江苏省淮安市金湖中学清江中学涟水郑梁梅高级中学等学校2023-2024高二下学期4月期中考试化学试题(原卷版+解析版)

江苏省淮安市金湖中学清江中学涟水郑梁梅高级中学等学校2023-2024高二下学期4月期中考试化学试题(原卷版+解析版)

江苏省淮安市部分学校2023—2024学年高二下学期期中联考
化学试题
1.本试卷分为选择题和非选择题两部分,共100分,考试时间75分钟。
2.请把选择题和非选择题的答案均填写在答题卷的指定栏目内。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 化学为科技强国作出巨大贡献。下列有关说法正确的是
A. 不粘锅内壁涂附聚四氟乙烯能使溴水褪色
B. 用质谱法确定青蒿素分子中的官能团
C. 船舶外壳镶嵌锌块以防船体被腐蚀
D. 用于制作C919飞机门帘的国产芳砜纶纤维属于天然纤维
2. Mg(NH)2可发生水解:Mg(NH)2+2H2O=N2H4+Mg(OH)2.下列化学用语正确的是
A. 中子数为8的氧原子: B. Mg(OH)2中既含离子键又含共价键
C. 镁离子的结构示意图: D. 水分子的空间填充模型:
3. 利用如图装置(部分夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是
A 用甲装置制备溴苯
B. 用乙装置分离乙酸和乙酸乙酯的混合物
C. 用丙装置验证乙醇消去反应生成乙烯
D. 用丁装置检验蔗糖的水解产物具有还原性
4. 下列相关物质的说法正确的是
A. 氟利昂—12(CF2Cl2)有二种结构
B. 名称为3,4-二甲基-4-己醇
C. 化合物中所有碳原子可能处于同一平面内
D. 化合物在酸性条件下水解生成和
5. 据报道,我国科学家研制出以石墨烯为载体的催化剂,在25℃下用H2O2直接将CH4转化为含氧有机物,其主要原理如图所示,下列说法正确的是
A. CH4和H2O2含有相同的电子数
B. 图中表示CH4,该模型也可以表示CCl4
C. 步骤ii涉及碳氢键的断裂与生成和碳氧键的断裂与生成
D. 步骤i到iv总反应为:CH4+2H2O2HCHO+3H2O
6. 第三周期元素的单质及其化合物具有重要用途。在熔融状态下,可用金属钠制备金属钾;MgCl2可制备多种镁产品;铝—空气电池具有较高的比能量,在碱性电解液中总反应为4Al+3O2+4OH-+6H2O=4[Al(OH)4]-。高纯硅广泛用于信息技术领域,高温条件下,将粗硅转化为三氯硅烷(SiHCl3),再经氢气还原得到高纯硅。硫有多种单质,如斜方硫(燃烧热为297kJ·mol–1)、单斜硫等。H2S可除去废水中Hg2+等重金属离子,H2S水溶液在空气中会缓慢氧化生成S而变浑浊。SO2催化氧化是工业制硫酸的重要反应之一,常用V2O5作催化剂。下列化学反应表示正确的是
A. 斜方硫燃烧:S(s,斜方硫)+O2(g)=SO2(g) H=297kJ·mol–1
B. CuSO4溶液中加入小粒金属钠:2Na+Cu2+=Cu+2Na+
C. SiHCl3转化为高纯硅:SiHCl3+H2Si+3HCl
D. 铝—空气电池放电时的负极反应:Al+4H2O-3e =[Al(OH)4]-+4H+
7. 下列物质的性质与用途具有对应关系的是
A. 熔融能电离,可用作冶炼镁的原料
B. 具有还原性,可除去废水中的
C. 钠的密度比钾大,可用于冶炼金属钾
D. 晶体硅熔点高、硬度大,可用作通讯设备的芯片
8. 对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,在其他条件相同时,下列说法正确的是
A. 增大压强,平衡正向移动,化学平衡常数增大
B. 加入V2O5,改变了反应的活化能,平衡不发生移动
C. 升高温度,v(逆)增大,v(正)减小,平衡逆向移动
D. 当c(SO2)∶c(O2)=2∶1时,可以判断该反应一定已经达到化学平衡
9. 某有机物M的结构简式为,下列说法正确的是
A. M中烃基上的氢被氯原子取代的一氯产物有4种
B M能发生催化氧化反应生成酮
C. M与NaOH乙醇溶液共热发生消去反应产物有2种
D. M和乙二醇属于同系物
10. 一定条件下CO2与NH3合成尿素:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH,其反应过程中能量变化如图所示,下列有关说法正确的是
A. ΔH>0
B. 该反应平衡常数K=
C. 升高温度,可分离得到更多的NH2COONH4(l)
D. 合成尿素的反应快慢主要取决于NH2COONH4(l)的分解速率
11. 化合物Z是合成沙丁胺醇的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. X中的官能团为羧基、酯基
B Y一定条件下可以发生缩聚反应
C. X与Z可用FeCl3溶液鉴别
D. Z与足量H2的加成产物分子中有3个手性碳原子
12. 探究硫元素单质及其化合物的性质,下列实验方案能达到探究目的的是
选项 探究目的 实验方案
A SO2是否具有漂白性 将SO2通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色
B SO2是否具有氧化性 将SO2通入Na2S溶液中,产生淡黄色沉淀
C Na2SO3溶液是否变质 向Na2SO3溶液中加入盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀
D S与C的非金属性强弱 将SO2通入饱和NaHCO3溶液中,产生使澄清石灰水变浑浊的气体
A. A B. B C. C D. D
13. CPAE是蜂胶的主要活性成分,由咖啡酸合成的过程如下。下列说法不正确的是
A. 一定条件下,咖啡酸可与HCHO发生缩聚反应
B. 1molCPAE最多可以和3molNaOH反应
C. 可用金属Na检测上述反应结束后是否残留苯乙醇
D. 与苯乙醇互为同分异构体且苯环上一溴代物有2种的酚类物质共有3种
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 掌握有机物的组成、结构和官能团性质是学习有机化学的重中之重,按要求回答问题:
Ⅰ.①布洛芬是一种解热镇痛剂,可由如下反应制得:
②酚酞是常用的酸碱指示剂,其结构简式如图所示:
(1)写出X、布洛芬、酚酞中所有含氧官能团的名称_________。
Ⅱ.根据官能团对下列有机物进行分类,把正确答案的序号填写在题中的横线上。
①②③CH3CH2OOCH④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
(2)芳香烃:_____;酚:_____;卤代烃:_____;醛:_____;糖类:_____;酯:_____;α-氨基酸:_____;酰胺:_____。
(3)写出N,N-二甲苯胺的结构简式_____。
(4)有机物A中*碳原子代表手性碳原子。若要使A失去手性,则可采取的方法为_____(用化学方程式表示)。
15. 从樟叶提取的精油中含有下列甲、乙、丙三种成分:
(1)由甲转化为乙需经下列过程:
①反应Ⅰ的目的是_______。
②反应Ⅱ的化学方程式为_______。
(2)已知:RCH=CHR'RCHO+R'CHO
2HCHOHCOOH+CH3OH
由乙制丙的一种合成路线如下(A~F均为有机物,Mr表示相对分子质量):
①物质B的化学名称为________。下列物质能与C反应的是________(选填序号)。
a.银氨溶液 b.Br2水 c.酸性KMnO4溶液
②E→F反应的化学方程式为________。
③D有多种同分异构体,写出同时满足下列条件的一种同分异构体的结构简式________。
a.能与FeCl3发生显色反应
b.1molD能与2molNaOH溶液反应
c.核磁共振氢谱图中有四个峰,峰的面积之比为3∶2∶2∶1。
④丙的结构简式为________。
16. 化合物G是一种芳香烃受体激素药,可用于治疗银屑病,其合成路线如下:
(1)G的分子式为________。
(2)D到E的反应类型是________。
(3)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式:________。
①碱性条件下水解后酸化生成两种产物,产物之一能与NaHCO3反应且不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;
②加热条件下,铜催化另一产物与氧气反应,所得有机产物的核磁共振氢谱只有2组峰。
(4)E到F的转化经历了E→X→F的过程,中间体X的分子式为C23H33PO6,写出X的结构简式:________。
(5)写出以、为原料制备的合成路线图________。(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)
17. 稀土是一种重要的战略资源,元素铈(Ce)就是其中一种。铈的合金耐高温,可以用来制造喷气推进器零件等。
(1)铈元素在自然界中主要以氟碳铈矿形式存在,其主要化学成分为CeFCO3。工业上利用氟碳铈矿提取CeCl3的一种工艺流程如图所示:
①焙烧温度的影响如图所示,分析焙烧最适宜温度为________(填标号)。
a.350~450℃ b.550~650℃ c.750℃以上
焙烧过程中发生的主要反应化学方程式为________。
②酸浸过程中有同学认为用稀硫酸和H2O2替换盐酸更好,可能理由是________。
③常温下,当溶液中的某离子浓度≤1.0×10 5mol·L–1时,可认为该离子沉淀完全。据此,在生成Ce(OH)3的反应中,加入NaOH溶液至pH至少达到________时,即可视为Ce3+已完全沉淀。已知:Ksp(Ce(OH)3)=1.0×10 20。
④加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3,其中NH4Cl的作用是________。
(2)雾霾中含有大量的污染物NO,可以被Ce4+溶液吸收,生成NO、NO(二者物质的量之比为1∶1),该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3)用电解的方法可将上述吸收液中的NO转化为稳定的无毒气体,同时再生Ce4+,其原理如图所示。写出阴极的电极反应式________。江苏省淮安市部分学校2023—2024学年高二下学期期中联考
化学试题
1.本试卷分为选择题和非选择题两部分,共100分,考试时间75分钟。
2.请把选择题和非选择题的答案均填写在答题卷的指定栏目内。
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 化学为科技强国作出巨大贡献。下列有关说法正确的是
A. 不粘锅内壁涂附的聚四氟乙烯能使溴水褪色
B. 用质谱法确定青蒿素分子中的官能团
C. 船舶外壳镶嵌锌块以防船体被腐蚀
D. 用于制作C919飞机门帘的国产芳砜纶纤维属于天然纤维
【答案】C
【解析】
【详解】A.聚四氟乙烯分子中不存在不饱和键,不能使溴水褪色,A错误;
B.质谱法可以确定最大质荷比,即相对分子质量,不能确定分子中的官能团,B错误;
C.船舶外壳镶嵌锌块,锌比铁活泼,锌做负极,铁做正极,被保护,可防船体被腐蚀,C正确;
D.芳砜纶纤维属于合成纤维,D错误;
故选C。
2. Mg(NH)2可发生水解:Mg(NH)2+2H2O=N2H4+Mg(OH)2.下列化学用语正确的是
A. 中子数为8的氧原子: B. Mg(OH)2中既含离子键又含共价键
C. 镁离子的结构示意图: D. 水分子的空间填充模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.中子数为8的氧原子质量数为8+8=16,所以符号为,故A错误;
B.Mg(OH)2中镁离子和氢氧根离子间存在离子键,氢氧根离子内H与O原子含共价键,故B正确;
C.Mg元素为12号元素,核电荷数为12,镁原子失去最外层两个电子形成镁离子,核外电子数为10,结构示意图为,故C错误;
D.氧原子半径比氢原子半径大,且为V形结构,所以水分子的空间填充模型为,故D错误;
故答案为B。
3. 利用如图装置(部分夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是
A. 用甲装置制备溴苯
B. 用乙装置分离乙酸和乙酸乙酯的混合物
C. 用丙装置验证乙醇消去反应生成乙烯
D. 用丁装置检验蔗糖水解产物具有还原性
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.铁粉存在下苯与溴反应生成溴苯和HBr,氢氧化钠溶液和碱石灰吸收溴蒸气和HBr,A正确;
B.蒸馏时温度计的水银球应该与蒸馏烧瓶支管口相平,B错误;
C.浓H2SO4具有强氧化性,将乙醇氧化,自身被还原生成二氧化硫,挥发出乙醇以及二氧化硫也会使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰乙烯的检验,C错误;
D.与新制氢氧化铜溶液生成砖红色沉淀应为碱性环境,故水解液中应先加NaOH溶液至溶液呈碱性,D错误;
答案选A。
4. 下列相关物质的说法正确的是
A. 氟利昂—12(CF2Cl2)有二种结构
B. 名称为3,4-二甲基-4-己醇
C. 化合物中所有碳原子可能处于同一平面内
D. 化合物在酸性条件下水解生成和
【答案】D
【解析】
【详解】A.甲烷为正四面体结构,故氟利昂-12(CF2Cl2)只有一种结构,A错误;
B.名称是3,4-二甲基-3-己醇,B错误;
C.根据甲烷正四面体结构,化合物中存在多个亚甲基,故所有碳原子不可能处于同一平面内,C错误;
D.化合物 是乙酸乙酯的球棍模型,在酸性条件下水解生成乙醇和乙酸, 是乙醇的键线式,是乙酸的比例模型,D正确;
答案选D。
5. 据报道,我国科学家研制出以石墨烯为载体的催化剂,在25℃下用H2O2直接将CH4转化为含氧有机物,其主要原理如图所示,下列说法正确的是
A. CH4和H2O2含有相同的电子数
B. 图中表示CH4,该模型也可以表示CCl4
C. 步骤ii涉及碳氢键的断裂与生成和碳氧键的断裂与生成
D. 步骤i到iv的总反应为:CH4+2H2O2HCHO+3H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.CH4含10个电子,H2O2含有18个电子,故A错误;
B.图中表示CH4,该模型不能表示CCl4,Cl原子半径大于C原子,故B错误;
C.从反应的原理图来看,步骤ii为*CH3+*H+H2O2→CH3OH+H2O,涉及极性键的断裂与生成,涉及非极性键的断裂,不涉及非极性键的生成,故C错误;
D.一个甲烷分子和一个过氧化氢分子反应生成一个甲醇分子和一个水分子,故其总反应的化学方程式为CH4+2H2O2HCHO+3H2O,故D正确;
本题答案D。
6. 第三周期元素的单质及其化合物具有重要用途。在熔融状态下,可用金属钠制备金属钾;MgCl2可制备多种镁产品;铝—空气电池具有较高的比能量,在碱性电解液中总反应为4Al+3O2+4OH-+6H2O=4[Al(OH)4]-。高纯硅广泛用于信息技术领域,高温条件下,将粗硅转化为三氯硅烷(SiHCl3),再经氢气还原得到高纯硅。硫有多种单质,如斜方硫(燃烧热为297kJ·mol–1)、单斜硫等。H2S可除去废水中Hg2+等重金属离子,H2S水溶液在空气中会缓慢氧化生成S而变浑浊。SO2催化氧化是工业制硫酸的重要反应之一,常用V2O5作催化剂。下列化学反应表示正确的是
A. 斜方硫燃烧:S(s,斜方硫)+O2(g)=SO2(g) H=297kJ·mol–1
B. CuSO4溶液中加入小粒金属钠:2Na+Cu2+=Cu+2Na+
C. SiHCl3转化高纯硅:SiHCl3+H2Si+3HCl
D. 铝—空气电池放电时的负极反应:Al+4H2O-3e =[Al(OH)4]-+4H+
【答案】C
【解析】
【详解】A.斜方硫的燃烧热为297 kJ·mol–1,即燃烧热 H= -297kJ·mol–1,则斜方硫燃烧的热化学方程式为S(s,斜方硫)+O2(g)=SO2(g) H= - 297kJ·mol–1,A错误;
B.向CuSO4溶液中加入小粒金属钠,钠先与水反应生成氢氧化钠,再与硫酸铜反应,离子方程式为2Na+Cu2++2H2O =Cu(OH)2↓+2Na++H2↑,B错误;
C.氢气还原转化为高纯硅需要在高温条件下进行,化学反应方程式为SiHCl3+H2Si+3HCl,C正确;
D.在碱性电解液中铝—空气电池的总反应为4Al+3O2+4OH-+6H2O=4[Al(OH)4]-,铝为负极,通氧气的一极为正极,则放电时的负极反应为Al+4OH -3e =[Al(OH)4]-,D错误;
故选C。
7. 下列物质的性质与用途具有对应关系的是
A. 熔融能电离,可用作冶炼镁的原料
B. 具有还原性,可除去废水中的
C. 钠的密度比钾大,可用于冶炼金属钾
D. 晶体硅熔点高、硬度大,可用作通讯设备的芯片
【答案】A
【解析】
【详解】A.氯化镁是离子化合物,熔融状态能电离出镁离子和氯离子,所以氯化镁常用作电解冶炼镁的原料,故A正确;
B.硫化氢可除去废水中的汞离子是因为硫化氢能与汞离子反应生成难熔的硫化汞沉淀,与硫化氢的还原性无关,故B错误;
C.熔融的钠可与氯化钾共热反应生成氯化钠和钾蒸气,则该反应常用于冶炼金属钾是因为钠的沸点高于钾,与钠的密度比钾大无关,故C错误;
D.晶体硅可用作通讯设备的芯片是因为硅是良好的半导体材料,与晶体硅熔点高、硬度大无关,故D错误;
故选A。
8. 对于反应2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH<0,在其他条件相同时,下列说法正确的是
A. 增大压强,平衡正向移动,化学平衡常数增大
B. 加入V2O5,改变了反应的活化能,平衡不发生移动
C. 升高温度,v(逆)增大,v(正)减小,平衡逆向移动
D. 当c(SO2)∶c(O2)=2∶1时,可以判断该反应一定已经达到化学平衡
【答案】B
【解析】
【详解】A.正反应是气体体积减小的反应,其他条件不变,增大压强,平衡正向移动,但温度不变,化学平衡常数不变,故A错误;
B.加入V2O5作催化剂,能降低反应的活化能,加快反应速率,但是平衡不发生移动,故B正确;
C.升高温度,v(逆)和v(正)都要增大,故C错误;
D.当c(SO2)∶c(O2)=2∶1时,无法判断是否还会发生改变,不能判断该反应是否已经达到化学平衡,故D错误。
答案选B。
9. 某有机物M的结构简式为,下列说法正确的是
A. M中烃基上的氢被氯原子取代的一氯产物有4种
B. M能发生催化氧化反应生成酮
C. M与NaOH乙醇溶液共热发生消去反应产物有2种
D. M和乙二醇属于同系物
【答案】A
【解析】
【详解】A.有机物碳链含有4种H,则一氯代物有4种,故A正确;
B.与羟基相连的碳原子没有氢原子,不能发生催化氧化反应,故B错误;
C.与羟基相连碳的邻位碳有三个,其中有个碳没有氢,有机物消去反应产物有2种,但应该是在浓硫酸催化下加热而不是在NaOH乙醇溶液共热进行,故C错误;
D.M为一元醇,乙二醇为二元醇,结构不似,O原子数不同,不属于同系物,故D错误;
故选A。
10. 一定条件下CO2与NH3合成尿素:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l) ΔH,其反应过程中能量变化如图所示,下列有关说法正确的是
A. ΔH>0
B. 该反应平衡常数K=
C. 升高温度,可分离得到更多的NH2COONH4(l)
D. 合成尿素的反应快慢主要取决于NH2COONH4(l)的分解速率
【答案】D
【解析】
【详解】A.由能量示意图可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,是放热反应,ΔH<0,故A错误;
B.固体和纯液体不能写在化学平衡常数的表达式中,根据反应方程式,该反应平衡常数K=,故B错误;
C.由图可知,生成NH2COONH4(l)的反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动,得到NH2COONH4(l)会变少,故C错误;
D.第2步反应(NH2COONH4(l)的分解)的活化能更大,为慢反应,对整个反应过程的速率起决定作用,故D正确。
答案选D。
11. 化合物Z是合成沙丁胺醇的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. X中的官能团为羧基、酯基
B. Y一定条件下可以发生缩聚反应
C. X与Z可用FeCl3溶液鉴别
D. Z与足量H2的加成产物分子中有3个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.X中的官能团-COOH为羧基、-COOCH3为酯基,故A正确;
B .Y含有羧基和羟基,一定条件下可以发生缩聚反应,故B正确;
C.Z含有酚羟基,X不含酚羟基,氯化铁溶液能与酚羟基发生显色反应,则可用FeCl3溶液鉴别X和Z,故C正确;
D. Z中苯环和酮羰基能与H2加成,产物分子中 有4个手性碳原子,故D错误;
故选:D。
12. 探究硫元素单质及其化合物的性质,下列实验方案能达到探究目的的是
选项 探究目的 实验方案
A SO2是否具有漂白性 将SO2通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色
B SO2是否具有氧化性 将SO2通入Na2S溶液中,产生淡黄色沉淀
C Na2SO3溶液是否变质 向Na2SO3溶液中加入盐酸酸化的Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀
D S与C的非金属性强弱 将SO2通入饱和NaHCO3溶液中,产生使澄清石灰水变浑浊的气体
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.将SO2通入酸性KMnO4溶液中,发生氧化还原反应,二氧化硫作还原剂,高锰酸钾作氧化剂,使溶液紫色褪去,题意不符,A错误;
B.SO2通入Na2S溶液中,产生淡黄色沉淀,说明SO2具有氧化性,B正确;
C.向Na2SO3溶液中加入Ba(NO3)2溶液,出现白色沉淀,再加入稀硝酸,稀硝酸具有强氧化性,可氧化亚硫酸钡为硫酸钡,沉淀不溶解,不能判断是否有硫酸钡生成,与题意不符,C错误;
D.SO2通入饱和NaHCO3溶液中,产生使澄清石灰水变浑浊的气体,只能说明H2SO3的酸性比H2CO3强,不能说明S与C的非金属性强弱,D错误;
答案选B。
13. CPAE是蜂胶的主要活性成分,由咖啡酸合成的过程如下。下列说法不正确的是
A. 一定条件下,咖啡酸可与HCHO发生缩聚反应
B. 1molCPAE最多可以和3molNaOH反应
C. 可用金属Na检测上述反应结束后是否残留苯乙醇
D. 与苯乙醇互为同分异构体且苯环上一溴代物有2种的酚类物质共有3种
【答案】C
【解析】
【详解】A.咖啡酸的两个酚羟基的邻位上的氢原子比较活泼,与醛基上的氧原子结合生成水分子,苯环与醛脱下来的碳相连,咖啡酸可与HCHO发生缩聚反应,A正确;
B.咖啡酸含酚-OH、-COOH,均与NaOH反应,则1 mol咖啡酸最多可与含3 mol NaOH的溶液发生反应,B正确;
C.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,C错误;
D.与苯乙醇互为同分异构体且苯环上一溴代物有2种酚类物质共有3种、、,D正确;
故选C。
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 掌握有机物的组成、结构和官能团性质是学习有机化学的重中之重,按要求回答问题:
Ⅰ.①布洛芬是一种解热镇痛剂,可由如下反应制得:
②酚酞是常用的酸碱指示剂,其结构简式如图所示:
(1)写出X、布洛芬、酚酞中所有含氧官能团的名称_________。
Ⅱ.根据官能团对下列有机物进行分类,把正确答案的序号填写在题中的横线上。
①②③CH3CH2OOCH④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
(2)芳香烃:_____;酚:_____;卤代烃:_____;醛:_____;糖类:_____;酯:_____;α-氨基酸:_____;酰胺:_____。
(3)写出N,N-二甲苯胺的结构简式_____。
(4)有机物A中*碳原子代表手性碳原子。若要使A失去手性,则可采取的方法为_____(用化学方程式表示)。
【答案】(1)醛基、羧基、羟基、酯基
(2) ①. ② ②. ④ ③. ⑥ ④. ⑦ ⑤. ⑨ ⑥. ③⑤ ⑦. ⑧ ⑧. ⑩
(3) (4)+NaOH +NaBr+H2O
【解析】
【小问1详解】
含氧官能团名称分别为:X含醛基、布洛芬含羧基、酚酞含羟基、酯基;
【小问2详解】
芳香烃含苯环且只含C、H元素,故选②;酚是羟基直接与苯相连,故选④;卤代烃含卤素原子,故选⑥;醛含有-CHO醛基,故选⑦;糖类是多羟基醛,故选⑨;酯含有酯基-COO-,故选③⑤;α-氨基酸是羧基和氨基连接在同一个碳原子上,故选⑧;酰胺含有结构-CO-NH-,故选⑩;
【小问3详解】
N,N-二甲苯胺的结构简式;
【小问4详解】
有机物A含有碳溴键,可发生卤代烃的消去反应,不再含有手性碳原子,反应方程式为:+NaOH +NaBr+H2O。
15. 从樟叶提取的精油中含有下列甲、乙、丙三种成分:
(1)由甲转化为乙需经下列过程:
①反应Ⅰ的目的是_______。
②反应Ⅱ的化学方程式为_______。
(2)已知:RCH=CHR'RCHO+R'CHO
2HCHOHCOOH+CH3OH
由乙制丙的一种合成路线如下(A~F均为有机物,Mr表示相对分子质量):
①物质B的化学名称为________。下列物质能与C反应的是________(选填序号)。
a.银氨溶液 b.Br2水 c.酸性KMnO4溶液
②E→F反应的化学方程式为________。
③D有多种同分异构体,写出同时满足下列条件的一种同分异构体的结构简式________。
a.能与FeCl3发生显色反应
b.1molD能与2molNaOH溶液反应
c.核磁共振氢谱图中有四个峰,峰的面积之比为3∶2∶2∶1。
④丙的结构简式为________。
【答案】(1) ①. 保护碳碳双键不被氧化 ②. 2+O22+2H2O
(2) ①. 苯甲醛 ②. c ③. nHOCH2COOH+(n-1)H2O(答案合理均可) ④. (答案合理均可) ⑤.
【解析】
【小问1详解】
①化合物甲含有碳碳双键和醇羟基,经过一系列反应最后生成化合物乙,化合物乙中含有碳碳双键和醛基,所以该反应过程是为了把羟基氧化成醛基,碳碳双键也易被氧化,所以为了只氧化羟基不影响碳碳双键,整个过程需要保护双键,因此反应Ⅰ的目的保护谈谈双键不被氧化。
②化合物含有羟基,在Cu催化下可以和氧气反应生成醛,因此反应方程式为:2+O22+2H2O
【小问2详解】
化合物乙在臭氧的作用下碳碳双键可以被氧化生成为苯甲醛和乙二醛OHC-CHO,所以化合物A是乙二醛,化合物B是苯甲醛;化合物乙在加热条件下与新制备氢氧化铜反应生成羧酸,则D应为,因为化合物C可以在浓硫酸催化的条件下和羧酸发生反应,因此化合物C为醇,因为化合物B为苯甲醛,所以化合物C为苯甲醇,因为化合物E的相对分子质量为76,结合题给信息可知应为HO-CH2-COOH,化合物E发生自身缩聚反应生成化合物F为。
①由上分析,化合物B为苯甲醛,化合物C为苯甲醇,含有醇羟基,可被酸性高锰酸钾氧化,但是不能与银氨溶液和溴水反应,所以选C。
②化合物E为HO-CH2-COOH,发生自身缩聚反应生成F为,故E→F化学方程式为:nHOCH2COOH+(n-1)H2O。
③化合物D的同分异构体遇FeCl3溶液显示特征颜色,则有酚羟基;1molD能与2molNaOH溶液反应,则有2个酚羟基;核磁共振氢谱图中有四个峰,峰面积之比为3:2:2:1,则苯环上4个取代基,分别为2个酚羟基、1个甲基、1个碳碳三键,则2个酚羟基有4种可能,如图:,故有4种同分异构体。
④化合物C与化合物D在浓硫酸加热的条件下发生酯化反应生成化合物丙,故化合物丙的结构简式为:。
【点睛】本题通过有机物的合成考查有机物的结构与性质,综合性很强,注重分析能力和推断能力的综合考查,注意把握题目信息,分析流程,结合有机物的官能团的性质解答,符合条件的同分异构体种数的推断是难点,抓住酚羟基的性质和核磁共振氢谱中峰与氢原子的关系推断取代基的种类和位置。
16. 化合物G是一种芳香烃受体激素药,可用于治疗银屑病,其合成路线如下:
(1)G的分子式为________。
(2)D到E的反应类型是________。
(3)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式:________。
①碱性条件下水解后酸化生成两种产物,产物之一能与NaHCO3反应且不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;
②加热条件下,铜催化另一产物与氧气反应,所得有机产物的核磁共振氢谱只有2组峰。
(4)E到F的转化经历了E→X→F的过程,中间体X的分子式为C23H33PO6,写出X的结构简式:________。
(5)写出以、为原料制备的合成路线图________。(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)C17H18O2
(2)氧化反应 (3)(其他合理答案均可)
(4) (5)
【解析】
【分析】A( )在CH3COCH3、K2CO3的作用下与(CH3)2SO4发生取代反应,生成B为 ;B在AlCl3、CS2作用下与BrCH(CH3)2发生取代反应,生成C为 ;C在LiAlH4、C2H5OC2H5作用下发生还原反应生成D为; D在Py+Cl-CrO3、CH2Cl2作用下发生氧化反应,生成E为;E在NaH、THF、50℃条件下与反应,生成F为;F在BBr3、CH2Cl2、-78℃条件下发生取代反应,生成G为。
【小问1详解】
G的结构简式为,分子中含有17个C原子、2个O原子、不饱和度为9,则分子中含H原子个数为17×2+2-9×2=18,所以分子式为C17H18O2。
【小问2详解】
D()到E(),-CH2OH转化为-CHO,则反应类型是氧化反应。
【小问3详解】
E为,同时满足下列条件:“①碱性条件下水解后酸化生成两种产物,产物之一能与NaHCO3反应且不能使酸性高锰酸钾溶液褪色;②加热条件下,铜催化另一产物与氧气反应,所得有机产物的核磁共振氢谱只有2组峰”的E的一种同分异构体,分子应含有苯环、酯基。水解产物中,若-COOH连接在苯环上,则-COOH与苯环直接相连(不能被KMnO4氧化),另一产物为二元醇,且分子具有高度对称性(氧化产物分子中含2种氢原子);若-COOH连在链烃基上,则其为乙酸,另一产物是含有苯环的二元醇,且分子具有高度对称性[苯环对位上各连1个-CH(CH3)OH],所以结构简式为:(其他合理答案均可)。
【小问4详解】
E到F的转化经历了E→X→F的过程,E→X发生加成反应,X→F发生消去反应,中间体X的分子式为C23H33PO6,则X的结构简式:。
【小问5详解】
以、为原料制备时,采用逆推法,应先制得,可由与发生取代反应制得,则合成路线图为。
17. 稀土是一种重要的战略资源,元素铈(Ce)就是其中一种。铈的合金耐高温,可以用来制造喷气推进器零件等。
(1)铈元素在自然界中主要以氟碳铈矿形式存在,其主要化学成分为CeFCO3。工业上利用氟碳铈矿提取CeCl3的一种工艺流程如图所示:
①焙烧温度的影响如图所示,分析焙烧最适宜温度为________(填标号)。
a.350~450℃ b.550~650℃ c.750℃以上
焙烧过程中发生的主要反应化学方程式为________。
②酸浸过程中有同学认为用稀硫酸和H2O2替换盐酸更好,可能理由是________。
③常温下,当溶液中的某离子浓度≤1.0×10 5mol·L–1时,可认为该离子沉淀完全。据此,在生成Ce(OH)3的反应中,加入NaOH溶液至pH至少达到________时,即可视为Ce3+已完全沉淀。已知:Ksp(Ce(OH)3)=1.0×10 20。
④加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3,其中NH4Cl的作用是________。
(2)雾霾中含有大量的污染物NO,可以被Ce4+溶液吸收,生成NO、NO(二者物质的量之比为1∶1),该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(3)用电解的方法可将上述吸收液中的NO转化为稳定的无毒气体,同时再生Ce4+,其原理如图所示。写出阴极的电极反应式________。
【答案】(1) ①. b ②. 4CeFCO3+O23CeO2+CeF4+4CO2 ③. 不释放氯气,减少对环境的污染 ④. 9 ⑤. NH4Cl固体分解产生的HCl可以抑制CeCl3的水解
(2)2:1 (3)2NO+8H++6e—=N2↑+4H2O
【解析】
【分析】利用氟碳铈矿(主要成分CeCO3F)提取CeCl3的一种工艺流程为,CeCO3F焙烧得CeO2、CeF4,用盐酸和硼酸酸浸,过滤得沉淀Ce(BF)4和CeCl3滤液,Ce(BF)4与氯化钾溶液反应得到CeCl3和KBF,CeCl3与前面滤液中CeCl3的合并再加氢氧化钠,得Ce(OH)3沉淀,Ce(OH)3沉淀与盐酸反应可得CeCl3 6H2O,加热CeCl3 6H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3,以此解答该题。
【小问1详解】
①焙烧目的是得到四价铈,由图可知,550~650℃四价铈浸出率较高,故选b;焙烧过程中,CeFCO3发生反应生成CeO2和CeF4,C转化为CO2,则发生反应的化学方程式为:4CeFCO3+O23CeO2+CeF4+4CO2;
②CeO2具有较强的氧化性,能将H2O2氧化为O2,自身被还原为Ce3+,则发生反应的离子方程式为:2CeO2+H2O2+6H+═2Ce3++O2↑+4H2O,用稀硫酸和H2O2替换盐酸更好,理由是不释放氯气,减少对环境的污染;
③Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20,Ce3+已沉淀完全时c(OH-)=mol/L=1.0×10-5mol/L,则pH=9;
④加热CeCl3 6H2O和NH4Cl的固体混合物可得固体无水CeCl3,CeCl3 6H2O加热过程中会水解,导致最终产物不是无水CeCl3,而与NH4Cl混合则最终生成了无水CeCl3,说明脱水反应是在有HCl的条件下进行的,由此分析NH4Cl在加热过程中生成了HCl,抑制了Ce3+的水解;
【小问2详解】
NO可以被含Ce4+的溶液吸收,生成、,反应过程中N化合价升高,Ce化合价则降低,氧化剂为Ce4+,还原剂为NO,生成、二者物质的量之比为1:1,根据电子得失守恒,n(Ce4+)=n()+3n(),根据元素守恒,n(NO)=n()+n(),且n()=n(),则氧化剂与还原剂的物质的量之比为n(Ce4+):n(NO)=4:2=2:1;
【小问3详解】
电解池阴极发生的反应为物质得到电子,发生还原反应,根据装置图,H+到阴极参加反应,电解将转化为无毒物质,可判断为N2,则阴极的电极反应式:2+8H++6e-=N2↑+4H2O。

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