专题5药物合成的重要原料-卤代烃胺酰胺 基础练习
一、单选题
1.最近科学家用巨型计算机进行模拟后确认,由60个N原子可结合成分子,变成时放出巨大的能量,下列说法错误的是
A.、都是氮的同素异形体
B.一个分子中含有60个N原子
C.分子内的键能与分子的键能相等
D.变为的反应是放热反应,说明比更稳定
2.下列文字表述与反应方程式对应且正确的是
A.氯乙酸乙酯在足量溶液中加热:
B.向甲酸中加入过量新制悬浊液:
C.向苯酚钠溶液中通入少量:
D.苯与溴水的混合物中加入:
3.双氯芬酸具有抗炎、镇痛及解热作用,临床上用于风湿性关节炎、各种神经痛、癌症疼痛等的治疗。双氯芬酸的结构简式如图所示,下列说法正确的是
A.1mol该有机物最多能与7mol发生加成反应
B.该有机物含有四种官能团
C.将0.1mol该有机物加入足量溶液中反应放出2.24L(标准状况)
D.该有机物可发生氧化、取代、加成和缩聚等反应
4.下列关于有机物的说法中,正确的是
A.卤代烃均可发生消去反应
B.苯、乙醇和乙烯都能发生加成反应
C.石油分馏可获得乙烯、苯及其衍生物
D.用新制的Cu(OH)2悬浊液可检验乙醛分子中醛基的存在
5.麝香酮具有芳香开窍、通经活络、消肿止痛的作用。小剂量对中枢神经有兴奋作用,大剂量则有抑制作用。现可用如下反应制备:
下列有关叙述正确的是
A.X的所有原子不可能位于同一平面内
B.麝香酮既能发生取代反应也能发生氧化反应
C.环十二酮(分子式为),碳原子杂化方式均为杂化
D.X、Y均难溶于水,环十二酮和麝香酮与水形成氢键,易溶于水
6.某有机化合物X的结构如图所示。下列说法正确的是
A.X存在芳香族同分异构体 B.X分子中有3种官能团
C.1mol X最多能与4mol NaOH反应 D.X不能与溴水反应
7.某物质是药品的中间体。下列针对该有机物的描述中,正确的是
①能使溴的溶液褪色
②能使酸性溶液褪色
③存在顺反异构
④在一定条件下可以聚合成
⑤在NaOH醇溶液中加热,不能发生消去反应
⑥与溶液反应生成白色沉淀
A.①②③⑤ B.①③④⑥ C.①②④⑤ D.②③⑤⑥
8.下列离子方程式正确的是
A.溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热:C2H5Br+OH-CH2=CH2↑+Br-+H2O
B.乙酸乙酯在碱性条件下的水解:CH3COOC2H5+OH-CH3COO-+CH3CH2OH
C.硝酸银与过量氨水反应:Ag++NH3 H2O=AgOH↓+
D.苯酚钠溶液中通入少量CO2:2C6H5O-+CO2+H2O→2C6H5OH+
9.一种自修复材料在外力破坏后能够复原,其结构简式如图所示。
下列说法不正确的是
A.该高分子化合物可通过加聚反应合成 B.合成该高分子化合物的两种单体互为同系物
C.使用该材料时应避免接触强酸或强碱 D.该高分子化合物含有两种含氧官能团
10.下列关于有机物的叙述正确的是
A.任何有机化合物所含元素中,碳元素的质量分数都是最高的
B.最简式相同且所含元素种类相同的化合物互为同系物
C.有机化合物的相对分子质量越大,其熔、沸点越高
D.某有机物完全燃烧后生成和,说明该有机物一定含C、H、O三种元素
11.下列有关除杂质(括号中为杂质)的操作中,错误的是
A.溴苯(溴):加入足量NaOH溶液充分振荡,分液,弃水层
B.苯(苯酚):加溴水,振荡,过滤除去沉淀
C.溴乙烷(乙醇):加水振荡,分液,弃水层
D.乙酸乙酯(乙酸):加饱和碳酸钠溶液,充分振荡,分液,弃水层
二、填空题
12.写出下列反应的方程式,并注明反应类型。
(1)乙烯通入溴水_______;反应类型_______。
(2)溴乙烷与NaOH水溶液共热_______;反应类型_______。
(3)苯和液溴中加入铁粉_______;反应类型_______。
(4)乙醇转化成乙醛_______;反应类型_______。
13.Conine是一种有毒生物碱,可以通过麻痹呼吸系统导致死亡。致死量小于0.1 g。公元前399年苏格拉底就是由于饮用了含coniine 的混合物而被毒死的。Hofmann 在1881年确定了coniine 分子式为C8H17N。将conine彻底甲基化后接着Hofmann消除反应的产物为4S-(N,N-二甲基)-辛-7-烯4-胺。
(1)画出4S-(N,N-二甲基)-辛-7-烯-4-胺及其对映体的结构简式_____;
(2)从Hofmann消除反应的结果可以确定conine具有哪些结构特征______;并以此结果画出你所推断的conine所有可能的结构简式_____。
14.请结合下列有机物回答相关问题:
I.
(1)有机物A中标注“*”的碳原子连接起来构成的图形为_______ (填“菱形”、“正方形”或“正四面体形”)。
(2)有机物D在一定条件下生成高分子化合物的化学方程式为_______ 。
II.从煤和石油中可以提炼出化工原料A和B,A是一种果实催熟剂,它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平;B是一种比水轻的油状液态烃,0.1mol该烃在足量的氧气中完全燃烧,生成0.6molCO2和0.3mol水。回答下列问题:
(3)A的电子式为_______,B 的结构简式为_______。
(4)等质量的A、B完全燃烧时消耗O2的物质的量:_______(填“A>B”“A<B”或“A=B”)。
15.将反应产物填入方框内:①_______②_______。
+NaHCO3→
16.按照要求回答下列问题。
(1)CH2=CH-CH2-O-CHO中含氧官能团的名称为___________。
(2)2-丁烯顺式异构体的结构简式为___________。
(3)分子式为C11H16的一取代芳烃的同分异构体有___________种。(不考虑立体异构)
(4)用1,2-二氯丙烷制取丙炔的化学方程式为___________,反应类型为___________。
(5)苯酚与过量浓溴水反应的化学方程式为___________。
(6)有机物C5H10O2的异构体中能与NaOH溶液反应的有___________种。(不考虑立体异构)
17.按要求填空:
(1)某烯烃蒸气的密度是同温同压下密度的42倍,该烯烃分子中所有碳原子在同一平面上,则该烯烃的结构简式为_______。
(2)用甲苯制备的化学方程式为_______。
(3)相对分子质量为58且沸点较低的烷烃的结构简式为_______。
(4)某芳香烃的分子式为,若其核磁共振氢谱图上有三组吸收峰且强度之比为,则该烃的结构简式为_____;若其苯环上的一溴取代物只有一种,则该芳香烃的结构简式为:______。
18.请根据题意回答下列问题:
Ⅰ、当甲烷的四个氢被甲基替换后,得到新戊烷,新戊烷的所有氢原子再被甲基替换得到新的烷烃,……
(1)请写出甲基电子式_____。
(2)新戊烷的三氯代物有_____种同分异构体。
(3)试写出甲烷按上述方法连续进行三次甲基替换操作后所得烷烃的分子式____
Ⅱ、分子式为C7H16的烃为手性分子,在核磁共振氢谱中有6个吸收峰,则该烃分子的结构简式为_______;其系统命名法的名称为______。
Ⅲ、现有CH4、C2H2、C3H4、C3H8 四种气态烃,回答下列问题(填分子式):
(1)当这四种气态烃质量相同时,分别在氧气中完全燃烧,消耗O2的量最多的是_____;生成水的量最少的是_____。
(2)在120℃,101Kp时,取上述气态烃中的某一种烃1L和3L过量的氧气在密闭容器中完全燃烧,恢复到原来的状况,测得燃烧后气体的总体积仍是4L,则该烃是____________。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】A.N60与N2是同种元素组成的不同单质,属同素异形体,故A正确;
B.1个N60分子中含60个N原子,故B正确;
C.N60分子中的键的类型与氮气分子中的氮氮三键不同,故键能不同,故C错误;
D.N60变为 N2的反应是放热反应,说明N2比N60能量低,更稳定,故D正确。
答案选C。
2.B
【详解】A.氯乙酸乙酯在足量溶液中加热发生氯代烃的水解反应和酯的水解反应,故为,故A错误;
B.向甲酸中加入过量新制Cu(OH)2悬浊液发生氧化反应生成HOOCOOH即碳酸,碳酸与NaOH溶液反应生成碳酸钠,反应方程式为,故B正确;
C.苯酚的酸性比碳酸弱,向苯酚钠溶液中通入少量CO2生成苯酚和碳酸氢钠,反应方程式为,故C错误;
D.苯和液溴发生取代反应,苯和溴水不反应,故D错误;
故选B。
3.D
【详解】A.苯环可以与H2发生加成,1mol苯环可以与3molH2发生加成,因此1mol该有机物最多能与6molH2发生加成反应;羧基中的碳氧双键不能与H2发生加成反应,A错误;
B.该有机物含有碳氯键(氯原子)、羧基、氨基;一共3种官能团,B错误;
C.Na2CO3足量时,该有机物会与Na2CO3反应生成NaHCO3,不能释放出CO2,C错误;
D.该有机物中氨基可以发生氧化反应,羧基可以发生取代反应,如酯化反应;苯环可于氢气发生加成;该有机物中含有氨基和羧基,可以发生缩聚反应,D正确;
答案选D。
4.D
【详解】A.卤代烃中卤素元素连接的碳有邻位碳,且邻位碳上有氢原子才能发生消去反应,并不是所有的卤代烃都能发生,故A错误;
B.乙醇不能发生加成反应,故B错误;
C.石油分馏是物理变化、石油分馏能得到直馏汽油、煤油等产品、不能得到乙烯,C错误;
D.乙醛和新制的氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀,能用其进行醛基的检验,D正确;
故选D。
5.B
【详解】A.根据X的结构简式,含有碳碳双键,根据乙烯的空间构型为平面,2个碳原子和4个氢原子共面,因此X中所有原子可能位于同一平面,选项A错误;
B.麝香酮中含有烷基,能发生取代反应,多数有机物能够燃烧,燃烧属于氧化反应,选项B正确;
C.环十二酮(分子式为)中存在酮羰基,酮羰基上的C为sp2杂化,其他C均为杂化,选项C错误;
D.X、Y不含亲水基,不溶于水,麝香酮难溶于水,选项D错误;
答案选B。
6.B
【详解】A.X分子式为C8H12O5,X中只不饱和度为3,所以不可能存在属于芳香族化合物的同分异构体,A项错误;
B.X分子中有碳碳双键、酯基、羟基,B项正确;
C.X分子中只有酯基能与NaOH溶液发生反应,所以1mol X最多能与1mol NaOH反应,C项错误;
D.X分子中存在碳碳双键,则X能与浓溴水发生加成反应,D项错误;
答案选B。
7.C
【详解】①含有碳碳双键可以和溴发生加成反应,①正确;
②含有碳碳双键能被酸性溶液氧化,②正确;
③左侧双键碳上连有2个氢原子,不存在顺反异构,③错误;
④含有碳碳双键可以发生加聚反应,生成该产物,④正确;
⑤氯原子所连碳邻位碳上没有氢,不能发生消去反应,⑤正确;
⑥不能电离出,不能与溶液反应生成白色沉淀,⑥错误;
故选C。
8.B
【详解】A.溴乙烷与氢氧化钠水溶液共热,发生取代反应产生乙醇、NaBr,反应方程式为:C2H5Br+OH- CH3CH2OH+Br-,A错误;
B.乙酸乙酯在碱性条件下的水解,产生乙酸盐、乙醇,离子方程式符合反应事实,遵循物质的拆分原则,B正确;
C.硝酸银与过量氨水反应,产生可溶性氢氧化二氨合银、NH4NO3,反应的离子方程式为:Ag++3NH3 H2O=[Ag(NH3)2]++OH-++2H2O,C错误;
D.苯酚钠溶液中通入少量CO2,反应产生苯酚和NaHCO3,离子方程式应该为:C6H5O-+CO2+H2O→C6H5OH↓+,D错误;
故合理选项是B。
9.D
【详解】A.该聚合物的单体为:、,可通过反应得到,A正确;
B.根据A中单体的机构简式,两者互为同系物,B正确;
C.该聚合物中含酯基,在酸性或碱性条件下能水解,使用时应避免接触强酸或强碱,C正确;
D.该聚合物中含酯基,只有1种含氧官能团,D错误;
故选D。
10.D
【详解】A.任何有机化合物所含元素中,碳元素的质量分数不一定都是最高的,例如CH3COOH中O的质量分数最大,A错误;
B.同系物是结构相似分子式相差若干个CH2的一类物质,B错误;
C.只有结构相似的有机化合物,若相对分子质量越大,其熔、沸点越高,结构不相似的物质则不一定,例如甲醇的相对分子质量小于CH3Cl,但沸点高于CH3Cl,C错误;
D.某有机物完全燃烧后生成和,即生成了0.02molCO2和0.02molH2O,说明0.6g该有机物一定含0.02molC和0.04molH,质量合计0.28g,根据质量守恒定理可知一定还含有O元素,D正确;
答案选D。
11.B
【详解】A.溴与NaOH反应后,与溴苯分层,则加NaOH溶液振荡,分液,弃水层得到溴苯,故A正确;
B.溴、三溴苯酚均易溶于苯,不能除杂,应选NaOH溶液、分液除杂,故B错误;
C.乙醇与水互溶,溴乙烷不溶于水,则多次加水振荡,分液,弃水层得到溴乙烷,故C正确;
D.乙酸与饱和碳酸钠溶液反应后,与乙酸乙酯分层,则加饱和碳酸钠溶液,充分振荡,分液,弃水层得到乙酸乙酯,故D正确;
故选B。
12. CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br 加成反应 CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr 取代反应 取代反应 2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O 氧化反应
【详解】(1)乙烯含有碳碳双键,可与溴水发生加成反应,反应的方程式为CH2=CH2+Br2→CH2Br-CH2Br,属于加成反应;
(2)卤代烃在碱性水溶液加热条件下发生取代反应,由溴乙烷变成乙醇,生成乙醇与溴化钠方程式为:CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr,属于取代反应;
(3)苯上的氢原子被液溴取代,反应方程式为:,属于取代反应;
(4)发生催化氧化生成乙醛和水,反应为2CH3CH2OH+O2 2CH3CHO+2H2O,属于氧化反应。
13.(1)
(2) ofmann消除反应是一个四级铵盐在碱性条件下发生消除的反应。4S-(N,N- 甲基)-辛-7-烯-4-胺的化学式为C10H21N,与conine的化学式对比可以得知,conine经历了两次甲基化得到四级铵盐。发生Hofmann消除反应后,得到的产物的双键和氨基在同一分子内,可以判断出coniine是一个环状的二级胺。再根据Hofmann消除反应逆推,N有两个可能的连接位点,所以coniine的结构可能有五元环和六元环两类,而在五元环中会再新出现一个手性碳
【分析】背景:Conine,中文名毒芹碱,以盐的形式存在于毒芹等植物中,为剧毒品,但在小剂量使用时具有抗痉挛的生理作用,其真正结构式为答案中的六元环结构。毒芹碱是第一个人工合成的生物碱,产物是一对外消旋混合物,可用(D)-酒石酸重结晶分离为具有旋光的化合物。
【详解】(1)9-1这是一道与有机化合物命名和旋光性有关的题。4S-(N,N-二甲基)-辛-7-烯-4-胺的主链上有8个碳,7号位的双键和4号位的氨基,N上有双甲基取代,再根据基团顺序规则判断其4号位碳的手性,可以得到该化合物与其对映体4R-(N,N-二甲基)-辛-7-烯-4-胺的结构简式:
,故答案为:;
(2)9-2 Hofmann消除反应是一个四级铵盐在碱性条件下发生消除的反应。4S-(N,N- 甲基)-辛-7-烯-4-胺的化学式为C10H21N,与conine的化学式对比可以得知,conine经历了两次甲基化得到四级铵盐。发生Hofmann消除反应后,得到的产物的双键和氨基在同一分子内,可以判断出coniine是一个环状的二级胺。再根据Hofmann消除反应逆推,N有两个可能的连接位点,所以coniine的结构可能有五元环和六元环两类,而在五元环中会再新出现一个手性碳。如下图所示, coniine所有可能的结构共有3个:
这里要注意的是这两个五元环的结构并不是一对对映异构体,因此不能用(±)表示两个五元环的结构。
故答案为:ofmann消除反应是一个四级铵盐在碱性条件下发生消除的反应。4S-(N,N- 甲基)-辛-7-烯-4-胺的化学式为C10H21N,与conine的化学式对比可以得知,conine经历了两次甲基化得到四级铵盐。发生Hofmann消除反应后,得到的产物的双键和氨基在同一分子内,可以判断出coniine是一个环状的二级胺。再根据Hofmann消除反应逆推,N有两个可能的连接位点,所以coniine的结构可能有五元环和六元环两类,而在五元环中会再新出现一个手性碳;。
【点睛】这道题考查的是参赛者有机化合物命名和旋光性方面的基本功以及对简单人名反应的掌握程度,体现了奥林匹克竞赛向基础与低难度方向发展的趋势。同时,参赛者可以从题目中体会到在没有高端化学仪器的帮助下,早期有机化学家准确确定有机化合物结构的难度,以及这些科学家的天才之处。这也是有机化学的魅力所在。
14.(1)正四面体形
(2)n
(3)
(4)A>B
【分析】II.A是一种果实催熟剂,它的产量用来衡量一个国家的石油化工发展水平,则A为CH2=CH2;0.1molB在足量的氧气中完全燃烧,生成0.6molCO2和0.3mol水,则B中N(C)==6,N(H)==6,B为烃,则B的分子式为C6H6,即苯;
(1)
有机物A中只含单键,为烷烃,有5个碳原子、两个支链,所以为新戊烷(或2,2—二甲基丙烷);根据甲烷的空间结构可知标注“*”的碳原子连接起来构成的图形为正四面体形;
(2)
D中含有碳碳双键,可以发生加聚反应生成高分子,化学方程式为n ;
(3)
乙烯的电子式为;B为苯,结构简式为;
(4)
等质量的烃完全燃烧时,氢的质量分数越大耗氧量越大,乙烯中氢的质量分数为,苯中氢的质量分数为=,所以等质量的A、B完全燃烧时消耗O2的物质的量:A>B。
15.
【详解】与NaHCO3反应的化学方程式为,故产物①为;与CH3I反应的化学方程式为,故产物②为。
16. 酯基 8 CH2ClCHClCH3+2NaOHCH≡C-CH3↑+2NaCl+2H2O 消去反应 +3Br2→↓+3HBr 13
【详解】(1)CH2=CH-CH2-O-CHO即CH2=CH-CH2-OOCH,含氧官能团为-COOR,名称为酯基;
(2)2-丁烯中两个-CH3在双键同一侧即为2-丁烯的顺式异构体,结构简式为;
(3)分子式为C11H16的一取代芳烃即C6H5-C5H11,即苯基与戊基相连,苯基只有一种结构,正戊烷对应的戊基有3种,异戊烷对应的戊基有4种,新戊烷对应的戊基有一种,因此C11H16的一取代芳烃的同分异构体有1×(3+4+1)=8种 (不考虑立体异构);
(4)1,2-二氯丙烷在强碱的醇溶液、加热条件下发生消去反应可制得丙炔,用1,2-二氯丙烷制取丙炔的化学方程式为CH2ClCHClCH3+2NaOHCH≡C-CH3↑+2NaCl+2H2O;反应类型为消去反应;
(5)酚羟基邻对位的H原子可被浓溴水中的-Br取代,苯酚与过量浓溴水反应的化学方程式为+3Br2→↓+3HBr;
(6)有机物分子式为C5H10O2,能与NaOH溶液反应,只有饱和一元羧酸和饱和一元酯满足,属于羧酸的可表示为C4H9-COOH,C4H9-有4种,因此属于羧酸的有4种,属于酯类的可表示为HCOO-C4H9、CH3COO-C3H7、CH3CH2COO-C2H5、C3H7COOCH3,因-C4H9、-C3H7、-C2H5分别有4种、2种、1种,因此属于酯类的有4+2+1+2=9种,因此符合题意的同分异构体共有4+9=13种。
17.(1)
(2)
(3)
(4)
【详解】(1)某烯烃蒸气的密度是同温同压下密度的42倍,结合阿伏加德罗定律的推论“同温同压时,密度比等于摩尔质量比”,即,所以,结合烯烃的通式,计算得到该烯烃的分子式为,再依据题目信息“该烯烃分子中所有碳原子在同一平面上”,推断出该烯烃应为乙烯中的H分别被四个甲基替换后的结构,即;
故答案为:;
(2)苯与苯的同系物在浓硫酸且加热的作用下,可与浓硝酸发生硝化反应,而甲苯中由于甲基的影响,导致苯环上甲基邻、对位上的氢较活泼,所以容易发生三取代反应,即;
故答案为;
(3)烷烃的通式为,结合相对分子质量为58的烷烃,可列式子,计算得到烷烃的分子式为,碳原子数固定时,支链越多,烷烃的沸点越低,则沸点较低的烷烃的结构简式为;
故答案为;
(4)某芳香烃的分子式为,计算其不饱和度为,表明除苯环外,该芳香烃不含有其他的不饱和键;若其核磁共振氢谱图上有三组吸收峰且峰面积之比为,表明该芳香烃对称性较高,苯环上有两个邻位上的甲基,即该烃的结构简式为;若其苯环上的一溴取代物只有一种,表明该芳香烃高度对称,苯环上有两个对位上的甲基,即该芳香烃的结构简式为:
故答案为;;
18. 3 C53H108 (CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3 2,3-二甲基戊烷; CH4 C2H2 CH4或C3H4
【详解】I.(1)甲基中含有3个碳氢键,碳原子最外层为7个电子,故甲基的电子式为,所以本题答案:;
(2)新戊烷的结构简式属于正四面体结构,只有一种类型的氢原子。其三氯代物可能在三个碳原子上,也可能在一个碳原子上有两个氯原子,一个碳原子上有一个氯原子,也可能三个氯原子同时在一个碳原子上,所以新戊烷的三氯代物有3种同分异构体;
所以本题答案:3;
(3)第一次甲基替换操作后多了4个碳原子,第二次甲基替换操作后多了12个碳原子、第三次甲基替换操作后多了36个碳原子,此时分子共53个碳原子,根据烷烃的通式得出分子式为C53H108;
所以本题答案:C53H108;
II.已知C7H16为手性分子,则C7H16分子中含有手性碳原子,根据手性碳原子定义可知,其分子中必须有一个碳原子能够连接4个不同的原子或基团,则满足该条件的结构简式为: CH3CH2CH(CH3)CH2CH2CH3或(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3,其中(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3中有6种不同位置H原子,其核磁共振氢谱中有6个吸收峰,故符合条件的为(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3;根据命名规则,其最长链含有5个碳原子,为戊烷,2、3号位碳原子上各连接1个甲基,故该有机物名称为:2,3-二甲基戊烷;
所以本题答案:(CH3)2CHCH(CH3)CH2CH3; 2,3-二甲基戊烷;
III.(1)四种气态烃的质量相等,则烃中H元素质量分数越大,消耗氧气越大, CH4、C2H2、C3H4、C3H8的C、H原子数目之比分别为1:4、1:1、3:4、3:8,故CH4中氢元素质量分数最大,等质量的各烃中CH4消耗氧气最多;烃中H元素质量分数越小,生成水的量越少,C2H2中氢元素质量分数最小,则生成水的量最少;
(2)1.01x105Pa,120℃时水为气体,设烃的化学式为CxHy,则燃烧的化学方程式为:CxHy+(x+y)O2=xCO2+Y/2H2O,完全燃烧后恢复到原来的状况,反应前后
气体体积不变,则:1+x+y/4=x+y/2,解得:y=4,含有4个H原子的烃有:CH4、C3H4,故该烃为CH4或C3H4;
所以本题答案:CH4或C3H4。
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