3.1有机化合物的合成 课时培优练 高中化学选修3 鲁科版(2019)
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.脑白金实为褪黑素,据报道它具有提高免疫力、促进睡眠等功效,其结构简式如下图下列关于脑白金说法正确的是
A.分子式为C13H17N2O2
B.属于芳香族化合物
C.能发生加成反应
D.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
2.化合物X 是一种药物合成的中间体,其结构简式如图所示。下列有关化合物X 的说法正确的是
A.化合物X的分子式为C16H12O6 B.能发生加成反应、取代反应、消去反应
C.化合物X的所有碳原子可能共平面 D.1mol化合物X最多可与8molH2发生反应
3.乙酸乙酯是一种用途广泛的精细化工产品。工业生产乙酸乙酯的方法很多,如图:
下列说法正确的是
A.反应①③为取代反应,反应④为氧化反应
B.反应②③④的原子利用率均为100%
C.与乙酸乙酯互为同分异构体的酯类化合物有2种
D.乙醇、乙酸、乙酸乙酯三种无色液体可用Na2CO3溶液鉴别
4.物质Z是一种用于合成内分泌调节剂的药物中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.X在浓硫酸催化下加热可发生消去反应
B.用溶液可鉴别化合物X和Y
C.Y在水中的溶解性比X在水中的溶解性好
D.化合物Z中含有手性碳原子
5.半枝莲具有清热解毒、活血化瘀等功效,临床应用于治疗晚期血吸虫病腹水、毒蛇咬伤、痈疽、疔疮等,其有效成分的结构简式如图,下列说法不正确的是
A.该有效成分不属于芳香族化合物
B.1 mol该有效成分最多消耗NaOH的物质的量为6 mol
C.该有效成分能使酸性KMnO4溶液和溴水褪色
D.该有效成分能发生水解、氧化、加成反应
6.常温常压下,某金属有机多孔材料(MOFA)对CO2具有超高的吸附能力,并能催化CO2与环氧丙烷的反应,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.物质a分子中碳原子和氧原子均采取杂化
B.a的一氯代物有3种
C.a生成b的反应类型为取代反应,并有极性共价键的断裂与形成
D.环氧丙烷属于醚类有机物,与环氧乙烷互为同系物
7.对以下转化判断正确的是
A.A→B过程中发生了加成反应
B.1 mol B最多可以和5 mol氢气反应
C.A中含有4种官能团
D.C不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
8.紫罗兰酮是一种应用广泛的香料,由柠檬醛合成紫罗兰酮的路线如下:
下列说法不正确的是
A.假紫罗兰酮、紫罗兰酮、紫罗兰酮互为同分异构体
B.柠檬醛转化为假紫罗兰酮的反应原子利用率为100%
C.合成过程中加入苯的目的是提高反应物溶解度,加快反应速率
D.最后分离操作不用蒸馏的原因是两种产物沸点相差不大
9.“诺龙”属于国际奥委会明确规定的违禁药品中合成代谢类的类固列关于“诺龙”的说法中不正确的是
A.分子式是
B.该分子中含有4种官能团
C.既能发生加成反应,也能发生酯化反应
D.既能发生氧化反应,也能发生还原反应
10.制备异丁酸甲酯的某种反应机理如图所示。下列说法不正确的是
A.若原料用 ,则产物为 B.反应过程中涉及加成反应
C.反应原料中的原子100%转化为产物 D.化合物4是催化剂
二、多选题
11.已知某有机物的结构简式如图所示,下列有关该物质的说法正确的是
A.在一定条件下,该物质能发生水解反应生成氨基酸
B.1mol该物质最多能与4moH2发生加成反应
C.该物质能与碳酸钠反应,不能与盐酸反应
D.该物质不能使溴水褪色
12.莽草酸易溶于水,可用于合成药物达菲,其结构简式如图,下列关于莽草酸的说法正确的是
A.分子式为C7H6O5
B.相同物质的量的该有机物消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比4:1:1
C.分子中含有2种官能团
D.可发生加成、取代反应、氧化反应
13.化合物Y能用于高性能光学树脂的合成,可由化合物X与2-甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得:下列有关化合物X、Y的说法正确的是
A.X→Y的反应为取代反应 B.X、Y均不能使酸性溶液褪色
C.X分子中所有原子一定在同一平面上 D.Y与的加成产物分子中含有手性碳原子
14.迷迭香酸是从蜂花属植物中提取得到的酸性物质,其结构如图。下列叙述正确的是( )
A.1mol迷迭香酸最多能和含6mol NaOH的水溶液完全反应
B.1mol迷迭香酸最多能和7mol氢气发生反应
C.迷迭香酸含有五种官能团
D.迷迭香酸属于芳香烃
15.化合物X在一定条件下可制一种常用药物Y。下列有关化合物X、Y的说法正确的是
A.化合物X、Y均易被氧化
B.由X转化为Y发生取代反应
C.1 mol Y最多可与2 mol NaOH发生反应
D.X与足量H2发生反应后,生成的分子中含有6个手性碳原子
三、实验题
16.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___________________________。
四、有机推断题
17.化合物N是一种具有玫瑰香味的香料,可用作化妆品和食品的添加剂。实验室制备N的两种合成路线如图。
回答下列问题:
已知:ⅰ.(R1、R3为烃基,R2为H或烃基)
ⅱ.R1COOR2R2OH+(R1、R2、R3为烃基)
(1)H的化学名称为_______,A→B所需的试剂是_______。
(2)D→E反应类型是_______,J中非含氧官能团名称是_______。
(3)G、M的结构简式分别为________、_______。
(4)I与新制Cu(OH)2悬浊液发生反应的方程式为_______。
(5)写出满足下列条件的K的同分异构体结构简式_______;_______(写出两种即可)
①属于芳香族化合物;
②能发生银镜反应;
③核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为1:1:2:6。
五、工业流程题
18.根据下列与转化关系,回答有关问题:
已知:CH3CHO在一定条件下可被氧化为CH3COOH。
(1)A的结构简式为_____,C试剂是_____(填化学式)。
(2)B溶液的作用是_____。
(3)④反应的化学方程式及反应类型分别为_____。
(4)由图示转化关系可知淀粉_____(填“部分水解”或“完全水解”)。某同学取图中混合液E,加入碘水,溶液不变蓝色,______(填“能”或“不能”)说明淀粉水解完全,原因是_____。
(5)以葡萄糖为燃料的微生物燃料电池如图所示,该电池_____(填“能”或“不能”)在高温下工作,酸性条件下负极电极反应的方程式_____。
六、原理综合题
19.某课题组以化工产品乙炔A为主要原料,采用以下合成路线制取某种化工产品B和具有食品防腐作用的有机物X。已知X的分子式为C9H10O3;B和C分子在核磁共振谱中都只显示有一个峰。
请根据要求回答下列问题:
(1)E的分子式为_____,其所含官能团的名称为_____。C的结构简式是_____。
(2)若B分子中碳碳键的键长有两种,B能使溴的四氯化碳溶液褪色,则B与等物质的量Br2作用时可能产物有___种。
(3)CD的反应类型为______,AC的反应条件________。
(4)写出EF的化学方程式:______。
(5)写出G生成高分子化合物的化学反应方程式:_______。
(6)写出满足以下条件的X的同分异构体的结构简式:_______(已知两个羟基连在同一碳原子上时的有机物不稳定)。
①含有苯环且分子有5种化学环境不同的氢原子
②能发生银镜反应
③遇FeCl3溶液不显紫色
④1 mol该有机物最多可与2 mol钠反应
(7)以乙烯和对苯二甲酸为主要原料合成聚对苯二甲酸乙二酯,请设计合成路线(无机试剂及溶剂任选)。注:合成路线的书写格式参照如下示例流程图:_________
CH3CHOCH3COOHCH3COOCH2CH3
20.乙烯是重要有机化工原料。结合以下路线回答:
已知:2CH3CHO+O22CH3COOH
(1)反应①的化学方程式是__。
(2)B的官能团是__。
(3)F是一种高分子,可用于制作食品袋,其结构简式为__。
(4)G是一种油状、有香味的物质,有以下两种制法。
制法一:实验室用D和E反应制取G,某学习小组在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
i.配制2mL浓硫酸、3mLD(含18O)和2mLE的混合溶液。
ii.按如图连接好装置并加入混合液,用小火均匀加热3~5min。
iii.待试管乙收集到一定量产物后停止加热,撤出试管乙用力振荡,然后静置待分层。
iv.分离出乙酸乙酯,洗涤、干燥。
回答问题:
①装置中球形干燥管,除起冷凝作用外,另一重要作用是___。
②步骤②安装好实验装置,加入药品前还应检查__。
③反应中浓硫酸的作用是__;写出能表示18O位置的制取乙酸乙酯的化学方程式:__。
④上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是__(填字母)。
a.中和乙酸并吸收乙醇
b.中和乙酸和乙醇
c.降低乙酸乙酯的溶解度
d.加速酯的生成,提高其产率
⑤步骤③所观察到的现象是__;从试管乙中分离出乙酸乙酯的实验操作名称是___。
制法二:工业上用CH2=CH2和E直接反应获得G。
a.反应类型是__。
b.与制法一相比,制法二的优点是__。
七、结构与性质
21.生物基聚合物PEF因具有可再生、无毒、可回收等特点,成为21世纪的关键可持续元素之一,以秸秆为原料合成PEF的路线如下:
(1)葡萄糖的结构简式为_______。
(2)补全纤维素水解及产物检验实验的操作步骤和现象:
①将适量脱脂棉放入洁净试管中,加入几滴90%硫酸,用玻璃棒搅成糊状。微热,得到亮棕色溶液。
②_______。
③在上述溶液中加入新制氢氧化铜悬浊液,加热煮沸,观察到的现象为_______。
(3)中的含氧官能团名称为_______,被氧化为FDCA,此步反应的氧化剂不能选用酸性高锰酸钾溶液,原因是_______。
(4)的同分异构体中,能同时满足以下三个条件的有_______种(不考虑立体异构)。
①能发生银镜反应;②能与溶液反应生成;③含有。
其中核磁共振氢谱峰面积之比为的结构简式为_______。(只写一种)。
(5)由FDCA生成PEF的化学方程式为_______。
参考答案:
1.BC
【详解】A.由结构可知,该分子的分子式为C13H18N2O2,A错误;
B.该分子结构中含苯环,属于芳香族化合物,B正确;
C.该分子结构中含有碳碳双键,具有烯烃的性质,能发生加成反应,C正确;
D.该分子结构中含有碳碳双键,具有烯烃的性质,能使高锰酸钾溶液褪色,D错误;
故答案选BC。
2.C
【详解】A.根据结构简式可知,化合物X的分子式为C16H14O6 ,A错误;
B.苯环能够与氢气发生加成,酯基能够发生水解反应,但是酚羟基不能发生消去反应,B错误;
C.苯环是平面结构,与苯环相连的羰基碳、酯基中的碳都可以和苯环共平面,C正确;
D.苯环与6mol氢气发生加成反应,酮羰基与1mol氢气发生加成反应,所以1mol化合物X最多可与7molH2发生反应,D错误;
正确选项C。
3.D
【详解】A.③为加成反应,A错误;
B.反应③原子利用率达到100%,但是反应④氧化反应,H没有完全进入目标产物,B错误;
C.与乙酸乙酯互为同分异构体有HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)CH3、CH3CH2COOCH3,3种,C错误;
D.乙醇与Na2CO3互溶,乙酸与Na2CO3反应生成二氧化碳,乙酸乙酯不反应,不互溶,所以可以鉴别,D正确;
故选D。
4.B
【详解】A.X在浓硫酸催化下加热,由于苯环上的碳氢键不能断裂,因此不能发生消去反应,故A错误;
B.酚羟基与氯化铁变为紫色,因此用溶液可鉴别化合物X和Y,故B正确;
C.X含有羟基和羧基,而Y含有酯基和醚键,因此Y在水中的溶解性比X在水中的溶解性小,故C错误;
D.手性碳原子指碳连的四个原子或原子团都不相同,因此化合物Z中没有手性碳原子,故D错误。
综上所述,答案为B。
5.B
【详解】A.该有效成分分子中不含苯环,不属于芳香族化合物,A正确;
B.羟基不和氢氧化钠反应、酯基和氢氧化钠反应,1分子该化合物中含有2个酯基,给该有效成分最多消耗的物质的量为,B错误;
C.该有效成分含有碳碳双键,能使酸性溶液和溴水褪色,C正确;
D.该有效成分中含有酯基、碳碳双键、羟基,故能发生水解、氧化、加成反应,D正确;
故选B。
6.C
【详解】A.由结构简式可知,a分子中碳原子和氧原子的价层电子对数都为4,杂化方式都为杂化,选项A正确;
B.由结构简式可知,a分子中含有3类氢原子,则一氯代物有3种,选项B正确;
C.由结构简式可知,二氧化碳与a发生加成反应生成b,选项C错误;
D.环氧丙烷含有醚键,属于醚类有机物,与环氧乙烷结构相似,相差1个CH2,互为同系物,选项D正确;
答案选C。
7.B
【详解】A.A→B过程中A中羟基上的氢原子被-CH3代替,发生了取代反应,故A错误;
B.B中苯环和醛基可以和氢气发生加成反应,1 mol B与4 mol氢气发生加成反应,硝基可以被氢气还原,1molB上的硝基与1mol氢气发生还原反应,所以1molB最多可以和5mol氢气反应,故B正确;
C.A中只含有3种官能团(羟基、硝基和醛基),故C错误;
D.C中含有羟基,且与羟基相连的碳原子上有氢原子,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故D错误;
综上所述答案为B。
8.B
【详解】A.分子式相同而结构不同的有机物互为同分异构体,这三种物质分子式相同而结构不同,所以互为同分异构体,故A正确;
B.柠檬醛与CH3COCH3反应生成假紫罗兰酮和CH3CHO,该反应不是加成反应,原子利用率不是100%,故B错误;
C.根据相似相溶原理,苯和有机物能互溶,合成过程中加入苯的目的是提高反应物溶解度,加快反应速率,故C正确;
D.根据两种互溶的物质沸点相差较大而蒸馏分离,紫罗兰酮、紫罗兰酮的沸点相差不大因此不用蒸馏来分离,故D正确;
故选:B。
9.B
【详解】A.分子式是,正确;
B.该分子中含有羟基、酮基、碳碳双键3种官能团,错误;
C.分子中含有碳碳双键能发生加成反应,含有羟基也能发生酯化反应,正确;
D.分子中含有碳碳双键既能发生氧化反应,也能发生还原反应,正确;
故选B。
10.A
【分析】由图可知,制备异丁酸甲酯的反应物为1、5、7,3为产物异丁酸甲酯,4为催化剂,2、6、8、9为中间产物,制备原理为:CH3OH+ +CO。
【详解】A.若原料用,产物为,A错误;
B.反应中 的双键变成单键,为加成反应,B正确;
C.从反应方程式可以看出,该制备过程无副产物生成,原子利用率100%,C正确;
D.4反应前后未消耗,为催化剂,D正确;
故选A。
11.AB
【详解】A.该物质分子中含有肽键,其水解能生成氨基酸,A项正确;
B.由于酰胺基、肽键中的碳氧双键和羧基中的碳氧双键不能与氢气进行加成,故1mol该物质最多能与4mol氢气发生加成反应,B项正确;
C.该物质分子中含有氨基,能与盐酸反应,C项错误;
D.该物质分子中含有碳碳双键,故能使溴水褪色,D项错误;
综上所述答案为AB。
12.BD
【详解】A.根据莽草酸的结构简式可知,其分子式为:C7H10O5,A错误;
B.根据莽草酸的结构简式可知,其中的羟基和羧基可以和钠反应生成氢气,其中的羧基可以和氢氧化钠反应,其中的羧基可以和碳酸氢钠反应,故相同物质的量的该有机物消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比4:1:1,B正确;
C.由其结构简式可知,其中含有羟基,碳碳双键,羧基,三种官能团,C错误;
D.其结构中的碳碳双键可以发生加成反应和氧化反应,其中的羟基和羧基可以发生酯化反应即取代反应,D正确;
故选BD。
13.AD
【详解】A.X中-OH上的H原子被取代,所以为取代反应,故A正确;
B.含有碳碳不饱和键、含有酚羟基的有机物都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,X中含有酚羟基、Y中含有碳碳双键,所以X、Y能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B错误。
C.苯分子中所有原子共平面,共价单键可以旋转,所以O-H键可以旋转,导致-OH中的H原子与苯环不共平面,故C错误;
D.Y与溴发生加成反应后,连接甲基的碳原子上含有4个不同原子或原子团,所以Y与溴发生加成反应后的产物中连接甲基的碳原子为手性碳原子,故D正确。
故选:AD。
14.AB
【详解】A. 1mol迷迭香酸含有4mol酚羟基、1mol羧基、1mol酯基,4mol酚羟基需要4mol氢氧化钠与其反应,1mol羧基需要1mol氢氧化钠与其反应,1mol酯基需要1mol氢氧化钠与其反应,所以1mol迷迭香酸最多能和含6molNaOH的水溶液完全反应,故A正确;
B. 该分子中含有苯环、碳碳双键,所以在一定条件下能与氢气发生加成反应,1mol迷迭香酸含有2mol苯环,2mol苯环需要6mol氢气发生加成反应,1mol迷迭香酸含有1mol碳碳双键,1mol碳碳双键需要1mol氢气发生加成反应,所以最多能和7mol氢气发生加成反应,故B错误;
C. 该分子含有的官能团有酚羟基、羧基、酯基、碳碳双键4种官能团,故C错误;
D. 有机物中只含碳氢两种元素的化合物称烃,迷迭香酸分子中含有氧元素,所以迷迭香酸不属于芳香烃,为烃的含氧衍生物,故D错误;
故选AB。
15.AD
【详解】A.化合物X含有醛基、酚羟基、碳碳双键,均易发生氧化反应;化合物Y含有醇羟基、酚羟基、碳碳双键,均易发生氧化反应,A正确;
B.X转化为Y,X的醛基变为Y中的-CH2OH,发生醛基与H2的加成反应,B错误;
C.Y中只有酚羟基可以与NaOH反应,故1 mol Y最多可与1 molNaOH发生反应,C错误;
D.X与足量H2发生反应,苯环、醛基、碳碳双键均可以与H2发生加成反应,生成 ,手性碳连有四个不同的基团,该化合物的手性碳用“*”表示为 ,共有6个,D正确;
故选AD。
16.(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。
17. 苯甲醛 液溴、铁粉 取代反应 碳碳双键 CH3MgBr 2Cu(OH)2++NaOHCu2O↓+3H2O+
【分析】物质A为苯,与液溴发生取代反应生成物质B溴苯,溴苯和镁、乙醚生成溴镁试剂C,根据信息ⅰ.物质C与环氧乙烷发生加成反应,生成物质D,物质D和PBr3发生取代反应生成物质E,E和镁、乙醚生成溴镁试剂F,F和丙酮发生加成反应生成N;H为苯甲醛与乙醛先发生加成反应,再发生消去反应生成,据以上分析解答。
【详解】(1)H的化学名称为苯甲醛,A中苯环上的氢原子被﹣Br取代生成B,A→B所需的试剂是,所需的试剂是:液溴、铁粉,故答案为:苯甲醛;液溴、铁粉;
(2)对比D、F的结构,结合B→C的转化,可知D中羟基被溴原子取代生成E,D→E反应类型是取代反应,由分析可知,J为,J中非含氧官能团名称是碳碳双键,
故答案为:取代反应;碳碳双键;
(3)由分析可知,G的结构简式为,M的结构简式为CH3MgBr,
故答案为:;CH3MgBr;
(4)I与新制Cu(OH)2悬浊液发生反应的方程式为: ,
故答案为: ;
(5)故K为,满足下列条件的K的同分异构体:①属于芳香族化合物,说明含有苯环,②能发生银镜反应,说明含有醛基,③核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为1:1:2:6,说明存在对称结构,且含有2个甲基,可能的同分异构体为:、、、,
故答案为:;、、
18. CH2OH(CHOH)4CHO 新制Cu(OH)2悬浊液 中和稀硫酸 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,氧化反应 部分水解 不能 I2与过量的NaOH溶液反应 不能 C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+
【分析】(1)葡萄糖在碱性条件下与新制Cu(OH)2悬浊液反应;
(2)葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应需要在碱性条件下;
(3)葡萄糖在酒化酶作用下可生成乙醇和CO2,乙醇被氧化为乙醛;
(4)淀粉如果部分水解,既能与新制Cu(OH)2悬浊液反应又能使碘水变蓝;I2与过量的NaOH溶液反应;
(5)该电池利用了微生物,不能在高温下工作,负极是葡萄糖失去电子变为二氧化碳。
【详解】(1)淀粉在酸性条件下水解的最终产物是葡萄糖,葡萄糖在碱性条件下与新制Cu(OH)2悬浊液反应,所以水解后先加NaOH溶液中和H2SO4后才可与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀,故答案为:CH2OH(CHOH)4CHO;新制Cu(OH)2悬浊液;
(2)淀粉水解后产物为葡萄糖,葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应需要在碱性条件下,所以水解后先加NaOH溶液中和H2SO4,故答案为:中和稀硫酸;
(3)葡萄糖在酒化酶作用下可生成乙醇和CO2,D为乙醇,乙醇被氧化为乙醛,故答案为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,氧化反应;
(4)淀粉如果部分水解,既能与新制Cu(OH)2悬浊液反应又能使碘水变蓝,由图示转化关系可知淀粉部分水解;某同学取图中混合液E,加入碘水,溶液不变蓝色,不能说明淀粉水解完全,因为I2与过量的NaOH溶液反应,故答案为:部分水解;不能; I2与过量的NaOH溶液反应;
(5)如图所示,该电池利用了微生物,不能在高温下工作,负极是葡萄糖失去电子变为二氧化碳,则酸性条件下负极电极反应的方程式为:C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+,故答案为:不能;C6H12O6+6H2O-24e-=6CO2↑+24H+。
【点睛】本题重点,基础知识的掌握。淀粉水解情况有三种:如果未发生水解,则溶液不能与新制Cu(OH)2悬浊液反应;如果部分水解,则既能与新制Cu(OH)2悬浊液反应又能使碘水变蓝;如果已完全水解,则遇碘水不显蓝色。操作过程有两点注意事项:①检验水解产物前必须加碱来中和酸;②淀粉的检验时,必须直接取水解液加入碘水,不能取中和液,因为碘能与NaOH溶液反应。
19. C7H5O2Cl 羧基、氯原子 2 加成反应 催化剂、加热 、
【分析】本题主要考查有机物的分子结构、有机反应类型、反应条件、反应方程式的书写、同分异构体的思维方法及简单有机物的合成设计问题,意在考查考生有机化学的学习功底和获取新知识的能力以及有序思维能力。A是乙炔,B的式量恰好是A的4倍,则B为C8H8,根据B的性质确定B为。C的相对分子质量是乙炔的3倍,C的分子式为C6H6,结合C→D→推知C为苯,D为丙烯与C加成的产物,结合D后面与Cl2发生取代反应的生成物推断D为异丙苯,异丙苯的氧化产物是与苯环直接相连的碳被氧化为羧基,则E为对氯苯甲酸,G是对羟基苯甲酸,根据X的分子式,推知G转化为X所加的醇为乙醇,X为对羟基苯甲酸乙酯。据此解答
【详解】A是乙炔,B的式量恰好是A的4倍,则B为C8H8,根据B的性质确定B为。C的相对分子质量是乙炔的3倍,C的分子式为C6H6,结合C→D→推知C为苯,D为丙烯与C加成的产物,结合D后面与Cl2发生取代反应的生成物推断D为异丙苯,异丙苯的氧化产物是与苯环直接相连的碳被氧化为羧基,则E为对氯苯甲酸,G是对羟基苯甲酸,根据X的分子式,推知G转化为X所加的醇为乙醇,X为对羟基苯甲酸乙酯。
(1)根据上述分析E为对氯苯甲酸,则E的分子式为C7H5O2Cl;所含官能团的名称为羧基、氯原子;C为苯,结构简式为。本小题答案为:C7H5O2Cl;羧基、氯原子;。
(2)若B分子中碳碳键的键长有两种,B能使溴的四氯化碳溶液褪色,则B中有碳碳双键和碳碳单键,B与等物质的量Br2作用时可发生1,4—加成和1,2—加成,可能产物有2种。本小题答案为:2。
(3)根据上述分析CD的反应类型为加成反应,AC的反应条件为催化剂、加热。本小题答案为:加成反应;催化剂、加热。
(4)根据上述分析可知E为对氯苯甲酸,E在氢氧化钠溶液加热条件下可发生水解反应,则EF的化学方程式为。本小题答案为:。
(5)根据上述分析可知G为对羟基苯甲酸,分子中含有酚羟基和羧基,可发生缩聚反应,则G生成高分子化合物的化学反应方程式为。本小题答案为:。
(6)X的分子式为C9H10O3,不饱和度为5,X的同分异构体含有苯环且能发生银镜反应则含有一个醛基,遇FeCl3溶液不显紫色则不含酚羟基,1 mol该有机物最多可与2 mol钠反应则含有2个醇羟基,分子有5种化学环境不同的氢原子,满足这些条件的同分异构体为、。本小题答案为:、。
(7)以乙烯和对苯二甲酸为主要原料合成聚对苯二甲酸乙二酯时,根据产物采取逆推法,需乙二醇与对苯二甲酸发生酯化,原料中缺少乙二醇,则乙二醇可由乙烯制得,乙烯与溴加成生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在氢氧化钠溶液、加热条件下水解得乙二醇,乙二醇和对苯二甲酸缩聚生成聚对苯二甲酸乙二酯,合成路线的流程为。本小题答案为:。
20. H2C=CH2+ Br2→BrCH2CH2Br 羟基(或—OH) 防止倒吸 装置的气密性 催化剂、吸水剂 CH3COOH+C2H518OHCH3CO18OC2H5+H2O ac 试管乙中的液体分成上下两层,上层无色油状,下层液体的红色变浅 分液 加成反应 原子利用率高
【分析】(1)反应①为H2C=CH2与Br2发生加成反应,生成BrCH2CH2Br。
(2)B的官能团是-OH。
(3)F是一种高分子,可用于制作食品袋,则其为聚乙烯。
(4)G是一种油状、有香味的物质,有以下两种制法。
制法一:实验室用D和E反应制取G,某学习小组在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
①装置中球形干燥管,除起冷凝作用外,还能防止试管内液体进入反应试管内。
②制取气体时,第一步操作通常为检查装置的气密性。
③反应中浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂;乙酸与乙醇发生酯化反应时,酸脱羟基醇脱氢。
④上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是中和乙酸并吸收乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度。
⑤步骤③所得的溶液中,乙酸乙酯与水不互溶,由此可判断反应产生的现象;试管乙中,乙酸乙酯与水分层。
制法二:工业上用CH2=CH2和E直接反应获得G。
a.发生反应为CH2=CH2+CH3COOH→CH3COOCH2CH3,由此可确定反应类型。
b.与制法一相比,制法二中,CH3COOCH2CH3是唯一产物。
【详解】(1)反应①为H2C=CH2与Br2发生加成反应,生成BrCH2CH2Br,反应方程式为H2C=CH2+ Br2→BrCH2CH2Br。答案为:H2C=CH2+ Br2→BrCH2CH2Br;
(2)B的官能团是羟基(或-OH)。答案为:羟基(或-OH);
(3)F是一种高分子,可用于制作食品袋,则其为聚乙烯其结构简式为。答案为:;
(4)G是一种油状、有香味的物质,有以下两种制法。
制法一:实验室用D和E反应制取G,某学习小组在实验室制取乙酸乙酯的主要步骤如下:
①装置中球形干燥管,除起冷凝作用外,还能防止倒吸。答案为:防止倒吸;
②步骤②安装好实验装置,加入药品前还应检查装置的气密性。答案为:装置的气密性;
③反应中浓硫酸的作用是催化剂和吸水剂;乙酸与乙醇发生酯化反应时,酸脱羟基醇脱氢,反应方程式为CH3COOH+C2H518OHCH3CO18OC2H5+H2O。答案为:催化剂、吸水剂;CH3COOH+C2H518OHCH3CO18OC2H5+H2O;
④上述实验中饱和碳酸钠溶液的作用是中和乙酸并吸收乙醇、降低乙酸乙酯的溶解度。答案为:ac;
⑤步骤③所得的溶液中,乙酸乙酯与水不互溶,由此可判断反应产生的现象为试管乙中的液体分成上下两层,上层无色油状,下层液体的红色变浅;试管乙中,乙酸乙酯与水分层,采用分液法分离。答案为:试管乙中的液体分成上下两层,上层无色油状,下层液体的红色变浅;分液;
制法二:工业上用CH2=CH2和E直接反应获得G。
a.发生反应为CH2=CH2+CH3COOH→CH3COOCH2CH3,反应类型为加成反应。答案为:加成反应;
b.与制法一相比,制法二中原子利用率高。答案为:原子利用率高。
【点睛】利用乙酸与乙醇反应制取乙酸乙酯,我们很容易错误地写成醇脱羟基酸脱氢,即18O进入H2O中,其原因是酸易电离出氢离子。在平时的学习中,应注意纠正。
21.(1)
(2) 加入NaOH溶液调节至碱性 生成砖红色沉淀
(3) (醇)羟基、醚键、醛基 中的碳碳双键也能被酸性溶液氧化
(4) 10 或或
(5)n (FDCA)+nHOCH2CH2OH +(2n-1)H2O
【分析】检验醛基时,要保证在碱性的环境中,否则因观察不到预定的实验现象而判断错误,在物质的转化过程中,要注意保护某些官能团不被破坏,如“碳碳双键、醛基”易被强氧化剂氧化,在书写有机物的同分异构体时,可以按碳链异构→位置异构→官能团异构的思路书写。
(1)
葡萄糖的结构简式为:;
(2)
在加入新制氢氧化铜悬浊液时要确保处于碱性环境,所以水解后应先加入NaOH溶液中和过量的酸,并将溶液调节至碱性;因为纤维素水解得到葡萄糖,葡萄糖中含醛基,所以加入新制氢氧化铜悬浊液,加热煮沸后观察到的现象为“生成砖红色沉淀”;
(3)
中的含氧官能团有3种,名称分别为:(醇)羟基、醚键、醛基;因中存在碳碳双键,而碳碳双键易被酸性溶液这样的强氧化剂氧化,所以此步反应的氧化剂不能选用酸性高锰酸钾溶液;
(4)
①能发生银镜反应,说明分子中存在醛基;②能与溶液反应生成,说明分子中存在羧基;③含有。采用“定二议一”的方法,先分别固定两种官能团的位置,再讨论另一官能团的位置(本题固定羧基和碳碳三键的位置,再讨论醛基的位置,序号表示醛基可能的位置),满足条件的同分异构体有10种:
其中核磁共振氢谱峰面积之比为的结构简式为:或或;
(5)
由FDCA生成PEF属于缩聚反应,其化学方程式为:
n (FDCA)+nHOCH2CH2OH +(2n-1)H2O。
【点睛】检验醛基时要保证物质处于碱性环境,纤维素或者淀粉水解一般是在酸性条件下,所以水解完会有剩余的酸存在,此时应该要加入碱液中和过量的酸,并营造一个碱性的环境。