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第2课时 羧酸衍生物
[学习目标] 1.能从酯基和酰胺基成键方式的角度了解酯和酰胺的结构特点和分类,理解酯和酰胺的化学性质。2.结合乙酸乙酯和酰胺水解反应的原理,能推出酯类物质和酰胺水解反应后的产物。
任务一 酯
1.组成和结构
(1)酯是羧酸分子羧基中的—OH被—OR′取代后的产物,可简写为RCOOR′,R和R′可以相同,也可以不同。其中R是烃基,也可以是H,但R′只能是烃基。
(2)酯的官能团是。
(3)饱和一元羧酸CnH2n+1COOH和饱和一元醇CmH2m+1OH生成的酯的结构简式为,故饱和一元酯的通式为CnH2nO2(n≥2)。
(4)命名:根据生成酯的酸和醇命名为某酸某酯。
如HCOOCH2CH3:甲酸乙酯;CH3COOCH2CH3:乙酸乙酯;HCOOCH2CH2CH3:甲酸正丙酯。
2.存在和物理性质
(1)存在:酯类广泛存在于自然界中,低级酯存在于各种水果和花草中。
(2)物理性质:低级酯是具有芳香气味的液体,密度一般比水小,并难溶于水,易溶于乙醇和乙醚等有机溶剂中。
3.化学性质(以CH3COOC2H5为例)——水解反应
(1)在酸性条件下,酯的水解是可逆反应。乙酸乙酯在稀硫酸存在下水解的化学方程式为CH3COOC2H5+H2O CH3COOH+C2H5OH。
(2)在碱性条件下,酯水解生成羧酸盐和醇,水解反应是不可逆反应。乙酸乙酯在氢氧化钠存在下水解的化学方程式为CH3COOC2H5+NaOHCH3COONa+C2H5OH。
[交流研讨]
实验步骤 乙酸乙酯的水解实验探究
步骤1 向三支试管中分别加入等体积(约2 mL)的稀硫酸、NaOH溶液、蒸馏水
步骤2 向上述三支试管中分别缓慢加入等体积(约1 mL)的乙酸乙酯
步骤3 将三支试管放在70 ℃水浴中加热几分钟
(1)实验中酸性、中性、碱性条件下各出现哪些现象?
提示:略有香味、香味很浓、无气味。
(2)实验说明什么问题?
提示:酸性条件下部分乙酸乙酯水解、中性条件下乙酸乙酯未水解、碱性条件下乙酸乙酯全部水解。
(3)NaOH和H2SO4在酯的水解反应中的作用都只是催化剂吗?
提示:NaOH在酯的水解反应中除作为催化剂外,还是一种反应物,可以把生成的羧酸中和,使水解反应进行完全;H2SO4在酯的水解反应中除作为催化剂外,还作吸水剂。
酯化反应与酯的水解反应的比较
酯化反应 酯的水解反应
催化剂 浓硫酸 稀硫酸或NaOH溶液
催化剂的其他作用 吸水使平衡正向移动,提高CH3COOH和C2H5OH的转化率 NaOH中和酯水解生成的羧酸、提高酯的水解效率
加热方式 酒精灯火焰加热 水浴加热
反应类型 酯化反应(取代反应) 水解反应(取代反应)
1.正误判断,错误的说明原因。
(1) 既有酯类的性质也有醛类的性质。
(2)所有的酯类物质均有果香味,均可作为香料。
(3)乙醛、乙酸和乙酸乙酯中都有碳氧双键,因此都能与H2发生加成反应。
(4)在酸性条件下,CH3CO18OC2H5的水解产物是CH3CO18OH和C2H5OH。
答案:(1)正确。 (2)错误。低级酯类物质有果香味,可作为香料。 (3)错误。乙酸和乙酸乙酯中的碳氧双键,不能与H2发生加成反应。 (4)错误。水解产物应是CH3COOH和C2HOH。
2.下列有关酯的说法错误的是( )
A.密度一般比水小 B.低级酯难溶于水
C.低级酯多有香味 D.分子中只有一个酯基
答案:D
解析:一般来说,酯的密度都比水小,放在水中,会浮在水面上,A正确;低级酯分子的极性小,与水分子间不形成氢键,难溶于水,B正确;低级酯分子中碳原子数少,沸点低,易挥发,多有香味,C正确;酯分子中不一定只含一个酯基,也可能含多个酯基,D错误。
3.乙酸乙酯是一种用途广泛的精细化工产品。工业生产乙酸乙酯的方法很多,如图:
下列说法正确的是( )
A.反应①、④均为取代反应
B.反应②、③的原子利用率均为100%
C.乙醇、乙酸、乙酸乙酯三种无色液体可用NaOH溶液鉴别
D.与乙酸乙酯互为同分异构体的酯类化合物有2种
答案:B
解析:由有机物的转化关系可知,反应①为在浓硫酸作用下,乙醇与乙酸共热发生酯化反应生成乙酸乙
酯和水、反应②为在催化剂作用下,2分子乙醛通过加成反应转化为乙酸乙酯、反应③为在催化剂作用下,乙烯与乙酸发生加成反应生成乙酸乙酯、反应④为在催化剂作用下,丁烷和氧气发生催化氧化反应生成乙酸乙酯和水。反应④为催化氧化反应,不是取代反应,故A错误;反应②、③的产物都只有乙酸乙酯,反应中产物唯一,原子利用率均为100%,故B正确;乙醇溶于水,乙酸与氢氧化钠溶液反应,但没有明显的实验现象,则用氢氧化钠溶液不能鉴别乙醇和乙酸,故C错误;与乙酸乙酯互为同分异构体的酯类有HCOOCH2CH2CH3,HCOOCH(CH3)2、CH3CH2COOCH3共3种,故D错误。
4.某有机化合物的结构简式为
,则1 mol该有机化合物消耗NaOH的物质的量最多为多少?试写出反应的化学方程式。
答案:
含苯环的酯水解后,一定要注意得到的有机物中的羟基是否直接连在苯环上,若羟基直接连在苯环上,则水解后得到的有机物含有酚羟基,能继续和NaOH溶液反应。
任务二 油脂
1.组成结构:油脂是甘油和高级脂肪酸形成的酯,其结构可表示为。
2.分类
油脂
酯和油脂的区别
酯是由酸(有机羧酸或无机含氧酸)与醇相互作用失去水分子形成的一类化合物的总称。而油脂仅指高级脂肪酸与甘油形成的酯,因而它是酯中特殊的一类物质。
3.化学性质
(1)水解反应
①硬脂酸甘油酯在酸性条件下发生水解反应的化学方程式为:
。
②硬脂酸甘油酯在NaOH溶液中水解的化学方程式为:
。
油脂在碱性溶液中的水解反应又称为皂化反应,工业上常用来制取肥皂,高级脂肪酸盐是肥皂的有效成分。
(2)油脂的氢化
油酸甘油酯与氢气发生加成反应的化学方程式为:
。
油脂的氢化又称为油脂的硬化。这样制得的油脂叫人造脂肪,通常又称为硬化油。
[交流研讨1] 油脂属于高分子化合物吗?
提示:油脂的相对分子质量虽然较大,但距高分子化合物的相对分子质量相差很远,故不属于高分子化合物。
[交流研讨2] 豆油、花生油等植物油能否使溴水、酸性KMnO4溶液褪色?
提示:豆油、花生油等植物油中含有碳碳双键,可以使溴水、酸性KMnO4溶液褪色。
1.正误判断,错误的说明原因。
(1)油脂属于酯类,但酯类物质不一定是油脂。
(2)能发生氢化反应的油脂都能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(3)豆油、汽油、牛油均属于油脂。
(4)可以用NaOH溶液区别植物油和矿物油。
答案:(1)正确。 (2)正确。 (3)错误。汽油属于矿物油,不属于油脂。 (4)正确。
2.生活中常用烧碱来清洗抽油烟机上的油渍(主要成分是油脂),下列说法不正确的是( )
A.油脂属于天然高分子
B.热的烧碱溶液去油渍效果更好
C.花生油、大豆油等植物油容易被空气氧化
D.油脂在碱性条件下的水解反应,又称为皂化反应
答案:A
解析:油脂在碱性条件下水解,水解吸热,所以热的烧碱溶液可以促进油脂水解,去油渍效果更好,B正确;植物油中含较多的不饱和烃基,容易被空气氧化, C正确。
3.某物质的结构为,回答下列问题:
(1)写出该油脂与H2反应的化学方程式:_______________________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)1 mol该油脂要完全水解,需要消耗NaOH的物质的量为 mol,写出该油脂在NaOH溶液中水解的产物: 、 、 、 。
答案:
解析:(1)根据该油脂的分子结构可知一个该油脂分子中含1个,1 mol该油脂一定条件下只能与1 mol H2发生加成反应。(2)该油脂在NaOH溶液中水解生成甘油和高级脂肪酸钠,由于每个油脂分子中含有3个,所以1 mol该油脂要完全水解,需要消耗3 mol NaOH。
任务三 酰胺
1.胺
(1)定义:烃基取代氨分子中的氢原子而形成的化合物。官能团为氨基(—NH2)。
(2)胺的碱性
①甲胺与盐酸反应生成可溶于水的甲胺盐酸盐,化学方程式为CH3—NH2+HCl―→CH3—NH3Cl。
②苯胺与盐酸反应生成可溶于水的苯胺盐酸盐。化学方程式为。
(3)用途:重要的化工原料,例如,甲胺和苯胺是合成医药、农药和染料等的重要原料。
2.酰胺
(1)定义:酰胺是羧酸分子中羟基被氨基所取代得到的化合物。酰胺其结构一般表示为,其中的叫做酰基,叫做酰胺基。
(2)常见的酰胺
(3)化学性质
①RCONH2与盐酸反应的化学方程式为RCONH2+H2O+HClRCOOH+NH4Cl。
②RCONH2与NaOH反应的化学方程式为RCONH2+NaOHRCOONa+NH3↑。
(4)用途:常用作溶剂和化工原料。如N,N 二甲基甲酰胺除了以上用途,还可以用于合成农药、医药等。
[交流研讨] 请举例说明氨、胺、酰胺和铵盐这4类物质在结构、性质和用途上的不同,并设计表格进行比较。
提示:
结构 性质 用途
氨 溶于水显碱性,能和酸或酸性物质发生反应 制冷剂、制造化肥和炸药
胺 R—NH2 具有碱性 合成医药、农药和染料等的化工原料
酰胺 在酸或碱存在并加热的条件下可以发生水解反应 作溶剂和化工原料
铵盐 NH和酸根阴离子 受热易分解,可与碱反应产生氨气 工业、农业及日常生活中都有用途
1.丙烯酰胺是一种重要的有机合成中间体,其结构简式为。下列有关丙烯酰胺的说法错误的是( )
A.丙烯酰胺分子中所有原子不可能共平面
B.丙烯酰胺属于羧酸衍生物
C.丙烯酰胺在任何条件下都不能水解
D.丙烯酰胺能够使溴的四氯化碳溶液褪色
答案:C
解析:丙烯酰胺分子中存在氨基,则所有原子不可能共平面,A项正确;丙烯酰胺在强酸(或强碱)存在并加热的条件下可水解成对应的羧酸(或羧酸盐)和铵盐(或氨气),C项错误;丙烯酰胺分子中含碳碳双键,能够使溴的四氯化碳溶液褪色,D项正确。
2.烟酰胺是最近几年比较火的护肤品,具有美白、提亮肤色的功效。烟酰胺的结构简式如图:。请按要求写出烟酰胺水解的化学方程式:
酸性水解:_________________________________________________________;
碱性(NaOH溶液)水解:_____________________________________________。
答案:
1.(2024·金华义乌中学期末)实验得到的乙酸乙酯混合物中除去乙酸和乙醇,需要用到的仪器有( )
答案:D
解析:加入饱和碳酸钠溶液除去乙酸和乙醇,再通过分液操作分离得到乙酸乙酯,需要用到分液漏斗,故选D。
2.食品店出售的冰淇淋是硬化油,它是以多种植物油为原料制得的,此过程中发生的反应类型是( )
A.水解反应 B.加聚反应
C.加成反应 D.取代反应
答案:C
解析:植物油的硬化是分子结构中含有的CC与H2发生加成反应。故C正确。
3.下列关于胺、酰胺的性质和用途中不正确的是( )
A.胺和酰胺都可以发生水解反应
B.胺具有碱性可以与酸反应生成盐
C.酰胺在碱性条件下水解可生成NH3
D.胺和酰胺都是重要的化工原料
答案:A
解析:胺不能发生水解反应,A项错误。
4.(2024·深圳珠海一中期末)治疗流感的特效药——“奥司他韦”结构如图所示,下列说法不正确的是( )
A.分子式为C16H26N2O4
B.该结构中有5种官能团
C.能发生氧化反应、加成反应、取代反应
D.1 mol该物质最多能与2 mol NaOH发生反应
答案:A
解析:A.“奥司他韦”的分子式为C16H28N2O4,故A错误;B.“奥司他韦”分子中含有的官能团为醚键、酰胺基、碳碳双键、氨基和酯基,共有5种,故B正确;C.“奥司他韦”分子中含有的碳碳双键能发生氧化反应和加成反应,含有的酰胺基和酯基能发生取代反应,故C正确;D.“奥司他韦”分子中含有的酰胺基和酯基能与氢氧化钠溶液反应,则1 mol“奥司他韦”分子最多能与2 mol氢氧化钠发生反应,故D正确。
5.《茉莉花》是首脍炙人口的江苏民歌。乙酸苯甲酯可以从茉莉花中提取,也可用如下路线合成:
(1)乙酸苯甲酯的分子式为 ,C的结构简式为 ,B中所含官能团的名称为 ,③的反应类型为 。
(2)①的化学方程式为________________________________________________________。
(3)乙酸苯甲酯与NaOH溶液反应的离子方程式为_______________________________。
答案: 羧基 取代反应
解析:(1)乙酸苯甲酯的分子式为:C9H10O2;在碱性条件下水解生成,故C的结构简式为;乙醇在Cu作催化剂、加热条件下发生氧化反应生成A为CH3CHO,CH3CHO进一步被氧化生成B为CH3COOH,故B中的官能团为羧基;③是甲苯与氯气发生取代反应生成,反应类型为取代反应。
(2)反应①是乙醇发生催化氧化生成乙醛,化学方程式为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
(3)乙酸苯甲酯与NaOH溶液反应的离子方程式为:
。
课时测评16 羧酸衍生物
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
题点一 酯
1.(2024·南京师范大学附中高二期中)下列关于酯的说法中,不正确的是( )
A.低级酯类广泛存在于水果和花草中
B.酸性条件下乙酸乙酯的水解程度比碱性条件下大
C.甲酸乙酯不仅可以发生水解反应,还具有醛的性质
D.C2H4O2既可以写成羧酸又可以写成酯的结构
答案:B
解析:酯在酸或碱性条件下都可以发生水解;在碱性条件下,碱可以中和水解得到的羧酸,因此碱性条件下的水解程度比酸性条件下大,故B错误。
2.下列说法正确的是( )
A.RCO18OH与R′OH发生酯化反应时生成R—CO18OR′
B.能与NaOH溶液反应,分子式为C2H4O2的有机物一定是酸
C.甲酸乙酯、乙酸甲酯、丙酸互为同分异构体
D.甲醛与乙酸乙酯的最简式相同
答案:C
3.某酯C6H12O2经水解后得到相同碳原子数的羧酸和醇,再把醇氧化得到丙酮(),该酯是( )
答案:B
解析:醇氧化得到丙酮,说明该醇为2 丙醇,酯水解后得到相同碳原子数的羧酸和醇,说明形成酯的羧酸有3个碳原子,故应为丙酸异丙酯,故选B。
4.分子式为C3H8O的醇与C4H8O2的羧酸在浓H2SO4存在时共热生成的酯有( )
A.3种 B.4种
C.5种 D.6种
答案:B
解析:分子式为C3H8O的醇有两种,即1 丙醇和2 丙醇;分子式为C4H8O2的羧酸可以是丁酸,也可以是2 甲基丙酸,共2种,所以在浓硫酸的作用下共热发生酯化反应可以生成4种不同的酯。
题点二 油脂
5.(2024·上海向明中学高二期末)下列关于油脂的说法错误的是( )
A.油脂只能在碱性条件下水解
B.脂肪可用于制造肥皂
C.人造奶油相对于氢化前的植物油来说,性质更加稳定
D.脂肪和油都属于酯类物质,它们的主要区别是脂肪常温下为固体,油常温下为液体
答案:A
解析:A.油脂可以在酸性、碱性条件下水解,A错误;B.脂肪的皂化反应可用于制造肥皂,B正确;C.植物油中含碳碳双键,植物油发生氢化反应得到人造奶油,人造奶油相对于氢化前的植物油来说,性质更加稳定,C正确;D.脂肪和油都属于酯类物质,它们的主要区别是脂肪常温下为固体,油常温下为液体,D正确。
6.能区别地沟油与矿物油的方法是( )
A.点燃,能燃烧的是矿物油
B.测定沸点,有固定沸点的是矿物油
C.加入水中,浮在水面上的是地沟油
D.加入足量氢氧化钠溶液共热,最后液体不分层的是地沟油
答案:D
解析:地沟油和矿物油均可燃烧,A项错误;地沟油和矿物油均为混合物,均没有固定沸点,B项错误;地沟油和矿物油的密度均小于水且均难溶于水,C项错误;地沟油的主要成分为油脂,可在碱性条件下水解,因此地沟油与NaOH溶液共热后不再分层,矿物油为烃的混合物,不能与NaOH溶液反应,因此溶液分层,D项正确。
7.(2024·青州一中高二期中)关于油脂,下列说法不正确的是( )
A.花生油能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.硬脂酸甘油酯可用上图表示
C.植物油通过催化加氢可转变为氢化油
D.油脂是一种重要工业原料,用于造肥皂
答案:B
解析:花生油为植物油,是不饱和高级脂肪酸甘油酯,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,A正确;图示为不饱和高级脂肪酸甘油酯,而硬脂酸甘油酯为饱和高级脂肪酸甘油酯,B错误;植物油是不饱和高级脂肪酸甘油酯,可催化加氢变为氢化油,C正确;油脂在碱性条件下的完全水解可以制造肥皂,D正确;故选B。
题点三 胺和酰胺
8.某些高温油炸食品中含有一定量的CH2===CH—CO—NH2(丙烯酰胺)。食品中过量的丙烯酰胺可能引起食品安全问题。关于丙烯酰胺有下列叙述:
①能使酸性KMnO4溶液褪色;②能发生加聚反应生成高分子;③只有4种同分异构体;④能与氢气发生加成反应;⑤能与盐酸反应;⑥能与NaOH溶液反应。其中正确的是( )
A.①②③⑤ B.②③④⑥
C.①③④⑤⑥ D.①②④⑤⑥
答案:D
9.(2024·广东梅县东山中学期末)抗癌药物CADD522的结构如图。关于该药物的说法错误的是( )
A.能发生水解反应
B.含有2个手性碳原子
C.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.碳原子的杂化方式为sp2、sp3
答案:B
解析:A.分子中有—CONH—,在酸性或碱性条件下可以水解,A说法正确;B.该药物的手性碳原子数大于2,B说法错误;C.分子中含有碳碳双键,因此能使酸性高锰酸钾溶液褪色,C说法正确;D.分子中双键碳原子为sp2杂化,饱和碳原子为sp3杂化,D说法正确。
10.(2023·四川绵阳中学期中)甲卡西酮(结构如图)能导致急性健康问题和毒品依赖,过量服用易造成幻觉、鼻灼伤出血、恶心呕吐、皮疹、偏执狂、痉挛和妄想,以及不可逆的永久脑部损伤甚至死亡。有关甲卡西酮说法正确的是( )
A.该物质的分子式为C10H12NO
B.1 mol该物质最多能与3 mol H2加成
C.该物质能与盐酸发生反应
D.该分子中所有碳原子一定共平面
答案:C
解析:A.由结构简式可知,其分子式为:C10H13NO,A错误;B.该物质中能与氢气发生加成反应的为苯环及酮羰基,故共可与4 mol H2加成,B错误;C.该物质中含有,可与盐酸发生反应,C正确;D.分子中含有多个sp3杂化的碳原子,所有碳原子不一定共平面,D错误。
11.(2024·呼和浩特高二期末)化合物Z是一种治疗糖尿病药物的重要中间体,其结构如图所示。下列有关该化合物的说法正确的是( )
A.分子式为C11H10O5
B.分子中有4种官能团
C.不能与NaHCO3溶液发生反应
D.苯环上的一氯代物为3种
答案:D
解析:A.分子式为C11H12O5,A错误;B.该化合物有羧基、酯基、酚羟基三种官能团,B错误;C.该化合物有羧基,能和NaHCO3溶液反应,C错误;D.苯环上的等效氢有3种,一氯代物为3种,D正确。
12.(2024·绵阳南山中学实验学校期末)某有机物分子结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.该分子中含有4种官能团
B.该分子中至少有7个碳原子共直线
C.该分子能发生氧化、还原、加成和取代反应
D.该有机物只能与碱溶液反应
答案:C
解析:A.根据结构简式可知,含有官能团是碳碳三键、酯基、氨基三种官能团,A错误;B.碳碳三键共线,苯环上处于对位的碳原子共线,有,共直线的碳原子数为5,B错误;C.该有机物中含碳碳三键和苯环,可以与氢气发生加成反应,也属于还原反应,含酯基,能与碱溶液发生水解反应,也属于取代反应,含碳碳三键、氨基,能发生氧化反应,C正确;D.氨基显碱性,能与酸反应,D错误。
13.(2024·山东烟台期末)实验室初步分离苯甲酸乙酯、苯甲酸和环己烷的流程如下:
已知:苯甲酸乙酯的沸点为212.6 ℃,“乙醚—环己烷—水共沸物”的沸点为62.1 ℃。
下列说法正确的是( )
A.试剂X宜选用NaOH溶液
B.“操作1”过程中有机相1从分液漏斗的上口倒出
C.“操作2”需用到球形冷凝管
D.“操作5”中洗涤苯甲酸时,用乙醇的效果比用蒸馏水好
答案:B
解析:苯甲酸乙酯、苯甲酸和环己烷的混合物加饱和碳酸钠溶液萃取分液,有机相含有苯甲酸乙酯、环己烷,水相含苯甲酸钠;有机相加入乙醚和水,蒸馏得苯甲酸乙酯和乙醚—环己烷—水共沸物,苯甲酸乙酯加无水硫酸镁干燥得苯甲酸乙酯;水相2加硫酸把苯甲酸钠转化为苯甲酸,苯甲酸溶解度小,过滤得到苯甲酸粗品,重结晶得到苯甲酸。A.苯甲酸乙酯在氢氧化钠溶液中水解,试剂X不能选用NaOH溶液,苯甲酸乙酯、环己烷均难溶于饱和碳酸钠溶液,试剂X可以选用饱和碳酸钠溶液,故A错误;B.“操作1”是分液,有机相的密度小于水,有机相在上层,过程中有机相1从分液漏斗的上口倒出,故B正确;C.“操作2”为蒸馏,需用到直形冷凝管,故C错误;D.苯甲酸微溶于水,易溶于酒精,“操作5”中洗涤苯甲酸时,用蒸馏水洗涤比乙醇好,故D错误。
14. 2,5 二羟基苯甲酸甲酯俗称龙胆酸甲酯,可由龙胆酸与甲醇发生酯化反应得到,是合成制药中的常见中间体。其结构简式如图所示:
回答以下问题:
(1)龙胆酸甲酯所含官能团的名称为__________________________________________。
(2)龙胆酸甲酯的分子式为__________________________________________________。
(3)下列有关龙胆酸甲酯的描述正确的是 (填字母)。
a.能发生消去反应
b.能与氢气发生加成反应
c.能与浓溴水反应
(4)写出龙胆酸甲酯与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式:____________________。
(5)写出满足下列条件的龙胆酸的两种同分异构体的结构简式: 、 。
①能发生银镜反应;
②能遇FeCl3溶液显色;
③酯类;
④苯环上的一氯代物只有2种。
答案:(1)(酚)羟基、酯基 (2)C8H8O4 (3)bc
解析:(3)酚羟基、酯基均不能发生消去反应,故a错误;龙胆酸甲酯中有苯环,能与氢气发生加成反应,故b正确;龙胆酸甲酯中有酚羟基,且酚羟基所连碳原子的邻位碳上有H原子,能与浓溴水反应,故c正确。
(5)龙胆酸的同分异构体满足:①能发生银镜反应,说明含—CHO;②能遇FeCl3溶液显色,说明含酚羟基;③酯类,含—COO—;④苯环上的一氯代物只有2种,说明苯环上有2种不同化学环境的氢原子,则符合条件的同分异构体的结构简式为
15.丙烯酰胺是一种重要的有机合成的中间体。它的球棍模型如图所示(图中“棍”代表单键或双键,不同颜色的球表示不同原子):
(1)丙烯酰胺的分子式为 ,结构简式为 。
(2)下列有关丙烯酰胺的说法正确的是 (填字母)。
A.丙烯酰胺分子内所有原子不可能在同一平面内
B.丙烯酰胺属于烃的衍生物
C.丙烯酰胺能使酸性高锰酸钾溶液褪色
D.丙烯酰胺能使溴的四氯化碳溶液褪色
(3)工业上生产丙烯酰胺可以用下面的反应(反应均在一定条件下进行):
CH≡CHCH2===CHCN丙烯酰胺
假设反应Ⅰ和反应Ⅱ都是原子利用率为100%的反应,反应Ⅰ所需另一反应物的分子式为 ,反应Ⅱ的化学方程式为________________________________________________。
(4)聚丙烯酰胺(PAM)是一种合成有机高分子絮凝剂,写出由丙烯酰胺合成聚丙烯酰胺的化学方程式:______________________________________________________________。
答案:(1)C3H5ON CH2===CHCONH2
(2)ABCD
(3)HCN CH2===CH—CN+H2O
解析:(1)由题图可知,绿球代表C、白球代表H、红球代表O、蓝球代表N,则分子式为C3H5ON,结构简式为CH2===CHCONH2。
(2)丙烯酰胺分子中存在氨基,所有原子不可能在同一平面内,故A正确;丙烯酰胺中含C、H、N、O四种元素,属于烃的衍生物,故B正确;丙烯酰胺中含碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故C正确;丙烯酰胺中含碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,故D正确。
(3)由题意可知,Ⅰ为乙炔与HCN的加成反应,Ⅱ为CH2===CHCN与水的反应,该反应为CH2===CH—CN
(4)由丙烯酰胺合成聚丙烯酰胺,发生加聚反应,该反应的化学方程式为
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