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1.2有机化合物的结构与性质同步练习-鲁科版高中化学选择性必修3
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列各项有机化合物的分类方法及所含官能团都正确的是( )
A. 酚类 —OH B. 醛类
C.CH3COOCH3 酮类 D. 醛类
2.下列说法不正确的是
A.和互为同位素
B.和纳米碳管互为同素异形体
C.和互为同分异构体
D.和一定互为同系物
3.下列有机物中,含有两种官能团的是 ( )
A.CH3—CH2—OH B. C.CH2=CHBr D.
4.下列物质中含有两种官能团的烃的衍生物为
A.CH3CH2NO2
B.CH2===CHBr
C.CH2Cl2
D.
5.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.等体积的CO2和CO,分子数目均为NA
B.标准状况下,22.4 L的H2和22.4 L的F2混合后,气体分子数为2NA
C.有铁粉参加的反应若生成3 mol Fe2+,则转移电子数为6NA
D.10.1 g N(C2H5)3中所含的极性共价键数目为1.8NA
6.组成和结构可用 表示的有机物(不考虑立体结构)共有
A.3种 B.10种 C.20种 D.32种
7.有机物H()是一种重要的有机合成中间体。下列关于H的说法错误的是
A.分子中所有碳原子不可能共平面
B.与不互为同系物
C.既含羧基,又含醛基的同分异构体有12种(不考虑立体异构)
D.该分子中有四个手性碳原子
8.下列分子中含有“手性碳原子”的是
A.CBr2F2 B.CH3CH2OH C.CH3CH2CH3 D.CH3CH(OH)COOH
9.烃A分子的立体结构如右图(其中C、H原子已略去);因其分子中碳原子排列类似金刚石故名“金刚烷”,下列有关“金刚烷”的叙述不正确的是
A.金刚烷分子式是 B.4个结构
C.金刚烷分子中有4个由六个碳组成的碳环 D.金刚烷分子的一氯代物有2种
10.下列有关有机物的类别或官能团的说法,正确的是
选项 有机物的结构简式 类别 官能团
A 醛类
B 羧酸类
C 酮类
D 酚类
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
11.现有下列几组物质:①O2和O3 ②35Cl和37Cl ③CH3CH3 和CH3CH2CH3
④CH3CH2CH(CH3)CH2CH3 和 CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3
⑤H2、D2 和 T2 ⑥
⑦CH3(CH2)2CH3 和 (CH3)2CHCH3 ⑧CH3CH(CH3)CH3 和 CH(CH3)3
⑨和
(1)互为同位素的有 ;
(2)互为同素异形体的有 ;
(3)互为同分异构体的有 ;
(4)互为同系物的有 ;
(5)属于同种物质的有 。
12.下列各组物质:①红磷和白磷;②12C和14C;③CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3;④CH2=CH2和CH3CH=CH2;⑤CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5。请根据题意,将各组物质的编号填入下列空白处。
互为同系物的是 ,互为同分异构体的是 ,互为同位素的是 ,互为同素异形体的是 ,是同一物质的是 。
13.写出满足下列条件的所有同分异构体的结构简式 。
①含有六元含氮杂环;②无N-N键;③1H-NMR谱显示分子中含有4种氢原子。
14.完成下列问题
(1)(CH3)3CCH(CH3)CH2CH3的名称是 。
(2)中含有的官能团的名称为 、 。
(3)某炔烃和氢气充分加成产物为2,5-二甲基己烷,该炔烃的结构简式是 。
(4)某化合物是的同分异构体,且分子中只有两种不同化学环境的氢。写出该化合物的结构简式: (任写一种)。
(5)分子式为C4H6的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上,则该烃的结构简式为 。
(6)如图是某烃A分子的球棍模型为则A的名称是 ;
15.科学家们锲而不舍地努力,揭示了原子结构的奥秘,知道了原子核外电子的排布决定元素在周期表中的位置。
Ⅰ.请回答下列问题
(1)下列分子中,所有原子都满足最外层为8电子结构的是_________
A.CH4 B.XeF2 C.BF3 D.NF3
(2)下列对分子性质的解释中,正确的是_________
A.乳酸( )具有光学活性,因为其分子中含有一个手性碳原子
B.NH3极易溶于水而CH4难溶于水只是因为NH3是极性分子,CH4是非极性分子
C.水很稳定(1000°C以上才会部分分解)是因为水分子间存在大量的氢键
D.已知酸性:H3PO4>HClO,因为H3PO4的氧原子数大于HClO的氧原子数
(3)关于氢键,下列说法正确的是_________
A.因为氢键的缘故, 比 熔沸点高
B.分子中有N、O、F原子,分子间就存在氢键
C.NH3的稳定性很强,是因为其分子间能形成氢键
D.“可燃冰”—甲烷水合物(CH4·8H2O)中CH4与H2O之间不存在氢键
Ⅱ.氮及其化合物在自然界中存在循环,请回答下列问题:
(4)基态氮原子核外电子共占据 个轨道,最外层有 种不同能量的电子。
(5)NH3中心原子为 杂化,N2的电子式为 。
(6)在催化剂和加热条件下,NO2与NH3可反应生成无害物质,请写出反应的化学方程式: 。
(7)实验室可用烧碱溶液吸收NO2和NO,(已知2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O,NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O),当消耗100mL 0.5mol·L-1的烧碱溶液时,共吸收混合气体 L(标准状况下)。
(8)NH4Fe(SO4)2用作工业废水的凝结剂,为检验其中的铁元素可选用的方法是 。相同条件下,0.1mol/L NH4Fe(SO4)2中[Fe3+] 0.1mol/L FeCl3中[Fe3+](填“=”、“<”或“>”)。
16.(1)指出下列有机化合物所含官能团的名称(用汉字准确表达)。
①CCl4: ;
②CH3CH2OCH2CH3: ;
③ 。
(2)CH3CH(OH)CH3系统命名为 ;
(3)分子式为C4H10O的同分异构体中,其中属于醇类且不能进行催化氧化反应的结构简式为 。
17.下列各组物质中属于同系物的是 ,互为同分异构体的是 ,互为同位素的是 ,属于同一物质的是 。(填序号)
① CH3CH2OH 和 CH3OCH3 ②C(CH3)4和C4H10 ③和 ④35Cl和37Cl
18.化合物中含有的官能团名称是
19.下列有机物化合物中,有多个官能团。
(1)可以看作醇类的是: ;
(2)可以看作酚类的是 ;
(3)可以看作羧酸类的是: ;
(4)可以看作酯类的是: ;
(5)可以看作醛类的是: ;
(6)可以看作醚类的是: 。
20.C6H14有多种结构,写出其所有同分异构体的结构简式并用系统命名法命名 。
三、实验题
21.水合肼(N2H4 H2O)可用作抗氧剂等,工业上常用尿素[CO(NH2)2]和NaClO溶液反应制备水合肼。
已知:
I.N2H4 H2O的结构如图: 。
II.N2H4 H2O沸点118℃,具有强还原性。
(1)图中“…”表示 。
(2)将Cl2通入过量NaOH溶液中制备NaClO,得到NaClO溶液。写出NaClO电子式: 。
(3)制备水合肼:将NaClO溶液滴入尿素水溶液中,控制一定温度,装置如图(夹持及控温装置已略)。充分反应后,A中的溶液经蒸馏获得水合肼粗品后,剩余溶液再进一步处理还可获得副产品NaCl和Na2CO3 10H2O。
①A中反应的化学方程式是 。
②冷凝管的作用是 。
③若滴加NaClO溶液的速度较快时,水合肼的产率会下降,原因是: 。
④NaCl和Na2CO3的溶解度曲线如图。由蒸馏后的剩余溶液获得NaCl粗品的操作是 。
(4)水合肼在溶液中可发生类似NH3 H2O的电离,呈弱碱性。
①写出水合肼和盐酸按物质的量之比1:1反应的离子方程式 。
②碳酰胼(CH6N4O)是目前去除锅炉水中氧气的最先进材料,由水合肼与DEC(,碳酸二乙酯)发生取代反应制得。DEC分子中是否存在手性碳? (填“有”或“无”)。
22.(1)青蒿素结构如图,有关叙述正确的是 (选填序号)。
a.化学式为C15H21O5 b.不能与NaOH溶液反应
c.易溶于水 d.含有过氧键,有较强氧化性
由青蒿酸为原料出发,经五步合成可得到青蒿素,其中第2步为还原反应:
常温下即可反应且略放热,还原剂为LiAlH4。相关物质的性质:
物质 性质
双氢青蒿酸甲酯(C16H28O2) 固体,难溶于水,易溶于有机溶剂。
青蒿醇(C15H28O) 固体,难溶于水,易溶于有机溶剂。
乙醚 无色液体,微溶于水;密度0.71g/cm3;沸点34.6℃。
氢化铝锂 固体,溶于乙醚。 与水反应:LiAlH4 + 4H2O →Al(OH)3↓+ LiOH +4H2↑ 可将一分子酯还原成二分子醇,自身生成醇铝、醇锂。 (醇铝、醇锂可与盐酸反应,生成铝盐、锂盐和相应的醇)。
某学习小组在实验室用双氢青蒿酸甲酯制取青蒿醇。
(2)反应中使用过量的氢化铝锂,理由是 。为使反应在溶液状态下进行,可用乙醚为溶剂,不用水的理由是 。
(3)请设计实验室制备装置(画出草图):
(4)该反应有机物的转化率约为96%,所得乙醚溶液中含有醇锂、醇铝、双氢青蒿酸甲酯、氢化铝锂。从反应混合物中提取青蒿醇的方法是:
①加 后分液;
②从乙醚层提取青蒿醇。有多种方法,以下是二种方案:
方案一:蒸发结晶。 方案二:蒸馏析出晶体。
a.这2个方案在析出晶体后都应有残留液,原因是 。
b.请对这2个方案进行比较 。
23.呋喃甲酸可用呋喃甲醛制备,其实验原理和制备步骤如下:
步骤③提纯过程:溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥。
已知:①呋喃甲酸在100℃升华,133℃熔融,230~232℃沸腾并在此温度下脱羧;
②呋喃沸点为31~32℃,易溶于水
③无水氯化钙能与醇形成复合物。
(1)步骤①的关键是控制温度,其措施有磁力搅拌、 和 。
(2)步骤②中干燥所使用的干燥剂可选用 (填序号)。
A.98%浓硫酸 B.无水硫酸镁 C.无水氯化钙 D、无水硫酸铜
(3)呋喃甲酸在A、B、C三种溶剂中溶解度随温度变化的曲线如图。步骤③提纯时,合适的溶解溶剂是 ,理由是 。
(4)利用呋喃甲酸可以制取八甲基四氧杂夸特烯。
①冰盐浴中设备的名称是 ,装置b的作用是 。
②脱羧装置中用冰盐浴的目的是 。
③下列物质与呋喃以任意比例混合,若总物质的量一定,充分燃烧消耗氧气的量不变的是 (填序号)。
a.C4H6O2 b.C6H14 c.C5H4O3 d.C7H14O2
参考答案:
1.B
【详解】A.中含有的官能团是羟基,但是该物质是酚类,故A项错误;
B.为甲醛,含有醛基,故B项正确;
C.CH3COOCH3为乙酸甲酯,官能团是酯基,故C项错误;
D.为甲酸苯甲酯,官能团存在醛基基团,但官能团是酯基,故D项错误;
故答案为B。
2.D
【详解】A.质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互为同位素,和质子数都是16,中子数分别是16、18,是S的不同原子,故互为同位素,故A正确;
B.同种元素组成的性质不同的单质互为同素异形体,和纳米碳管都是碳元素的单质,互为同素异形体,故B正确;
C.分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体,和分子式都是C2H4Cl2,而结构不同,互为同分异构体,故C正确;
D.同系物是结构相似而分子组成相差一个或几个-CH2-的化合物,和分子组成相差一个-CH2-,但结构不一定相似,可以是烯烃,也可以是环烷烃,不一定互为同系物,故D错误;
故答案为:D
3.C
【分析】常见的官能团有:碳碳双键、碳碳三键、-Br、-NO2、-OH等,而苯环不是有机物的官能团,以此来解答。
【详解】A.CH3-CH2-OH只含有官能团-OH;B.氯苯中只含有官能团-Cl;C.CH2=CHBr含有官能团碳碳双键和-Br;D.该物质中只含有官能团-NO2。
故答案为C
4.B
【详解】A.该有机物含有-NO2一种官能团,故A错误;
B.该有机物存在碳碳双键、-Br两种官能团,故B正确;
C.该有机物存在-Cl一种官能团,故C错误;
D.该有机物不存在官能团,故D错误。
故选B。
5.D
【详解】A.CO2和CO等体积,但物质的量未知,无法确定分子数目,故A错误;
B.标准状况下,22.4 L的H2和22.4 L的F2的物质的量均为1mol,H2和F2混合后恰好生成HF:H2+F2=2HF,HF在标准状况下不是气体,所以气体分子数为0,故B错误;
C.若铁和氯化铁反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+,生成3 mol Fe2+,转移电子数为2NA,故C错误;
D.10.1 g N(C2H5)3的物质的量为0.1mol,1个N(C2H5)3分子中有3个N-C键,3个C-C键,15个C-H键,C-C键是非极性键,其他为极性键,所以0.1molN(C2H5)3中所含的极性共价键数目为1.8NA,故D正确;
故选D。
6.C
【详解】有、、、 4种结构;有:、、、、 5种结构,则两种基团的组成共种,即 可表示的有机物有20种,C正确。
7.D
【详解】A.分子中存在3个碳原子连接在同一饱和碳原子上的结构,根据甲烷的空间结构可知,该物质中不可能所有碳原子共面,A正确;
B.二者所含官能团个数不同,结构不相似,不是同系物,B正确;
C.既含羧基,又含醛基的同分异构体有:、、、(序号代表醛基的位置),共12种,C正确;
D.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,该分子中有3个手性碳原子,位置为:,D错误;
故选D。
8.D
【分析】当有机物分子中的一个碳原子所连四个原子或原子团均不相同时,此碳原子就是“手性碳原子”。
【详解】A.CBr2F2中C原子分别连接两个溴和氟原子,不满足手性碳原子条件,故A错误;
B.CH3CH2OH分子中2个C原子都连接了至少2个相同的原子,不存在手性碳原子,故B错误;
C.CH3CH2CH3中所有碳原子都连接了至少2个氢原子,一定不存在手性碳原子,故C错误;
D.CH3CH(NO2)COOH中,与-COOH相连的碳原子上分别连接了甲基、氢原子、羟基和羧基四个不同原子或者原子团,属于手性碳原子,故D正确;
故选D。
9.B
【分析】由结构简式可知金刚烷中每个C原子与其它C原子形成单键,金刚烷的分子式为C10H16,分子中含有4个六元环,分子中有2种等效氢原子,以此解答。
【详解】A.由结构可知,含4个CH,6个CH2,则分子式为C10H16,选项A正确;
B.金刚烷中氢有两种:含4个CH,6个,选项B错误;
C.由金刚烷的键线式,可知分子内由C原子构成的最小的环上有6个C原子,这种环有4个,选项C正确;
D.含4个CH,6个CH2,含2种位置的H,则一氯代物有2种,选项D正确。
答案选B。
10.C
【详解】A.醛基的结构简式应写为,故A错误;
B. 是甲酸苯酯,含有酯基,属于酯类有机物,故B错误;
C. 含有羰基 ,属于酮类,故C正确;
D.没有直接连在苯环上, 为醇类,而不是酚,故D错误;
选C。
11. ② ① ⑦⑧ ③④ ⑤⑥
【分析】具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体;质子数相同质量数(或中子数)不同的原子互称同位素;同系物指结构相似、通式相同,组成上相差1个或者若干个CH2原子团,具有相同官能团的化合物;同种元素形成的不同单质互为同素异形体;组成和结构都相同的物质为同一物质,同一物质组成、结构、性质都相同,结构式的形状及物质的聚集状态可能不同,据此分析解题。
【详解】①O2和O3是由氧元素形成的不同单质,为同素异形体;
②35Cl和37Cl是氯元素的不同原子,互为同位素;
③CH3CH3和CH3CH2CH3通式相同,结构相似,相差1个CH2原子团,互为同系物;
④CH3CH2CH(CH3)CH2CH3 和 CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3,通式相同,结构相似,相差1个CH2原子团,互为同系物;
⑤H2、D2和T2都是氢气,是同种物质;
⑥是空间四面体,结构相同,属于同一种物质;
⑦CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2,分子式相同,结构不同,为碳链异构,互为同分异构体;
⑧CH3CH(CH3)CH3和CH(CH3)3 分子式相同,但结构不同,所以是同分异构体;
⑨和 相差1个CH2原子团,但结构不相似,不是同系物,也不属于上面如何一种分类;故答案为②;①;⑦⑧;③④;⑤⑥。
12. ④ ③ ② ① ⑤
【详解】①红磷和白磷是同种元素形成的性质不同的单质,互称同素异形体;②12C和14C是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同元素,互称同位素;③CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3分子式均为C4H10,且结构不同互称同分异构体;④CH2=CH2和CH3CH=CH2结构相似相差1个CH2,互称同系物;⑤CH3CH2CH2CH(C2H5)CH3和CH3CH2CH2CH(CH3)C2H5为同一物质。
13.、
【详解】有机物的分子式为C6H14N2,其同分异构体满足:①含有六元含氮杂环,②无N-N键,所以六元环可能为、或;③1H-NMR谱显示分子中含有4种氢原子,说明结构对称,则满足条件的有:、。
14.(1)2,2,3 三甲基戊烷
(2) 羟基 酯基
(3)(CH3)2CHC≡CCH(CH3)2
(4)或
(5)CH3C≡CCH3
(6)2-甲基丙烯
【分析】根据键线式的表示方法进行判断碳链,根据碳链及烷烃命名方法进行命名,烯烃的命名在烷烃上将双键位置表示出来,且双键的编号最小。根据加成反应特点断键后接氢原子进行倒推,可以得到反应物。对于同分异构体的书写可以根据化学式和对称法。
【详解】(1)根据键线式中断点和拐点表示碳原子及烷烃的命名方法,先选择最长链为主链命名为母名,命名时使取代基的编号最小,则该名称是2,2,3 三甲基戊烷;
(2)决定物质主要性质的原子团是官能团,该物质的官能团是羟基和酯基;
(3)根据加成产物2,5-二甲基己烷,在相临的碳原子上分别去掉2个氢原子即可以得到该炔烃是(CH3)2CHC≡CCH(CH3)2;
(4)根据已知分子中只有两种不同化学环境的氢,说明分子非常对称,由于碳原子比较多,故甲基比较多,根据对称法进行书写。结构简式为:或 ;
(5)分子式为C4H6的某烃中所有的碳原子都在同一条直线上,说明碳原子采用sp杂化。碳原子之间形成碳碳叁键,根据化学式C4H6进行书写CH3C≡CCH3;
(6)根据烯烃的命名方法,使双键的编号最小,选择含双键的最长链为主链进行命名2-甲基丙烯。
15.(1)D
(2)A
(3)AD
(4) 5 2
(5) sp3
(6)6NO2+8NH37N2+12H2O
(7)1.12
(8) 取样溶解,滴加KSCN溶液,若溶液变为血红色,则有Fe3+ >
【详解】(1)A.CH4中氢原子不满足8电子结构,A错误;
B.XeF2中Xe原子不满足8电子结构,B错误;
C.BF3中B原子不满足8电子结构,C错误;
D.NF3中N和F都满足8电子结构,D正确;
故选D;
(2)A.乳酸中和羟基相连的碳为手性碳,则乳酸具有光学活性,A正确;
B.NH3极易溶于水是因为氨气可以和水形成分子间氢键,B错误;
C.水很稳定是因为水中O—H键的键能大,难断键,所以水的稳定性,C错误;
D.酸性:H3PO4>HClO,是因为磷酸的非羟基氧原子数大于次氯酸的非羟基氧原子数,所以磷酸的酸性大于次氯酸,D错误;
故选A;
(3)A.对羟基苯甲醛形成分子间氢键,而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,所以对羟基苯甲醛熔沸点高于邻羟基苯甲醛,A正确;
B.与N、O、F以共价键相连的H能与N、O、F形成氢键,含有N、O、F原的分子不一定能形成分子间氢键,如氮气分子与氢气不能形成分子间氢键,B错误;
C.氨分子的稳定性与氮元素的非金属性强弱有关,与氢键无关,C错误;
D.甲烷分子中碳元素的非金属性弱,不能与水分子形成分子间氢键,所以甲烷水合物中甲烷与水之间不存在氢键,D正确;
故选AD;
(4)氮元素核外电子排布式为1s22s22p3,氮原子核外电子共占据了2个s轨道和3个p轨道,共5个轨道;最外层电子排布式为2s22p3,最外层有2种不同能量的电子;
(5)氨气分子中心原子的σ键电子对数为3,孤电子对数为:1,则其杂化方式为:sp3杂化;氮气分子中两个氮原子之间有3对共用电子对,其电子式为:;
(6)NO2与NH3发生氧化还原反应产生氮气和水,根据电子守恒和原子守恒,可知反应的化学方程式为:6NO2+8NH37N2+12H2O;
(7)由于烧碱溶液吸收NO2和NO生成NaNO2和NaNO3,利用氮元素和钠元素相等可知,当消耗100mL0.5mol L-1的烧碱溶液时,共吸收混合气体0.1L×0.5mol L-1×22.4L/mol=1.12L;
(8)NH4Fe(SO4)2中含有三价铁,检验三价的铁可用KSCN溶液、苯酚等试剂;检验方法为:取样溶解,滴加KSCN溶液,若溶液变为血红色,则有Fe3+;铵根离子水解产生的氢离子,从而抑制三价铁离子水解的作用,故相同条件下,0.1 mol/L NH4Fe(SO4)2中c(Fe3+)>0.1 mol/L FeCl3中c(Fe3+)。
16. 氯原子 醚键 酚羟基 2-丙醇
【详解】(1)①CCl4中官能团是-Cl,所含官能团的名称为氯原子;故答案为:氯原子;
②CH3CH2OCH2CH3中官能团是R-O-R,所含官能团的名称为醚键;故答案为:醚键;
③中官能团是-OH,所含官能团的名称为(酚)羟基。故答案为:酚羟基;
(2)CH3CH(OH)CH3中官能团是-OH,主链3个碳,系统命名为2-丙醇;故答案为:2-丙醇;
(3)分子式为C4H10O的同分异构体中,其中属于醇类且不能进行催化氧化反应的物质,与羟基相连的碳上没有氢,结构简式为。故答案为:。
17. ② ① ④ ③
【详解】①CH3CH2OH和CH3OCH3分子式相同,结构不同,互为同分异构体;
②C(CH3)4和C4H10均为烷烃,结构相似,在分子组成上相差1个CH2原子团,互为同系物;
③和均为3-甲基戊烷,是同一种物质;
④35Cl和37Cl的质子数相同(均为17),中子数不同(分别为18和20),互为同位素;
故答案为②;①;④;③。
18.羧基、氨基
【详解】分子中含有的官能团分别为-COOH、-NH2,名称分别为:羧基、氨基,故答案为:羧基、氨基。
19. BD ABC BCD E A A
【分析】依据官能团的结构与性质分析作答。
【详解】下列有机物化合物中,有多个官能团。
A中所含官能团为酚羟基、醛基和醚键;B中所含官能团为(醇)羟基、羧基和酚羟基;C中所含官能团为羧基、酚羟基;D中所含官能团为羧基和(醇)羟基;E中所含官能团为碳碳双键和酯基,则:
(1)醇类均含羟基,且羟基位于直链碳原子上,则可以看作醇类的是:BD;
(2)酚类分子内含酚羟基,则可以看作酚类的是ABC;
(3)羧酸类分子内含羧基,则可以看作羧酸类的是:BCD;
(4)酯类含有酯基,则可以看作酯类的是:E;
(5)醛类有机物含有醛基,则可以看作醛类的是:A;
(6)醚类分子内含醚键,可以看作醚类的是:A。
20.CH3(CH2)4CH3,己烷;CH3CH2CH2CH(CH3)2,2-甲基戊烷;CH3CH2CH(CH3)CH2CH3,3-甲基戊烷;CH3CH2C(CH3)3,2,2-二甲基丁烷;CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3,2,3-二甲基丁烷
【分析】根据减碳法作取代基,书写C6H14的所有同分异构体书,再根据系统命名法进行命名.
【详解】C6H14属于烷烃,根据碳链异构,其同分异构体有:结构简式CH3(CH2)4CH3,命名为正己烷;
主链为5个碳,2号碳上有1甲基的CH3CH2CH2CH(CH3)2的系统命名为2-甲基戊烷;
主链为5个碳,3号碳上有1甲基的CH3CH2CH(CH3)CH2CH3,系统命名为3-甲基戊烷;
主链为4个碳,2号碳上有2甲基的CH3CH2C(CH3)3,系统命名为2,2-二甲基丁烷;
主链为4个碳,2、3号碳上各有1甲基的CH3CH(CH3)CH(CH3)CH3,系统命名为2,3-二甲基丁烷.
21.(1)氢键
(2)
(3) NaClO+CO(NH2)2+2NaOHN2H4 H2O+NaCl+Na2CO3 冷凝回流 N2H4 H2O被NaClO氧化 加热至有大量固体析出,趁热过滤
(4) N2H4 H2O+H+=N2H+H2O 无
【分析】由图可知,三颈烧瓶A中发生的反应为一定温度下,尿素溶液与次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液反应制备水合肼,装置中温度计起控制反应温度的作用,球形冷凝管起冷凝回流水合肼的作用。
(1)
由水合肼的结构可知,结构中虚线代表肼中氢原子与水分子中的氧原子形成的氢键,故答案为:氢键;
(2)
次氯酸钠是离子化合物,电子式为 ;
(3)
①由分析可知,三颈烧瓶A中发生的反应为一定温度下,尿素溶液与次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶液反应生成水合肼、氯化钠和碳酸钠,反应的化学方程式为NaClO+CO(NH2)2+2NaOHN2H4 H2O+NaCl+Na2CO3,故答案为:NaClO+CO(NH2)2+2NaOHN2H4 H2O+NaCl+Na2CO3;
②水合肼的沸点低,受热易挥发,则球形冷凝管起冷凝回流水合肼的作用,故答案为:冷凝回流;
③水合肼具有还原性,若滴加次氯酸钠溶液的速度较快,过量的次氯酸钠具有强氧化性,能将水合肼氧化,导致产率会下降,故答案为:N2H4 H2O被NaClO氧化;
④由图可知,碳酸钠的溶解度随温度变化大,而氯化钠的溶解度随温度变化不大,则由蒸馏后的剩余溶液获得氯化钠粗品的操作为当加热至有大量固体析出时,趁热过滤得到氯化钠,故答案为:加热至有大量固体析出,趁热过滤;
(4)
①等物质的量的水合肼和盐酸反应生成N2H5Cl和水,反应的离子方程式为N2H4 H2O+H+=N2H+H2O,故答案为:N2H4 H2O+H+=N2H+H2O;
②由结构简式可知,碳酸二乙酯分子中不否存在连有4个不同原子或原子团的手性碳原子,故答案为:无。
22. d 提高双氢青蒿酸甲酯的转化率 双氢青蒿酸甲酯不溶于水,氢化铝锂会与水反应 装置要点:不加热、密闭且冷凝回流、常温水浴(不画可不扣分),则装置图为 盐酸 防止双氢青蒿酸甲酯析出 方案二可回收乙醚、甲醇
【分析】(1)根据有机物的结构简式判断分子式为C15H22O5,分子中含有-O-O-键,具有强氧化性,含有-COO-,可发生水解反应,含有较多憎水基,难溶于水;
(2)加入过量还原剂,有利于平衡的正向移动;溶质应溶于溶剂,而LiAlH4与水反应,双氢青蒿酸甲酯不溶于水;
(3)题给信息为:常温下即可反应且略放热,所以可在常温下进行反应,同时注意尽可能减少溶剂及反应物的挥发;
(4)醇锂、醇铝、氢化铝锂,与盐酸反应后进入水层,双氢青蒿酸甲酯、乙醚不溶于水,可采用先分液后蒸馏,回收乙醚、甲醇。
【详解】(1)a.根据有机物的结构简式判断分子式为C15H22O5,a错误;
b.含有酯基,可与氢氧化钠溶液反应,b错误;
c.含有酯基,不溶于水,c错误;
d.由结构简式可知含有过氧键,有较强氧化性,d正确.
故选d。答案为:d;
(2)还原剂为LiAlH4,加入过量还原剂,促使平衡正向移动,提高反应物的转化率;因LiAlH4与水反应,且双氢青蒿酸甲酯不溶于水,所以不用水作溶剂,而用乙醚作溶剂。答案为:还原剂为LiAlH4,加入足量还原剂,可提高反应物的转化率;因LiAlH4与水反应,且双氢青蒿酸甲酯不溶于水,不用水作溶剂;
(3)题给信息为:常温下即可反应且略放热,所以可在常温下进行反应,同时注意尽可能减少溶剂及反应物的挥发。从而得出设计实验装置要点:不加热、密闭且冷凝回流、常温水浴,则装置如图。答案为:装置要点:不加热、密闭且冷凝回流、常温水浴(不画可不扣分),则装置图为;
(4)①因醇铝、醇锂可与盐酸反应,生成铝盐、锂盐和相应的醇,则可先加入盐酸除去醇锂、醇铝以及氢化铝锂。答案为:盐酸;
②a.不管哪个方案,都需防止双氢青蒿酸甲酯析出,所以在析出晶体后都应留有残留液;答案为:防止双氢青蒿酸甲酯析出;
b.方案一乙醚和甲醇会挥发,而方案二可防止乙醚、甲醇挥发损耗,所以方案二更好。答案为:方案二可回收乙醚、甲醇。
【点睛】凡是分离有机混合物,都需回收有机溶剂,一方面是因为有机溶剂的成本高,可回收待用;另一方面是有机溶剂大多具有一定的毒性,会污染空气。
23. 冷水浴 缓慢滴加溶液 B A 随温度升高溶解度变化较大 三颈烧瓶 防止水蒸气进入,溶入呋喃 冷却,减少呋喃挥发,提高产率 ac
【分析】根据反应的目的及制取的物质的性质沸点低判断实验过程中控制温度的操作,可能影响温度可能是反应放热,故应控制反应速率,其次可以外部调节可以用冷水浴。对于物质的干燥不仅能洗水,但不能对所需物质有影响,根据有机物的性质取决于官能团,根据官能团的性质判断所需干燥剂,根据混合物性质的不同采用不同的分离方法,根据互溶的液体沸点相差不大的情况下可以利用溶解度随温度的不同采用冷却结晶的方法,选择溶剂。对于物质的耗氧量根据碳元素和氢元素的耗氧量进行计算。
【详解】(1)根据已知信息各物质的沸点比较低,故控制温度,还可以是冷水浴及滴加氢氧化钠溶液时缓慢滴加,防止反应过快产生热量导致温度升高;
(2) ②中干燥除去水但不能影响呋喃甲醇,由于萃取的有机层还有水,浓硫酸具有强氧化性,可能氧化醇羟基,不能用浓硫酸;氯化钙可以吸水,但有可能与醇发生取代反应,无水硫酸铜一般只作为检验水,不能完全干燥,故选择B。
(3) 步骤③提纯时,主要是含有盐酸,而盐酸是极易溶于水,故选用冷却结晶法提纯呋喃甲酸,根据冷却结晶对溶剂的选择,故选A。
(4) ①冰盐浴中的设备是三颈烧瓶,因为呋喃易溶于水装置b的作用是防止水蒸气进入,熔入呋喃,导致物质不纯。②因为呋喃沸点为31~32℃,所以脱羧装置中用冰盐浴的目的冷却,减少呋喃挥发,提高产率;③呋喃的化学式C4H4O可以改写为C4H2(H2O),总物质的量一定,充分燃烧消耗氧气的量不变,故耗氧量中碳、氢元素的物质的量比不变为2:1,a改写为C4H2(H2O)2,c改写为C4H2(CO2)(H2O),故选答案ac。
【点睛】结合已知信息判断,利用物质的性质的差别选用不同的分离方法。对于耗氧量采用化学式改写的方法进行判断是否相同。
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