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江苏省海安高级中学2019-2020学年高二化学下学期期中试题
江苏省海安高级中学2019-2020学年高二化学下学期期中试题
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江苏省海安高级中学2019-2020学年高二化学下学期期中试题(含解析)
注意事项:
1.本试卷包括第Ⅰ卷选择题和第Ⅱ卷非选择题两部分。满分100分,考试时间90分钟。
2.作答选择题,必须用2B铅笔把答题卡上对应选项的方框涂满涂黑;作答非选择题,必须用书写黑色字迹的0.5毫米签字笔写在答题卡上的指定位置,在其它位置作答一律无效。交卷时只交答题卡。
3.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Cu 64 Br 80
第Ⅰ卷(选择题,共40分)
一、单项选择题:本题包括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.化学是你,化学是我,化学深入我们的生活,下列说法正确的是
A. 木材纤维和土豆淀粉遇碘水均显蓝色
B. 食用花生油和鸡蛋清都能发生水解反应
C. 包装用材料聚乙烯和聚氯乙烯都属于烃
D. 医用消毒酒精中乙醇的浓度为90%
【答案】B
【解析】
【详解】A项、淀粉遇碘水显蓝色,纤维素遇碘水不显蓝色,木材纤维的主要成分是纤维素,A错误;
B项、食用花生油成分是油脂,鸡蛋清成分是蛋白质,油脂水解生成高级脂肪酸和甘油,蛋白质水解生成氨基酸,B正确;
C项、聚氯乙烯还含有氯元素,不属于烃,C错误;
D项、乙醇浓度过大,使细胞壁脱水形成一层膜阻止进一步渗入,医用消毒酒精中乙醇的浓度为75%,D错误;
故本题选B。
2.下列有关化学用语表示正确的是
A. 一氯甲烷的电子式: B. 比例模型表示甲烷分子或四氯化碳分子
C. 丙醛的分子式:CH3CH2CHO D. 对硝基甲苯的结构简式:
【答案】D
【解析】
【详解】A. 一氯甲烷的电子式为,A不正确;
B. 比例模型表示的是正四面体结构的分子,其中心原子的半径较大,故其可以表示甲烷分子,但不能表示四氯化碳分子,B不正确;
C. 丙醛的分子式为C3H6O,C不正确;
D. 对硝基甲苯的苯环上有一个硝基和一个甲基,两个取代基在苯环的相对位置上,故其结构简式为,D正确;
本题选D。
3.下列说法中正确的是
A. 石油分馏、煤的干馏都是物理变化
B. 和为同一种物质
C. 油脂的“皂化”即为油脂的“硬化”
D. 糖类、油脂和蛋白质均是天然高分子化合物
【答案】B
【解析】
【详解】A.石油分馏是分离互溶的沸点不同的液体混合物,由于没有新物质产生,所以发生的是物理变化;而煤的干馏则是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,由于产生了新的物质,因此发生的变化是化学变化,A错误;
B.甲烷是正四面体结构,分子中任何2个H原子都相邻,和可看作是甲烷分子中的3个H原子分别被1个F原子、2个Cl原子取代产生的物质,因此是同一种物质,B正确;
C.油脂的“氢化”即为油脂的“硬化”,而油脂的“皂化”即为油脂在碱性条件下水解产生高级脂肪酸盐的反应,C错误;
D.糖类中的单糖、低聚糖和油脂不属于高分子化合物,而淀粉、纤维素及蛋白质是天然高分子化合物,D错误;
故合理选项是B。
4.下列有机物命名正确的是
A. 1,3—二甲基丁烷
B. 2—羟基丙烷
C. 2—乙基—1,3—丁二烯
D. 苯甲酸
【答案】C
【解析】
【详解】A. 主碳链为5,属于烷烃,命名为: 2—甲基戊烷,故A错误;
B. 主碳链为3,属于醇类,命名为: 2—丙醇,故B错误;
C. 含不饱和键的最长的主链只有4个碳,名称为 2—乙基—1,3—丁二烯,故C正确;
D. 属于芳香酯类,命名:甲酸苯酯,故D错误;
故选C。
5.下列有关物质的组成、结构和性质的说法中正确的是
A. 用甘氨酸()和丙氨酸()缩合最多可形成四种二肽
B. 浓硫酸可以使蛋白质变黄,称为颜色反应,常用来鉴别部分蛋白质
C. 在一定条件下,CH3CO18OH和C2H5OH反应可生成 CH3CO18OC2H5
D. HCOOH与OHCCH2OH属于同系物,均能使酸性KMnO4溶液褪色
【答案】A
【解析】
【详解】A.用甘氨酸()和丙氨酸()缩合,当同种氨基酸脱水,生成2种二肽,当异种氨基酸脱水,可以是甘氨酸脱去羟基,丙氨酸脱氢;也可以丙氨酸脱羟基,甘氨酸脱去氢,生成2种二肽,最多可形成四种二肽,故A正确;
B.浓硝酸可以使蛋白质变黄,称为颜色反应,常用来鉴别部分蛋白质,故B错误;
C.发生酯化反应时,酸脱“羟基”、醇脱“氢”,在一定条件下,CH3CO18OH和C2H5OH反应可生成 CH3COOC2H5、H218O,故C错误;
D.HCOOH含有羧基、OHCCH2OH含有醛基、羟基,官能团不同,HCOOH与OHCCH2OH不属于同系物,故D错误;
选A。
6.在给定条件下,下列选项中所示物质间的转化均能实现的是
A. CH3CH2CH2BrCH3CH=CH2CH3CBr2CH3
B.
C. 石油CH3CH=CH2
D. NaOH(aq)Cu(OH)2悬浊液Cu2O(s)
【答案】C
【解析】
【详解】A.卤代烃在氢氧化钠溶液中加热发生水解反应生成醇,CH3CH2CH2BrCH3CH2CH2OH,故A错误;
B.苯酚酸性大于HCO3-,和碳酸氢钠不反应,故B错误;
C.石油发生裂解反应生成丙烯,丙烯发生加聚反应生成聚丙烯,石油CH3CH=CH2,故C正确;
D.蔗糖不含醛基,蔗糖不能和新制Cu(OH)2悬浊液反应,故D错误;
选C。
7.用下图所示装置进行实验,其中不合理的是
A. 用图①装置配制银氨溶液
B. 用图②装置制备硝基苯
C. 用图③装置检验溴乙烷的消去反应产物中含有乙烯
D. 用图④装置制备乙酸乙酯
【答案】C
【解析】
【详解】A选项,用图①装置配制银氨溶液,开始出现沉淀,继续滴加至沉淀溶解,故A正确;
B选项,用图②装置制备硝基苯,在水浴中加热,故B正确;
C选项,用图③装置检验溴乙烷的消去反应产物中含有乙烯,乙醇、乙烯与酸性高锰酸钾反应,故C错误;
D选项,用图④装置制备乙酸乙酯,用饱和碳酸钠溶液收集,故D正确。
综上所述,答案为C。
8.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 17 g羟基所含有的电子数目为7NA
B. 1 mol苯甲醛分子中含有的双键数目为4NA
C. 标准状况下,2.24 L己烷含有的分子数为0.1NA
D. 常温常压下,30 g乙酸和葡萄糖的混合物中含有的碳原子数为NA
【答案】D
【解析】
【详解】A. 17 g羟基的物质的量为1mol,所含有的电子数目9NA,A错误;
B. 苯中无碳碳双键,醛基中含有双键,1mol苯甲醛分子中含有的双键数目为NA,B错误;
C. 标准状况下,己烷不是气体,无法计算分子数,C错误;
D. 乙酸和葡萄糖的的最简式为CH2O,30 gCH2O的物质的量为1mol,含有的碳原子数为NA,D正确;
故答案为:D。
9.链状高分子化合物,可由有机化工原料R和其它无机试剂通过卤化、水解、氧化、缩聚反应得到,则R是
A. 乙烯 B. 乙炔 C. 1,3—丁二烯 D. 2—丁醇
【答案】A
【解析】
【详解】由链状高分子化合物的结构可知,该有机物由乙二酸和乙二醇经缩聚反应得到,而乙二酸可由乙二醛氧化得到,乙二醛又可由乙二醇氧化得到,乙二醇可由1,2-二溴乙烷水解得到,1,2-二溴乙烷可由乙烯与溴加成得到。由题意知,该高分子可由有机化工原料R和其它无机试剂通过卤化、水解、氧化、缩聚反应得到,因此,R是乙烯,答案为A。
10.柠檬烯是一种食用香料,其结构简式如图所示。下列有关柠檬烯的说法正确的是( )
A. 分子式为C10H16,其一氯代物有6种
B. 分子中所有的碳原子一定在同一平面上
C. 和丁基苯()互为同分异构体
D. 一定条件下,可以发生加成、取代、氧化、还原等反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.该物质结构不对称,含8种不同位置的H,则它的一氯代物有8种,A错误;
B.分子中甲基、亚甲基、次甲基中的C均为饱和C原子,为四面体结构,则分子中所有C原子不可能在同一平面上,B错误;
C.柠檬烯分子中含16个H,丁基苯分子中含14个H,二者分子式不同,因此它们不能互为同分异构体,C错误;
D.柠檬烯分子中含碳碳双键,能发生加成、氧化、还原等反应;分子中饱和C原子上含H原子,可在光照条件下发生取代反应,D正确;
故合理选项是D。
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,该题为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为0分。
11.下列关于实验原理或操作的叙述中,正确的是
A. 从碘水中提取单质碘时,可用无水乙醇代替CCl4
B. 用酸性KMnO4溶液可以除去乙烯中混有的乙炔
C. 可以用水鉴别甲苯、硝基苯、乙酸三种物质
D. 实验室中提纯混有少量乙酸的乙醇,可采用先加生石灰,过滤后再蒸馏的方法
【答案】CD
【解析】
【详解】A.乙醇易溶于水,从碘水中提取单质碘时,不能用无水乙醇代替CCl4,故A错误;
B.乙烯、乙炔都能被高锰酸钾溶液氧化,不能用酸性KMnO4溶液除乙烯中混有的乙炔,故B错误;
C.甲苯难溶于水、密度小于水,甲苯和水混合后,静止分层,油层在上;硝基苯难溶于水、密度大于水,硝基苯和水混合后,静止分层,油层在下;乙酸易溶于水,乙酸和水混合后,静止不分层,所以可以用水鉴别甲苯、硝基苯、乙酸三种物质,故C正确;
D.乙酸和氧化钙反应生成醋酸钙,可采用先加生石灰,过滤后再蒸馏的方法提纯混有少量乙酸的乙醇,故D正确;
选CD。
12.来自植物精油中的三种活性成分的结构简式如下。下列说法正确的是
A. ①中含有2个手性碳原子数
B. ②难溶于水,分子中含有3种官能团
C 1 mol②、③与浓溴水反应,最多消耗2 mol Br2
D. 1 mol③最多可与3 mol NaOH发生反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.有机物中与甲基连接的C原子的相邻的碳原子连接4个不同的原子团,为手性碳原子,A正确;
B.物质②含有憎水基,使物质难溶于水,且该物质分子中含有酯基、碳碳双键、羟基、醚键4种官能团,B错误;
C.物质②分子中含2个碳碳双键,1 mol该物质与溴水发生反应,消耗2 mol Br2;物质③分子中含1个碳碳双键和2个酚羟基,碳碳双键能够与溴单质发生加成反应,酚羟基与溴发生取代反应,则1 mol该物质可以与3 mol Br2反应,C错误;
D.③含有2个酚羟基和1个酯基,且酯基可水解生成羧基和酚羟基,羧基、酚羟基都可以与NaOH发生反应,则1 mol物质③最多可与4 mol NaOH发生反应,D错误;
故合理选项是A。
13.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结 论
A
向苯和苯酚的混合液中加入过量浓溴水,过滤
除去了苯中混有的苯酚
B
向两支均盛有1mL蛋白质溶液的试管中分别加入CuSO4、饱和 (NH4)2SO4溶液,均产生沉淀
蛋白质均发生了变性
C
向试管中加入少量麦芽糖,再加入2mL水溶解,片刻后再加入银氨溶液,水浴加热,管壁产生银镜
麦芽糖已水解且产物中含有葡萄糖
D
卤代烃RX少许与NaOH溶液混合共热,冷却后加入足量HNO3,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀
X为Cl原子
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A. 向苯和苯酚的混合液中加入过量浓溴水,两者发生取代反应,但是生成的三溴苯酚仍可溶于苯中,过滤法不能除去杂质,A的结论不正确;
B. 向两支均盛有1mL蛋白质溶液的试管中分别加入CuSO4、饱和(NH4)2SO4溶液,均产生沉淀,前者属于蛋白质的变性,后者属于蛋白质的盐析,B结论不正确;
C. 向试管中加入少量麦芽糖,再加入2mL水溶解,片刻后再加入银氨溶液,水浴加热,管壁产生银镜,该实验无法证明麦芽糖已水解且产物中含有葡萄糖,因为麦芽糖也能发生银镜反应,C结论不正确;
D. 卤代烃RX少许与NaOH溶液混合共热,冷却后加入足量HNO3,再滴加AgNO3溶液,产生白色沉淀,说明有氯化银沉淀生成,从而证明RX为氯代烃,X为Cl原子,D实验结论正确。
本题选D 。
14.在抗击新冠病毒肺炎中瑞德西韦是主要药物之一。瑞德西韦的结构如图所示,下列说法正确的是
A. 瑞德西韦中N、O、P元素的电负性:N>O>P
B. 瑞德西韦中的O—H键的键能大于N—H键的键能
C. 瑞德西韦中所有N都为sp3杂化
D. 瑞德西韦结构中存在σ键、π键和大π键
【答案】BD
【解析】
【详解】A.同一周期元素的非金属性随原子序数的增大而增大;同一主族元素的非金属性随原子序数的增大而减小,则元素的非金属性:O>N>P。元素的非金属性越强,其电负性就越大,故元素的电负性:O>N>P,A错误;
B.元素的非金属性越强,元素的原子半径越小,与同一元素的原子形成的共价键的键长就越短,其相应的键能就越大,由于元素的原子半径:O<N,所以瑞德西韦中的O—H键的键能大于N—H键的键能,B正确;
C.在瑞德西韦中,形成3个共价键的N原子采用sp3杂化,含有C=N双键的N原子则采用sp2杂化,C错误;
D.共价单键都是σ键,共价双键中一个是σ键,一个是π键;在苯环及含有N原子的六元环中含大π键,根据瑞德西韦结构可知其中含有共价单键、双键和苯环等六元环,故分子中存在σ键、π键和大π键,D正确;
故合理选项是BD。
15.CPAE是蜂胶的主要活性成分,由咖啡酸合成CPAE路线如下:
下列说法正确的是
A. 可用金属Na检测上述反应是否残留苯乙醇
B. 与苯乙醇互为同分异构体的酚类物质共有9种
C. 1 mol咖啡酸最多可与含3 mol NaHCO3的溶液发生反应
D. 咖啡酸、苯乙醇及CPAE都能发生取代、加成和氧化反应
【答案】BD
【解析】
【详解】A. CPAE中含酚-OH、苯乙醇中含-OH ,均与Na反应生成氢气,则不能用金属Na检测上述反应是否残留苯乙醇,故A错误;
B.与苯乙醇互为同分异构体的酚类物质,含酚- OH、乙基(或2个甲基) ,含酚-OH、乙基存在邻、间、对三种,两个甲基处于邻位的酚2种,两个甲基处于间位的有3种,两个甲基处于对位的有1种,共9种,故B确;
C.由咖啡酸的结构简式 可知,含有-COOH,能与NaHCO3反应,所以1 mol最多可与1mol NaHCO3的溶液发生反应,故C错误;
D. 由咖啡酸的结构简式 、苯乙醇的结构简式、CPAE的结构简式可知,C=C和苯环可发生加成反应、取代反应和氧化反应,故D正确 ;
故答案:BD。
第Ⅱ卷(非选择题,共60分)
16.某研究性学习小组为了解有机物A的性质,对A的结构进行了如下实验。
实验一:通过质谱分析仪分析得知有机物A的相对分子质量为90。
实验二:用红外光谱分析发现有机物A中含有—COOH和 —OH。
实验三:取1.8g有机物A完全燃烧后,测得生成物为2.64gCO2和1.08gH2O。
实验四:经核磁共振检测发现有机物A的谱图中H原子峰值比为3:1:1:1。
(1)有机物A的结构简式为_______。
(2)有机物A在一定条件下可以发生的反应有_______。
a.消去反应 b.取代反应 c.聚合反应 d.加成反应 e.氧化反应
(3)有机物A在浓硫酸作用下可生成多种产物。其中一种产物B的分子式为C3H4O2,B能和溴发生加成反应,则B的结构简式为_______。另一种产物C是一种六元环状酯,写出生成C的化学方程式:_______。
(4)写出A与足量的金属钠反应的化学方程式:_______。
【答案】 (1). (2). abce (3). CH2=CHCOOH (4). 2+2H2O (5).
【解析】
【分析】
2.64gCO2和1.08gH2O 中碳元素、氢元素的物质的量分别是 、,根据质量守恒,1.8g有机物A中氧元素的物质的量是,A的最简式是CH2O,A的相对分子质量是90,所以A的分子式是C3H6O3;
【详解】(1) A的分子式是C3H6O3,A中含有—COOH和 —OH ,核磁共振检测发现有机物A的谱图中H原子峰值比为3:1:1:1,则A的结构简式是;
(2) a.含有羟基,能发生消去反应生成CH2=CHCOOH,故选a;
b.含有羟基、羧基能发生酯化反应,酯化反应属于取代反应,故选b;
c.含有羟基、羧基能发生缩聚反应,故选c;
d.不含碳碳双键,不能发生加成反应,故不选d;
e.含有羟基,能发生氧化反应,故选e;
选abce;
(3) B的分子式为C3H4O2,B能和溴发生加成反应,说明B含有碳碳双键,则B的结构简式为CH2=CHCOOH;另一种产物C是一种六元环状酯,则C是,2分子发生酯化反应生成和水,反应的化学方程式是2+2H2O;
(4) 中羟基、羧基都能与钠发生置换反应放出氢气,反应的化学方程式是。
【点睛】本题考查有机物的推断和性质,根据燃烧产物推断有机物A的分子式,利用元素守恒确定氧元素的质量是解题的关键,明确根据官能团推断有机物性质。
17.实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛的反应如下:
已知:(1)间溴苯甲醛温度过高时易被氧化。
(2)溴、苯甲醛、1,2-二氯乙烷、间溴苯甲醛的沸点见下表:
物质
溴
苯甲醛
1,2-二氯乙烷
间溴苯甲醛
沸点/℃
58.8
179
83.5
229
步骤1:将一定配比的无水AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后装入三颈烧瓶(如右图所示),缓慢滴加经浓硫酸干燥过的足量液溴,控温反应一段时间,冷却。
步骤2:将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,搅拌、静置、分液。有机层用10% NaHCO3溶液洗涤。
步骤3:经洗涤的有机层加入适量无水MgSO4固体,放置一段时间后过滤出
MgSO4•nH2O晶体。
步骤4:减压蒸馏有机层,收集相应馏分。
(1)实验装置中冷凝管的主要作用是_____,锥形瓶中应为_____(填化学式)溶液。
(2)步骤1反应过程中,为提高原料利用率,适宜的温度范围为(填序号)_______。
A.>229℃ B.58.8℃~179℃ C.<58.8℃
(3)步骤2中用10% NaHCO3溶液洗涤,是为了除去溶于有机层的___(填化学式)。
(4)步骤3中加入无水MgSO4固体的作用是_____。
(5)步骤4中采用减压蒸馏,是为了防止______。
(6)若实验中加入了5.3 g苯甲醛,得到3.7 g间溴苯甲醛。则间溴苯甲醛产率为______。
【答案】 (1). 冷凝回流 (2). NaOH (3). C (4). Br2 (5). 除去有机层的水 (6). 间溴苯甲醛因温度过高被氧化 (7). 40%
【解析】
【分析】
(1)冷凝管的作用是:冷凝回流,以提高原料利用率,锥形瓶中盛放的是NaOH来吸收溴化氢;
(2)步骤1反应过程中,为提高原料利用率,应控制温度小于溴的沸点;
(3)步骤2,有机层用10% NaHCO3溶液洗涤,,是为了除去溴;
(4)步骤3中加入无水MgSO4固体,是为了除去有机物中的水;
(5)采用减压蒸馏,可以降低馏出物的沸点,因此可以在较低的温度下分离出馏分,防止间溴苯甲醛因温度过高被氧化;
(6)依据关系时计算,理论上产生溴苯甲醛的质量,进而计算产率。
【详解】(1)冷凝管的作用是:冷凝回流,以提高原料的利用率;生成物中溴化氢为有毒气体,锥形瓶中盛放的是NaOH溶液,用来吸收溴化氢;
本题答案为:冷凝回流 、NaOH。
(2)步骤1反应过程中,为提高原料利用率,应控制温度低于溴和苯甲醛的沸点,所以温度应低于58.8℃;
本题答案为:C。
(3)步骤2,有机层中含有未完全反应的溴,其能与NaHCO3溶液反应生成可溶于水的盐,所以有机层用10% NaHCO3溶液洗涤,,是为了除去溴;
本题答案为:溴
(4)经洗涤的有机层加入适量无水MgSO4固体,放置一段时间后过滤出
MgSO4•nH2O晶体,所以步骤3中加入无水MgSO4固体,是为了除去有机物中的水;
本题答案为:除去有机层的水。
(5)采用减压蒸馏,可以降低馏出物的沸点,因此可以在较低的温度下分离出馏分,防止间溴苯甲醛因温度过高被氧化;
本题答案为:间溴苯甲醛因温度过高被氧化。
(6)依据,设5.3 g苯甲醛完全反应生成x g间溴苯甲醛,则有:106:185=5.3:x,解得x=9.25g,所以间溴苯甲醛产率100=40;
本题答案为:40。
18.布洛芬具有降温和抑制肺部炎症的双重作用。一种制备布洛芬的合成路线如图:
已知:①CH3CH2ClCH3CH2MgCl
②+HCl
回答下列问题:
(1)A的化学名称为___,G→H的反应类型为___,H中官能团的名称为__。
(2)分子中所有碳原子可能在同一个平面上的E的结构简式为__。
(3)I→K的化学方程式为___。
(4)写出符合下列条件的D的同分异构体的结构简式__(不考虑立体异构)。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;②分子中有一个手性碳原子;③核磁共振氢谱有七组峰。
(5)写出以间二甲苯、CH3COCl和(CH3)2CHMgCl为原料制备的合成路线:__(无机试剂任选)。
【答案】 (1). 甲苯 (2). 消去反应 (3). 碳碳双键、酯基 (4). (5). +H2O+CH3OH (6). (7).
【解析】
【分析】
根据F的结构可知A中应含有苯环,A与氯气可以在光照条件下反应,说明A中含有烷基,与氯气在光照条件下发生取代反应,A的分子式为C7H8,则符合条件的A只能是;则B为,B→C→D发生信息①的反应,所以C为,D为;D中羟基发生消去反应生成E,则E为或;E与氢气加成生成F,F生成G,G在浓硫酸加热的条件下羟基发生消去反应生成H,则H为,H与氢气加成生成I,则I为,I中酯基水解生成K。
【详解】(1)A为,名称为甲苯;G到H为消去反应;H为,其官能团为碳碳双键、酯基;
(2)E为或,其中的碳原子可能在同一平面上;
(3)I到K的过程中酯基发生水解,方程式为+H2O+CH3OH;
(4)D为,其同分异构体满足:
①能与FeCl3溶液发生显色反应说明含有酚羟基;
②分子中有一个手性碳原子,说明有一个饱和碳原子上连接4个不同原子或原子团;
③核磁共振氢谱有七组峰,有7种环境的氢,结构应对称,满足条件的同分异构体为:;
(5)根据观察可知需要在间二甲苯的苯环上引入一个支链,根据信息②可知CH3COCl/AlCl3可以在苯环上引入支链-COCH3,之后的流程与C到F相似,参考C到F的过程可知合成路线为:。
19.化合物F是有机合成的中间体,其合成路线流程图如下:
(1)化合物F中含氧官能团的名称为____、____。
(2)B→C的反应类型为____。
(3)化合物D的分子式为C10H14 O2,写出D的结构简式____。
(4)含有NaOH的Cu(OH)2悬浊液与E反应的化学方程式为____。
(5)B和乙醇反应的产物为G(C11H12O3),写出满足下列条件G的一种同分异构体的结构简式___________。
①不能发生银镜反应,水解产物之一遇FeCl3溶液显紫色
②分子中有4种不同化学环境的氢
(6)已知:。以和丙二酸 [CH2(COOH)2] 为原料制备化合物,写出相应的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
____________________________________
【答案】 (1). 醚键 (2). 酰胺键 (3). 还原反应 (4). (5). + 2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O (6). 或 (7).
【解析】
【分析】
A发生取代反应生成B,B发生还原反应生成C,D发生氧化反应生成E,根据C、E结构简式,结合化合物D的分子式为C10H14 O2,C发生取代反应生成D,D为;E发生一系列反应生成F,据此分析解答(1)~(5);
(6)以 和丙二酸[CH2(COOH)2]为原料制备,要合成,可以先合成,需要将碳链增长,因此需要利用题干A→B的合成方法合成,需要将转化为苯甲醛,苯甲醛与丙二酸[CH2(COOH)2]反应生成,可以实现碳链的增长,而将转化为苯甲醛,需要缩短碳链,可以考虑利用已知信息来合成,据此分析解答。
【详解】(1)化合物 F ()中的含氧官能团有醚键、酰胺键,故答案为:醚键;酰胺键;
(2)根据流程图,B→C 过程中-COOH转化-CH2OH,碳碳双键变成了碳碳单键,因此反应类型为还原反应,故答案为:还原反应;
(3)根据上述分析,D 的结构简式为,故答案为:;
(4)E()中含有醛基,能够在碱性溶液中与Cu(OH)2悬浊液发生氧化还原反应,反应的化学方程式为+ 2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O,故答案为:+ 2Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O;
(5)B 和乙醇反应的产物为 G(C11H12O3),G的同分异构体符合下列条件:①不能发生银镜反应,说明不含醛基,水解产物之一遇 FeCl3 溶液显紫色,说明含有酯基且其水解产物含有酚羟基,为羧酸苯酯;②分子中有 4 种不同化学环境的氢,则符合条件的结构简式有:或 ,故答案为:或 ;
(6)以 和丙二酸[CH2(COOH)2]为原料制备,发生消去反应生成苯乙烯,苯乙烯发生已知信息中的反应生成苯甲醛,苯甲醛发生取代反应生成苯丙烯酸,苯丙烯酸发生还原反应生成苯丙醇,苯丙醇发生催化氧化生成苯丙醛,其合成路线,故答案为:。
【点睛】本题的易错点为(5),要注意限制条件的解读和同分异构体书写方法的练习,难点为(6),要注意根据目标产物的结构采用逆向思维的方法分析,要注意在题干流程图和信息中寻找碳链增长和缩短的合成方法。
20.铝及其化合物广泛应用于金属冶炼、有机合成等领域。
(1)铝热反应可以冶炼金属铬,Cr基态核外电子排布式为______。
(2)AlCl3可作以下反应的催化剂。
①乙酸酐分子中碳原子轨道的杂化类型为______。
②1 mol对甲基苯乙酮分子中含有的σ键为______。
③CH3COOH与H2O可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为__________。
④单个AlCl3气态分子的空间构型为___________,AlCl3可与Cl-形成,与互为等电子体的分子为________。
(3)某遮光剂的晶胞如图所示,由晶胞可知n=______。
【答案】 (1). 1s22s22p63s23p63d54s1 (或[Ar]3d54s1) (2). sp3、sp2 (3). 20 mol (4). CH3COOH分子能与水分子间形成氢键 (5). 平面三角形 (6). CCl4(或SiCl4等其它合理答案) (7). 6
【解析】
【分析】
(1)Cr是24号元素,根据构造原理书写其基态核外电子排布式;
(2)①根据乙酸酐中C原子形成化学键情况判断C原子杂化类型;
②根据物质分子结构,结合σ键存在于共价单键、共价双键、共价三键和配位键中分析;
③根据氢键的作用分析判断;
④利用价层电子对互斥理论分析判断AlCl3分子空间构型,结合等电子体概念判断AlCl4-的等电子体;
(3)利用均摊方法计算晶胞中含有的Na+、的数目,然后根据化合物中正负电荷数目相等,计算n的值。
【详解】(1)Cr是24号元素,根据构造原理和洪特规则的特例,可得基态Cr原子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d54s1(或写为[Ar]3d54s1);
(2)①在乙酸酐中,两个甲基C原子形成4个共价单键,采用sp3杂化;而两个—COO—中的C原子都采用sp2杂化类型,故乙酸酐中C原子杂化类型为sp3、sp2杂化;
②对甲基苯乙酮分子式是C9H10O,分子中的共价单键都是σ键,共价双键中1个是σ键,1个是π键,苯环上含有6个碳碳σ键,根据对甲基苯乙酮分子结构可知:1个对甲基苯乙酮分子中,含有10个C-H键,3个C-C单键,1个C=O双键和苯环上含有的6个碳碳σ键,含有σ键的数目为10+3+1+6=20,所以1 mol该物质中含有20 mol的σ键;
③能和水分子间形成氢键的物质易溶于水,CH3COOH与水分子间能形成氢键,所以增大了乙酸的溶解度,所以CH3COOH与H2O可以任意比例互溶,这不仅与它们都是极性分子,由极性分子构成的溶质易溶于由极性分子构成的溶剂中,还与CH3COOH分子能与水分子间形成氢键有关;
④单个AlCl3分子中Al原子价层电子对数=3+=3,且Al原子上不含孤电子对,根据价层电子对互斥判断该分子的空间构型为平面三角形;与互为等电子体的分子中含有5个原子、价电子总数是32,所以与其互为等电子体的有CCl4(或SiCl4等其它合理答案);
(3)根据图示可知该晶体的晶胞中含有的Na+数目为2×+4×+8×=6,含有AlFn(n-3)-的数目为1+8×=2,由于阴、阳离子所带电荷数目相等,则6×(+1)+2[-(n-3)]=0,解得n=6。
【点睛】本题综合查物质结构与性质,涉及核外电子排布规律、原子的杂化、等电子体、晶胞计算等,掌握原子核外电子排布规律、杂化轨道理论和价层电子对互斥理论及有关概念是本题解答关键,注意电荷守恒的灵活运用,难点是判断微粒在晶胞的位置,利用均摊方法进行晶胞计算。
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