第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物(B卷能力提升卷)(原卷版+解析版)-2023-2024高二化学鲁科版选择性必修第三册

第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物(B卷能力提升卷)
第I卷(选择题)
一、单选题(共20分)
1.(本题2分)细胞膜中一种磷脂的结构如图所示。下列说法错误的是
A.图中该磷脂的上半部为亲水端,下半部为疏水端
B.该化合物中只有一个手性碳原子
C.该化合物中N和P的杂化方式相同
D.1该化合物最多可与2反应
2.(本题2分)新鲜水果和蔬菜中富含维生素,在作用下可转化为脱氢维生素,原理如图:
下列关于维生素的说法正确的是
A.分子式为
B.难溶于水,易溶于有机溶剂
C.与脱氢维生素都可使酸性溶液褪色
D.与脱氢维生素互为同分异构体
3.(本题2分)“大众创业,万众创新”是国家的号召。我国的量子通信、5G技术、华龙一号等都在世界上处于领先地位。下列叙述错误的是
A.3D打印技术中使用的材料之一——塑料属于无机物
B.二氧化硅可用于造光导纤维
C.氧气、氢气可以作为燃料电池的正、负极的反应物
D.北斗导航系统计算机的芯片材料是单质硅
4.(本题2分)下列关于有机高分子化合物的说法正确的是( )
A.高分子化合物有固定的熔点 B.聚乙烯的链节是乙烯
C.线型高分子的长链上可以带支链 D.电木具有热塑性
5.(本题2分)下列各组物质的分类正确的是
①混合物:氯水、氨水、水银、福尔马林、聚乙烯
②非极性分子:CO2、CCl4、CH2Cl2
③醇类:C6H5OH、HCHO、HOCH2CH2OH
④同素异形体:C60、金刚石、石墨
⑤同位素:1H+、2H2、3H
⑥有机化合物:乙醇、乙烯、碳酸、苯
⑦电解质:明矾、冰醋酸、纯碱
A.②③⑥⑦ B.①④⑤⑦ C.④⑦ D.全部正确
6.(本题2分)脱落酸有催熟作用,其结构简式如图所示.下列关于脱落酸的说法中正确的是
A.脱落酸能与,发生反应
B.分子中含有两个手性碳原子
C.该分子中含有三种官能团
D.该物质遇溶液会发生显色反应
7.(本题2分)下列说法不正确的是
A.通常可以通过控制溶液的pH分离不同的氨基酸
B.麦芽糖、纤维二糖和乳糖都能发生银镜反应
C.75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸等可有效灭活新型冠状病毒,其原理均是使蛋白质变性
D.谱图能确定有机物中H原子个数
8.(本题2分)研究有机物一般经过以下几个基本步骤:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式,以下用于研究有机物的方法错误的是
A.蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物
B.燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法
C.核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量
D.对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团
9.(本题2分)某高聚物的结构片段为-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-,该高聚物的单体是
A.己烯 B.乙烯和乙炔 C.乙烯和正丁烯 D.乙烯和1,3-丁二烯
10.(本题2分)中国研制成功的治疗疟疾的特效药﹣青蒿素,其结构如图所示。下列关于青蒿素的说法正确的是( )
A.是一种烃 B.属于高分子化合物 C.属于芳香族化合物 D.分子式是C15H22O5
二、多选题(共20分)
11.(本题4分)羟基扁桃酸是药物合成的重要中间体,它可由苯酚和乙醛酸在一定条件下反应制得:
下列有关说法不正确的是
A.该反应是取代反应
B.苯酚和羟基扁桃酸不是同系物
C.羟基扁桃酸不能与碳酸氢钠溶液反应
D.羟基扁桃酸最多能与反应
12.(本题4分)氯羟喹能够提高人体的免疫力,其结构如图所示。下列有关氯羟喹的说法正确的是
A.分子式为C18H25ON3Cl
B.分子中所有碳原子可能共平面
C.分子中氮原子的杂化方式有2种
D.环上有5种处于不同化学环境的氢原子
13.(本题4分)石竹烯是一种人造香料,有温和的丁香香气,其结构如图所示,下列关于石竹烯的描述正确的是
A.常温下为液体,且密度比水大
B.分子有顺反异构
C.分子式符合苯的同系物通式(),故石竹烯属于苯的同系物
D.1mol石竹烯完全燃烧时,需消耗标准状况下的氧气470.4L
14.(本题4分)合成导电高分子材料PPV的反应:n+n+(2n-1)HI,下列说法正确的是
A.合成PPV的反应为缩聚反应
B.PPV与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元
C.和苯乙烯互为同系物
D.通过质谱法测定PPV的平均相对分子质量,可得其聚合度
15.(本题4分)舱外航天服每套总重量约120公斤,造价3 000万元人民币左右。舱外航天服可为航天员出舱活动提供适当的大气压力、足够的氧气、适宜的温湿度,以保障航天员的生命活动需要;航天服具有足够的强度,防止辐射、微流量和空间碎片对航天员的伤害,保证航天员的工作能力;航天服还能提供可靠工效保障及遥测通信保障等。制作这种航天服的材料以氨纶和尼龙为主。其中尼龙 1010的结构简式为,下列有关尼龙 1010的说法正确的是(  )
A.尼龙 1010是合成高分子化合物
B.尼龙 1010的单体是H2N(CH2)10NHCO(CH2)8COOH
C.尼龙 1010是通过缩聚反应制成的
D.制作舱外航天服的材料要质轻,方便在舱外行走
第II卷(非选择题)
16.(本题14分)双酚是重要的有机化工原料,工业上可以用苯酚和丙酮合成双酚:
H2O+
(1)丙酮含氧官能团名称为_______;双酚的分子式为_______。
(2)双酚分子共平面的碳原子最多可以有_______个。
(3)在盐酸或氨水催化下,苯酚和甲醛混合共热可得到酚醛树脂:
+nHCHOnH2O+
关于该反应及相关物质的判断正确的是_______(填选项符号)。
A.甲醛可溶于水
B.该反应属于缩聚反应
C.甲醛防腐可用于保存海鲜
D.酚醛树脂常用于制造电器材料
E.苯酚的酸性介于醋酸和盐酸之间
(4)苯酚可用于合成酚酞:
AB
已知:2HCOOHH2O+
①邻二甲苯核磁共振氢谱有_______个峰。
②条件是_______。
③化学方程式为_______。
17.(本题10分)有以下几种物质:
① ②③ ④ ⑤ ⑥⑦ ⑧ ⑨ ⑩
回答下列问题:
(1)依据官能团分类,可将上述物质分为多个类别,其中属于卤代烃的有_______(填标号,下同),属于醛的有_______,属于醚的有_______。
(2)有机物普遍存在同分异构现象,这是有机物种类繁多的主要原因,上述有机物中互为同分异构体的是_______(填标号),该构造异构属于_______。
(3)如图为上述某种物质对应的_______(填“质谱图”、“红外光谱图”或“核磁共振氢谱图"),写出对应物质的名称:_______。
(4)如图为上述某种物质对应的_______(填“质谱图”、“红外光谱图”或“核磁共振氢谱图”),从图中信息推测该图谱对应物质为上述物质中的_______(填物质名称)。
18.(本题8分)由苯酚合成的合成路线如图,请回答下列问题:
(1)F中含有的官能团名称为_______。
(2)判断反应类型:
①由B到C:_______反应;
②由G到H:_______反应。
(3)写出下列转化关系的方程式:(请注明反应条件)
①由D到E:_______。
②由E到F:_______。
(4)写出检验苯酚存在的试剂及现象:_______。
(5)物质B经过催化氧化(Cu作催化剂)反应的方程式为_______。
19.(本题8分)(一)某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构,对其进行探究。
步骤一:这种碳氢化合物蒸气通过热的氧化铜(催化剂),氧化成二氧化碳和水,再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收。2.12g有机物X的蒸气氧化产生7.04g二氧化碳和1.80g水;
步骤二:通过仪器分析得知X的相对分子质量为106;
步骤三:用核磁共振仪测出X的1H核磁共振谱有2个峰,其面积之比为2:3(如图Ⅰ)
步骤四:利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图Ⅱ,试回答:
(1)步骤二中的仪器分析方法称为_______。
(2)X的结构简式为_______。
(二)某实验小组用如图装置进行乙醇催化氧化的实验。
(3)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应的化学反应方程式_______,_______。在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该乙醇氧化反应是_______反应。
(三)某同学通过查阅资料后设计如图所示的装置制备粗溴苯。
(4)B中生成溴苯的化学方程式为_______。
(5)粗溴苯中含有FeBr3、Br2、苯、二溴苯等杂质,可经过几次洗涤后再用CaCl2处理,最后用蒸馏的方法就可得到ag精制溴苯。若实验中使用了20mL苯(密度为0.88g/mL),则苯的利用率为_______(列出计算式即可)。
20.(本题12分)已知可简写为,降冰片烯的分子结构可表示为。
(1)降冰片烯属于___________(填序号)。
a.环烃 b.不饱和烃 c.烷烃 d.芳香烃
(2)降冰片烯的分子式为___________。
(3)降冰片烯的一种同分异构体属于含有一个六元环的单环化合物,其结构简式为___________(写一种)。
(4)降冰片烯不具有的性质有___________(填序号)。
A.易溶于水 B. 能发生氧化反应 C.能发生加成反应 D.常温常压下为气体
(5)实验测得某烃中碳元素的质量分数为91.3%,相对分子质量为92,则该烃的分子式为___________。若该烃为芳香烃,在其分子的“C—C”键或“H—C”键中插入基团“”可形成六种含苯环的酯,请写出其中四种酯的结构简式:___________、___________、___________、___________。
21.(本题8分)常温下一种气态烷烃和一种气态烯烃的混合物共10g,平均相对分子质量为25。使混合气体通过足量溴水,溴水增重8.4g。
(1)根据“平均相对分子质量为25”可知,混合气体中一定含有的组分是___________(填分子式)。
(2)根据烷烃、烯烃的化学性质,由“溴水增重8.4g”可确定8.4g为混合气体中_________(填“烷烃”或“烯烃”)的质量。
(3)10g混合气体的总物质的量为n(总)=___________mol。
(4)综上可确定混合气体中的另一种组分是___________(填结构简式)。
2第3章 有机合成及其应用 合成高分子化合物(B卷能力提升卷)
第I卷(选择题)
一、单选题(共20分)
1.(本题2分)细胞膜中一种磷脂的结构如图所示。下列说法错误的是
A.图中该磷脂的上半部为亲水端,下半部为疏水端
B.该化合物中只有一个手性碳原子
C.该化合物中N和P的杂化方式相同
D.1该化合物最多可与2反应
【答案】D
A.根据磷酸结构可知,磷脂头部(上部)是亲水端,脂肪酸尾部(下部)为疏水端,故A正确。
B.由磷脂分子结构可知,只有一个手性碳原子,故B正确。
C.由图可知,N、P均为sp3杂化,均有四个δ键,故C正确。
D.由磷脂分子结构可知,1 mol该分子内有2 mol酯基,1 mol磷酸团,可以与其反应的NaOH的量大于2 mol,故D错误。
故选D。
2.(本题2分)新鲜水果和蔬菜中富含维生素,在作用下可转化为脱氢维生素,原理如图:
下列关于维生素的说法正确的是
A.分子式为
B.难溶于水,易溶于有机溶剂
C.与脱氢维生素都可使酸性溶液褪色
D.与脱氢维生素互为同分异构体
【答案】C
A.根据结构简式确定维生素分子式为C6H8O6,故A错误;
B.羟基为亲水基,维生素C中含有多个亲水基,其易溶于水,故B错误;
C.维生素C中含有碳碳双键,具有烯烃性质,所以维生素C能使高锰酸钾酸性溶液褪色,脱氢维生素羟基连着的碳原子上有H原子,可使酸性溶液褪色,故C正确;
D.两者的官能团不相同,即结构不相似,不属于同分异构体,故D错误;
故选:C。
3.(本题2分)“大众创业,万众创新”是国家的号召。我国的量子通信、5G技术、华龙一号等都在世界上处于领先地位。下列叙述错误的是
A.3D打印技术中使用的材料之一——塑料属于无机物
B.二氧化硅可用于造光导纤维
C.氧气、氢气可以作为燃料电池的正、负极的反应物
D.北斗导航系统计算机的芯片材料是单质硅
【答案】A
A.塑料都是人工合成的,单体大部分是从石油提炼出来的,是有机合成材料,为有机物,A项错误;
B.二氧化硅用途广泛,主要用于制玻璃,水玻璃、陶器等,也是制造光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料,B项正确;
C.氢氧燃料电池一般是以惰性金属铂或石墨做电极材料,负极通入氢气,正极通入氧气,C项正确;
D.硅是一种十分稳定的半导体,而且它的晶体结构相当完美,可以减少信号在芯片中传递的损失等,D项正确;
答案选A。
4.(本题2分)下列关于有机高分子化合物的说法正确的是( )
A.高分子化合物有固定的熔点 B.聚乙烯的链节是乙烯
C.线型高分子的长链上可以带支链 D.电木具有热塑性
【答案】C
A.高分子化合物都是混合物,没有固定的熔点,故A错误;
B.乙烯是聚乙烯的单体而不是链节,故B错误;
C.线型高分子的长链上可以带支链,也可以不带支链,故C正确;
D.电木具有热固性,不具有热塑性,故D错误;
5.(本题2分)下列各组物质的分类正确的是
①混合物:氯水、氨水、水银、福尔马林、聚乙烯
②非极性分子:CO2、CCl4、CH2Cl2
③醇类:C6H5OH、HCHO、HOCH2CH2OH
④同素异形体:C60、金刚石、石墨
⑤同位素:1H+、2H2、3H
⑥有机化合物:乙醇、乙烯、碳酸、苯
⑦电解质:明矾、冰醋酸、纯碱
A.②③⑥⑦ B.①④⑤⑦ C.④⑦ D.全部正确
【答案】C
①氯水、氨水、福尔马林、聚乙烯均属于混合物,水银成分为Hg,是单质,说法错误;②CO2、CCl4都是由极性键构成的非极性分子,CH2Cl2分子呈四面体,分子内正电荷重心和负电荷重心不重叠、是由极性键构成的极性分子,说法错误;③C6H5OH的羟基直接连在苯环上,属于酚类、HCHO含醛基、是甲醛,属于醛类,HOCH2CH2OH,是乙二醇,属于醇类,说法错误;④C60、金刚石、石墨都是碳元素的不同单质、互为同素异形体,说法正确;⑤2H2是分子不是核素,说法错误;⑥:乙醇、乙烯、苯属于有机化合物,碳酸属于无机化合物,说法错误;⑦明矾、冰醋酸、纯碱,均属于电解质,说法正确;则④⑦正确;
答案选C。
6.(本题2分)脱落酸有催熟作用,其结构简式如图所示.下列关于脱落酸的说法中正确的是
A.脱落酸能与,发生反应
B.分子中含有两个手性碳原子
C.该分子中含有三种官能团
D.该物质遇溶液会发生显色反应
【答案】A
A.脱落酸含有3mol碳碳双键、1mol羰基,能与4molH2发生加成反应,故A正确;
B.手性碳原子指一个碳原子上连接4种不同基团,则有1个手性碳原子,故B错误;
C.该分子中含有碳碳双键、羟基、羰基、羧基共四种官能团,故C错误;
D.该分子中只含有醇羟基,不含酚羟基,遇FeCl3溶液不发生显色反应,故D错误;
故选:A。
7.(本题2分)下列说法不正确的是
A.通常可以通过控制溶液的pH分离不同的氨基酸
B.麦芽糖、纤维二糖和乳糖都能发生银镜反应
C.75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸等可有效灭活新型冠状病毒,其原理均是使蛋白质变性
D.谱图能确定有机物中H原子个数
【答案】D
A.氨基酸同时含有氨基和羧基,调节溶液的pH可改变内盐的溶解度,可以通过控制溶液的pH分离氨基酸,故A正确;
B.纤维二糖、麦芽糖、乳糖分子均是还原性糖,均能发生银镜反应,故B正确;
C.75%酒精能够渗入病毒体内,使组成病毒的蛋白质凝固变性,从而可有效灭活新型冠状病毒,而氯消毒剂、过氧乙酸均具有强氧化性,可使病毒的蛋白质氧化变性,从而可有效灭活新型冠状病毒,故C正确;
D.谱图上可以推知有机物分子有几种不同类型的氢原子,H原子数目之比等于对应峰的面积之比,故D错误;
答案为D。
8.(本题2分)研究有机物一般经过以下几个基本步骤:分离、提纯→确定实验式→确定分子式→确定结构式,以下用于研究有机物的方法错误的是
A.蒸馏常用于分离提纯液态有机混合物
B.燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法
C.核磁共振氢谱通常用于分析有机物的相对分子质量
D.对有机物分子红外光谱图的研究有助于确定有机物分子中的官能团
【答案】C
A.蒸馏是利用互溶液态混合物中各成分的沸点不同而进行物质分离的方法,液态有机物混合物中各成分的沸点不同,所以可用蒸馏的方法进行分离,故A正确;
B.利用燃烧法,能将有机物转化为简单无机物,并作定量测定,通过无机物的质量推算出组成该有机物元素原子的质量分数,然后计算出该有机物分子所含元素原子最简单的整数比,即燃烧法是研究确定有机物成分的有效方法,故B正确;
C.从核磁共振氢谱图上可以推知有机物分子有几种不同类型的氢原子及它们的数目,不能确定有机物的相对分子质量,分析有机物的相对分子质量可以通过质谱图分析,故C错误;
D.不同的化学键或官能团吸收频率不同,在红外光谱图上处于不同的位置,所以红外光谱图能确定有机物分子中的化学键或官能团,故D正确;
答案选C。
9.(本题2分)某高聚物的结构片段为-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-,该高聚物的单体是
A.己烯 B.乙烯和乙炔 C.乙烯和正丁烯 D.乙烯和1,3-丁二烯
【答案】D
某高聚物的结构片段为-CH2-CH=CH-CH2-CH2-CH2-,根据加聚反应的原理,该高聚物可以由CH2=CH2和CH2=CH-CH=CH2发生加聚反应合成,单体是乙烯和1,3-丁二烯,答案选D。
10.(本题2分)中国研制成功的治疗疟疾的特效药﹣青蒿素,其结构如图所示。下列关于青蒿素的说法正确的是( )
A.是一种烃 B.属于高分子化合物 C.属于芳香族化合物 D.分子式是C15H22O5
【答案】D
A.该物质中含有C、H、O元素,不属于烃,属于烃的含氧衍生物,故A错误;
B.相对分子质量在10000以上的分子属于高分子化合物,该物质相对分子质量远远小于10000,属于小分子化合物,故B错误;
C.含有苯环的化合物属于芳香族化合物,该分子不含苯环,不属于芳香族化合物,故C错误;
D.该分子中含有15个C原子、22个H原子、5个O原子,分子式为C15H22O5,故D正确;
故选D。
二、多选题(共20分)
11.(本题4分)羟基扁桃酸是药物合成的重要中间体,它可由苯酚和乙醛酸在一定条件下反应制得:
下列有关说法不正确的是
A.该反应是取代反应
B.苯酚和羟基扁桃酸不是同系物
C.羟基扁桃酸不能与碳酸氢钠溶液反应
D.羟基扁桃酸最多能与反应
【答案】AC
A.是加成反应,故A错误;
B.苯酚和羟基扁桃酸官能团不同,不是同系物,故B正确;
C.羟基扁桃酸中含有羧基,羧基可以与碳酸氢钠发生反应,故C错误;
D.中酚羟基、羧基能和氢氧化钠反应,1mol羟基扁桃酸能与2molNaOH反应,故D正确;
答案选AC。
12.(本题4分)氯羟喹能够提高人体的免疫力,其结构如图所示。下列有关氯羟喹的说法正确的是
A.分子式为C18H25ON3Cl
B.分子中所有碳原子可能共平面
C.分子中氮原子的杂化方式有2种
D.环上有5种处于不同化学环境的氢原子
【答案】CD
A.结构式中,每个拐点表示一个碳原子,每个碳原子连接四个键,不足的表明还有氢原子,其他元素则直接标明,因此氯羟喹的分子式为C18H26ON3Cl,故A错误;
B.一般单键C原子最多和周围两根键上的原子在同一平面上,碳碳双键周围的原子都在同一平面上,由氯羟喹分子的结构简式可知,分子中存在单键同时连接两个C原子和1个N原子的碳原子,因此分子中所有碳原子不可能共平面,故B错误;
C.分子中含有碳氮双键的氮原子是sp2杂化,其余两个氮原子是sp3杂化,故C正确;
D.氯羟喹分子结构不对称,环上共有5个氢原子,位置均不相同,即分子中环上有5种处于不同化学环境的氢原子,故D正确;
答案选CD。
13.(本题4分)石竹烯是一种人造香料,有温和的丁香香气,其结构如图所示,下列关于石竹烯的描述正确的是
A.常温下为液体,且密度比水大
B.分子有顺反异构
C.分子式符合苯的同系物通式(),故石竹烯属于苯的同系物
D.1mol石竹烯完全燃烧时,需消耗标准状况下的氧气470.4L
【答案】BD
A.该物质只含C、H元素,属于烃类,密度应比水小,A错误;
B.该物质中环上的双键上的两个碳原子分别连接了两个不同的原子团,有顺反应异构,B正确;
C.该物质不含苯环,和苯的结构不相似,所以不属于苯的同系物,C错误;
D.根据该物质的结构简式可知其分子式为C15H24,燃烧时需要(15+)mol=21mol氧气,标况下体积为470.4L,D正确;
综上所述答案为BD。
14.(本题4分)合成导电高分子材料PPV的反应:n+n+(2n-1)HI,下列说法正确的是
A.合成PPV的反应为缩聚反应
B.PPV与聚苯乙烯具有相同的重复结构单元
C.和苯乙烯互为同系物
D.通过质谱法测定PPV的平均相对分子质量,可得其聚合度
【答案】AD
A.根据反应方程式可知与脱去HI发生缩聚反应生成PPV,故A正确;
B.聚苯乙烯的重复结构单元为,不含碳碳双键,而该高聚物的结构单元中含有碳碳双键,所以结构单元不相同,故B错误;
C.有两个碳碳双键,而苯乙烯有一个碳碳双键,结构不同,二者不是同系物,故C错误;
D.通过质谱法测定PPV的平均相对分子质量,除以结构单元的相对分子质量可得聚合度,故D正确;
综上所述答案为AD。
15.(本题4分)舱外航天服每套总重量约120公斤,造价3 000万元人民币左右。舱外航天服可为航天员出舱活动提供适当的大气压力、足够的氧气、适宜的温湿度,以保障航天员的生命活动需要;航天服具有足够的强度,防止辐射、微流量和空间碎片对航天员的伤害,保证航天员的工作能力;航天服还能提供可靠工效保障及遥测通信保障等。制作这种航天服的材料以氨纶和尼龙为主。其中尼龙 1010的结构简式为,下列有关尼龙 1010的说法正确的是(  )
A.尼龙 1010是合成高分子化合物
B.尼龙 1010的单体是H2N(CH2)10NHCO(CH2)8COOH
C.尼龙 1010是通过缩聚反应制成的
D.制作舱外航天服的材料要质轻,方便在舱外行走
【答案】AC
A.尼龙 1010是通过缩聚反应合成的有机高分子化合物,故A正确;
B.尼龙-1010的单体为:H2N(CH2)10NH2、HOOC(CH2)8COOH,故B错误;
C.尼龙 1010是通过缩聚反应合成的有机高分子化合物,故C正确;
D.由于舱外航天服是在太空失重情况下穿的,不需要考虑选轻质材料,故D错误。
答案选AC。
第II卷(非选择题)
16.(本题14分)双酚是重要的有机化工原料,工业上可以用苯酚和丙酮合成双酚:
H2O+
(1)丙酮含氧官能团名称为_______;双酚的分子式为_______。
(2)双酚分子共平面的碳原子最多可以有_______个。
(3)在盐酸或氨水催化下,苯酚和甲醛混合共热可得到酚醛树脂:
+nHCHOnH2O+
关于该反应及相关物质的判断正确的是_______(填选项符号)。
A.甲醛可溶于水
B.该反应属于缩聚反应
C.甲醛防腐可用于保存海鲜
D.酚醛树脂常用于制造电器材料
E.苯酚的酸性介于醋酸和盐酸之间
(4)苯酚可用于合成酚酞:
AB
已知:2HCOOHH2O+
①邻二甲苯核磁共振氢谱有_______个峰。
②条件是_______。
③化学方程式为_______。
【答案】羰基(或酮基) 13 ABD 3 高锰酸钾 H2O+
(1)丙酮含氧官能团名称为羰基(或酮基);由结构简式知,双酚的分子式为。
(2) 苯分子是平面结构、和苯环直接相连的原子在同一个平面,碳碳双键、羰基是平面结构、和双键碳原子直接相连的原子在同一个平面,碳碳单键是四面体结构,单键碳及其相连的原子最多三个共面,则双酚分子共平面的碳原子最多可以有13个。
(3)关于反应及相关物质的判断:
A.甲醛是无色有刺激性气味的气体,可溶于水,A正确;
B.小分子反应物生成高分子,且生成小分子,为缩聚反应,B正确;
C.甲醛能使蛋白质变性、可防腐,但甲醛剧毒,不可用于保存海鲜,C错误;
D.酚醛树脂是绝缘体,常用于制造电器材料,D正确;
E.苯酚的酸性小于醋酸和盐酸,介于碳酸的一级电离和二级电离之间,E错误;
正确的是ABD。
(4) ①邻二甲苯分子内有3种氢原子,则核磁共振氢谱有3个峰。
②在条件a下转变为A即,则是氧化反应,条件是酸性高锰酸钾。
③A为,B为,为信息反应,分子间脱水生成酸酐,化学方程式为 + H2O 。
17.(本题10分)有以下几种物质:
① ②③ ④ ⑤ ⑥⑦ ⑧ ⑨ ⑩
回答下列问题:
(1)依据官能团分类,可将上述物质分为多个类别,其中属于卤代烃的有_______(填标号,下同),属于醛的有_______,属于醚的有_______。
(2)有机物普遍存在同分异构现象,这是有机物种类繁多的主要原因,上述有机物中互为同分异构体的是_______(填标号),该构造异构属于_______。
(3)如图为上述某种物质对应的_______(填“质谱图”、“红外光谱图”或“核磁共振氢谱图"),写出对应物质的名称:_______。
(4)如图为上述某种物质对应的_______(填“质谱图”、“红外光谱图”或“核磁共振氢谱图”),从图中信息推测该图谱对应物质为上述物质中的_______(填物质名称)。
【答案】①④ ②⑤ ⑥⑩ ③⑧ 官能团异构 质谱图 甲基环已烷 红外光谱图 乙酸乙酯
(1) 卤代烃指的是H原子被卤素原子取代的烃, 依据官能团分类,可将上述物质分为多个类别,其中属于卤代烃的有①④,醛指的是含有-CHO,属于醛的有②⑤,醚制得时含有-C-O-C-,属于醚的有⑥⑩,故答案为:①④,②⑤,⑥⑩;
(2) 同分异构体指的是分子相同,结构不同的化合物称为同分异构体,上述有机物中互为同分异构体的是③⑧,③⑧二者官能团不同,所以该构造异构属于官能团异构,故答案为:③⑧,官能团异构;
(3) 如图为上述某种物质对应的质谱图,可以从该图中看出该物质的相对分子质量为98,
该图谱对应物质为上述物质中的,其名称为甲基环已烷,故答案为:质谱图,甲基环已烷;
(4) 如图为上述某种物质对应的红外光谱图,从该图中可以看出该物质中含有C=O双键和
C-O-C和C-O,可以推出该物质为乙酸乙酯,故答案为:红外光谱图,乙酸乙酯。
18.(本题8分)由苯酚合成的合成路线如图,请回答下列问题:
(1)F中含有的官能团名称为_______。
(2)判断反应类型:
①由B到C:_______反应;
②由G到H:_______反应。
(3)写出下列转化关系的方程式:(请注明反应条件)
①由D到E:_______。
②由E到F:_______。
(4)写出检验苯酚存在的试剂及现象:_______。
(5)物质B经过催化氧化(Cu作催化剂)反应的方程式为_______。
【答案】碳溴键、碳碳双键 消去 取代 +2NaOH+2NaBr+2H2O +Br2→ 氯化铁溶液、显紫色 2+O22+2H2O
(1) 和溴发生1,4-加成反应生成F,F是,含有的官能团名称为碳碳双键、溴原子;
(2)①在浓硫酸作用下发生消去反应生成,由B到C属于消去反应;
②中的溴原子被羟基代替生成,由G到H属于取代反应;
(3)①和溴发生加成反应生成,在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应生成,D到E反应方程式是+2NaOH+2NaBr+2H2O;
②和溴发生1,4-加成反应生成,由E到F的方程式是+Br2→;
(4)苯酚遇氯化铁溶液显紫色,所以检验苯酚存在的试剂及现象氯化铁溶液、显紫色;
(5) 用Cu作催化剂发生催化氧化生成,反应方程式是2+O22+2H2O。
19.(本题8分)(一)某研究性学习小组为确定一种从煤中提取的液态烃X的结构,对其进行探究。
步骤一:这种碳氢化合物蒸气通过热的氧化铜(催化剂),氧化成二氧化碳和水,再用装有无水氯化钙和固体氢氧化钠的吸收管完全吸收。2.12g有机物X的蒸气氧化产生7.04g二氧化碳和1.80g水;
步骤二:通过仪器分析得知X的相对分子质量为106;
步骤三:用核磁共振仪测出X的1H核磁共振谱有2个峰,其面积之比为2:3(如图Ⅰ)
步骤四:利用红外光谱仪测得X分子的红外光谱如图Ⅱ,试回答:
(1)步骤二中的仪器分析方法称为_______。
(2)X的结构简式为_______。
(二)某实验小组用如图装置进行乙醇催化氧化的实验。
(3)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,请写出相应的化学反应方程式_______,_______。在不断鼓入空气的情况下,熄灭酒精灯,反应仍能继续进行,说明该乙醇氧化反应是_______反应。
(三)某同学通过查阅资料后设计如图所示的装置制备粗溴苯。
(4)B中生成溴苯的化学方程式为_______。
(5)粗溴苯中含有FeBr3、Br2、苯、二溴苯等杂质,可经过几次洗涤后再用CaCl2处理,最后用蒸馏的方法就可得到ag精制溴苯。若实验中使用了20mL苯(密度为0.88g/mL),则苯的利用率为_______(列出计算式即可)。
【答案】质谱法 2Cu+O22CuO CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O 放热 +Br2HBr+
(1)步骤二通过仪器分析得知X的相对分子质量,该方法称为质谱法,故答案为:质谱法;
(2)烃X的物质的量为=0.02mol,生成二氧化碳为=0.16mol,生成水为=0.1mol,则分子中N(C)==8、N(H)= =10,故X的分子式为C8H10,X的红外光谱测定含有苯环,属于苯的同系物,而1H核磁共振谱有2个峰,其面积之比为2:3,则X为,名称为对二甲苯,故答案为:对二甲苯;
(3)实验过程中铜网出现红色和黑色交替的现象,是因为2Cu+O22CuO;CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O,熄灭酒精灯后,反应仍能进行,说明此反应为放热反应,故答案为:2Cu+O22CuO;CH3CH2OH+CuOCH3CHO+Cu+H2O;
(4)B中液溴和苯在铁的催化下发生取代反应,生成溴化氢和溴苯,方程式为:+Br2HBr+,故答案为:+Br2HBr+;
(5)粗溴苯中含有FeBr3、Br2、苯、二溴苯等杂质,可经过几次洗涤后再用CaCl2处理,最后用蒸馏的方法就可得到ag精制溴苯,苯的利用率= = = ,故答案为:。
20.(本题12分)已知可简写为,降冰片烯的分子结构可表示为。
(1)降冰片烯属于___________(填序号)。
a.环烃 b.不饱和烃 c.烷烃 d.芳香烃
(2)降冰片烯的分子式为___________。
(3)降冰片烯的一种同分异构体属于含有一个六元环的单环化合物,其结构简式为___________(写一种)。
(4)降冰片烯不具有的性质有___________(填序号)。
A.易溶于水 B. 能发生氧化反应 C.能发生加成反应 D.常温常压下为气体
(5)实验测得某烃中碳元素的质量分数为91.3%,相对分子质量为92,则该烃的分子式为___________。若该烃为芳香烃,在其分子的“C—C”键或“H—C”键中插入基团“”可形成六种含苯环的酯,请写出其中四种酯的结构简式:___________、___________、___________、___________。
【答案】ab C7H10 (或、、、、、) AD C7H8 (邻、间、对三种)
(1)降冰片烯的分子结构为,属于环烃、不饱和烃,故选ab。答案为:ab;
(2)降冰片烯的分子中含有7个C原子、10个H原子,分子式为C7H10。答案为:C7H10;
(3)降冰片烯的一种同分异构体中,含有一个六元单环、还应含具有一个碳原子的基团,且含有两个碳碳双键等,其结构简式为(或、、、、、)。答案为:(或、、、、、);
(4)从降冰片烯的结构看,它能发生氧化反应、加成反应,但不溶于水、常温下呈液态,所以不具有的性质有AD。答案为:AD;
(5)实验测得某烃中碳元素的质量分数为91.3%,相对分子质量为92,则该烃分子中含碳原子数为,含氢原子数为,则分子式为C7H8。若该烃为芳香烃,在其分子的“C—C”键或“H—C”键中插入基团“”可形成六种含苯环的酯,则酯分子中除含苯环外,还含有-OOCCH3、-CH2OOCH、-CH2OOCH、-OOCH和-CH3,其中四种酯的结构简式:、、、(邻、间、对三种)。答案为:C7H8;;;;(邻、间、对三种)。
21.(本题8分)常温下一种气态烷烃和一种气态烯烃的混合物共10g,平均相对分子质量为25。使混合气体通过足量溴水,溴水增重8.4g。
(1)根据“平均相对分子质量为25”可知,混合气体中一定含有的组分是___________(填分子式)。
(2)根据烷烃、烯烃的化学性质,由“溴水增重8.4g”可确定8.4g为混合气体中_________(填“烷烃”或“烯烃”)的质量。
(3)10g混合气体的总物质的量为n(总)=___________mol。
(4)综上可确定混合气体中的另一种组分是___________(填结构简式)。
【答案】CH4 烯烃 0.4 CH2=CH2
(1)由于相对分子质量小于25的烃只有甲烷,所以根据“平均相对分子质量为25”可知,混合气体中一定含有的组分是甲烷,分子式为CH4。
(2)烷烃与溴水不反应,烯烃与溴水可发生加成反应,由“溴水增重8.4g”可确定8.4g为混合气体中烯烃的质量。
(3)10g混合气体的总物质的量为n(总)==0.4mol。
(4)8.4g为烯烃的质量,所以甲烷的质量为10g-8.4g=1.6g,物质的量为:1.6g÷16g/mol=0.1mol,因此烯烃的物质的量是0.4mol-0.1mol=0.3mol,则烯烃的摩尔质量为8.4g÷0.3mol=28g/mol,即相对分子质量为28,因此可确定混合气体中的另一种组分是乙烯,结构简式为CH2=CH2。
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