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- 2021-07-09 发布
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1、下列说法正确的是( )
A.分子式为C10H12O2的有机物,①苯环上有两个取代基,②能与NaHCO3反应生成气体,满足以上2个条件的该有机物的同分异构体有15种
B.对苯二甲酸()与乙二醇(HOCH2CH2OH)能通过加聚反应制取聚酯纤维()
C.分子式为C5H12O的醇,能在铜催化下被O2氧化为醛的同分异构体有5种
D.分子中的所有原子有可能共平面
2、某实验小组用下列装置进行乙醇催化氧化的实验。
(1)在熄灭酒精灯后不断鼓入空气的情况下,反应仍能继续进行,说明该乙醇的氧化反应是________(填“吸热”或“放热”)反应。
(2)甲和乙两水浴的作用不相同。甲的作用是___________;乙的作用是___________。
(3)集气瓶中收集到气体的主要成分是___________________(填化学式)。
(4)若试管a中收集到的液体用紫色石蕊试纸检验,试纸显红色,说明液体中还含有_______。要除去该物质,可先在混合液中加入____(填字母)。
a.水 b.苯 c.碳酸氢钠溶液 d.四氯化碳
3、A--J几种有机物的分子球棍模型或结构简式如图所示,据此回答下列问题:
(1)不能够发生加成反应的烃有_____种,属于芳香族化合物的有___种。
(2)与E互为同系物的是____,与G互为同分异构体的是____。(填字母)
(3)在催化剂作用下,D能与水反应生成乙醛,写出该反应的化学方程式:__________。
(4)上述有机物中有一种能与NaOH溶液反应,请写出该反应的化学方程式:_____________。
4、甲叉琥珀酸是化工生产的重要原料,广泛应用于化学合成行业。可通过以下路径合成:
已知:
①B分子中只含两种不同化学环境的氢原子;
②R-Br+NaCN→R-CN+NaBr,R-CN R-COONa+NH3↑,R-CCl3 R-COONa+ NaCl。
请回答下列问题:
(1)甲叉琥珀酸的分子式是_______________。
(2)A的结构简式为____________,B的化学名称是__________________。
(3)C分子中官能团的名称是_____________,C→D的反应类型是_______________。
(4)写出E→F的化学反应方程式:___________________________________________。
(5)M是甲叉琥珀酸的同分异构体,M分子中所含官能团与甲叉琥珀酸完全相同,M可能的结构共有___________种(不包括甲叉琥珀酸),其中核磁共振氢谱中只有三组吸收峰的同分异构体的结构简式为__________________________________。
5、[化学一选修5:有机化学基础]
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)是一种性能优异的热塑性高分子材料。PBT的一种合成路线如图所示:
回答下列问题:
(1)A的结构简式是_________,C的化学名称是_________。
(2)⑤的反应试剂和反应条件分别是__________。
(3)F的分子式是_________,⑥的反应类型是_________。
(4)⑦的化学方程式是_________。
(5)M是H的同分异构体,同时符合_列条件的M可能的结构有_________种。
a.0.1 molM与足量金属钠反应生成氢气2.24 L(标准状况)
b.同一个碳原子上不能连接2个羟基
其中核磁共振氢谱显不3组峰,且峰而积之比为3:1:1的结构简式是_________。
(6)以2一甲基-1-3一丁二烯为原料(其它试剂任选),设计制备的合成路线:_________
6、蛋白糖(G)是一种广泛应用于食品、饮料、糖果的甜味剂,一种合成蛋白糖的路线如下:
已知:。
回答下列问题:
(1)G的分子式为______________,F中含有官能团的名称是________。
(2)若A中只含有1种官能团,则反应①和反应⑤的反应类型分别为__________、
___________。
(3)C的结构简式为________________________。
(4)能同时满足下列条件的C的同分异构体共有_______种(不考虑立体异构)。
①苯环上有三个取代基
②能与FeCl3溶液发生显色反应
③能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体
(5)写出反应D→E的化学方程式:________________________________。
(6)参照上述合成路线,设计一条以甲醛为起始原料制备氨基乙酸(NH2CH2COOH)的合成路线_________________。
7、肉桂酸甲酯M常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃等香味的食用香精。M属于芳香族化合物,苯环上只含一个直支链,能发生加聚反应和水解反应。测得M的摩尔质量为162 g·mol-1,只含碳、氢、氧三种元素,且原子个数之比为5∶5∶1。
请回答下列问题:
(1)肉桂酸甲酯的结构简式是__________________________。
(2)G为肉桂酸甲酯的一种同分异构体,其分子结构模型如图所示(图中球与球之间连线表示单键或双键)。G的结构简式为________________________________________________。
(3)以芳香烃A为原料合成G的路线如图所示:
①化合物E中的含氧官能团有______________________(填名称)。
②E→F的反应类型是______________________,F→G的化学方程式为______________________。
③写出同时符合下列条件的F的同分异构体的结构简式(只写一种):______________________。
i.分子内含苯环,且苯环上只有一个支链;
ii.在催化剂作用下,1 mol该物质与足量氢气充分反应,消耗5 mol H2;
iii.不能发生水解反应。
④框图中D到F的转化,先发生催化氧化,后发生消去反应,能不能先发生消去反应,后发生催化氧化?______________(填“能”或“不能”);理由是____________________________________________。
8、苯甲酸乙酯(C9H10O2)稍有水果气味,用于配制香水香精和人造精油,大量用于食品工业中,也可用作有机合成中间体、溶剂等.其制备方法为:
+C2H5OH+H2O
已知:
颜色、状态
沸点(℃)
密度(g?cm﹣3)
苯甲酸*
无色片状晶休
249
1.2659
苯甲酸乙酯
无色澄清液体
212.6
1.05
乙醇
无色澄清液体
78.3
0.7893
环己烷
无色澄清液体
80.8
0.7318
*苯甲酸在100℃会迅速升华.实验步骤如下:
①在圆底烧瓶中加入12.20g苯甲酸、25mL乙醇(过量)、20mL 环己烷,以及4mL浓硫酸,混合均匀并加入沸石,按如图所示装好仪器,控制温度在65?70℃加热回流2h.反应时环己烷一乙醇﹣水会形成“共沸物”(沸点62.6℃)蒸馏出来,再利用分水器不断分离除去反应生成的水,回流环己烷和乙醇.
②
反应结束,打开旋塞放出分水器中液体后,关闭旋塞.继续加热,至分水器中收集到的液体不再明显增加,停止加热.
③将烧瓶内反应液倒人盛有适量水的烧杯中,分批加入Na2CO3至溶液呈中性.
④用分液漏斗分出有机层,水层用25mL乙醚萃取分液,然后合并至有机层.加入氯化钙,对粗产物进行蒸馏(装置如图所示),低温蒸出乙醚后,继续升温,接收210?213℃的馏分.
⑤检验合格,测得产品体积为13.16mL.
(1)在该实验中,圆底烧瓶的容积最适合的是_____(填入正确选项前的字母).
A.25mL B.50mL C.100mL D.250mL
(2)步骤①中沸石的作用是____,使用分水器不断分离除去水的目的是_____.
(3)骤②中应控制馏分的温度在__.
A.215?220℃ B.85?90℃ C.78?80℃ D.65?70℃
(4)步骤③加入Na2CO3的作用是________;若Na2CO3加入不足,在之后蒸馏时,蒸馏烧瓶中可见到白烟生成,产生该现象的原因是________.
(5)关于步骤④中的萃取分液操作叙述正确的是____.
A.水溶液中加入乙醚,转移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,分液漏斗倒转过来,用力振摇
B.振摇几次后需打开分液漏斗下口的玻璃塞放气
C.经几次振摇并放气后,手持分液漏斗静置待液体分层
D.放出液体时,应打开上口玻璃塞或将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔
(6)计算本实验的产率为____.
9、环己酮实验室合成的反应如下:
环己醇和环己酮的部分物理性质见下表:
物质
相对分子质量
沸点(℃)
密度(g·cm-3、20℃)
溶解性
环己醇
100
161.1
0.9624
能溶于水和醚
环己酮
98
155.6
0.9478
微溶于水,能溶于醚
现以20mL环己醇与足量Na2Cr2O7和硫酸的混合液充分反应,制得主要含环己酮和水的粗产品,然后进行分离提纯。其主要步骤有(未排序) :
a.蒸馏、除去乙醚后,收集151℃~156℃馏分
b.水层用乙醚(乙醚沸点34.6℃,易燃烧) 萃取,萃取液并入有机层
c.往液体中加入NaCl固体至饱和,静置,分液
d.过滤
e.加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水
回答下列问题:
(1)上述分提纯步骤的正确顺序是____________________。
(2)b中水层用乙醚萃取的目的是______________________。
(3)以下关于萃取分液操作的叙述中,不正确的是______________
A.水溶液中加入乙醚,转移至分液漏斗,塞上玻璃塞,如图用力振荡
B.振荡几次后需打开分液漏斗上口的玻璃塞放气
C.分液时,需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔,再打开旋塞待下层液体全部流尽时,再从上口倒出上层液体
D.经几次振荡并放气后,手持分漏斗静置液体分层
(4)在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是____________________。蒸馏除乙醚的过程中采用的加热方式为_____________________。
(5)蒸馏操作时,一段时间后发现未加沸石,应采取的正确方法是______________________。
(6)利用红外光谱可以分析出环己酮的官能团为_____________________。
10、羟甲香豆素是一种治疗胆结石的药物,合成路线如下图所示:
已知:。
(1)A属于芳香烃,其分子式是________.B中所含的官能团是________.
(2)C→D的反应类型是________.
(3)E属于脂类.仅以乙醇为有机原料,选用必要的无机试剂合成E,写出有关化学方程式: ____________________________.
(4)已知:2E F+C2H5OH.F的结构简式为________.
11、缩醛在有机合成中常用于保护羰基或作为合成中间体,同时还是一类重要的香料,广泛应用于化妆品、食物、饮料等行业。G是一种常用的缩醛,分子中含有一个六元环和一个五元环结构。下面是G的一种合成路线:
已知:①芳香烃A含氢元素的质量分数为8.7%,A的质谱图中,分子离子峰对应的最大质荷比为92; D的产重可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。
②同一个碳原子连接两个羟基不稳定,易脱水形成羰基。
③
回答下列问题:
(1)A的结构简式是_____________________,E的名称是____________________________。
(2)由D生成E的反应类型是________,E→F的反应条件是_________________________。
(3)由B生成N的化学方程式为___________________________。
(4)有研究发现,维生素C可以作为合成G物质的催化剂,具有价廉、效率高、污染物少的优点。维生素C的结构如右图。则维生素C分子中含氧官能团名称为_____________。
(5)缩醛G的结构简式为______________。G有多种同分异构体,写出其中能同时满足以下条件的所有同分异构体的结构简式:_________________________。
①既能发生银镜反应,又能与FeC13发生显色反应;②核磁共振氢谐为4组峰。
(6)写出用2-丁烯为原料(其他无机试剂任选)制备顺丁橡胶(顺式聚1,3-丁二烯)的合成路线:__________________________________。
12、2-氨基-3-氯苯甲酸(F)是重要的医药中间体,其制备流程图如下:
回答下列问题:
(1)分子中不同化学环境的氢原子共有_______种,共面原子数目最多为_______。
(2)B的名称为_________。写出符合下列条件B的所有同分异构体的结构简式_______。
a.苯环上只有两个取代基且互为邻位 b.既能发生银镜反应又能发生水解反应
(3)该流程未采用甲苯直接硝化的方法制备B,而是经由①②③三步反应制取B,其目的是______________。
(4)写出⑥的化学反应方程式:_________,该步反应的主要目的是____________。
(5)写出⑧的反应试剂和条件:_______________;F中含氧官能团的名称为__________。
(6)在方框中写出以为主要原料,经最少步骤制备含肽键聚合物的流程。
……→目标化合物
13、研究称癌症导致的死亡率呈逐年上升的趋势,目前是仅次于心血管疾病的第二大杀手。M是一种可用于治疗肿瘤的药物,其合成路线如下
已知:①芳香烃A的相对分子质量在86-96之间:F能使溴水褪色。
②J与 NaHCO3溶液反应放出CO2气体,核磁共振氢谱显示其有3个吸收峰。
③④M的结构简式为
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________________ , ④的反应类型是_____________.
(2)D分子中所含官能团的名称为_________________________。
(3)②的反应方程式为________________,⑤的反应方程式为__________________。
(4)N(C7H7NO2)是E在一定条件下的水解产物,符合下列条件的N的同分异构体有_____种。其中核磁共振氢谱有4个峰的结构简式为_________________。
①分子中苯环上直接连一NH2②能发生银镜反应
(5)4-甲氧基乙酰苯胺()是重要的精细化工中间体,写出由苯甲醚()和乙酰氯( CH3 COCl)制备4-甲氧基乙酰苯胺的合成路线(无机试剂任选):_____________________________________________________________。
14、有机物A可用作有机合成、食品、化妆品、医药的杀菌防腐剂。由A可合成香精H,其转化关系如下:
已知以下信息:
①A、D、H 均能与FeCl3溶液发生显色反应;
②1molC与足量新制Cu(OH)2 共热,可生成2mol Cu2O;
③核磁共振氢谱显示:D分子中有4 种不同化学环境的氢原子;
④G的相对分子质量比E大16。
回答下列问题:
(1)A 中含氧官能团的名称是___________。
(2)B的结构简式为___________。
(3)反应D+G→H的化学方程式为____________________,该反应的反应类型为___________。
(4)E能被酸性KMnO4溶液直接氧化为K,K能与NaHCO3发生反应。K的同分异构体中含有苯环的有____种(不包括K自身),其中既能发生银镜反应,又能发生水解反应的是______(填结构简式)。
(5)参照H的上述合成路线,设计一条以A和为原料(其他无机试剂任选)制备的合成路线:__________________________________。
15、维生素C是一种水溶性维生素,能够治疗坏血病并且具有酸性,所以俗称作抗坏血酸。具体合成路线如图所示:
(1)下列说法不正确的是_____________
a.从结构上看维生素C不稳定,在受热、光照和长时间放置会变质
b.合成路线中的物质A、B、D都属于单质
c.用银镜反应不能判断淀粉水解是否完全
d.发酵的过程实际上是消去反应
e.图中的“一定条件”可能是“浓硫酸
(2)维生素C分子中含有的含氧官能团名称为:__________。
(3)核磁共振氢谱检验E只含有一种氢,则E的结构简式为_____,此步反应的目的是____。
(4)用新制氢氧化铜悬浊液检验A的实验现象为:_______,发生反应的化学方程式为:____。
(5)J的一种环状的同分异构体能发生水解反应和银镜反应,且含有6不同环境的氢,请写出该同分异构体可能的结构简式: ________(任写1种).
(6)参照上述合成路线设计以下合成路线:_________________
16、已知:
冠心平F 是降血脂、降胆固醇的药物,它的一条合成路线如下:
(1) A 为一元羧酸,8.8gA 与足量NaHCO3 溶液反应生成2.24LCO2 (标准状况),A 的分子式为_________。
(2) 写出符合A 分子式的所有甲酸酯的结构简式:____________。
(3) B 是氯代羧酸,其核磁共振氢谱有两个峰,写出B→C 的反应方程式:_______。
(4) C+E→F 的反应类型为___________。
(5) 写出A和F的结构简式: A______;F_______
(6) D 的苯环上有两种氢,它所含官能团的名称为________;写出a、b所代表的试剂: a. _______b. _______。
17、[甲苯是有机化工的一种重要原料,用它制取利尿“呋塞米” 和重要的化工中间体“甲基丙烯酸苄基酯”的合成路线如下(部分步骤和条件省略):
回答下列问题:
(1)A的名称为_________。
(2)反应类型:反应②_________;反应③_________。
(3)反应①的化学方程式_________。
(4)符合下列条件的B的同分异构体(不考虑立体异构)共有_________种。
①某环上只有两个取代基,且每个取代基上碳原子数不超过3 个。
②与B具有相同的官能团,1mol该有机物完全水解需要消耗2molNaOH。
写出其中核磁共振氢谱只有5组峰的有机物的结构简式_________。
(5)下列说法正确的是_________。
A.呋塞米既可与强酸反应,又可与强碱反应
B.甲基丙烯酸是丙酸的同系物
C.1mol甲基丙烯酸和丙烯的混合物在氧气中完全燃烧共需要氧气4.5 mol
D.可用溴水鉴甲苯和甲基丙烯酸苄基酯
(6)结合以下信息:
①②RCNRCOOH
写出用丙酮和HCN 为原料制备化合物的合成路线__________(其它试剂任选)。
18、有机物F()为一种高分子树脂,其合成路线如下:
已知:①A为苯甲醛的同系物,分子中无甲基,其相对分子质量为134;
②
请回答下列问题:
(1)X的化学名称是_________________。
(2)E生成F的反应类型为_________________。
(3)D的结构简式为_________________。
(4)由B生成C的化学方程式为_________________。
(5)芳香族化合物Y是D的同系物,Y的同分异构体能与饱和Na2CO3溶液反应放出气体,分子中只有1个侧链,核磁共振氢普显示有5种不同化学环境的氢,峰值面积比为6:2:2:1:1。写出两种符合要求的Y的结构简式___________、__________。
(6)写出以甲醛、丙醛和乙二醇为主要原料合成软质隐形眼镜高分子材料—聚甲基丙烯酸羟乙酯()的合成路线(无机试剂自选):_________________。
参考答案
1、【答案】A
【解析】解:A.C10H12O2的有机物,不饱和度为5,除了苯环有4个不饱和度外,还有一个羧基含一个不饱和度,苯环上4个C的组合有以下五种形式:①-COOH与-CH2CH2CH3②-COOH与-CH(CH3)2③-CH(COOH)CH3与-CH3④-CH2COOH与-CH2CH3⑤-CH2CH2COOH与-CH3,每种形式有邻、间、对三种同分异构体,故同分异构体的种数位5×3=15种,A正确;
B.聚酯纤维是对苯二甲酸与乙二醇通过缩聚反应制得,B错;
C.只有含有-CH2OH结构的醇才能在铜催化下被O2氧化成醛,可以将-CH2OH作为取代基代替C-C-C-C与C-C(CH3)2中的氢原子,因这两种碳链结构只有四种氢原子,故
C5H12O在铜的催化下被O2氧化成醛的醇有4种,B错;
D.因分子中含-CH3,所以不可能所有原子共平面,D错;
故选A。
2、【答案】(1) 放热
(2) 加热使无水乙醇汽化 ; 使乙醛等物质液化
(3) N2
(4) 乙酸 ; c
【解析】解:(1)乙醇和氧气在铜作催化剂加热的条件下发生反应,刚开始反应的发生需要一定的温度,当反应发生后自身放出的热量足以维持反应的继续进行,所以乙醇的氧化反应是放热反应;正确答案:放热。
(2)甲需要水浴加热,把乙醇变为乙醇蒸汽,和氧气一起进入加热装置发生反应;乙醇发生的氧化反应后,产物是乙醛,需要把生成物由蒸汽状态变为液态,易于收集;正确答案:加热使无水乙醇汽化; 使乙醛等物质液化。
(3)空气主要成分为氧气和氮气,氧气和乙醇发生氧化反应而被消耗,氮气与乙醇不反应,剩余了氮气,氮气不溶于水,最后利用排水法收集氮气;正确答案:N2。
(4)乙醇发生氧化反应后,主要产物是乙醛,同时会有少量的乙醛被氧气氧化为乙酸,乙酸溶液显酸性,能够使紫色石蕊试纸显红色;根据有机物相似相容规律,乙醛、乙酸与苯、四氯化碳均互溶,无法分离;乙醛和乙酸均溶于水,无法分离;乙醛和乙酸互溶,先加入足量的碳酸氢钠溶液,乙酸和碳酸氢钠溶液反应生成乙酸钠,然后再进行蒸馏操作,分离出乙醛;正确答案:乙酸; c。
3、【答案】(1) 2 ; 5
(2) F ; J
(3) HC≡CH+H2O CH3CHO
(4) +NaOH→+H2O
【解析】解:由结构模型可知A为甲烷,B为乙烷,C为乙烯,D为乙炔,E为苯,F为甲苯;
(1)甲烷、乙烷不能发生加成反应,其余均能发生加成反应,则不能够发生加成反应的烃有2种,含有苯环的有机物均为芳香族化合物,则属于芳香族化合物的有5种;
(2)E为苯,只有甲苯与之是同系物,即与E互为同系物的是F;J与G分子式相同,结构不同,两者互为同分异构体;
(3)在催化剂作用下,乙炔能与水反应生成乙醛,该反应的化学方程式为+H2OCH3CHO;
(4)上述有机物中能与NaOH溶液反应,该反应的化学方程式为+NaOH→+H2O。
4、【答案】 C5H6O4 CH2=C(CH3)2 2-甲基-1,2-二溴丙烷 碳碳双键、溴原子 取代反应 4
【解析】正推分析,A与发生加成反应得到B,且B只含有两种不同位置的氢原子,则B为或(根据流程图,后续还有溴原子发生取代反应,而此种分子在下一步反应中全被消去了,故不符合题意,则可排除此种情况),B与醇溶液在加热的条件下发生消去反应得到C,C为,C与发生了类似已知条件②中的第一个反应,则D为,D与在光照的条件下发生取代反应得到E,则E为,逆推分析,F由酸化得到甲叉琥珀酸,则F为,E与溶液在加热的条件下反应得到F,是利用了已知条件
②中的后两个反应。
综上,B、C、D、E、F分别为或、、、、。
(1)由甲叉琥珀酸的结构式可得其分子式为C5H6O4。答案为:C5H6O4
(2)通过以上分子可得A的结构简式为CH2=C(CH3)2,A与发生加成反应得到B为:,则B的化学名称是2-甲基-1,2-二溴丙烷。答案为:CH2=C(CH3)2 ;2-甲基-1,2-二溴丙烷
(3)C结构简式为,则官能团的名称是碳碳双键、溴原子;C到D,是与发生了类似已知条件②中的第一个反应,属于取代反应。答案为:碳碳双键、溴原子;取代反应
(4)E与溶液在加热的条件下反应得到F,是利用了已知条件②中的后两个反应,则反应方程式为。
答案为:
(5)M的同分异构体有、、、4种,符合条件的是。答案为:4;
5、【答案】 对苯二甲醛 NaOH溶液,加热(或H+/△) C8H12O4 加成反应(或还原反应) 5
或
【解析】由可知A为:;由可知C为:;由以及 PBT为聚对苯二甲酸丁二醇酯可知G为:
、H为:;根据以上分析可解答下列问题:
(1)A的结构简式是,C的结构简式是,化学名称是对苯二甲醛。答案为: 、对苯二甲醛
(2)反应⑤是由F生成G的反应,属于酯的水解反应,所以反应试剂和反应条件分别是NaOH溶液,加热(或H+/△)。 答案为:NaOH溶液,加热(或H+/△)
(3)F的结构简式为: ,所以分子式是C8H12O4,反应⑥是由
生成的反应,属于加成反应(或还原反应);答案为: C8H12O4 、加成反应(或还原反应)
(4)反应⑦是由对苯二甲酸与1,4-丁二醇的缩聚反应,反应方程式为:
答案为:
(5)M是H的同分异构体,H为:HOCH2CH2CH2CH2OH,1molM与足量钠反应放出氢气,说明官能团为2个羟基;1个碳原子上不能连接2个羟基,分情况讨论,①当骨架为直链时,先确定一个羟基的位置,再判断另一个羟基的位置,如图:、,共4种,②当存在支链时:、,共2种,所以符合条件的有机化合物M共有6种,去掉H本身这一种还有5种,所以符合条件的M可能的结构有5种。其中核磁共振氢谱显示3组峰,且峰而积之比为3:1:1的结构简式为:答案为:5 、
(6)结合PBT的合成路线图,以及所学过的有机化学知识,由2一甲基-1-3一丁二烯为原料(其它试剂任选),制备的合成路线可以设计如下:
或。
6、【答案】 C14H18N2O5 氨基、羧基 加成反应 取代反应 20 +CH3OH +H2O HCHOHOCH2CNHOCH2COOHNH2CH2COOH
【解析】(1)由G的结构简式,确定其分子式为C14H18N2O5;中存在两种官能团:羧基和氨基。
(2)结合A的分子式和B的结构简式,以及A中含有一个苯环、一种官能团,可以排除烯醇结构,则A为,根据题中反应①前后B产物比A多了1个HCN,可确反应①是醛基与HCN加成,生成;结合反应③及题给已知信息可知反应②是将反应物中的—CN变成 —COOH,所以C的结构简式为;反应③是将反应物中的—OH变成—NH2,可确定D的结构简式为,D与甲醇在浓硫酸作用下发生酯化反应得到E:,E→G属于取代反应。
(4)判断的同分异构体,条件②说明含有酚羟基,条件③说明含有羧基,则三个取代基分别有两种组合:—OH、—CH3、—CH2COOH;—OH、—CH2CH3、—COOH,每个组合有10种结构,一起合计20种。
(6)由氨基乙酸的结构反推得到HOCH2COOH,根据题中信息HOCH2COOH可由HOCH2CN得到,HOCH2CN由HCHO得到。
7、【答案】 羧基、羟基 消去反应 (任写一种) 不能 —OH直接相连的碳原子上没有氢原子,该醇羟基不能被催化氧化。如果先消去,生成碳碳双键,在醛催化氧化过程中,碳碳双键也会被氧化,导致副产物增多
【解析】(1)由题意知肉桂酸甲酯的最简式为C5H5O,设它的分子式为(C5H5O)n,因M=162 g·mol-1,则有(60+5+16)n=162,n=2,故它的分子式为C10H10O2。结合题意知,肉桂酸甲酯分子中含有苯环、酯基(—COO—)和碳碳双键,因为苯环上只含一个直支链,故苯环上的直支链为—CH=CH—COOCH3。
(2)根据分子结构模型知,黑球表示碳原子,白球表示氢原子,花球表示氧原子。根据碳原子形成四个共价键(一个双键视为两个共价键),氧原子形成两个共价键,氢原子形成一个共价键,可推知G的结构简式。(3)根据框图中的反应条件、分子式和结构简式知,A到B发生加成反应,B到C发生水解反应,C到D是醇羟基发生催化氧化反应,D到E是醛基发生催化氧化反应,E到F发生消去反应,F到G发生酯化反应。A、B、C、E、F的结构简式分别为、、、、。
8、【答案】 (1). C (2). 防爆沸 (3). 使平衡不断地向正向移动 (4). C (5). 除去苯甲酸乙酯中的苯甲酸 (6). 在苯甲酸乙酯中有未除净的苯甲酸,受热至100℃时升华 (7). AD (8). 92.12%
【解析】(1)圆底烧瓶中液体的体积应该在容积1/3-2/3之间,在圆底烧瓶中加入12.20g苯甲酸、25mL乙醇(过量)、20mL 环己烷,以及4mL浓硫酸总体积在60ml
左右,所以应该用100ml容量瓶,故选C。(2)反应过程需要加热,为了防止液体爆沸加一些沸石。分离器分离出生成的水,减少生成物从而使该反应向正反应方向移动,提高转化率。(3)温度低于苯甲酸乙酯的沸点时,苯甲酸乙酯不被蒸馏出,要使苯甲酸乙酯不被蒸馏出,则温度应低于苯甲酸乙酯的沸点,所以温度应低于,但要使乙醇和环己烷蒸馏出,所以温度应高于乙醇和环己烷的沸点80.8,因此应选C。(4)加入Na2CO3,Na2CO3能和苯甲酸反应,而和苯甲酸乙酯不反应,这样可以除去苯甲酸乙酯中的苯甲酸。若Na2CO3加入不足,则会有剩余的苯甲酸,苯甲酸在会迅速升华,苯甲酸固体小颗粒弥漫到空气中产生白烟。(5)分液漏斗的使用方法,是在水溶液中加入乙醚,转移至分液漏斗中,塞上玻璃塞,将分液漏斗倒转过来,用力振摇, A正确。振摇过程应该打开上口的玻璃塞放气,B错误。分液漏斗要放到铁架台上静置,C错误。放出液体时,需将玻璃塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔,只有这样液体才能顺利流下, D正确。正确选项为AD。(6)假如苯甲酸完全反应,则生成苯甲酸乙酯的物质的量等于苯甲酸的物质的量为12.20/122=0.1mol。而实际生成的苯甲酸乙酯的物质的量为:13.16×1.05/150=0.09212mol,因此产率为0.09212mol/0.1mol=92.12%。
9、【答案】 c b e d a 使水层中少量的有机物进一步被提取,提高产品的产量 ABD 降低环己酮的溶解度;增加水层的密度,有利于分层 水浴加热 停止加热,冷却后加入沸石 羰基
【解析】(1)在上述方法中制取的物质环己酮中含有未反应的环己醇,由于环己醇能溶于水和醚,而环己酮微溶于水,能溶于醚,所以提纯步骤是:首先往液体中加入NaCl固体至饱和,静置,分液;然后水层用乙醚(乙醚沸点34.6℃,易燃烧)萃取,萃取液并入有机层,再加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水,接着进行过滤,除去MgSO4晶体,最后蒸馏、除去乙醚后,收集151℃~156℃馏分即得到纯净的环己酮;所以正确的分离提纯步骤c b e d a;正确答案:c b e d a。
(2)在b中水层用乙醚萃取的目的是使水层中少量的有机物进一步被提取,提高产品的产量;正确答案:使水层中少量的有机物进一步被提取,提高产品的产量。
(3)混合振荡:用左手握住分液漏斗活塞,右手压住分液漏斗口部,把分液漏斗倒转过来振荡,使两种液体充分接触,振荡后打开活塞,将漏斗内气体放出;分液时,为了使液体能够顺利流出,需先将上口玻璃塞打开或玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔,下层液体从下口流出,上层的液体从上口倒出;放气的方法为:
漏斗倒置,打开旋塞放气;经几次振荡并放气后,把分液漏斗放在铁架台的铁圈上进行静置,使液体分层;错误的操作为ABD;正确选项ABD。
(4)在上述操作D中,加入NaCl固体的作用是降低环己酮的溶解度;增加水层的密度,有利于分层;在蒸馏除乙醚的操作中为了减少环己酮的挥发造成的消耗;通常采用的加热方式为水浴加热;正确答案:降低环己酮的溶解度;增加水层的密度,有利于分层; 水浴加热 。
(5)蒸馏操作时,一段时间后发现未加沸石,应采取的正确方法是:停止加热,冷却后加入沸石;正确答案:停止加热,冷却后加入沸石。
(6)利用红外光谱可以分析出环己酮中基团为-CH2- 、 -CO-;官能团为-CO-;正确答案:羰基。
10、【答案】(1) C6H6 ; 硝基
(2) 取代反应
(3) 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O、2CH3CHO+ O2→2CH3COOH、CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
(4) CH3CH2OOCCH2COCH3
【解析】解:由羟甲香豆素的结构简式并结合D的分子式可知D为,则C为,B为,因A是芳香烃,A与浓硝酸在浓硫酸作用下发生硝化反应生成B,则A为,再由题中已知信息方程式可知,E为CH3COOCH2CH3,F为CH3CH2OOCCH2COCH3。
(1)、由以上分析可知,A为苯,则其分子式是C6H6,B为,则B中所含的官能团是硝基;
(2)、C为,与水在硫酸并加热的情况下发生取代反应生成
,故答案为:取代反应;
(3)、E为CH3COOCH2CH3,可由乙醇先氧化制取乙醛,再由乙醛氧化制取乙酸,再利用乙酸和乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,所以各个反应的化学方程式为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O、2CH3CHO+ O2→2CH3COOH、CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;
(4)、根据D+F→羟甲香豆素+乙醇,因D为,结合,并结合E为乙酸乙酯,得F为CH3CH2OOCCH2COCH3。
11、【答案】 (1). (2). 1,2-二氯乙烷 (3). 加成反应 (4). NaOH水溶液,加热
(5). (6). 羟基、酯基
(7). (8).
(9).
【解析】
(1)由以上分析可知A为,E为,名称为1,2-二氯乙烷,故答案为:;1,2-二氯乙烷;(2)D为CH2=CH2,与氯气发生加成反应生成CH2ClCH2Cl,CH2ClCH2Cl在氢氧化钠溶液、加热条件下水解生成CH2OHCH2OH,故答案为:加成反应;氢氧化钠溶液、加热;(3)由信息可知,B生成N的化学方程式为,故答案为:;(4)由维生素C
结构可知含有酯基、羟基,故答案为:酯基、羟基;(5)G为,对应的同分异构体①既能发生银镜反应,又能与FeCl3发生显色反应,说明含有酚羟基和醛基;②核磁共振氢谱为4组峰,则结构对称,可为,故答案为:;;(6)用2-丁烯为原料制备顺丁橡胶,可先与氯气发生加成反应生成2,3-二氯丁烷,然后发生消去反应生成1,3-丁二烯,再在催化条件下发生加聚反应可生成产物,反应的流程为,故答案为:。
12、【答案】(1) 4 ; 13
(2) 2-硝基甲苯或邻硝基甲苯 ;
(3) 避免苯环上甲基对位的氢原子被硝基取代(或减少副产物,或占位)
(4) ; 保护氨基
(5) Cl2/FeCl3(或Cl2/Fe) ; 羧基
(6)
【解析】解:甲苯在浓硫酸作用下生成对甲基苯磺酸,在与混酸发生硝化反应,反应③将磺酸基水解去掉得B,B再与酸性高锰酸钾发生氧化反应得邻硝基苯甲酸;再与Fe/HCl发生还原反应将B中的硝基转化为氨基,即C为邻氨基苯甲酸;再发生反应⑥保护氨基,反应⑦引入磺酸基,将羧基的一个间位位置占住;反应⑧发生取代反应引入
Cl原子;反应⑨再将氨基转化回来即可。
(1)甲苯分子中不同化学环境的氢原子共有4种,共面原子数目最多为13个。
(2)B的名称为邻硝基甲苯(或2-硝基甲苯);
B的同分异构体中能发生银镜反应的有醛基或者甲酸酯结构,又能发生水解反应,说明含有酯基结构或者肽键结构。由此可得B的同分异构体有:。
(3)若甲苯直接硝化,所得副产物较多,即可能在甲基的对位发生硝化反应,或者生成三硝基甲苯等。
(4)反应⑥为邻氨基苯甲酸与乙酰氯发生取代反应,方程式为:。结合F的结构可知,该步骤的目的是保护氨基,防止氨基被氧化。
(5)结合D、F的结构可知,反应⑧引入Cl原子,苯环上引入Cl原子的方法是在Fe或者FeCl3作催化剂的条件下与Cl2发生取代反应;F中的含氧官能团为羧基。
(6)根据步骤⑨及缩聚反应可得流程如下:
。
13、【答案】 甲苯 取代反应(或:水解反应) 氟原子、硝基 2(CH3)2CHCH2OH+O2 2(CH3)2CHCHO+2H2O 13
【解析】根据题给信息可知根据有机物C结构简式可知,B为C6H5CH2Cl, A C6H5CH3,分子量为92,在86-96之间;D的结构中-NO2和-CF3位于苯环的间位。J与 NaHCO3溶液反应放出CO2气体,含有羧基,核磁共振氢谱显示其有3个吸收峰,其结构简式为
CH3-CH(CH3)-COOH,I为 CH3-CH(CH3)-CHO, H为CH3-CH(CH3)-CH2OH, G为 CH3-CH(CH3)-CH2Br,F为 CH3-C(CH3)=CH2;F能使溴水褪色。
(1)综上所述,A的化学名称为甲苯,溴代烃在氢氧化钠溶液中发生取代反应生成醇,正确答案:甲苯 ;取代反应(或:水解反应)。
(2)D为芳香族化合物,D的结构中-NO2和-CF3位于苯环的间位,官能团的名称为氟原子、硝基;正确答案:氟原子、硝基。
(3)有机物C在浓硫酸、浓硝酸作用下发生苯环上硝化反应,反应方程式为:;有机物CH3-CH(CH3)-CH2OH在铜作催化剂情况下,被氧化为醛,的反应方程式为2(CH3)2CHCH2OH+O2 2(CH3)2CHCHO+2H2O ;正确答案:;2(CH3)2CHCH2OH+O2 2(CH3)2CHCHO+2H2O。
(4)符合条件①分子中苯环上直接连一NH2②能发生银镜反应;1个HCOO- 和一NH2分别连在苯环上,有机物有3种(邻、间、对);1个-CHO、1个-OH、1个一NH2分别连在苯环上有10种,共有13种;其中核磁共振氢谱有4个峰的结构简式为;正确答案:13;。
(5)在浓硝酸、浓硫酸加热情况下发生硝化反应,生成含有硝基的化合物,在铁、盐酸作用下,硝基还原为氨基,最后与CH3COCl/吡啶发生取代反应,得到产物;整个流程如下:
;正确答案:。
点睛:此题的突破口在于信息②J与 NaHCO3溶液反应放出CO2气体,核磁共振氢谱显示其有3个吸收峰,并且给了J的分子式,就很容易推断出J物质的结构简式,其它物质很容易推断出来。
14、【答案】(1) 酯基、羟基
(2) CH3OH
(3) ; 酯化反应(或取代反应)
(4) 4 ;
(5)
【解析】解:根据有机物E连续变化为G,可知G中含有7个碳,有机物H共有14个碳,所以有机物D含有7个碳,有机物A共有8个碳,所以B中有一个碳,它能发生氧化反应生成C,1molC与足量新制Cu(OH)2 共热,可生成2mol Cu2O;说明C中有两个醛基,该有机物只能为甲醛;B为甲醇;A、D、H 均能与FeCl3溶液发生显色反应,说明有机物中均含有酚羟基,有机物A水解得到甲醇和D,核磁共振氢谱显示D分子中有4 种不同化学环境的氢原子;所以D结构简式为对羟基苯甲酸,G为苯甲醇;有机物A为对羟基苯甲酸甲酯;
(1)A 为对羟基苯甲酸甲酯,所含有的含氧官能团的名称是酯基、羟基;正确答案:酯基、羟基。
(2)B为甲醇,结构简式为CH3OH;正确答案:CH3OH。
(3)有机物D为对羟基苯甲酸,有机物G为苯甲醇,二者发生取代反应生成酯和水,反应化学方程式:
;
正确答案:,酯化反应(或取代反应)。
(4)有机物E为甲苯,能被酸性KMnO4溶液直接氧化为苯甲酸(有机物K),苯甲酸
能与NaHCO3发生反应;把-COOH变为HCOO-基团,有1种,把-COOH变为-CHO 和–OH两种基团,环上的位置有3种,该有机物的同分异构体共有4种;其中既能发生银镜反应,又能发生水解反应的有机物结构中含有HCOO-基团,结构简式为;正确答案:4 ; 。
(5)A为对羟基苯甲酸甲酯,在碱性条件下发生水解生成钠盐,再进行酸化,得到对羟基苯甲酸,根据生成物看出,该物质为酚酯,所以对羟基苯甲酸与苯酚在一定条件下发生酯化反应,生成了酯;根据酯在碳酸钠溶液中溶解度最小,且不发生反应,而苯环上酚羟基能够与碳酸钠反应生成酚钠,最终得到了所需要的产物;合成路线如下:
正确答案:
。
15、【答案】 b、d 羟基、酯基 保护部分羟基 加热后溶液出现红色沉淀 CH2OH(CHOH)4CHO﹢2Cu(OH)2﹢NaOHCH2OH(CHOH) 4COONa + Cu2O↓﹢3H2O
【解析】(1)a.从结构上看维生素C()中碳碳双键两端连接有羟基,不稳定,在受热、光照和长时间放置会变质,正确;b.淀粉完全水解生成的产物A为葡萄糖,不属于单质,错误;c. 淀粉完全水解生成的产物为葡萄糖,用银镜反应只能检验淀粉是否发生了水解,不能判断淀粉水解是否完全,应该选用碘水检验,正确;d.B为葡萄糖与氢气加成后的己六醇,发酵生成D(),实际上是氧化反应,错误;e. 根据图示中D→F可知,D与E()发生了分子间的脱水反应,联系实验室制乙烯的反应条件可知,图中的“一定条件”可能是“浓硫酸”,正确;故选bd;
(2)维生素C()分子中含有的含氧官能团为羟基、酯基,故答案为:羟基、酯基;
(3)核磁共振氢谱检验E只含有一种氢,结合流程图可知,E为,此步反应的目的是保护部分羟基,防止被氧化,故答案为: ;保护部分羟基;
(4)葡萄糖中含有醛基,用新制氢氧化铜悬浊液检验A(葡萄糖)的实验现象为加热后溶液出现红色沉淀,发生反应的化学方程式为CH2OH(CHOH)4CHO﹢2Cu(OH)2﹢NaOHCH2OH(CHOH) 4COONa + Cu2O↓﹢3H2O,故答案为:加热后溶液出现红色沉淀;CH2OH(CHOH)4CHO﹢2Cu(OH)2﹢NaOHCH2OH(CHOH) 4COONa + Cu2O↓﹢3H2O;
(5)J()的一种环状的同分异构体能发生水解反应和银镜反应,且含有6不同环境的氢,说明结构中含有酯基和醛基,该同分异构体可能是等,故答案为:;
(6)参照上述合成路线可知,合成过程中需要将其余2个羟基保护起来,防止被氧化,可以应用D→F的方案保护,其中一个羟基被氧化后再将羟基还原即可,合成路线为,故答案为:
。
点睛:本题考查了有机合成与推断。本题中物质的结构较为复杂,难度较大。本题的难点是合成过程中D→J的反应原理的判断。本题的另一个难点是(6),合成时需要保护其余2个羟基不被氧化。
16、【答案】 C4H8O2 、 取代反应 羟基、氯原子 Cl2 NaOH溶液
【解析】(1)设A的分子式为,则有:
14n+32 22.4
8.8 2.24
,解得n=4 即A的分子式为。
(2)分子式为且属于甲酸酯结构有和两种。
(3)B是氯代羧酸且分子中只有两种氢,故B的结构简式为,B→C为B与乙醇的酯化反应,反应方程式为:
(4)C+E→F与题干中的第二个反应类型相同,由反应方程式可知是取代反应。
(5)根据B()的结构知A的结构简式为,C的结构为,C+E→F
与题干信息中的第二个反应类型相同,故产物F的结构简式为。本题答案:
(6)由E的结构简式和D的苯环上有两种氢,可以确定D为,其中含有的官能团有羟基和氯原子;D是苯酚和反应的产物,D与或溶液反应生成E,故a是氯气,b是或溶液。答案: 羟基、氯原子 ; Cl2 . NaOH溶液。
点睛:本题考查有机推断与合成,涉及有机反应类型、有机物结构与性质、书写化学方程式以及推断有机物结简式与官能团等,意在考查考生接受新信息和同化信息能力以及综合推理能力。本题解题关键是利用提示推出B的结构式,再利用流程图和已知得到A,C的结构式。
17、【答案】 苯甲醇 氧化反应 取代反应 +H2O 15 ACD 或
【解析】本题考查有机物的推断和合成,(1)生成A的反应是卤代烃的水解,即A为苯甲醇;(2)反应②利用高锰酸钾的强氧化性,把甲基氧化成羧基,因此此反应为氧化反应;反应③:对比反应前后结构简式,此反应应为取代反应;(3)B为酯,反应①的类型为取代反应或酯化反应,即反应方程式为+H2O ;(4)与B具有相同的官能团,1mol该有机物完全水解需要消耗2molNaOH,以及B
的结构简式,符合条件的同分异构体中含有,符合条件的是、、,两个取代基位置应为邻间对三种,因此符合条件的同分异构体有5×3=15,核磁共振氢谱有5种峰,说明有5种不同的氢原子,符合条件的是;(5)A、呋塞米的结构简式中含有羧基和氨基,羧基能与强碱反应,氨基显碱性,能与强酸反应,故A正确;B、甲基丙烯酸中含有碳碳双键,丙酸中不含碳碳双键,因此两者不互为同系物,故B错误;C、有机物燃烧的通式为CxHyOz+(x+y/4-y/2)O2→xCO2+y/2H2O,1mol甲基丙烯酸燃烧消耗氧气物质的量为(4+6/4-2/2)mol=4.5mol,1mol丙烯燃烧消耗氧气物质的量为(3+6/4)mol=4.5mol,故C正确;D、甲苯不能使溴水褪色,甲基丙烯酸苄基酯中含有碳碳双键,能使溴水褪色,故D正确;(6)根据题目中所给信息,丙酮先于HCN在NaOH溶液中发生反应,生成(CH3)2C(OH)CN,然后在酸中水解成(CH3)2C(OH)COOH,最后发生消去反应,得到目标产物,其合成路线为:或。
点睛:本题的难点是同分异构体的书写,根据要求书写出可能含有的结构或官能团,如本题与B具有相同的官能团,1mol该有机物完全水解需要消耗2molNaOH,以及B的结构简式,符合条件的同分异构体中含有,然后根据烷烃同分异构体书写规律,写出直链状态下,如本题先写出:,根据信息,每个取代基上碳原子不超过3个,然后分开去写,即
、、,两个取代基位置应为邻间对三种,因此符合条件的同分异构体有5×3=15。
18、【答案】 甲醛 缩聚反应
【解析】根据信息:A为苯甲醛的同系物,分子中无甲基,其相对分子质量为134;A苯丙醛,根据F(的结构简式可知,E为含有羟基的芳香羧酸,根据C的分子式和生成D 和E条件可知,C→D为羟基或醛基的氧化,D→E为卤素原子的水解反应,结合E的结构可知,D为含有溴原子的芳香羧酸,则C为含有溴原子的芳香醛,B为含有碳碳双键的芳香醛,根据信息②可知X为甲醛。
(1)由上述分析, X为甲醛,正确答案:甲醛。
(2)根据F()结构可知,该物质是由羟基和羧基发生缩聚反应生成的,因此该反应类型为缩聚反应;正确答案:缩聚反应。
(3)根据C的分子式和生成D 和E条件可知,C→D为羟基或醛基的氧化,D→E
为卤素原子的水解反应,结合E的结构可知,D为含有溴原子的芳香羧酸,D的结构简式为;正确答案:。
(4)由题分析可知B为含有碳碳双键的芳香醛,可以与溴发生加成反应,化学方程式为:;正确答案:。
(5)D的结构简式为,芳香族化合物Y是D的同系物,说明均含有羧基和溴原子,能够与饱和Na2CO3溶液反应放出气体,说明含有羧基,分子中只有1个侧链,结构的变化只是碳链异构和溴原子位置异构,核磁共振氢普显示有5种不同化学环境的氢,峰值面积比为6:2:2:1:1,说明苯环上有3种氢原子,个数比为2:2:1,侧链含有2种氢原子,个数比为6:1,符合要求的Y的结构简式为、;正确答案:、。
(6)要合成有机物,就得先合成CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH,若要合成CH2=C(CH3)COOCH2CH2OH,就得用甲基丙烯酸与乙二醇发生酯化反应,而甲基丙烯酸就得由甲基丙烯醛氧化得来,而丙醛和甲醛在碱性环境下反应生成甲基丙烯醛。因此制备该物质的流程如下:
;正确答案: