第一章《有机化合物的结构特点与研究方法》测试题
一、单选题(共12题)
1.利用下列装置进行实验,操作正确且能达到实验目的的是
A.用装置甲制取SO2 B.用装置乙制取NH3
C.用装置丙制取Na2CO3 D.用装置丁分离苯和溴苯
2.关于有机反应类型,下列判断正确的是
A.(消去反应)
B.(氧化反应)
C.+3nHNO3+3nH2O(缩聚反应)
D.(加成反应)
3.下列有机物分子中属于手性分子的是
A.甘氨酸(NH2CH2COOH) B.氯仿(CHCl3)
C.乳酸[CH3CH(OH)COOH] D.丙醛(CH3CH2CHO)
4.分子式为的芳香烃,其可能的结构有(不考虑立体异构)
A.3 B.4 C.5 D.6
5.拟除虫菊酯是一类高效、低毒、对昆虫具有强烈触杀作用的杀虫剂,其中对光稳定的溴氰菊酯的结构简式如图。下列对该化合物的叙述不正确的是
A.属于芳香族化合物 B.不属于卤代烃
C.具有酯类化合物的性质 D.属于醇类
6.将有机物完全燃烧,生成CO2和H2O。将12.4 g该有机物的完全燃烧产物通过浓硫酸,浓硫酸增重10.8 g,再通过碱石灰,碱石灰又增重了17.6 g。下列说法不正确的是
A.该有机物的最简式为CH3O
B.该有机物的分子式可能为CH3O
C.该有机物的分子式一定为C2H6O2
D.该有机物核磁共振氢谱中可能有两个吸收峰
7.某有机化合物9.0 g与足量氧气在密闭容器中完全燃烧,将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重9.0 g,碱石灰增重17.6 g,下列说法不正确的是
A.该有机化合物中一定含有氧元素
B.该有机化合物的分子式为C4H10O2
C.不能确定该有机化合物的分子式
D.该有机化合物分子中碳原子数和氢原子数之比一定是2∶5
8.乙基环己烷( )的一氯代物(不考虑立体异构)有
A.3种 B.4种 C.5种 D.6种
9.德国科学家Benjamin List获得2021年诺贝尔化学奖,他通过实验发现了脯氨酸可以催化羟醛缩合反应,其机理如下图所示。下列说法错误的是
A.有机物①能够降低反应的活化能
B.反应中涉及的氢离子均符合2电子稳定结构
C.反应中涉及极性键和非极性键的断裂与生成
D.有机物⑥中含有2个手性碳原子
10.核磁共振(NMR)氢谱图上有3个吸收峰的是
A.正丁烷 B.甲苯
C. D.
11.实验室制备苯甲醇和苯甲酸的化学原理是:
已知苯甲醛易被空气氧化;苯甲醇的沸点为205.3 ℃,微溶于水,易溶于乙醚;苯甲酸的熔点为121.7 ℃,沸点为249 ℃,微溶于水,易溶于乙醚;乙醚的沸点为34.8 ℃,难溶于水。制备苯甲醇和苯甲酸的主要过程如图所示,根据以上信息判断,下列说法错误的是
A.操作Ⅰ是萃取分液
B.操作Ⅱ蒸馏得到的产品甲是苯甲醇
C.操作Ⅲ过滤得到的产品乙是苯甲酸钠
D.乙醚溶液中所溶解的主要成分是苯甲醇
12.下列反应中,属于加成反应的是
A.甲烷燃烧生成二氧化碳和水 B.乙醇与乙酸反应制备乙酸乙酯
C.乙烯与溴反应生成1,2-二溴乙烷 D.甲烷与氯气在光照条件下反应
二、非选择题(共10题)
13.有下列几种有机化合物的结构简式:
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦;⑧;⑨;⑩
(1)互为同分异构体的是_______(填序号,下同);
(2)互为同系物的是_______;
(3)官能团位置不同的同分异构体是_______;
(4)官能团类型不同的同分异构体是_______。
14.请根据元素组成和碳骨架对下列有机物进行分类:
①;②;③;④;⑤;⑥;⑦
(1)属于链状化合物的是_______(填序号,下同)。
(2)属于环状化合物的是_______。
(3)属于脂环化合物的是_______。
(4)属于芳香族化合物的是_______。
15.按要求填空
(1)化合物A(结构简式为)的含氧官能团为_______和_______(填官能团名称)。
(2)结晶玫瑰是具有强烈玫瑰香气的香料,可通过如图所示反应路线合成(部分反应条件略去):
A的类别是_______,能与Cl2反应生成A的烷烃是_______(填名称),B中的官能团名称是_______。
(3)非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物,结构简式如图所示:
非诺洛芬中的含氧官能团为_______和_______(填官能团名称)。
16.有机物M(只含C、H、O三种元素中的两种或三种)具有令人愉悦的牛奶香气,主要用于配制奶油、乳品、酸奶和草莓等型香精,是我国批准使用的香料产品,其沸点为。某化学兴趣小组从粗品中分离提纯有机物M,然后借助李比希法、现代科学仪器测定有机物M的分子组成和结构,具体实验过程如下:
步骤一:将粗品用蒸馏法进行纯化。
(1)蒸馏装置如图1所示,仪器a的名称是_______,图中虚线框内应选用图中的_______(填“仪器x”或“仪器y”)。
步骤二:确定M的实验式和分子式。
(2)利用元素分析仪测得有机物M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%。
①M的实验式为_______。
②已知M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为_______,分子式为_______。
步骤三:确定M的结构简式。
(3)用核磁共振仪测出M的核磁共振氢谱如图2所示,图中峰面积之比为1∶3∶1∶3;利用红外光谱仪测得M的红外光谱如图3所示。
M中官能团的名称为_______,M的结构简式为_______。
17.由C、H、O三种元素组成的有机物X,,X含有两种官能团。称取8.8g X,与足量金属钠充分反应,生成1.12L氢气(标准状况)。另取8.8g X,在Cu丝作用下,加热与足量反应得到产物Y,Y与足量新制氢氧化铜溶液反应,析出砖红色固体,经洗涤、干燥称量得28.8g。试求出X的相对分子质量以及写出X的结构简式。
(1)X的相对分子质量_______
(2)X的结构简式_______(要求写出简要推理过程)
18.0.2mol有机物和0.4molO2在密闭容器中燃烧后的产物为CO2、CO和H2O(g)。产物经过浓硫酸后,浓硫酸的质量增加10.8g;再通过灼热CuO充分反应后,固体质量减轻了3.2g,最后气体再通过碱石灰被完全吸收,碱石灰的质量增加17.6g。
(1)写出该有机物的化学式___。
(2)若0.2mol该有机物恰好与9.2g金属钠完全反应。已知同一个碳上连接多个羟基不稳定,请写出该有机物的结构简式___。
19.将12.9g某有机物在过量氧气中完全燃烧后的产物分为两等分,一份通入足量硝酸酸化的硝酸银溶液中,经过滤、洗涤、干燥后称量,得到14.35g白色沉淀。另一份通过足量干燥氯化钙,再通过足量碱石灰。其中氯化钙增重3.6g,碱石灰增重12.45g。试计算:
(1)由产生14.35g白色沉淀,可确定有机物中含___________元素(写出元素符号)。
(2)该有机物的分子式___________。(写出计算过程)。
20.对硝基乙酰苯胺常用作合成药物和染料的中间体,用乙酰苯胺制备对硝基乙酰苯胺的反应为:
实验参数:
化合物名称 分子量 性状 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解度
乙酰苯胺 135 白色晶体 114.3 304 溶于沸水,微溶于冷水,溶于乙醇和乙醚
对硝基乙酰苯胺 180 白色晶体 215.6 100(1.06×10-3kPa) 溶于热水,几乎不溶于冷水,溶于乙醇和乙醚
邻硝基乙酰苯胺 180 淡黄色片状或棱状晶体 94.0 100(0.13kPa) 溶于沸水,微溶于冷水,溶于乙醇和乙醚
副反应:
+H2O+CH3COOH
+HNO3+H2O
乙酰苯胺与混酸在5℃下反应主要产物是对硝基乙酰苯胺,在40℃下反应则生成约25%的邻硝基乙酰苯胺。
步骤1.在三颈烧瓶内放入新制备的乙酰苯胺4.5g和4.5mL冰醋酸。在冷水浴冷却下搅拌,慢慢加入9mL浓硫酸。乙酰苯胺逐渐溶解。将所得溶液放在冰水浴中冷却到0~2℃。
步骤2.用2mL浓硫酸和2.3mL浓硝酸在冰水浴中配制混酸。
步骤3.向三颈烧瓶中滴加混酸,保持反应温度不超过5℃。滴加完毕,在室温下搅拌1h后,将反应混合物缓慢倒入装有20mL水和30g碎冰的烧杯,并不断搅拌,立即析出淡黄色沉淀。
步骤4.待碎冰全部融化后抽滤,洗涤,抽干得粗品。
步骤5.将该粗品纯化,得对硝基乙酰苯胺3.2g
回答下列问题:
(1)装置图中,冷凝管的出水口是___________(填字母),仪器A中a的作用是___________。
(2)步骤1加冰醋酸有两个作用:①作溶剂,加速溶解,②___________。
(3)步骤2 配制混酸的方法是___________。
(4)步骤3滴加混酸时不能过快,控制每10s滴加1~2滴,原因是___________。
(5)步骤5中洗涤粗品时___________ (填标号)。
a.用冷水洗 b.用热水洗 c.用乙醇洗 d.先用冷水再用乙醇洗
(6)步骤4中将粗品纯化的方法是___________。本实验的产率为___________。
21.青蒿素是烃的含氧衍生物,为无色针状晶体,可溶于乙醇、乙醚,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,是高效的抗疟药。已知:乙醚的沸点为34.5℃。从青蒿中提取青蒿素的方法之一是以萃取原理为基础的,主要有乙醚浸取法和汽油浸取法。
Ⅰ.实验室用乙醚提取青蒿素的流程如图1所示。
(1)实验前要对青蒿进行粉碎,其目的是_______。
(2)操作Ⅱ的名称是_______。
(3)操作Ⅲ的主要过程可能是_______。
A.加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶
B.加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C.加入乙醚进行萃取分液
Ⅱ.用如图2所示的实验装置测定青蒿素实验式的方法如下:将28.2 g青蒿素样品放在装置C的硬质玻璃管中,缓缓通入空气数分钟后,再充分燃烧,精确测定装置E和F实验前后的质量,根据所测数据计算。
(4)装置A中盛放的物质是_______,装置E中盛放的物质是_______,装置F中盛放的物质是_______。
(5)该实验装置可能会产生误差,造成测定含氧量偏低,改进方法是_______。
(6)用合理改进后的装置进行实验,测得的数据如表所示:
装置 实验前/g 实验后/g
E 22.6 42.4
F 80.2 146.2
则青蒿素的实验式是_______。
22.间氨基苯乙炔(K)是新型抗肿瘤药物盐酸厄洛替尼的关键中间体。用苯为原料的合成路线之一如图所示:(注:Et表示乙基;DMF表示N,N-二甲基甲酰胺)
已知:手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子。
回答下列问题:
(1)化合物B的化学名称为___________;
(2)化合物H的非氧官能团名称为___________。
(3)写出化合物C、化合物G的结构简式为___________、___________;
(4)写出合成路线中存在两个手性碳原子的化合物分子的结构简式是___________(用“*”在手性碳原子旁边标注)
(5)F→G反应的化学方程式为___________(注明反应的条件)。J→K的反应类型为___________。
(6)G的同分异构体中,满足下列条件的同分异构体有___________种。
①与G含有相同的官能团,硝基连接苯环;②属于二取代芳香族化合物。
写出其中核磁共振氢谱有4种峰,其峰值面积比为的结构简式为___________。
参考答案:
1.D
A.硝酸可氧化亚硫酸钠,不能用图中简易装置,应选浓硫酸与亚硫酸钠反应制备二氧化硫,故A错误;
B.氯化铵与氢氧化钙反应制备氨气时有水生成,试管口应略向下倾斜,故B错误;
C.加热固体不能在烧杯中进行,应选试管或坩埚,图中不能制备碳酸钠,故C错误;
D.蒸馏时温度计测定馏分的温度,冷凝管中冷水下进上出,图中蒸馏装置可分离苯和溴苯,故D正确;
故选:D。
2.D
A.反应,属于酯化反应,选项A错误;
B.反应属于还原反应,选项B错误;
C.+3nHNO3+3nH2O属于酯化反应或取代反应,选项C错误;
D.反应属于加成反应,选项D正确;
答案选D。
3.C
连4个不同原子或原子团的C为手性碳原子,含有手性碳原子的分子为手性分子,甘氨酸(NH2CH2COOH)、氯仿(CHCl3)、丙醛(CH3CH2CHO)均不含有手性碳原子,不属于手性分子,乳酸[CH3CH(OH)COOH]中连接甲基、羟基、羧基的碳是手性碳原子,属于手性分子;
故选C。
4.B
分子式为C8H10的芳香烃,其可能的结构可能是乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯,因此共有四种结构;
故合理选项是B。
5.D
A.该有机化合物分子中含有苯环,属于芳香族化合物,A正确;
B.该有机化合物中含有氧、氮等元素,不属于卤代烃,B正确;
C.该有机化合物分子中含有酯基,具有酯类化合物的性质,C正确;
D.该有机化合物分子中不含羟基,不属于醇类,D错误;
故选D。
6.B
浓硫酸增重的为水的质量,碱石灰增重的为二氧化碳的质量,根据n=计算出水、二氧化碳的物质的量,再根据质量守恒确定含有氧元素的质量及物质的量;根据C、H、O元素的物质的量之比得出该有机物达到最简式,根据有机物结构与性质及核磁共振氢谱的知识对各选项进行判断。
有机物完全燃烧,生成CO2和H2O。将12.4 g该有机物的完全燃烧产物通过浓硫酸,浓硫酸增重10.8 g,增加质量为水的质量,m(H2O)=10.8 g,n(H2O)=,n(H)=2n(H2O)=2×0.6 mol=1.2 mol,m(H)=1.2 g;再通过碱石灰,碱石灰增重17.6 g为CO2的质量,n(CO2)=,m(C)=0.4 mol×12 g/mol=4.8 g,m(C)+m(H)= 1.2 g +4.8 g =6 g<12.4 g,则m(O)=2.4 g-6 g=6.4 g,n(O)=,n(C):n(H):n(O)=0.4 mol:1.2 mol:0.4 mol=1:3:1,所以物质中N(C):N(H):N(O)=1:3:1,故该有机物的最简式为CH3O。
A.根据分析可知,该有机物的最简式为CH3O,A正确;
B.该有机物分子中只含有C、H、O三种元素,H原子数只能为偶数,其分子式不可能为CH3O,B错误;
C.设该有机物分子式为(CH3O)n,当n=2时,得到的分子式C2H6O2中H原子已经达到饱和,所以该有机物分子式为C2H6O2,C正确;
D.若该有机物为乙二醇,乙二醇的分子中含有两种等效H,则其核磁共振氢谱有两个吸收峰,D正确;
故合理选项是B。
7.C
浓硫酸增重9.0 g,碱石灰增重17.6 g,即生成水的质量是9.0 g,二氧化碳质量是17.6 g,根据原子守恒:n(C)=n(CO2)=17.6g÷44g/mol=0.4mol,n(H)=2n(H2O)==2×0.5mol=1mol,则分子式n(O)==0.2mol,则分子中C、H、O原子数目之比为0.4mol:1mol:0.2mol=2:5:1,该有机物的最简式为C2H5O,分子式表示为(C2H5O)n,由于H原子为偶数,则n为偶数,且5n≤2×2n+2,即n≤2,故n=2,则有机物分子式为C4H10O2,综上分析可知,A、B、D正确,C错误,故选C。
8.D
该分子内共有6种氢原子:其中六元环上有四种,乙基上有2种,则其一氯代物共有6种,D项正确;
答案选D。
9.B
A.由图可知,有机物①是第一个反应的反应物,是最后一个反应的生成物,所以是该反应的催化剂,能降低反应所需活化能,故A正确;
B.H+离子中不含有电子,不符合2电子稳定结构,故B错误;
C.反应中,有机物①生成③,有极性键N—H、C=O极性键的断裂,C=N极性键的形成;有机物③生成有机物④的过程中有C=C非极性键的形成,有机物④生成⑥的过程中,有C=C键的断裂,所以反应中涉及极性键和非极性键的断裂与生成,故C正确;
D.由结构简式可知,有机物⑥中连接醇羟基、羧基的两个碳原子为手性碳原子,所以分子中含有2个手性碳原子,故D正确;
故选B。
10.C
A.CH3CH2CH2CH3中有2种氢原子,核磁共振氢谱中有2个吸收峰,A错误;
B.中有4种氢原子,核磁共振氢谱中有4个吸收峰,B错误;
C.中有3种氢原子,核磁共振氢谱中有3个吸收峰,C正确;
D.中有2种氢原子,核磁共振氢谱中有2个吸收峰,D错误;
故选C。
11.C
A.从过程上看操作Ⅰ得到乙醚溶液和水溶液,这两个是互不相溶的液体,采用萃取和分液的方法,选项A正确;
B.操作Ⅱ利用了苯甲醇的沸点为205.3℃,乙醚的沸点为34.8℃,两者互溶,利用沸点不同,采用蒸馏的方法得到乙醚和苯乙醇,选项B正确;
C.操作Ⅲ水溶液中加入盐酸,苯甲酸钾转变成苯甲酸,苯甲酸不溶于水,采用过滤的方法进行分离,选项C错误;
D.苯甲醛在氢氧化钾中生成苯乙醇和苯甲酸钾,根据制备苯甲酸和苯乙醇的制备过程,乙醚溶液溶解的主要成分是苯甲醇,选项D正确;
答案选C。
12.C
加成反应是有机物发生化学反应生成唯一产物的反应类型,常见于具有不饱和键的有机物中,据此回答问题。
A.甲烷燃烧生成二氧化碳和水,产物不唯一,属于氧化反应,选项A错误;
B.乙醇与乙酸发生取代反应制备乙酸乙酯,属于取代反应或酯化反应,选项B错误;
C.乙烯与溴反应生成1,2—二溴乙烷,产物唯一,发生加成反应,选项C正确;
D.甲烷与氯气反应生成一氯甲烷等卤代烃和氯化氢,产物不唯一,属于取代反应,选项D错误。
答案选C。
13. ②⑧、④⑤⑨、③⑥⑦、①⑩ ①②、②⑩ ①⑩、③⑥、④⑤ ③⑦、⑥⑦、④⑨、⑤⑨
①的分子式为,②的分子式为,③的分子式为,④的分子式为,⑤的分子式为,⑥的分子式为,⑦的分子式为,⑧的分子式为,⑨的分子式为,⑩的分子式为。
(1)互为同分异构体的有机物必须分子式相同,且结构不同,故互为同分异构体的为①②、②⑩、④⑤⑨、③⑥⑦。
(2)同系物必须结构相似,在分子组成上相差一个或若干个原子团,①②、②⑩的官能团种类及数目相同,结构彼此相似,在分子组成上相差一个,故彼此互为同系物。
(3)官能团位置不同的同分异构体,即分子式相同,官能团种类及数目相同,官能团的位置不同,符合条件的有①⑩、③⑥、④⑤。
(4)官能团类型不同的同分异构体有③⑦、⑥⑦、④⑨、⑤⑨。
14.(1)④⑤
(2)①②③⑥⑦
(3)①③⑥
(4)②⑦
【解析】(1)
碳原子通过共价键形成链状结构的有机物属于链状化合物,上述有机物中属于链状化合物的有④⑤;
(2)
含有环状结构的有机物叫做环状化合物,上述有机物中属于环状化合物的有①②③⑥⑦;
(3)
含有环状结构但不含苯环的有机物叫做脂环化合物,上述有机物中属于脂环化合物的有①③⑥,编号为③的物质含有两个环,但都不是苯环;
(4)
含有一个或两个及两个以上苯环的化合物叫做芳香族化合物,上述有机物中属于芳香族化合物的有②⑦。
15.(1) 羟基 醛基
(2) 卤代烃 甲烷 醛基
(3) 醚键 羧基
【解析】(1)的含氧官能团为羟基和醛基。
(2)A为CHCl3,官能团为碳氯键,属于卤代烃,可通过CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应得到。B分子中含有的官能团为—CHO,名称为醛基。
(3)非诺洛芬分子中的含氧官能团为和—COOH,名称分别为醚键和羧基。
16.(1) 蒸馏烧瓶 仪器y
(2) 88
(3) 羟基、羰基
【解析】(1)
根据装置图,仪器a的名称为蒸馏烧瓶;蒸馏时使用仪器直形冷凝管,球形冷凝管一般用于冷凝回流装置中,选仪器y。
(2)
①M中碳的质量分数为54.5%,氢的质量分数为9.1%,所以该有机物中还一定含有氧元素,氧元素的质量分数为,分子内各元素原子的个数比,所以实验式为;
②同温同压,密度比等于相对分子量之比。M的密度是同温同压下二氧化碳密度的2倍,则M的相对分子质量为,设分子式为,则,n=2,则分子式为。
(3)
根据核磁共振氢谱图中有4组峰,说明分子中含有4种不同化学环境的氢原子,且个数比为1∶3∶1∶3,结合红外光谱图所示含有C-H、H-O、C=O等化学键,其结构简式为,所含官能团为羟基、羰基。
17.(1)88
(2)HOCH2CH2CH2CHO、HOCH2CH(CH3)CHO
(1)含C、H、O三种元素的有机物X含有两种官能团,根据其能与Na反应放出氢气,说明含有-OH或-COOH,能在铜作催化剂条件下,催化氧化为可与新制氢氧化铜悬浊液发生反应生成砖红色沉淀的Y,确定X中含有-OH,另外一种官能团为-CHO,设X的分子组成为R(OH)x(CHO)y,R为烃基,已知1mol-OH可与Na反应产生0.5molH2,1mol-CHO可与Cu(OH)2反应产生1molCu2O,设X的式量为M,根据题中反应可列关系式,14.4x=7.2(x+y),得x=y,-OH式量为17,-CHO式量为29,因为X的式量<100,所以X中只有一个-OH和一个-CHO,则M=;
(2)从以上推断可知X的分子组成可表示为R(OH)(CHO),因为相对分子质量为88,所以烃基R的式量=88-17-29=42,根据商余法42÷12=3……6,得其分子组成为C3H6(OH)(CHO),因其能够发生催化氧化制醛,所以-OH所连C上有两个H原子,则X可能的结构简式为HOCH2CH2CH2CHO、HOCH2CH(CH3)CHO。
18. C2H6O2 HOCH2CH2OH
浓硫酸增重10.8g为反应生成的水的质量,通过灼热氧化铜,由于发生反应CuO+CO Cu+CO2,固体质量减轻了3.2g,利用差量法计算CO的物质的量,通过碱石灰时,碱石灰的质量增加了17.6g可计算总CO2的物质的量,减去CO与CuO反应生成的CO2的质量为有机物燃烧生成CO2的质量,根据元素守恒计算有机物中含有C、H、O的物质的量,进而求得化学式,根据有机物与钠反应的关系,判断分子中官能团个数,据此书写结构简式。
(1)有机物燃烧生成的水为10.8g,物质的量为=0.6mol,
设有机物燃烧生成的CO的质量为x,则:
所以x==5.6g,CO的物质的量为=0.2mol
根据碳元素守恒可知CO与CuO反应生成的CO2的物质的量为0.2mol,质量为0.2mol×44g/mol=8.8g
有机物燃烧生成的CO2的质量为17.6g-8.8g=8.8g,物质的量为=0.2mol,
根据碳元素守恒可知,1mol有机物含有碳原子物质的量为(0.2mol+0.2mol)×=2mol,
根据氢元素守恒可知,1mol有机物含有氢原子物质的量为=6mol
根据氧元素守恒可知,1mol有机物含有氧原子物质的量为=2mol,所以该有机物的分子式为C2H6O2,
答:有机物的分子式为C2H6O2;
(2)9.2 g金属钠的物质的量为=0.4 mol,与0.2mol该有机物恰好完全反应,因此该有机物分子中含有2个羟基,同一个碳上连接多个羟基不稳定,该有机物的结构简式为HOCH2CH2OH,
答:该有机物的结构简式为HOCH2CH2OH。
19.(1)Cl
(2)C2H5Cl
【解析】(1)
将该有机物完全燃烧后的产物通入足量硝酸酸化的硝酸银溶液中,得到白色沉淀,该白色沉淀是氯化银,可确定该有机物中含Cl元素;
(2)
根据题给信息可知,白色沉淀AgCl质量14.35g,则一半产物中Cl原子的物质的量为,燃烧产物中有0.1molHCl;氯化钙吸H2O增重,得知产物中H2O的质量3.6g,则一半产物中H原子的物质的量为;碱石灰吸收CO2和HCl增重,得知产物中CO2和HCl的质量12.45g,其中HCl的质量为3.65g,则一半产物中C原子的物质的量为;故该完全燃烧后的一半产物中含0.2molC、0.5molH、0.1molCl,该有机物的摩尔质量为,则该有机物不含O元素,其分子式为C2H5Cl。
20.(1) c 平衡气压,便于液体顺利流下
(2)抑制乙酰苯胺的水解
(3)将浓硫酸慢慢加入浓硝酸中,边加边振荡
(4)反应放热,滴加过快会使反应温度高于5 ℃,副产物增多
(5)a
(6) 重结晶 53.3%
【解析】(1)
为提高冷凝效果,冷凝管中的冷凝水应该“低进高出”,装置图中,冷凝管的出水口是c,仪器A中a连接分液漏斗的上、下两端,作用是平衡气压,便于液体顺利流下。
(2)
根据信息,乙酰苯胺能发生水解反应+H2O+CH3COOH,加入冰醋酸能抑制乙酰苯胺的水解;
(3)
浓硫酸密度大,溶解时放热,所以步骤2 配制混酸的方法是将浓硫酸慢慢加入浓硝酸中,边加边振荡;
(4)
在40℃下反应生成约25%的邻硝基乙酰苯胺;反应放热,滴加过快会使反应温度高于5 ℃,副产物增多,所以步骤3滴加混酸时不能过快;
(5)
根据对硝基乙酰苯胺、邻硝基乙酰苯胺、乙酰苯胺微溶于冷水,易溶于热水、酒精,洗涤粗品时用冷水洗,选a;
(6)
根据溶解性,将粗品纯化的方法是重结晶。4.5g乙酰苯胺的物质的量是0.0333mol,3.2g对硝基乙酰苯胺的物质的量是0.0178mol,本实验的产率为。
21. 增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸出速率 蒸馏 B NaOH溶液 碱石灰 装置F后连接一个防止空气中和进入F的装置
用乙醚对青蒿素进行浸取后,过滤,可得提取液和残渣,提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品,青蒿素可溶于乙醇、乙醚,在水中几乎不溶,故可向粗品中加入95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤,从而得到精品;青蒿素燃烧生成和,为了能准确测定青蒿素燃烧生成的和的质量,实验前应通入除去和的空气,排尽装置内的空气,防止干扰实验,所以装置A中可以盛放NaOH溶液以除去;装置B中装有浓硫酸,可除去,装置E和F吸收生成的和,应先吸收水再吸,所以装置E中可盛放或,装置F中可盛放碱石灰。
(1)对青蒿进行粉碎,可以增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸出速率;
(2)用乙醚对青蒿素进行浸取后,过滤,可得提取液和残渣,提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品;
(3)青蒿素可溶于乙醇、乙醚,在水中几乎不溶,故可向粗品中加入95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤,从而得到精品,答案选B;
(4)为了能准确测定青蒿素燃烧生成的和的质量,实验前应通入除去和的空气,排尽装置内的空气,防止干扰实验,所以装置A中可以盛放NaOH溶液;装置E和F吸收生成的和,应先吸收水再吸,所以装置E中可盛放或,装置F中可盛放碱石灰;
(5)装置F和外界空气直接接触,为了减小实验误差,应在F后连接一个防止空气中和进入F的装置;
(6)由表中数据可知,则,,则,所以青蒿素中氧原子的质量,则,
,所以青蒿素的实验式为。
22.(1)硝基苯
(2)溴原子
(3)
(4)
(5) +H2O 还原反应
(6) 8
与浓硝酸、浓硫酸混合加热,发生取代反应产生B是 ,B与Cl2在FeCl3催化作用下发生取代反应产生C: ,C与Mg在无水乙醚作用下反应产生D;D与OHC-CH2COOH作用反应产生E,E发生水解反应产生F,F与浓硫酸共热,发生消去反应产生G: ;G与Br2的CHCl3溶液发生加成反应产生H,H与Et3N、DMF作用产生I,I与NaOH、DMF发生消去反应产生J;J与LiAlH4发生还原反应产生K,据此分析解题。
(1)
苯与浓硝酸、浓硫酸混合加热,发生取代反应产生B是 ,为硝基苯。
(2)
化合物H结构简式是 ,其中的非氧官能团是溴原子。
(3)
,B与Cl2在FeCl3催化作用下发生取代反应产生C: ,化合物C结构简式是 ;F与浓硫酸共热,发生消去反应产生G,化合物G结构简式是。
(4)
手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子。在上述合成路线中存在两个手性碳原子的化合物分子是H,手性碳原子用※标注,物质的结构简式是。
(5)
化合物F是,F与浓硫酸共热,发生消去反应产生G: 和水,该反应的化学方程式为:+H2O;化合物J与LiAlH4发生反应时,—NO2被还原变为—NH2,故J变为K的反应为还原反应。
(6)
G是,其同分异构体满足条件:①与G含有相同的官能团,即分子中含有-NO2、-COOH和碳碳双键;②属于二取代芳香族化合物,说明物质分子中含有2个取代基;硝基连接苯环,则取代基可以是—NO2、—CH=CH-COOH或—NO2、二种情况,两个取代基在苯环上的相对位置有邻、间、对三种,有因为碳碳双键在空间中存在顺反异构,此时只有—CH=CH-COOH的取代基情况存在顺反异构,故符合要求的物质种类数目是3×3=9种,去掉G本身,则G的同分异构体种类数目是9-1=8种。其中核磁共振氢谱有4种峰,说明其有4种不同化学位移的H原子,其峰值面积比为1∶2∶2∶2的结构简式为 。