第三章第五节有机合成同步练习(含解析) 2022——2023高中化学人教版(2019)选择性必修3

第三章第五节有机合成同步练习
2022-2023学年高二下学期化学人教版(2019)选择性必修3
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.将有机化合物完全燃烧,生成CO2和H2O。将12g该有机化合物的完全燃烧产物通过浓硫酸,浓硫酸增重14.4g,再通过碱石灰,碱石灰增重26.4g。则该有机化合物的分子式为
A.C4H10 B.C2H6O C.C3H8O D.C2H4O2
2.化合物丙属于桥环化合物,是一种医药中间体,可以通过以下反应制得:
下列有关说法不正确的是
A.甲分子中所有原子不可能处于同一平面内
B.乙可与H2发生加成反应
C.丙能使酸性高锰酸钾溶液、溴的CCl4溶液褪色,且原理相同
D.等物质的量的甲、乙分别完全燃烧时,消耗氧气的质量之比为13∶12
3.下列说法正确的是
A.某有机化合物燃烧只生成CO2和H2O,且二者物质的量相等,则此有机化合物的组成为CnH2n
B.某种苯的同系物完全燃烧时,所得CO2和H2O的物质的量之比为3∶2,该物质分子式为C8H10
C.某气态烃CxHy与足量O2恰好完全反应,如果反应前后气体体积不变(温度>100℃),则y=4;若体积减少,则y<4;否则,y>4
D.相同质量的烃完全燃烧,消耗O2越多,烃中含碳元素的质量分数就越高
4.联苯的结构简式为,下列有关说法正确的是
A.联苯分子中含有6个碳碳双键
B.联苯的一氯代物有5种
C.联苯可发生取代反应,但不能被酸性高锰酸钾溶液氧化
D.联苯和蒽()互为同系物
5.甲经如下二步可生成丙,下列叙述不正确的是
A.丙中可能含有未反应的甲,可用溴水检验是否含甲
B.反应(1)的无机试剂是液溴,铁作催化剂
C.甲和丙均可与酸性溶液发生反应
D.若乙为则反应(1)为氧化反应
6.企鹅酮因结构类似企鹅而得名(如图)。下列有关企鹅酮的说法不正确的是
A.分子式为
B.1mol企鹅酮分子最多可以和2mol氢气加成
C.1mol企鹅酮分子最多可以和2mol加成
D.企鹅酮能使酸性高锰酸钾溶液褪色
7.某合成药物路线片段如下,D为合成该药物的重要中间体,其中表示,THF为四氢呋喃,作为反应的溶剂。
下列说法不正确的是
A.A→B的过程为取代反应,碳酸钠的主要作用是吸收生成的
B.由B→C的过程,说明在THF环境中可选择性还原酯基
C.一个D分子中存在两个手性碳原子
D.1B在溶液中发生水解,最多消耗4
8.是一种有机醚,可由链状烃A(分子式为)通过如图路线制得。下列说法正确的是
A.A的结构简式是
B.B中含有的官能团有碳溴键、碳碳双键
C.C在或作催化剂、加热条件下不能被氧化为醛
D.①、②、③的反应类型分别为加成反应、取代反应、消去反应
9.我国科研团队发现苯乙烯与开链醚可实现如图的转化,关于该反应,下列说法不正确的是
A.M属于芳香烃
B.N的同分异构体中可能有醛类化合物
C.N分子中含氧官能团为醚键
D.若、均为甲基,则P的分子式为
10.已知: 。下列说法不正确的是
A.反应①属于加成反应 B.反应②中FeCl3作催化剂
C.N的同分异构体有3种(不考虑立体异构) D.M、N、P均不能与溴水反应
11.油脂能发生的反应或产生的现象有
①皂化反应 ②使酸性高锰酸钾溶液褪色 ③使溴水褪色 ④氧化反应 ⑤还原反应 ⑥加成反应
A.仅①⑤ B.仅①②③④ C.仅①④⑤⑥ D.全部
12.抗癌药托瑞米芬(M)的结构如图所示。下列关于M的说法错误的是
A.M属于氯代烃,难溶于水 B.M分子中没有手性碳原子
C.M苯环上的一溴代物共8种 D.M可以发生氧化、取代、消去、加聚反应
13.一定条件下,炔烃可以进行自身化合反应。如乙炔的自身化合反应为。下列关于该反应的说法不正确的是
A.该反应使碳链增加了2个碳原子 B.该反应引入了新官能团
C.该反应属于加成反应 D.该反应属于取代反应
二、多选题
14.A、B、C三种气态烃组成的混合物共amol,与足量氧气混合点燃,完全燃烧后恢复到原来的状况(标准状况下),气体总物质的量减少2amol,则三种烃可能是
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
15.关于有机物的说法正确的是
A.该有机物分子中所有碳原子一定在同一平面上
B.在一定条件下能发生加成反应、氧化反应、取代反应、还原反应、加聚反应
C.与该有机物具有相同官能团且含苯环的同分异构体(不考虑立体异构)有2种
D.1mol该有机物最多可与4molH2反应
三、实验题
16.软性隐形眼镜是由甲基丙烯酸羟乙酯[CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH]的高聚物HEMA制成的超薄镜片,其合成路线可以是:
已知:①
② CH3COOCH2CH2OH的名称为乙酸羟乙酯。试写出:
(1)A、E的结构简式分别为:A__________________、E__________________。
(2)写出下列反应的反应类型:C→D______________,E→F_______________。
(3)写出下列转化的化学方程式:
I→G_______________________________________________________;
G+F→H_____________________________________________________。
17.醇与氢卤酸反应是制备卤代烃的重要方法。实验室制备溴乙烷和1-溴丁烷的反应如下:
NaBr+H2SO4=HBr+NaHSO4①
R—OH+HBrR—Br+H2O②
可能存在的副反应有:醇在浓硫酸的存在下脱水生成烯和醚,Br-被浓硫酸氧化为Br2等。有关数据见下表:
乙醇 溴乙烷 正丁醇 1-溴丁烷
密度/g.cm 3 0.7893 1.4604 0.8098 1.2758
沸点/℃ 78.5 38.4 117.2 101.6
请回答下列问题:
(1)溴乙烷和1 溴丁烷的制备实验中,下列仪器最不可能用到的是________(填字母)。
a.圆底烧瓶 b.量筒 c.锥形瓶 d.布氏漏斗
(2)溴代烃的水溶性________(填“大于”、“等于”或“小于”)相应的醇,其原因是______________________________________________________________。
(3)将1 溴丁烷粗产品置于分液漏斗中加水,振荡后静置,产物在________(填“上层”“下层”或“不分层”)。
(4)制备操作中,加入的浓硫酸必须进行稀释,其目的是________(填字母)。
a.减少副产物烯和醚的生成 b.减少Br2的生成
c.减少HBr的挥发 d.水是反应的催化剂
(5)欲除去溴乙烷中的少量杂质Br2,下列物质中最适合的是________(填字母)。
a.NaI b.NaOH c.NaHSO3 d.KCl
(6)在制备溴乙烷时,采用边反应边蒸出产物的方法,其有利于___________________,但在制备1 溴丁烷时却不能边反应边蒸出产物,其原因是___________________________。
18.1,6-己二酸是常用的化工原料,在高分子材料、医药、润滑剂的制造等方面都有重要作用。实验室利用图中的装置(夹持装置已省略),以环己醇硝酸为反应物制备1,6-己二酸。反应原理为:
+2HNO3+2NO2↑+2H2O
+6HNO3HOOC(CH2)4COOH+6NO2↑+3H2O
相关物质的物理性质见下表:
试剂 相对分子质量 密度/(g mL-1) 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
环己醇 100 0.962 25.9 161.8 可溶于水、乙醇、乙醚
1,6-己二酸 146 1.360 152 330.5 微溶于冷水,易溶于乙醇
NH4VO3 117 2.326 210(分解) —— 微溶于冷水,易溶于热水
实验步骤如下:
I.向三颈烧瓶中加入0.03gNH4VO3固体和18mL浓HNO3(略过量),向恒压滴液漏斗中加入6mL环己醇。
Ⅱ.将三颈烧瓶放入水浴中,电磁搅拌并加热至50℃。移去水浴,打开恒压滴液漏斗活塞滴加5~6滴环己醇,观察到三颈烧瓶中产生红棕色气体时,开始慢慢加入余下的环己醇。调节滴加环己醇的速度,使三颈烧瓶内温度维持在50~60℃之间,直至环己醇全部滴加完毕。
Ⅲ.将三颈烧瓶放入80~90℃水浴中加热10min,至几乎无红棕色气体导出为止。然后迅速将三颈烧瓶中混合液倒入100mL烧杯中,冷却至室温后,有白色晶体析出,减压过滤,_______,干燥,得到粗产品。
Ⅳ.1,6-己二酸粗产品的提纯
(1)仪器A的名称为_______,其作用是_______
(2)B中发生反应的离子方程式为_______(其中一种产物为亚硝酸盐)
(3)若步骤Ⅱ中控制水浴温度不当,未滴加环己醇前就会观察到红棕色气体生成,原因为_______。滴加环己醇的过程中,若温度过高,可用冷水浴冷却维持50~60℃,说明该反应的 H_______0(填“>”或“<”)。
(4)将步骤Ⅲ补充完整:_______。步骤IV提纯方法的名称为_______。如图为1,6-己二酸在水中的溶解度曲线,80℃时1,6-己二酸水溶液的密度为ρg mL-1;该溶液的物质的量浓度为_______。
(5)最终得到1,6-己二酸产品4.810g,则1,6-己二酸的产率为_______。
A.46.07% B.57. 08% C.63.03% D.74. 61%
四、有机推断题
19.对溴苯乙烯(E)是一种重要的化工原料,E的实验室制取流程如下:
CD
已知:D的分子式为C8H8Br2,且分子中含甲基。回答下列问题:
(1)B的名称为___________;E中官能团的名称为___________。
(2)催化剂a的化学式是___________;C的结构简式为___________。
(3)写出反应C→D的化学方程式:___________;其反应类型为___________。
(4)芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基,则M的结构有___________种,其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1的结构简式为___________。
20.化合物A最早发现于酸牛奶中,它是人体内糖代谢的中间体,可由马铃薯、玉米淀粉等发酵制得,A的钙盐是人们喜爱的补钙剂之一、A在某种催化剂的存在下进行氧化,其产物不能发生银镜反应。在浓硫酸存在下,A可发生如图所示的反应。完成下面各小题:
(1)化合物A、B、D的结构简式:_________、_________、_________。
(2)化学方程式:
A→E_________,_________反应;
A→F_________,_________反应。
(3)在一定条件下,若干个A分子在浓硫酸作用下,可以反应生成一种链状的高分子化合物(聚酯),写出三分子A相互反应生成链状物质的结构简式:_________,并根据得到的结构简式分析该高分子化合物最小的重复单元(链节)可表示为_________。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案:
1.C
【详解】由浓硫酸增重14.4 g,可知水的质量为14.4 g,可计算出n(H2O)==0.8 mol,n(H)=1.6 mol,m(H)=1.6 g;使碱石灰增重26.4 g,可知二氧化碳质量为26.4 g,n(C)=n(CO2)==0.6 mol,m(C)=7.2 g;m(C)+m(H)=8.8 g,有机化合物的质量为12 g,所以有机化合物中氧元素的质量为3.2 g,n(O)==0.2 mol;n(C)∶n(H)∶n(O)=0.6 mol∶1.6 mol∶0.2 mol=3∶8∶1,即实验式为C3H8O,由于C3H8O中碳原子已经饱和,所以分子式也为C3H8O。
答案选C。
2.C
【详解】A.甲分子中含有饱和碳原子,饱和碳原子与其相连原子构成四面体结构,所有原子不可能都在同一平面内,A正确;
B.乙分子中含有碳碳双键,可与H2发生加成反应,B正确;
C.丙分子中含有碳碳双键,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液褪色,也可以与溴的CCl4溶液中的Br2发生加成反应而使溶液褪色,褪色原理不同,C不正确;
D.甲的分子式是C5H6,1mol甲完全燃烧消耗O2的物质的量为6.5mol,乙的分子式为C5H8O2,1mol乙完全燃烧消耗O2的物质的量为6mol,所以等物质的量的甲、乙分别完全燃烧时,消耗氧气的质量之比为13∶12,D正确;
故选C。
3.C
【详解】A.由题意可知,有机化合物燃烧后产物只有CO2和H2O,生成物中含有碳、氢、氧元素,依据原子守恒可知该物质中一定含有碳、氢元素,氧元素不能确定,A项错误;
B.苯的同系物的通式为CnH2n-6,其完全燃烧的化学方程式为CnH2n-6+O2nCO2+(n-3)H2O,当n=9时,则该物质分子式为C9H12,B项错误;
C.根据CxHy+(x+)O2xCO2+H2O可得,若反应前后气体体积不变,则y=4;若体积减少,则y小于4;反之,则大于4,C项正确;
D.因为1mol碳原子对应消耗1mol氧气分子,4mol氢原子对应消耗1mol氧气分子,而1mol碳原子的质量为12g,4mol氢原子的质量为4g,所以相同质量的烃完全燃烧,消耗的O2越多,则烃中氢元素的质量分数越高,D项错误;
故选C。
4.C
【详解】A.苯分子不是单双键交替的结构,所以联苯分子中不含有碳碳双键,A错误;
B.联苯中不同化学环境的氢原子有3种,则一氯代物有3种,B错误;
C.联苯由两个苯环相连而成,与苯的性质相似,可发生取代反应,但不能被酸性高锰酸钾溶液氧化,C正确;
D.联苯和蒽()的结构不相似,组成上也不是相差若干个CH2,二者不互为同系物,D错误。
故选C。
5.B
【详解】A.甲中含有碳碳双键,甲能与溴发生加成反应使溴水褪色,丙不与溴反应,可用溴水检验是否含有甲,A正确;
B.反应(Ⅰ)是碳碳双键的加成反应,不需要催化剂,B错误;
C.甲中含有碳碳双键,丙中含有CH2OH,两者都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,C正确;
D.若乙为,则反应Ⅰ是甲与O2反应,反应类型为氧化反应,D正确;
故答案选B。
6.B
【详解】A.由企鹅酮的结构可知其分子式为,故A项正确;
B.企鹅酮分子中碳碳双键、羰基都能与氢气发生加成反应,因此1mol企鹅酮分子最多能与3mol氢气发生加成反应,故B项错误;
C.企鹅酮分子中碳碳双键能与溴单质发生加成反应,因此1mol企鹅酮分子最多可以和2mol加成,故C项正确;
D.企鹅酮分子中碳碳双键能被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D项正确;
故选B。
7.C
【详解】A.由A和B的结构可知A→B的反应属于取代反应,根据元素守恒分析,该反应除生成B外,还生成,碳酸钠的作用是吸收生成的,A正确;
B.分析B、C的结构可知,没有发生变化,酯基变成了醇羟基,说明在THF环境中可选择性还原酯基,B正确;
C.D分子中只有与亚氨基和苯环同时相连的碳原子是手性碳原子,C错误;
D.1B在溶液中发生水解,和各消耗1,2mol氟原子共消耗2,因此1B在溶液中发生水解,最多消耗4,D正确。
故选C。
8.B
【分析】采用逆推法进行分析,A与溴发生加成反应生成溴代烃B,B在碱性环境下发生取代反应生成醇C,C在浓硫酸作催化剂的条件下发生脱水反应生成环醚;故A为CH2=CHCH=CH2,B为BrCH2CH=CHCH2Br,C为HOCH2CH=CHCH2OH,据此解题。
【详解】A.由分析可知,A为CH2=CHCH=CH2,名称为1,3-丁二烯,选项A错误;
B.B中含有的官能团有溴原子、碳碳双键,选项B正确;
C.C为HOCH2CH=CHCH2OH,在Cu或Ag做催化剂、加热条件下能被O2氧化为醛,选项C错误;
D.由上述分析,①、②、③的反应类型分别为加成、水解(取代)、取代,选项D错误;
故选B。
9.B
【详解】A.只含C、H元素且含有苯环的烃为芳香烃,M中只含C、H元素且含有苯环,所以属于芳香烃,A正确;
B.N为饱和有机物,所以N的同分异构体中不可能有醛类化合物,B错误;
C.根据N的结构简式可知,N分子中的含氧官能团为醚键,C正确;
D.若R1、R2均为甲基,Ar为苯环,节点为碳原子,每个碳原子可形成4个共价键,不足键用氢原子补齐,则P的分子式为C12H16O2,D正确;
故选B。
10.C
【详解】A.反应①为加成反应,A正确;
B.氯原子取代苯环上的H,应在催化剂存在条件下进行,可用FeCl3作催化剂,B正确;
C.N的同分异构体可为二甲苯或链状烃,二甲苯有3种结构,则对应的同分异构体多于3种,C错误;
D.M、N、P三种有机物均不含碳碳双键,与溴水不反应,D正确;
故答案为C。
11.D
【详解】根据该物质结构,可知其分子中含有碳碳不饱和键,所以可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,即发生氧化反应;可使溴水褪色,即发生加成反应;可与氢气发生加成反应,即还原反应;油脂可发生皂化反应;该物质可以和氧气燃烧发生氧化反应。
故选D。
12.A
【详解】A.根据M结构简式可知:物质M中含有C、H、O、N、Cl元素,因此M不属于氯代烃,A错误;
B.手性碳原子是连接四个不同的原子或原子团的C原子。根据M分子可知该物质分子中没有手性碳原子,B正确;
C.根据M分子结构可知:M分子中苯环上有8种氢原子,故它们分子中的任何一种H原子被Br原子取代,就得到一种相应的取代产物,因此M的一溴代物共8种,C正确;
D.M是有机物,该物质能燃烧,则M燃烧反应属于氧化反应;M分子中含有碳氯键,可以发生取代反应;M中含有碳碳双键,可以发生加聚反应;M分子中与氯原子相连的碳原子的邻位碳原子上有氢原子,可以发生消去反应,D正确;
故合理选项是A。
13.D
【详解】A.从方程式看出,两分子乙炔发生了加成反应,碳链增长了2个碳原子,A正确;
B.该反应引入了新的官能团:碳碳双键,B正确;
C.从方程式看出,两分子乙炔发生了加成反应,C正确;
D.该反应为加成反应,不是取代反应,D错误;
故选D。
14.BD
【分析】假设A、B、C三种气态烃的平均分子式为,由A、B、C三种气态烃组成的混合物共amol,与足量氧气混合点燃,完全燃烧后恢复到原来的状况(标准状况下),气体总物质的量减少2amol,则有:,解得,即三种气态烃的平均分子式中氢原子数为4。
【详解】A.、、三种气态烃的平均分子式中H原子个数一定大于4,A错误;
B.、、三种气态烃以任意比混合,其平均分子式中H原子个数均为4,B正确;
C.、、三种气态烃的平均分子式中H原子个数一定小于4,C错误;
D.、、三种气态烃的平均分子式中H原子个数可能为4,如当和的总物质的量与的物质的量相等时,三者的平均分子式中H原子个数为4,D正确;
故答案选BD。
15.BD
【详解】A.苯和乙烯均为平面结构,结合单键可以旋转,可知该有机物分子中所有碳原子可能在同一平面上,也可能不在同一平面上,A项错误;
B.该有机物分子中含碳碳双键,可以发生加成反应、氧化反应、还原反应、加聚反应,该有机物分子中含有甲基和苯环,且苯环上有氢原子,可发生取代反应,B项正确;
C.与该有机物具有相同官能团且含苯环的同分异构体有、、、、,共5种,C项错误;
D.该有机物中的苯环和碳碳双键都可以与H2反应,1mol该有机物最多可以与4molH2发生加成反应,D项正确。
故选BD。
16. CH2=CHCH3 (CH3)2C(OH)COOH 氧化 消去 CH2ClCH2Cl+2H2OHOCH2CH2OH+2HCl OCH2CH2OH+CH2=C(CH3)COOHCH2=C(CH3)COOCH2CH2OH+H2O
【详解】A和HBr反应生成B,B是溴丙烷,所以根据B的化学式可知A是丙烯,其结构简式是CH2=CHCH3。由于HEMA的单体是甲基丙烯酸羟乙酯,所以由转化图可知H应为甲基丙烯酸羟乙酯,即CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH。乙烯与氯气发生加成反应生成1,2-二氯乙烷,则I是1,2-二氯乙烷,结构简式为ClCH2CH2Cl。I水解生成G,则G是乙二醇,其结构简式为HOCH2CH2OH。G和F在浓硫酸的作用下生成H,所以根据H和G的结构简式可知,F的结构简式应为CH2=C(CH3)COOH。E在浓硫酸的作用下加热生成F,这说明该反应应该是消去反应,所以E的结构简式为(CH3)2C(OH)COOH。根据已知信息①并结合E的结构简式可知,D的结构简式应该是CH3COCH3,即D是丙酮。C是醇,可以转化为丙酮,这说明C是2-丙醇,结构简式为CH3CHOHCH3,C发生催化氧化生成D。B水解生成C,所以B的是2-溴丙烷,结构简式为CH3CHBrCH3。
(1)由以上分析可知A和E的结构简式分别为CH2=CHCH3、(CH3)2C(OH)COOH。
(2)C为CH3CHOHCH3,D为丙酮,C生成D的反应为氧化反应,E为(CH3)2C(OH)COOH,F为CH2=C(CH3)COOH,E生成F的反应为消去反应。
(3)I为CH2ClCH2Cl,发生取代反应可生成HOCH2CH2OH,反应的方程式为CH2ClCH2Cl+2NaOHHOCH2CH2OH+2NaCl;G为HOCH2CH2OH,F为CH2=C(CH3)COOH,二者发生酯化反应,反应的方程式为
HOCH2CH2OH+CH2=C(CH3)COOHCH2=C(CH3)COOCH2CH2OH+H2O。
17.(1)d (2)小于 醇分子可与水分子形成氢键,溴代烃分子不能与水分子形成氢键
(3)下层 (4)abc (5)c
(6)平衡向生成溴乙烷的方向移动(或反应②向右移动),产物1 溴丁烷的沸点与反应物正丁醇的沸点相差很小,在蒸出产物时反应物也一块被蒸出
【详解】试题分析:(1)布氏漏斗主要用于抽滤操作(即有晶体析出时),但溴乙烷和1 溴丁烷均不是晶体,则无需使用。
(2)醇比卤代烃更易溶于水,是由于醇中含有氧原子可以与水形成氢键,以增加其在水中的溶解性。
(3)1 溴丁烷的密度大于水,应沉于水底。
(4)根据题目所提供的信息知,浓硫酸可使醇脱水生成烯和醚;可以将Br-氧化成单质Br2;浓硫酸与水溶液接触会放热,而导致HBr的挥发,以上三点促使硫酸应稀释。
(5)除溴,则必须与溴反应,可排除d;a可以反应,但生成新杂质I2;b可以将溴反应掉,但也可使溴乙烷水解;只有c正确,HSO可以将Br2还原进入水溶液,然后再分液处理即可。(6)制溴乙烷时,利用反应②,蒸出反应物,可促使平衡正向移动;但制1 溴丁烷时,由于它与正丁醇的沸点相差很小,在蒸出产物时也蒸出反应物,不妥。
考点:考查卤代烃制备的实验设计、仪器的选择、条件控制以及基本实验操作
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题综合性强,难易适中,侧重对学生基础知识的巩固与训练,旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力,同时也注重对学生答题能力的培养和方法指导,有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力以及严谨规范的实验设计能力和知识的迁移能力。该类试题是一类综合性较强的试题,它不仅可考查学生对化学知识的理解程度,更重要的是培养学生的综合分析能力和思维方法,提升学生的学科素养。
18. 球形冷凝管 冷凝回流,减少反应物损失,导出气体 2NO2+2OH =++ H2O 浓硝酸在加热时分解生成NO2 < 用冷水洗涤晶体2~3次 重结晶 2.89ρmol L-1 B
【分析】向三颈烧瓶中加入0.03gNH4VO3固体和18mL浓HNO3(略过量),为了让完全反应,向恒压滴液漏斗中加入6mL环己醇。将三颈烧瓶放入水浴中,电磁搅拌并加热至50℃。移去水浴,打开恒压滴液漏斗活塞滴加5~6滴环己醇,发生反应:+2HNO3+2NO2↑+2H2O,开始慢慢加入余下的环己醇,使三颈烧瓶内温度维持在50~60℃之间,直至环己醇全部滴加完毕,将三颈烧瓶放入80~90℃水浴中加热10min,至几乎无红棕色气体导出为止。然后迅速将三颈烧瓶中混合液倒入100mL烧杯中,冷却至室温后,有白色晶体析出,发生反应+6HNO3HOOC(CH2)4COOH+6NO2↑+3H2O,实验中的尾气为二氧化氮,用氢氧化钠溶液来吸收,用倒扣的漏斗防止倒吸,由此分析。
【详解】(1)根据仪器A的形状可知,仪器A的名称为球形冷凝管,其作用是冷凝回流,减少反应物损失,导出气体;
(2)B中发生反应为二氧化氮和氢氧化钠的反应,生成硝酸钠、亚硝酸钠和水,离子方程式为2NO2+2OH =++ H2O;
(3)若步骤Ⅱ中控制水浴温度不当,未滴加环己醇前就会观察到红棕色气体生成,原因为浓硝酸具有不稳定性,在加热时分解生成NO2、水和氧气;
滴加环己醇的过程中,若温度过高,可用冷水浴冷却维持50~60℃,说明该反应放热, H<0;
(4)由于1,6-己二酸微溶于冷水,用冷水洗涤晶体2~3次,减少洗涤时的损耗;
将1,6-己二酸粗产品进行提纯提纯,由于1,6-己二酸在冰水中的溶解度小于常温下的水,为了减小损失,步骤IV提纯方法的名称为重结晶;
根据图中1,6-己二酸在水中的溶解度曲线,80℃时1,6-己二酸的溶解度为0.73g,根据质量分数为=42.2%,溶液的密度为ρg mL-1;该溶液的物质的量浓度为=2.89ρmol L-1;
(5)由表中数据可知,6mL环己醇的密度为0.962g mL-1,摩尔质量为100,得到质量为6mL×0.962g mL-1≈5.772g,根据+2HNO3+2NO2↑+2H2O,+6HNO3HOOC(CH2)4COOH+6NO2↑+3H2O,得到~~HOOC(CH2)4COOH,设HOOC(CH2)4COOH的质量的x,,计算得到HOOC(CH2)4COOH的理论质量为8.427g,最终得到1,6-己二酸产品4.810g,则1,6-己二酸的产率为≈57. 08%。
【点睛】80℃时1,6-己二酸的溶解度为0.73g,计算质量分数时=42.2%,为易错点,要仔细观察题中有效信息。
19.(1) 乙苯 碳溴键、碳碳双键
(2) FeBr3
(3) +Br2+HBr 取代反应
(4) 11
【分析】与CH3CH2Br在一定条件下发生取代反应生成;与Br2在催化剂a条件下发生反应并结合E的结构可知,该反应为苯环上乙基对位碳原子上的氢原子被取代,则C为;C与Br2在光照条件下发生侧链上的取代反应生成D,D可能是或,又已知D中含有甲基,则D为。
【详解】(1)B为乙苯,E为,所含官能团为碳溴键、碳碳双键。
(2)B到C发生苯环上的取代反应,应在FeBr3作催化剂条件下发生反应。C的结构简式为。
(3)在光照条件下与溴蒸气发生侧链上的取代反应得到D为,发生的反应为+Br2+HBr,为取代反应。
(4)芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基。
①两个取代基可能是-Br和,在苯环上还有邻位和间位两种结构;
②若为-Br和-CH2CH2Br,在苯环上有邻、间、对三种位置;
③若为-CH2Br和-CH2Br,在苯环上有邻、间、对三种位置;
④若为-CH3和-CHBr2,在苯环上有邻、间、对三种位置;
因此M的结构有11种。
其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1的结构简式为。
20.(1)
(2) H2C=CHCOOH+H2O 消去反应 取代反应(或酯化反应)
(3)
【分析】A在浓硫酸存在下既能和乙醇反应,又能和乙酸反应,说明A中既有羧基又有羟基,A催化氧化的产物不能产生银镜反应,说明羟基不在碳链的端点,根据A的化学式,可推知A的结构简式为,根据反应条件可知B为、D为,E能使溴水褪色,说明其分子结构中含碳碳双键,A发生消去反应,E为H2C=CHCOOH、;F为六元环状化合物,结合F的分子式可知,F是由2分子A发生酯化反应生成的,F为。A分子中既有羧基又有羟基,可以发生酯化反应生成链状的高分子化合物,其链节为最小的重复单元,据此分析解题。
【详解】(1)由分析可知,化合物A的结构简式为:,B的结构简式为:,D的结构简式为:,故答案为:;;;
(2)由分析可知,A的的结构简式为:,E的结构简式为H2C=CHCOOH,故A到E的反应方程式为:H2C=CHCOOH+H2O,反应类型属于消去反应,F的结构简式为:,故A到F的反应方程式为:,反应类型为取代反应或酯化反应,故答案为:H2C=CHCOOH+H2O;消去反应;;取代反应或酯化反应;
(3)A分子中既有羧基又有羟基,可以发生酯化反应生成链状的高分子化合物,其链节为最小的重复单元,在一定条件下,若干个A分子在浓硫酸作用下,可以反应生成一种链状的高分子化合物(聚酯),则三分子A相互反应生成链状物质的结构简式:,并根据得到的结构简式分析该高分子化合物最小的重复单元(链节)可表示为:故答案为:;。
答案第1页,共2页
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