第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物 练习卷
一、单选题(共12题)
1.下列物质用途和性质均正确且匹配的是
选项 用途 性质
A 植物油用于制造人造奶油(硬化油) 植物油易在碱溶液中发生水解
B 聚乳酸广泛用作手术缝合线、药物缓释材料 聚乳酸具有生物相溶性和可吸收性
C 干冰常用于人工降雨、舞台制“雾” CO2断裂化学键时吸收大量热量
D 油漆工常用甲苯清洗油漆工具 甲苯是一种非极性无毒溶剂
A.A B.B C.C D.D
2.硅橡胶是一种兼具有机和无机物性质、热稳定性好的高分子材料。两种硅橡胶L和M的结构片段如下图(图中表示链延长)。
二甲基硅橡胶L:
甲基乙烯基硅橡胶M:
X为: Y为:
已知:的性质与相似,可由在酸催化下水解、聚合制得。
下列关于硅橡胶的说法不正确的是
A.L、M的热稳定性好与键键能大有关
B.硅橡胶的抗氧化性:
C.由制得的过程中,有产生
D.M可通过加成反应交联,形成网状结构
3.下列说法正确的是
A.“地沟油”经分馏操作可制得燃料油——如汽油、柴油等
B.向电石中加入饱和食盐水制乙炔,并将产生的气体直接通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液紫红色褪去,证明乙炔能被酸性高锰酸钾氧化
C. 的单体是HOOCCH2CH2COOH和HOCH2CH2OH
D.结构式为…—CH=CH—CH=CH—CH=CH—CH=CH—…的高分子化合物,其单体是乙烯
4.对甲基苯酚用于制作除草剂、医药上的消毒剂、香料,其结构简式如图。下列说法不正确的是
A.可与、发生反应
B.核磁共振氢谱峰面积之比为1:2:2:3
C.与发生取代反应
D.含有苯环且与钠反应的同分异构体共有3种(不包含对甲基苯酚)
5.利巴韦林对新冠肺炎有较好的疗效,其结构如图所示。下列说法不正确的是
A.利巴韦林水溶性较好,且可以与盐酸反应
B.利巴韦林能够发生还原、加成、取代反应和消去反应
C.1mol利巴韦林能与足量NaOH溶液反应,最多消耗4molNaOH
D.利巴韦林的分子式为C8H12N4O5
6.“绿色化学”对化学反应提出了“原子经济性”的新概念及要求。理想的原子经济性是原料分子中的原子全部转化为所需要的产物, 不产生副产物,实现零排放。下列反应过程一定符合这一要求的是
A.甲烷→一氯甲烷 B.氯乙烯→聚氯乙烯 C.乙醇→乙醛 D.苯,浓硝酸→硝基苯
7.1mol某烃在氧气中充分燃烧,需要消耗氧气179.2L(标准状况下)。它在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物。该烃的结构简式是( )
A. B.CH3—CH2—CH2—CH2—CH3
C. D.
8.下列叙述中不正确的是
A.红外光谱图可推测某未知物中的某些化学键或官能团的存在
B.低温石英有手性
C.超分子有两个重要特征——分子识别和自组装
D.晶体受热熔化过程中一定存在化学键的断裂
9.下列说法正确的是
A.戊糖、碱基和磷酸可以通过加聚反应合成核酸
B.聚合物 的链节为CH2=CHCOOH
C.DNA的两条多聚核苷酸链间通过氢键形成双螺旋结构
D.合成高分子 的单体有3种
10.某高分子化合物的结构简式如下: 则其单体的名称为
A.2,4—二甲基—2—己烯 B.2,4—二甲基-1,3-己二烯
C.乙烯和2-甲基-1,3-戊二烯 D.乙烯和2-甲基-1,3-丁二烯
11.下列化学用语正确的是
A.具有8个中子的氧原子:O
B.NH4Cl的电子式
C.乙醇的实验式:C2H6O
D.CO2分子的填充模型:
12.2021年诺贝尔化学奖授予了对有机小分子不对称催化作出重大贡献的科学家,其研究成果羟醛缩合反应的催化循环机理如下图所示。下列说法不正确的是
A.L-脯氨酸是该反应的催化剂
B.该过程的总反应方程式为
C.根据该机理,用苯甲醛和二苯甲酮()作为原料,无法完成羟醛缩合反应
D.若用含H218O的溶剂和不含18O的RCHO和丙酮进行该反应,得到的产物可能为
二、填空题(共8题)
13.回答下列问题:
(1)按系统命名法,的名称是: 。
(2)某化合物A 3.1g在氧气中完全燃烧,只生成4.4gCO2和2.7gH2O。则该有机物A的最简式为 ,A的红外光谱表明有羟基O-H键和烃基上C-H键的红外吸收峰,而A在核磁共振氢谱中出现两组峰,且其面积之比为2:1,则该有机物的简式为 。
(3)常温下在某NaHSO3、Na2SO3混合溶液中HSO、SO物质的量分数随pH变化曲线如图所示(部分),根据图示,求SO的水解平衡常数= 。
14.有机高分子化合物
(1)定义:是 很大的有机化合物,简称为 或 。
(2)结构特点
高分子原子之间一般是以 结合。通常是由简单的结构单元重复连接而成。如聚乙烯 是由结构单元—CH2—CH2—重复连接而成。其中n表示结构单元重复的次数。
(3)基本性质
①溶解性: 于水,即使在适当的有机溶剂中溶解的也很缓慢,只是发生一定程度的 。
②热塑性和热固性
(如聚乙烯塑料):受热时会变软、流动,受冷时又硬化,可通过加热、受冷反复塑造; (如酚醛树脂,俗称“电木”):受热时不会变软而只能被裂解。
③电绝缘性:通常 ,是很好的 材料。
15.请依据所学知识填空:
(1)物质的量为的烃在氧气中完全燃烧,生成化合物B、C各,试回答:
①烃的分子式为 ;
②若烃能使溴水褪色,在催化剂作用下与加成,其加成产物分子中含有4个甲基,烃A可能的结构简式有 种。
(2)请完成下列转化的化学方程式(注明反应条件)。
①甲苯与浓硝酸、浓硫酸混合制TNT
②1,3-丁二烯制备1,4-溴-2-丁烯
(3)① 的一氯代物具有不同沸点的产物有 种。
② 系统命名的名称为 。
③写出2-丁烯在一定条件下加聚产物的结构简式 。
16.根据要求回答下列问题
(1)酚酞是常用的酸碱指示剂,其结构简式为如图,则所含官能团的名称是
(2)分子式为C6H9Br的有机物,其结构不可能是
①只含一个双键的直链有机物 ②含一个三键的直链有机物
③含一个双键的环状有机物 ④含2个双键的环状有机物
(3)某有机物的结构简式如图所示,则该有机物的分子式为 ,该物质属于 (填类别)
(4)分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构) 种。
(5)下列关于有机物的说法正确的是 。
①分子内含有苯环和羟基的化合物一定属于酚类
②分子式为C2H4的有机物一定表示一种物质
③C3H8和C6H14一定属于同一类物质
④相对分子质量相同的物质,一定互为同分异构体
17.新型芳香族化合物I在消灭或抑制植物生长方面具有很高的选择性,其合成路线如下:
已知:R1CHO+R2NH2R1CH=N-R2
回答下列问题:
参照上述合成路线,设计由和为原料制备的合成路线: (无机试剂任选)。
18.按要求完成下列填空:
(1)键线式表示的分子式 ;名称是 。
(2)中含有的官能团的名称为 、 。
(3)戊烷同分异构体的结构简式为 、 、 。
(4)CH2=CH—CH3加聚产物的结构简式是 。
(5)的系统命名法名称是 。
(6)3,4,4—三甲基—1—戊炔的结构简式为 。
(7)写出下列反应的化学方程式:
a.实验室制乙炔 。
b.乙烯与溴的四氯化碳溶液的反应 。
c.氯乙烯的加聚反应 。
d.由苯制硝基苯的反应 。
19.CO2的有效利用可以缓解温室效应和能源短缺问题。
(1)CO2的电子式是 ,所含化学键类型为 共价键(填“非极性”或“极性”)。
(2)中科院的科研人员在Na-Fe3O4和HMCM-22 的表面将CO2转化为烷烃,其过程如图。
①Na-Fe3O4和HMCM-22在反应中的作用为
②(X)的系统命名的名称为
③关于X与Y的说法正确的是 (填序号)。
a.最简式相同 b.都有4种一氯代物
c.都易使酸性KMnO4溶液褪色 d.X与Y互称同系物
(3)同温同压下,蒸气密度是氢气15倍的烷烃(M),写出其与氯气反应生成一氯代烃的方程式
20.请按照要求回答下列问题。
(1)中所含官能团有: (填名称)。
(2)的分子式为 ,按碳的骨架分,该有机物属于 (填字母)。
a.脂环烃 b.芳香化合物 c.环状化合物 d.苯的同系物
(3)写出苯酚与甲醛发生聚合反应生成酚醛树脂的化学方程式: 。
(4)分子式为的芳香烃。苯环上的一溴取代物只有一种,该芳香烃的名称为____________(填字母)。
A.乙苯 B.邻二甲苯 C.对二甲苯 D.间二甲苯
(5)已知化合物A()与立方烷的分子结构相似,如图所示,则的二氯代物的同分异构体数目为 。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.人造奶油是植物油与氢气在一定条件下发生加成反应而制成的,故A错误;
B.聚乳酸易降解生成乳酸(小分子),乳酸作为细胞的一种代谢产物,可以被机体内的酶进一步代谢,故B正确;
C.干冰汽化时吸收大量热量,分子间间隔增大,没有破坏分子中的共价键,故C错误;
D.甲苯是有毒的液态烃,故D错误;
故选B。
2.B
【详解】A.L、M的热稳定性好与Si- O键键能大有关,键能越大,热稳定性越好,A正确;
B.M中碳原碳碳双键,易被氧化,故硅橡胶的抗氧化性:L>M,B错误;
C.依据分析可知,在酸催化下水解生成(CH3)2Si(OH)2和氯化氢,C正确;
D.M中含有碳碳双键,可通过碳碳双键的加成反应交联,形成网状结构,D正确;
故选B。
3.C
【详解】A.地沟油属于酯类,而汽油属于烃类,“地沟油”经分馏得不到汽油,故A错误;
B.生成的乙炔气体中含有硫化氢等杂质,硫化氢具有还原性,也能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰了检验结果,故B错误;
C.HOOCCH2CH2COOH和HOCH2CH2OH能够发生缩聚反应生成 ,因此 的单体是HOOCCH2CH2COOH和HOCH2CH2OH,故C正确;
D.乙烯的加聚产物为 ,结构中不含碳碳双键,结构式为…—CH=CH—CH=CH—CH=CH—CH=CH—…的高分子化合物为聚乙炔,其单体应为乙炔,故D错误;
故选C。
4.A
【详解】A.分子中的酚羟基具有酸性但酸性-COOH>H2CO3>-OH(酚)>,所以分子能和反应,不能与发生反应,故A错误;
B.该分子中含有4种氢原子,且氢原子个数之比为1:2:2:3,氢原子个数与核磁共振氢谱吸收峰面积之比相等,所以核磁共振氢谱峰面积之比为1:2:2:3,故B正确;
C.该分子中苯环上酚羟基的邻位氢原子能与发生取代反应,故C正确;
D.含有苯环且与钠反应的同分异构体中,必须含有-OH,若取代基为-OH、-CH3,还有相邻或相间2种,若取代基为-CH2OH,有1种结构,则符合条件的同分异构体有3种,故D正确;
故选A。
5.C
【详解】A.由结构简式可知,利巴韦林分子中含有的羟基和酰胺基都是亲水基,在水中的溶解性好,分子中含有的氮原子和酰胺基都能与盐酸反应,故A正确;
B.由结构简式可知,利巴韦林分子中含有碳氮双键,一定条件下能与氢气发生加成反应,与氢气的加成反应属于还原反应,分子中含有羟基,与羟基相连碳原子的邻碳原子上含有氢原子,一定条件下能发生取代反应和消去反应,故B正确;
C.由结构简式可知,利巴韦林分子中只有酰胺基能与氢氧化钠溶液反应,则1mol利巴韦林能与足量NaOH溶液反应,最多消耗1molNaOH,故C错误;
D.由结构简式可知,利巴韦林的分子式为C8H12N4O5,故D正确;
故选C。
6.B
【详解】A.甲烷→一氯甲烷的过程中还有氯化氢生成,不符合“绿色化学”;
B.氯乙烯→聚氯乙烯的过程中没有其它物质生成,符合“绿色化学”;
C.乙醇→乙醛的过程中还有水生成,不符合“绿色化学”;
D.苯和浓硝酸发生取代反应硝基苯,同时还有水生成,不符合“绿色化学”;
答案选B。
7.B
【详解】该烃在光照的条件下与氯气反应能生成3种不同的一氯取代物,则该烃有3种等效氢原子,又1mol该烃燃烧需氧气179.2L(标准状况),即。
A. 有3种等效氢原子,但是A的分子式是C6H14,1molC6H14的耗氧量为6+,故A不符合;
B.CH3—CH2—CH2—CH2—CH3有3种等效氢原子,B的分子式是C5H12,1mol C5H12的耗氧量为5+=8mol,故B符合;
C.有4种等效氢原子,故C不符合;
D. 有三种等效氢,但光照得到的一氯取代物只有两种,故D不符合;
故选B。
8.D
【详解】A.红外光谱可以初步判断某有机物中含有何种化学键或官能团,选项A正确;
B.低温石英具有手性,可制作石英手表,选项B正确;
C.超分子有两个重要特征——分子识别和自组装,选项C正确;
D.分子晶体受热熔化过程中会破坏分子间作用力,不一定存在化学键断裂,选项D错误;
故选D。
9.C
【详解】A.戊糖、碱基和磷酸可以通过缩聚反应合成核酸,选项A错误;
B.聚合物 是碳碳双键发生加聚反应得到的,其单体为CH2=CHCOOH,链节为-CH2-CH(COOH)-,选项B错误;
C.DNA分子双螺旋结构中间为碱基对,碱基之间形成氢键,DNA的两条多聚核苷酸链间涌过氢键形成双螺旋结构,选项C正确;
D.合成高分子 的单体有CH2=CH-CH=CH2、CH(CN) = CH2,共两种,选项D错误;
答案选C。
10.C
【详解】根据高分子化合物为 .当有多条碳碳单键相连时,隔一条断一条,即: ,从而得链节 ,将两条半键复原,可知此链节的单体为乙烯 ;而剩余的链节 中的双键不能由三键形成,故单体只能为共轭二烯烃,故将现有的双键打开,复原得到共轭二烯烃 ,名称为2-甲基-1,3-戊二烯,故选C。
11.C
【详解】A.氧原子有8个质子,则具有8个中子的氧原子为,A错误;
B.NH4Cl的电子式为,B错误;
C.乙醇的实验式是C2H6O,C正确;
D.CO2分子是直线型分子,其填充模型应为直线型,D错误;
故答案为:C。
12.D
【详解】A.从催化循环机理图可知,L-脯氨酸参与了反应后又重新生成,为该反应的催化剂,A正确;
B.从催化循环机理图可知,该过程的总反应方程式为,B正确;
C.如用苯甲醛和二苯甲酮作为原料,二苯甲酮与L-脯氨酸反应生成的产物无法发生醇的消去反应,故无法完成羟醛缩合反应,C正确;
D.该反应产物中羟基上的O来源于RCHO,因此不可能得到,D错误;
故答案选D。
13.(1)2,4,4-三甲基-2-戊烯
(2) CH3O HO-CH2-CH2-OH
(3)Kh=c(OH-)=10-6.8
【详解】(1)该物质属于单烯烃,给该物质选取的主链和编号为:,系统名称为2,4,4-三甲基-2-戊烯;答案为:2,4,4-三甲基-2-戊烯。
(2)根据C守恒,n(C)=n(CO2)==0.1mol,根据H守恒,n(H)=2n(H2O)=2×=0.3mol,A中O原子物质的量n(O)==0.1mol,A中n(C):n(H):n(O)=0.1mol:0.3mol:0.1mol=1:3:1,A的最简式为CH3O;A中H原子已经达到饱和,则A的分子式为C2H6O2,A的红外光谱表明有羟基O-H将和烃基上C-H键的红外吸收峰,A在核磁共振氢谱中出现两组峰且面积之比为2:1,则A的结构简式为HO-CH2-CH2-OH;答案为:CH3O;HO-CH2-CH2-OH。
(3)的水解平衡的离子方程式为:+H2O +OH-,水解平衡常数Kh=,由图可知,当c()=c()时pH=7.2,则Kh=c(OH-)==10-6.8;答案为:Kh=c(OH-)=10-6.8。
14.(1) 相对分子质量 高分子 聚合物
(2) 共价键
(3) 难 溶胀 热塑性 热固性 不导电 绝缘
【解析】略
15.(1) 3
(2) +3HNO3(浓) +3H2O
(3) 10 2,5-二甲基-2-己烯
【详解】(1)烃A含有碳和氢,物质的量为的烃在氧气中完全燃烧,生成化合物B、C各,故1molA含有6mol碳和12mol氢,分子式为C6H12;C6H12的烃A能使溴水褪色说明烃A为己烯,在催化剂作用下与加成,其加成产物分子中含有4个甲基,则A的可能结构简式为 、 、 共3种;
(2)①甲苯与浓硝酸、浓硫酸发生取代反应制TNT: +3HNO3(浓) +3H2O
②1,3-丁二烯与溴发生1,4加成制备1,4-溴-2-丁烯:;
(3)①该有机物的等效氢有10种,故不同沸点的产物有10种;
②根据烯烃的系统性命名规则, 的名称为2,5-二甲基-2-己烯;
③2-丁烯( )在一定条件下加聚产物的结构简式为 。
16.(1)(酚)羟基、酯基
(2)①
(3) C14H9Cl5 卤代烃
(4)8
(5)②③
【解析】(1)
根据物质结构简式可知:酚酞分子中含有的官能团为(酚)羟基、酯基;
(2)
把Br原子看成氢原子,可知C6H9Br的不饱和度为,一个双键的不饱和度为1,一个三键的不饱和度为2,一个环的不饱和度为1,据此解答。
①C6H9Br的不饱和度为2,含有一个双键的链状有机物不饱和度为1,不可能是该类物质,①符合题意;
②C6H9Br的不饱和度为2,含有一个三键的链状有机物不饱和度为2,可能是该类物质,②不符合题意;
③C6H9Br的不饱和度为2,含有一个双键的环状有机物的不饱和度为2,可能是该类物质,③不符合题意;
④C6H9Br的不饱和度为2,含有2个双键的环状有机物不饱和度为3,不可能是该类物质,④符合题意;
故合理选项是①④;
(3)
根据物质结构简式,结合C原子价电子数目是4,可知该物质分子是C14H9Cl5,该物质可看作是芳香烃分子中的H原子被Cl原子取代产生的物质,因此属于卤代烃;
(4)
分子式为C5H11Cl的物质可看作是C5H12分子中的1个H原子被Cl原子取代产生的物质,C5H12有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种结构,正戊烷分子中有3种不同位置的H原子,异戊烷分子中有4种不同的H原子,新戊烷分子中只有1种H原子,因此C5H11Cl的同分异构体共有3+4+1=8种;
(5)
①分子内含有苯环和羟基的化合物,若羟基直接与苯环连接则属于酚类,若羟基与芳香烃的侧链连接则属于芳香醇,①错误;
②分子式为C2H4的有机物表示的是乙烯这一种物质,②正确;
③C3H8和C6H14的分子式都符合通式CnH2n+2,物质分子中的C原子达到结合H原子的最大数目,属于烷烃,二者分子式不同,因此一定都是属于烷烃的同一类物质,③正确;
④相对分子质量相同的物质,可能是互为同分异构体,也可能不是,如CO(NH2)2与CH3COOH相对分子质量都是60,二者分子式不同,因此二者不是同分异构体;而CH3COOH与HCOOCH3相对分子质量相同,分子式也相同,都是C2H4O2,物质的分子结构不同,因此二者互为同分异构体,④错误;
故合理选项是②③。
17.
【详解】根据题中已知反应和合成路线H生成I可知,应由和一定条件下反应制得,由催化氧化得到,由在碱性条件下水解得到,由甲苯中甲基与氯气发生取代反应得到,所以合成路线为。
18. C6H12 2-甲基戊烷 (酚)羟基 酯基 CH3CH2CH2CH2CH2CH3 (CH3)2CHCH2CH3 (CH3)4C 4-甲基-2-戊烯 CH三CCH(CH3) C(CH3)3 CaC 2 +2H2O→CH≡CH↑+Ca(OH) 2 CH2=CH2+Br2 CH2Br-CH2Br n CH2=CHCl C6H6+HNO3C6H5NO2+H2O
【详解】(1)键线式表示的分子式C6H12;名称是2-甲基戊烷;
(2)中含有的官能团的名称为(酚)羟基、酯基;
(3)戊烷同分异构体的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、(CH3)4C;
(4)CH2=CH—CH3加聚产物的结构简式是;
(5)的系统命名法名称是4-甲基-2-戊烯;
(6)3,4,4—三甲基—1—戊炔的结构简式为CH三CCH(CH3) C(CH3)3 ;
(7)写出下列反应的化学方程式:
a.实验室制乙炔是利用电石和水反应生成乙炔和氢氧化钙,反应的化学方程式为:CaC 2 +2H2O-→CH≡CH↑+Ca(OH) 2;
b.乙烯与溴的四氯化碳溶液的反应CH2=CH2+Br2 CH2Br-CH2Br;
c.氯乙烯的加聚反应n CH2=CHCl;
d.由苯制硝基苯的反应C6H6+HNO3C6H5NO2+H2O。
19.(1) 极性
(2) 催化剂 2-甲基丁烷 bd
(3)CH3CH3+Cl2CH3CH2 Cl+HCl
【详解】(1)CO2的中心碳原子的杂化方式为sp杂化,其电子式为: ,为由极性键构成的非极性分子;故答案为: ;极性;
(2)①根据图像可知,Na-Fe3O4和HMCM-22在反应起催化剂的作用;故答案为:催化剂;
②(X)中最长的碳链上有4个碳原子,且在第二个碳原子上含有甲基,系统命名为2-甲基丁烷;故答案为:2-甲基丁烷;
③a.X、Y的分子式分别为:C5H12、C6H14,最简式不相同,a错误;
b. X、Y都有4种一氯代物,b正确;
c. X、Y都为烷烃,都不能使酸性KMnO4溶液褪色,c错误;
d. X、Y都为烷烃,且相差一个CH2结构,X与Y互称同系物,d正确;
答案为bd,故答案为:bd;
(3)同温同压下,相对密度之比等于相对摩尔质量之比,蒸气密度是氢气15倍的烷烃(M)的摩尔质量为30g/mol,则分子式为:C2H6,其与氯气反应生成一氯代物的方程式为:CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl;故答案为:CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl。
20.(1)羟基、碳氯键、酯基
(2) ac
(3)n+nHCHO +(n 1)H2O
(4)C
(5)4
【详解】(1)根据有机物的结构简式分析有机物中所含官能团有:羟基、碳氯键、酯基;故答案为:羟基、碳氯键、酯基。
(2)根据有机物结构简式得到分子式为,按碳的骨架分,该有机物形成环状,没有苯环结构,有机物只含碳、氢两种元素,因此属于脂环烃、环状化合物;故答案为:;ac。
(3)苯酚与甲醛发生聚合反应生成酚醛树脂的化学方程式:n +nHCHO +(n 1)H2O;故答案为:n +nHCHO+(n 1)H2O。
(4)分子式为的芳香烃,乙苯的苯环上的一溴取代物有三种,邻二甲苯的苯环上一溴取代物有两种,对二甲苯的苯环上一溴取代物只有两种,间二甲苯的苯环上的一溴取代物有三种,苯环上的一溴取代物只有一种,说明是高度对称,则该芳香烃的名称为对二甲苯;故答案为:C。
(5)已知化合物A()与立方烷的分子结构相似,如图所示,则的二氯代物的同分异构体数目是一个氯取代碳上的氢,另外一个氯分别取代这个碳面上的邻位、对位和体对角线共三种,还有一种两个氯分别取代硅上的氢有一种,总共4种;故答案为:4