专题5《药物合成的重要原料—卤代烃、胺、酰胺》单元测试卷
一、单选题
1.阿司匹林是家中常备药,其结构如图所示,下列说法中不正确的是
A.分子式为 B.分子中所有原子不可能共面
C.能和乙醇发生酯化反应 D.是一种饱和烃
2.下列各组中的反应,属于同一反应类型的是
A.由溴乙烷水解制乙醇;由乙烯与水反应制乙醇
B.由苯硝化制硝基苯;由苯制溴苯
C.由氯代环己烷制环己烯;由丙烯加溴制1,2-二溴丙烷
D.乙醇制乙醛;乙酸乙酯的水解
3.下列说法正确的是
A.某有机物燃烧只生成CO2和H2O,且二者物质的量相等,则此有机物的组成为CnH2n
B.相同物质的量的乙烯和乙醇完全燃烧,乙醇消耗的氧气多
C.CH4和C2H4的混合气体与足量O2完全反应,反应前后气体体积一定不变(气体体积在同一温度和压强下测量)
D.相同质量的烃完全燃烧,烃中氢的百分含量越高,消耗O2越多
4.已知有机物M是合成青蒿素的原料之一,M的结构如图所示。下列有关该有机物M的说法不正确的是
A.能发生消去反应
B.能与碳酸氢钠溶液反应
C.分子式为
D.一氯取代物只有1种
5.中医药是中华民族的瑰宝。有机化合物M是常用中药白芷中的活性成分之一,M的结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.M中含有三种含氧官能团
B.1molM最多与9molH2反应
C.M中碳原子的杂化方式共有三种
D.M能与Na2CO3溶液反应放出CO2
6.下列关于卤代烃的叙述错误的是( )
A.随着碳原子数的增多,一氯代烃的沸点逐渐升高
B.随着碳原子数的增多,一氯代烃的密度逐渐增大
C.等碳原子数的一氯代烃,支链越多,沸点越低
D.等碳原子数的一卤代烃,卤素的原子序数越大,沸点越高
7.某优质甜樱桃中含有一种羟基酸(用M表示),M的碳链结构无支链,分子式为C4H6O5,1.34gM与足量的碳酸氢钠溶液反应,生成标准状况下的气体0.448L。M在一定条件下可发生如下转化: (M、A、B、C分子中碳原子数目相同)。下列有关说法中不正确的是
A.M的结构简式为HOOC—CHOH—CH2—COOH
B.B的分子式为C4H4O4Br2
C.与M的官能团种类、数量完全相同的同分异构体只有1种
D.C物质可能溶于水
8.下列反应的化学方程式错误的是
A.苯与液溴反应:2+Br22
B.氯丙烷与的乙醇溶液共热:
C.乙醛与新制悬浊液共热:
D.氯乙烯聚合:
9.由CH3CH2CH2OH制备 所发生的化学反应至少有( )
①取代反应 ②消去反应 ③加聚反应 ④酯化反应 ⑤还原反应 ⑥水解反应
A.④② B.②③ C.②③⑤ D.②④
10.有机物的种类繁多,但其命名是有规则的。下列有机物命名正确的是
A. 2-甲基-1-溴丙烷
B. 2-甲基-3-丁醇
C. 2-甲基-3-丁烯
D.甲基苯酚
11.一种有机物脱羧反应机理如图所示:
下列说法不正确的是
A.E-NH2是脱羧反应的催化剂
B.该反应过程涉及加成、消去反应
C.E和F互为同分异构体
D.也可按照该反应机理生成
12.某有机物的结构简式为HOCH2CH=CHCH2COOH,下列关于该有机物的说法错误的是
A.该有机物含有3种官能团
B.该有机物能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,其褪色原理一样
C.该有机物能发生氧化反应、加成反应、加聚反应、酯化反应
D.1mol该有机物能与2molNa或1molNaOH发生反应
13.2-甲基-2-氯丙烷是重要的化工原料,实验室中可由叔丁醇与浓盐酸反应制备,路线如图:
下列有关由叔丁醇制备2-甲基-2-氯丙烷的实验的说法中,错误的是
A.由叔丁醇制备2-甲基-2-氯丙烷的反应类型为取代反应
B.溶液的作用主要是除去产物中余留的酸,因此也可换为溶液
C.无水的作用是除去有机相中残存的少量水
D.蒸馏除去残余反应物叔丁醇时,产物2-甲基-2-氯丙烷先被蒸馏出体系
14.硫酸盐(含、)气溶胶是PM2.5的成分之一、近期科研人员把出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的三个阶段的转化机理,其主要过程示意图如下,下列说法错误的是
A.第I阶段的化学方程式为:+NO2=+
B.该过程中NO2为催化剂
C.1mol在第II、III两个阶段共失去电子数目为NA
D.氧化性NO2>HNO2
15.某两种气态烃的1L混合气体,完全燃烧生成2.8LCO2和3.0L水蒸气(体积均在相同状况下测得),该混合物可能是
A.甲烷,乙烯 B.甲烷,丙烯 C.乙烷,乙烯 D.乙烷,丙烯
二、填空题
16.按要求写出下列化学方程式:(请注明反应条件)
(1)甲苯→TNT:_______
(2)丙烯→聚丙烯:_______
(3)2-溴丙烷→丙烯:_______
(4)CaC2→乙炔:_______
(5)乙醇的消去反应:_______
(6)溴乙烷的水解反应:_______
17.丁烯二酸()可用于制造不饱和聚酯树脂,也可用作食品的酸性调味剂。某同学以为原料,设计了下列合成路线:
上述设计存在什么缺陷_________,请写出改进后的合成路线_________。
18.已知在同一碳原子上连有两个羟基的化合物是极不稳定的,它会自动失水生成含的化合物。在无其他氧化剂存在的条件下,以甲苯和氯气为主要原料按下列过程制取苯甲醛():
(1)条件2中的试剂为___________。
(2)写出苯甲醛与银氨溶液反应的化学方程式:___________。
(3)苯甲醛在强碱性条件下可发生自身氧化还原反应,即部分氧化成羧酸盐A,部分还原成醇B。写出A经酸化后的产物与B发生酯化反应生成的一种新的化合物C的结构简式:___________。
三、计算题
19.某有机物在气态时,其密度是相同条件下氢气的54倍,若将它完全燃烧,只生成水蒸气和二氧化碳,且二者的体积比为(同温同压下)4:7;另取该有机化合物1.08 g,充分燃烧后将其产物全部通过干燥的碱石灰,碱石灰增重3.80g。
(1)求此有机物的分子式。
(2)若此有机物为酚类,即羟基直接连在苯环上,其一溴代物共有三种同分异构,写出此有机物的结构简式。
20.Ⅰ.按要求填空:
(1) 的命名:___________;
(2) 中官能团的名称:___________。
Ⅱ.(1)一气态烷烃和一气态烯烃成混合气体共10g,混合气体的密度是相同条件下氢气的12.5倍,该混合气体通过溴水时,溴水增重8.4g,混合气体的组成___________(填结构简式),混合气体中烷烃和烯烃的体积比为___________。
(2)乙烯与丙烷混合气体共a mol,与b mol氧气共存于一密闭容器中,点燃后充分反应,乙烯和丙烷全部消耗完,得到CO、CO2的混合气体和54g水,试求a的取值范围___________。
21.在标准状况下,某烷烃和单烯烃的混合气体2.24L,将其完全燃烧,产生的气体缓缓通过浓硫酸,浓硫酸增重4.05克,将剩余气体通入碱石灰,碱石灰质量增加了6.60克,另取该混合气体2.24L通过过量溴水,溴水质量增加了1.05克。求:
(1)混合气体由哪两种烃组成_____;
(2)则该单烯烃的体积分数是_____。
四、实验题
22. Ⅰ.在实验室利用下列装置,可制备某些气体并验证其化学性质。
(1)完成下列表格:
序号 气体 装置连接顺序(填字母) 制备反应的化学方程式
① 乙烯 B→D→E _______
② 乙炔 _______ _______
(2)D装置中氢氧化钠溶液的作用_______。
Ⅱ.工业上用乙烯和氯气为原料,经下列各步合成聚氯乙烯(PVC):
乙烯甲乙PVC
(3)甲的结构简式是_______;反应(3)的化学方程式是_______。
23.利用下列实验药品进行实验,能顺利达到实验目的的是
实验目的 实验药品
A 证明乙炔能和反应 电石、饱和食盐水、溶液和溴水
B 提纯苯的溴代反应中溴苯 苯、液溴、Fe粉、水
C 检验溴乙烷中的溴原子 溴乙烷、溶液和溶液
D 验证乙醇消去产物有乙烯 乙醇、浓硫酸和溴水
A.A B.B C.C D.D
24.实验表明,当乙醛加入到溴水中,溴水会褪色。针对此现象,某小组同学依据乙醛结构进行探究。
【实验假设】
(1)假设Ⅰ:醛基含有不饱和键,可与发生_________反应(填反应类型)。
假设Ⅱ:乙醛具有α-H,可与溴水发生取代反应。一元取代反应如下:
无论是几元取代,参加反应的与生成的HBr物质的量之比为_________。
假设Ⅲ:乙醛具有较强的还原性,可被溴水氧化为乙酸,补全下面反应方程式。
_________
【实验过程】针对以上假设,该小组同学设计了两组方案。
方案Ⅰ:通过对比反应现象判断反应类型。
序号 操作 现象
试管1 1mL溴水+1mL乙醛,充分振荡后静置 褪色
试管2 1mL溴的溶液+1mL乙醛,充分振荡后静置 ____
结论:假设Ⅰ不成立。
(2)试管2中的实验现象为__________。
方案Ⅱ:通过测定反应后混合液的pH判断反应类型。
序号 操作 pH
试管1 加入20mL溴水,再加入10mL苯酚溶液,待完全反应后(苯酚过量),测定混合液pH 1.85[]
试管2 加入20mL相同浓度的溴水,再加入10mL 20%的乙醛溶液(乙醛过量),3min后完全褪色,测定混合液pH ____________
注:苯酚和乙酸的电离及温度变化对混合液pH的影响可忽略。
(3)写出苯酚与溴水反应的化学方程式:____________________________________。
(4)若试管2中反应后混合液的pH=1.85,则证明乙醛与溴水的反应类型为______反应;若pH接近______,则证明为氧化反应(lg2≈0.3);若pH介于两者之间,则证明两种反应类型皆有。
【实验结论与反思】
(5)根据实验数据得出结论:乙醛与溴水发生氧化反应。查阅资料,乙醛并非直接与发生反应,而是与次溴酸(HBrO)反应,从平衡移动的角度解释乙醛使溴水褪色的原因:______________。
(6)已知柠檬醛的结构如图,结合上述实验,检验柠檬醛分子中存在碳碳双健的合理方法为 (填字母序号)。
A.向酸性高锰酸钾溶液中加适量柠檬醛,观察其是否褪色
B.向溴水中加适量柠檬醛,观察其是否褪色
C.向溴的溶液中加适量柠檬醛,观察其是否褪色
D.向新制氢氧化铜悬浊液中加适量柠檬醛,加热,冷却后取上层清液再加溴水,观察其是否褪色
参考答案:
1.C
【详解】A.根据乙酰水杨酸可知,1个该分子中含有9个C原子,8个H原子,4个O原子,故其分子式为C9H8O4,故A错误;
B.含有甲基,具有甲烷的结构特征,则所有的原子不可能共平面,故B错误;
C.该分子中含有羧基,可与乙醇发生酯化反应,故C正确;
D.烃是指只含有C、H两种元素的有机化合物,而该分子中还含有O元素,属于烃的衍生物,故D错误;
故选:C。
2.B
【详解】A.由溴乙烷水解制乙醇的反应为取代反应;由乙烯与水反应制乙醇的反应为加成反应,可见二者反应类型不相同,A不符合题意;
B.由苯硝化制硝基苯的反应属于取代反应;由苯制溴苯的反应也是取代反应,故二者反应类型相同,B符合题意;
C.由氯代环己烷制环己烯发生的反应是消去反应;由丙烯加溴制1,2-二溴丙烷的反应为加成反应,故二者反应类型不相同,C不符合题意;
D.乙醇制乙醛的反应为氧化反应;乙酸乙酯的水解反应为取代反应,可见二者反应类型不相同,D不符合题意;
故合理选项是B。
3.D
【详解】A.有机物燃烧只生成CO2和H2O,且二者物质的量相等,只能说明有机物的组成中碳氢原子个数比为1∶2,不能确定有无氧元素,选项A错误;
B.1mol乙烯和1mol乙醇完全燃烧都消耗3mol氧气,完全燃烧消耗的氧气一样多,故B错误;
C.高于100℃条件下,水为气体,烃中的H原子数为4时,反应前后气体体积不变,则在高于100°C条件下,燃烧甲烷和乙烯的混合气体,前后气体体积不变;低于100℃条件下,水为液体,则反应前后的体积会变化,C错误;
D.12g碳可以消耗1mol氢气,4g氢可以消耗1mol氢气,所以质量相同时,氢元素的质量分数越高消耗的氧气越多,D正确;
故选D。
4.D
【详解】A.由图示可知该物质含有羟基,且相邻碳原子含有氢原子,所以能发生消去反应,故A正确;
B.该物质含有羧基,能与碳酸氢钠反应,故B正确;
C.由图示可知,该物质的分子式为:,故C正确;
D.由图示可知该物质中直接与碳原子相连的有两种不同环境的氢,则其一氯取代物有2种,故D错误;
答案选D。
5.A
【详解】A.该分子中含有酯基、(酚)羟基、醚键三种含氧官能团,A正确;
B.该分子中2mol苯环和1mol碳碳双键能与H2反应,所以可知1 mol该有机物最多消耗7mol H2,B错误;
C.M中碳原子的杂化方式共有sp2、sp3二种,C错误;
D.该有机物中(酚)羟基能与Na2CO3溶液反应生成NaHCO3,不能放出CO2,D错误;
故答案选A。
6.B
【详解】A.随着碳原子数越多,一氯代烃的相对分子质量越大,从而分子间作用力越大,则沸点越高,故A正确;
B.随着碳原子数越多,一氯代烃的相对分子质量越大,则密度越小,故B错误;
C.等碳原子数的一氯代烃,支链越多,分子间距离越大,分子间作用力越小,沸点越低,故C正确;
D.等碳原子数的一卤代烃,卤素的原子序数越大,分子间作用力越大,沸点越高,故D正确。
故选B。
7.C
【分析】M的碳链结构无支链,分子式为C4H6O5 ;134gM与足量的碳酸氢钠溶液反应,生成标准状况下的气体0.448L,则则一个M中含2个-COOH,所以M为HOOC-CHOH-CH2-COOH,据此分析作答。
【详解】A.由上述分析可知, M的结构简式为HOOC-CHOH-CH2-COOH ,故A正确;
B.M发生消去、加成反应生成B,则B的分子式为C4H4O4Br2,故B正确;
C.与M的官能团种类、数量完全相同的同分异构体还有(HOOC)2-CH-CH2OH、(HOOC)2-CHOH-CH3,故C错误;
D.B水解生成C中含2个-OH和2个-COOH,则C能溶于水,故D正确;
故答案选C。
8.A
【详解】A.苯和液溴反应生成溴苯和HBr,正确的化学方程式为+Br2+HBr,故A错误;
B. 氯丙烷与的乙醇溶液共热发生消去反应生成丙烯,反应的化学方程式为,故B正确;
C.乙醛与新制悬浊液反应,乙醛被氧化为乙酸,乙酸再与NaOH发生酸碱中和,被还原为氧化亚铜,反应的化学方程式为,故C正确;
D.氯乙烯发生加聚反应生成聚氯乙烯,反应的化学方程式为,故D正确;
故答案选A。
9.B
【详解】试题分析:由CH3CH2CH2OH制备的过程为:CH3CH2CH2OHCH3—CH===CH2 ,所以答案选B。
考点:考查有机物的合成
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,侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练,有利于培养学生的逻辑推理能力和逆向思维能力。该类试题需要注意的是有机物的合成是通过化学反应使有机物的碳链增长或缩短,或碳链和碳环的相互转变,或在碳链或碳环上引入或转换各种官能团,以制取不同类型、不同性质的有机物。有机合成题能较全面地考查学生的有机化学基础知识和逻辑思维能力、创造思维能力等。
10.A
【详解】A.卤代烃的命名中,主链选择含与卤素原子连接的碳原子的最长碳链,从卤素原子连接碳原子开始编号,因此的命名为2-甲基-1-溴丙烷,故A项正确;
B.单烯烃选择含碳碳双键的最长碳链为主链,从碳碳双键碳原子开始编号,因此的命名为3-甲基-1-丁烯,故B项错误;
C.烷烃的命名中,选取最长碳链为主链,从取代基位次较小的一端开始编号,因此的命名为2,2-二甲基丁烷,故C项错误;
D.酚类物质取“苯酚”为母体,从羟基所连碳原子开始编号,因此的命名为邻甲基苯酚或2-甲基苯酚,故D项错误;
综上所述,正确的是A项。
11.D
【详解】A.根据反应机理图可知,E-NH2先参与反应,后面又生成,没有增加或减少,所以他是催化剂,A正确;
B.A→B是加成反应,A分子的碳碳双键被加成,B→C是消去反应,B分子中的羟基被消去,生成碳氮双键和水,B正确;
C.E和F的分子式相同,除去E基团,都是C3H6N,而且二者的结构不同,属于同分异构体,C正确;
D.从C→E过程可以看到,碳碳双键是在羧基相连的碳原子上形成,连有氮原子的碳原子也形成碳碳双键,然后才能转化成含有碳氮双键的结构,而对于 ,只能形成,无法继续向下进行,所以不能按照该反应机理进行,D错误;
答案选D。
12.B
【详解】A.由有机物HOCH2CH=CHCH2COOH的结构简式可知,该有机物含有羟基、碳碳双键、羧基3种官能团,故A正确;
B.该有机物能使溴水和酸性高锰酸钾溶液褪色,其褪色原理不一样,前者发生加成反应,后者发生氧化反应,故B错误;
C.由有机物HOCH2CH=CHCH2COOH的结构简式可知,该有机物含有羟基、碳碳双键和羧基,因此该有机物能发生氧化反应、加成反应、加聚反应、酯化反应,故C正确;
D.羟基和羧基与都能与金属钠反应生成氢气,所以1molHOCH2CH=CHCH2COOH能与2molNa、1molNaOH发生反应,故D正确;
故答案:B。
13.B
【详解】A.对比反应物和产物的结构可知,Cl原子取代了-OH,所以反应类型为取代反应,A选项正确;
B.若用氢氧化钠溶液代替5%Na2CO3溶液洗涤分液,则2-甲基-2-氯丙烷能与氢氧化钠发生水解反应而消耗,B选项错误;
C.无水CaCl2是干燥剂,与水结合生成CaCl2·xH2O,其作用是除去有机相中残存的少量水,C选项正确;
D.2-甲基-2-氯丙烷比叔丁醇的沸点低,所以先蒸馏出体系,D选项正确;
答案选B。
14.B
【分析】根据图中给出的原子信息,可以推出第I阶段发生的反应为:,第II、III阶段发生的反应为:。
【详解】A.由图可知第I阶段的化学方程式为:,选项A正确;
B.该过程中,NO2作为反应物,选项B错误;
C.第II、III阶段中,1mol 失去1mol电子(NA个)变为,选项C正确;
D.该过程中,NO2作氧化剂,HNO2作还原产物,则氧化性:NO2>HNO2,选项D正确;
答案选B。
15.D
【分析】两种气态烃的1 L混合气体,完全燃烧生成2.8 L CO2和3.0 L水蒸气,则该混合物的平均化学式是C2.8H6,则两种气体的分子中碳原子一个小于或等于2,一个大于2,氢原子一个小于6,一个大于6,或都等于6,据此分析。
【详解】A.甲烷、乙烯,分子中含有的H原子数都是4,碳原子一个是1,一个是2,故A不符合题意;
B.甲烷,丙烯,甲烷分子中碳原子是1,丙烯分子中碳原子是3,甲烷分子中氢原子是4个,丙烯分子中氢原子是6个,故B不符合题意;
C.乙烷、乙烯的碳原子数都是2,乙烷的的氢原子数是6,乙烯的氢原子数是4,故C不符合题意;
D.乙烷的碳原子数是2,丙烯的碳原子数是3,乙烷的氢原子数是6,丙烯的氢原子数也是6,故D符合题意;
答案选D。
16.(1)+3HNO3(浓) +3H2O
(2)nCH2=CH-CH3
(3)CH3CHBrCH3+NaOHCH3CH=CH2↑+NaBr+H2O
(4)CaC2+2H2O→CH≡CH↑+Ca(OH)2
(5)CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
(6)CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr
【解析】(1)
甲苯在浓硫酸催化和加热条件下发生硝化反应生成2,4,6-三硝基甲苯,即TNT,反应的化学方程式为+3HNO3(浓) +3H2O;
(2)
丙烯在催化剂作用下发生加聚反应得到聚丙烯,反应的化学方程式为nCH2=CH-CH3;
(3)
2-溴丙烷在NaOH醇溶液和加热条件下发生消去反应得到丙烯、NaBr和水,反应的化学方程式为CH3CHBrCH3+NaOHCH3CH=CH2↑+NaBr+H2O;
(4)
碳化钙与水反应生成乙炔和氢氧化钙,反应的化学方程式为CaC2+2H2O→CH≡CH↑+Ca(OH)2;
(5)
乙醇在浓硫酸作用和加热到170℃时发生消去反应得到乙烯和水,反应的化学方程式为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;
(6)
溴乙烷在NaOH水溶液和加热条件下发生水解反应得到乙醇和NaBr,反应的化学方程式为CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr。
17. 在第二步的氧化过程中,碳碳双键也会被氧化,使产率降低
【分析】合成过程中含有双键的物质很容易被氧化,应先与HBr发生加成反应进行保护,再通过消去反应生成双键。
【详解】在第二步的氧化过程中,碳碳双键也会被氧化,使产率降低,改进后的合成路线为:。
18. NaOH溶液 +2[Ag(NH3)2]OH +2Ag↓+3NH3+H2O
【分析】甲苯与氯气发生取代反应生成二氯甲苯,二氯甲苯在氢氧化钠水溶液中加热水解生成,不稳定,自动失水生成,据此分析解答。
【详解】(1) 由题意知,可由不稳定的中间产物失水得到,由→为卤代烃的碱性水解过程,因此条件2为氢氧化钠水溶液,加热,故答案为:NaOH溶液;
(2)苯甲醛与银氨溶液发生氧化反应得到苯甲酸铵、Ag、氨气与水,反应的化学方程式为+2[Ag(NH3)2]OH+2Ag↓+3NH3+H2O,故答案为:+2[Ag(NH3)2]OH +2Ag↓+3NH3+H2O;
(3) 由题给信息知,A为苯甲酸盐,酸化后得到,B为,苯甲酸与苯甲醇发生酯化反应可生成,故答案为:。
19.(1)某有机物在气态时,其密度是相同条件下氢气的54倍,判断出有机物的分子量为108;完全燃烧只生成水蒸气和二氧化碳,说明此有机物为烃或烃的含氧衍生物;水蒸气和二氧化碳,且二者的体积比为(同温同压下)4:7,说明有机物含有的H与C物质的量之比为8:7,设分子式为C7H8Ox,则12×7+1×8+16x=108,解得x=1,故分子式为C7H8O;
答:求此有机物的分子式为C7H8O;
(2)此有机物为酚类,一溴代物共有三种同分异构,则含有三种类型的等效氢原子,有机物的结构简式为:,
答:此有机物的结构简式为。
【分析】某有机物在气态时,其密度是相同条件下氢气的54倍,判断出有机物的分子量为108;完全燃烧只生成水蒸气和二氧化碳,说明此有机物为烃或烃的含氧衍生物;水蒸气和二氧化碳,且二者的体积比为(同温同压下)4:7,说明有机物含有的H与C物质的量之比为8:7;碱石灰增重3.80g,说明生成的二氧化碳为3.80g,据此分析;
【详解】根据上述分析可知,
(1)有机物的分子量M=2×54=108,由于n(CO2):n(H2O)=7:4,故n(C):n(H)=7:8,设分子式为C7H8Ox,则12×7+1×8+16x=108,解得x=1,故分子式为C7H8O;
答:求此有机物的分子式为C7H8O;
(2)此有机物为酚类,一溴代物共有三种同分异构,则含有三种类型的等效氢原子,有机物的结构简式为:,
答:此有机物的结构简式为。
20. 3-甲基-2-乙基-1-丁烯 酯基、酚羟基、碳碳双键 CH4、H2C=CH2 1:3 0.75﹤a ﹤1.5
【详解】Ⅰ.(1)根据烯烃的命名方法, 的含有碳碳双键最长的链含有4个碳原子,从靠近碳碳双键的一端数起,2号碳上有一个乙基,3号碳上有一个甲基,所以名称为3-甲基-2-乙基-1-丁烯;
(2)根据该物质的结构简式可知其官能团为酯基、酚羟基、碳碳双键;
Ⅱ.(1)混合气体的密度是相同条件下氢气的12.5倍,则混合气体的平均相对分子质量=12.5×2=25,烯烃的最小相对分子质量为28,故该混合气体一定含有CH4,烯烃与溴发生加成反应,而甲烷不与溴水反应,故溴水增重8.4g为烯烃的质量,则甲烷的质量=10g-8.4g=1.6g,其物质的量为0.1mol,混合气体的物质的量= =0.4mol,故烯烃的物质的量=0.4mol-0.1mol=0.3mol,则烯烃的相对分子质量==28,令烯烃组成为CnH2n,则12n+2n=28,解得n=2,故该混合气体为CH4、H2C=CH2,二者体积之比=0.1mol:0.3mol=1:3;
(2)令乙烯与丙烷的物质的量分别为x mol、y mol,x+y=a,生成水的物质的量==3mol,则4x+8y=3×2=6,只有乙烯时,a值最大,根据H原子守恒可知,a的极大值为=1.5mol,只有丙烷时,a值最小,根据H原子守恒可知,a的极小值为=0.75mol,故a的取值范围是0.75﹤a ﹤1.5。
21. CH4和C3H6 25%
【详解】(1)标况下2.24L气体的物质的量为0.1mol,浓硫酸增重4.05克,即燃烧时生成4.05g水,物质的量为=0.225mol,则混合烃中含有0.45molH原子,碱石灰质量增加了6.60克,即生成6.60gCO2,物质的量为=0.15mol,则混合烃中含有0.15molC原子,所以该烃的平均分子式为C1.5H4.5;由于含C原子数小于1.5的烃只有CH4,所以混合烃中一定含有CH4;溴水质量增加了1.05克,即混合物中含有1.05g单烯烃,则甲烷的质量为0.15mol×12g/mol+0.45g-1.05g=1.20g,n(CH4)==0.075mol,则n(单烯烃)=0.1mol-0.075mol=0.025mol,其摩尔质量为=42g/mol,单烯烃同时为CnH2n,所以有12n+2n=42,解得n=3,该单烯烃为C3H6;
综上所述混合气体由CH4和C3H6组成;
(2)单烯烃的体积分数为×100%=25%。
22.(1) CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O A→C→E CaC2+2H2O→CH≡CH↑+Ca(OH)2
(2)除去二氧化碳和二氧化硫
(3) CH2ClCH2Cl nCH2=CHCl
【分析】Ⅰ.在实验室中将乙醇与浓硫酸混合物加热到170℃,发生消去反应制取乙烯CH2=CH2,应该选择B装置;反应中会发生副反应生成SO2、CO2,由于SO2具有还原性,也可以使高锰酸钾溶波褪色,因此必须用NaOH溶液除去,选择D装置除去SO2、CO2等;所以连接顺序为:B→D→E;
Ⅱ.CH2=CH2可与Cl2发生加成反应生成CH2ClCH2Cl,CH2ClCH2Cl与NaOH的乙醇溶液共热,发生消去反应生成氯乙烯CH2=CHCl,CH2=CHCl在一定条件下发生加聚反应可生成聚氯乙烯,即制取得到PVC。
(1)
①实验室制取乙烯,需要将乙醇与浓硫酸混合物加热到170℃,应该选择B装置;反应中会发生副反应生成具有还原性的SO2,由于SO2也可以使高锰酸钾溶液褪色,因此必须用NaOH溶液除去,选择D装置除去SO2、CO2等酸性气体;所以连接顺序为:B→D→E;实验室利用乙醇与浓硫酸共热170℃制乙烯的化学反应方程式为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;
②常用电石(主要成分为CaC2)与水反应生成乙炔CH≡CH。固体与液体混合不加热制气体,应该选用A为反应装置;由于电石中常含有CaS等杂质生成的乙炔中常含有H2S等杂质,需要用硫酸铜溶液除去,所以选C为除杂装置;选E为验证乙炔性质的实验装置,则装置连接的顺序为A→C→E,实验室中制备乙炔的反应方程式为:CaC2+2H2O→CH≡CH↑+Ca(OH)2;
(2)
由上述分析可知:D装置中氢氧化钠溶液的作用是除SO2、CO2;
(3)
根据上述分析可知物质甲是1,2-二氯乙烷,结构简式是CH2ClCH2Cl;
反应(3)是CH2=CHCl在一定条件下发生加聚反应可生成PVC,该反应的化学方程式是nCH2=CHCl。
23.A
【详解】A.生成的乙炔中含硫化氢等,硫酸铜溶液可除去杂质,乙炔与溴水发生加成反应,可证明乙炔能和Br2反应,故A正确;
B.提纯苯的溴代反应中溴苯缺少氢氧化钠溶液的洗涤,故B错误;
C.水解后在酸性溶液中检验卤素离子,缺少硝酸不能完成实验,故C错误;
D.浓硫酸使乙醇脱水后,C与浓硫酸反应生成二氧化硫,二氧化硫、乙烯均与溴水反应,缺少NaOH溶液除杂不能完成实验,故D错误;
故答案选A。
24.(1) 加成反应 1:1
(2)溶液分层,溴水不褪色;
(3)
(4) 取代反应 1.55
(5)乙醛与HBrO反应,使得平衡正向移动,消耗,溶液褪色
(6)C
【分析】乙醛结构中含有不饱和键,α-H,具有较强的还原性,可能与溴发生加成反应,取代反应和氧化反应;溴水和苯酚溶液反应为取代反应,翻译后混合液pH值为1.85,将溴水与乙醛溶液反应,如果pH=1.85,则证明乙醛与溴水的反应类型为取代反应;如果发生氧化反应,生成的HBr为取代反应的2倍,所以,pH=1.55,所以若pH接近1.55,则证明为氧化反应;若pH介于两者之间,则证明两种反应类型皆有;据此分析解题。
【详解】(1)假设Ⅰ:可以与双键发生加成反应,醛基含有不饱和键,可与发生加成反应;故答案为加成反应;
假设Ⅱ:发生取代反应时,参加反应的其中一个Br原子取代H原子,另一个Br与被取代的H生成HBr,所以无论是几元取代,参加反应的与生成的HBr物质的量之比为1:1,故答案为1:1;
假设Ⅲ:乙醛具有较强的还原性,可被溴水氧化为乙酸,反应方程式为;故答案为;
(2)1mL溴的溶液+1mL乙醛,充分振荡后静置,溶液分层,溴水不褪色;故答案为溶液分层,溴水不褪色;
(3)溴水与苯酚发生取代反应,反应为;故答案为;
(4)若试管2中反应后混合液的pH=1.85,与试管1中pH一致,则证明乙醛与溴水的反应类型为取代反应;如果发生氧化反应,生成的HBr为取代反应的2倍,所以,pH=1.55,所以若pH接近1.55,则证明为氧化反应;应故答案为取代反应;1.55;
(5)与水反应式为,乙醛与HBrO反应,使得平衡正向移动,消耗,溶液褪色;故答案为乙醛与HBrO反应,使得平衡正向移动,消耗,溶液褪色;
(6)柠檬醛分子中含有碳碳双键和醛基,根据上述实验,检验柠檬醛分子中存在碳碳双健是方法是向溴的溶液中加适量柠檬醛,观察其是否褪色;选项C符合题意,故答案选C。
【点睛】本题主要考查化学实验方案的评价,题目难度中等,注意根据反应的类型判断反应可能的产物,把握实验原理是解题的关键。