专题8 有机化合物的获得与应用 2023-2024学年高一化学下册苏教版(2019)必修第二册
一、选择题
1.下列说法正确的是( )
A.新疆棉、人造棉、涤纶的主要成分均为纤维素
B.尿素和甲醛在一定条件下能发生反应生成脲醛树脂
C.橡胶硫化交联的程度越大,经硫化后的橡胶弹性越好
D.组成人体内蛋白质的21种常见氨基酸均为α-氨基酸,都能通过人体自身合成
2.下列说法不正确的是( )
A.油脂属于高分子化合物,可用于制造肥皂和油漆
B.福尔马林能使蛋白质变性,可用于浸制动物标本
C.天然气的主要成分是甲烷,是常用的燃料
D.中国科学家在世界上首次人工合成具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素
3.化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是( )
A.乙烯可用于催熟果实
B.碳纳米材料是一类新型有机高分子材料
C.盐卤点豆腐利用了蛋白质聚沉的原理
D.用于医用口罩中无纺布的聚丙烯,其合成原料来源于石油化工产品
4.液化气的主要成分是丙烷,下列有关丙烷的叙述错误的是( )
A.是直链烃,但分子中3个碳原子不在一条直线上
B.在光照条件下能够与氯气发生取代反应
C.丙烷比丁烷易液化
D.1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2
5.下列分子中,一定含有羧基的是( )
A.CH3COOH B.C2H5OH C.C2H6 D.C2H4
6.化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是
A.含碘盐中的仅用淀粉KI溶液就可检验
B.人体所需的营养物质糖类、油脂、蛋白质都属于高分子
C.核电站反应堆所用铀棒中含有的与互为同素异形体
D.食品包装袋内的“干燥剂”CaO是碱性氧化物,其水化物属于强电解质
7.丙烯在一定条件下发生加聚反应的产物是( )
A. B.
C. D.
8.纳米碳材料上有多种含氧官能团,可催化烷烃转变成烯烃,反应过程如下图所示,下列叙述正确的是( )
A.采用丙烷作为反应物时,可能发生反应
B.在烷烃转变成烯烃的过程中,不涉及键的断裂
C.如果采用正丁烷作为反应物时,则产物为
D.纳米碳可有效提高烷烃的平衡转化率
9.下列关于实验室制备乙酸丁酯的叙述正确的是( )
A.正丁醇过量
B.用水浴加热
C.试管底部紧贴石棉网以加快反应速率
D.加入碳酸钠溶液洗涤, 再分液, 以除去乙酸丁酯中含有的乙酸杂质
10.下列关于生物分子的说法正确的是( )
A.糖、蛋白质都能发生水解反应
B.蔗糖和麦芽糖的化学式相同,互为同分异构体
C.蛋白质的三级结构与肽键的形成有关
D.核糖和核酸都是高分子
11.实验室可通过蒸馏石油得到多种不同馏分,其装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.温度计水银球的上限和蒸馏烧瓶支管口下沿相平
B.冷凝管中的冷凝水应该从b口进a口出
C.若加热后发现没有加碎瓷片,需停止加热,立即补加
D.此装置还可用于实验室用自来水制少量蒸馏水
12.噻吩()是一种重要的有机化工原料,主要用于制取染料、医药和树脂。下列关于该化合物的说法错误的是( )
A.能在O2中燃烧
B.所有原子处于同一平面
C.由噻吩转化生成1molC4H9SH至少需要2molH2
D.和环戊二烯()分别与H2发生加成反应,产物的种数不同
二、非选择题
13.为检验淀粉水解的情况,进行如图所示的实验,试管甲和丙均用60~80℃的水浴加热5~6min,试管乙不加热。待试管甲中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验1:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜,加热,没有砖红色沉淀出现。
实验2:取少量乙中溶液,滴加几滴碘水,溶液变为蓝色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。
实验3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。
(1)写出淀粉水解的化学方程式: 。
(2)设计甲和乙是为了探究 对淀粉水解的影响,设计甲和丙是为了探究 对淀粉水解的影响。
(3)实验1失败的原因是 。
(4)实验3中溶液的颜色无明显变化的原因是 。
(5)下列结论合理的是____。
①淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行;②欲检验淀粉是否完全水解,最好在冷却后的水解液中直接加碘;③欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠中和硫酸至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜并加热;④若用唾液代替稀硫酸,则实验1可能出现预期的现象。
A.仅①② B.仅③④
C.仅②③ D.①②③④均合理
14.羧酸盐与碱石灰共热能发生脱羧反应,如CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑。
(1)写出NaOH的电子式:
(2)从有机反应类型角度看,脱羧反应属于 反应,该反应中形成的共价键有 。
15.高聚物M广泛用于各种刹车片。实验室以烃A为原料制备M的一种合成路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为 。H的化学名称为 。
(2)B的分子式为 。C中官能团的名称为 。
(3)由D生成E、由F生成G的反应类型分别为 、 。
(4)由G和I生成M的化学方程式为 。
(5)Q为I的同分异构体,同时满足下列条件的Q的结构简式为 。
①1 molQ最多消耗4 mol NaOH ②核磁共振氢谱有4组吸收峰
(6)参照上述合成路线和信息,以甲苯为原料(无机试剂任选),设计制备的合成路线 。
16.已知烃A是一种植物激素,可用作果实催熟剂,也是一种重要的有机化工原料;B、C是饮食中两种常见的有机物,均可由粮食发酵得到;E是一种有香味的物质。以A为主要原料合成E和高分子化合物F,其合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)A的名称为 ,C、E中官能团名称分别是 、 。
(2)①、③反应类型分别是 、 。
(3)④的反应方程式为 。
(4)B→D转化中Cu作为催化剂参与反应的方程式为 、 。
(5)反应③中浓硫酸的作用是 。
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.新疆棉、人造棉的主要成分均为纤维素,涤纶为合成纤维,A不符合题意;
B.尿素和甲醛在一定条件下能发生聚合反应生成脲醛树脂,B符合题意;
C.橡胶的硫化程度越高,强度越大,弹性越差,C不符合题意;
D.组成人体内蛋白质的21种常见氨基酸均为α-氨基酸,不是都能通过人体自身合成,其中8种氨基酸在人体中不能合成,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.涤纶的主要成分为合成纤维;
C.橡胶的硫化程度越高,强度越大,弹性越差;
D.有8种氨基酸在人体不能合成。
2.【答案】A
【解析】【解答】A.油脂的相对分子质量远小于10000,不是高分子化合物,A符合题意;
B.福尔马林是甲醛的水溶液,能使蛋白质发生变性,可用于浸制动物标本,B不符合题意;
C.天然气是三大化石燃料之一,其主要成分是甲烷,是生产生活中常用的一种清洁燃料,C不符合题意;
D.我国科学家合成的结晶牛胰岛素,是世界上首次人工合成的具有活性的蛋白质,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.油脂不是高分子化合物;
B.甲醛能使蛋白质变性;
C.天然气的主要成分是甲烷;
D.1965年我国科学家成功合成结晶牛胰岛素。
3.【答案】B
【解析】【解答】A.乙烯是植物生长调节剂,可以催熟果实,故A不符合题意;
B.碳纳米材料是单质碳,是无机非金属材料,故B符合题意;
C.蛋白质溶液具有胶体的性质,遇电解质溶液会发生聚沉,盐卤点豆腐就是利用了聚沉的原理,故C不符合题意;
D.聚丙烯的单体是丙烯,来源于石油的裂解,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.乙烯是植物生长调节剂;
B.碳纳米材料是碳单质,为无机非金属材料;
C.胶体粒子遇电解质发生聚沉;
D.石油裂解得到丙烯,丙烯发生加聚反应制得聚丙烯。
4.【答案】C
【解析】【解答】A、C3H8是直链烃,但其中的碳原子为饱和碳原子,和与之相连的四个原子形成四面体结构,故分子中3个碳原子不在一条直线上,不符合题意;
B、C3H8在光照时能够与Cl2发生取代反应,不符合题意;
C、丁烷比丙烷易液化,符合题意;
D、1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2,不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.烷烃的碳链是锯齿状,所以碳原子不在同一个直线上;
B.丙烷在光照条件下可以和氯气发生取代反应;
C.对于直链烷烃来说,含碳原子数目越多,就越容易液化;
D.根据有机物与氧气发生燃烧反应的方程式可得,1 mol丙烷完全燃烧消耗5 mol O2。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.CH3COOH为乙酸,官能团为羧基,A符合题意;
B.C2H5OH为乙醇,官能团为羟基,B不符合题意;
C.C2H6为乙烷,不含官能团,C不符合题意;
D.C2H4为乙烯,官能团为碳碳双键,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】羧基结构简式为-COOH,以此解答该题。
6.【答案】D
【解析】【解答】A.碘酸钾和碘化钾在酸性条件下发生歧化反应生成能使淀粉溶液变蓝色的单质碘,所以含碘盐中的碘酸钾仅用淀粉碘化钾溶液不能检验,故A不符合题意;
B.葡萄糖属于糖类,葡萄糖和油脂都是相对分子质量小于1万的小分子化合物,不是高分子化合物,故B不符合题意;
C.与的质子数相同、中子数不同,互为同位素,故C不符合题意;
D.氧化钙是与酸反应生成盐和水的碱性氧化物,反应生成的氢氧化钙在溶液中完全电离,属于强电解质,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、需要调节溶液条件为酸性;
B、油脂和单糖、二糖不是高分子;
C、质量数不同,质子数相同的原子为同位素;
D、氧化钙为碱性氧化物,氢氧化钙为强电解质。
7.【答案】A
【解析】【解答】一个丙烯只含一个含碳碳双键,可发生加聚反应生成高分子,高分子主链只含-CH2-CH-,甲基为侧链,则丙烯在一定条件下发生加聚反应的产物为 ,
故答案为:A。
【分析】加聚反应的特点是:
①单体往往是带有双键或三键的不饱和化合物(如乙烯、氯乙烯、甲基丙烯酸、甲酸、异戊二烯等);
②高分子链节与单体的化学组成相同;
③生成物只有高分子化合物,一般形成线型结构。
8.【答案】A
【解析】【解答】A.根据题中转化关系,可催化烷烃转变成烯烃,采用丙烷作为反应物时,可能发生反应,A项符合题意;
B.在烷烃转变成烯烃的过程中,碳碳单键变为碳碳双键,H原子减少,涉及键的断裂,B项不符合题意;
C.根据反应原理,采用正丁烷作为反应物时,则产物为,C项不符合题意;
D.纳米碳作为催化剂只可以加快反应速率,不能提高烷烃的平衡转化率,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.根据题中转化关系分析;
B.反应中碳碳单键变为碳碳双键;
C.根据反应原理分析;
D.催化剂只改变速率,不能影响平衡。
9.【答案】D
【解析】【解答】A.正丁醇价格较高,通常采用乙酸过量来提高正丁醇的转化率,A不符合题意;
B.酯化反应需要的温度高于水的沸点,不能水浴加热,B不符合题意;
C.为防止乙酸丁酯脱水炭化,试管不可与石棉网直接接触,C不符合题意;
D.乙酸易挥发,制备的乙酸丁酯中混有乙酸,加入饱和碳酸钠溶液可吸收乙酸,并与乙酸丁酯分层,分液后,即可除去乙酸杂质,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】制备乙酸丁酯可以类比乙酸乙酯的制备过程,操作基本一致
10.【答案】B
【解析】【解答】A.糖类中的单糖不能发生水解反应,A不符合题意;
B.蔗糖和麦芽糖的化学式相同,结构不同,二者互为同分异构体,B符合题意;
C.蛋白质的三级结构与氢键的形成有关,C不符合题意;
D.核糖是单糖,不是高分子,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.糖包含单糖、二糖、多糖,二糖和多糖和蛋白质可以水解但是单糖不能水解
B.分子式相同,结构不同的有机物互为同分异构体
C.根据蛋白质的三级结构形成即可判断
D.核酸是高分子但是核糖不是
11.【答案】C
【解析】【解答】A.蒸馏时使用温度计是测量蒸气温度,因此温度计水银球的上限要和蒸馏烧瓶支管口下沿相平,A不符合题意;
B.为了充分冷凝,要采用逆流原理,使冷凝管中的冷凝水从下口b口进,上口a口出,B不符合题意;
C.若加热后发现没有加碎瓷片,需停止加热,待装置冷却后再进行补加,C符合题意;
D.该装置图是分离液体混合物的装置,也可以用于在实验室中用自来水制少量蒸馏水,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】若加热后发现没有加碎瓷片,则需要冷却之后再补加沸石。
12.【答案】C
【解析】【解答】A. 能在O2中燃烧,生成二氧化碳、二氧化硫和水,故A不符合题意;
B. 碳原子是sp2杂化,与碳碳双键相连的原子在同一平面内,所有原子处于同一平面,故B不符合题意;
C. 由噻吩C4H4S转化生成1molC4H9SH至少需要3molH2,故C符合题意;
D. 和环戊二烯()分别与H2发生加成反应,前者最多可与3molH2加成,而后者最多可与2molH2加成,产物的种数不同,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.有机物都可以燃烧;
B.碳碳双键相连的原子在同一平面内,所有原子处于同一平面;
C. 有三个不饱和度至少需要3molH2;
D.前者三个不饱和度,后者两个双键最多加成2mol氢气,产物的种数不同;
13.【答案】(1)(C6H10O5)n(淀粉)(葡萄糖)
(2)温度;催化剂
(3)没有加入碱中和作为催化剂的稀硫酸
(4)氢氧化钠与碘反应
(5)D
【解析】【解答】(1)根据淀粉的化学式为 (C6H10O5)n(淀粉) ,在酶的作用下可水解成葡萄糖,故水解方程式为 (C6H10O5)n(淀粉)(葡萄糖) ;
(2)根据题意, 试管甲和丙均用60~80℃的水浴加热5~6min,试管乙不加热, 甲和乙主要探究温度对淀粉水解的影响,丙中加入催化剂,故甲和丙可证明催化剂对淀粉水解的影响;
(3)加入氢氧化铜主要是为了证明醛基的存在,做此实验需要保持碱性环境,因此未出现砖红色沉淀可能是未中和的硫酸与氢氧化铜发生中和反应所致;
(4)碘可与氢氧化钠发生化学反应,导致丙中溶液颜色无改变;
(5)①淀粉水解需要一定的温度和催化剂进行;
②淀粉是否完全水解主要考虑是含有淀粉,淀粉遇碘变蓝色,因此可以加入碘单质进行检测;
③检验醛基主要是在碱性环境中;
④唾液中含有淀粉酶可以达到分解淀粉的目的;
【分析】(1)根据淀粉水解的产物即可写出方程式;
(2)根据实验对照,结合控制变量法进行判断;
(3)考查醛基的检验,需要在碱性环境和新制氢氧化铜反应;
(4)考虑氢氧化钠与碘单质反应;
(5)①水解一般需要一定的条件;
②水解是否完全,主要检验是否含有淀粉,可用碘单质进行检验;
③考查是检验醛基需要在碱性环境中进行;
④唾液中含有淀粉酶。
14.【答案】(1)
(2)取代;C-O 键、C-H 键
15.【答案】(1);对二甲苯(或1,4-二甲苯)
(2)C6H5Cl;醚键
(3)取代反应;取代反应
(4)+(2n-1)H2O
(5)、
(6)
【解析】【解答】(1)根据上述分析可知,A为苯,其结构简式为,H的化学名称为对二甲苯(或1,4-二甲苯),
故答案为;对二甲苯(或1,4-二甲苯);
(2)B为氯苯,其分子式为C6H5Cl,C为,其分子内所含官能团为醚键,
故答案为C6H5Cl;醚键;
(3)由D生成E的过程为苯酚中苯环的硝化反应,即取代反应;由F生成G为羟基被氨基取代的过程,反应类型也为取代反应,
故答案为取代反应;取代反应;
(4)由G和I生成M发生的是缩聚反应,其方程式为:
+(2n-1)H2O,
故答案为
+(2n-1)H2O;
(5)I的分子式为C8H6O4,1 moi Q最多消耗4 mol NaOH,则分子内含4个酚羟基或4个甲酸酯结构;核磁共振氢谱有4组吸收峰,则分子内有4种不同化学环境的氢原子,据此可确定取代基的位置,其结构简式可能为:或,
故答案为 、;
(6)根据上述合成路线和已知信息,以甲苯为原料,先与氯气在氯化铁作用下发生取代反应生成,再根据已知信息①在氯化铝的条件下与甲苯合成的合成,最终被酸性高锰酸钾氧化为。具体合成路线如下:
,
。
【分析】(1)根据D推出A的结构简式,根据A推测出H的结构简式进行命名
(2)根据结构式即可写出分子式,根据C的结构式即可找出官能团
(3)根据反应物和生成物即可判断反应类型
(4)根据反应物和生成物即可写出方程式
(5)根据要求即可写出同分异构体的结构简式
(6)根据最终产物逆推出中间产物即可写出合成流程
16.【答案】(1)乙烯;羧基;酯基
(2)加成反应;酯化反应(取代反应)
(3)nCH2=CH2
(4)2Cu+O22CuO;CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O
(5)催化剂、吸水剂
【解析】【解答】(1)由分析可知,A的名称为乙烯,C、E的结构简式分别为CH3COOH、CH3COOCH2CH3,故其中官能团名称分别是羧基、酯基,故答案为:乙烯;羧基;酯基;
(2)由分析可知,反应①为乙烯与水催化加成,反应③为乙酸和乙醇在浓硫酸催化下发生酯化反应,故反应类型分别是加成反应、取代反应(酯化反应),故答案为:加成反应;取代反应(酯化反应);
(3)由题干信息结合分析可知,转化④的反应方程式为nCH2=CH2,故答案为:nCH2=CH2;
(4)由分析可知,B→D转化即乙醇催化氧化的反应,故其中Cu作为催化剂参与反应的方程式为2Cu+O22CuO,CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O,故答案为:2Cu+O22CuO;CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O;
(5)在反应③即酯化反应中浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂,故答案为:催化剂、吸水剂。
【分析】思路分析: 烃A是一种植物激素,可用作果实催熟剂, A为乙烯,F为高分子化合物,说明A到F发生加聚反应,A与水发生加成反应得到乙醇,乙醇与氧气发生氧化反应得到乙醛,C为乙酸,乙醇和乙酸反应酯化反应得到乙酸乙酯。
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