO2,且B分子的碳原子数比A分子的多,混合气体只能由碳原子数小于2.5的烷烃(CH4和C2H6)和碳原子数大于2.5的烯烃(C3H6和C4H8)组成。它们有四种可能的组合:CH4、C3H6;CH4、C4H8;C2H6、C3H6;C2H6、C4H8,
根据每一种组合中烷烃和烯烃的碳原子数及燃烧后生成的CO2体积,可确定A和B的体积比,如:,则V(CH4):V(C3H6)=1:3,①CH4、C4H8 1:1;②CH4、C3H6 1:3;③C2H6、C3H6 1:1;④C2H6、C4H8 3:1;设1升气态烃与氧充分燃烧后体积变化为△V升,则CH4+2O2 CO2+2H2O(气)△V1=0(升),C2H6+O22CO2+3H2O(气)△V2=0.5(升),C3H6+3CO2+3H2O(气)△V3=0.5(升),C4H8+6O24CO2+4H2O(气)△V4=1.0(升)各种组合的1升混合气体与氧气充分燃烧,体积增大为组合①=0.5(升),则×100%=5%,组合②=0.375(升),则×100%=3.75%,组合③=0.5(升),则 ×100%=5%,组合④=0.625(升),则 ×100%=6.25%,故组合④符合题意,即A为C2H6,B为C4H8,故选:D。
2.B
【详解】A.卤代烃水解后检验卤素离子,应在酸性溶液中,因此卤代烃与NaOH溶液共热后,先滴加硝酸溶液酸化,再滴加溶液,A错误;
B.氧化钙与水反应生成氢氧化钙,氢氧化钙与乙醇沸点不同,可通过蒸馏分离,B正确;
C.乙酸和氢氧化钠溶液反应,但乙酸乙酯在碱性条件下能水解,C错误;
D.蔗糖水解后,检验葡萄糖应在碱性溶液中,向蔗糖溶液中加入几滴稀硫酸,水浴加热几分钟,加入适量稀氢氧化钠溶液后,再向其中加入新制的银氨溶液,并水浴加热,D错误;
答案选B。
3.C
【详解】A.挥发的溴及生成的HBr均与硝酸银反应,由操作和现象不能证明发生取代反应,故A错误;
B.KOH与硝酸银反应,应在酸性溶液中检验溴离子证明溴乙烷水解,故B错误;
C.挥发的醇及生成的乙烯均使酸性高锰酸褪色,由操作和现象不能证明乙烯能使KMnO4溶液褪色,故C正确;
D.NaOH不足,应在碱性溶液中检验-CHO,应使NaOH过量,故D错误;
故选:C。
4.A
【详解】A. 含有碳碳双键,能和溴水发生加成反应;苯环上含有酚羟基,能和浓溴水发生取代反应,所以两种羧酸都能与溴水发生反应,故A正确;
B. 不含有酚羟基,遇FeCl3溶液不能发生显色反应,故B错误;
C. 中没有碳碳双键,含有一个碳碳双键,故C 错误;
D. 能消耗1mol烧碱溶液,能消耗4mol烧碱溶液,所以等物质的量的两种羧酸与足量烧碱溶液反应时,消耗NaOH的量不相同,故D错误;
故答案:A。
5.B
【详解】分子式为的有机物X能与钠反应,说明含有羟基,属于醇,1molX完全燃烧时需要消耗,根据,可知,n=5,则该醇的分子式为C5H12O;能被酸性溶液氧化为羧酸,说明与羟基相连的C原子连有至少2个H原子,符合条件的X的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH(CH3)CH2OH、(CH3)2CHCH2CH2OH、(CH3)3CCH2OH,共4种,选B。
6.D
【详解】A.观察高分子结构,该高聚物含有酰胺键结构(),C-N键断裂,在上加氢,上加羟基,即得高聚物单体,故A正确;
B.观察高分子结构,,再结合形成高分子时脱去水分子的个数,可判断C应该为:,故B正确;
C.A的分子式为C10H14,分子中不含C、H以外的原子,不饱和度为3,对比B即容易推出A为,故C正确;
D.B的分子式为C10H2O6,A氧化生成B,则B的结构为:,故D错误;
答案选D。
7.D
【详解】A.根据X的结构简式可知其分子式为C5H4O2N3F,A正确;
B.X和Z都含有酰胺基,可以发生水解反应;X含有碳碳双键、碳氮双键,可以发生加成反应,Z含有苯环,可以发生加成反应,B正确;
C.Y中羟基为醇羟基,而Z中羟基为酚羟基,二者性质不完全相同,如Y可以发生消去反应,而Z不可以,C正确;
D.Z中虽然含有氯原子,但不能电离出氯离子,不能与硝酸银溶液反应产生白色沉淀,D错误;
综上所述答案为D。
8.B
【分析】该聚合物的单体为C:,D:,A与HCN发生加成反应得到C,A为乙炔;A与B反应得到D:,B为CH3COOH,A生成D发生了加成反应。
【详解】A.该聚合物的单体为C:,D:,两者发生加聚反应得到人造羊毛,A错误;
B.A生成C的反应属于加成反应,B正确;
C.A生成D的反应属于加成反应,C错误;
D.烃A为乙炔,的结构简式为,D错误;
故选B。
9.B
【详解】A. 展开剂不能粘到试管内壁上,则不能沿试管壁将展开剂慢慢倒入试管底部,故A错误;
B. 乙酸乙酯水解生成的乙酸为电解质,可用pH计检测乙酸乙酯的水解程度,故B正确;
C. 阿司匹林含有羧基和酯基,都可以在碱性条件下反应,则将粗产品加入饱和NaOH溶液中,阿司匹林可与NaOH反应,故不可以用饱和NaOH溶液除去水杨酸聚合物,故C错误;
D. 胶体和溶液都能透过滤纸,则不能用抽滤的方法分离,胶体不能透过半透膜,而溶液可以透过半透膜,所以可以用半透膜分离氢氧化铝胶状沉淀和氯化钠溶液,故D错误;
答案选B。
10.C
【分析】根据结构简式可知,该分子中含有羟基、碳碳双键,据此结合有机物中官能团的结构与性质分析解答。
【详解】A.该物质含有碳碳双键和羟基,故该化合物能使溴水褪色,A项正确;
B.分子中含碳碳双键,能发生加成反应,分子中的羟基和C上的氢原子均可取代反应,B项正确;
C.由于多个碳原子采用sp3杂化,如同一个碳原子连接的2个碳原子就不能共面,即所有碳原子不可能位于同一平面,C项错误;
D.如图所示 ,带*号的碳原子与周围四个不同的原子和原子团连接,为手性碳原子,D项正确;
答案选C。
11.B
【详解】根据有机物的等效氢有几种,其一氯取代物就有几种:
①有3种等效氢,则其一氯取代物有3种,不符合题意;
②有2种等效氢,则其一氯取代物有2种,符合题意;
③有2种等效氢,则其一氯取代物有2种,符合题意;
④有1种等效氢,则其一氯取代物有1种,不符合题意;
故答案为B。
12.C
【详解】A.天然橡胶主要成分是聚异戊二烯,含有双键,能发生加成反应,故A正确;
B.橡胶是高聚物,汽油是小分子,高聚物吸附溶剂,体积膨胀,故B正确;
C.聚硫橡胶不具有良好的耐严寒,耐高温性能,故C错误;
D.合成橡胶是由不同单体在引发剂作用下,经聚合而成的品种多样的高分子化合物,单体有丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、异丁烯、氯丁二烯等多种,故D正确;
故答案为C。
13. 8
【详解】B的结构简式为,根据①苯的二取代物且苯环上含有硝基;②可以发生水解反应,说明另一个取代基为酯基,该酯基的结构可为-OOCCH3或-COOCH3或-CH2OOCH,在苯环上与硝基分别有邻间对三种位置,分别为:、、、、、、、、,除去自身外结构外,共有8种; 上述同分异构体中核磁共振氢谱为3:2:2,说明分子中含有三种不同环境的氢原子且个数比为3:2:2,则符合要求的结构简式为 。
14. 取代 +2NaOH+2NaCl+2H2O
【分析】该高分子化合物是通过2种烯烃分子发生加聚反应生成的,因此单体分别为和;通过合成流程图可知, B 为,E为;乙苯和氯气光照发生取代反应生成或;该有机物在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生消去反应生成B;D通过消去反应生成E,所以D为,有机物C与溴发生加成生成D,所以C为;据以上分析结合各物质的结构和性质回答题中问题。
【详解】该高分子化合物是通过2种烯烃分子发生加聚反应生成的,因此单体分别为和;通过合成流程图可知, B 为,E为;乙苯和氯气光照发生取代反应生成或;该有机物在氢氧化钠的乙醇溶液中加热发生消去反应生成B;D通过消去反应生成E,所以D为,有机物C与溴发生加成生成D,所以C为;
(1)结合以上分析可知,B物质结构简式:;C物质结构简式:;E物质结构简式:;
综上所述,本题正确答案: ,, ;
(2)结合以上分析可知,乙苯和氯气光照条件下发生取代反应;
综上所述,本题正确答案:取代反应;
(3)D为,D在氢氧化钠的乙醇溶液中加热,发生消去反应,D→E的反应方程式:;
综上所述,本题正确答案:。
15.(1)增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率
(2)球形冷凝管(或冷凝管)
(3) 圆底烧瓶 节约萃取剂,可连续萃取(或萃取效率高)
(4) 乙 乙为减压蒸馏装置,可以更好的降低蒸馏温度,防止青蒿素失效
(5)滴入最后半滴Na2S2O3标准液时,溶液颜色由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色
(6)70.5%
【分析】青蒿粉末经过索氏提取,得到提取液,青蒿素和乙醚沸点差距较大,因此采用蒸馏的方式分离,最后粗品提纯得到青蒿素。
【详解】(1)实验前对青蒿进行粉碎,目的是增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率。
(2)从图中可知,装置a的名称为球形冷凝管。
(3)烧瓶中的溶剂受热蒸发,蒸气进入滤纸套筒1中,与青蒿粉末接触进行萃取,萃取液液面达到虹吸管3顶端时,经虹吸管3返回烧瓶,故索氏提取装置提取的青蒿素位于圆底烧瓶中。与常规的萃取相比,索氏提取的优点是节约萃取剂,可连续萃取。
(4)从图中可知,装置乙为减压蒸馏装置,可降低蒸馏温度,防止温度过高青蒿素失效,故选择乙装置更好。
(5)青蒿素先与KI反应生成碘单质,碘单质再与硫代硫酸钠反应生成碘离子,用硫代硫酸钠滴定碘单质,用淀粉溶液作指示剂,滴定终点时颜色变化为滴入最后半滴Na2S2O3标准液时,溶液颜色由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复蓝色。
(6)从表中数据可知,前两次消耗的硫代硫酸钠标准液体积分别为40.02mL、39.98mL,第三次消耗的标准液体积为37.1mL,与前两次偏差较大舍去,故平均消耗标准液40mL,消耗Na2S2O3的物质的量为4×10-3mol,则消耗碘单质2×10-3mol,青蒿素中存在一个过氧键,则生成2×10-3mol碘消耗青蒿素2×10-3mol,则8g样品中含有青蒿素0.02mol,青蒿素的纯度为。
16. 1,3 丁二烯 氧化反应 取代反应 + 2CH3CH2OH + 2H2O C8H12O3 羰基、酯基 、、、(任意2种)
【分析】A与乙烯发生加成反应生成B,B发生氧化反应生成C,对比C、E的结构,结合D的分子式、给予的信息可知,C与乙醇发生酯化反应生成D,D发生取代反应生成E,故D的结构简式为,E发生取代反应生成F,F发生酯的水解反应生成G。
【详解】(1)根据A的键线式可判断化合物A的名称是:1,3 丁二烯;故答案为:1,3 丁二烯。
(2)反应②是碳碳双键断裂形成羧基,组成上加氧,属于氧化反应;反应⑤是羰基与酯基连接的碳原子上氢原子被甲基替代,属于取代反应;故答案为:氧化反应;取代反应。
(3)对比C、E的结构,结合D的分子式、给予的信息可知,C与乙醇发生酯化反应生成D,D发生取代反应生成E,故D的结构简式为,C到D的反应方程式为: + 2CH3CH2OH + 2H2O;故答案为: + 2CH3CH2OH + 2H2O。
(4)交点为碳原子,用氢原子饱和碳的四价结构,可知E的分子式为C8H12O3;故答案为:C8H12O3。
(5)根据F的结构简式可知F中官能团的名称是:羰基、酯基;故答案为:羰基、酯基。
(6)X是G的同分异构体,X具有五元碳环结构,其核磁共振氢谱显示四组峰,且峰面积之比为6:2:1:1,X存在对称结构,符合要求的X的结构简式有:、 、 、 ;故答案为: 、 、 、 (任意2种)。