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jiajiao6767 )
复旦大学附属中学 2022 学年第二学期
高二年级化学期末等级性考试试卷
(本卷共五道大题,时间 60分钟,满分 100分)
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 Na23 S32 Cu64 Ba137
一、植物生长调节剂
1. 氯吡苯脲是一种经国家批准使用的植物生长调节剂,其结构简式如图所示。
(1)下列方法中,可用于测量氯吡苯脲相对分子质量的是____。
A. 质谱 B. 红外光谱 C. 核磁共振氢谱 D. 原子发射光谱
(2)基态O原子价层电子轨道表示式不能表示为 ,因为这违背了_____。
A.构造原理 B.泡利不相容原理 C.洪特规则
(3)氯吡苯脲的组成元素中,属于第二周期的元素,其第一电离能由大到小的顺序为_____。(用元素符号
表示)
(4)氯元素基态原子的电子排布式为_____。其原子核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图为_____
形。
(5)氮原子最外层电子中两种自旋状态的电子数之比为:_____。氮元素在元素周期表中属于_____区元
素。
(6)和碳原子相比,氮原子的电负性更_____(填“大”或“小”),从原子结构角度解释其原因:_____。
(7)查文献可知,可用异氰酸苯酯与2-氯-4-氨基吡啶反应,生成氯吡苯脲,其反应方程式为:
①该反应的反应类型为_____。
②反应过程中,每生成1个氯吡苯脲,断裂_____个键,断裂_____个 π 键。
【答案】(1)A (2)C
(3)N>O>C (4) ①. 1s22s22p63s22p5 ②. 哑铃状
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(5) ①. 1:4 ②. p
(6) ①. N>C ②. 同周期元素从左到右,元素原子半径减小,得电子能力逐渐增强,电负性逐
渐增大
(7) ①. 加成反应 ②. 1 ③. 1
【解析】
【小问1详解】
质谱法可用于测定有机物的相对分子质量;
【小问2详解】
根据洪特规则可知,基态原子中,填入简并轨道的电子总是先单独分占,且自旋平行,故违背了洪特规
则;
【小问3详解】
氯吡苯脲的组成元素中,属于第二周期的元素由C、N、O,因N原子2p能级处于半充满状态,结构较稳
定,第一电离能较大;O原子半径较小,第一电离能较大;综上第一电离能由大到小的顺序:N>O>C;
【小问4详解】
氯元素基态原子的电子排布式为:1s22s22p63s22p5;原子核外电子占据的最高能级2p能级,电子云轮廓
图为哑铃状;
【小问5详解】
氮原子价层电子轨道表示式: ,两种自旋状态的电子数之比为1:4;原子核外电子占据
的最高能级2p,位于元素周期表p区;
【小问6详解】
同周期元素从左到右,元素原子半径减小,得电子能力逐渐增强,电负性逐渐增大,所以电负性N>C;
【小问7详解】
反应过程中碳氮双键断开,碳原子和氮原子分别加原子团和氢原子,产物只有一种,原子利用率100%,
为加成反应;由于键比π键更稳定,所以断裂碳氮双键时断裂的为π键,同时还断裂1个氮氢单键为
键;
2. 氯吡苯脲能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有H O、NH 、CO 等。
2 3 2
(1)H O分子中的H—O—H键角为104.5,则NH 分子中的H—N—H键角_____(填“>”、“<”或
2 3
“=”)104.5。
(2)请从化学键的角度解释H O分子比NH 分子稳定的原因:_____。
2 3
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(3)CO 的水溶液中含有CO2,CO2的空间构型为_____,中心原子的杂化类型为_____。
2 3 3
(4)氨气溶于水时,大部分NH 与H O用氢键(用“…”表示)结合形成NH H O分子。根据氨水的性
3 2 3 2
质可推知NH H O的结构式为_____。
3 2
A. B.
C. D.
【答案】(1)> (2)O—H键长比N—H键长短,化学性质稳定
(3) ①. 平面三角形 ②. sp2 (4)B
【解析】
【小问1详解】
孤对电子对化学键的作用力比化学键对化学键的作用力大,H O中心原子O为sp3杂化,有2对孤对电
2
子,NH 中心原子N为sp3杂化,有1对孤对电子,NH 分子中的H—N—H键角>104.5°;
3 3
故答案为:>。
【小问2详解】
H O中分O非金属性强,半径小,化学键短,NH 中N的非金属强,半径比O略大,化学键略长,化学
2 3
键越短化学性质越稳定;
故答案为:O—H键长比N—H键长短,化学性质稳定。
【小问3详解】
4232
CO2-的中心原子是C,有3个σ键,孤对电子数为 =0,价层电子对数为3+0=3,故空间结构
3 2
为平面三角形,中心原子杂化类型为sp2杂化;
故答案为:平面三角形;sp2。
【小问4详解】
只有N、O、F能形成氢键,氨水显碱性,根据NH
3
⋅H
2
O NH+
4
+OH-可知B正确;
故答案为:B。
二、化学与生命健康
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3. 化学工作者在药品、防疫物资等方面,为“新冠病毒”疫情防控提供了强有力的支撑。下列有关说法错误
的是
A. 免洗手抑菌凝胶中的酒精可以将病毒氧化,从而达到消毒的目的
B. 一次性防护口罩的面料是聚丙烯熔喷布,它属于高分子合成材料
C. 核酸检测是甄别病毒携带者的有效手段,核酸是高分子化合物
D 高温可使新冠病毒蛋白质变性
.
【答案】A
【解析】
【详解】A.酒精可以使蛋白质变性,但不是将病毒氧化,选项A错误;
B.聚丙烯是由丙烯在一定条件下发生加聚反应制得的,选项B正确;
C.核酸是由核苷酸聚合成的生物大分子,为高分子化合物,选项C正确;
D.高温使蛋白质变性,选项D正确;
答案选A。
4. 绿原酸(结构如图所示)具有抗菌、抗病毒的作用,下列说法错误的是
A. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色 B. 能发生取代反应、加成反应
C. 1mol绿原酸可与6mol H 发生反应 D. 存在手性碳原子
2
【答案】C
【解析】
【详解】A.该分子中的碳碳双键能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;
B..羟基、羧基、酯基能发生取代反应,苯环和碳碳双键能发生加成反应,所以该分子能发生取代反应、
加成反应,B正确;
C.苯环和氢气以1:3发生加成反应、碳碳双键和氢气以1:1发生加成反应,酯基中碳氧双键和氢气不反
应,所以1mol绿原酸可与4molH 发生反应,C错误;
2
D.连接醇羟基的碳原子都是手性碳原子,所以该分子中含有手性碳原子,D正确;
故选C。
5. 糖尿病是由于人体内胰岛素分泌紊乱而导致的代谢紊乱综合征,以高血糖为主要标志。血糖是指血液中
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的葡萄糖 C H O 。下列有关说法中正确的是
6 12 6
A. 葡萄糖糖属于碳水化合物,可表示为C H O ,每个葡萄糖分子中含6个H O分子
6 2 6 2
B. 可用新制的氢氧化铜悬浊液来检测病人尿液中的葡萄糖
C. 葡萄糖与果糖互为同系物
D. 淀粉水解的最终产物是葡萄糖
【答案】BD
【解析】
【详解】A.葡萄糖属于碳水化合物,分子式可表示为C (H O) ,但葡萄糖分子中没有水分子,A错误;
6 2 6
B.葡萄糖分子中含有醛基,能与新制的氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀Cu O,糖尿病人尿糖较高,
2
可用新制的氢氧化铜悬浊液来检测病人尿液中的葡萄糖,B正确;
C.葡萄糖和果糖的分子式都为 C H O ,互为同分异构体,C错误;
6 12 6
D.淀粉水解的最终产物是葡萄糖,D正确;
故选BD。
6. 有机化合物Y是一种治疗糖尿病药物的重要中间体,可以由下列反应制得:
(1)X中最多有_____个原子共平面。
A. 14 B. 16 C. 17 D. 19
(2)有机化合物X的熔点大于Y,原因是_____。
【答案】(1)C (2)X中可以形成分子间氢键,Y中不能形成氢键,所以熔点X大于Y
【解析】
【小问1详解】
苯环上所有原子均在同一平面,甲基上有一个氢可以在统一平面,羧基是平面型分子,羟基上的原子可以
在同一平面,最多17个原子可以在同一平面;
【小问2详解】
由于X中含有羟基和羧基,可以形成分子间氢键,Y中没有氢键,故熔沸点X较高。
7. 一种治疗糖尿病药物的合成路线如下(部
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分反应条件已
省略)。
回答下列问题:
(1)有机物H中含氧官能团的名称为_____、_____。
(2)反应②的化学方程式为_____。
(3)G是一种氨基酸,其结构简式为_____,其本身发生聚合反应,所得高分子化合物的结构简式为
_____。
【答案】(1) ①. 羧基 ②. 酰胺键
(2) +NaOH乙醇/ +NaCl
(3) ①. ②.
【解析】
【分析】见详解
【小问1详解】
由图知,含氧官能团名称为羧基和酰胺键;
【小问2详解】
由图知,该反应是一个取代反应,反应的方程式为: +NaOH乙醇/
+NaCl
【小问3详解】
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由题意知,该氨基酸的结构简式为: ,由于分子中既含有羧基,有含有氨基,故本身
可以发生聚合反应 H O,故所得高分子化合物为:
+ 2
三、海水资源的综合利用
8. 用如图示的方法可以保护钢质闸门。下列说法正确的是
A. 当a、b间用导线连接时,X可以是锌棒,X上发生氧化反应
B. 当a、b间用导线连接时,X可以是锌棒,电子经导线流入X
C. 当a、b与外接电源相连时,a应连接电源的正极
D. 当a、b与外接电源相连时,阴极的电极反应式:2Cl--2e-=Cl ↑
2
【答案】A
【解析】
【详解】A.当a、b间用导体连接时构成原电池,X为Zn时,Zn发生氧化反应,属于牺牲阳极法,可以
保护钢闸门,A正确;
B.当a、b间用导体连接时构成原电池,X为Zn时,Zn为负极,电子从负极X流出,B错误;
C.当a、b与外接电源相连时,属于外加电流法,a应连接电源的负极,C错误;
D.当a、b与外接电源相连时,阴极发生得电子的还原反应,D错误;
故选A。
9. 海水电池在海洋能源领域应用广泛,各种金属铝、镁、钠、锂都可以作为海水电池的电极材料。下列说
法错误的是
A. A极为正极,海水中盐分大,可作为电解质溶液
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B. 正极发生的电极反应只有:2H O2e 2OH H
2 2
C. 采用钠、锂等活泼金属作电极,要注意防止与海水直接接触
D. 通常海水电池都属于一次电池
【答案】B
【解析】
【详解】A.观察装置可知A极为正极,海水中含有丰富的电解质,如氯化钠、氯化镁等可作为电解质溶
液,A正确;
B.正极反应为2H O2e=2OH H 、O 4e 2H O=4OH,B错误;
2 2 2 2
C.Na、Li等活泼金属易与水反应,故要防止与海水直接接触,C正确;
D.通常海水电池不可充电,属于一次电池,D正确;
故选B。
10. 电解饱和食盐水,可以有效的利用海水资源,下图是电解饱和氯化钠溶液的示意图。
(1)电解饱和氯化钠溶液的离子方程式为_____。
(2)电极A接电源的_____(填“正”或“负”极。饱和氯化钠溶液从_____(填a或c)口进入,NaOH溶
液从_____(填b或d)口导出。
(3)阳离子交换膜的作用是_____。
某研究小组用微生物电池模拟淡化海水,同时做电解实验,实验装置如图所示,C、D是铂电极。已知:
苯酚的分子式为C H O。
6 6
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(4)丙装置中D电极为_____极。(填“阴”或“阳”或“正”或“负”)。
(5)若乙是铁片镀铜装置,A、B质量相同。A电极材料:_____;当B和A的质量差为12.8g时,丙装
置中C极产生的气体在标准状况下的体积是_____L。
(6)甲装置中:
①a极的电极反应式为_____。(苯酚用分子式表示)
②理论上每消除1mol苯酚,同时消除_____molNO。
3
通电
【答案】10. 2Cl-+2H O 2OH-+H Cl
2 2 2
11. ①. 正 ②. a ③. d
12. 阻止OH-移向阳极,提高NaOH的产量和纯度,防止H 与Cl 混合发生爆炸
2 2
13. 阴 14. ①. 铜 ②. 1.12
15. ①. C H O+11H O-28e-=6CO +28H+ ②. 5.6
6 6 2 2
【解析】
【小问1详解】
电解饱和氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应的离子方程式为:
通电
2Cl-+2H O 2OH-+H Cl ;
2 2 2
【小问2详解】
由图可知,电极A处生成氯气,发生氧化反应,为电解池的阳极,接电源正极,饱和氯化钠溶液从a口进
入,阴极氢离子发生还原反应,阴极产物有氢气和氢氧化钠,则氢氧化钠溶液从d口导出;
【小问3详解】
阳离子交换膜的作用:阻止OH-移向阳极,提高NaOH的产量和纯度,防止H 与Cl 混合发生爆炸
2 2
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【小问4详解】
微生物电池的a电极生成CO ,发生了氧化反应,为负极,b为正极,丙池中D与电源负极相连,则D为
2
阴极;
【小问5详解】
若乙是铁片镀铜,A与电源正极相连作阳极,B作阴极,则B的电极反应式为:Cu2+2e-=Cu,A的电极
反应式为:Cu-2e-=Cu2+,A的材料为铜,设生成的Cu的物质的量为x,则A极消耗的Cu的物质的量
为x,64g/mol×2x=12.8g,解得x=0.1mol,则转移的电子数为0.2mol,C极的电极反应式为
2H O-4e-=4H++O ,生成的氧气的物质的量为0.05mol,标况下的体积为
2 2
V=22.4L/mol×0.05mol=1.12L;
【小问6详解】
①a极的苯酚转化为CO ,其电极反应式为:C H O+11H O-28e-=6CO +28H+;
2 6 6 2 2
②消耗1mol苯酚时,转移的电子数为28mol,则由2NO-+12H+10e-=N +6H O得,消耗的NO-的
3 2 2 3
28
物质的量为 2mol=5.6mol。
10
四、二氧化硫的性质与应用
11. 某实验小组利用如图装置模拟古法制硫酸并进行SO 性质探究。
2
已知:①“青矾”是指FeSO 7H O,高温受热可完全分解得到红棕色固体和气体混合物;
4 2
②SO 熔点75.5℃,沸点10℃:SO 熔点16.8℃,沸点44.8℃。
2 3
请回答下列问题:
Ⅰ.制取硫酸
实验开始前打开活塞K 、K ,关闭活塞K ,通入一段时间N 后,关闭活塞K 、K ,打开活塞K ,
1 2 3 2 1 2 3
用酒精喷灯高温加热青矾。
(1)加热时A装置中发生反应的化学方程式为_____。
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(2)B装置的作用是_____。
(3)将一定量的青矾在500℃时隔绝空气加热一段时间后检验其固体产物,请设计实验证明此固体产物不
含二价铁:_____。
Ⅱ.探究SO 的性质
2
在装置C中先后三次加入同浓度同体积不同情况的钡盐溶液。控制食用油油层厚度一致、通入SO 流速一
2
致。三次实验现象如下表:
实验 ① ② ③
所加试剂 已煮沸的BaCl 溶液 未煮沸的BaNO 溶液 已煮沸的BaNO 溶液
2 3 2 3 2
实验现象 无白色沉淀生成 有白色沉淀生成 有白色沉淀生成
分别得到如下pHt图:
(4)实验①中,曲线呈缓慢下降趋势,原因是_____。(用方程式表示)
(5)对比分析②③数据,可得出的结论是_____。
Ⅲ.SO 含量的测定
2
(6)为对排气法收集到的SO 气体进行含量测定,将1120mL气体(已折算为标准状况)通入足量的
2
BaNO 溶液中,经过滤、洗涤、烘干,最终得到沉淀10.718g,则SO 体的体积分数为_____。若该
3 2 2
实验数据较实际值偏大,则可能的原因是_____。
①气体通入速率过快②沉淀未进行恒重操作③收集的气体中有CO ④未用食用油覆盖液面
2
Ⅳ、SO 的应用
2
SO 可用于制备硫代硫酸钠晶体 Na S O 5H O 。已知Na S O 5H O易溶于水,在酸性或高温环境
2 2 2 3 2 2 2 3 2
下不稳定。主要用作还原剂、定影剂等。
实验室制备硫代硫酸钠晶体的装置如图所示。
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(7)反应结束时,必须控制溶液的pH不能小于7,否则会造成的后果是_____(用离子方程式表示)。
(8)实验结束后,进行样品纯度的测定。称取0.5000g硫代硫酸钠晶体 Na S O 5H O 样品加水溶
2 2 3 2
解,加几滴淀粉溶液,然后用0.1000mol L的标准碘液滴定,测得消耗标准碘液体积的平均值为
9.50mL,则该样品的纯度为_____(保留四位小数)。
已知:I 2S O2 S O2 2I,样品中杂质不参与反应。
2 2 3 4 6
(9)若滴定前未用标准碘液润洗滴定管,则测定样品中硫代硫酸钠晶体纯度_____(“偏高”、“偏低”或
“无影响”)。
高温
【答案】(1)2FeSO 7H O Fe O SO SO 14H O
4 2 2 3 2 3 2
(2)将SO 和水蒸气冷凝制得硫酸,防止对SO 性质的探究造成干扰
3 2
(3)取少量固体于试管中,加稀硫酸溶解,再滴入高锰酸钾溶液,若高锰酸钾不褪色,证明该固体不含二
价铁(合理答案即可)
(4)
H SO H++HSO-
2 3 3
(5)有氧气参与能显著提高硝酸根氧化SO 的速率
2
(6) ①. 0.92 ②. 2
(7)S O2-+2H+=SSO H O
2 3 2 2
(8)94.24% (9)偏高
【解析】
【小问1详解】
已知“青矾”高温受热可完全分解得到红棕色固体和气体混合物,故反应方程为:
高温
2FeSO 7H O Fe O SO SO 14H O;
4 2 2 3 2 3 2
【小问2详解】
由图知,装置B置于冰水中,其目的为将三氧化硫和水蒸气冷凝制得硫酸,防止对SO 性质的探究造成干
2
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扰;
【小问3详解】
设计实验证明固体中不含二价铁:需先将固体溶解,再检验是否存在二价铁离子即可,操作为取少量固体
于试管中,加稀硫酸溶解,再滴入高锰酸钾溶液,若高锰酸钾不褪色,证明该固体不含二价铁(合理答案
即可);
【小问4详解】
由图可知,曲线①的变化说明二氧化硫不与氯化钡反应,溶于水的部分SO 与水反应,生成H SO , H SO ,
2 2 3 2 3
电离出氢离子:H SO H++HSO-,溶液pH减小;
2 3 3
【小问5详解】
由图可知,为煮沸的BaNO
溶液中,通入SO 后酸性变得更强,pH更小,因为为煮沸的
3 2 2
BaNO
中含有氧气,能显著提高硝酸根氧化SO 的速率;
3 2 2
【小问6详解】
标准状况下1120mL气体的物质的量为0.05mol,二氧化硫通入硝酸钡溶液中得到白色沉淀BaSO 的质量
4
10.718g
为10.718g,由S守恒可得,SO 的体积分数为 233g/mol ,若沉淀未进行恒重操作,可能固体表
2 0.92
0.05mol
面会有可溶性的杂质,测得硫酸钡的质量偏大,导致所测结果偏高;
【小问7详解】
Na S O 5H O易溶于水,在中性、碱性溶液中很稳定,但能和酸反应而导致产率降低,所以必须控制
2 2 3 2
PH不能小于7,离子方程式为S O2-+2H+=SSO H O;
2 3 2 2
【小问8详解】
消耗n(I )=0.100mol/L×9.5×10-3L=9.5×10-4mol,根据关系式
2
2S O2- I 得,n(S O2-)=2n(I )29.510-4mol,其纯度为
2 3 2 2 3 2
m(实际) 29.510-4mol248g/mol
100% 100%94.24%;
m(样品) 0.50g
【小问9详解】
酸性溶液盛放在酸式滴定管中,碘液呈酸性,所以应该用酸式滴定管盛放;若未用碘标准液润洗滴定管,碘
溶液浓度变小导致消耗的碘液体积增大,则n(S O2-)增大,所以测定样品中硫代硫酸钠晶体含量偏高。
2 3
【点睛】本题依以实验为基础框架,考查以S的化合物的相关性质及相关计算为主线,难度较大。
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五、聚碳酸酯的合成
12. A为重要的有机化工原料,B分子的核磁共振氢谱图中只有一个吸收峰,下列是合成防火材料聚碳酸酯
(PC)和有广泛用途的内酯E的路线:
已知:ⅰ. (R、R'、R''氢原子或烃基)
ⅱ.RCOOR'R''OH催化剂RCOOR''R'OH(R、R'、R''代表烃基)
加热
请回答下列问题:
(1)A的名称为_____,反应①的反应类型为_____。
(2)化合物甲的分子式为_____。
(3)E分子内含有六元环,可发生水解反应,其结构简式是_____。
(4)反应④的方程式为_____。
(5)有机物H是C的同分异构体,符合下列条件的H有_____种。
①能与新制CuOH
反应,生成砖红色沉淀;
2
②不含醚键。
其中可发生水解反应,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积之比为3:2:2:1的结构简式为:_____。
(6)参考上述合成路线和信息,写出以CH CH OH为原料制备CH CHCHCOOH的合成路线流程
3 2 3
图(其他无机试剂和条件任选)_____。
【答案】(1) ①. 2-丙醇 ②. 氧化反应
(2)C H O (3)
4 8 2
(4)n +n 一定条件 +(2n-
1)CH OH
3
(5) ①. 7 ②. HCOOCH CH CH
2 2 3
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(6)CHCH OHCu/O2CHCHO一定条件CHCH(OH)CH CHO新制Cu(OH)2CHCH(OH)CH COOH浓硫酸CHCH=CHCOOH
3 2 加热 3 3 2 H+ 3 2 加热 3
【解析】
【分析】由合成路线逆向推断可知(A) 发生反应①被氧化为(B) ,B与HCHO在一定条件下发生加
成反应生成(C) ,(C)与甲发生加成反应生成(D) ,(D)在催化剂
加热得条件下发生已知ⅱ的酯交换反应,生成内酯(E) ;由聚碳酸酯逆推,可得(G)的结构为
,在逆推可得(F)的结构苯酚 。
【小问1详解】
由合成路线逆向推断可知A的结构式为 ,名称为2-丙醇,反应①为 被氧化为 ,该反应类型为氧化
反应;
【小问2详解】
CH COCH CH OH与甲发生加成反应,生成 ,则甲为CH COOC H ,甲的分子
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式为:C H O ;
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【小问3详解】
由分析可知,E的结构简式为: ;
【小问4详解】
反应④的方程式为:n +n 一定条件
+(2n-1)CH OH;
3
【小问5详解】
有机物H是C(CH COCH CH OH)的同分异构体,H能与新制氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀,说明含
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有醛基,而且不含醚键,说明可能还含有羟基或含-OOCH,属于酯类的物质有HCOOCH CH CH 或
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HCOOCH(CH ) 两种,另外可以看作是CH CH CH CHO、CH(CH ) CHO中的烃基上的H被羟基取代,依
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次由3种、2种,符合条件的H共由7种,其中可以发生水解反应、核磁共振氢谱显示4组峰、且峰面积
之比为3:2:2:1的是HCOOCH CH CH ;
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【小问6详解】
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2分子CH CHO先发生信息ⅰ中的加成反应生成CH CH(OH)CH CHO,然后用新制氢氧化铜氧化、酸化,得
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到CH CH(OH)CH COOH,最后发生消去反应生成CH CH=CHCOOH,合成路线为:
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CHCH OHCu/O2CHCHO一定条件CHCH(OH)CH CHO新制Cu(OH)2CHCH(OH)CH COOH浓硫酸CHCH=CHCOOH
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