内容正文:
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密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线 密 ○ 封 ○ 装 ○ 订 ○ 线
密 封 线 内 不 要 答 题
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第2章 官能团与有机化学反应 烃的衍生物
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.我国众多的非物质文化遗产中蕴含着丰富的化学知识。下列说法不正确的是( )
A.南京云锦是中国经典传统丝制工艺,其原材料之一蚕丝的主要成分属于蛋白质
B.镇江碧螺春茶屡获世界大奖,热水泡茶过程中涉及萃取、分液过程
C.中国剪纸所用到的纸,其主要成分为多糖
D.狼毫毛笔是我国古代绘画常用的一种毛笔,其笔头的主要成分为蛋白质
2.下列离子方程式书写正确的是( )
A.尼泊金酸与碳酸氢钠反应:+2HC +2CO2↑+2H2O
B.向苯酚钠溶液中通入少量CO2:C6H5O-+CO2+H2O C6H5OH+HC
C.苯胺与盐酸的反应:+HCl
D.甲醛溶液与足量的银氨溶液共热:HCHO+2[Ag(NH3)2]++2OH- C+2N+2Ag↓+2NH3+H2O
3.《齐民要术》中记载了利用谷物酿制食醋的工艺。其经历的三个主要发酵过程为:糖化→酒化→醋化。下列说法不正确的是( )
A.糖化过程是淀粉在微生物作用下水解生成葡萄糖
B.传统酿醋工艺均经历了酿酒的过程
C.酒化和醋化都需要在有氧的环境中进行
D.发酵液需控制在一定的温度下
4.根据有机物的结构,预测其可能发生的反应类型和反应试剂,下列不正确的是( )
选项
分析结构
可能发生的反应类型
反应试剂
A
含碳碳双键
加成反应
Br2的CCl4溶液
B
含O—H极性键
取代反应
CH3COOH,浓H2SO4
C
含O—H极性键
催化氧化反应
O2、Cu
D
含C—O极性键
取代反应
浓氢溴酸
5.下列有机化合物中均含有酸性杂质,除去这些杂质的方法正确的是( )
A.苯中含苯酚杂质:加入饱和溴水,过滤
B.乙醇中含乙酸杂质:加入碳酸钠溶液,分液
C.乙醛中含乙酸杂质:加入氢氧化钠溶液,分液
D.乙酸乙酯中含乙酸杂质:加入饱和碳酸钠溶液,分液
6.某有机物的结构如图所示。下列关于该有机物的说法错误的是( )
A.该物质的分子式为C16H23NO2
B.该物质中所涉及元素的电负性:O>N>C>H
C.1 mol该物质与浓溴水反应,最多消耗2 mol Br2
D.该物质既可与盐酸反应,也可与NaOH溶液反应
7.氘代甲醛可与HCN发生加成反应:
下列说法错误的是( )
A.产物Ⅱ含有三种官能团 B.氘代甲醛中σ键与π键数目比为3∶1
C.产物Ⅰ可发生水解反应 D.产物Ⅰ与Ⅱ均为手性分子
8.绝对乙醇(纯度≥99.95%)是有机合成的重要试剂。实验室用无水乙醇(含水量约0.5%)制备绝对乙醇须在绝对干燥的条件下进行,具体过程如下:
回流装置(加热及夹持装置省略)如图所示。下列有关说法中正确的是( )
A.实验所需玻璃仪器均应洗净、干燥后再组装使用
B.仪器A上口塞上橡胶塞,可避免水蒸气进入回流装置
C.邻苯二甲酸二乙酯的作用是与过量的金属钠反应而将其除去
D.可用回流装置和牛角管、锥形瓶等玻璃仪器组装成蒸馏装置
9.有机化合物分子中相邻基团间的相互影响会导致键的极性发生改变,使得有机化合物化学性质出现差异。下列事实不能说明上述观点的是( )
A.乙烯能发生加成反应,乙烷不能发生加成反应
B.苯酚能与NaOH溶液反应,乙醇不能与NaOH溶液反应
C.苯与硝酸反应的温度是50~60 ℃,甲苯在约30 ℃条件下就能与硝酸反应
D.与醛、酮中的羰基相比,羧基中的羰基较难发生加成反应
10.满足下列条件的有机物的种数(不考虑立体异构)正确的是( )
选项
有机物
条件
种数
A
该有机物的一氯代物
4
B
C6H12O2
能与NaHCO3溶液反应
3
C
C5H12O
分子中含有2个甲基的醇
5
D
C5H10O2
在酸性条件下会水解生成甲和乙,且甲、乙的相对分子质量相等
4
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.α-呋喃丙烯醛(丙)为常用的优良溶剂,也是有机合成的重要原料,其合成路线如下。下列说法正确的是( )
A.乙的分子式为C7H10O3
B.①②两步的反应类型分别为取代反应和消去反应
C.1 mol丙最多能与4 mol Br2加成
D.丙的芳香族同分异构体有5种
12.巴豆醛是橡胶硫化促进剂的合成中间体,存在如下转化过程:
W 巴豆醛 X Y Z
已知:①X为;②Z为六元环状化合物。下列说法错误的是( )
A.X的分子式为C5H6NO
B.Y分子中可能共平面的碳原子最多为5个
C.W的同分异构体中,含6个相同化学环境氢原子的有4种
D.可用饱和Na2CO3溶液分离提纯Z
13.四环素类抗生素是一类广谱抗生素,主要包括金霉素、土霉素、四环素等,其中四环素是一种黄色晶体,其结构简式如图所示。下列有关该物质的说法正确的是( )
A. 该物质的分子式为C22H25N2O8
B.1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗4 mol Br2
C.该分子中有4个手性碳原子
D.该物质可以发生取代反应、消去反应、加成反应、氧化反应、还原反应
14.有机物A的转化关系如图所示,下列有关说法正确的是( )
已知:A能发生银镜反应,D的碳链没有支链,F是环状化合物。
A.化合物A的结构可能有3种(不考虑立体异构)
B.由A生成E发生还原反应
C.F可表示为
D.化合物A中一定含有的官能团是醛基、羧基和碳碳双键
15.有机物X→Y的异构化反应如图所示,下列说法错误的是( )
A.依据红外光谱可确证X、Y存在不同的官能团
B.除氢原子外,X中其他原子可能共平面
C.含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有4种(不考虑立体异构)
D.类比上述反应,的异构化产物可发生银镜反应和加聚反应
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(12分)由烯丙基胺类化合物制备的高分子聚合物可用作重金属吸附剂、药物缓释材料等。一种高效合成烯丙基胺类化合物的新方法示意图如下。
+ +H2O
(1)化合物Ⅰ中含氧官能团的名称是 。化合物Ⅰ的某同分异构体能够发生银镜反应,在核磁共振氢谱图上只有2组峰,其结构简式为 。
(2)化合物Ⅲ的分子式是 。
(3)对化合物Ⅰ,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂及条件
反应形成的新结构
反应类型
①
②
取代反应
(4)聚烯丙胺负载磺酸催化剂可有效催化苯甲酸正丁酯()的合成:
①聚烯丙胺由烯丙胺()通过加聚反应制备,聚烯丙胺的结构简式为 。
②以苯甲酸和正丁烷为有机原料合成苯甲酸正丁酯。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
(a)最后一步的化学方程式为 (注明反应条件)。
(b)相关步骤涉及卤代烃制醇反应,其化学方程式为 (注明反应条件)。
17.(12分)淀粉的水解产物葡萄糖经硝酸氧化可以制备草酸。实验室制备草酸(H2C2O4)的流程如下:
(1)草酸的制备。制备草酸的主要装置如图所示(夹持装置已省略)。
①将100 mL淀粉水乳液和少许浓硫酸混合,加入三颈烧瓶中,搅拌,控温85~90 ℃,反应40分钟,使淀粉充分水解成葡萄糖(C6H12O6)。检验淀粉已经水解完全的方法是
。
②将质量比为2∶1.5的浓硝酸、浓硫酸的混合液(含有适量催化剂)加入恒压滴液漏斗中,分
批加入三颈烧瓶内的水解液中,控温60 ℃,搅拌,反应3 h左右。实验中若混酸滴加过快,将会导致草酸产率下降。可能的原因是 。
③实验中,冷凝管可使尾气排出。冷凝管的主要作用还有 。为防止污染,从冷凝管上部排出的气体可采取的处理方法是 。
(2)产品纯度测定。称取上述得到的粗产品9.00 g,配成1 000 mL溶液,取5.00 mL溶液放入锥形瓶中,再稀释到20 mL,用0.01 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定至恰好反应完全,消耗KMnO4溶液18.00 mL。
已知:测定过程中发生的反应为2Mn+5H2C2O4+6H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O。
①滴定过程中的操作是 。
②草酸产品的纯度为 (产品中的杂质不参与反应)。
18.(12分)以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物,以葡萄糖为原料合成E的路线(部分反应试剂、条件已略去)如下:
回答下列问题:
(1)葡萄糖的分子式为 。
(2)A中含有的官能团的名称为 。
(3)由B到C的反应类型为 。
(4)C的结构简式为 。
(5)由D到E的化学方程式为 。
(6)F是B的同分异构体,7.30 g F与足量碳酸氢钠溶液反应可释放出2.24 L(标准状况下)二氧化碳,F的可能结构共有 种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱为三组峰且峰面积
之比为3∶1∶1的结构简式为 。
19.(12分)乙酰乙酸乙酯是一种无色或微黄色透明液体,是重要的有机合成原料。实验室常用乙酸乙酯、金属钠、乙酸等试剂制备乙酰乙酸乙酯:2CH3COOC2H5 CH3COCH2COOC2H5+CH3CH2OH,其中乙醇钠(CH3CH2ONa)在反应中起催化作用。部分试剂的信息见下表,实验装置如图所示(加热、夹持装置已略去)。
物质
沸点/℃
相对分子质量
在水中的溶解性
乙酸乙酯
77.2
88
难溶
乙酰乙
酸乙酯
181
130
微溶
乙酸
118
60
易溶
实验步骤:
Ⅰ.物质制备:向三颈烧瓶中加入10.0 mL乙酸乙酯粗品(含乙酸乙酯8.8 g和少量乙醇),迅速加入0.1 g切细的金属钠(钠颗粒)。水浴加热反应液,缓慢回流约2 h至金属钠全部反应完。停止加热,冷却后向反应混合物中加入50%乙酸至反应液呈弱酸性。
Ⅱ.分离、提纯:
①向反应混合物中加入等体积的饱和食盐水,分离得到有机层。
②水层用3 mL无水乙酸乙酯萃取两次,分液。
③将①②所得有机层合并,加入5 mL 5%的碳酸钠溶液洗涤(除去乙酸)至中性,再用无水硫酸镁干燥酯层。先在常压下水浴加热蒸去乙酸乙酯(回收),用水泵将残留的乙酸乙酯抽尽;将剩余液减压蒸馏(若常压蒸馏,乙酰乙酸乙酯易分解而降低产量),收集产品乙酰乙酸乙酯5.1 g。
请回答下列有关问题:
(1)仪器A的优点是 ;分离、提纯操作①中使用的分离仪器是 。
(2)本实验中加入切细的金属钠而非钠块,这样做的目的是
。
(3) 加入饱和氯化钠溶液的目的为
。
(4)分离、提纯操作③洗涤时用的Na2CO3溶液能否换成NaOH溶液,并简述其理由: 。
(5)上述实验中乙酰乙酸乙酯的产率为 (保留两位有效数字)。
20.(12分)有机物H为芳香酯,其合成路线如下:
已知:①A~H均为芳香族化合物,A的苯环上只有一个取代基,B能发生银镜反应,D的相对分子质量比C大4。
②2RCH2CHO +H2O。
③+CH3Cl +HCl。
④烷基为苯环上邻、对位定位基,羧基为苯环上间位定位基。
⑤ 。
回答下列问题:
(1)A→B的反应类型为 ,F所含官能团的名称为 。
(2)B与银氨溶液反应的化学方程式为
。
(3)H的结构简式为 ,C中至少有 个碳原子共平面。
(4)M是C的同分异构体,则符合下列条件的M有 种(不考虑立体异构)。
①分子中有两个苯环(不含萘环),且每个苯环上的两个取代基均在对位;②能发生银镜反应。
其中不能与溴水发生加成反应的结构简式为 。
(5)参照上述合成路线并结合已知信息,设计以E和CH3Cl为起始原料制备F的合成路线(无机试剂任用): 。
答案与解析
1.B 蚕丝的主要成分属于蛋白质,A正确;热水泡茶过程中不涉及分液,B错误;纸的主要成分是纤维素,纤维素为多糖,C正确;毛发的主要成分为蛋白质,D正确。
2.B 苯酚的酸性弱于碳酸,酚羟基不与碳酸氢根离子反应,A错误;酸性:碳酸>苯酚>碳酸氢根离子,则向苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳生成苯酚和碳酸氢钠,反应的离子方程式为C6H5O-+CO2+H2O C6H5OH+HC,B正确;HCl是强酸,应拆成离子形式,C错误;1个甲醛分子中相当于含有2个醛基,则甲醛溶液与足量的银氨溶液共热反应的离子方程式为HCHO+4[Ag(NH3)2]++4OH- C+2N+4Ag↓+6NH3+2H2O,D错误。
3.C 淀粉在微生物作用下水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下分解生成乙醇和CO2(在无氧的条件下),在有氧的环境下乙醇被氧化成乙酸,A、B正确,C错误;发酵液需控制在一定温度下,不宜过高或过低,温度过低不利于反应的进行,过高会导致酶失活,D正确。
4.C 含碳碳双键,能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,A正确;含有醇羟基,能与乙酸在浓硫酸作催化剂并加热的条件下发生酯化反应,属于取代反应,该有机物分子断裂O—H键,B正确;含有醇羟基,但与羟基相连的碳原子上没有氢原子,不能发生催化氧化反应,C错误;含有醇羟基,能与浓氢溴酸发生取代反应生成卤代烃,该有机物分子断裂C—O键,D正确。
5.D A项,苯酚与饱和溴水反应生成的2,4,6-三溴苯酚易溶于苯,不能用过滤法分离;B、C项,加入除杂试剂后不分层,无法用分液法分离。
6.A 由该物质的结构可知,其分子式为C16H25NO2,A错误;该物质分子中含C、H、O、N元素,H的电负性最小,C、O、N元素位于同一周期,同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,则电负性:O>N>C>H,B正确;该物质中苯环上与酚羟基处于邻位的H能与Br2发生取代反应,则1 mol该物质能与2 mol Br2反应,C正确;该物质分子中含有—N(CH3)2结构,能与盐酸反应,含有酚羟基,能与NaOH溶液反应,D正确。
7.A 产物Ⅱ含有—CN、—OH两种官能团,A错误;单键是σ键,一个双键中含一个σ键和一个π键,氘代甲醛中σ键与π键数目比为3∶1,B正确;产物Ⅰ中的—CN可发生水解反应,C正确;产物Ⅰ与Ⅱ中连有羟基的碳原子均连接了4个不同的原子或原子团,二者均为手性分子,D正确。
8.A 实验室用无水乙醇(含水量约0.5%)制备绝对乙醇须在绝对干燥的条件下进行,则实验所需玻璃仪器均应洗净、干燥后再组装使用,A正确;仪器A是球形冷凝管,其作用是冷凝回流,若塞上橡胶塞,会使装置内压强增大,引发危险,B错误;无水乙醇含水量约0.5%,加入金属钠发生反应2Na+2H2O 2NaOH+H2↑,邻苯二甲酸二乙酯的作用是与NaOH反应,C错误;蒸馏装置需要蒸馏烧瓶、直形冷凝管、温度计、牛角管、锥形瓶等玻璃仪器,球形冷凝管不能用于蒸馏装置,D错误。
9.A A项,乙烯和乙烷结构不同,乙烯含有碳碳双键,能发生加成反应,不能说明题述观点;B项,苯酚中,由于苯环对—OH的影响,使得酚羟基能电离出H+,乙醇分子中虽然含有—OH,但不能电离出H+,能说明题述观点;C项,甲基对苯环有影响,甲苯中苯环更易发生取代反应,能说明题述观点;D项,与醛、酮中的羰基相比,羧基中的羰基与羟基相连,受羟基的影响,较难发生加成反应,能说明题述观点;故选A。
10.A 该有机物分子中有4种氢原子,所以该有机物的一氯代物有4种,A项正确;能与NaHCO3溶液反应的有机物含有—COOH,C6H12O2可以改写为C5H11—COOH,—C5H11有8种结构,所以C5H11—COOH有8种结构,B项错误;分子式为C5H12O的醇可改写为C5H11OH,含有两个甲基的—C5H11有4种结构,所以符合条件的有4种结构,C项错误;分子式为C5H10O2的有机物在酸性条件下会水解生成甲和乙,且甲、乙的相对分子质量相等,说明该有机物为CH3COOC3H7,丙醇有2种结构,所以该有机物有2种结构,D项错误。
11.D 根据乙的结构可知,其分子式为C7H8O3,A错误;反应①是甲中的醛基与乙醛中的甲基加成变为—CH(OH)—CH2—,反应类型为加成反应,反应②是乙发生消去反应生成了碳碳双键,B错误;1 mol丙中含3 mol碳碳双键和1 mol —CHO,1 mol丙最多能与3 mol Br2加成,
—CHO不能与Br2发生加成反应,C错误;丙的芳香族同分异构体有、、、、,共5种,D正确。
12.AC 已知X为,X在酸性条件下转化为Y,则Y为;Y在浓硫酸作用及加热条件下发生酯化反应生成Z,Z为六元环状化合物,则Z为;巴豆醛与HCN发生加成反应生成X,则巴豆醛的结构简式为;巴豆醛与足量H2发生加成反应生成的W为CH3CH2CH2CH2OH。X的分子式为C5H7NO,A错误。Y为,其分子中最多有5个碳原子共平面,B正确。W的同分异构体中含6个相同化学环境氢原子的有3种:(CH3)2CHCH2OH、CH3CH2OCH2CH3、,C错误。Z为酯类物质,可用饱和Na2CO3溶液分离提纯Z,D正确。
13.BD 由题给结构简式可知,该物质的分子式为C22H24N2O8,A错误;1 mol该物质中苯环上酚羟基的邻位、对位上的H原子与Br2发生取代反应可消耗2 mol Br2,碳碳双键与Br2发生加成反应可消耗2 mol Br2,则1 mol该物质与足量溴水反应,最多可消耗4 mol Br2,B正确;该分子中有5个手性碳原子,如图:(标注*的碳原子为手性碳原子),C错误;该物质中含羟基、酰胺基,可发生取代反应,与醇羟基相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,可发生消去反应,含碳碳双键,可发生加成反应、氧化反应、还原反应,D正确。
14.BC A能与碳酸氢钠溶液反应,说明A分子中含有—COOH;A能发生银镜反应,说明A分子中含有—CHO或—OOCH;由B能与溴水发生加成反应可知,A分子中含有碳碳双键或碳碳三键;由D的碳链没有支链、F是分子式为C4H6O2的环状化合物可知,F为,A分子中一定含有醛基、羧基以及碳碳双键或碳碳三键中的一个,结构简式可能为HOOCCHCHCHO或。由上述分析可知,A、D项错误,C项正确。由题图可知,在镍作催化剂、加热条件下,A与氢气发生还原反应生成E,B项正确。
15.C 红外光谱图中不同的化学键或官能团的吸收频率不同,可用红外光谱确证X、Y存在不同的官能团,A正确;X的结构为,1、2、3、4号原子在同一平面上,5、6、7号原子在同一平面上,两个平面可通过C—O键轴旋转重合,故除氢原子外,其他原子可能共平面,B正确;含醛基和碳碳双键且有手性碳原子的Y的同分异构体有5种:、、、、,C错误;依据题目信息可知,,得到的异构化产物含有—CHO和,可发生银镜反应和加聚反应,D正确。
16.答案 (除注明外,每空1分)(1)羟基 C(CH3)3CHO (2)C7H15N (3)①O2,Cu/Ag、加热 氧化反应 ②乙酸,浓硫酸、加热(或浓氢溴酸,加热) (答案合理即可) (4)①
②(a)+ +H2O(2分)
(b)+NaOH +NaBr(2分,答案合理即可)
解析 (1)化合物Ⅰ中含氧官能团是羟基;Ⅰ的分子式是C5H10O,其同分异构体能够发生银镜反应,说明分子中含—CHO,在核磁共振氢谱图上只有2组峰,说明剩余9个H等效,则符合条件的结构简式为C(CH3)3CHO。(2)根据化合物Ⅲ的结构可知,其分子式是C7H15N。(3)①中含有醇羟基,在催化剂作用下与O2共热发生氧化反应生成。②与CH3COOH在浓硫酸作用及加热条件下发生取代反应生成。(4)①烯丙胺()发生加聚反应制得的聚烯丙胺的结构简式为。②以苯甲酸和正丁烷为有机原料合成苯甲酸正丁酯,先将正丁烷转化为1-卤代丁烷,然后1-卤代丁烷水解生成1-丁醇,最后苯甲酸与1-丁醇发生酯化反应得苯甲酸正丁酯。(a)最后一步反应为苯甲酸与1-丁醇发生酯化反应生成苯甲酸正丁酯和水,化学方程式为+
+H2O。(b)1-卤代丁烷在NaOH水溶液中发生水解反应生成1-丁醇,若1-卤代丁烷为1-溴丁烷,化学方程式为+NaOH +NaBr。
17.答案 (除注明外,每空2分)(1)①取少量水解液,加入碘水,若溶液不变为蓝色,说明淀粉已经完全水解 ②用量过大致氧化性过强,将草酸进一步氧化为CO2 ③冷凝回流硝酸(1分) 将排出的气体通入NaOH溶液中
(2)①用酸式滴定管向锥形瓶中滴加酸性KMnO4标准溶液,先快后慢,并轻轻摇晃锥形瓶,观察溶液颜色变化,滴加最后半滴酸性KMnO4标准溶液,锥形瓶中溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色,达到滴定终点,记录数据(3分) ②90%
解析 (1)①淀粉遇碘单质变蓝,若淀粉已完全水解,则往水解液中加入碘水,溶液不变蓝,因此检验淀粉已经水解完全的方法是取少量水解液,加入碘水,若溶液不变为蓝色,说明淀粉已经完全水解。②实验中若混酸滴加过快,导致溶液的氧化性增强,生成的H2C2O4进一步被氧化为CO2,从而导致草酸产率下降。(2)②n(H2C2O4)=18.00×10-3 L×0.01 mol·L-1××=0.09 mol,即m(H2C2O4)=0.09 mol×90 g·mol-1=8.1 g,则草酸的纯度为×100%=90%。
18.答案 (除注明外,每空2分)(1)C6H12O6(1分) (2)羟基(1分) (3)取代反应(或酯化反应) (4) (5) (6)9
解析 葡萄糖在催化剂作用、加热条件下与氢气发生加成反应生成A,A在浓硫酸作用、加热条件下发生分子内脱水生成B,B与乙酸发生酯化反应生成C,根据C与D的分子式及E的结构简式,可知C生成D是C分子中羟基上的H被—NO2取代,D在氢氧化钠溶液中水解生成E,据此解答。(2)A中含有的官能团的名称为羟基。(4)根据B的结构简式及C的分子式可知C的结构简式为。(5)由D到E是水解反应,化学方程式为。(6)F是B的同分异构体,7.30 g F与足量碳酸氢钠溶液反应可释放出2.24 L(标准状况下)二氧化碳,说明F分子中含有羧基,7.30 g F的物质的量是=0.05 mol,产生的二氧化碳是0.1 mol,因此F分子中含有2个羧基。F可看作丁烷分子中的2个氢原子被2个羧基取代而成,如果是正丁烷,根据“定一移一”可知F有6种结构;如果是异丁烷,则F有3种结构,所以可能的结构共有9种(不考虑立体异构):、、、、、、、、,其中核磁共振氢谱为三组峰且峰面积之比为3∶1∶1的结构简式为。
19.答案 (每空2分)(1)冷凝面积大,冷凝效果好 分液漏斗
(2)增大金属钠与乙醇的接触面积,加快与乙醇的反应速率 (3)降低乙酰乙酸乙酯在水中的溶解度,减少损失,提高乙酰乙酸乙酯的产率 (4)不能,NaOH溶液会促进乙酰乙酸乙酯的水解,降低产率 (5)78%
解析 (1)仪器A是球形冷凝管,常用于冷凝回流,其优点是冷凝面积大,冷凝效果好;分液漏斗常用来分离互不相溶的液体,故分离、提纯操作①中使用的分离仪器是分液漏斗。(2)切细的金属钠表面积大,实验中加入切细的金属钠,能增大与乙醇的接触面积,加快与乙醇的反应速率。(3)乙酰乙酸乙酯在水中微溶,加入饱和氯化钠溶液可降低乙酰乙酸乙酯在水中的溶解度,减少损失,提高乙酰乙酸乙酯的产率。(5)根据反应方程式可知2CH3COOC2H5~
CH3COCH2COOC2H5,n(CH3COOC2H5)==0.1 mol,则理论上生成n(CH3COCH2COOC2H5)=0.1 mol×=0.05 mol,m(CH3COCH2COOC2H5)=0.05 mol×130 g· mol-1
=6.5 g,实际生成CH3COCH2COOC2H5的质量为5.1 g,故乙酰乙酸乙酯的产率为×100%≈
78%。
20.答案 (除注明外,每空1分)(1)氧化反应 羧基、羟基 (2)+2[Ag(NH3)2]OH 2Ag↓+3NH3+H2O+(2分) (3) 7 (4)10(2分) (5) (3分)
解析 根据B能发生银镜反应,可知B中含有醛基,结合A的分子式和其苯环上只有一个取代基,可确定A的结构简式为,则B为;根据已知信息②可知2分子B反应生成的C为;结合D的相对分子质量比C大4,可知C中醛基和碳碳双键发生加成反应生成的D为;D和F发生酯化反应生成的H为。(1)由分析可知,A→B为醇的催化氧化反应;F中含羟基和羧基两种官能团。(2)B和银氨溶液反应生成、Ag、NH3和H2O,据此可写出化学方程式。(3)苯为平面形分子,C中至少有7个碳原子共平面。(4)M满足条件:①分子中有两个苯环,且每个苯环上的两个取代基均在对位;②能发生银镜反应,说明含有醛基;符合条件的M有10种,分别是、、
、、、、、、、;其中不能与溴水发生加成反应的结构简式为。(5)根据已知信息③,苯和CH3Cl发生取代反应生成,根据已知信息④,与液溴发生取代反应可生成,在酸性KMnO4溶液作用下生成,再发生与已知信息⑤类似的反应得到,最后经酸化得到,据此可设计合成路线。
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