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北京高考化学有机化合物推断题综合题
一、有机化合物练习题(含详细答案解析)
1.合成乙酸乙酯的路线如下:CH2=CH2C2H5OHCH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3。
请回答下列问题:
(1)乙烯能发生聚合反应,其产物的结构简式为_____。.
(2)乙醇所含的官能团为_____。
(3)写出下列反应的化学方程式.。
反应②:______,反应④:______。
(4)反应④的实验装置如图所示,试管B中在反应前加入的是_____。
【答案】 -OH 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O CH3CH2OH +CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O 饱和碳酸钠溶液
【解析】
【分析】
(1)乙烯能发生聚合反应生成聚乙烯;
(2)反应②是乙醇的催化氧化生成乙醛和水;反应④是乙酸和乙醇在浓硫酸加热反应生成乙酸乙酯和水。
(3)反应②为乙醇催化氧化生成乙醛和水,反应④为乙酸和乙醇在浓硫 酸加热反应生成乙酸乙酯和水。
【详解】
(1)乙烯在一定条件下能发生加聚反应生成聚乙烯,其结构简式为,故答案为: ;
(2)乙醇的结构简式CH3CH2OH,含有的官能团为:-OH,故答案为:-OH;
(3)反应②为乙醇催化氧化生成乙醛和水,其反应方程式为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;反应④为乙酸和乙醇在浓硫 酸加热反应生成乙酸乙酯和水,反应的化学方程式为:CH3CH2OH +CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O,故答案:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;CH3CH2OH +CH3COOHCH3COOCH2CH3+H2O;
反应④为乙酸和乙醇在浓硫 酸加热反应制取乙酸乙酯,因为乙酸和乙醇沸点低易挥发,且都能溶于水,CH3COOCH2CH3不溶于水,密度比水小,所以试管B中在反应前加入的是饱和碳酸钠溶液,它可以降低乙酸乙酯的降解性,同时可以吸收乙酸,溶解乙醇,故答案:饱和碳酸钠溶液。
2.华法林(Warfarin)又名杀鼠灵,为心血管疾病的临床药物。其合成路线(部分反应条件略去) 如下所示:
回答下列问题:
(1)A 的名称为________,E 中官能团名称为________。
(2)B 的结构简式为________。
(3)由 C 生成 D 的化学方程式为___________
(4)⑤的反应类型为_________,⑧的反应类型为________。
(5)F 的同分异构体中,同时符合下列条件的同分异构体共有___________种。
a.能与 FeCl3 溶液发生显色反应 b.含有-CHO
其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为___________
【答案】甲苯 酯基 取代反应 加成反应 13
【解析】
【分析】
由A的分子式及产物的性质,可确定A为,在光照条件下发生-CH3上的取代反应生成B(),B发生水解反应生成C(),C催化氧化生成D(),D与CH3COCH3在NaOH、加热条件下发生羟醛缩合反应,生成和水。
【详解】
(1)A为,名称为甲苯,E为,官能团名称为酯基。答案为:甲苯;酯基;
(2)由以上分析知,B 的结构简式为。答案为:;
(3)C()催化氧化生成D(),化学方程式为。答案为:;
(4)⑤为与(CH3CO)2O在浓硫酸的催化作用下反应生成和CH3COOH,则反应类型为取代反应,⑧为与反应生成,反应类型为加成反应。答案为:取代反应;加成反应;
(5)F 的同分异构体中,同时符合:a.能与 FeCl3 溶液发生显色反应、b.含有-CHO条件的同分异构体共有13种。它们为苯环上有-OH(酚)、-CH2CHO两个取代基的异构体3种,苯环上有-OH(酚)、-CHO、-CH3三个取代基的异构体10种。其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为。答案为:13;。
【点睛】
F的13种同分异构体,含有3个取代基的异构体为,,(其中,-CH3位于序号所在的位置),(共3种)。
3.含氧有机化合物是重要的化学工业原料。完成下列填空:
(1)工业上,乙醇可以通过粮食发酵制取,也可由乙烯在一定条件下和__________反应制取。
(2)乙醇催化氧化生成乙醛,乙醛中的官能团为____________。乙醛与环氧乙烷()互为____________。
(3)写出CH3COOH和CH3CH2OH发生酯化反应的化学方程式。____________________________
【答案】水 醛基 同分异构体
【解析】
【分析】
(1)工业上,乙醇可以通过粮食发酵制取,也可由乙烯在一定条件下和水反应制取;
(2)乙醛中的官能团为醛基-CHO, 乙醛与环氧乙烷()分子式相同,互为同分异构体;
(3)CH3COOH和CH3CH2OH发生酯化反应的化学方程式:;
【详解】
(1)工业上,乙醇可以通过粮食发酵制取,也可由乙烯在一定条件下和水反应制取,故答案为:水;
(2)乙醛中的官能团为醛基-CHO, 乙醛与环氧乙烷()分子式相同,互为同分异构体,故答案为:醛基;同分异构体;
(3)CH3COOH和CH3CH2OH发生酯化反应的化学方程式:,故答案为:。
4.聚乳酸(PLA),是一种无毒性、可再生、可分解的高分子聚合物塑料,PLA早期是开发在医学上使用,作手术缝合线及骨钉等,现在则已较广泛的应用于一些常见的物品,如:包装袋、纺织纤维,PLA由植物中萃取出淀粉(玉米、甜菜、小麦、甘薯等)或用纤维素(玉米干草、麦杆、甘蔗渣等木质的农业废弃物)经过下列过程制造而成:
淀粉或纤维素葡萄糖乳酸聚乳酸
根据上述信息,回答下列问题:
(1)淀粉水解生成葡萄糖的化学方程式为_________;
(2)已知1mol葡萄糖2mol乳酸,转化过程中无其它反应物、生成物,则乳酸的分子式为_________;
(3)某研究性小组为了研究乳酸(无色液体,与水混溶)的性质,做了如下实验:
①取1.8g乳酸与过量的饱和NaHCO3溶液反应,测得生成的气体体积为448mL(气体体积已换算为标准状况下体积);
②另取1.8g乳酸与过量的金属钠反应,测得生成的气体体积为448mL(气体体积已换算为标准状况下体积)。
由实验数据推知乳酸分子含有_________(填官能团名称),从以上条件推知乳酸的结构简式可能为_________;
(4)经现代化学仪器分析,测定乳酸分子中含有一个甲基.请写出乳酸分子之间通过酯化反应生成的六元环状化合物的结构简式_________。
【答案】(C6H10O5)n+nH2On C6H12O6 C3H6O3 羟基、羧基 CH3CH(OH)COOH、CH2(OH)CH2COOH
【解析】
【分析】
(1)根据信息淀粉水解生成葡萄糖结合质量守恒书写化学方程式。
(2)根据信息:1mol葡萄糖2mol乳酸,转化过程中无其它反应物、生成物,结合质量守恒书写化学式。
(3)根据n=m/M计算出1.8g 乳酸的物质的量,能与过量的饱和NaHCO3溶液反应,说明1个乳酸分子中含有一个羧基;另取1.8g 乳酸与过量的金属钠反应,测得生成的气体体积为448mL (标准状况下),则乳酸分子中另一个官能团是醇羟基;据此解答。
(4)经现代化学仪器分析,测定乳酸分子中含有一个甲基,说明醇羟基位于中间碳原子上,根据酯化反应的原理书写六元环状化合物。
【详解】
(1)淀粉在淀粉酶的作用下最终水解为葡萄糖C6H12O6 ,化学方程式为: (C6H10O5)n+nH2On C6H12O6 ;正确答案: (C6H10O5)n+nH2On C6H12O6。
(2)1mol葡萄糖2mol乳酸,转化过程中无其它反应物、生成物,1mol葡萄糖(C6H12O6)含6molC、12molH、6molO,转化为2mol乳酸,所以1mol乳酸中含3molC , 6molH,3molO, 则乳酸的分子式为C3H6O3 ;正确答案: C3H6O3。
(3) 1.8g乳酸的物质的量1.8/90=0.02mol,取1.8g 乳酸与过量的饱和NaHCO3溶液反应,测得生成的气体体积为448mL (标准状况下),说明乳酸分子中含有羧基,反应生成的二氧化碳气体的物质的量0.448/22.4=0.02mol,说明1个乳酸分子中含有1个羧基;另取1.8g乳酸与过量的金属钠反应,产生氢气0.448/22.4=0.02mol;0.02mol乳酸含有0.02mol 羧基与金属钠反应生成0.01mol 氢气,则乳酸分子中另一个官能团是醇羟基, 0.02mol乳酸含有0.02mol 醇羟基,与金属钠反应生成0.01mol氢气;所以乳酸的结构简式可能为: CH3CH(OH)COOH、CH2(OH)CH2COOH ;正确答案:羟基、羧基;CH3CH(OH)COOH、CH2(OH)CH2COOH。
(4)乳酸的结构简式可能为CH3CH(OH)COOH、CH2(OH)CH2COOH,经现代化学仪器分析,测定乳酸分子中含有一个甲基,说明醇羟基位于中间碳原子上,乳酸的结构简式为CH3CH(OH)COOH,2个乳酸分子在一定条件下可发生酯化反应生成六元环状化合物,结构简式为;正确答案:。
5.乙烯是石油裂解气的主要成分,它的产量通常用来衡量一个国家的石油化工发展水平。请回答下列问题。
(1)乙烯的电子式为____,结构简式为____。
(2)鉴别甲烷和乙烯可用的试剂是____(填字母)。
A 稀硫酸 B 溴的四氯化碳溶液
C 水 D 酸性高锰酸钾溶液
(3)已知2CH3CHO+O22CH3COOH。若以乙烯为主要原料合成乙酸,其合成路线如图所示。
乙烯AB乙酸
反应②的化学方程式为________。
工业上以乙烯为原料可以生产一种重要的合成有机高分子化合物,其反应的化学方程式为____,反应类型是____。
【答案】 CH2=CH2 BD 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O nCH2=CH2CH2—CH2 加聚反应
【解析】
【分析】
(1)乙烯是含有碳碳双键的最简单的烯烃,根据电子式可以书写结构简式;
(2)乙烯中含有碳碳双键,可以发生加成反应,可以被强氧化剂氧化,而甲烷不能;
(3)乙烯可以和水加成生成乙醇,乙醇可以被氧化为乙醛,乙醛易被氧化为乙酸;乙烯可以发生加聚反应生成聚乙烯。
【详解】
(1)乙烯中碳和碳之间以共价双键结合,电子式为:,根据电子式可以书写结构简式为:CH2=CH2,故答案为:,CH2=CH2;
(2)乙烯中含有碳碳双键,可以发生加成反应,使溴水褪色,可以被强氧化剂高锰酸钾氧化,从而使高锰酸钾褪色,而甲烷不能,故答案为:BD;
(3)乙烯可以和水加成生成乙醇,所以A是乙醇,乙醇可以被氧化为B乙醛,乙醛易被氧化为C乙酸,乙醇的催化氧化反应为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;乙烯可以发生加聚反应生成聚乙烯,反应为:nCH2=CH2CH2—CH2,属于加聚反应,故答案为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O ;nCH2=CH2CH2—CH2;加聚反应。
6.结合已学知识,并根据下列一组物质的特点回答相关问题。
(1)邻二甲苯的结构简式为____(填编号,从A~E中选择)。
(2)A、B、C之间的关系为____(填序号)。
a.同位素 b.同系物 c.同分异构体 d. 同素异形体
(3)请设计一个简单实验来检验A与D,简述实验操作过程:_____________。
(4)有机物同分异构体的熔沸点高低规律是“结构越对称,熔沸点越低”,根据这条规律,判断C、D、E的熔沸点由高到低的顺序:______(填编号)。
【答案】E b 取少量A、D分别装入两支试管中,向两支试管中滴入少量酸性KMnO4溶液,振荡,若溶液褪色,则为间二甲苯;若溶液不褪色,则为苯; E>D>C
【解析】
【分析】
(1)邻二甲苯表示苯环相邻位置各有1个甲基;
(2)结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物;
(3)苯不能被酸性KMnO4溶液氧化,间二甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化;
(4)根据结构越对称,熔沸点越低解题。
【详解】
(1)C为对二甲苯,D为间二甲苯,E为邻二甲苯,故答案为:E;
(2)A、B、C的结构简式中都含有苯环,分子式依次相差1个“CH2”,符合通式CnH2n-6(n≥6),所以它们互为同系物,故答案为:b;
(3)苯不能被酸性KMnO4溶液氧化,间二甲苯能被酸性KMnO4溶液氧化,则检验苯与间二甲苯的操作为取少量A、D分别装入两支试管中,向两支试管中滴入少量酸性KMnO4溶液,振荡,若溶液褪色,则为间二甲苯;若溶液不褪色,则为苯;
(4)对二甲苯的对称性最好,邻二甲苯的对称性最差,故熔沸点由高到低:E>D>C。
7.苯甲酸具有弱酸性,可以和乙醇发生酯化反应生成苯甲酸乙酯。苯甲酸乙酯(密度1.05g•cm-3)稍有水果气味,用于配制香水香精和人造精油,也大量用于食品以及用作有机合成中间体等。制备苯甲酸乙酯的过程如下:
I.制备粗产品:如图所示装置中,于50ml圆底烧瓶中加入8.0g苯甲酸(Mr=122)、20ml乙醇(Mr=46,密度0.79g•cm-3)、15ml环己烷、3ml浓硫酸,摇匀,加沸石。在分水器中加水,接通冷凝水,水浴回流约2h,反应基本完成。记录体积,继续蒸出多余环己烷和醇(从分水器中放出)。
粗产品纯化:加水30ml,分批加入固体NaHCO3,分液,然后水层用20ml石油醚分两次萃取。合并有机层,用无水硫酸镁干燥。回收石油醚,加热精馏,收集210~213℃馏分。
相关数据如下:
沸点(℃,1atm)
苯甲酸
苯甲酸乙酯
石油醚
水
乙醇
环己烷
共沸物环己烷水乙醇
249
212.6
40~80
100
78.3
80.75
62.6
根据以上信息和装置图回答下述实验室制备有关问题:
(1)写出制备苯甲酸乙酯反应的化学方程式_____________________________________,
仪器a的名称______________,冷凝水的进水口为______(填a或b)。
(2)在本实验中可以提高苯甲酸乙酯产率的方法有:_________________________________。
A.加入环已烷形成水乙醇环已烷三元共沸物分离出反应过程中生成的水
B.加过量的乙醇
C.使用分水器及时分离出生成的水
(3)如何利用实验现象判断反应已基本完成_____________________________________。
(4)固体NaHCO3的作用______________________________,加入固体NaHCO3后实验操作分液所用到的主要玻璃仪器为____________________。
【答案】+CH3CH2OH + (球形)冷凝管 b ABC 加热回流至分水器中水位不再上升 中和硫酸和未反应的苯甲酸 分液漏斗
【解析】
【分析】
(1)苯甲酸和乙醇反应生成苯甲酸乙酯和水,根据装置图判断仪器的名称,冷凝水进出水方向为“下进上出”;
(2)苯甲酸和乙醇反应生成苯甲酸乙酯和水的反应为可逆反应,根据影响平衡移动的因素可确定提高苯甲酸乙酯产率的方法;
(3)根据分水器中水位判断反应是否基本完成;
(4)NaHCO3能和酸反应,加入固体NaHCO3后使用分液漏斗进行分液。
【详解】
(1)根据题干信息知,苯甲酸和乙醇反应生成苯甲酸乙酯和水,化学反应方程式为:+CH3CH2OH +,根据装置图可知仪器a的名称为冷凝管,为使冷凝效果最好进水口为b;
(2)苯甲酸和乙醇反应生成苯甲酸乙酯和水的反应为可逆反应,所以加过量的乙醇、使用分液器及时分离子出生成的水,加入过量的乙醇、使用分液器及时分离子出生成的水等能提高苯甲酸乙酯产率,故ABC正确;
(3)甲酸和乙醇反应生成苯甲酸乙酯和水,分水器中可收集到水,所以判断反应已基本完成的方法是:加热回流至分水器中水位不再上升;
(4)碳酸氢钠具有碱性,能和硫酸和苯甲酸反应生成盐,所以加入碳酸氢钠的目的是中和硫酸和未反应的苯甲酸,加人固体NaHCO3后分液,所以要用分液漏斗。
【点睛】
解答本题时要注意理清物质制备实验题解题思维模式:
明确实验目的——分析反应原理——理解仪器的作用——解决制备中的问题。
物质制备实验常考查的内容:(1)制备原理的科学性;(2)实验操作顺序,试剂加入顺序;(3)化学实验基本操作方法;(4)物质的分离和提纯方法;(5)仪器的用途;(6)化学实验现象的描述;(7)实验安全等。
8.聚丙烯腈的单体是丙烯腈(CH2═CHCN),其合成方法很多,如以乙炔为原料,其合成过程的化学反应方程式如下:
①CH≡CH(乙炔)+HCN(氢氰酸)CH2═CHCN(丙烯腈)
②nCH2═CHCN→(聚丙烯腈)
回答下列问题:
(1)制备聚丙烯腈的反应类型是_________;
(2)聚丙烯腈中氮的质量分数为_________;
(3)如何检验某品牌的羊毛衫是羊毛还是“人造羊毛”?_________,_________,_________;
(4)根据以上材料分析,聚丙烯腈是线型结构还是体型结构?_________。
【答案】加成反应和加聚反应 26.4% 羊毛接近火焰时蜷缩,燃烧时有特殊气味(烧焦羽毛的气味),燃烧后灰烬用手一压就变成粉末 而化学纤维(如腈纶)接近火焰时迅速蜷缩,燃烧较缓慢,气味与羊毛(主要成分是蛋白质) 燃烧时明显不同,趁热可拉成丝,灰烬为灰褐色玻璃球状,不易破碎 线型结构
【解析】
【分析】
根据化学反应方程式的特点进行判断反应类型;根据化学式计算氮元素的质量分数;
根据羊毛和人造羊毛的成分进行分析
【详解】
(1)由反应方程式的特点可知:反应①属于加成反应,反应②属于聚合反应(加聚反应);故答案为:加成反应和加聚反应;
(2)由聚丙烯腈的链节为,所以聚丙烯腈中氮的质量分数为:w(N)=×100%=×100%≈26.4%;答案:26.4%。
(3)羊毛接近火焰时蜷缩,燃烧时有烧焦羽毛的气味,燃烧后灰烬用手一压就变成粉末;而化学纤维如腈纶接近火焰时迅速蜷缩,燃烧较缓慢,气味与羊毛燃烧时明显不同,趁热可拉成丝,灰烬为灰褐色玻璃球状,不易破碎;答案:羊毛接近火焰时蜷缩,燃烧时有特殊气味(烧焦羽毛的气味),燃烧后灰烬用手一压就变成粉末;而化学纤维(如腈纶)接近火焰时迅速蜷缩,燃烧较缓慢,气味与羊毛(主要成分是蛋白质)。
(4)由于聚丙烯腈分子中的结构单元连接成长链,故属于线型高分子。答案:线型结构。
9.高血脂严重影响人体健康,化合物E是一种临床治疗高血脂症的药物。E的合成路线如下(部分反应条件和试剂略):
请回答下列问题:
(1)试剂Ⅰ的名称是______,试剂Ⅱ中官能团的名称是______,第② 步的反应类型是_______。
(2)第①步反应的化学方程式是_____________。
(3)第⑥步反应的化学方程式是_____________。
(4)第⑦步反应中,试剂Ⅲ为单碘代烷烃,其结构简式是_________ 。
(5)C的同分异构体在酸性条件下水解,生成X、Y和CH3(CH2)4OH。若X含有羧基和苯环,且X和Y的核磁共振氢谱都只有两种类型的吸收峰,则X与Y发生缩聚反应所得缩聚物的结构简式是___________。
【答案】甲醇 溴原子 取代反应 CH3I
【解析】
【分析】
【详解】
(1)试剂Ⅰ的结构简式为CH3OH,名称为甲醇;试剂Ⅱ的结构简式为BrCH2CH2CH2Br,所含官能团的名称为溴原子;根据和的结构及试剂Ⅱ判断第②步的反应类型为取代反应。
(2)根据题给转化关系知第①步反应为CH3CH(COOH)2和CH3OH在浓硫酸、加热的条件下发生酯化反应生成CH3CH(COOCH3)2和水,化学方程式为。
(3)根据题给转化关系推断C为,结合题给信息反应知在加热条件下反应生成,化学方程式为。
(4)试剂Ⅲ为单碘代烷烃,根据和的结构推断,试剂Ⅲ的结构简式是CH3I。
(5)C的分子式为C15H20O5,其同分异构体在酸性条件下水解,含有酯基,生成X、Y和CH3(CH2)4OH,生成物X含有羧基和苯环,且X和Y的核磁共振氢谱均只有两种类型的吸收峰,则X为对二苯甲酸,Y为CH2OHCH2OH,则X与Y发生缩聚反应所得缩聚物的结构简式是。
【点睛】
本题考查选修5《有机化学基础》相关知识,以简答或填空形式考查。常涉及如下高频考点:有机物的命名;官能团的识别、检验方法和官能团转化的反应条件;反应类型判断;有机物分子中原子共线、共面分析;有机物结构简式推断及书写;有机化学反应方程式书写;同分异构数目判断及书写;有机物合成路线设计等。解答此类题目首先要熟练掌握常见有机物官能团的性质和相互转化关系,然后阅读题给信息(转化关系和题给信息反应),与教材信息整合形成新的知识网络。有机推断的关键点是寻找突破口,抓住突破口进行合理假设和推断。常见突破口有:特殊颜色,特殊状态,特殊气味等物理性质;特殊反应类型和反应条件,特殊反应现象和官能团所特有的性质,特殊制法和特殊用途等。有机合成首先判断目标有机物属于哪类有机物,其次分析目标有机物中碳原子的个数、碳链组成与原料、中间物质的组成关系。根据给定原料,结合信息,利用反应规律合理地把目标有机物分解成若干个片段,找出官能团引入、转换的途径及保护方法。找出关键点、突破点后,要正向思维和逆向思维、纵向思维和横向思维相结合,选择最佳合成途径。(5)小题是本题的难点,首先根据C的分子式和题给信息确定其同分异构体属于酯类,结合水解产物的结构和性质确定X为对二苯甲酸,Y为CH2OHCH2OH,进一步写出缩聚产物的结构简式。审清题目的要求,规范书写化学用语是得分的关键。题目难度适中。
10.原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W、R,其中X、Y两种元素的核电荷数之差等于它们的原子最外层电子数之和;Y、Z位于相邻主族;Z是地壳中含量最高的元素。X、W是同主族元素。上述五种元素两两间能形成四种常见的化合物甲、乙、丙、丁,这四种化合物中原子个数比如下表:
(1)写出下列元素符号:Y:___;W:___;R:___。
(2)写出下列化合物的电子式:乙:___;丙:___。
(3)向甲的水溶液中加入丁,有淡黄色沉淀生成,请写出反应的化学方程式为:___。
(4)甲和乙反应能放出大量的热,同时生成两种无污染的物质, 请写出该反应的化学方程式::___。
【答案】N Na S H2O2+Na2S=2NaOH+S↓ 2H2O2+N2H4=N2↑+4H2O↑
【解析】
【分析】
Z是地壳中含量最高的元素,Z是氧;原子序数依次增大的短周期主族元素 Y、Z位于相邻主族,Y为氮;X、Y两种元素的核电荷数之差等于它们的原子最外层电子数之和,假设X为第二周期元素序数为a,7-a=5+a-2,计算得a=2,与假设不符,故X为第一周期的氢元素;X、W是同主族元素,W是钠;根据丁中的原子个数比,R化合价为-2,则R为硫。行成的化合物甲是H2O2,乙是N2H4,丙为Na2O2,丁为Na2S。
【详解】
(1)根据分析:Y为N,W是Na,R是S;
(2)根据分析,乙的电子式;丙的电子式
(3)根据分析,向H2O2的水溶液中加入Na2S,双氧水作氧化剂发生还原反应,Na2S作还原剂发生氧化反应转化为淡黄色沉淀S,反应的化学方程式为:H2O2+Na2S=2NaOH+S↓;
(4)H2O2和N2H4反应能放出大量的热,N2H4作还原剂被氧化为无污染物的N2,H2O2作氧化剂被还原生成水,且为气态,则该反应的化学方程式:2H2O2+N2H4=N2↑+4H2O↑。
【点睛】
双氧水可以作氧化剂,也可以作还原剂,遇强还原剂,双氧水作氧化剂,其中的氧化合价由-1变,-2,以水或者其他酸根的离子形式存在;遇强氧化剂,双氧水作还原剂,中的氧的化合价由-1变为0,以氧气分子形式存在。
11.A、B、C、D、E 均为有机物,其中 B 是化学实验中常见的有机物, 它易溶于水并有特殊香味;A 的产量可衡量一个国家石油化工发展的水平,G 是生活中常见的高分子材料。有关物质的转化关系如图甲所示:
(1)写出 A 的结构式_____;B 中官能团的名称为_____。
(2)写出下列反应的化学方程式:
反应③____;
反应④____。
(3)实验室利用反应⑥制取 E,常用如图装置:
①a 试管中主要反应的化学方程式为_____。
②实验开始时,试管甲中的导管不伸入液面下的原因是_____;当观察到试管甲中_____时,认为反应基本完成。
【答案】 羟基 防止倒吸 不再有油状液体滴下
【解析】
【分析】
A的产量可衡量一个国家石油化工发展的水平,A是乙烯,结构简式为CH2=CH2;B是化学实验室中常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味,根据框图中信息,B在红热铜丝发生催化氧化,可推知B是乙醇,根据框图中的转化关系、反应条件和反应试剂可推得, C是乙醛,D是乙酸,E是乙酸乙酯,据此进行解答。
【详解】
A的产量可衡量一个国家石油化工发展的水平,A是乙烯,结构简式为CH2=CH2;B是化学实验室中常见的有机物,它易溶于水并有特殊香味,根据框图中信息,B在红热铜丝发生催化氧化,可推知B是乙醇,根据框图中的转化关系、反应条件和反应试剂可推得, C是乙醛,D是乙酸,E是乙酸乙酯。
(1)由上述分析可知A 的结构式为,B 为乙醇中官能团的名称为羟基,故答案为:;羟基;
(2)反应③化学方程式为: ,反应④化学方程式为: ,故答案为:; ;
(3)①反应⑥为乙酸和乙醇的酯化反应,则①a 试管中主要反应的化学方程式为,故答案为:;
②乙酸乙酯中混有的乙酸和乙醇蒸汽易溶于水,为了防倒吸,实验开始时,试管甲中的导管不伸入液面下;由于乙酸乙酯难溶于水,因此当观察到试管甲中不再有油状液体滴下时,反应基本完成,故答案为:防止倒吸;不再有油状液体滴下。
12.化合物W可用作高分子膨胀剂,一种合成路线:
回答下列问题
(1)②的反应类型是________________。
(2)D的系统命名为____________________。
(3)反应④所需试剂,条件分别为__________________。
(4)G的分子式为___________,所含官能团的名称是_______________。
(5)写出与E互为同分异构体且满足下列条件的酯类化合物的结构简式__________(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1∶1)。
(6)苯乙酸苄酯()是花香型香料,设计由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线___________________(无机试剂任选)。
【答案】取代反应 丙二酸 乙醇、浓硫酸、加热 C12H18O3 羟基 或
【解析】
【分析】
A是ClCH2COOH与Na2CO3发生复分解反应产生B:ClCH2COONa,ClCH2COONa与NaCN发生取代反应产生C:NC-CH2COONa,然后酸化得到D:HOOC-CH2-COOH,HOOC-CH2-COOH与乙醇在浓硫酸存在和加热时发生酯化反应产生E:C2H5OOC-CH2-COOC2H5,C2H5OOC-CH2-COOC2H5,E在一定条件下发生取代反应产生F:,F与H2发生还原反应产生G:,G发生取代反应产生W:。
【详解】
(1)ClCH2COONa中的Cl原子被-CN确定产生NC-CH2COONa,所以反应②类型为取代反应;
(2)D结构简式为HOOC-CH2-COOH,名称为丙二酸;
(3)丙二酸与乙醇在浓硫酸作催化剂的条件下加热发生酯化反应产生C2H5OOC-CH2-COOC2H5,所以反应④所需试剂、条件分别为乙醇、浓硫酸、加热;
(4)由G结构简式可知G的分子式为C12H18O3,所含官能团的名称是羟基;
(5)E结构简式是C2H5OOC-CH2-COOC2H5,分子式是C7H12O4,与E互为同分异构体且核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1∶1的酯类化合物的结构简式为或;
(6)苯甲醇与HCl发生取代反应产生,与NaCN发生取代反应产生,酸化得到,与苯甲醇发生酯化反应产生,故由苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线为:。
【点睛】
本题考查了有机物的推断,把握官能团的结构及其与物质性质、反应类型的关系是本题解答的关键,注意有机物转化时官能团的变化和物质性质的应用,注意加成反应与取代反应的特点,物质与氢气的加成反应也叫还原反应,得氧失氢被氧化,得氢失氧被还原。
13.成熟的苹果中含有淀粉、葡萄糖和无机盐等,某课外兴趣小组设计了一组实验证明某些成分的存在,请你参与并协助他们完成相关实验。
(1)用小试管取少量的苹果汁,加入_______(填名称),溶液变蓝,则证明苹果中含有淀粉。
(2)利用含淀粉的物质可以生产醋酸。下面是生产醋酸的流程图,试回答下列问题:
B是日常生活中有特殊香味的常见有机物,在有些饮料中含有B。
①写出化学方程式,并注明反应类型。
B与醋酸反应:____________________________,属于______________反应。
B→C____________________________,属于____________________________反应。
②可用于检验A的试剂是____________________________。
【答案】碘水 CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O 取代(或酯化) 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O 氧化 新制的氢氧化铜悬浊液(合理答案均可)
【解析】
【分析】
(1)碘单质遇淀粉变蓝色;
(2)①淀粉在酸性条件下水解生成葡萄糖,葡萄糖在催化剂的条件下生成乙醇,乙醇可被氧化为乙醛,最终氧化物乙酸;
②葡萄糖中含有醛基。
【详解】
(1)苹果中含有淀粉,碘单质遇淀粉变蓝色,向苹果汁中加入碘水,溶液变蓝,则苹果中含有淀粉;
(2)淀粉在酸性条件下水解生成葡萄糖,葡萄糖在催化剂的条件下生成乙醇,乙醇可被氧化为乙醛,最终氧化物乙酸,则A为葡萄糖,B为乙醇,C为乙醛;
①乙醇和乙酸在浓硫酸作用下发生酯化(取代)反应生成乙酸乙酯,反应的方程式为CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;B为乙醇,C为乙醛,乙醇可在催化剂条件下发生催化氧化生成乙醛,反应的方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
②葡萄糖中含有醛基,检验葡萄糖可用新制的氢氧化铜悬浊液,加热后若产生砖红色沉淀,则淀粉水解生成葡萄糖。
14.现有7瓶失去标签的试剂瓶,已知它们盛装的是有机液体,可能是乙醇、乙酸、苯、乙酸乙酯、油脂、葡萄糖溶液、蔗糖溶液。现通过如下实验来确定各试剂瓶中所装液体的名称。已知:乙酸乙酯在稀溶液中发生水解反应的化学方程式为。
实验步骤和方法
实验现象
①把7瓶液体依次标号为A、B、C、D、E、F、G后闻气味
只有F、G两种液体没有气味
②各取少量于试管中加水稀释
只有C、D、E三种液体不溶解而浮在水上层
③分别取少量7种液体于试管中加新制的悬浊液并加热
只有B使沉淀溶解,F中产生砖红色沉淀
④各取C、D、E少量于试管中,加稀溶液并加热
只有C中仍有分层现象,且在D的试管中闻到特殊香味
试写出下列标号代表的液体名称:
A_______,B_______,C_______,D_______,E_______,F_______,G_______。
【答案】乙醇 乙酸 苯 乙酸乙酯 油脂 葡萄糖溶液 蔗糖溶液
【解析】
【分析】
【详解】
7种物质中只有F、G溶液无气味;加新制的悬浊液并加热后,F中产生砖红色沉淀,说明F为葡萄糖溶液,G为蔗糖溶液;乙酸呈酸性,能与发生中和反应而使沉淀溶解,故B为乙酸;C、D、E三种液体不溶解而浮在水上层,所给物质中苯、乙酸乙酯、油脂不溶于水且密度比水小,其中乙酸乙酯、油脂均在稀溶液中发生水解,而不再有分层现象,只有C中仍有分层现象,苯不溶于溶液且密度比水小,说明C为苯;乙酸乙酯的水解产物之一乙醇有特殊香味,说明D为乙酸乙酯。即A:乙醇,B:乙酸,C:苯,D:乙酸乙酯,E:油脂,F:葡萄糖溶液,G:蔗糖溶液。
15.乙酸是非常重要的工业原料,其氯代物可由乙酸和氯气在催化剂的作用下制备。实验室模拟工业生产食品香精菠萝酯( ) 的简易流程如下。
(1)菠萝酯的核磁共振氢谱中有__________个吸收峰。
(2)A中官能团的名称是__________。
(3)根据流程写出下列反应的化学方程式:
i.制备A: __________;该反应属于__________反应。
ii.反应室I中的反应: __________。
(4)分离室II的操作是用饱和Na2CO3溶液洗涤,而不用NaOH洗涤的原因是__________。
【答案】7 氯原子、羧基 取代 因为菠萝酯在NaOH溶液中会发生水解反应,会减少产量
【解析】
【分析】
乙酸在光照及催化剂作用下发生烷基取代生成一氯乙酸, 一氯乙酸与苯酚反应生成,与丙烯醇发生酯化反应生成菠萝酯,据此分析解答。
【详解】
(1)菠萝酯( )中苯环上有3种不同环境的氢,支链上有4种不同环境的氢,其核磁共振氢谱中有7个吸收峰;
(2)乙酸在光照及催化剂作用下发生烷基取代生成一氯乙酸A的结构简式为ClCH2COOH,A中官能团的名称是氯原子、羧基;
(3)i.制备A是乙酸在光照及催化剂作用下发生烷基取代生成一氯乙酸和氯化氢,反应的化学方程式为:;该反应属于取代反应;
ii.反应室I中苯酚与一氯乙酸发生取代反应生成和氯化氢,反应的化学方程式为: ;
(4)分离室II的操作是用饱和Na2CO3溶液洗涤,而不用NaOH洗涤的原因是因为菠萝酯在NaOH溶液中会发生水解反应,会减少产量。
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