河南南阳市镇平县第一高级中学2026届高三下学期考前学情自测 化学试题(含解析)

资源下载
  1. 二一教育资源

河南南阳市镇平县第一高级中学2026届高三下学期考前学情自测 化学试题(含解析)

资源简介

2025-2026学年三模试题
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在试卷、答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。)
1. 生活中离不开化学物质。下列有关物质的具体应用正确的是
A. 用活性炭对河水杀菌消毒
B. 用双氧水对粉丝等食品漂白
C. 用FeS处理污水中的等离子
D. 用单晶硅制作光导纤维
2. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.11.2 L乙烯中含有键的数目为
B.6.4 g 和的混合物中所含的电子数为
C.64 g 与16 g 充分反应得到的分子数为
D. 的溶液中水电离出的数目为
3. 下列由废铜屑制取胆矾的实验原理、装置及操作不正确的是
A.用装置甲除去废铜屑表面的有机物
B.用装置乙添加过量浓硝酸溶解废铜屑
C.用装置丙过滤得到溶液
D.用装置丁加热浓缩溶液
4.我国科学家基于四脲大环和有机磷酸盐阴离子相互作用构建了一种超分子聚合物,结构如图所示,该聚合物可以促进的高效迁移,提升电池性能。
下列说法错误的是
5.我国科学家发明了首例室温可充电全固态氢负离子()电池,其总反应:
,该电池放电过程如图所示。下列说法错误的是
A.正极材料中的铝元素被还原
B.负极发生反应:
C.从物质转化角度分析,该电池的储能本质是氢化物的分解与生成
D.当外电路转移电子时,理论上正极质量减少约为
6.化合物有解热镇痛的作用,可由化合物通过如下转化得到:
下列关于化合物和说法正确的是
A.可以发生氧化、加成、取代、消去反应
B.一定条件下,可与发生缩聚反应
C.与溶液反应时,最多能消耗
D.用溶液无法检验中是否混有
7.下列关于物质的结构、性质及解释错误的是
选项 物质结构或性质 解释
A 分子极性: F的电负性大于H
B 乙酸为电解质,其水溶液显酸性;乙醇为非电解质,其水溶液显中性 乙酸中羰基为吸电子基团,导致乙酸中氧氢键极性变大,更易电离
C 沸点: 分子间形成氢键,分子间作用力更强,沸点高
D 冠醚18-冠-6可识别K ,能增大KMnO 在有机溶剂中的溶解度 冠醚18-冠-6空腔直径(260-320pm)与K 直径(276 pm)接近
A.A B.B C.C D.D
8.瓜环(Q[n]具有两个羰基端口和一个笼体结构,其结构和空间模型如图1。瓜环Q[7]和5-氨基水杨酸(简称5-ASA)形成的包合物与体系pH的关系如图2。
下列说法错误的是
A.Q[5]的分子式为C H N O
B.瓜环Q[7]与5-ASA均属于超分子
C.瓜环空腔端口亲水,内部疏水
D.瓜环Q[7]端口羰基呈负电性
9.室温下,向0.02 mol·L K CrO 溶液中加入少量AgNO 固体,溶液中铬元素以H CrO 、HCrO 、CrO 、Cr O 形式存在,保持溶液体积不变,pM(M包括含铬各组分及Ag )随pH变化如图。
已知:。下列说法正确的是
A.曲线Ⅱ代表的组分为
B.的平衡常数
C. 时,
D. 任意下均有
10. 锂盐是锂离子电池电解质的主要成分,其中锂硼盐是研究的热点。合成邻苯二酚二氟硼酸锂所涉及的反应如下。
下列说法不正确的是
A. 和产物中均存在配位键
B. 与邻苯二酚之间可以形成分子间氢键
C. 乙二醇不显酸性而邻苯二酚显酸性的原因是苯环使羟基中的极性增强
D. 中的均为硅原子的个轨道与氯原子的个轨道重叠形成的极性键
11. 化合物是一种有机金属化合物,其所含的、、、、五种元素均为短周期主族元素,的结构如图所示。、、、同周期,的原子序数小于,和的原子序数之和等于的原子序数,基态原子轨道存在个未成对电子。下列说法错误的是
A. 原子半径:
B. 与可以组成离子化合物
C. 中、、的杂化方式相同
D. 的最高价氧化物对应的水化物属于弱酸
12. 正癸烷(沸点:)在液态金属合金催化下、温度控制在脱氢裂解制丙烯和丁烯的装置如下(夹持装置省略),下列说法错误的是
A. 脱氢裂解时发生的反应有
B. 酸性溶液褪色,说明有1-丁烯生成
C. 冷凝管有冷凝回流作用,可提高正癸烷的利用率
D.1-丁烯被足量的酸性溶液氧化为和
13. 下列化学用语或图示表示正确的是
B. 的电子式:
D. 的空间填充模型为:
14. 图示超分子在催化领域具有重要作用,以下说法错误的是
该超分子通过氢键完成自组装
二、非选择题:(本题共4小题,共58分。)
15.二苯酮是一种重要的有机合成原料,某兴趣小组设计实验合成二苯酮。
I. 粗产品制备。制备过程和有关数据如下:
苯 无水 二苯酮
熔、沸点(℃) 5.5/80.1 -22.6/76.8 197/180(升华) 48.5/305.4
相对分子质量 78 154 133.5 182
密度 0.879 1.595 - -
(1)整个制备过程在三颈烧瓶中进行。维持温度在之间的方法是____;三颈烧瓶的容积最合适的是____(填字母)。
A.50mL  B.100mL  C.250mL  D.500mL
(2)需严格控制试剂量。无水可与二苯酮络合而失效,该反应的配位原子是____(填元素符号);若苯过量,二氯二苯甲烷中存在卤代烃副产物,则充分水解后,粗产品中可能混有杂质的结构简式为____。
II. 粗产品提纯
步骤一:粗产品转入如下装置,蒸去四氯化碳及少量未反应的苯。
步骤二:分离出下层产品,水层用蒸出的四氯化碳萃取一次,合并后加入无水硫酸镁。先常压蒸馏,温度升至90℃左右时停止加热,再减压蒸馏。
(3)图中毛细管的作用是 。
(4)无水硫酸镁的作用是 ,常压蒸馏收集到的馏分是 (填名称)。
(5)经进一步提纯,最终得产品6.55g,本实验二苯酮的产率最接近于 。
A.50% B.60% C.70% D.80%
16.用含钴废料(主要成分为,含少量、、、、等)制备草酸钴晶体()的工艺流程如图所示。
已知:①具有强氧化性。②,;当溶液中离子浓度小于时,认为该离子沉淀完全。
(1)①向含钴废料加入稀硫酸和溶液时,应先加入的试剂为 (填化学式)。
②溶液与反应离子方程式为 。
(2)加调pH的目的是 。
(3)“除钙镁”时,当除尽后, 。
(4)将在空气中加热可得到钴的氧化物。反应时测得残留固体的质量随温度变化的曲线如图所示,B点剩余固体产物为 。
(5)钴硫化物可用作锂离子电池的电极材料,其结构如图,结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构;所有结构均为立方晶胞。晶胞2中距最近的有 个。
(6)若向含等浓度和的混合溶液中滴加溶液,已知,,则先沉淀的离子是,判断依据是 。
17. 通过不同途径将转化为二甲醚、等有机物,将资源化利用是实现碳中和的重要途径。
回答下列问题:
I.利用催化氢化制备,发生的反应如下:
反应①:
反应②:
反应③:
(1)由已知信息计算 。
(2)向起始温度为的某绝热恒压密闭容器中充入,假设只发生反应②。
下列事实不能说明反应②已经达到平衡的是 (填标号)。
a. 混合气体的温度不再发生变化
b. 混合气体的密度不再发生变化
c. 的消耗速率等于的消耗速率的2倍
d. 和的体积分数之比不再发生变化
(3)反应①在使用某种催化剂时,反应历程如图1所示。
写出决速步骤反应化学方程式为 。
II.利用制备,发生的反应如下:
反应④:
反应⑤:
不考虑其他副反应。
在7.0 MPa下,将5 mol 和9 mol 充入某密闭容器中,在催化剂作用下发生
反应④和反应⑤。平衡时和CO的选择性S随温度的变化曲线如图2所示。[已知:
]
(4)表示平衡时CO的选择性随温度变化的曲线是 (填“”或“”)。
(5)若条件下的选择性位于点,则反应④的正、逆反应速率: (填“”、“”或“”)。
(6)时,若平衡体系中有,则的平衡转化率 ,反应④的 (是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数)。
18. 化合物Ⅰ是一种非常重要的含氟精细化学品,是合成液晶和液晶的关键中间体。化合物Ⅰ的一种合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)液晶中官能团的名称为 。
(2)核磁共振氢谱只有一组峰的化合物有 (填标号)。
a. 液晶 b. 液晶 c. 化合物Ⅰ d. 化合物Ⅳ
(3)化合物Ⅰ的命名为 ,的反应类型是 。
(4)写出的化学方程式: 。
(5)由Ⅳ合成Ⅴ的过程中发生的反应如图所示,用作催化剂,使用过量得到的副产物有 、 。(任意写种)
(6)由V合成I的过程中发生的反应如图所示,中间体A与中间体B是同分异构体,中间体B的结构简式为 。
(7)IV的同分异构体中,含有苯环、酯基、氯原子、氟原子的有 种(不考虑立体异构),其中3个氟原子位于苯环相邻位置的同分异构体的结构简式为 。
1.C
A.活性炭具有疏松多孔结构,可吸附河水中的色素、异味等杂质,但没有强氧化性,不能起到杀菌消毒的作用,A错误;
B.双氧水具有氧化性和漂白性,但对人体有害,不可用于粉丝等食品的漂白,B错误;
C.PbS的溶度积远小于FeS,可发生沉淀转化反应,能有效除去污水中的,且不会引入新的有害杂质,C正确;
D.光导纤维的主要成分是二氧化硅,单晶硅是半导体材料,多用于制作芯片、太阳能电池板等,D错误;
故选C。
2.B
A.未说明是标准状况,无法确定11.2L乙烯的物质的量,无法计算σ键数目,即使在标准状况下,11.2 L乙烯(0.5 mol)中含有σ键的数目为 ,也非,A错误;
B.和均由S原子构成,6.4g混合物中S原子的物质的量为,每个S原子含16个电子,总电子数为,B正确;
C.与生成的反应为可逆反应,反应物不能完全转化,得到的分子数小于,C错误;
D.未给出溶液体积,无法计算水电离出的的物质的量及数目,D错误;
故选B。
3.B
A.有机物易燃烧分解,将表面含有机物的废铜屑在坩埚中加热,可以除去废铜屑表面的有机物,实验原理、装置及操作正确,A不符合题意;
B.相同的Cu消耗的浓硝酸多于稀硝酸,且浓硝酸产生的污染气体更多,故溶解废铜屑应采用稀硝酸,实验原理错误,B符合题意;
C.用过滤的方式可以将溶液与固体分离,实验原理、装置及操作正确,C不符合题意;
D.对溶液进行蒸发浓缩,需在烧杯中加热进行蒸发,并不断搅拌,实验原理、装置
及操作正确,D不符合题意;
故答案为:B。
4.D
A.从图像可以看出,四脲大环的空腔可适配有机磷酸盐阴离子直径,形成超分子聚合物,体现了超分子的分子识别和自组装特征,A正确;
B.从图像可以看出,超分子聚合物结构单元由一个四脲大环和一个有机磷酸盐阴离子构成,二者的化学计量数之比为1:1, B正确;
C.有机磷酸盐阴离子中存在-O-H结构,超分子聚合物中有机磷酸盐之间可形成氢键O-H···O-,C正确;
D.四脲大环中存在-N-H结构,与有机磷酸盐阴离子之间通过氢键N-H···O-结合,而非配位键,D错误;
故答案选D。
5.D
根据电子移动方向判断正负极:a电极()得电子发生还原反应为正极,b电极()失电子发生氧化反应为负极,据此分析。
A.正极部分铝元素得电子生成Al单质 ,因此Al元素被还原,A正确;
B.负极发生失电子的氧化反应,结合、失去e-生成,反应方程式为,B正确;
C.整个反应过程中,放电时分解释放,结合生成;充电时过程逆转,因此储能本质是氢化物的分解与生成,C正确;
D.正极反应方程式为:,转移时,正极有移出到负极,正极固体质量减少, 因此转移时,正极质量减少0.1g,D错误;
故选D。
6.B
A.X中含有酚羟基,可以发生氧化反应;含有苯环,可以发生加成反应和取代反
应,不能发生消去反应,A错误;
B.X中酚羟基的邻位碳原子上有氢原子,所以可与HCHO发生缩聚反应,B正确;
C.Y中酯基、酰胺基都可以在NaOH溶液中水解,水解后生成2个羧基和一个酚羟基,都可以和NaOH反应,所以1molY与NaOH溶液反应时,最多能消耗3molNaOH,C错误;
D.X中含有酚羟基可以和氯化铁溶液发生显色反应,Y中不含酚羟基,不能和氯化铁溶液发生显色反应,所以可以用FeCl 溶液检验Y中是否混有X,D错误;
故答案为B。
7.A
A. 和均为V形结构,中O电负性大于H,键的偶极矩与O上孤电子对的偶极矩方向一致,总偶极矩更大;中F电负性大于O,键的偶极矩与孤电子对偶极矩方向相反、部分抵消,实际分子极性,结论错误,故A错误;
B. 乙酸中羰基为吸电子基团,使得羧基中O - H键极性增强,更易电离出,水溶液显酸性;乙醇中乙基为给电子基团,O - H键极性弱,难电离,水溶液显中性,故B正确;
C. 分子中含O—H键,可形成分子间氢键,分子间作用力远大于仅存在范德华力的,因此的沸点更高,故C正确;
D.18 - 冠 - 6的空腔直径与直径接近,可通过分子识别结合,携带进入有机溶剂,增大在有机溶剂中的溶解度,故D正确;
选A。
8.B
A.Q[5]是将图1中的n = 5,故其分子式为,A正确;
B. 瓜环Q[7]与5 - ASA均属于小分子,其结合形成的包合物为超分子,B错误;
C. 酰胺基可以亲水,杂化的C原子疏水,所以瓜环空腔端口亲水,内部疏水,C正确;
D. 瓜环Q[7]端口羰基呈负电性,所以才会在pH < 6时与5 - 氨基水杨酸结合成超分子,D正确。
故答案选:B。
9.B
pM = -lgc(M),pM越大c(M)越小,pM越小c(M)越大。为二元弱酸,存
在电离平衡、。随着pH的增大,减小,先增大后减小,增大。pH较大时,应有
,可知曲线Ⅰ表示,曲线Ⅱ表示,曲线Ⅲ表示。温度不变,不变,由图可知,pH较大时,保持不变,则也保持不变。
A. 根据分析可知曲线Ⅱ代表的组分应该是 ,A错误;
B. 交点所示溶液为饱和溶液,此时,则,B正确;
C.pH=6.3时,由曲线Ⅱ()和曲线Ⅲ()的交点可知,,,由可得,求得。根据铬元素守恒,则有,因此,C错误;
D. 根据电荷守恒,有,只有当pH>7时,即,成立,D错误;
故选B。
10.D
A. 中B原子提供空轨道,提供孤电子对形成配位键;产物W中B原子最外层只有3个价电子,除与O、F形成普通共价键外,还存在O提供孤电子对、B提供空轨道形成的配位键,A正确;
B.HF中F电负性大、含孤电子对,邻苯二酚含羟基,二者的F与羟基H、O与HF的H均可形成氢键,可形成分子间氢键,B正确;
C. 邻苯二酚显酸性的原因是在大键中氧的p电子云向苯环转移,使得O-H极性增强,易电离出,体现酸性,乙二醇中乙基为推电子基团,羟基极性弱,难以电离,不显酸性,C正确;
D. 中Si原子价层电子对数为4,采取杂化,键是Si原子的杂化轨道与Cl原子的3p轨道重叠形成的极性键,并非Si的3p轨道直接参与成键,D错误;
故选D。
11.C
五种均为短周期主族元素,Z仅形成1个共价键且原子序数最小,故Z为;基态M原子2p轨道有2个未成对电子,价电子排布为或,结合M在结构中形成4个共价键,可知M为;X、Y、M、W同周期,均为第二周期元素,X和Y的原子序数之和等于W的原子序数,第二周期主族元素原子序数最大为9,结合Y形成3个共价键,可知Y为B(原子序数5),推得X原子序数为,即X为,W为O(原子序数8)
A. 同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,原子半径,即,A正确;
B. 与可形成离子化合物,B正确;
C.R中Y(B)形成3个键,无孤电子对,杂化方式为;M(C)形成4个键,杂化方式为;W(O)形成2个键,含2对孤电子对,杂化方式为,三者杂化方式不同,C错误;
D.Y(B)的最高价氧化物对应的水化物为,属于弱酸,D正确;
故选C。
12.B
正癸烷()在指定条件下脱氢裂解生成丙烯、1 - 丁烯等含碳碳双键的产物,所有烯烃均能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使其褪色;冷凝管可将汽化的未反应正癸烷冷凝回流,提升原料利用率。
A. 该反应式符合原子守恒,符合脱氢裂解的产物规律,A正确;
B. 裂解产物中的丙烯同样属于烯烃,也可使酸性溶液褪色,无法证明有1-丁烯生成,B错误;
C. 反应温度接近正癸烷沸点,部分正癸烷汽化后经冷凝管冷凝回流到反应体系,可提高正癸烷的利用率,C正确;
D.1-丁烯的结构为,与足量酸性反应时碳碳双键断裂,被氧化为,被氧化为,D正确;
故选B。
13.C
A. 基态Si原子的价电子排布式为,根据洪特规则,基态原子中,填入简并轨道(同一能级的不同轨道)的电子总是优先分占不同轨道,且自旋平行。该图示中两个3p电子挤在同一轨道,违反洪特规则,正确的价层电子轨道表示式为,A错误;
B. 是离子化合物,与互为等电子体,两个C原子之间形成三对共用电子对,正确电子式为,B错误;
C. 葡萄糖分子中的醛基可以与分子内的羟基作用,形成两种六元环状结构,图示为-D-吡喃葡萄糖,表示正确,C正确;
D. 属于共价晶体,不存在单个分子,晶体中每个Si原子周围连接4个O原子,图示是型小分子(如)的空间填充模型,D错误;
故选C。
14.D
中羧基之间以氢键相互连接,更难电离出,酸
中五个碳原子共面,碳原子杂化类型为杂化,形成离域大键,离域的电子参与形成配位键,C项正确;
D.氢键属于分子间作用力,不是化学键,D项错误;
故答案选D。
15.(1) 将三颈烧瓶置于的冷水浴中C
(3)防止液体暴沸
(4) 干燥除水 四氯化碳
(5)D
在氯化铝做催化剂的条件下,苯与四氯化碳发生取代反应得到;向中加入100mL水充分水解、过滤得粗产品;粗产品蒸去四氯化碳及少量未反应的苯,分离出下层产品,水层用蒸出的四氯化碳萃取一次,合并后加入无水硫酸镁。先常压蒸馏,温度升至左右时停止加热,再减压蒸馏。
(1)反应温度在,低于常温,需将三颈烧瓶置于的冷水浴中控制温度;三颈烧瓶内液体的体积约占容积的,实验过程所加试剂的体积共约,则容积为的三颈烧瓶最合适,故答案为:C。
(2)
无水与二苯酮发生络合反应,配位原子提供孤电子对,中心原子提供空轨道,中缺电子作中心原子,二苯酮为配位体,二苯酮中只有存在孤电子对,所以配位原子是;苯和在催化下生成二氯二苯甲烷,该反应属于取代反应,中键断裂,苯中键断裂,若苯过量,与苯继续反应,生成的卤代烃为
(3)毛细管可提供气化中心,其作用为防止液体暴沸。
(4)合并后的溶液主要含二苯酮、四氯化碳和少量水,加入无水硫酸镁的作用是除去混合液中的少量水;二苯酮的沸点,四氯化碳的沸点,二苯酮的沸点高于四氯化碳,所以常压蒸馏收集到的馏分是四氯化碳。
,即本实验中四氯化碳过量,以苯的量代入估算,理论上产生二苯酮的物质的量为苯的二分之一,约为,二苯酮的产率为,故选D。
16.(1)
(2)使、转化为氢氧化物沉淀除去
(3)
(4)
(5)4
(6)两个沉淀的类型相同,而,说明的溶解度更小,先沉淀。
含钴废料主要成分为,含少量、、、、等,加入稀硫酸和,将转化为,其余金属氧化物变为硫酸盐,其中生成的和未反应的成为浸出渣。浸出液中含有、、、,加入溶液将过量的除去,再加入溶液将、分别变为、沉淀即沉淀1。溶液中继续加入溶液将、分别变为、沉淀即沉淀2。最后向溶液中加入将变为沉淀。
(1)①若先加稀硫酸,在酸性条件下生成,后续加入时,会与酸反应生成逸出,无法充分还原,因此先加,再加稀硫酸保证还原反应充分进行。
②氧化,Co从+3价降为+2价,S从+4价升为+6价,酸性条件下配平得到离子方程式。
(2)酸浸后溶液中存在杂质离子、,加入调pH,促进、水解生成氢氧化物沉淀,从而除去杂质。
(3)沉淀完全时,,由得:,再由得:。
(4)摩尔质量为,初始质量,即,含Co的物质的量为,质量为。B点固体质量为,则固体中O的质量为
,,,故产物为。
(5)观察晶胞2结构,位于四面体空隙,周围最近的构成正四面体结构,所以距最近的共4个。
(6)对于组成类型相同的难溶电解质,溶度积越小,溶解度越小,沉淀时需要的沉淀剂浓度越低,越先沉淀。
17.(1)-122.5
(2)c
(3)
(4)
(5)
(6)
(1)由盖斯定律可知,反应3=2×反应1+反应2,则;
(2)该反应在绝热恒压密闭容器中进行,反应过程中温度会变化,混合气体的温度不再发生变化,说明达到平衡,a错误;
该反应为气体物质的量不变的反应,在恒压绝热条件下,反应放热导致温度升高,体积增大,密度减小,当密度不再变化时,说明反应达到平衡,b错误;
指逆反应速率,指正反应速率,即,根据速率之比等于化学计量数之比,平衡时应有,故c不能说明反应达到平衡,c正确;
和的体积分数之比不再发生变化,说明各物质的量不再变化,能说明达到平衡,d错误;
故选c
(3)过渡态物质的总能量与反应物总能量的差值为活化能,即图中峰值越大则活化能越大,峰值越小则活化能越小,活化能越小反应越快,活化能越大反应越慢,决定总反应速率的是慢反应;第二步反应活化能较高,所以速率较慢,能决定整个反应速率的快慢;故化学方程
式为:;
(4)温度升高时,放热反应④平衡逆向移动,选择性降低;吸热反应⑤平衡正向移动,选择性升高, 因此曲线随温度升高而升高,代表的选择性;
(5)时,的选择性在点,点高于该温度下的平衡选择性点,说明反应要逆向进行才能达到平衡,因此;
(6)已知,,平衡时,时,和的选择性均为,即,由得,的平衡转化率;列三段式计算各物质的量,反应④:
反应⑤转化平衡时各物质的量、、、、,总物质的量,

18.(1)
酯基、醚键、氟原子(或碳氟键)
(2)d
(3)
3,5-二氟苯酚
取代反应
(4)
(5)
HF
2,4-二氟苯甲酸
(6)
(7)
6
甲酸-2,3,4-三氟-5,6-二氯苯酯、甲酸-3,4,5-三氟-2,6-二氯苯酯
II → III:化合物II(五氯苯甲腈)在 下与KF发生卤素交换反应,苯环上的三个氯原子被氟原子取代,生成化合物III(3,5-二氯-2,4,6-三氟苯甲腈),属于取代反应;III → IV:化合物III中的氰基()在酸性条件下水解生成羧基(),得到化合物IV(3,5-二氯-2,4,6-三氟苯甲酸);IV → V:化合物IV在Pd/C催化下与 发生加氢脱氯反应,苯环上的两个氯原子被氢原子取代,生成化合物V(2,4,6-三氟苯甲酸);V → I:化合物V在碱性条件下发生亲核取代反应( 取代苯环上的 ),随后脱去 并酸化,最终得到化合物I(3,5-二氟苯酚)。
(1)观察液晶B的结构简式,其左侧和中间包含 结构,为酯基;右侧两个苯环之间通过 连接,为醚键;此外苯环上还连有氟原子(碳氟键)。
(2)a.液晶A中含有正丙基、苯环上的氢、环己烷上的氢,氢原子种类远多于1种;
b.液晶B中含有乙基、苯环上的氢,氢原子种类多于1种;
c.化合物I(3,5-二氟苯酚)中含有酚羟基上的氢,以及苯环上两种不同环境的氢(邻位和对位),共有3组峰;
d.化合物IV(3,5-二氯-2,4,6-三氟苯甲酸)的苯环上所有位置均被取代,分子中唯一的氢原子存在于羧基()上,因此只有1组峰。
故选d。
(3)化合物I的苯环上连有1个羟基和2个氟原子,以羟基为1位,氟原子分别在3位和5位,故命名为3,5-二氟苯酚。II → III的反应是苯环上的氯原子被氟原子替换,属于取代反应。
(4)III → IV是氰基()在硫酸催化下水解生成羧基()的反应。反应物
为3,5-二氯-2,4,6-三氟苯甲腈和水,在硫酸作用下生成3,5-二氯-2,4,6-三氟苯甲酸和硫酸铵,即方程式为:2\mathrm{C_6Cl_2F_3CN + 4H_2O + H_2SO_4 \to 2\mathrm{C_6Cl_2F_3COOH + (NH_4)_2SO_4}。
(5)根据图2的反应机理, 的主反应是脱氯加氢,会产生副产物 。当使用过量 时,化合物(2,4,6-三氟苯甲酸)苯环上的一个氟原子会被进一步还原取代,生成2,4-二氟苯甲酸,同时脱落的氟原子与氢结合生成 。因此过量氢气导致的特有副产物为2,4-二氟苯甲酸和 。
(6)
根据图3,化合物的盐在碱性条件下发生亲核取代。中间体是苯环邻位(2位)的氟被 取代;中间体与 互为同分异构体,且最终脱羧后都生成3,5-二氟苯酚盐,说明中间体是苯环对位(4位)的氟被 取代。因此中间体的结构为:
(7)化合物的分子式为 。同分异构体需含有苯环、酯基、氯原子和氟原子。由于分子中只有1个 原子和1个除苯环外的原子,酯基只能是甲酸酯基()直接连在苯环上。因此苯环上的6个取代基分别为:1个 ,2个 ,3个 (苯环全取代)。 采用定一移二法分析: ① 当3个 处于连续位置(1,2,3-三氟)时,剩余位置为4,5,6。 可放在4位(与6位等效)或5位,有 种; ② 当3个 处于不对称位置(1,2,4-三氟)时,剩余位置为3,5,6,互不连带等效, 可放在这3个位置,有 种; ③ 当3个 处于对称位置(1,3,5-三氟)时,剩余位置为2,4,6,完全等效, 只能有 种。 共计 种。 其中3个氟原子相邻(即1,2,3-三氟取代)的结构有2种,即 位于4位(甲酸-2,3,4-三氟-5,6-二氯苯酯)或 位于5位(甲酸-3,4,5-三氟-2,6-二氯苯酯)。

展开更多......

收起↑

资源预览