第三章《烃的衍生物》单元测试(含解析)2022--2023下学期高二化学人教版(2019)选择性必修3

第三章《烃的衍生物》单元测试
一、单选题
1.五倍子是种常见的中草药,其有效成分为X,在一定条件下X可分别转化为Y、Z。
下列关于X、Y、Z的说法正确的是
A.Y分子中含有两种官能团
B.Y分子与氢气发生加成反应的产物中含有两个手性碳原子
C.X分子能发生取代、氧化和消去反应
D.Z分子与NaOH溶液反应时最多可消耗7molNaOH
2.有机合成的关键是构建官能团和碳骨架,下列反应不能引入-OH的是
A.醛还原反应 B.酯类水解反应
C.烯烃加成反应 D.烷烃取代反应
3.下列关于有机化合物的说法正确的是
A.石油的分馏和煤焦油的分馏都可以获得芳香烃
B.乙酸、乙醇和乙酸乙酯可用饱和溶液加以区别
C.含有3个碳原子的有机物氢原子个数最多为8个
D.苯甲酸与醇反应得到碳、氢原子个数比为的酯,则该醇一定是乙醇
4.“连翘酯苷A”是“连花清瘟胶囊”的有效成分。如图有机物是“连翘酯苷A”的水解产物,下列有关该有机物的说法错误的是
A.分子式C9H8O4
B.分子中所有原子可能处于同一平面
C.能发生加成反应,不能发生取代反应
D.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
5.室温下,下列有机化合物在水中溶解度最大的是
A. B. C. D.
6.下列方案设计、现象和结论都正确的是
目 的[ 方案设计 现象和结论
A 探究浓度对化学平衡的影响 在4 mL 0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中加入数滴 1 mol·L-1 NaOH溶液 若溶液由黄色变为橙色,则生成物浓度减小平衡逆移
B 探究油脂碱性条件下水解情况 取5 g动物脂肪,加入适量95%乙醇,加入6 mL40%氢氧化钠溶液,微热。一段时间后取清液,加入新制氢氧化铜 若出现绛蓝色,则油脂发生水解
C 探究Fe与水蒸气高温反应的固体产物中铁元素的化合价 取少量固体产物于试管中,加足量的稀盐酸溶解,分成两份:一份中滴加硫氰化钾溶液,另一份中滴加高锰酸钾溶液 若前者溶液变血红色,后者溶液紫色褪去,则固体产物中铁元素有+2、+3两种化合价
D 验证乙醇脱水生成乙烯 在试管中加入2g P2O5并注入4 mL95%乙醇,加热。将气体产物通入酸性高锰酸钾溶液 若酸性高锰酸钾溶液褪色,则生成乙烯
A.A B.B C.C D.D
7.如图示为某种有机物,下面关于它的性质说法错误的是
A.该有机物能发生取代反应
B.它能与Na2CO3溶液反应放出气泡
C.1 mol该有机物最多能和7 mol NaOH反应
D.它可以水解,水解产物只有一种
8.下列劳动项目与所述的化学知识不相符的是
选项 劳动项目 化学知识
A 传统工艺:手工制作陶瓷 CaCO3是陶瓷主要成分
B 学农活动:使用复合肥料培育植物 复合肥含N、P、K三种元素中的两种或三种
C 自主探究:海带提碘 通过灼烧将有机碘转化为碘离子
D 家务劳动:烹煮鱼时加入少量料酒和食醋可以去腥提鲜 食醋与料酒发生酯化反应,增加香味
A.A B.B C.C D.D
9.某有机物M的结构简式如图所示,若等物质的量的M在一定条件下分别与金属钠、氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液反应,则消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之比为
A.1:2:2 B.2:3:1 C.1:2:1 D.2:4:1
10.常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A.使pH试纸变蓝色的溶液中:K+、Mg2+、、
B. =1×10-12 mol·L-1的溶液中:、Cu2+、Cl—、
C.使苯酚显紫色的溶液中:Na+、K+、Cl—、
D.与Al反应能放出H2的溶液中:Fe2+、K+、、Cl-
二、填空题
11.下列各反应,反应物中的有机物发生还原反应的是_________,发生氧化反应的是______。(填写序号)
①由乙醇制取乙醛 ②由乙醛制取乙醇
③乙醛的银镜反应 ④甲醛与新制的氢氧化铜反应
⑤苯与氢气的加成 ⑥乙炔使酸性高锰酸钾溶液褪色
12.依据下列①~⑧有机物回答问题。
① ② ③ ④CH3CH=CH C≡CH⑤ ⑥ ⑦ CH3CH2COOCH2CH3 ⑧
(1)用系统命名法对①命名: _______。
(2)分子②中最多有_______个碳原子共平面。
(3)①~④中,碳原子杂化类型均为sp2杂化的是_______ ( 填数字序号),有顺反异构体的是_______(填数字序号)。
(4)与⑤互为同系物且碳原子数最少的有机物的结构简式为_______。
(5)⑤~⑧中互为同分异构体的是_______(填数字序号 )。
(6)与⑦含有相同官能团且能发生银镜反应的同分异构体有_______ 种(不考虑立体异构),其中含有3个甲基( CH3)的同分异构体的结构简式为_______。
(7)1 mol⑧与足量氢氧化钠溶液共热,反应的化学方程式为_______。
13.常见的塑料——聚乙烯
(1)聚乙烯的合成与分类
合成反应:nCH2=CH2 (聚乙烯)
_______
(2)聚乙烯的结构与软化温度、密度的关系:
①软化温度、密度大小与高分子链的_______有关;
②软化温度、密度大小与高分子链的_______有关。
_______、_______、_______
另外,线型结构的聚乙烯在一定条件下转变为_______结构的聚乙烯,可以增加强度。
14.A~G是几种烃的分子球棍模型(如图),据此回答下列问题:
(1)等质量的上述物质完全燃烧,消耗氧气最多的是__________(填字母),等物质的量的上述物质完全燃烧,生成CO2最多的是__________(填字母)。
(2)能使酸性KMnO4溶液褪色的是_______________(填字母)。
(3)G与氢气完全加成后,所得产物的一卤代物有_______种。
(4)写出实验室制取D的化学方程式:____________________________。
三、实验题
15.香豆素又名1,2—苯并吡喃酮,是一种重要的香料。某小组以水杨醛和醋酸酐为原料,用以下方案制备香豆素:
反应物和产物的物理性质以及实验装置分别如下表和下图所示:
物质 分子量 性状 熔点 沸点 溶解性
水杨醛 122 无色液体 -7℃ 196℃ 微溶于水,易溶于有机溶剂
醋酸酐 102 无色液体 -73℃ 140℃ 微溶于水,易溶于有机溶剂
香豆素 146 白色结晶固体 71℃ 302℃ 难溶于冷水,可溶于热水,易溶于乙醇等有机溶剂
乙酸 60 无色液体 16℃ 118℃ 易溶于水,可溶于有机溶剂
乙酸钾 98 白色粉末 292℃ 分解 易溶于水,难溶于有机溶剂
250mL三颈烧瓶上分别接有仪器A、机械搅拌器和刺型分馏柱,分馏柱上接有温度计和分水器,分水器上方连接干燥管,与大气相通。向三颈烧瓶烧中加入水杨醛、醋酸酐和醋酸钾,加热进行反应;反应时,通过温度计监测馏出温度为120~125℃,待无馏出物时,通过仪器A向烧瓶中补加预热的醋酸酐,并保持补加速度与馏出速度一致;加料完毕,反应一定时间后停止加热,将混合液趁热倒入烧杯中,用10%Na2CO3溶液洗涤2次,至pH值为7;分离出香豆素粗产品,对香豆素粗产品进行减压蒸馏,在1.5kPa、145℃下收集馏分,再重结晶2次,过滤、洗涤、干燥,得到香豆素精品。回答下列问题:
(1)仪器A的名称是___________。
(2)从平衡移动角度分析,反应时馏出温度为120~125℃的目的是___________。
(3)在补加醋酸酐时,判断反应已无馏出物的方法是___________。
(4)反应后混合液用10%Na2CO3溶液洗涤时,除去一种芳香性物质的化学方程式为___________。
(5)控制其它因素一定,改变反应原料水杨醛和醋酸酐的投料比,探究其对转化率的影响。A、B、C、D组加入的水杨醛与醋酸酐的物质的量之比分别为1:3.0、1:3.5、1:4.0、1:4.5。在反应结束后,取水杨醛和四组混合液进行薄层色谱分析,结果如下所示。则水杨醛和醋酸酐的最佳投料比为___________。
(6)重结晶和洗涤时分别选用的溶剂合理的是___________。(填序号)
A.水;冷水 B.水;热水 C.乙醇-水混合液;冷水 D.乙醇-水混合液;热水
(7)以下是选用最佳投料比后,反应5h后在不同温度下测得的实验数据。已知各组实验所用的水杨醛均为12.20g,若不考虑香豆素纯化过程中的损失,则各组粗产品的最高纯度为___________。
反应温度 粗产品质量 香豆素精品收率
170℃ 11.68g 70.0%
175℃ 13.14g 75.0%
180℃ 14.60g 72.0%
16.最常见的塑化剂邻苯二甲酸二丁酯可由邻苯二甲酸酐与正丁醇在浓硫酸共热下反应制得,反应的化学方程式及装置图(部分装置省略)如下:
已知:正丁醇沸点118℃,纯邻苯二甲酸二丁酯是无色透明、具有芳香气味的油状液体,沸点340℃,酸性条件下,温度超过180℃时易发生分解,邻苯二甲酸酐、正丁醇、邻苯二甲酸二丁酯实验操作流程如下:
①三颈烧瓶内加入30g邻苯二甲酸酐16g正丁醇以及少量浓硫酸。
②搅拌,升温至105℃,持续搅拌反应2小时,升温至140℃。搅拌、保温至反应结束。
③冷却至室温,将反应混合物倒出,通过工艺流程中的操作X,得到粗产品。
④粗产品用无水硫酸镁处理至澄清→取清液(粗酯)→圆底烧瓶→减压蒸馏
请回答以下问题:
(1)仪器a的名称______________,邻苯二甲酸酐、正丁醇和浓硫酸的加入顺序有严格的要求,请问浓硫酸是在_____________(填最前、最后或中间)加入。
(2)步骤②中不断从分水器下部分离出产物水的目的是____________,判断反应已结束的方法是_______________。
(3)反应的第一步进行得迅速而完全,第二步是可逆反应,进行较缓慢,为提高反应速率,可采取的措施是:___________________。
A.增大压强 B.增加正丁醇的量 C.分离出水 D.加热至200℃
(4)操作X中,应先用5%Na2CO3溶液洗涤粗产品,纯碱溶液浓度不宜过高,更不能使用氢氧化钠,若使用氢氧化钠溶液,对产物有什么影响?(用化学方程式表示):____________________________。
(5)粗产品提纯流程中采用减压蒸馏的目的是____________________________。
(6)用测定相对分子质量的方法,可以检验所得产物是否纯净,现代分析方法中测定有机物相对分子质量通常采用的仪器是________________________。
四、计算题
17.次硫酸钠甲醛(xNaHSO2 yHCHO zH2O)俗称吊白块,在印染、医药以及原子能工业中有广泛应用。它的组成可通过下列实验测定:①准确称取1.5400g样品,完全溶于水配成100mL溶液。②取25.00mL所配溶液经AHMT分光光度法测得甲醛物质的量浓度为0.10mol×L-1。③另取25.00mL所配溶液,加入过量碘完全反应后,加入BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重得到白色固体0.5825g。次硫酸氢钠和碘反应的方程式如下:xNaHSO2 yHCHO zH2O+I2→NaHSO4+HI+HCHO+H2O(未配平)
(1)生成0.5825g白色固体时,需要消耗碘的质量为_____。
(2)若向吊白块溶液中加入氢氧化钠,甲醛会发生自身氧化还原反应,生成两种含氧有机物,写出该反应的离子方程式_____。
(3)通过计算确定次硫酸氢钠甲醛的组成______(写出计算过程)。
五、有机推断题
18.已知F为高分子化合物:
C分子结构中只含有一种氢。
(1)写出下列物质结构简式
A:____________________C:____________________E:____________________;
(2)判断①反应类型:___________________;
(3)写出②反应进行所需条件:___________________;
(4)写出C7H8O所有含苯环结构的同分异构体:(提示:5种同分异构体)
________________________________________________________________________。
19.氟喹诺酮是人工合成的抗菌药,其中间体G的合成路线如下:
(1)G中的含氧官能团为_____和_____(填名称)。
(2)由C→D的反应类型是_____。
(3)化合物X(分子式为C3H7N)的结构简式为_____。
(4)E到F过程中的反应物HC(OC2H5)3中最多有_____个碳原子共面。
(5)B和乙醇反应的产物为H(C8H6FCl2NO2),写出该反应的化学方程式_______________ 。
写出满足下列条件的H的所有同分异构体的结构简式:_____________。
Ⅰ.是一种α﹣氨基酸;
Ⅱ.分子中有4种不同化学环境的氢,且分子中含有一个苯环。
(6)根据已有知识并结合相关信息,写出以 和ClMgCH(COOC2H5)2为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任选,合成路线流程图示例见本题题干)_____________。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.B
【详解】A.Y分子中含有羟基、羧基和碳碳双键共3种官能团,选项A错误;
B.Y分子与氢气发生加成反应的产物,中左右两个连接-OH的碳原子上连接四个不同的原子或原子团,为手性碳原子,共2个,选项B正确;
C.X中含有酚羟基、羧基,可发生取代、氧化反应,但不能发生消去反应,选项C错误;*
D.Z分子中含有5个酚羟基、1个羧基和1个酯基且酯基后增加1个酚羟基结构,故与NaOH溶液反应时最多可消耗8molNaOH,选项D错误.
答案选B。
2.D
【详解】A.醛(R-CHO)与氢气发生加成反应能够生成R-CH2OH,该反应也属于还原反应,故A不符合题意;
B.酯类(R1-COO-R2)水解能够生成R1-COOH和HO-R2,故B不符合题意;
C.烯烃和水发生加成反应可以引入-OH,故C不符合题意;
D.烷烃取代反应生成卤代烃,不能反应引入-OH,故D符合题意;
故选D。
3.B
【详解】A.石油分馏得到的主要是烷烃、环烷烃形成的混合物,煤焦油分馏、石油催化重整均可获得芳香烃,故A错误;
B. 乙酸与碳酸钠反应放出二氧化碳气体、乙醇溶于碳酸钠溶液、乙酸乙酯难溶于碳酸钠溶液,所以可用饱和 Na2CO3溶液鉴别乙酸、乙醇和乙酸乙酯,故B正确;
C.有3个C原子的烃或烃的衍生物中H原子个数最多为8个,但如果是其它的烃的衍生物:例如从结构上看一个H原子被氨基取代,则分子里氢原子数就比8个多,故C错误;
D. 苯甲酸分子里有7个碳原子,若与乙醇反应可得到分子式是C9H10O2的酯,但并不意味着只能是与乙醇反应,若苯甲酸与分子式是C11H16O的醇反应得到的酯的分子式是C18H20O2,碳、氢原子个数比也为 9:10,故D错误;
答案选B。
4.C
【详解】A.该有机物分子含有9个碳原子、8个氢原子、4个氧原子,其分子式为C9H8O4,故A正确;
B.旋转单键可以使苯环平面、碳碳双键平面、碳氧双键平面可以共平面,可以使羟基中氢原子处于平面内,故分子中所有原子可能处于同一平面,故B正确;
C.含有碳碳双键与苯环,可以发生加成反应,含有酚羟基、羧基,可以发生取代反应,故C错误;
D.碳碳双键、酚羟基能被酸性高锰酸钾溶液氧化,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D正确;
故选C。
5.A
【详解】A.CH3CH2OH是极性分子,与水分子间形成氢键,所以极易溶于水;
B.所有卤代烃都不溶于水;
C.CH3COOCH2CH3为乙酸乙酯,难溶于水;
D.苯不溶于水;
综上分析,在水中溶解度最大的是CH3CH2OH,答案选A。
6.B
【详解】A.存在Cr2O+H2O 2CrO+2H+,加NaOH与氢离子反应,则平衡正向移动,Cr2O为橙色,CrO为黄色,则溶液由橙色变为黄色,故A错误;
B.油脂水解生成甘油,与氢氧化铜发生反应,则出现绛蓝色,故B正确;
C.高锰酸钾可氧化HCl,应选稀硫酸溶解后检验,故C错误;
D.挥发的醇及生成的乙烯均使酸性高锰酸钾褪色,溶液褪色,不能证明生成乙烯,故D错误;
故选:B。
7.C
【详解】A.该有机物中有苯环,有酚羟基,能发生取代反应,A正确;
B.分子结构中含有羧基,能与Na2CO3溶液反应生成,B正确;
C.1mol该分子中含有5mol酚羟基,1mol羧基和1mol酯基,1 mol该有机物水解最多能和8 mol NaOH反应,C错误;
D.该分子中含有酯基,能发生水解反应,D正确;
故选C。
8.A
【详解】A.硅酸盐是陶瓷主要成分,而不是碳酸钙,A错误;
B.复合肥含N、P、K三种元素中的两种或三种,B正确;
C.通过灼烧将有机碘转化为碘离子,然后将碘离子氧化为碘单质提取出来,C正确;
D.食醋与料酒发生酯化反应生成具有具有香味的酯类物质,可增加香味,D正确;
故选A。
9.D
【详解】1mol有机物M,能与钠反应的有酚羟基、羧基共消耗2molNa,与氢氧化钠反应的有酯基、酚羟基、羧基、溴原子共消耗4mol,与碳酸氢钠反应的有羧基共消耗1mol,故三者物质的量之比为2:4:1,故选:D。
10.B
【详解】A.使pH试纸变蓝色的溶液是碱性溶液,碱性溶液中,镁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀,不能大量共存,故A错误;
B.=1×10-12 mol·L-1的溶液是酸性溶液,四种离子在酸性溶液中不发生任何反应,一定能大量共存,故B正确;
C.使苯酚显紫色的溶液中含有铁离子,铁离子在溶液中与碳酸根离子发生双水解反应不能大量共存,故C错误;
D.与铝反应能放出氢气的溶液可能是酸溶液,也可能是碱溶液,酸溶液中,硝酸根离子与铝反应生成一氧化氮,不能生成氢气,且硝酸根离子会氧化亚铁离子,碱溶液中,亚铁离子与氢氧根离子反应,则四种离子在与铝反应能放出氢气的溶液中一定不能大量共存,故D错误;
故选B。
11. ②⑤ ①③④⑥
【详解】一般可以通过有机反应中氢、氧原子数目的变化来判断有机物发生氧化反应还是还原反应,一般认为加氧去氢为氧化,反之为还原,除此之外燃烧、不饱和键的氧化都是常见的氧化反应。醇羟基氧化为醛基、醛基被银氨溶液或者新制氢氧化铜氧化为羧基、三键的氧化都属于氧化反应,如①③④⑥;醛基与氢气的加成、苯环与氢气的加成都属于还原反应,如②⑤。
12.(1)2,3 二甲基戊烷
(2)6
(3) ③ ④
(4)CH3OH
(5)⑥⑦
(6) 4 HCOOC(CH3)3
(7)+3NaOH CH3COONa+2H2O+
【解析】(1),主链由5个碳原子,从右边开始编号,因此用系统命名法对①命名:2,3 二甲基戊烷:故答案为:2,3 二甲基戊烷。
(2)根据乙烯中6个原子共平面,含有碳碳双键,左边前五个碳原子一定在同一平面,后边两个甲基中一个碳原子可能在同一平面,因此分子②中最多有6个碳原子共平面;故答案为:6。
(3)①碳原子为sp3杂化,②碳原子为sp2、sp3杂化,③碳原子为sp2杂化,④CH3CH=CH C≡CH碳原子为sp、sp2、sp3杂化,因此①~④中,碳原子杂化类型均为sp2杂化的是③,碳碳双键两端的碳原子连的两个原子或原子团相同则不存在顺反异构,②③都不存在顺反异构,因此有顺反异构体的是④;故答案为:③;④。
(4)属于醇,与⑤()互为同系物且碳原子数最少的有机物是甲醇,甲醇的结构简式为CH3OH;故答案为:CH3OH。
(5)⑤~⑧中⑥⑦是分子式相同结构式不同的两种有机物,两者互为同分异构体;故答案为:⑥⑦。
(6)与⑦(CH3CH2COOCH2CH3 )含有相同官能团且能发生银镜反应的同分异构体,说明是甲酸某酯(HCOO C4H9),相当于C4H10的取代,C4H10有两种结构,正丁烷和异丁烷,每种结构有2种位置的氢,因此同分异构体有4种,其中含有3个甲基( CH3)的同分异构体的结构简式为HCOOC(CH3)3;故答案为:4;HCOOC(CH3)3。
(7)1 mol⑧()与足量氢氧化钠溶液共热,酚羟基与氢氧化钠反应,酚酸酯也与氢氧化钠反应,其反应的化学方程式为+3NaOH CH3COONa+2H2O+;故答案为:+3NaOH CH3COONa+2H2O+。
13. 高压法 较多 较低 低压法 较少 较高 长短 疏密 越大 接近 越大 网状
【解析】略
14. A G C D G 5 CaC2+2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 ↑
【详解】由分子球棍模型可知,A、B、C、D、E、F、G分别为甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、苯、甲苯。
(1)等质量的不同烃完全燃烧,氢元素含量越高的烃,消耗氧气越多,所以消耗氧气最多的是A。等物质的量的上述物质完全燃烧,生成CO2最多的是分子中含C最多的G。
(2)乙烯、乙炔和甲苯都能使酸性KMnO4溶液褪色,填C D G。
(3)G与氢气完全加成后生成甲基环己烷,根据对称分析法(图示为),甲基环己烷的一卤代物有5种。
(4)实验室制取乙炔的方法是用碳化钙和水反应,化学方程式为CaC2+2H2O → Ca(OH)2 + C2H2 ↑。
15.(1)恒压分液漏斗
(2)将产物乙酸和水蒸出反应体系,促进平衡正移
(3)分水器液面高度不再变化
(4) +Na2CO3+NaHCO3
(5)1:4.0
(6)C
(7)87.5%
【分析】由题意可知,三颈烧瓶烧中水杨醛、醋酸酐和醋酸钾加热发生取代反应制备香豆素,与三颈烧瓶相连的恒压分液漏斗起到平衡气压,便于液体顺利流下的作用,相连的机械搅拌器起到搅拌反应物,使反应物充分反应的作用,相连的刺型分馏柱起到减小生成物乙酸和水的量,使平衡向正反应方向移动,提高香豆素产率的作用,同时还可以依据液面高度变化判断反应是否完全的作用;制得的香豆素经碳酸钠溶液洗涤、减压蒸馏、重结晶、过滤、洗涤、干燥等操作制得香豆素精品。
(1)
由实验装置图可知,仪器A为恒压分液漏斗,故答案为:恒压分液漏斗;
(2)
反应时馏出温度为120~125℃可以使生成物乙酸和水蒸出反应体系,使平衡向正反应方向移动,提高香豆素产率,故答案为:将产物乙酸和水蒸出反应体系,促进平衡正移;
(3)
在补加醋酸酐时,当分水器液面高度不再变化说明反应已无馏出物,故答案为:分水器液面高度不再变化;
(4)
反应后混合液用10%碳酸钠溶液洗涤时,水杨醛与碳酸钠溶液反应生成 和碳酸氢钠,反应的化学方程式为+Na2CO3+NaHCO3,故答案为:+Na2CO3+NaHCO3;
(5)
由图可知,水杨醛与醋酸酐的物质的量之比为1:4.0时,水杨醛的转化率达到最大,再增加物质的量之比,水杨醛的转化率变化不大,所以水杨醛和醋酸酐的最佳投料比为1:4.0,故答案为:1:4.0;
(6)
由题给香豆素的溶解性可知,香豆素粗产品进行减压蒸馏后,应用乙醇—水混合液溶解残留物,起到香豆素完全解,并便于香豆素析出的目的;洗涤所得香豆素时,为减少晶体溶解,降低产率,应用冷水洗涤,故选C;
(7)
由题给数据可知,三组粗产品的纯度分别为×100%=87.5%、×100%≈83.3%、×100%=72.0%,所以各组粗产品的最高纯度为87.5%,故答案为:87.5%。
16. 冷凝管 中间 使用分水器分离出水,有利于反应平衡向生成苯二甲酸二丁酯的方向移动,提高产率 分水器中的水位高度保持基本不变时 B +2NaOH→+2C4H9OH 邻苯二甲酸二甲酯沸点较高,高温会造成其分解,减压可使其沸点降低 质谱仪
【分析】(1) 仪器a起到冷凝的作用的仪器;浓硫酸的稀释一定要遵循“酸入水,棒搅拌”。
(2)水是生成物,减小生成物浓度,使平衡向着正向移动,可以提高反应物的转化率;反应结束时,反应体系的压强不再变化,分水器中的水位高度不变。
(3)根据影响化学反应速率的规律进行分析。
(4)洗涤后的混合液体会分层,通过分液漏斗进行分液分离。
(5)根据“沸点340℃,温度超过180℃时易发生分解”进行分析。
(6)现代分析方法中测定有机物相对分子质量通常采用的是质谱仪。
【详解】(1)仪器a起到冷凝的作用,名称为冷凝管;浓硫酸溶于水放出大量的热,正丁醇中含有少量的水,因此应将浓硫酸加入到正丁醇中,然后再加邻苯二甲酸酐;正确答案:冷凝管;中间。
(2)不断的分离出生成物水,可以使反应向着正向移动,提高了反应物产率;因为反应结束时,反应体系的压强不再变化,分水器中的水位高度不变;
正确答案:使用分水器分离出水,有利于反应平衡向生成苯二甲酸二丁酯的方向移动,提高产率;分水器中的水位高度保持基本不变时。
(3)
A.增大压强:该反应中没有气体参加,压强不影响化学平衡,增大压强,平衡不发生移动,A错误;
B.增加正丁醇的量:反应物浓度增大,可以使平衡向着生成邻苯二甲酸二丁酯的方向移动,B正确;
C.分离出水,减小了生成物浓度,则平衡向着生成邻苯二甲酸二丁酯的方向移动,但是速率减慢,C错误;
D.邻苯二甲酸二丁酯在酸性条件下,温度超过180℃时易发生分解,因此温度不能升高至200℃,D错误;
正确选项B。
(4)若使用氢氧化钠溶液,会发生反应: +2NaOH→+2C4H9OH,得不到产物邻苯二甲酸二丁酯;正确答案: +2NaOH→+2C4H9OH。
(5)因为邻苯二甲酸二丁酯沸点340℃,温度超过180℃时易发生分解,减压可使其沸点降低;正确答案:邻苯二甲酸二甲酯沸点较高,高温会造成其分解,减压可使其沸点降低。
(6)现代分析方法中测定有机物相对分子质量通常采用的是质谱仪;
正确答案:质谱仪。
【点睛】点睛:本题有机物的制备实验,涉及物质的分离提纯、对操作及原理的分析评价、产率计算等,掌握实验操作的要求和实验原理是解题的关键,难度中等。
17. 1.27g 2HCHO+OH-=CH3OH+HCOO- NaHSO2·HCHO·2H2O
【分析】(1)根据次硫酸氢钠甲醛和碘单质之间反应的化学反应方程式来计算即可;
(2)甲醛会发生自身氧化还原反应,被氧化为甲酸,被还原为甲醇;
(3)根据元素守恒结合物质之间的反应情况来计算。
【详解】(1)根据反应:xNaHSO2 yHCHO zH2O+I2→NaHSO4+HI+HCHO+H2O,据电子守恒,生成1mol的NaHSO4,消耗碘单质2mol,硫酸根守恒,得到白色固体0.5825g,即生成硫酸钡的质量是0.5825g,物质的量是=0.0025mol,消耗碘单质的质量是:0.005mol×254g/mol=1.27g,故答案为:1.27g;
(2)甲醛会发生自身氧化还原反应,被氧化为甲酸,被还原为甲醇,该反应的离子方程式为:2HCHO+OH-=CH3OH+HCOO-,故答案为:2HCHO+OH-=CH3OH+HCOO-;
(3)25.00mL溶液中:
n(NaHSO2) =n(NaHSO4) =n( BaSO4)=0.5825g/233g·mol-1=0.0025mol
n(HCHO) =0.0025mol
100 mL 溶液中:
n(NaHSO2)=4×0.0025 mol=0.01mol
n(HCHO)=4×0.0025 mol=0.01mol
n(H2O)=(1.5400g-88g·mol-1×0.01mol-30g·mol-1×0.01mol)/18g·mol-1=0.02mol
x:y:z=n(NaHSO2):n(HCHO) :n(H2O)=0.01: 0.01: 0.02 = 1:1:2
次硫酸氢钠甲醛的化学式为:NaHSO2·HCHO·2H2O。
【点睛】对于未配平的氧化还原反应方程式,一定要先根据得失电子守恒规律配平之后才能进行物质的量关系进行相关计算,灵活应用元素守恒会使计算更加简便。
18. 取代反应 NaOH醇溶液,加热 、、、、
【分析】F为高分子化合物,F的结构简式为,可见F是单体加聚的产物,合成F的单体为、;乙苯与Cl2光照下发生侧链上的取代反应生成A,A的结构简式为,A发生反应②生成B,则B的结构简式为,E的结构简式为;C与Br2发生加成反应生成D,D在NaOH醇溶液中发生消去反应生成E,C分子结构中只含有一种氢,C的结构简式为,D的结构简式为,据此分析作答。
【详解】F为高分子化合物,F的结构简式为,可见F是单体加聚的产物,合成F的单体为、;乙苯与Cl2光照下发生侧链上的取代反应生成A,A的结构简式为,A发生反应②生成B,则B的结构简式为,E的结构简式为;C与Br2发生加成反应生成D,D在NaOH醇溶液中发生消去反应生成E,C分子结构中只含有一种氢,C的结构简式为,D的结构简式为;
(1)根据上述分析,A的结构简式为,C的结构简式为,E的结构简式为。
(2)反应①为乙苯与Cl2光照下发生的取代反应。
(3)反应②为A在NaOH醇溶液、加热时发生消去反应生成B。
(4)C7H8O的含苯环的同分异构体可能为芳香醇、芳香醚和酚,芳香醇的结构简式为,芳香醚的结构简式为,酚的结构简式为、、。
19. 酯基 羰基 取代反应 5 或或 或
【分析】(1)结合常见的官能团的结构和名称分析解答;
(2)对比C、D的结构,可知C中酰氯中氯原子被-CH(COOC2H5)2替代生成D;
(3)化合物X的分子式为C3H7N,对比F、G的结构,F中-OCH3被替代生成G,同时生成甲醇,据此分析判断X的结构;
(4)根据甲烷为四面体结构,单键可以旋转,分析判断;
(5)H(C8H6FCl2NO2)的一种同分异构体满足:Ⅰ.是一种α-氨基酸,说明氨基、羧基连接同一碳原子上,Ⅱ.分子中有4种不同化学环境的氢,且分子中含有一个苯环,由于氨基、羧基中共含有的3个H原子是2种化学环境不同的氢,故另外3个H原子有2种不同的氢,应存在对称结构;
(6)模仿路线流程设计,发生催化氧化生成,进一步氧化生成,再与SOCl2作用生成,进一步与ClMgCH(COOC2H5)2反应生成,最后水解生成
【详解】(1)G的结构为,其中含有的含氧官能团有:酯基、羰基,故答案为酯基、羰基;
(2)对比C()、D()的结构,可知C中酰氯中氯原子被-CH(COOC2H5)2替代生成D,属于取代反应,故答案为取代反应;
(3)化合物X的分子式为C3H7N,对比F()、G()的结构,F中-OCH3被替代生成G,同时生成甲醇,则X结构简式为:,故答案为;
(4)甲烷为四面体结构,单键可以旋转,则HC(OC2H5)3中最多有5个碳原子共面,故答案为5;
(5)B()和乙醇反应的产物H为,反应的方程式为;H的分子式为C8H6FCl2NO2,H的一种同分异构体满足:Ⅰ.是一种α-氨基酸,说明氨基、羧基连接同一碳原子上,Ⅱ.分子中有4种不同化学环境的氢,且分子中含有一个苯环,由于氨基、羧基中共含有的3个H原子是2种化学环境不同的氢,故另外3个H原子有2种不同的氢,应存在对称结构,H的同分异构体结构简式可能为:或或 或,故答案为;或或 或;
(6)以 和ClMgCH(COOC2H5)2为原料制备。模仿路线流程设计,发生催化氧化生成,进一步氧化生成,再与SOCl2作用生成,进一步与ClMgCH(COOC2H5)2反应生成,最后水解生成,合成路线流程图为:,故答案为。
【点睛】本题的难点和易错点为(6)中合成路线的设计,要注意利用题干转化关系中隐含的信息进行知识的迁移;另一个易错点为(5)中同分异构体的书写,要注意不要漏写。
答案第1页,共2页
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第三章《烃的衍生物》单元测试(含解析)2022--2023下学期高二化学人教版(2019)选择性必修3

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