第一章有机化合物的结构特点与研究方法测试题高二化学人教版(2019)选择性必修3(含解析)

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名称 第一章有机化合物的结构特点与研究方法测试题高二化学人教版(2019)选择性必修3(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-18 21:15:57

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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)
1.2021年诺贝尔化学奖授予本杰明。李斯特、大卫·麦克米兰,以表彰在“不对称有机催化的发展”中的贡献,用脯氨酸催化合成酮醛反应如图:
下列说法错误的是
A.c可发生消去反应形成双键
B.该反应原子利用率100%
C.脯氨酸与互为同分异构体
D.a、b、c均可使酸性高锰酸钾溶液褪色
2.已知某有机物的分子式是,下列关于该分子的结构推测合理的是
A.可能含有1个苯环 B.可能含有2个碳碳三键和4个羟基
C.可能含有2个羧基和1个碳碳双键 D.可能含有1个醛基、2个羧基和1个碳碳双键
3.下列生产和生活常见用品的主要成分不属于有机物的是
A.蔗糖() B.尿素[] C.乙醇() D.纯碱()
4.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
5.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
6.某有机物的结构如图所示,关于该有机物下列说法正确的是
A.分子与足量溶液完全反应后生成的钠盐只有1种
B.分子完全水解后所得有机物分子中手性碳原子数目为2个
C.分子中所有碳原子可能共平面
D.分子可以在醇溶液加热条件下发生消去反应
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.阿魏酸甲酯有抗肿瘤活性,其结构简式如下图,有关阿魏酸甲酯的说法正确的是
A.所有原子可能处于同一平面
B.分子中的含三种官能团
C.能发生加聚、水解和氧化反应
D.阿魏酸甲酯最多可与加成
9.分子式为C4H8BrCl的有机物共有(不含立体异构)
A.8种
B.10种
C.12种
D.14种
10.下列化合物的类别与所含官能团都正确的是
选项 物质 类别 官能团
A 酚类 -OH
B CH3CH2CH2COOH 羧酸
C 醛类 -CHO
D CH3-O-CH3 醚类
A.A B.B C.C D.D
11.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.
12.由E(金属铁)制备的E(C5H5)2的结构如图甲所示,其中氢原子的类型完全相同。但早期人们却错误地认为它的结构如图乙所示。核磁共振氢谱能够区分这两种结构。甲和乙的核磁共振氢谱中,分别有几种吸收峰
A.1种 1种 B.1种 2种
C.1种 3种 D.2种 3种
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.某有机化合物经李比希法测得其中含碳的质量分数为54.5%、含氢的质量分数为9.1%,其余为氧。用质谱法分析知该有机物的相对分子质量为88.请回答下列有关问题:
(1)该有机物的分子式为_______。
(2)若该有机物的水溶液呈酸性,且结构中不含支链,则其核磁共振氢谱图中的峰面积之比为_______。
(3)若实验测得该有机物中不含结构,利用红外光谱仪测得该有机物的红外光谱如图所示。则该有机物的结构简式可能是_______、_______(写出两种即可)。
15.某气态烷烃和某气态单烯烃组成的混合气体,同温、同压下测得其相对于的密度为11。将此混合气体4.48L(标准状况)中通入足量的溴水,溴水质量增重2.8g.求这两种烃的化学式___________(要求写出推理过程)。
16.按要求回答问题
(1)某有机化合物的结构简式如下,,写出含氧官能团的名称___________;
(2)相对分子质量为84的烃,能使溴水褪色。
①若该烃分子中所有的碳原子都在同一个平面内,则该烃的结构简式为___________;名称是___________。
②若该烃和溴化氢加成只能生成一种产物,则满足该要求的烃有___________种。
(3)如图所示的是用燃烧法确定有机物分子式的常用装置。
现准确称取1.8g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经燃烧后A管增重1.76g,B管增重0.36g,请回答:
①根据气流方向将装置进行连接,连接的顺序是___________(用小写字母表示)
②该有机物的最简式为___________。
③该有机物蒸汽密度相对于氢气为45,核磁共振氢谱显示只有一组峰,写出结构简式___________。
17.扁桃酸是唯一具有脂溶性的果酸,实验室用如下原理制备:
合成扁桃酸的实验步骤、装置示意图及相关数据如下:
物质 状态 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
扁桃酸 无色透明晶体 119 300 易溶于热水、乙醚和异丙醇
乙醚 无色透明液体 -116.3 34.6 溶于低碳醇、苯、氯仿,微溶于水
苯甲醛 无色液体 -26 179 微溶于水,能与乙醇、乙醚、苯、 氯仿等混溶
氯仿 无色液体 -63.5 61.3 易溶于醇、醚、苯、不溶于水
实验步骤:
步骤一:向如图所示的实验装置中加入0.1mol(约l0.1mL)苯甲醛、0.2mol(约16mL)氯仿,慢慢滴入含19g氢氧化钠的溶液,维持温度在55~60℃,搅拌并继续反应1h,当反应液的pH接近中性时可停止反应。
步骤二:将反应液用200mL水稀释,每次用20mL。乙醚萃取两次,合并醚层,待回收。
步骤三:水相用50%的硫酸酸化至pH为2~3后,再每次用40mL乙醚分两次萃取,合并萃取液并加入适量无水硫酸钠,蒸出乙醚,得粗产品约11.5g。
请回答下列问题:
(1)图中仪器C的名称是___。
(2)装置B的作用是___。
(3)步骤一中合适的加热方式是___。
(4)步骤二中用乙醚的目的是___。
(5)步骤三中用乙醚的目的是___;加入适量无水硫酸钠的目的是___。
(6)该实验的产率为___(保留三位有效数字)。
18.席夫碱在有机合成、液晶材料、植物生长调节等多个领域有重要用途。学习小组在实验室中探究由对甲基苯胺()与苯甲醛()在酸催化下制备对甲基苯胺缩苯甲醛席夫碱(,M,有关信息和装置如表。
物质 相对分子质量 密度/(gcm-3) 熔点/℃ 沸点/℃ 溶解性
对甲基苯胺 107 0.96 44 200 微溶于水,易溶于乙醇
乙醇 46 0.78 -114 78 溶于水
苯甲醛 106 1.0 -26 179 微溶于水,与乙醇互溶
回答下列问题:
(1)实验步骤:
①按图安装好制备装置,检验装置的气密性。向A中加入6.0g对甲基苯胺、5.0mL苯甲醛、50mL乙醇和适量乙酸。其中分水器可接收并分离生成的水。乙醇的作用为_______。
②控制反应温度为50℃,加热回流至反应结束。合适的加热方式为_______;能说明反应结束的实验现象为_______。
(2)纯化产品:
①按图安装好水蒸气蒸馏装置,检验装置的气密性。将A中反应后余液转移至D中,在C中加入适量水,进行蒸馏,将产品中的乙醇、对甲基苯胺和苯甲醛蒸出。管a的作用为_______;仪器b的名称为_______。
②蒸馏操作结束后,需先打开止水夹再停止加热的原因为_______。
③实验后将D中固体洗涤、干燥后,进一步通过_______(填操作名称)纯化后,得到纯品6.0g。本实验的产品产率为_______(保留三位有效数字)。
19.苯甲醇与苯甲酸是重要的化工原料,制备二者的关键步骤中所涉及的反应的化学方程式为

某研究小组在实验室制备苯甲醇与苯甲酸,将苯甲醛在氢氧化钠水溶液中发生反应后所得到的反应液按如图步骤处理:
已知:苯甲醇和苯甲酸均微溶于水,易溶于乙醚、乙醇,乙醚难溶于水;
重结晶过程为溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥。
请根据以上信息,回答下列问题:
(1)分离苯甲醇与苯甲酸钠时,合适的萃取剂是_______,简述从分液漏斗中取出上层溶液的方法_______。萃取分液后,所得水层用盐酸酸化的目的是_______。
(2)苯甲酸在A、B、C三种溶剂中的溶解度随温度变化的曲线如图所示:
重结晶时,合适的溶剂是_______,原因是_______;重结晶过程中,趁热过滤的作用是_______。
(3)为检验反应产物中苯甲酸的含量,称取试样1.220 g,溶解后在100.00 mL容量瓶中定容,移取25.00mL试样溶液,用溶液滴定,滴定至终点时NaOH溶液共消耗24.50 mL,则试样中苯甲酸的质量分数为_______。
20.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___________。
21..短周期主族元素A,B,C,D,E,F的原子序数依次增大,它们的原子核外电子层数之和为13。B的化合物种类繁多,数目庞大;C,D是空气中含量最多的两种元素,D,E两种元素的单质反应可以生成两种不同的离子化合物;F为同周期半径最小的元素。试回答以下问题:
(1)E2D2的电子式:___。
(2)B与镁形成的1mol化合物Q与水反应,生成2molMg(OH)2和1mol烃,该烃分子中碳氢质量比为9∶1,烃的电子式为___,Q与水反应的化学方程式为___。
(3)A,C,D,E的原子半径由大到小的顺序是___(用元素符号表示)。
(4)元素B和F的非金属性强弱,B的非金属性___于F(填“强”或“弱”),并用化学方程式证明上述结论___。
22.元素周期表与元素周期律在化学学习研究中有很重要的作用。如表所示是五种元素的相关信息,W、X都位于第三周期。
元素 信息
Q 在元素周期表中,原子半径最小
W 最高化合价为+7
X 最高价氧化物对应的水化物在第三周期中碱性最强
Y 原子的最外层电子数为次外层电子数的2倍
Z 阳离子结构示意图为
(1)W在元素周期表中的位置是____。
(2)Y的气态氢化物的空间结构是____,W、Z、X的简单离子半径由大到小的顺序为____。
(3)X单质、W单质均能与水反应,写出实验室制备W单质的离子方程式为____,X单质与乙醇反应的化学方程式是____。
(4)金属性Z>X,用原子结构解释原因:____,失电子能力Z>X,金属性Z>X。
(5)化合物M是由Q和Y两种元素组成的,其相对分子质量为72,写出其含有支链的同分异构体的结构简式____。
参考答案:
1.D
A.c中连接醇羟基的碳原子相邻碳原子上含有氢原子,所以c能发生消去反应,A正确;
B.该反应为加成反应,只有c生成,该反应原子利用率为100%,B正确;
C.脯氨酸的不饱和度是2,的不饱和度是2,两者的分子式相同结构式不同,互为同分异构体,C正确;
D.-CHO、-CH(OH)-能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以b、c能使酸性高锰酸钾溶液褪色,a和酸性高锰酸钾溶液不反应,D错误;
答案选D。
2.C
题述有机物与含相同碳原子数的链状烷烃相比,所含氢原子数少6.
A.含有1个苯环时,有机物的分子式不可能为,A错误;
B.含有2个碳碳三键时,与链状烷烃相比,氢原子数少8,与题设分子式不符,B错误;
C.含有2个羧基和1个碳碳双键,氧原子数为4,与链状烷烃相比,氢原子数少6,与题设分子式符合,C正确;
D.含有1个醛基、2个羧基和1个碳碳双键时,氧原子数为5,与题设分子式不符,D错误。
故选:C。
3.D
A.蔗糖()是含有碳元素的化合物,属于有机物,故A错误;
B.尿素[]是含有碳元素的化合物,属于有机物,故B错误;
C.乙醇()是含有碳元素的化合物,属于有机物,故C错误;
D.纯碱(是含有碳元素的化合物,性质与无机物相似,为无机物,不属于有机物,故D正确;
故选:D。
4.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。
5.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。
6.A
A.分子中含有1个酰胺基,分子与足量NaOH溶液完全反应后生成和碳酸钠溶液,钠盐只有破酸钠这1种,A正确;
B.分子完全水解后所得有机物分子中手性破原子数目为1个,如图所示,B错误;
C.苯分子是平面结构、醛基是平面结构、碳碳单键是四面体结构,饱和碳原子及其相连的原子最多三个共面,则分子中所有碳原子不可能共平面,C错误;
D.含醇羟基的有机物发生消去反应的条件为:浓硫酸、加热,D错误;
答案选A。
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.C
A.分子结构中含有甲基,甲基为四面体结构,分子中所有原子不可能位于同一平面上,故A错误;
B.分子中的含有醚键、羟基、酯基和碳碳双键四种官能团,故B错误;
C.含有酯基,能够发生水解反应,含有碳碳双键,能够发生加聚反应,含有酚羟基,能够发生氧化反应,故C正确;
D.苯环和碳碳双键能够与氢气发生加成反应,酯基不能与氢气加成,阿魏酸甲酯最多可与加成,故D错误;
故选C。
9.C
C4H8ClBr可以看成丁烷中的2个H原子分别被1个Cl、1个Br原子取代,丁烷只有2种结构,氯原子与溴原子可以取代同一碳原子上的H原子,可以取代不同碳原子上的H原子,据此书写判断。
先分析碳骨架异构,分别为 C-C-C-C 与2种情况,然后分别对 2 种碳骨架采用“定一移一”的方法分析,其中骨架 C-C-C-C 有、共 8 种,骨架有和, 4 种,综上所述,分子式为C4H8BrCl的有机物种类共8+4=12种,
C项正确;
答案选C。
10.D
A.含有醇羟基,属于醇类,A错误;
B.含有羧基,官能团是-COOH,属于羧酸,B错误;
C.含有酯基,官能团是-COO-,属于酯类,C错误;
D.含有醚键,属于醚类,D正确。
答案选D。
11.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。
12.C
图甲E(C5H5)2的结构中氢原子的类型完全相同、则只有1种氢原子,图乙E的结构为轴对称、则有3种氢原子,C符合;
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. 3:2:2:1
(1)根据已知:有机物的相对分子质量为88,含碳的质量分数为54.5%、含氢的质量分数为9.1%,其余为氧,所以1 mol该有机物中,,,,故该有机物的分子式为,故答案:;
(2) 若该有机物的水溶液呈酸性,说明含有羧基,;结构中不含支链,则该有机物的结构简式为,则其核磁共振氢谱图中的峰面积之比为3:2:2:1。故答案:3:2:2:1;
(3)由图可知,该有机物分子中有2个、1个、1个-C-O-C-结构或2个、1个-COO-结构,据此可写出该有机物可能的结构简式有:、、,故答案:;。
15.CH4、C2H4
同温、同压下测得其相对于的密度为11,则,由于烯烃中乙烯的相对分子质量最小为28,故一定含有,,故,因为,故,故,所以,,故该烯烃为。
综上所述,这两种烃的化学式分别为和。
16.(1)羟基、羧基
(2) (CH3)2C=C(CH3)2 2,3-二甲基-2-丁烯 CH3CH2C = CCH2CH3、(CH3)2C= C(CH3)2
(3) g接f,e接h,I接 c或(d),d或(c)接a或(b) CHO2 HOOC-COOH
【解析】(1)
某结构简式如下,,官能团的名称为羟基、羧基;
(2)
相对分子质量为84的烃,C原子数目最大值为84÷12=7,能使溴水褪色说明含有不饱和键,若该烃分子中所有的碳原子都在同一个平面内,则该烃的结构简式为:(CH3)2C=C(CH3)2,2,3-二甲基-2-丁烯;如该烃和溴化氢加成只能生成一种产物,含有碳碳双键,且关于碳碳双键对称,符合条件的结构简式有:CH3CH2C = CCH2CH3、(CH3)2C= C(CH3)2;
(3)
1.8 g样品(只含C、H、O三种元素中的两种或三种),经燃烧后A管增重1.76 g,吸收二氧化碳,二氧化碳的物质的量为0.04mol,B管增重0.36 g吸收水,水的物质的量为0.02mol。
①D中生成的氧气中含有水蒸气,应先通过C中的浓硫酸干燥,在F中电炉加热时用纯氧氧化管内样品,生成二氧化碳和水,如有一氧化碳生成,则F中CuO可与CO进一步反应生成二氧化碳,然后分别通入B(吸收水)、A( 吸收二氧化碳)中,根据产物的质量推断有机物的组成,则产生的氧气按从左到右流向,所选置的连接顺序应是:D→C→F→B→A,所选用的各导管口连接的顺序是g接f,e接h,I接c或(d),d或(c)接a或(b),故答案为;g接f,e接h,I接 c或(d),d或(c)接a或(b);
②A管质量增加1.76g为二氧化碳的质量,可得碳元素的质量:0.48g,B管质量增加0.36g是水的质量,可得氢元素的质量:0.04g,从而可推出含氧元素的质量为:1.8g- 0.48- 0.04= 1.28g,设最简式为CxHyOz,则X:Y:Z=1:1:2即最简式为CHO2,故答案为:CHO2。
③该有机物相对分子质量为90,分子式为C2H2O4核磁共振氢谱显示只有一组峰,结构简式:HOOC-COOH。
17. (球形)冷凝管 吸收逸出的有机物(乙醚),并防止倒吸 水浴加热 除去反应液中未反应完的反应物 萃取扁桃酸 作干燥剂 75.7%
苯甲醛与氯仿在氢氧化钠溶液中发生反应,生成扁桃酸等,需要加热且维持温度在55~60℃。由于有机反应物易挥发,所以需冷凝回流,并将产生的气体用乙醇吸收。反应后所得的混合物中,既有反应生成的扁桃酸,又有剩余的反应物。先用乙醚萃取剩余的有机反应物,然后分液;在分液后所得的水溶液中加硫酸,将扁桃酸钠转化为扁桃酸,再用乙醚萃取出来,蒸馏进行分离提纯。
(1)图中仪器C的名称是(球形)冷凝管。答案为:(球形)冷凝管;
(2)装置B中有倒置的漏斗,且蒸馏出的有机物易溶于乙醇,所以其作用是吸收逸出的有机物(乙醚),并防止倒吸。答案为:吸收逸出的有机物(乙醚),并防止倒吸;
(3)步骤一中,温度需控制在55~60℃之间,则合适的加热方式是水浴加热。答案为:水浴加热;
(4)步骤二中,“将反应液用200mL水稀释”,则加入乙醚,是为了萃取未反应的有机反应物,所以用乙醚的目的是除去反应液中未反应完的反应物。答案为:除去反应液中未反应完的反应物;
(5)步骤三中,“水相用50%的硫酸酸化至pH为2~3后,再每次用40mL乙醚分两次萃取”,因为加酸后扁桃酸钠转化为扁桃酸,所以用乙醚的目的是萃取扁桃酸;为了去除扁桃酸中溶有的少量水,加入适量无水硫酸钠,其目的是作干燥剂。答案为:萃取扁桃酸;作干燥剂;
(6)该实验中,0.1mol(约l0.1mL)苯甲醛理论上可生成0.1mol扁桃酸,则其产率为=75.7%。答案为:75.7%。
18. 作溶剂,使反应物充分混合 水浴加热 分水器中水不再增加 平衡压强,检验固体产品是否堵塞导管 牛角管 防止D中液体倒吸入C中 重结晶 65.2%
有机物的制备原理为+H2O,水浴加热,蒸馏分离,结晶纯化,计算纯度。
(1)①反应物都是有机物,加入乙醇的作用是作溶剂,使反应物充分混合;
②需要准确控制反应温度为50℃,则应采用水浴加热的方式;对甲基苯胺()与苯甲醛()在酸催化下生成对甲基苯胺缩苯甲醛席夫碱(),反应方程式为+H2O;当分水器中水不再增加时,说明反应结束;
(2)①制备水蒸气的装置中压强较大,管a的作用为平衡压强,检验固体产品是否堵塞导管;仪器b的名称为牛角管;
②反应停止后,装置C内压强较小,若此时打开止水夹,D中液体倒吸入C中;
③晶体经重结晶后可进一步纯化;5.0ml苯甲醛的质量为m=1.0g/ml×5.0ml=5g,由关系式可得理论上制得产品的质量为,m=9.198g,产率为=65.2%。
19. 乙醚 从下口放出下层液体后,从上口倒出上层液体 将苯甲酸钠转化为苯甲酸 C 苯甲酸的溶解度在溶剂C中随温度变化较大 除去不溶性杂质,防止苯甲酸冷却后结晶析出 98%
将苯甲醛在氢氧化钠水溶液中发生反应生成苯甲醇和苯甲酸钠,由于苯甲醇和苯甲酸均微溶于水,易溶于乙醚、乙醇,且乙醚难溶于水,故可选择乙醚作萃取剂,向反应液中加入乙醚,萃取分液后得到有机相(含有苯甲醇)和水相(含有苯甲酸钠),干燥有机相、蒸馏后得到苯甲醇,由于苯甲酸微溶于水,向水相中加入盐酸,将苯甲酸钠转化为苯甲酸,苯甲酸析出,分液后,重结晶得到纯净的苯甲酸。
(1)苯甲醇易溶于乙醚,且乙醚与水互不相溶,可用乙醚作为萃取剂;分液时,应从下口放出下层液体,从上口倒出上层液体;加入盐酸可将苯甲酸钠转化为苯甲酸;
(2)由图可知,在溶剂C中苯甲酸的溶解度随温度变化较大,有利于重结晶;分离时要趁热过滤,可除去不溶性杂质,防止苯甲酸冷却后结晶析出;
(3),则试样中苯甲酸的物质的量为,苯甲酸质量为,则试样中苯甲酸的质量分数为:。
20.(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 。
21.(1)
(2) Mg2C3+4H2O=2Mg(OH)2+C3H4↑
(3)Na>N>O>H
(4) 弱 Na2CO3+2HClO4=CO2↑+H2O+2NaClO4或NaHCO3+HClO4=CO2↑+H2O+NaClO4
C,D是空气中含量最多的两种元素,且原子序数C小于D,则C为氮元素,D为氧元素;B的化合物种类繁多,数目庞大,且原子序数小于氮,则应为碳元素;D,E两种元素的单质反应可以生成两种不同的离子化合物,且E的原子序数大于氧,则E为钠元素;F应位于第三周期,且为同周期半径最小的元素,则为氯元素;原子核外电子层数之和为13,则A核外有13-3-3-2-2-2=1层电子,应为氢元素。
(1)
E2D2即为Na2O2,由钠离子和过氧根构成,电子式为;
(2)
B为碳元素,与镁形成的化合物Q应为Mg3C2,烃分子中碳氢质量比为9∶1,则碳氢的个数比为=3:4,则与水反应的化学方程式为Mg2C3+4H2O=2Mg(OH)2+C3H4↑;C3H4的电子式为;
(3)
核外电子层数越多原子半径越大,电子层数相同时核电荷数越小半径越大,所以四种元素原子半径由大到小为Na>N>O>H;
(4)
高氯酸的酸性强于碳酸,所以碳的非金属性弱于氯元素,相关方程式为Na2CO3+2HClO4=CO2↑+H2O+2NaClO4或NaHCO3+HClO4=CO2↑+H2O+NaClO4。
22.(1)第3周期ⅦA族
(2) 正四面体 Cl->K+>Na+
(3) MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O 2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑
(4)K与Na的最外层电子数相同,电子层数K>Na,原子半径K>Na,原子核对最外层电子的吸引力KNa
(5)CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4
由信息可知,Q在元素周期表中,原子半径最小,Q为H元素,W位于第三周期最高化合价为+7,W为Cl元素,X位于第三周期、最高价氧化物对应的水化物在第三周期中碱性最强,X为Na元素,Y原子的最外层电子数为次外层电子数的2倍,Y是C元素,根据Z的阳离子结构示意图,Z是K元素,据此分析回答问题。
(1)
W为Cl元素,W在元素周期表中的位置是第3周期ⅦA族;
(2)
Y是C元素,Y的气态氢化物是CH4,空间结构是正四面体;电子层数越多,离子半径越大,原子序数越小,离子半径越大,故W、Z、X的简单离子半径由大到小的顺序为Cl->K+>Na+;
(3)
W为Cl元素,实验室用二氧化锰和浓盐酸加热情况下制取氯气,离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++Cl2↑+2H2O;X为Na元素,钠与乙醇反应生成乙醇钠和氢气,化学方程式是2CH3CH2OH+2Na→2CH3CH2ONa+H2↑;
(4)
X为Na元素,Z是K元素,K与Na的最外层电子数相同,电子层数K>Na,原子半径K>Na,原子核对最外层电子的吸引力KNa,所以金属性Z>X;
(5)
Q为H元素,Y是C元素,化合物M相对分子质量为72,故分子式为C5H12,其含有支链的同分异构体的结构简式为CH3CH(CH3)CH2CH3、C(CH3)4。