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- 2021-05-13 发布
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单元跟踪强化练(九)
(第九章B)
(45分钟 100分)
一、选择题(本题包括7小题,每小题6分,共42分)
1.(2016·济宁模拟)运用化学知识判断,下列说法正确的是( )
A.地沟油的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,可食用
B.NOx、SO2、CO2、PM2.5颗粒都会导致酸雨
C.高空臭氧层吸收太阳紫外线,保护地球生物;低空过量臭氧是污染气体,对人体有害
D.石油化工中的分馏、裂化、裂解都是通过化学反应来获得轻质油、气体烯烃
【解析】选C。地沟油不能食用,A错误;二氧化碳、PM2.5颗粒不会导致酸雨产生,B错误;高空臭氧层吸收太阳紫外线,保护地球生物;低空过量臭氧是污染气体,对人体有害,C正确;石油的分馏为物理变化,而裂化、裂解属于化学变化,D错误。
【加固训练】下列说法正确的是( )
A.化合物的分子式为C13H9O4N2
B.CH3(CH2)2CH3与CH(CH3)3具有不同数目的一氯代物
C.在一定条件下,乙酸、氨基乙酸、蛋白质均能与NaOH发生反应
D.蛋白质变性属于化学变化,煤的气化、液化则属于物理变化
【解析】选C。根据有机物的结构简式可知分子式为C13H10O4N2,故A错误;CH3(CH2)2CH3与CH(CH3)3都有2种氢原子,均可生成2种一氯代物,故B错误;乙酸、氨基乙酸含有羧基、蛋白质含有肽键,均能与NaOH发生反应,故C正确;煤的气化和液化均属于化学变化,故D错误。
2.(2016·池州模拟)有机物的同分异构体中,含有苯环且苯环上一氯取代物只有一种的结构共有(不考虑立体异构) ( )
A.5种 B.4种 C.3种 D.2种
【解析】选B。只有高度对称的分子才符合题目要求,它们分别是对二乙苯()、1,
2,3,4-四甲基苯()、1,2,3,5-四甲基苯()和1,2,4,5-四甲基苯(),共4种分子,故B正确。
3.(2016·衡阳模拟)酚酞,别名非诺夫他林,是制药工业原料,其结构如图所示,有关酚酞说法不正确的是( )
A.分子式为C20H14O4
B.可以发生取代反应、加成反应、氧化反应
C.含有的官能团有羟基、酯基
D.1 mol该物质可与H2和溴水发生反应,消耗H2和Br2的最大值分别为10 mol和4 mol
【解析】选D。根据酚酞的结构简式可知其分子式为C20H14O4,A正确;酚酞含有酚羟基,由于羟基的邻位有氢原子,因此可以发生取代反应,含有苯环则可以发生加成反应,可以被强氧化剂氧化而发生氧化反应,B正确;在酚酞中含有的官能团有酚羟基、酯基,C正确;在酚酞分子中含三个苯环和一个酯基,酯基不能与氢气发生加成反应,所以1 mol该物质可与H2发生加成反应消耗氢气的物质的量是9 mol;在该物质的分子中含有2个酚羟基,羟基的邻对位可与溴水发生取代反应,消耗Br2的最大值为4 mol,D错误。
4.(2016·福州模拟)下列有关同分异构体数目的叙述中,正确的是( )
A.甲苯苯环上的一个氢原子被含4个碳原子的烷基取代,所得产物有12种
B.等物质的量的氯气与乙烷在光照条件下反应得到9种产物
C.已知二氯苯有3种同分异构体,则四氯苯的同分异构体的数目为6种
D.苯乙烯和氢气完全加成的产物的一溴取代物有5种
【解析】选A。4个碳原子的烷基存在4种异构体,甲苯苯环上的氢原子种类有3种,甲苯苯环上的一个氢原子被含4个碳原子的烷基取代,所得产物有3×4=12种,故A
正确;乙烷的一氯取代物有1种,二氯取代物有2种,三氯取代物有2种,四氯取代物有2种(与二溴取代物个数相同),五氯取代物有1种(与一溴取代物个数相同),六氯取代物1种,所以氯代产物总共有9种,连同氯化氢,所以产物为10种,故B错误;由于苯环含有6个氢原子,二氯苯与四氯苯的同分异构体数目相同,若二氯苯有3种同分异构体,则四氯苯的同分异构体的数目为3种,故C错误;乙基环己烷与溴发生取代反应时,生成的一溴代物有6种,故D错误。
5.一种瑞香素的衍生物的结构简式如图,下列有关该有机物性质的说法不正确的是( )
A.能与FeCl3溶液发生显色反应
B.1 mol该有机物最多可与4 mol H2加成
C.1 mol该有机物最多可与含5 mol NaOH的溶液反应
D.1 mol该有机物与足量NaHCO3溶液反应可放出3 mol CO2
【解析】选D。该有机物中含有两个羧基,一个酚羟基,两个醚键,一个酯基,一个碳碳双键。有酚羟基,能与氯化铁发生显色反应,A正确;苯环和碳碳双键都可以和氢气加成,所以最多可与4 mol H2加成,B正确;分子中含有两个羧基、一个酚羟基、一个酚酯基,因此1 mol该有机物最多能消耗5 mol NaOH,C正确;羧基能和碳酸氢钠反应,所以1 mol该有机物可以和足量的碳酸氢钠反应生成2 mol CO2,D错误。
【加固训练】(2016·德州模拟)某一不饱和酯类化合物(如图)在药物、涂料等领域应用广泛,下列有关说法不正确的是( )
A.能使酸性KMnO4溶液褪色
B.1 mol该化合物和足量的钠反应生成1 mol H2
C.能与溴发生取代反应和加成反应
D.1 mol该化合物最多与2 mol NaOH反应
【解析】选D。该分子中含有碳碳双键,所以能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故A说法正确;酚羟基能和Na反应生成氢气,1 mol该化合物能和足量钠反应生成1 mol H2,故B
说法正确;该分子中含有酚羟基和碳碳双键,所以能和溴发生取代反应、加成反应,故C说法正确;酚羟基和酯基都能和NaOH溶液反应,所以1 mol该化合物最多能和3 mol NaOH反应,故D说法错误。
6.有机物A分子式为C6H12O2,它能进行如图转化,
则下列说法正确的是( )
A.A可能易溶于水
B.B中既有醛基又有羧基
C.C的结构可能是(CH3)3CH2OH
D.E一定是链状饱和一元酸
【解析】选D。A能发生水解反应,说明A是酯,根据A的分子式,则A应为饱和酯;A水解生成B和C,C能连续被氧化说明C是醇,且含有—CH2OH结构;B能发生银镜反应说明B是甲酸钠,则A是甲酸戊酯,符合条件的C可表示为C4H9CH2OH,根据丁基有4种,可以确定C有4种异构体,分别为CH3(CH2)3CH2OH、CH3CH2CH(CH3)CH2OH、CH3CH(CH3)CH2CH2OH、(CH3)3CCH2OH。A是饱和酯,不易溶于水,故A错误;B是HCOONa,所以只有醛基,没有羧基,故B错误;C选项中C结构简式书写错误;E可能是CH3(CH2)3COOH、CH3CH2CH(CH3)COOH、CH3CH(CH3)CH2COOH、(CH3)3CCOOH四种结构,D正确。
【加固训练】(2016·石家庄模拟)某分子式为C12H24O2的酯,在一定条件下可发生如图所示的转化:
则符合上述条件的酯的结构可能有( )
A.6种 B.7种 C.8种 D.10种
【解析】选C。根据题中转化关系,分子式为C12H24O2的酯水解生成B和C均含有6个碳原子,C为醇,氧化生成D为醛,E为羧酸,水解应在碱性条件下进行,得到的B为羧酸盐。E可表示为C5H11COOH,根据戊基的结构,则E共有8种,则能氧化生成E的醇也有8种,酯的结构共有8种。
7.(能力挑战题)(2016·唐山模拟)三硝酸甘油酯是临床上常用的抗心率失常药。合成该药的步骤如下:
下列关于上述合成过程说法正确的是( )
A.①转化条件是氢氧化钠醇溶液、加热
B.产物②的名称是三氯丙烷
C.由丙烯转化为3-氯丙烯的反应是取代反应
D.三硝酸甘油酯的结构简式为
【解析】选C。根据题中各物质转化关系可知,1-丙醇在浓硫酸的作用下加热发生消去反应得丙烯,A错误。丙烯在500℃条件下与氯气发生取代反应生成3-氯丙烯(CH2Cl—CHCH2),C正确。3-氯丙烯与氯气发生加成反应生成②为1,2,3-三氯丙烷(ClCH2—CHCl—CH2Cl),B错误。ClCH2—CHCl—CH2Cl在碱性条件下发生水解反应得甘油,甘油与硝酸发生取代反应生成三硝酸甘油酯,三硝酸甘油酯的结构简式为,故D错误。
【易错提醒】本题中由于无机含氧酸与醇酯化的反应遇到的较少,对于三硝酸甘油酯的结构容易出现错误。应注意理解反应的特点,在无机含氧酸中能够电离的氢原子一般是羟基氢,如常见含氧酸可表示为HNO3:HO—NO2,H2SO4:
HO—SO2—OH,HNO3与醇发生酯化反应可表示为(以甲醇为例):CH3OH+HO—NO2
CH3—O—NO2+H2O,反应中醇和硝酸中的两个羟基脱去1分子水,则烃基与硝基之间还连接一个氧原子。
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
8.( 14分)(2016·郴州模拟)有机物E用作塑料或涂料的溶剂,可用以下方法合成(部分反应条件及副产物已略去)。
已知:①芳香族化合物B中有两种不同化学环境的氢原子,且两种氢原子的数目比为1∶1;②E中只有一种官能团。
请回答:
(1)由CH2CH2直接生成CH3CHO的反应类型为__________________________。
(2)A的名称为________,由A生成B的反应条件是____________________。
(3)由B生成C的化学反应方程式为__________________________。
(4)由C和D生成E的化学反应方程式为__________________________。
(5)写出符合下列条件的E的所有同分异构体的结构简式:_______________。
①与E的官能团相同;②分子中有三种不同化学环境的氢原子。
【解析】根据题中各物质的转化关系,CH2CH2被氧化成CH3CHO,再被氧化成D,则D为CH3COOH,芳香族化合物B中有两种不同化学环境的氢原子,且两种氢原子的数目比为1∶1,说明B是非常对称的结构,所以B的结构简式为,所以A为,A发生取代反应生成B,B再水解生成C,由于D和C反应生成E,E只有一种官能团,所以可以推知C为,所以E为,D和C发生酯化反应生成E。
(1)根据上面的分析可知,由CH2CH2直接生成CH3CHO的反应类型为氧化反应。
(2)A为,名称为对二甲苯,由A生成B的反应条件是光照。
(3)由B生成C的化学反应方程式为+2NaOH +2NaCl。
(4)由C和D生成E的化学反应方程式为2CH3COOH+
+2H2O。
(5)E为,符合下列条件:①与E的官能团相同;②分子中有三种不同化学环境的氢原子,E的所有同分异构体的结构简式为
、、。
答案:(1)氧化反应
(2)对二甲苯 光照
(3)+2NaOH+2NaCl
(4)2CH3COOH++2H2O
(5)、、
9.(12分)(2016·广州模拟)有机物A可发生如下转化(方框内物质均为有机物,部分无机产物已略去):
已知:+CO2(R、R′可表示烃基或官能团)
请回答:
(1)F蒸气密度是相同条件下H2密度的31倍,且分子中无甲基。已知1 mol F与足量钠作用产生H222.4 L(标准状况),则F的分子式是______________。
(2)G与F的相对分子质量之差为4,则G的性质是________(填字母)。
a.可与银氨溶液反应
b.可与乙酸发生酯化反应
c.可与氢气发生加成反应
d.1 mol G可与2 mol新制Cu(OH)2发生反应
(3)D能与NaHCO3反应,且两分子D可以反应得到含有六元环的酯类化合物,E可使溴的四氯化碳溶液褪色,则D→E的化学方程式是_______________。
(4)B的同分异构体较多,写出一种不含甲基能发生银镜反应的同分异构体的结构简式:__________________________________。
(5)A转化为B和F的化学方程式是___________________________________。
(6)某烃分子H的碳原子数小于10,核磁共振氢谱只有一组峰,在相同条件下也可发生类似B→C的反应并只生成一种有机物I,I的结构简式为____________
__________________________________________________________________。
【解析】F的蒸气密度是相同条件下氢气密度的31倍,说明其相对分子质量为62,1 mol F与足量的金属钠作用产生1 mol H2,说明F中有2个羟基,应为乙二醇,即C2H6O2,被催化氧化成醛,根据G和F的相对分子质量之差为4,则G为乙二醛,A生成B和F的反应应为酯的水解,则B的分子式为C4H6O2,结合题给信息可知应为CH2C(CH3)COOH。A为CH2C(CH3)COOCH2CH2OH,C为CH3COCOOH,与氢气发生加成反应生成D,D应为CH3CH(OH)COOH,在浓硫酸作用下发生消去反应生成E,则E为CH2CHCOOH。
(2)G为OHC—CHO,可发生氧化和加成反应,不能发生酯化反应,因含有2个
—CHO,则1 molG最多可与4 mol新制Cu(OH)2发生反应,选a、c。
(3)D在浓硫酸加热作用下发生消去反应生成E,则反应的方程式为CH3CH(OH)COOHCH2CH—COOH+H2O。
(4)B的分子式为C4H6O2,其不含甲基能发生银镜反应的同分异构体应为甲酸酯,或含有醛基,或含有醛基和羟基,且羟基在端位碳原子上,结构可能为
HCOOCH2—CHCH2、OHCCH2CH2CHO、HOCH2—CHCH—CHO等。
(5)酯水解生成酸和醇,反应方程式为CH2C(CH3)COOCH2CH2OH+H2O
CH2C(CH3)COOH+HOCH2CH2OH。
(6)某烃分子H的碳原子数小于10,核磁共振氢谱只有一组峰,在相同条件下也可发生类似B→C的反应并只生成一种有机物I,说明结构中含有碳碳双键,形成双键的碳原子上连接相同的取代基,没有氢原子,所以H的结构简式为
(CH3)2CC(CH3)2,被高锰酸钾氧化成羰基,所以I的结构简式(CH3)2CO。
答案:(1)C2H6O2 (2)a、c
(3)CH3CH(OH)COOHCH2CH—COOH+H2O
(4)HCOOCH2—CHCH2(或OHCCH2CH2CHO等答案合理即可)
(5)CH2C(CH3)COOCH2CH2OH+H2OCH2C(CH3)COOH+HOCH2CH2OH
(6)(CH3)2CO
10.(18分)(2016·郑州模拟)香料G的一种合成工艺如图所示。
核磁共振氢谱显示A有两种峰,其强度之比为1∶1。
已知:
请回答下列问题:
(1)A的结构简式为________,G中官能团的名称为____________________。
(2)检验M已完全转化为N的实验操作是___________________________。
(3)有学生建议,将M→N的转化用KMnO4(H+)代替O2,老师认为不合理,原因是
_______________________________________________________________。
(4)写出下列转化的化学方程式,并标出反应类型:
K→L______________________________________________________________,
反应类型为________________________________________________________。
(5)F是M的同系物,比M多一个碳原子。满足下列条件的F的同分异构体有________种。(不考虑立体异构)
①能发生银镜反应
②能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应
③苯环上有两个对位取代基
(6)以丙烯和NBS试剂为原料制备甘油(丙三醇),请设计合成路线(其他无机原料任选)。
请用以下方式表示:AB…目标产物
【解析】(1)由于E和N在浓硫酸作用下形成G,从反应产物来看,E应该是环状烯醇结构,结合已知信息对应的反应条件,以及A进行催化加氢反应得到B可知A的结构为,可以采用逆推的办法,得到每一种物质。从G的结构简式可以看出,G含有的官能团为碳碳双键、酯基。
(2)M向N的转化,就是醛基被氧化为羧基,如果M完全转化,那么所得反应后的物质中就不会有醛基的存在,所以可以采用检验是否有醛基来证明是否完全转化,故检验方法为取少量试样于试管中,滴加稀NaOH至溶液呈碱性,再加新制的Cu(OH)2加热,若没有红色沉淀产生,说明M已完全转化为N。
(3)酸性高锰酸钾的氧化性很强,除了可以将醛基氧化为羧基外,还可以将碳碳双键氧化,如果选用酸性高锰酸钾来氧化醛基,那么同时也破坏了碳碳双键。
(4)K到L的转化,就是两种醛的反应,在题干已知部分有相应的反应方程式可以模仿,所以反应方程式为+CH3CHO,从有机反应的原理来看,该反应为加成反应。
(5)F和M互为同系物,而F比M多一个碳原子,同时满足条件①②③,必须保证碳碳双键、醛基和苯环两个对位取代基的存在和完整。可以将苯环外的其他组成分成三部分,甲基、碳碳双键和醛基,将醛基固定在苯环上,那么对位可以先连碳原子后面连碳碳双键,也可以先连碳碳双键,然后双键的碳原子上连甲基,这样形成3
种结构,也可以在苯环上固定一个碳原子,然后醛基连在碳原子上,和碳碳双键对位,也可以醛基连在碳碳双键上,这样形成3种结构,故一共有6种符合条件的同分异构体。
(6)由题干可知,丙烯和NBS作用,可以在碳碳双键的相邻碳原子上引进溴原子,然后再和溴的四氯化碳溶液进行加成反应,每个碳原子上引进一个溴原子,再进行碱性水解即可得到。
答案:(1) 碳碳双键、酯基
(2)取少量试样于试管中,滴加稀NaOH至溶液呈碱性,再加新制的Cu(OH)2加热,若没有红色沉淀产生,说明M已完全转化为N(其他合理操作均可)
(3)KMnO4(H+)在氧化醛基的同时,还可以氧化碳碳双键
(4)+CH3CHO
加成反应
(5)6
(6)CH2CH—CH3CH2CH—CH2—Br
11.(14分)(能力挑战题)物质G俗称衣康酸,是制备高效黏合剂等多种精细化学品的重要原料,可经下列反应路线得到:
回答下列问题:
(1)G中含有的官能团的名称是________,反应③的反应类型是______________。
(2)写出反应⑥的化学方程式_________________________________________。
(3)A的名称为____________,B的结构简式是____________。
(4)衣康酸有多种同分异构体,其中有一种异构体M,满足下列条件:
①1 mol M可与2 mol NaHCO3反应;②核磁共振氢谱有2个峰。
写出其结构简式______________________________。
(5)下列关于G的说法正确的是______________________________________。
a.能使酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液褪色
b.能与Na2CO3反应,但不与HBr反应
c.能与新制Cu(OH)2反应
d.1 mol G完全燃烧消耗5 mol O2
【解析】(1)G的结构简式为,含有的官能团为羧基和碳碳双键。比较C和D的分子式,C→D减少一个Cl,增加一个C和一个N。结合反应条件,可以确定该反应中—Cl被—CN取代,因此该反应为取代反应。
(2)比较反应⑥的反应物和反应⑦的产物,结合反应条件可以确定反应⑥为醇的氧化反应,反应为+O2+2H2O。
(3)根据逆推,可以确定E应为,D为,C为,B为,A为,因此A为2-甲基-1-丙烯。
(4)1 mol M可与2 mol NaHCO3反应,说明M中含有2个—COOH;核磁共振氢谱有2个峰,说明分子中只有两类氢原子,则分子有很好的对称性,分子中两羧基处于对称位置,且还有一类氢原子,则M的结构简式为。
(5)G的结构简式为,分子中的碳碳双键可被酸性KMnO4溶液氧化,可与溴发生加成反应,a正确。羧基能与Na2CO3反应,碳碳双键可与HBr发生加成反应,b错误。羧基能与新制Cu(OH)2发生中和反应,c正确。G的分子式为C5H6O4,1 mol G完全燃烧消耗4.5 mol O2,d错误。
答案:(1)羧基、碳碳双键 取代反应
(2)+O2+2H2O
(3)2-甲基-1-丙烯
(4) (5)a、c
【互动探究】(1)写出B与NaOH溶液反应的化学方程式。
提示:+2NaOH+2NaCl。
(2)物质G既可发生加聚反应生成H,又可与乙二醇发生缩聚反应生成I,试写出H、I的结构简式。
提示:H的结构简式为,I的结构简式为。