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…………○…………內…………○…………裝…………○…………內…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2025年魯教版選修化學上冊階段測試試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五總分得分評卷人得分一、選擇題(共5題,共10分)1、下列有機物的命名正確的是A.2-甲基-2-乙基丙烷B.2-甲基-4-丁醇C.乙酸苯甲酯D.二氯丁烷2、下列反應屬于取代反應的是()A.乙醇與濃硫酸加熱到170℃B.乙醇與濃硫酸加熱到140℃C.電石與水反應制乙炔D.乙醛與氧氣反應生成乙酸3、下列實驗的“操作和現(xiàn)象”與“推測或結論”對應關系正確的是。選項操作和現(xiàn)象推測或結論A向H2O2溶液中加入幾滴FeCl3溶液,溶液中產(chǎn)生氣泡發(fā)生的離子反應為:B用鐵絲蘸取少量某溶液進行焰色反應,火焰呈黃色該溶液含有鈉鹽C向Al與Fe2O3反應后的固體產(chǎn)物中先加稀硫酸溶解,再加入幾滴KSCN溶液,溶液不變紅無法證明反應后固體產(chǎn)物中是否含有Fe2O3D向無水乙醇中加入濃硫酸,加熱至170℃,將產(chǎn)生的氣體通入酸性高錳酸鉀溶液,紅色褪去使溶液褪色的氣體是乙烯
A.AB.BC.CD.D4、化學也可以萌萌噠,如以下幾種有機物(a)囧烷(b)企鵝酮(c)始祖鳥烯關于這三種化合物下列說法中正確的是A.始祖鳥烯既能使酸性高錳酸鉀褪色也能使溴水褪色,其褪色原理是一樣的B.b所有碳原子可能共平面C.若R1=R2=甲基,則c的一氯代物有4種D.若R1=R2=甲基,則其化學式為C12H145、某化合物的結構式(鍵線式)及球棍模型如下:
該有機物分子的核磁共振氫譜圖如下(單位是ppm)。下列關于該有機物的敘述正確的是()
A.該有機物不同化學環(huán)境的氫原子有6種B.該有機物屬于芳香化合物C.鍵線式中的Et代表的基團為—CH3D.該有機物的分子式為C9H12O4評卷人得分二、填空題(共9題,共18分)6、在一定體積的密閉容器中,進行如下化學反應:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g);其化學平衡常數(shù)K與溫度t的關系如下:
。t℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
請回答下列問題:
(1)該反應的化學平衡常數(shù)K=_________。
(2)該反應為________(填“吸熱”或“放熱”)反應。
(3)某溫度下,平衡濃度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),試判斷此時的溫度為________℃。
(4)830℃,在1L的固定容器的密閉容器中放入2molCO2和1molH2,平衡后CO2的轉化率為_______。7、已知25℃時部分弱電解質的電離平衡常數(shù)如下表所示,請回答下列問題:?;瘜W式HCNHClO電離常數(shù)
(1)25℃時溶液顯___________(填“酸性”;“堿性”或“中性”)。
(2)25℃時物質的量濃度均為0.1mol/L的NaClO、三種溶液中pH最大的是___________(填化學式)。
(3)常溫下,向HCN溶液中加入NaCN固體,則將___________(填“變大”“變小”或“不變”),將___________(填“變大”“變小”或“不變”)。
(4)向新制氯水中加入一定量的固體,產(chǎn)生無色氣體,氯水顏色消失,寫出該反應的離子方程式:___________。
(5)25℃時,向溶液中加入到則___________。8、下列各組粒子,屬于同種核素的是__(填編號,下同),互為同位素的是__,互為同素異形體的是__,互為同分異構體的是__。
①16O2和18O3②CH4和C3H8③D、T④和(核內15個中子)⑤CH3CH2OH和CH3OCH3⑥和9、(1)寫出CH3CH=CHCH3這種烯烴的順、反異構體的結構簡式:________、__________。
(2)有下列五種烴:①②③乙烷⑤④正戊烷⑤⑥,其中②③______________④⑤四種物質按它們的沸點由高到低的順序排列正確的是_________(填序號),等質量的①③⑥三種物質,完全燃燒時消耗
O2的物質的量由多到少的順序為。(3)某芳香烴的分子式為____________________C8H10_________________________,它可能有的同分異構體共
種,其中(結構簡式)在苯環(huán)上的一溴代物只有兩種(4)有機物M分子式為C4H8O3,同溫同壓下,等質量的M分別與足量的金屬鈉、NaHCO3溶液反應,可得到等量的氣體;在濃硫酸存在下,M還能生成一種分子式為C4H6O2的五元環(huán)狀化合物N________________。根據(jù)上述性質,確定C4H8O3的結構簡式為__________________,寫出M→N10、完成下列問題。
(1)烯烴燃燒的通式:___________。
(2)烯烴可被高錳酸鉀等氧化劑氧化,使酸性高錳酸鉀溶液___________。11、現(xiàn)有下列5種有機物:
①CH2=CH2;②CH3CH2OH;③CH3—CH=CH—CH3;④CH3C(CH3)2CH2CH2CH3;⑤CH3—CH=CH2
(1)其中,屬于烯烴的是___(填序號,下同),屬于烴的衍生物的是___,與①互為同系物的是___。
(2)用系統(tǒng)命名法給④命名,其名稱為___。12、有7瓶有機物A;B、C、D、E、F、G;它們可能是苯、甲苯、己烯、苯酚、乙醇、乙醛、乙酸,為確定每瓶成分,進行下列實驗:
①取7種少量有機物;分別加水,振蕩后與水分層的是A;D、G;
②取少量A;D、G分別加入溴水;振蕩后,只有D不僅能使溴水褪色,而且油層也無色;
③取少量A、G,分別加入酸性KMnO4溶液,振蕩后,G能使酸性KMnO4溶液褪色;
④取A少量,加入濃H2SO4和濃HNO3;加熱后倒入水中,有苦杏仁味黃色油狀液體生成;
⑤取少量B;C、E、F;分別加入銀氨溶液,經(jīng)水浴加熱后,只有B出現(xiàn)銀鏡;
⑥取少量C、E、F,若分別加入金屬鈉,均有H2放出;若分別加入Na2CO3溶液;只有F有氣體放出;
⑦取少量C、E,滴入FeCl3溶液;E溶液呈紫色;
⑧取少量C、F,混合后加入濃H2SO4;加熱后有果香味的油狀液體生成。
(1)試推斷A—G各是什么物質(除已烯寫分子式外其它的寫結構簡式)?
A_________;B_________,C_________,D_________,E_________,F(xiàn)_________,G_________。
(2)寫出B發(fā)生銀鏡反應的化學方程式____________________________________。
(3)寫出實驗⑧反應的化學方程式__________________________。13、(1)下列物質中;其核磁共振氫譜中給出的峰值(信號)有2個且峰的面積比為3:2的是______。
A、B、C、D、CH3CH2CH2CH3
(2)化合物A的分子式是C2H4Br2;A的核磁共振氫譜圖如圖,則A的結構簡式為:______。
(3)某烴的化學式為C4H8;其同分異構體的數(shù)目有______種。
(4)某化合物A3.1g在氧氣中完全燃燒,只生成4.4gCO2和2.7gH2O。則該有機物A的最簡式為______;A的紅外光譜表明有羥基O-H鍵和烴基上C-H鍵的紅外吸收峰,而A在核磁共振氫譜中出現(xiàn)兩組峰,且其面積之比為2:1,則該有機物的簡式為______。
14、(1)Tropinone是一個茛菪烷類生物堿,是合成藥物阿托品硫酸鹽的中間體。它的合成在有機合成史上具有里程碑意義,開啟了多組分反應的研究。Tropinone的許多衍生物具有很好的生理活性,從而可以進行各種衍生化反應。在研究tropinone和溴芐的反應中發(fā)現(xiàn):
A+B
此反應的兩個產(chǎn)物A和B可以在堿性條件下相互轉換。因此,純凈的A或B在堿性條件下均會變成A和B的混合物。畫出A、B以及二者在堿性條件下相互轉換的中間體的結構簡式_____。
(2)高效綠色合成一直是有機化學家追求的目標,用有機化合物替代金屬氧化劑是重要的研究方向之一、硝基甲烷負離子是一種溫和的有機氧化劑。畫出硝基甲烷負離子的共振式____(氮原子的形式電荷為正),并完成圖中反應______(寫出所有產(chǎn)物):
[]→評卷人得分三、判斷題(共5題,共10分)15、正丁烷和異丁烷具有相同的物理性質。(____)A.正確B.錯誤16、菲的結構簡式為它與硝酸反應可生成5種一硝基取代物。(____)A.正確B.錯誤17、根據(jù)苯酚的填充模型,分子中所有原子一定處于同一平面內。(____)A.正確B.錯誤18、鑒別苯酚溶液與乙醇溶液可滴加FeCl3溶液。(___________)A.正確B.錯誤19、有機物的核磁共振氫譜中會出現(xiàn)三組峰,且峰面積之比為3∶4∶1。(___________)A.正確B.錯誤評卷人得分四、結構與性質(共1題,共5分)20、有A;B、C、D四種元素;A元素的原子的所有能級具有相同的電子數(shù),由B元素形成的單質在常溫常壓為易揮發(fā)的液體,可從海水是提取,C及其合金是人類最早使用的金屬材料。D與A位于同一主族,是構成地球上礦物質的主要元素。請回答下列問題:
(1)元素A能形成多種單質,其中的一種單質能用作電極、潤滑劑與制造鉛筆等。A與D所形成的化合物屬于_______晶體,其中心原子是以_________雜化成鍵;
(2)B的核外電子排布式為_________________;
(3)向含有C的硫酸鹽中逐滴滴加氨水,所觀察到的現(xiàn)象是________________________;再向上述溶液中加入乙醇,有______________;原因是_______________________;
(4)A的氫化物比D的氫化物相比,熔點高是的________(填化學式),理由是__________
(5)下列說法正確的是()
a.晶體析出規(guī)則是晶格能高的晶體最后析出。
b.銅型和鉀型都是密置層堆積方式。
c.在干冰晶體中,每一個CO2周圍有12個緊鄰的CO2分子。
d.鄰羥基苯甲醛的沸點比對羥基苯甲醛的沸點高。
(6)下圖是金屬Ca和Cu所形成的某種合金的晶胞結構示意圖,則該合金中Ca和Cu的原子個數(shù)比為_____________,已知兩個最近的Ca原子之間的距離為apm,則該合金的密度為_____________g/cm3,(用含NA和a的代數(shù)式表示)。
評卷人得分五、原理綜合題(共3題,共9分)21、納米氧化鋅是一種多功能性的新型無機材料;在橡膠;玻璃、涂料等各個領域廣泛的應用。工業(yè)由粗氧化鋅(含少量FeO、CuO等雜質)制備活性氧化鋅的工業(yè)流程如下:
已知:Fe3+、Fe2+、Cu2+完全沉淀的pH分別是:3.2;8.1,6.7
(1)“酸浸”時用的硫酸溶液的密度為1.4g/mL,質量分數(shù)為70%,則該硫酸的物質的量濃度為____。
(2)焙燒前粉碎的目的是____________________________________________。
(3)濾液中加鋅粉的目的是_____________________________________。
(4)物質A的主要成分_______________(填化學式),檢驗A中陽離子的方法是_______________。
(5)濾液中加H2O2發(fā)生反應的離子方程式__________________________。
(6)6.82g堿式碳酸鋅[aZn(OH)2·bZnCO3·cH2O]恰好溶解在40mL3mol/LHCl中,同時產(chǎn)生448mLCO2(標準狀況下),試推算堿式碳酸鋅的化學式為___________________________。22、藥物H是醫(yī)學臨床上治療一種癌癥的特效藥。江西博雅生物制藥公司最新研制由有機物A合成藥物H的路線如圖:
已知:丁烯二酸酐結構簡式為
回答下列問題:
(1)A的鍵線式為___;B的化學名稱為___。
(2)試劑1是___;E中所含官能團的名稱為___。
(3)G的結構簡式為___。
(4)反應①~⑦中;屬于加成反應的共有___個;反應④的化學方程式為___。
(5)W與H互為同分異構體。寫出滿足下述條件且其核磁共振氫譜有5組吸收峰的W的結構簡式:___(寫一種)。
a.能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應。
b.能發(fā)生銀鏡反應。
c.1molW能與3molNaOH完全反應。
(6)寫出以和CH2=CH2為原料制備的合成路線流程圖(無機試劑任選)___。23、(選修5——有機化學基礎)以芳香族化合物A和有機物D為原料;制備異戊酸薄荷醇酯(M)和高聚物(N)的一種合成路線如下圖所示(部分反應條件已省略):
已知:I.A→B的原了利用率為100%;
II.(R1、R2表示氫原子或烴基)。
請回答下列問題:
(1)用系統(tǒng)命名法對G命名,其化學名稱為______________________。
(2)E的結構簡式為____________________________。
(3)A→B的反應類型為_______。B分子中最多有____個原子共平面。
(4)C+G→M的化學方程式為_____________________________________。
(5)同時滿足下列條件的B的同分異構體有______種(不考慮立體異構)。
①苯環(huán)上連有兩個取代基②能發(fā)生銀鏡反應。
(6)參照上述合成路線和信息,以苯乙烯為原料(無機試劑任選),設計制備的合成路線______。參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、C【分析】【分析】
【詳解】
A.的名稱為2;2-二甲基丁烷,A項錯誤;
B.的名稱為3-甲基-2-丁醇;B項錯誤;
C.的名稱為乙酸苯甲酯;C項正確;
D.的名稱為2-氯丁烷;D項錯誤;
故選:C。2、B【分析】【詳解】
A.用乙醇與濃硫酸加熱至170℃制乙烯的反應屬于消去反應;不是取代反應,故A不選;
B.乙醇與濃硫酸加熱到140℃乙醇分子間脫水生成乙醚和水;反應是取代反應,故B選;
C.電石與水反應生成乙炔和氫氧化鈣;為復分解反應,故C不選;
D.乙醛與氧氣反應生成乙酸為氧化反應;不是取代反應,故D不選;
故答案為B。3、C【分析】【詳解】
A.過氧化氫分解為水和氧氣;氯化鐵為過氧化氫分解的催化劑,A錯誤;
B.用鐵絲蘸取少量某溶液進行焰色反應;火焰呈黃色,說明原溶液中一定含有鈉元素,但不一定是鈉鹽,也可能是NaOH溶液,B錯誤;
C.鋁熱反應生成Fe,可能含剩余的氧化鐵,溶于稀硫酸后Fe與鐵離子反應亞鐵離子,加入幾滴KSCN溶液,溶液不變紅,則無法證明反應后固體產(chǎn)物中是否含有Fe2O3;C正確;
D.向無水乙醇中加入濃硫酸;加熱至170℃,將產(chǎn)生的氣體通入酸性高錳酸鉀溶液,紅色褪去,由于乙醇易揮發(fā),且揮發(fā)出的乙醇也能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,故無法證明使溶液褪色的氣體是乙烯,D錯誤;
故答案為:C。4、D【分析】【詳解】
A.始祖鳥烯與酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化反應而使之褪色;與溴水發(fā)生加成反應使之褪色;其褪色原理不一樣,A錯誤;
B.碳碳雙鍵、羰基是平面結構,和雙鍵碳原子直接相連的原子在同一個平面,碳碳單鍵是四面體結構,單鍵碳及其相連的原子最多三個共面,故b分子內所有碳原子不可能共平面;B錯誤;
C.若R1=R2=甲基;則c的分子內有3種氫原子,故一氯代物有3種,C錯誤;
D.若R1=R2=甲基,則據(jù)結構簡式知:C的化學式為C12H14;D正確;
答案選D。5、D【分析】【分析】
【詳解】
A;根據(jù)該物質的核磁共振氫譜圖判斷;H原子有8種,錯誤;
B;該物質中不含苯環(huán);所以不是芳香族化合物,錯誤;
C、根據(jù)該物質的球棍模型判斷Et為乙基;錯誤;
D、根據(jù)球棍模型可知,該物質的化學式是C9H12O4;正確;
答案選D。二、填空題(共9題,共18分)6、略
【分析】分析:(1)化學平衡常數(shù);是指在一定溫度下,可逆反應達到平衡時各生成物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積除以各反應物濃度的化學計量數(shù)次冪的乘積所得的比值;
(2)由表中數(shù)據(jù)可知;溫度越高化學平衡常數(shù)越大,升高溫度平衡向正反應移動,判斷正反應的熱效應;
(3)根據(jù)濃度熵和平衡常數(shù)的關系分析判斷;
(4)令平衡時參加反應的CO2的物質的量為ymol;根據(jù)三段式用y表示出平衡時各組分的物質的量,該反應是氣體體積不變的反應,用物質的量代替濃度代入平衡常數(shù)表達式列方程計算y的值。
詳解:(1)可逆反應CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)的化學平衡常數(shù)表達式K=故答案為
(2)由表中數(shù)據(jù)可知;溫度越高化學平衡常數(shù)越大,升高溫度平衡向正反應移動,正反應是吸熱反應,故答案為吸熱;
(3)平衡濃度符合下式c(CO2)?c(CH2)=c(CO)?c(H2O)時;濃度熵和平衡常數(shù)相等均等于1,平衡常數(shù)只值受溫度的影響,當K=1時,根據(jù)表中數(shù)據(jù),溫度是830℃,故答案為830;
(4)令平衡時參加反應的CO2的物質的量為ymol;則:
CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)
開始(mol):2100
變化(mol):yyyy
平衡(mol):2-y1-yyy
故=1,解得:y=故平衡后CO2的轉化率為=故答案為
點睛:本題考查化學平衡常數(shù)的應用。注意掌握化學平衡常數(shù)的用途:1、判斷反應進行的程度,2、判斷反應的熱效應,3、判斷反應進行的方向,4、計算轉化率等。解答本題需要熟練掌握三段式解答化學平衡的計算方法?!窘馕觥课鼰?307、略
【分析】【詳解】
(1)與醋酸的電離常數(shù)相同,故銨根離子和醋酸根離子的水解程度相同,25℃時溶液顯中性;
(2)根據(jù)表格可知,酸性酸性越弱,相同條件下酸根離子的水解能力越強,其鹽溶液的堿性越強,25℃時物質的量濃度均為0.1mol/L的NaClO、三種溶液中pH最大的是
(3)常溫下,向HCN溶液中加入NaCN固體,抑制HCN的電離,故c(OH-)變大;Ka(HCN)只受溫度影響;故其值不變;
(4)向新制氯水中加入一定量的固體,產(chǎn)生無色氣體,氯水顏色消失,該反應的離子方程式:
(5)25℃時,溶液pH=7,則根據(jù)電荷守恒:根據(jù)物料守恒故【解析】(1)中性。
(2)
(3)變大不變。
(4)
(5)1808、略
【分析】【詳解】
同種核素:就是兩種元素的質子數(shù)和中子數(shù)分別相等:和(核內15個中子);質子中子均為15,屬于同種核素,故選④
同位素:是具有相同質子數(shù)而中子數(shù)不同的的同一元素的不同核素之間的互稱,D、T;質子數(shù)均為1,中子分別為0、1、2,屬于同位素關系,故選③
同素異形體:是指由同一種元素組成,因排列方式不同或分子組成不同,而具有不同性質的單質之間的互稱,16O2和18O3是由氧元素組成的;分子組成不同的氧的不同單質;屬于同素異形體關系,故選①
同分異構體:具有相同分子式而結構不同的化合物互為同分異構體,CH3CH2OH和CH3OCH3分子式均為C2H6O;但結構不同,二者屬于同分異構體關系,故選⑤。
②CH4和C3H8同屬烷烴;組成相同,結構相似,屬于同系物關系。
⑥甲烷屬于正四面體構型,兩個氯原子取代了甲烷中的兩個氫原子,形成的二氯甲烷的結構只有一種,所以和屬于同一物質。
故答案為:④;③;①;⑤?!窘馕觥竣?④②.③③.①④.⑤9、略
【分析】【詳解】
(1)有機結構中順式表示同一原子或基團在同側,反式表示同一原子或基團在對位,則CH3CH=CHCH3的順式結構簡式為反式結構簡式為:
(2)烴的沸點隨碳原子數(shù)的增大而增大,②③④⑤四種物質按它們的沸點由高到低的順序排列正確的是⑤④②③;等質量的①③⑥三種物質,烴中氫的百分含量越高,完全燃燒時消耗O2的物質的量越大;則由多到少的順序為③⑥①。
(3)芳香烴的分子式為C8H10,除苯基外還有一個乙基或二個甲基,故該有機物可能是乙苯,或甲基在甲苯的鄰、間、對三個位置上,故有4種結構;其中在苯環(huán)上的一溴代物只有兩種的結構為對二甲苯,即
(4)有機物M分子式為C4H8O3,不飽和度為1,同溫同壓下,等質量的M分別與足量的金屬鈉、NaHCO3溶液反應,可得到等量的氣體,說明存在一個羥基和一個羧基,在濃硫酸存在下,C4H8O3還能生成一種分子式為C4H6O2的五元環(huán)狀化合物N,少了一個水分子且是五元環(huán),說明兩個基團在兩端,即HOCH2CH2CH2COOH,M→N的為化學方程式為:HOCH2CH2CH2COOH+H2O?!窘馕觥竣茛堍冖邰邰蔻?HOCH2CH2CH2COOHHOCH2CH2CH2COOH+H2O10、略
【分析】【詳解】
(1)烯烴通式為CnH2n,其完全燃燒生成二氧化碳和水,反應為CnH2n+O2nCO2+nH2O;
(2)烯烴含有碳碳不飽和鍵,可以和酸性高錳酸鉀發(fā)生氧化反應使得溶液褪色?!窘馕觥?1)CnH2n+O2nCO2+nH2O
(2)褪色11、略
【分析】【分析】
【詳解】
①CH2=CH2;③CH3—CH=CH—CH3;⑤CH3—CH=CH2中都只含有C;H兩種元素;因此屬于烴,由于分子中都含有不飽和的碳碳雙鍵,它們都屬于烯烴,故屬于烯烴的物質序號為①③⑤;
②CH3CH2OH可看作是CH3CH3分子中的1個H原子被-OH取代產(chǎn)生的物質;因此屬于烴的衍生物,故屬于烴的衍生物的序號是②;
①CH2=CH2分子式是C2H4屬于烯烴,③CH3—CH=CH—CH3、⑤CH3—CH=CH2也都屬于烯烴,結構相似,在分子組成上相差1個或2個CH2原子團,它們屬于同系物,故與CH2=CH2屬于同系物的是③⑤;
(2)④對于CH3C(CH3)2CH2CH2CH3的命名,選擇含有C原子數(shù)最多的碳鏈為主鏈,主鏈上含有5個C原子,要從離支鏈較近的左端為起點,給主鏈上C原子編號,以確定支鏈所在的位置,該物質名稱為2,2—二甲基戊烷?!窘馕觥竣?①③⑤②.②③.③⑤④.2,2—二甲基戊烷12、略
【分析】【詳解】
試題分析:(1)①取7種有機物各少量,分別加水,振蕩后與水分層的是A、D、G,則A、D、G為苯、甲苯、己烯中的一種;②取少量A、D、G分別加入溴水,振蕩后,只有D不僅能使溴水褪色,而且油層也無色,則D為己烯;③取少量A、G,分別加入酸性KMnO4溶液,振蕩后,G能使酸性KMnO4溶液褪色,則G為甲苯,所以A為苯;④取A少量,加入濃H2SO4和濃HNO3,加熱后倒入水中,有苦杏仁味黃色油狀液體生成,發(fā)生硝化反應,A為苯;⑤取少量B、C、E、F,分別加入銀氨溶液,經(jīng)水浴加熱后,只有B出現(xiàn)銀鏡,則B為乙醛;⑥取少量C、E、F,若分別加入金屬鈉,均有H2放出;若分別加入Na2CO3溶液,只有F有氣體放出,則F為乙酸;⑦取少量C、E,滴入FeCl3溶液,E溶液呈紫色,則E為苯酚;⑧取少量C、F,混合后加入濃H2SO4;加熱后有果香味的油狀液體生成,生成乙酸乙酯,C為乙醇,綜上所述,A為苯,B為乙醛,C為乙醇,D為己烯,E為苯酚,F(xiàn)為乙酸;
(2)乙醛發(fā)生銀鏡反應的方程式為CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O;
(3)乙酸和乙醇發(fā)生酯化反應生成乙酸乙酯的方程式為CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O。
考點:考查有機物的鑒別與推斷【解析】(1)苯乙醛乙醇C6H12苯酚乙酸甲苯。
(2)CH3CHO+2Ag(NH3)2OHCH3COONH4+2Ag+3NH3+H2O
(3)CH3CH2OH+CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O13、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)A.該有機物為對稱結構含有3種環(huán)境的氫原子,個數(shù)之比為3:1:2,A與題意不符;
B.該有機物為對稱結構含有3種環(huán)境的氫原子,個數(shù)之比為1:1:3,B與題意不符;
C.該有機物為對稱結構含有2種環(huán)境的氫原子,個數(shù)之比為3:2,C符合題意;
D.該有機物為對稱結構含有2種環(huán)境的氫原子,個數(shù)之比為3:2,D符合題意;
答案為CD;
(2)化合物A的分子式是C2H4Br2,A的核磁共振氫譜有1組峰值,則A為對稱結構,則結構簡式為Br-CH2-CH2-Br;
(3)某烴的化學式為C4H8,同分異構體中屬于烯烴的有CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、CH2=CH(CH3)2;屬于環(huán)烴的有:共有5種;
(4)化合物A3.1g在氧氣中完全燃燒,只生成4.4gCO2和2.7gH2O,即0.1molCO2和0.15molH2O,化合物A中含有1.2gC和0.3gH,質量和小于3.1g,則含有1.6gO,n(C):n(H):n(O)=0.1mol:0.3mol:0.1mol=1:3:1,最簡式為CH3O;A的紅外光譜表明有羥基O-H鍵和烴基上C-H鍵的紅外吸收峰,而A在核磁共振氫譜中出現(xiàn)兩組峰,且其面積之比為2:1,結合有機物的成鍵特點,有機物的簡式為HO-CH2-CH2-OH?!窘馕觥緾DBr-CH2-CH2-Br5CH3OHO-CH2-CH2-OH14、略
【分析】【分析】
【詳解】
背景:11-1托品酮(tropinone)具有莨菪烷類即氮雜二環(huán)[3.2.1]辛烷的結構,R。Willstatter確定了它的結構并于1896~1902年期間用18步反應完成了托品酮的全合成。
Willstatter的合成過程達到了當時有機合成的巔峰,在有機合成的歷史上堪稱裝配式合成設計的經(jīng)典之作;而在1917年,R。Robinson利用Mannich反應進行仿生合成,只用了兩步便得到了托品酮。Robinson的這一合成具有劃時代的意義,被Willstatter稱為“出類拔萃的合成”。
11-2氧化還原反應因其能便捷地進行官能團轉化而在有機合成中占有重要地位。在有機化學發(fā)展的初期;人們借鑒無機化學經(jīng)驗,使用一些常用的無機氧化劑參與有機反應,發(fā)展了一系列以無機試劑為核心的氧化反應。但是無機氧化反應條件_______般比較劇烈,官能團耐受力較差,因此有機化學家對無機氧化劑進行了改進,得到了一系列帶有有機基團的無機氧化劑。另一方面,也發(fā)展出了一些不含有無機金屬元素的有機氧化劑。與傳統(tǒng)的無機氧化劑相比,有機氧化劑大多溶解性很好,反應條件溫和,并能更高效地進行氧化反應。
我們以一級醇氧化生成醛的反應為例。常用的無機氧化劑例如Jones試劑,Sarrett試劑,PCC/PDC以Cr(VI)進行氧化,反應后往往產(chǎn)生大量含Cr廢液,會對環(huán)境產(chǎn)生污染。而有機氧化劑則使用有機硫(Pfitzner-Moffatt反應,Swern反應,Corey-Kim反應)、有機碘(Dess-Martin試劑,IBX),或是簡單的有機物TEMPO(一種氧化銨)、丙酮(Oppenauer反應)作為氧化劑。這些反應的氧化機理各自有各自的特點;但選擇性及官能團耐受性都遠好于無機氧化劑。因此發(fā)展有機氧化劑一直是有機方法學研究的重點。
11-1本題題目所給的條件不多;但對于解題來說已經(jīng)足夠充分。意在考查參賽者對于有機化學合成的基本理解和一些基本知識。
首先對底物進行官能團分析:托品酮的結構大家都不陌生;有一個三級胺和一個酮羰基,而溴芐則是一個常見的親電試劑。這構成了一個典型的親核取代反應模型:托品酮中三級胺作為親核試劑進攻溴芐,產(chǎn)物是四級銨鹽。值得注意的是,在托品酮中可能具有親核能力的位點并不是僅有一處,而是三處:三級胺羰基α-碳負離子以及羰基氧。三級胺的親核能力明顯優(yōu)于羰基氧,但是如何比較羰基α位與三級胺的親核性呢?想要羰基α-C進行親核進攻,首先要用堿拔去一個氫。有些同學認為,托品酮可以用三級胺基自身作堿,拔去羰基α-H。對此,我們來看一下相關化合物的酸堿性:
可以看到;即便是堿性較強的環(huán)狀三級胺,還是不足以拔掉羰基的α-H。因此,在本題的反應條件下,僅僅憑借三級胺的堿性是很難將羰基的α-H拔掉的。
從另一方面討論;考慮我們熟知的Mannich反應,其中第一步的產(chǎn)物便是一個β-胺基酮。在進行進一步甲基化并消除時,情形亦與上面類似。但我們很清楚,加入碘甲烷不會發(fā)生碳烷基化,只會生成四級銨鹽:
綜合以上討論;我們可以肯定第一步反應的產(chǎn)物就是四級銨鹽。但是為什么產(chǎn)物有A和B兩個呢?我們再來觀察一下托品酮的結構:
。
雖然整個托品酮分子的兩個構象都具有一個對稱面;沒有手性,但是反應中心三級胺兩側的化學環(huán)境是不同的;而且胺的孤對電子并不固定,可以自由翻轉。為了方便表示,我們將三級胺的3個基團畫在一個平面里:
可見托品酮在進攻溴芐時便會有兩個方向;自然產(chǎn)物會有A;B兩個。
至此;我們得到了兩個產(chǎn)物的結構。對于接下來一問,“A和B可以在堿性條件下相互轉換”,我們能夠很自然地聯(lián)想到這可以類比一些光學純產(chǎn)物外消旋化的過程?;驹頍o非有一個共同的中間體,并與兩個對應異構體都可以形成一個可逆的平衡反應:
同樣;我們需要找到這樣一個中間體,與兩個產(chǎn)物都能形成平衡。分析本題中兩個產(chǎn)物的結構,與托品酮相比,酮羰基沒有變化,而三級胺變成了四級銨鹽。由于反應條件是堿性,因此回到托品酮的路徑便不太可能了;另一方面,我們發(fā)現(xiàn)酮羰基的α-H由于同時受酮羰基和四級銨基的影響,酸性大大增強,若消除這個氫便可得到一個α,β-不飽和酮。這是一個Hofmann消除反應,其逆過程是Michael加成反應:
于是我們便得到了答案。
A與B的結構簡式為:
中間體的結構簡式為:
或
本題中的反應并不復雜;主要考查的是參賽者是否具有基本的立體化學概念以及對反應過程的立體思考能力。
11-2這是一個氧化反應;我們對底物進行分析:底物含有對甲苯磺?;?—OTs),這是一個常見的良好的離去基團。從價態(tài)上,我們可以將其等價為一個一級醇;從反應性上,我們知道它是一個親電試劑,可以類比為上一題的芐溴。
硝基甲烷的甲基氫由于硝基的吸電子效應而具有一定的酸性。其共軛堿上的負電荷可以在兩個氧與一個碳上共振。因此;硝基甲烷負離子的共振式可寫為如下形式:
更進一步可以看出;硝基甲烷負離子是一個兩位負離子。其中碳的可極化能力強,親核性更強;氧上負電荷密度更大,堿性更強。由軟硬酸堿理論,氧端較硬,碳端較軟。
那么在反應中,到底是碳端進攻還是氧端進攻?我們以烯醇負離子為例進行討論。當烯醇負離子與Br2發(fā)生反應時,是較軟的碳端進攻軟酸Br2(實質上是進攻Br-Br的σ*反鍵軌道);軟親軟,生成C-溴化的產(chǎn)物。而在烯醇硅醚的制備中,是較硬的氧端進攻硬酸TMSCl,硬親硬,形成穩(wěn)定的O-Si鍵(當然這里d-pπ相互作用也有貢獻):
再回到題目本身;底物由一個活性很高的芐基和一個離去能力很好的OT's組成,一OTs的吸電子性使得C-O鍵上的σ電子比原先更多地向O偏移,使得C的硬度較強。因此這里應該用氧去進攻,而不是用碳。
其實僅就題目而言;即使考慮不到軟硬酸堿理論的層面,我們也可以通過推斷法得到結果。題目已經(jīng)告訴我們:硝基甲烷負離子是一種氧化劑,如果是用碳去進攻,接下來便無法寫出合理的氧化反應。
得到了中間體之后;我們來分析下一步反應將如何進行。由于底物與一級醇同類,那么便可以很自然地聯(lián)想到該反應的氧化產(chǎn)物應該是醛。由于生成醛需要脫氫,這里可以選擇用氧拔氫,得到甲醛肟;或是用碳拔氫,得到亞硝基甲烷。當然我們需要指出,在亞硝基甲烷與甲醛肟的互變異構中,平衡有利于甲醛肟,但這并不是題目的考查重點,因此這兩個答案都是合理的。至此,我們就完成了對整道題目的解答。
中間體的結構簡式為:
或
所有產(chǎn)物的結構簡式為:
本題通過寫出反應機理的方式,綜合考查了參賽者的有機化學知識及無機化學知識,以及參賽者面對未知反應時的心理素質和應變能力?!窘馕觥炕蛉⑴袛囝}(共5題,共10分)15、B【分析】【分析】
【詳解】
正丁烷和異丁烷是同分異構體,分子量相同結構不同,熔沸點不同,分子量相同支鏈越多熔沸點越低,物理性質不同,故錯誤。16、A【分析】【詳解】
菲的結構簡式為它關于虛線對稱有5種不同化學環(huán)境的氫原子,與硝酸反應可生成5種一硝基取代物,正確。17、B【分析】【詳解】
苯酚結構中含有一個苯環(huán),羥基與苯環(huán)直接通過碳碳單鍵相連,碳碳單鍵可以旋轉,苯酚中所有原子不一定處于同一平面內,故答案為:錯誤。18、A【分析】【分析】
【詳解】
苯酚遇FeCl3溶液顯紫色,乙醇和FeCl3不反應,故可以用FeCl3溶液鑒別苯酚和乙醇溶液,正確。19、B【分析】【分析】
【詳解】
有機物的核磁共振氫譜中會出現(xiàn)四組峰,且峰面積之比為3∶2∶2∶1,故錯誤。四、結構與性質(共1題,共5分)20、略
【分析】【分析】
有A、B、C、D四種元素,A元素的原子的所有能級具有相同的電子數(shù),電子排布為1s22s22p2,A為C元素;由B元素形成的單質在常溫常壓為易揮發(fā)的液體,可從海水是提取,B為Br元素;C及其合金是人類最早使用的金屬材料;C為Cu元素;D與A位于同一主族,是構成地球上礦物質的主要元素,D為Si元素。
【詳解】
(1)A為C元素,D為Si元素,SiC屬于原子晶體,晶體中C原子周圍的Si原子呈四面體分布,Si原子周圍的C原子也呈四面體分布,其中心原子是以sp3雜化成鍵;
(2)B為Br元素,Br元素是35號元素,核外電子排布式為,[Ar]3d104s24p5或1s22s22p63s23p63d104s24p5;
(3)C的硫酸鹽為硫酸銅,向硫酸銅溶液中逐滴滴加氨水,可以觀察到開始有藍色沉淀生成,隨著氨水的滴入,沉淀的量逐漸增加至最多后開始溶解,最后藍色沉淀完全消失,形成深藍色的透明溶液;再向上述溶液中加入乙醇,[Cu(NH3)4]SO4·H2O易溶于極性溶劑;難溶于極性較小或非極性溶劑;有深藍色晶體析出;
(4)A的氫化物為CH4,D的氫化物為SiH4,CH4與SiH4是組成與結構相似的物質,而CH4比SiH4的相對分子質量要小;分子間的作用力要小,所以熔點要低;
(5)a.溶解度小的先析出晶體;與晶格能的大小無關,a項錯誤;
b.鉀型的空間利用率為68%是非密置層堆積方式,銅型的空間利用率是72%是密置層堆積方式,b項錯誤;
c.采用沿X、Y、Z三軸切割的方法判斷二氧化碳分子的個數(shù)為12,所以在CO2晶體中,與每個CO2分子周圍緊鄰的有12個CO2分子;c項正確;
d.能形成分子間氫鍵的物質沸點較高;鄰羥基苯甲醛容易形成分子內氫鍵,對羥基苯甲醛易形成分子間氫鍵,所以鄰羥基苯甲醛的沸點比對羥基苯甲醛的沸點低,d項錯誤;
答案選c;
(6)晶胞中Ca位于定點,N(Ca)=8×=1,Cu位于面心和體心,共有N(Cu)=8×+1=5,則該合金中Ca和Cu的原子個數(shù)比為1:5;1mol晶體的質量為40+64×5=360g,1mol晶體含有NA個晶胞,因此該晶體的密度為【解析】原子晶體sp3[Ar]3d104s24p5或1s22s22p63s23p63d104s24p5開始有藍色沉淀生成,隨著氨水的滴入,沉淀的量逐漸增加至最多后開始溶解,最后藍色沉淀完全消失,形成深藍色的透明溶液深藍色晶體析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O易溶于極性溶劑,難溶于極性較小或非極性溶劑SiH4CH4與SiH4是組成與結構相似的物質,而CH4比SiH4的相對分子質量要小,分子間的作用力要小,所以熔點要低c1:5五、原理綜合題(共3題,共9分)21、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)計算硫酸濃度;
(2)粉碎可以增大接觸面積;
(3)濾液中含有雜質銅離子;
(4)根據(jù)元素守恒分析物質A的主要成分;
(5)“酸浸”后的濾液中含有Fe2+,H2O2可以把Fe2+氧化為Fe3+;
(6)根據(jù)反應方程式aZn(OH)2·bZnCO3·cH2O+(2
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