内容正文:
阶段重点练五
题组一 常见有机物的检验、鉴别
1.下列各组物质用酸性KMnO4 溶液和溴水都能鉴别的是( )
A.苯和甲苯 B.2己烯和甲苯
C.苯和2己烯 D.己烷和苯
解析:C 苯与酸性KMnO4溶液混合,分层,下层呈紫红色,苯与溴水混合,分层,上层呈橙红色;甲苯与酸性KMnO4溶液混合,紫红色褪去,甲苯与溴水混合,分层,上层呈橙红色,A项用溴水无法鉴别;2己烯与酸性KMnO4溶液混合,紫红色褪去,2-己烯与溴水混合,分层,橙红色褪去,下层为无色油状液体,B项用酸性KMnO4溶液无法鉴别;己烷与酸性KMnO4溶液混合,分层,下层呈紫红色,己烷与溴水混合,分层,上层呈橙红色,D项用两者均无法鉴别。
2.只用一种试剂,就能区别甲醇、甲醛、甲酸、乙酸,这种试剂是( )
A.新制生石灰 B.新制银氨溶液
C.浓溴水 D.新制的氢氧化铜
解析:D 各取少许4种物质于试管中,向其中分别加入一定量新制的氢氧化铜,蓝色絮状沉淀溶解的是甲酸、乙酸,无明显变化的是甲醇、甲醛,4种物质分为两组;将两组物质分别加热,出现砖红色沉淀的分别是甲酸和甲醛,从而把4种物质区别开来;而新制生石灰与甲酸、乙酸反应,与另外两种物质不反应,虽然能将物质分成两组,但组内物质无法进行区分;新制银氨溶液可以与甲醛、甲酸发生银镜反应,与另外两种物质不反应,同样也无法进行区分;使用浓溴水也无法进行鉴别。
3.某有机化合物的结构简式为CHCH2COOH(溶于水),为了证实该有机化合物的结构和性质,你认为应先检验 羧基 (填官能团),所选检验试剂是 Na2CO3溶液 ;其次检验 醛基 (填官能团),所选检验试剂是 银氨溶液 ;最后检验 碳碳双键 (填官能团),所选检验试剂是 溴水 。
解析:该有机化合物分子中有三种官能团:醛基、碳碳双键、羧基,由官能团的结构决定了有机化合物的性质,由此决定了试剂的选择。由于银氨溶液会破坏羧基,故应先检验羧基的存在,再检验醛基的存在;由于溴水也能氧化醛基,所以在用溴水检验碳碳双键之前应先检验醛基。
题组二 实验方案的设计与评价
4.为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)( )
选项
实验
玻璃仪器
试剂
A
实验室制备乙烯
酒精灯、蒸馏烧瓶、导气管、胶头滴管
浓硫酸、乙醇、碎瓷片
B
检验CH3CH2Br中的溴元素
试管、胶头滴管
NaOH溶液、硝酸、
AgNO3溶液
C
乙醛的银镜反应
烧杯、酒精灯、试管、胶头滴管
乙醛溶液、银氨溶液
D
制备无水乙醇
蒸馏烧瓶、牛角管、酒精灯、冷凝管、锥形瓶
95%乙醇
解析:C 实验室制备乙烯是乙醇和浓硫酸在170 ℃下反应得到乙烯,因此还需要温度计,A不符合题意;溴乙烷和氢氧化钠的水溶液共热发生水解反应生成NaBr,加稀硝酸酸化,再加入硝酸银验证溴离子,还需要酒精灯,B不符合题意;乙醛的银镜反应实验是向银氨溶液中滴入乙醛溶液,水浴加热,一段时间后观察现象,仪器和药品都正确,C符合题意;制备无水乙醇是向95%乙醇溶液中加入氧化钙,氧化钙和水反应,再蒸馏得到无水乙醇,因此还需要氧化钙,D不符合题意。
5.下列实验操作对应的现象或结论错误的是( )
实验操作
现象
结论
A
向新制Cu(OH)2悬浊液中加入葡萄糖溶液,加热
有砖红色沉淀生成
葡萄糖有还原性
B
向淀粉溶液中加入碘水
溶液呈蓝色
淀粉有氧化性
C
向酸性KMnO4溶液中滴加维生素C溶液
KMnO4溶液的紫色褪去
维生素C有还原性
D
向植物油中加入碘水和淀粉的混合液,振荡
蓝色褪去
植物油与碘发生加成反应
解析:B 向新制Cu(OH)2悬浊液中加入葡萄糖溶液并加热,发生氧化还原反应生成了砖红色的氧化亚铜,说明葡萄糖含醛基,具有还原性,A正确;向淀粉溶液中加入碘水,溶液呈蓝色,这体现了淀粉的特性,而不是氧化性,B错误;酸性KMnO4溶液具有强氧化性,维生素C能使其褪色,说明维生素C具有还原性,C正确;植物油中含碳碳双键,与碘发生了加成反应,导致溶液褪色,D正确。
6.用下列装置进行实验,能达到实验目的的是( )
A.用图1所示装置制取乙烯
B.用图2所示装置制取乙酸乙酯
C.用图3所示装置比较H2CO3和苯酚酸性强弱
D.用图4所示装置检验是否有乙烯生成
解析:B 用乙醇与浓硫酸共热发生消去反应制备乙烯时,温度计末端应插入反应液中,不能放在支管口附近,则图1所示装置不能达到实验目的,A错误;乙酸和乙醇在浓硫酸作用下共热发生酯化反应能制备乙酸乙酯,饱和碳酸钠溶液中和乙酸、溶解乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度,从而实现产物分离,则图2所示装置能达到实验目的,B正确;浓盐酸易挥发,挥发出的氯化氢会优先与苯酚钠溶液反应生成苯酚,会干扰二氧化碳与苯酚钠溶液的反应,无法比较碳酸和苯酚的酸性强弱,则图3所示装置不能达到实验目的,C错误;乙醇具有挥发性,挥发出的乙醇也能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色,干扰乙烯的检验,则图4所示装置不能达到实验目的,D错误。
题组三 有机物结构与性质的判断
7.〔多选〕中成药连花清瘟胶囊的有效成分绿原酸结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A.绿原酸的分子式为C16H18O9
B.每个绿原酸分子中含有6个不对称碳原子
C.1 mol绿原酸与足量H2反应,可消耗6 mol H2
D.1 mol绿原酸与足量NaOH溶液反应,最多消耗4 mol NaOH
解析:AD 由结构可知,绿原酸的分子式为C16H18O9,A正确;连接4个不同的原子或基团的碳原子为不对称碳原子,每个绿原酸分子中含有4个不对称碳原子,B错误;绿原酸中有1个苯环和1个碳碳双键可与H2发生加成反应,则1 mol 绿原酸与足量H2反应,可消耗4 mol H2,C错误;绿原酸含有1个羧基、1个酯基(羧酸与醇形成)、2个(酚)羟基,因此1 mol绿原酸与足量NaOH溶液反应,最多消耗4 mol NaOH,D正确。
8.天然维生素P(结构如图,图中R为烷基)存在于槐树花蕾中,它是一种营养增补剂,关于维生素P的叙述错误的是( )
A.可与溴水反应,且1 mol该物质与足量溴水反应消耗6 mol Br2
B.能与NaOH溶液反应,不能与NaHCO3溶液反应
C.一定条件下1 mol该物质与H2加成,最多消耗7 mol H2
D.维生素P遇FeCl3溶液发生显色反应
解析:C 维生素P中(酚)羟基的邻、对位上的氢原子、碳碳双键能与Br2发生反应,1 mol该物质与足量溴水反应消耗6 mol Br2,A正确;维生素P中含4个(酚)羟基,能与NaOH溶液反应,不与NaHCO3溶液反应,B正确;维生素P中有两个苯环、一个碳碳双键、一个酮羰基,1 mol该物质与H2加成,最多消耗8 mol H2,C错误;维生素P中含4个(酚)羟基,遇FeCl3溶液发生显色反应,D正确。
9.如图是茉莉酮酸酯的结构简式,有关该物质的说法正确的是( )
A.该有机物能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.1 mol 该有机物最多可以和3 mol H2发生加成反应
C.该有机物可以发生银镜反应
D.该物质在酸性条件下的水解比在碱性条件下的水解程度大
解析:A 该有机物结构中含有碳碳双键,能够被酸性高锰酸钾溶液氧化从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;分子结构中含有酮羰基和碳碳双键,1 mol 该有机物最多可以和2 mol H2发生加成反应,B错误;分子结构中没有醛基,不能发生银镜反应,C错误;分子结构中含有酯基,在酸性条件下水解生成相应酸和醇的反应为可逆反应,在碱性条件下,碱中和了水解生成的酸,促进了酯基的水解,水解程度增大,因此该物质在碱性条件下的水解程度大,D错误。
10.〔多选〕络塞维是中药玫瑰红景天中含有的一种天然产物,分子结构见图。关于该化合物下列说法正确的是( )
A.能发生消去反应
B.能与醋酸发生酯化反应
C.所有原子都处于同一平面
D.1 mol络塞维最多能与3 mol H2反应
解析:AB 该化合物的分子中,与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,A正确;化合物含有羟基,可与醋酸发生酯化反应,B正确;化合物中含有饱和碳原子,不可能所有原子处于同一平面上,C错误;1 mol络塞维最多能与4 mol H2反应,其中苯环消耗3 mol H2,碳碳双键消耗1 mol H2,D错误。
11.Y是一种天然除草剂,其结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.Y可以和NaHCO3溶液发生反应
B.Y分子中共有3种官能团,分别为酮羰基、醚键、酚羟基
C.1 mol Y最多能与6 mol NaOH反应
D.Y能与FeCl3溶液发生显色反应
解析:D Y含有酚羟基,可与碳酸钠反应,不能与碳酸氢钠反应,A项错误;Y分子中含有的官能团为酯基、醚键、酚羟基、碳碳双键,共4种,B项错误;能与氢氧化钠反应的官能团有酚羟基、酯基,则1 mol Y最多能与4 mol NaOH反应,C项错误;Y中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,D项正确。
12.绿原酸是咖啡的热水提取液成分之一,结构简式如下图,关于绿原酸判断正确的是( )
A.1 mol绿原酸与足量NaHCO3溶液反应,生成3 mol CO2气体
B.1 mol绿原酸与足量溴水反应,最多消耗2.5 mol Br2
C.1 mol绿原酸与足量NaOH溶液反应,最多消耗4 mol NaOH
D.1 mol绿原酸与足量的Na反应,生成6 mol H2
解析:C 绿原酸中只有羧基能和NaHCO3溶液反应,1 mol绿原酸中有1 mol羧基,与足量NaHCO3溶液反应,生成1 mol CO2气体,A错误;碳碳双键能与Br2按1∶1发生加成反应,酚羟基的邻、对位能与Br2发生取代反应,1 mol绿原酸最多消耗4 mol Br2,B错误;酚羟基、羧基、酯基均能与NaOH溶液反应,1 mol绿原酸最多消耗4 mol NaOH,C正确;1 mol绿原酸中含5 mol羟基、1 mol羧基,1 mol绿原酸与足量的Na反应,生成3 mol H2,D错误。
题组四 烃的衍生物之间的转化
13.〔多选〕工业合成环丁基甲酸的流程如图所示,下列说法正确的是( )
A.a、b、c都含有酯基,都属于烃的衍生物
B.a→b的反应类型为取代反应
C.a和b互为同系物
D.b的一氯代物有4种(不考虑立体异构)
解析:BD c含有的官能团为羧基,不含酯基,A错误;对比a、b的结构可知该反应为取代反应,B正确;a与b的分子式不相差若干个CH2原子团,因此不互为同系物,C错误;b结构对称,含有4种H,其一氯代物有4种,D正确。
14.有机物菠萝酯的合成路线(反应条件略去)如图所示:
下列叙述错误的是( )
A.反应(1)和(2)均为取代反应
B.反应(2)产物中残留的烯丙醇可用溴水检验
C.苯氧乙酸和菠萝酯均可与NaOH溶液发生反应
D.苯氧乙酸的芳香同分异构体中,同时含—OH和—COOH的共有17种
解析:B 步骤(1)中—OH上H被取代,步骤(2)中—COOH中H被取代,均为取代反应,A正确;烯丙醇、菠萝酯均含碳碳双键,则步骤(2)产物中残留的烯丙醇不能用溴水检验,B错误;苯氧乙酸可与NaOH发生中和反应,菠萝酯含有酯基可在NaOH溶液中发生水解反应,C正确;①含1个取代基:,②含2个取代基,则为—OH和—CH2COOH、—CH2OH和—COOH,各有邻、间、对三种,③含3个取代基,即—OH、—COOH、—CH3,有10种,共1+3+3+10=17种同分异构体,D正确。
15.化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法不正确的是( )
A.X能与FeCl3溶液发生显色反应
B.Y中的含氧官能团分别是酯基、羧基
C.X、Y可用饱和NaHCO3溶液进行鉴别
D.1 mol Z最多能与4 mol H2发生加成反应
解析:B X中含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,显紫色,A正确;Y中含氧官能团为酯基和醚键,B错误;X中含有羧基可以和NaHCO3溶液发生反应,产生气体,而Y中不含羧基,因此不能和NaHCO3溶液反应,故可以鉴别,C正确;1 mol Z中含有1 mol苯环,可以和3 mol的氢气发生加成反应,1 mol的醛基可以和1 mol的氢气加成,故1 mol的Z可以和4 mol的氢气发生加成反应,D正确。
16.(2025·上海期中)有机物A分子组成为C4H9Br,分子中有2个甲基,在一定条件下A发生如下转化:
已知:①不对称烯烃与HBr加成反应时,一般是Br加在含氢较少的碳原子上;②连接羟基的碳原子上没有氢原子的醇如:不能发生催化氧化反应。
(1)写出C4H9Br的所有同分异构体的结构简式 CH3CH2CH2CH2Br、CH3CH2CHBrCH3、 。
(2)写出下列物质的结构简式
A ;B ;
C ;D ;
E ;F ;
G ;H 。
解析:有机物A分子组成为C4H9Br,分子中有2个甲基,A能和氢氧化钠的水溶液发生取代反应生成B,B为醇,B能发生连续氧化反应生成D,D为羧酸,则B中羟基所连的碳上有两个H原子,所以A的结构简式为,B的结构简式为,B被氧化生成C:,C催化氧化生成D:。A与NaOH的醇溶液共热,发生消去反应生成E:,E和HBr发生信息的加成反应生成F:,F发生水解反应生成G:,G和D在浓硫酸存在条件下加热,发生酯化反应生成H:
。
17.光刻胶是一种应用广泛的光敏材料,其合成路线如下(部分试剂和产物略去):
已知:+(R1、R2为烃基或氢原子)
(1)A的名称为 苯甲醛 ;羧酸X的结构简式为 CH3COOH 。
(2)C可与乙醇发生酯化反应,其化学方程式为 +C2H5OH+H2O ,
反应中乙醇分子所断裂的化学键是 c (填字母)
a.C—C b.C—H c.O—H d.C—O
(3)E→F的化学方程式为 ;F→G的反应类型为 水解反应(或取代反应) 。
解析:由D的结构可知,A中含有苯环,A与CH3CHO反应得到B,由物质的分子式及信息Ⅰ,可推知A为,B为,B与银氨溶液发生氧化反应、酸化得到C,则C为;乙炔和羧酸X加成生成E,E发生加聚反应得到F,结合分子式可知,X为CH3COOH,F为,G与D发生反应得到光刻胶。
(1)由分析可知,A为,名称为苯甲醛,羧酸X的结构简式为CH3COOH。
(2)C为,其中含有羧基能够和乙醇发生酯化反应,其化学方程式为+C2H5OH+H2O;反应中乙醇分子所断裂的化学键是O—H,选c。
(3)E发生加聚反应得到F,方程式为,F发生水解反应生成G。
题组五 有机物的制备实验
18.乙醛是有机化工的重要原料,由于乙醇氧化法要消耗大量粮食,工业上常采用以下方法合成乙醛:
(1)乙炔水化法:在75 ℃左右,用HgSO4做催化剂,乙炔可水化为乙醛,但HgSO4遇到某些特定物质常会发生催化剂中毒而失去催化作用,H2S就是其中一种。实验装置如图所示:
已知:F中已按顺序加入了氧化汞、水、浓硫酸。
①实验开始时,仪器A中盛放电石,E中应装 饱和食盐水 。写出A中发生反应的化学方程式: CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑ 。
②B中应装 CuSO4溶液(或NaOH溶液) ,目的是 除去杂质H2S 。
③仪器D中盛放水,作用是 冷却并吸收乙醛蒸气 ,进一步提纯乙醛的操作是 蒸馏 。
④装置图中,所选用温度计G的量程为 B (填字母)。
A.0~50 ℃ B.0~100 ℃ C.0~200 ℃
(2)乙烯氧化法:将乙烯、氧气和催化剂(PdCl2-CuCl2和盐酸的混合溶液),在温度120~130 ℃,压力 0.3 MPa 条件下,直接反应生成乙醛。下表是这两种方法的部分数据。
乙炔水化法
乙烯氧化法
平衡转化率
乙炔平衡转化率90%左右
乙烯平衡转化率80%左右
日产量
2.5吨(某设备条件下)
3.6吨(相同设备条件下)
从化学反应速率角度分析,在相同设备条件下,选用 乙烯氧化 法制取乙醛快。
解析:由图中仪器可知,A中碳化钙与分液漏斗中的饱和食盐水制备乙炔,B中硫酸铜溶液或氢氧化钠溶液可除去杂质硫化氢,F中先加固体后加液体,液体先加密度小的后加密度大的,C中水浴加热75 ℃,乙炔与水在硫酸汞做催化剂条件下反应生成乙醛,D中水可吸收乙醛蒸气。(1)①为控制反应速率,用电石和饱和食盐水制取乙炔,实验开始时,仪器A中盛放电石,E中应装饱和食盐水,A中发生反应的化学方程式:CaC2+2H2OCa(OH)2+C2H2↑;②B中应装硫酸铜溶液或氢氧化钠溶液,可以除去气流中H2S等杂质;③D中水可以降温,有助于乙醛液化从而被吸收,因而冷水的作用是冷却并吸收乙醛蒸气,粗乙醛可以用蒸馏的方法提纯;④反应温度为75 ℃,温度计量程最好为0~100 ℃。
(2)乙烯氧化法虽然转化率不高,但是日产量高,说明反应速率大,因此从化学反应速率角度分析,在相同设备条件下,选用乙烯氧化法制取乙醛快。
19.乙酰苯胺(C6H5—NHCOCH3)可用作止痛剂、退热剂、防腐剂和染料中间体,常用苯胺(C6H5—NH2)与冰醋酸为原料制备,具体流程如下:
化学反应原理:C6H5—NH2+CH3COOHC6H5—NHCOCH3+H2O。已知:①苯胺易被氧化,乙酰苯胺在碱性条件下水解;②部分物质有关性质如下表;③步骤1所用装置如图所示(固定装置、加热装置已略去)。
名称
熔点/℃
沸点/℃
溶解度/g(20 ℃)
水
乙醇
苯胺
-6.3
184
3.4
任意比互溶
冰醋酸
16.6
118
任意比互溶
任意比互溶
乙酰苯胺
114.3
304
0.46
36.9
(温度高溶解度大)
请回答下列问题:
(1)仪器a的名称为 直形冷凝管 。
(2)加入锌粒,除了防止暴沸外,还能起到的作用是 防止苯胺被氧化 。
(3)步骤1中控制温度计示数约105 ℃的原因是 冰醋酸具有挥发性,温度过高,冰醋酸蒸出,降低了反应物的利用率,温度过低,不利于蒸出水 。
(4)判断反应基本完全的现象是 尾接管中不再有液滴滴下 ;步骤3中洗涤乙酰苯胺粗产品最合适的试剂是 a (填字母)。
a.冰水 b.热水
c.15%的乙醇溶液 d.NaOH溶液
(5)步骤4中重结晶的过程:粗产品溶于沸水中配成饱和溶液→再加入少量蒸馏水→加入活性炭脱色→加热煮沸→ 趁热过滤 →冷却结晶→过滤→洗涤→干燥。
(6)本实验中乙酰苯胺的产率为 68.7% (保留三位有效数字)。
解析:(1)仪器a为直形冷凝管。
(3)冰醋酸具有挥发性,温度过高,冰醋酸蒸出,降低了反应物的利用率,温度过低,不利于蒸出水,所以控制温度计示数约105 ℃。
(4)当尾接管中不再有液滴滴下时,说明反应基本完全;由于乙酰苯胺易溶于乙醇,温度越高,乙酰苯胺在水中的溶解度越大,且在碱性条件下易水解,故选用冰水洗涤乙酰苯胺粗产品。(5)重结晶时,将乙酰苯胺粗产品溶于沸水中配成饱和溶液,再加入少量蒸馏水,加入活性炭脱色,接着加热煮沸,趁热过滤后冷却结晶,再过滤、洗涤、干燥,得到最终产品。(
6)制备乙酰苯胺的实验原理为C6H5—NH2+CH3COOHC6H5—NHCOCH3+H2O,以 0.11 mol 的苯胺和0.26 mol的冰醋酸为原料,冰醋酸过量,则理论上制得的乙酰苯胺的物质的量为0.11 mol,质量为0.11 mol×135 g·mol-1=14.85 g,所以乙酰苯胺的产率为×100%≈68.7%。
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