1.1有机化合物的结构特点(含解析)课堂同步练-人教版高中化学选择性必修3

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名称 1.1有机化合物的结构特点(含解析)课堂同步练-人教版高中化学选择性必修3
格式 docx
文件大小 1.6MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-10-27 12:04:20

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1.1有机化合物的结构特点课堂同步练-人教版高中化学选择性必修3
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.下列物质的一氯代物的同分异构体数目相同的是
①②③④
A.①② B.③④ C.②③ D.②④
2.下列说法正确的是
A.和互为同系物 B.和互为同素异形体
C.和互为同位素 D.和互为同分异构体
3.某烷烃的相对分子质量为72,其结构中含有1个和3个,则该烃的一氯代物有
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
4.下列有关化学用语的说法中错误的是
A.-OH与 都表示羟基 B.醛基的结构简式:-COH
C.丙烷分子的球棍模型: D.苯分子的空间充填模型
5.下列化学式可以代表某一种确定物质的是
A. B. C. D.
6.下列分子中σ键与π键数之比为3:1的是
A.N2 B.C2H4 C.HCHO D.HCN
7.结构简式为的有机物在一定条件下能和氢气完全加成,加成产物的一溴取代物有
A.7种 B.6种 C.5种 D.4种
8.下列说法正确的是( )
A.相同条件下,H2O比H2S稳定是因为H2O分子中含有氢键
B.1H2、2H2、3H2互为同位素
C.乙醇和乙醚互为同分异构体
D.干冰和二氧化硅晶体所含的化学键类型相同
9.下列叙述不正确的是
A.是直线形分子
B.晶体溶于水时,破坏了离子键
C.空间结构呈三角锥形,存在手性异构体
D.金刚石是典型的共价晶体,熔点高,硬度大
10.化学用语是学习化学的重要工具,以下化学用语表述正确的是
A.的空间填充模型:
B.HClO分子的VSEPR模型:直线形
C.基态的价电子轨道表示式:
D.1,3-丁二烯的键线式:
二、填空题
11.(1)符合下列3个条件的的同分异构体有 种。①与FeCl3溶液显色;②苯环上只有两个取代基;③1 mol该物质最多消耗3 mol NaOH,其中氢原子共有五种不同环境的是 (写结构简式)。
(2)同时满足下列条件:①与FeCl3溶液发生显色反应;②苯环上有两个取代基、含C=O的的同分异构体有 种(不包括立体异构);其中核磁共振氢谱为4组峰、能水解的物质的结构简式为 。
12.C()的同分异构体中,含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有 种。
13.富马酸可用于生产补铁剂富马酸亚铁,结构如图。
富马酸富马酸亚铁
(1)富马酸分子中,含有官能团的名称是 。
(2)富马酸分子中,σ键与π键的个数比为 。
(3)依据结构分析,下列几种溶剂中,可以溶解富马酸的是 (填字母序号)
a.四氯化碳 b.乙醇 c.苯
(4)富马酸亚铁中,碳原子的杂化类型是 ,所含非金属元素的电负性由大到小顺序是 。
(5)富马酸的一种同分异构体马来酸结构如图。富马酸的熔点为300℃,而马来酸熔点仅为140℃,其熔点差异较大的原因是 。
马来酸
14.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“>”)。
15.某烷烃的相对分子质量为86,它共有5种同分异构体,写出这5种同分异构体的结构简式和键线式 、 、 、 、 。
16.现有下列各组物质:
①O2和O3
②CH2=CH-CH3和CH2=CH-CH=CH2

④和
⑤CH3CH2CH3和CH3C(CH3)3
⑥和质量数为238、中子数为146的原子
⑦C2H5C≡CCH3和CH3CH=CHCH=CH2
⑧CH3CH2Cl与CH3CH2CH2Br
⑨与
按要求用序号填空:
(1)互为同系物的是 。
(2)互为同分异构体的是 。
(3)互为同位素的是 。
(4)互为同素异形体的是 。
(5)属于同种物质的是 。
17.填写下表中官能团的名称或符号。
名称 碳碳双键 羟基 酯基
符号
18.I.以下常见物质:①CH3OH②CH2OH-CH2OH③④⑤
(1)能发生催化氧化反应的有 (填序号)。写出其中任意一种物质发生催化氧化反应的化学方程式 。
(2)能发生消去反应的有 (填序号)。写出任意一种物质发生消去反应的化学方程式 。
II.异戊二烯是重要的有机化工原料,其键线式为()。完成下列填空:
(3)化合物X与异戊二烯具有相同的分子式,与Br2/CCl4反应后得到3-甲基-1,1,2,2-四溴丁烷。X的结构简式为 。
(4)杜仲胶是由异戊二烯发生加聚反应制得的具有反式结构的高分子物质,请写出由异戊二烯生成杜仲胶的化学方程式 。
(5)卤素互化物与卤素单质性质相似。已知(1,3-丁二烯)与氯气发生加成产物有三种:①(1,2-加成)②(1,4-加成)③(完全加成)。据此推测异戊二烯与卤素互化物的加成产物有 种(不考虑立体异构)
19.下列烷烃发生一氯取代后,分别能得到几种异构体(不考虑立体异构)?
(1) 。
(2) 。
(3) 。
(4) 。
20.碳的成键方式与分子的空间结构
(1)单键:碳原子能与其他四个原子形成 结构。
(2)双键:形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于 。
(3)三键:形成该三键的原子以及与之直接相连的原子处于同 。
(4)饱和碳原子与不饱和碳原子:仅以单键方式成键的碳原子称为 ,以双键或三键方式成键的碳原子称为 。
三、实验题
21.乙酸异丙酯有水果香味,天然存在于菠萝、梨、苹果等水果中,是中国GB2760-86规定为允许使用的食用香料。实验室用乙酸和异丙醇()反应制备乙酸异丙酯。装置示意图和有关数据如下:
相对分子质量 密度/(g·cm-3) 沸点/℃ 水中溶解性
异丙醇 60 0.7855 81.2 易溶
乙酸 60 1.0492 117.9 易溶
乙酸异丙酯 102 0.8879 90.6 难溶
实验步骤:
在A中加入3.0g异丙醇、6.0g乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片。开始缓慢加热A,回流50min。反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物用少量无水MgSO4固体干燥,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集90~95℃馏分,得乙酸异丙酯3.8g。
回答下列问题:
(1)写出实验室由乙酸和异丙醇反应制备乙酸异丙酯的化学方程式 。
(2)仪器 B 的名称是 。
(3)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是 。
(4)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后 (填字母序号)。
a.直接将乙酸异丙酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸异丙酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异丙酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异丙酯从上口倒出
(5)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是 (填字母序号)。
(6)本实验中乙酸异丙酯的产率为 (计算结果保留三位有效数字)。
(7)在进行蒸馏操作时,若从 80℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏高,其原因是 。
22.苯酚和丙酮都是重要的化工原料,工业上可用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮,其反应和工艺流程示意图如下:
相关化合物的物理常数
物质 相对分子质量 密度/(gcm-3) 沸点/℃
异丙苯 120 0.8640 153
丙酮 58 0.7898 56.5
苯酚 94 1.0722 182
回答下列问题:
(1)反应①的反应类型为 。
(2)苯酚的同系物中相对分子质量最小的是 (写结构简式,任写一个)。
(3)丙酮有多种同分异构体,分别写出符合下列要求的物质的结构简式。
①能发生银镜反应: 。
②分子中只存在单键,且能与钠反应生成H2: 。
(4)异丙苯的同分异构体中,属于芳香烃的还有 种,其中核磁共振氢谱显示为2组峰,且峰面积之比为3:1的是 (写结构简式)。
(5)X最适宜的是 (填标号)。
a.NaOH b.CaCO3 c.NaHCO3 d.CaO
(6)蒸馏时先得到的产品是 ,判断的依据是 。在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是 (填标号)。
(7)用该方法合成苯酚和丙酮的优点是 。
23.I.过渡元素性质复杂多样,请根据下列描述回答问题。
(1)Cu元素在周期表中位于 区,它可与多种有机物形成配合物。CuCl2溶液与乙二胺(H2N-CH2-CH2-NH2)可形成配离子[Cu(En)2]2+(En是乙二胺的简写),配位数为4,请在框内画出其结构示意图并用“→”表示出其中的配位键 。
(2)有机物E与铜(II)的配合物是一种可发光的发光材料,在发光器材方面有很好的应用前景。其合成E的路线如图,回答下列问题:
①C生成D的过程中有一种温室气体生成,写出D生成E的化学方程式 。
②A有多种同分异构体,其中符合以下条件的共有 种。
i.分子中含有吡啶环()且环上只有2个取代基;
ii.只含有一种官能团,且核磁共振氢谱只有四种峰;
iii.吡啶环上的一氯取代物只有2种
③结合题给信息,以和为原料合成西佛碱N-苯基苯甲亚胺请在框内写出合成路线 。
II.实验小组对NaHSO3溶液与可溶性铜盐溶液的反应进行探究。
实验 装置 试剂x 操作及现象
I 1mol·L 1CuCl2溶液 加入2mLCuCl2溶液,得到绿色溶液,30s时有无色气泡和白色沉淀产生,上层溶液颜色变浅。
II 1mol·L 1CuSO4溶液 加入2mLCuSO4溶液,得到绿色溶液,3分钟未见明显变化。
已知:i.Cu2+[Cu(NH3)4]2+(深蓝色溶液)
ii.Cu+[Cu(NH3)2]+(无色溶液)[Cu(NH3)4]2+(深蓝色溶液)
(3)推测实验I产生的无色气体为SO2,实验证实推测正确:用蘸有碘水的淀粉试纸接近试管口,观察到 ,反应的离子方程式为 。
(4)对实验I产生SO2的原因进行分析,提出假设:
假设a:Cu2+水解使溶液中c(H+)增大;
假设b:Cl-存在时,Cu2+与HSO反应生成CuCl白色沉淀,溶液中c(H+)增大。
①假设a不合理,实验证据是 。
②实验表明假设b合理,实验I反应的离子方程式有 、H++HSO=SO2↑+H2O
(5)对比实验I、II,提出假设c:Cl-增强了Cu2+的氧化性。
下述实验III证实了假设c合理,装置如图。实验方案:闭合K,电压表的指针偏转至“X”处;向U形管 (补全实验操作及现象)。
(6)将实验II的溶液静置24小时或加热后,得到红色沉淀。经检验,红色沉淀中含有Cu+、Cu2+和SO。
①通过实验IV证实红色沉淀中含有Cu+和Cu2+。
实验IV:
证实红色沉淀中含有Cu+的实验证据是: 。
②有同学认为实验IV不足以证实红色沉淀中含有Cu2+,设计实验IV的对比实验V,证实了Cu2+的存在。实验V的方案和现象是: 。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】根据等效氢法可知,①有7种不同位置的H原子,标注为:;②有4种不同位置的H原子,标注为:;
③有4种不同位置的H原子,标注为:;
④7种不同位置的H原子,标注为:有。
综上所述可知:物质②③一氯代物均为4种,物质①④一氯代物均为7种,故合理选项是C。
2.A
【详解】A.和是烷烃,二者一定互为同系物,A项正确;
B.同素异形体是同一元素的不同单质,和是同一物质,B项错误;
C.和是同一元素的不同单质,二者互为同素异形体,C项错误;
D.和是同一物质,D项错误;
答案选A。
3.A
【详解】烷烃的通式为,,,该烷烃为。有三种同分异构体:、、,符合题目要求的烷烃为,其一氯代物有4种;
答案选A。
4.B
【详解】A.-OH与 都表示羟基,前者是化学式,后者是电子式,A正确;
B.醛基的结构简式为:-CHO,B错误;
C.丙烷的结构简式为CH3CH2CH3,分子的球棍模型为: ,C正确;
D.苯分子的空间充填模型为 ,D正确;
答案选B。
5.A
【详解】A.C3H8只能表示为丙烷,不存在同分异构体,所以C3H8能只表示一种物质,A正确;
B.C4H10可以表示正丁烷或异丁烷,存在同分异构体,B错误;
C.C2H6O可以表示乙醇或二甲醚,存在同分异构体,C错误;
D.C3H7Cl可以表示可以1-氯丙烷或2-氯丙烷,存在同分异构体,D错误;
答案选A。
6.C
【详解】A.N2的结构式为N≡N,σ键与π键数之比为1:2,故A不符合题意;
B.C2H4中含有4个C—H单键和一个碳碳双键,σ键与π键数之比为5:1,故B不符合题意;
C.HCHO中含有2个C—H单键和一个碳氧双键,σ键与π键数之比为3:1,故C符合题意;
D.HCN的结构式为H—C≡N,σ键与π键数之比为2:2即1:1,故D不符合题意;
故选C。
【点晴】特别注意单键中只有1个σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,三键中含有1个σ键和2个π键。
7.B
【详解】结构简式为的有机物在一定条件下能和氢气完全加成生成分子中有6种化学环境的氢原子,其一溴取代物有6种;
答案选B。
8.D
【详解】A.相同条件下,因为H2O分子间存在氢键,所以H2O比H2S的沸点高,H2O比H2S稳定是因为H—O键的键能大于H—S键的键能,故A错误;
B.同位素即质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子,1H2、2H2、3H2是分子、不是原子,不是同位素,故B错误;
C.乙醇的分子式C2H6O,乙醚的分子式C4H10O,分子式不一样,不是同分异构体,故C错误;
D.干冰和二氧化硅晶体所含的化学键类型相同,它们原子之间都是共价键,故D正确;
答案选D。
9.C
【详解】A.分子中C原子价层电子对数=2+=2,且不含孤电子对,为直线形分子,故A正确;
B.中只存在离子键,溶于水时发生电离生成Na+、Cl-,所以溶于水时破坏了离子键,故B正确;
C.分子中C原子价层电子对数=4+=4,且不含孤电子对,为正四面体结构,分子中不含手性碳原子,所以不存在手性异构体,故C错误;
D.金刚石是由原子构成的空间网状结构的晶体,属于共价晶体,共价晶体熔点高、硬度大,所以金刚石熔点高、硬度大,故D正确;
答案选C。
10.D
【详解】A.的球棍模型为: ,A错误;
B.HClO分子的中心原子为氧原子,有两个孤对电子,故VSEPR模型为V形,B错误;
C.图示为基态Mn的价电子轨道表示式,基态Mn原子失去电子变成基态,需失去最外层4s轨道的电子,C错误;
D.1,3-丁二烯的结构简式为:CH2=CH-CH=CH2,键线式: ,D正确;
故选D。
11. 6 21 和
【详解】(1)同分异构体符合下列条件:①与FeCl3溶液显色,说明含有酚羟基;②苯环上只有两个取代基;③1mol 该物质最多消耗3 mol NaOH,说明另一个取代基为,该取代基为CH3CH2CH2COO—、(CH3)2CHCOO—,这两种取代基都与酚羟基有邻、间、对3种位置关系,所以符合条件的有6种,其中氢原子共有五种不同环境的是。故答案为:6;
(2)同分异构体同时满足下列条件:①与FeCl3溶液发生显色反应;②苯环上有两个取代基、含C=O,苯环上有邻、间、对3种:,侧链有异构体:—COOCH3、
—OOCCH3、—CH2COOH、—CH2OOCH、—OCH2CHO、—COCH2OH、—CHOHCHO 7种,故异构体有3×7=21种;核磁共振氢谱为4组峰、能水解的物质,即4种化学环境的H,且含有酯基结构,符合条件的结构简式为和。故答案为:21;和;
12.10
【详解】含有苯环且能发生银镜反应的同分异构体为:含有醛基,氟原子,氯原子,即苯环上含有三个不同的取代基,可能出现的结构有体有、、、、、、、、、,共10种。
13.(1)羧基、碳碳双键
(2)11:3
(3)b
(4) sp2杂化 O>C>H
(5)富马酸可以形成分子间氢键,马来酸可以形成分子内氢键
【详解】(1)由图可知,富马酸分子中,含有官能团的名称是羧基、碳碳双键;
(2)单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键,则富马酸分子中,σ键与π键的个数比为11:3;
(3)富马酸含有羧基,能与乙醇形成氢键,导致其易溶于乙醇,故选b;
(4)富马酸亚铁中酯基碳、碳碳双键两端的碳均为sp2杂化;同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;故所含非金属元素的电负性由大到小顺序是O>C>H;
(5)富马酸可以形成分子间氢键,马来酸可以形成分子内氢键,导致富马酸沸点远高于马来酸。
14.(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+)。
15. 、 、 、 、 、
【详解】根据烷烃的通式,相对分子质量为,该烷烃的相对分子质量为86,即,解得,所以该烷烃的分子式为,其可能的结构有:、、、、,故填、;、;、;、;、。
16. ⑤ ⑦ ⑥ ① ③④
【分析】结构相似、组成相差n个CH2原子团的有机物互为同系物;分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体;质子数相同、中子数不同的原子,互为同位素;同种元素的不同单质互为同素异形体;分子式相同、结构相同的为同种物质。根据概念判断。
【详解】①O2和O3是同种元素组成的不同单质,为氧元素的同素异形体,
②CH2=CH CH3和CH2=CH CH=CH2,是单烯烃和二烯烃,属于不同类别物质,
③分子结构为四面体结构,为同种物质,
④和属于同种物质,
⑤CH3CH2CH3和CH3C(CH3)3,结构相似组成相差CH2,为同系物,
⑥质量数为238、中子数为146的原子的原子,质子数=238 146=92,原子符号为:与是质子数相同中子数不同的同种元素的不同原子,为同位素,
⑦C2H5C≡CCH3和CH3CH=CHCH=CH2分子式相同,结构不同为同分异构体,
⑧CH3CH2Cl与CH3CH2CH2Br,官能团不同,属于不同的卤代烃,
⑨是苯酚,为苯甲醇,官能团类别不同,
(1)互为同系物的是:⑤,故答案为:⑤;
(2)互为同分异构体的是:⑦,故答案为:⑦;
(3)互为同位素的是:⑥,故答案为:⑥;
(4)互为同素异形体的是:①,故答案为:①;
(5)属于同种物质的是:③④,故答案为:③④。
17. -OH
【详解】碳碳双键的符号;羟基的符号-OH;酯基的符号。
18. ①②③④ 2CH3OH+O22HCHO+2H2O(方程式写对即可) ②⑤ CH2OH-CH2OHCHOH=CH2+ H2O(方程式写对即可) CH≡CCH(CH3)CH3 n 12
【详解】I.(1)根据题意可知,醇发生催化氧化的本质是:脱氢,即与羟基相连接的碳上有氢。由此可快速判断①②③④羟基相连的碳原子都有氢原子,均能发生催化氧化反应,⑤分子中羟基相连的碳原子没有氢原子,不能发生催化氧化反应。①②③④中任意一种物质发生催化氧化反应,例如①化学方程式:2CH3OH+O22HCHO+2H2O。故答案为:①②③④;2CH3OH+O22HCHO+2H2O (方程式写对即可);
(2)醇发生消去反应的条件是:醇分子中,连有羟基(-OH)的碳原子必须有相邻的碳原子且与此相邻的碳原子上还必须连有氢原子时,才可发生消去反应。由此可快速判断②⑤可发生醇的消去反应,②⑤中任意一种物质发生催化氧化反应,例如②化学方程式:CH2OH-CH2OHCHOH=CH2+ H2O。故答案为:②⑤;CH2OH-CH2OHCHOH=CH2+ H2O (方程式写对即可);
II.(3)异戊二烯的分子式C5H8,根据烷烃通式判断出有2个不饱和度,与Br2/CCl4反应后得到3-甲基-1,1,2,2-四溴丁烷,可知化合物X中含有碳碳三键,可得化合物X结构简式CH≡CCH(CH3)CH3,故答案为:CH≡CCH(CH3)CH3;
(4)异戊二烯发生加聚反应制得的具有反式结构的高分子物质,化学方程式:n,故答案为:n;
(5)异戊二烯结构为,和BrCl发生加成时,可以是1,2 加成,Cl可以位于1号或2号碳上,有2种产物;可以是1,4 加成,Cl可以位于1号或4号C上,有2种产物;如果是3,4 加成,Cl原子可以位于3号或4号C上,有2种产物,如果是完全加成,其中一个Cl原子位于1号C上,另一个Cl原子可能位于3号或4号C上,有2种,如果其中一个Cl原子位于2号C上,另外一个Cl原子位于3号或4号C上,有2种;还有可能是两个氯原子分别位于1、2号或3、4号C上,有2种,所以产物种类有2+2+2+2+2+2=12,故答案为:12。
19.(1)2
(2)3
(3)3
(4)1
【分析】根据等效氢的个数可以确定其一氯取代物的种类,以此解题。
【详解】(1)同一个碳上有两个甲基,且由结构可知,该物质为对称结构,则该结构中一共有2种等效氢,则其一氯取代物有2种;
(2)左边碳上有个甲基,该结构左右不对称,一共有3种等效氢,则该结构中一共有3种等效氢,则其一氯取代物有3种;
(3)同一个碳上的乙基是等效的,另外再结合甲基上的氢,则一共有3种等效氢,则其一氯取代物有3种;
(4)该结构中左右两个碳上都连接3个甲基,且该结构左右对称,则6个甲基为等效甲基,则一共有1种等效氢,则其一氯取代物有1种
20.(1)四面体
(2)同一个平面上
(3)一条直线上
(4) 饱和 不饱和
【详解】(1)单键:碳原子能与其他四个原子形成四面体结构。以甲烷为例,分子为正四面体构型,中心碳原子与4个氢原子形成4个C-H单键,任意两个键之间的夹角都是 109.5°。
(2)双键:形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一个平面上。以乙烯为例,平面型分子,分子中存在C=C双键,2个碳原子和4个氢原子共平面。双键不能转动,双键碳上连接的原子始终与双键共平面,也与碳碳双键周围的氢原子共平面,相邻两个键的键角约为 120°。
(3)三键:形成该三键的原子以及与之直接相连的原子处于同一条直线上。以乙炔为例,直线型分子,分子中2个碳原子和2个氢原子处于同一条直线上,分子中存在C≡C叁键,相邻键的键角为 180°。形成叁键的碳原子以及与之直接相连的原子共线。
(4)饱和碳原子与不饱和碳原子:仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子,以双键或三键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。
21. +CH3COOH +H2O (球形)冷凝管 洗掉大部分硫酸和乙酸 d b 74.5% 会收集少量未反应的异丙醇
【详解】(1)写出实验室由乙酸和异丙醇反应制备乙酸异丙酯的化学方程式为:+CH3COOH +H2O;
(2) 由装置中仪器B的构造可知,仪器B的名称为球形冷凝管,起到冷凝回流作用;
(3)在洗涤操作中,第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和乙酸;第一步中饱和碳酸氢钠溶液既可以除去未洗净的乙酸,也可以降低酯的溶解度;
(4) 由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层;分液时,要先将水层从分液漏斗的下口放出,待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞,再将酯从上口倒出,所以正确的为d;
(5) 加热液体混合物需要加沸石,防止暴沸,蒸馏时温度计测量馏分的温度,故温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口处对齐,冷凝水下进上出,故装置图选择b;
(6) 设3g的异丙醇,需要消耗m g的乙酸,则
m=,故乙酸过量;生成乙酸异丙酯的量要按照异丙醇的量计算,设3g的异丙醇完全反应会生成x g乙酸异丙酯则x= ,故本实验中乙酸异丙酯的产率为%=74.5%;
(7)在进行蒸馏操作时,若从 80℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏高,是因为此时的蒸气中含有异丙醇,会收集少量的未反应的异丙醇,因此会导致产率偏高。
22.(1)氧化反应
(2)
(3) CH3CH2CHO
(4) 7
(5)c
(6) 丙酮 丙酮的沸点低于苯酚 B
(7)原子利用率高
【分析】异丙苯被氧气氧化生成异丙苯过氧化氢,异丙苯过氧化氢在酸性条件下分解为苯酚和丙酮。
【详解】(1)反应①是异丙苯被氧气氧化生成异丙苯过氧化氢,反应类型为氧化反应;
(2)同系物是结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机物,苯酚的同系物中相对分子质量最小物质比苯酚多1个碳原子,有(或间位、对位);
(3)①能发生银镜反应,说明含有醛基,符合条件的丙酮的同分异构体是CH3CH2CHO。
②丙酮的不饱和度为1,分子中只存在单键,说明分子中有1个环,能与钠反应生成H2,说明含有羟基,符合条件的丙酮的同分异构体是。
(4)异丙苯的同分异构体中,属于芳香烃的还有甲乙苯3种、三甲苯3种、丙苯,共7种,其中核磁共振氢谱显示为2组峰,且峰面积之比为3:1的是 ;
(5)在中和釜中加入X,目的是中和硫酸,且不能与苯酚反应,则X最好是NaHCO3,选c;
(6)丙酮的沸点低于苯酚,蒸馏时先得到的产品是丙酮;在蒸馏操作中,温度计液泡在蒸馏烧瓶支管口处,选择直形冷凝管,仪器选择及安装都正确的是B;
(7)由异丙苯最终得到苯酚和丙酮,整个过程原子利用率高,没有副产物。
23.(1) ds
(2) +2→+2H2O 2
(3) 蓝色褪去
(4) 实验I、II中(Cu2+)相同,但实验II中未见气泡
(5)右侧加入一定量NaCl固体,溶解后,观察到电压表指针偏转变大;
(6) 一段时间后溶液由浅蓝色变为深蓝色 取少量纯净的Cu2O于试管中,滴加足量浓氨水,沉淀溶解,得到无色溶液,露置一段时间后溶液变为深蓝色
【分析】NaHSO3溶液属于弱酸的酸式盐,HSO的电离程度大于水解程度,它的溶液呈酸性,从二氧化硫的还原性和碘的氧化性,碘单质可使淀粉显蓝色角度出发,写出实验现象
和离子反应方程式;要产生二氧化硫气体,需要溶液中有氢离子存在,对于氢离子产生的原因,可以从实验I、II都有铜离子,但现象不同,故可以判断出假设a不正确;是不是Cl-增强了Cu2+的氧化性,可以加入氯离子,但是为了不引入新的杂质,可以加氯化钠,再观察电压表的示数,以此解题。
【详解】(1)Cu元素在周期表中位于第四周期第IB族,属于ds区;CuCl2溶液与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成配离子[Cu( En)2]2+ (En是乙二胺的简写),配位
数为4,则乙二胺分子中两个N原子都与铜离子形成配位键,其结构为;
(2)①C生成D的过程中有一种温室气体生成,D生成E的化学方程式为:+2→+2H2O;
②A的同分异构体符合以下条件:i.分子中含有吡啶环()且环上只有2个取代基;
ii.只含有一种官能团,且核磁共振氢谱只有四种峰;则吡啶环上连的基团为-CH2COOH;iii.吡啶环上的一氯取代物只有2种,-CH2COOH只能在氮原子的邻位或间位,这样的异构体有2种;
③苯甲醛和苯胺发生取代反应生成,发生水解反应生成苯甲醇,苯甲醇发生催化氧化生成苯甲醛,其合成路线为;
(3)蘸有碘水的淀粉试纸显蓝色,遇到二氧化硫,二氧化硫具有还原性,碘单质具有氧化性,二氧化硫与碘单质发生化学反应,实验现象为蓝色褪去,离子方程式为:;
(4)①要产生二氧化硫,需要亚硫酸氢根离子与氢离子作用,如果是Cu2+水解使溶液中氢离子浓度增大,从而释放出气体,由于实验I、II中(Cu2+)相同,但实验II中未见气泡,说明不是由假设a: Cu2+水解使溶液中c (H+ )增大引起的;
②根据亚硫酸氢钠加入氯化铜后的实验现象是生成白色沉淀,则假设b正确,利用电荷守恒,元素守恒,化合价升降法配平离子反应:;
(5)实验是为了验证Cl-增强了Cu2+的氧化性,需向硫酸铜溶液中补充氯离子,U型管左侧是亚硫酸氢钠,故加入氯化钠固体,如果Cl-增强了Cu2+的氧化性,会使溶液中转移的电子数增多,闭合K,电压表的读数会增大;
故答案为:右侧加入一定量NaCl固体,溶解后,观察到电压表指针偏转变大;
(6)①根据题目信息已知ii,确定Cu+的检验方法,实验IV中若含有Cu+,一段时间后溶液由浅蓝色变为深蓝色;
②若要证明溶液中的Cu2+需要做一个对比实验,一个含有Cu2+和Cu+的混合溶液,另一个只含有Cu+的溶液,再加入足量浓氨水,看反应现象:沉淀溶解,得到无色溶液,露置段时间后溶液变为深蓝色,实验操作为取少量纯净的Cu2O于试管中,滴加足浓氨水。实验现象为沉淀溶解,得到无色溶液,露置一段时间后溶液变为深蓝色;故答案为:取少量纯净的Cu2O于试管中,滴加足量浓氨水,沉淀溶解,得到无色溶液,露置一段时间后溶液变为深蓝色。
答案第1页,共2页
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