人教版高中化学选择性必修3期末巩固练
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这是一份人教版高中化学选择性必修3期末巩固练,共23页。试卷主要包含了填空题,未知,实验探究题等内容,欢迎下载使用。
一、填空题
1.1ml某烯与酸性高锰酸钾反应后生成2ml丁酮,则该烯的结构简式为 ,1ml某烯与酸性高锰酸钾反应后生成1mlHOOC﹣CH(CH3)﹣CH2﹣CH2﹣CH(CH3)﹣COCH3,则该烯的结构简式为 。
2.高分子分离膜
(1)分离膜功能
分离膜一般只允许水及一些小分子物质通过,其余物质则被截留在膜的另一侧,形成浓缩液,达到对原液净化、分离和浓缩的目的。
(2)分离膜的分类
①根据膜孔大小: 、 、纳滤膜和 等。
②根据分离膜材料:醋酸纤维、芳香族聚酰胺、 、 等。
(3)应用
高分子分离膜已广泛用于 和 ,以及果汁浓缩、乳制品加工、药物提纯、血液透析等领域。
3.概念:烃分子中碳原子之间都以碳碳 结合,剩余价键均与氢原子结合,使每个碳原子的化合价都达到“饱和”,这样的烃叫做饱和烃,也称为烷烃。
4.有机物A的结构简式为,它可通过不同化学反应分别制得B、C、D和E四种物质。
请回答下列问题:
(1)指出反应的类型:A→C:
(2)在A~E五种物质中,互为同分异构体的是 (填代号)。
(3)写出由A生成C的化学方程式
(4)已知HCHO分子中所有原子都在同一平面内,则在上述分子中所有的原子有可能都在同一平面的物质是 (填序号)。
(5)C能形成高聚物,该高聚物的结构简式为
(6)写出D与NaOH溶液共热反应的化学方程式
5.有机化合物遍布我们生活的各个角落、广泛应用于生产、国防、科技、医药等各个领域。
(1)下列材料的主要成分属于有机化合物的是___________(填标号)。
A.碳纳米管B.天然橡胶C.光导纤维D.聚四氟乙烯
(2)青蒿素是我国科学家从传统医药中发现的能治疗疟疾的有机化合物,其键线式如图所示,图中短线表示化学键,折点或交点表示一个碳原子。
①下列关于青蒿素的说法错误的是 (填标号)。
A.分子式为 B.分子中含有醚键和酯基
C.分子中所有原子不在同一个平面内 D.能发生取代反应和加成反应
②屠呦呦使用乙醚提取青蒿中的青蒿素,该分离方法的名称为 。
(3)工业上以β—蒎烯为原料可合成萜类香料,利用实验方法分析β—蒎烯,可知其分子中碳氢质量比为15:2,则其实验式为 。利用质谱法测得β—蒎烯的相对分子质量为136,则其分子式为 。
6.回答下列问题
(1)淀粉和纤维素是两种重要的多糖,这两种物质 (填“能”或“不能”)互称为同分异构体,淀粉完全水解的化学方程式为 。
(2)在常温常压下,油脂既有呈固态的,也有呈液态的。某液态油脂的一种成分的结构简式为 ,则该油脂 (填“能”或“不能”)使溴水褪色,该油脂在热的NaOH溶液中水解的产物有C17H35COONa、C17H33COONa、C15H29COONa和 。
(3)发育出现障碍,患营养缺乏症主要是由摄入蛋白质不足引起的。蛋白质在人体内水解的最终产物是 ;向蛋白质溶液中加入重金属盐溶液会出现白色沉淀,该变化叫做 。
(4)合成 的单体的结构简式是 ,反应类型是 。
7.萘、蒽、菲()是比较简单的稠环芳香烃,请回答以下问题。
(1)在一定条件下,萘与浓硫酸、浓硝酸的混合酸作用可以得到两种萘的一硝基取代物,写出这两个反应的化学方程式 。
(2)蒽和菲之间存在何种关系 ?
(3)菲的一氯取代产物可能有多少种 ?写出它们的结构简式 。
8.按要求填空:
(1)官能团-COOH的名称是
(2)的名称为
(3)键线式表示的分子式 。
(4)某芳香烃的结构为,它的分子式为 ,一氯代物有 种。
9.在下列有机物中①CH3CH2CH3;②CH3-CH=CH2;③CH3-CCH;④ ;⑤;⑥;⑦;⑧ ;⑨ ,⑩
(1)属于芳香烃的是 ,属于醇类的是 ,互为同系物的是 ,互为同分异构体的是 。(填写序号)
(2)写出⑤的系统命名
(3)写出⑥的一种同分异构体的结构简式
(4)⑩中含有的官能团名称为
(5)②与溴水反应的化学方程式为
10.甲酸的结构和性质的特殊性
(1)结构特点:分子式为 ,结构式为。甲酸分子结构比较特殊,羧基和氢原子直接相连,它不但有 结构,也有 结构,是一个具有双官能团的化合物。
(2)化学性质:
由于具有双官能团,甲酸既有羧酸的一般通性,也有醛类的某些性质。因此,能发生银镜反应的不一定是醛。
甲酸与碱反应生成的盐中含有醛基、甲酸与醇发生酯化反应生成的酯中也含有醛基,两者都能发生银镜反应。
二、未知
11.将乙烯通入溴的CCl4溶液中。下列说法正确的是( )
A.溶液褪色B.有沉淀物生成
C.生成物属于烃D.产物含有双键
12.下列各组物质,一定是同系物的是
A.分子式为和的烃B.分子式为和的有机物
C.符合通式的烃D.分子式为和的烃
13.把①蔗糖、②淀粉、③纤维素、④蛋白质、⑤油脂,在硫酸存在下分别进行水解,最后产物只有一种的是( )
A.①和②B.②和③
C.④和⑤D.③
14.下列关于有机物苯及其同系物甲苯的说法不正确的是
A.苯和甲苯均属于芳香烃
B.甲苯在一定条件下能发生取代反应
C.甲苯分子中所有原子不可能共平面
D.苯能与溴水反应而使溴水褪色
15.有机物X为烃的含氧衍生物,其蒸气相对氢气的密度为29,取5.8g该有机物在氧气中完全燃烧,将产物依次通过浓硫酸和碱石灰,两者分别增重5.4g和13.2g,该有机物的分子式是
A.C3H6OB.C2H2O2C.C2H6O2D.C4H10
16.2022年2月举行的北京冬奥会中,处处尽显化学魅力。下列有关说法错误的是
A.“飞扬”火炬外壳是密度小且耐高温的碳纤维复合材料,其中碳纤维是有机高分子材料
B.坐板外壳内装有石墨烯片,通过实时通电保持合适温度,石墨烯是新型无机非金属材料
C.防切割竞赛服里面的剪切增稠液体的原料之一是聚乙二醇,可由乙二醇经缩聚反应制得
D.二氧化碳跨临界直冷制冰系统,减少了传统制冷剂对臭氧层的破坏,还可对制冰过程中产生的大量余热回收再利用
17.下列化学用语表达正确的是
A.一氯乙烷的结构式CH3ClB.丁烷的结构简式CH3(CH2)2CH3
C.四氯化碳的电子式D.苯的分子式
18.化学与社会、生活、环境及科技方面息息相关。下列说法正确的是
A.有机高分子聚合物都是良好的电绝缘体
B.通过红外光谱的分析可以区分苯酚与乙醇
C.为防止海鲜变质,应用福尔马林溶液浸泡
D.“福建舰”航母使用的碳纤维是一种新型有机高分子材料
19.化合物Z是一种具有广谱抗菌活性的药物,其合成反应如图。下列说法错误的是
A.Z分子中含2个手性碳原子
B.1mlZ最多能与6mlNaOH反应
C.X、Y、Z三种分子均存在顺反异构体
D.X分子间能形成下列氢键:O-H…O、N-H…N
20.味精的主要成分为谷氨酸单钠盐,谷氨酸的结构简式如下。X是谷氨酸的同分异构体,与谷氨酸具有相同种类与数目的官能团。下列说法正确的是
A.谷氨酸单钠盐不能与碱反应B.谷氨酸与氨基乙酸属于同系物
C.X与谷氨酸的物理性质完全相同D.符合条件的X有8种(不含立体异构)
三、实验探究题
21.溴乙烷是一种重要的有机化工原料。某实验小组利用如图装置制备溴乙烷。
发生的反应如下:
①NaBr+H2SO4=HBr+NaHSO4
②CH3CH2OH+HBr⇌CH3CH2Br+H2O
反应物和产物的相关数据如表所示:
实验步骤如下:
①向烧杯中加入4.6g乙醇,然后边搅拌边沿烧杯内壁慢慢加入15mL浓硫酸,将所得溶液小心转移至B中。
②向A中小心加入15g溴化钠粉末和几粒碎瓷片,然后将B中的溶液缓慢滴入A中,保持反应温度为40~60℃,并在E中收集60℃以下的馏分。
③将E中收集到的馏出物用水萃取出杂质(用蒸馏水洗涤多次),弃去水层,将有机层干燥后蒸馏,收集38~40℃馏分,得到6.0g溴乙烷。回答下列问题:
(1)上述装置图中,仪器B的名称是 。
(2)反应温度保持在40~60℃,最好采用 加热。
(3)条件不同,化学反应不同,请写出CH3CH2Br在不同条件下反应的化学方程式:
①CH3CH2Br在NaOH水溶液中受热反应的化学方程式: 。
②CH3CH2Br在NaOH乙醇溶液中受热反应的化学方程式: 。
(4)欲证明溴乙烷中溴元素的存在,下列用到的步骤的先后顺序是 (填序号)。
①加入硝酸银溶液 ②加入氢氧化钠水溶液,加热 ③加入稀硝酸至溶液呈酸性
(5)本实验中,溴乙烷的产率为 (保留四位有效数字)%。
22.苯是一种石油化工基本原料,其产量和生产的技术水平是一个国家石油化工发展水平的标志之一。苯易发生取代反应,主要有溴化反应和硝化反应。
已知:
(1)根据图中判断制溴苯的为 (填“A”或“B”),制硝基苯的为 (填“A”或“B”)。
(2)制溴苯实验:向三颈烧瓶中加入15 mL苯和5 mL液溴(足量)反应。
①制溴苯的化学反应方程式为 。
②冷凝水的方向为 (填“上进下出”或“下进上出”)。
③反应结束后,打开分液漏斗,加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液的作用为 。
④若最终得到纯净的溴苯10mL,求溴苯的产率约为 (保留整数)。
(3)制硝基苯实验:
①制硝基苯的化学反应方程式为 。
②反应装置应采用的加热方式 (填“水浴加热”或“直接加热”)。
③配置混酸时的操作为 。
④反应结束后,将液体转移至分液漏斗中,除去混酸,依次用水、碳酸钠溶液和水洗涤,加入无水氯化钙,无水氯化钙的作用为 ,若要最终得到纯净的硝基苯还需进行的操作名称为 。
23.实验室中制备对氯苯甲酸的反应以及装置如图所示:
;
常温下,物质的有关数据和性质如表所示:
实验步骤:在规格为250mL的仪器A中加入一定量的催化剂、适量KMnO4、100mL水;安装好装置,在滴液漏斗中加入6.00mL对氯甲苯,在温度为93℃左右时,逐滴滴入对氯甲苯;控制温度在93℃左右,反应2h,过滤,将滤渣用热水洗涤,使洗涤液与滤液合并,加入稀硫酸酸化,加热浓缩,冷却,然后过滤,将滤渣用冷水进行洗涤,干燥后称量其质量。
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称为 。
(2)实验过程中,对仪器B和电炉的正确操作是: 。
(3)实验过程中两次过滤、洗涤操作,第一次过滤的滤渣成分为 (填化学式),第二次过滤后,洗涤滤渣用冷水,目的是 。
(4)过滤、洗涤操作中能用到的仪器是 (填选项字母)。
a.烧杯 b.分液漏斗 c.锥形瓶 d.玻璃棒
(5)第一次过滤后的滤液中加入硫酸,出现的现象是 。
(6)如图是温度对对氯苯甲酸产率的影响关系,最后干燥、称量得到的对氯苯甲酸的质量为 (保留小数点后两位)。
参考答案:
1. CH3﹣CH2C(CH3)=C(CH3)CH2﹣CH3
【详解】烯烃与酸性高锰酸钾反应的原理为氧化反应。产物为:=CH2最终产生CO2,RCH=最终产生RCOOH,R2C=最终产生酮类物质,故CH3﹣CH2C(CH3)=C(CH3)CH2﹣CH3与酸性高锰酸钾反应后生成2ml丁酮。若为环烯烃,则氧化之后的产物只有一种,故1ml 与酸性高锰酸钾反应后生成1mlHOOC﹣CH(CH3)﹣CH2﹣CH2﹣CH(CH3)﹣COCH3。
2. 微滤膜 超滤膜 反渗透膜 聚丙烯 聚四氟乙烯 海水淡化 饮用水的制取
【解析】略
3.单键
【详解】原子之间都以单键结合成链状,剩余价键都和氢原子结合,使每个碳原子的化合价都达到饱和,这样的烃叫饱和烃,也称为烷烃,故答案为:单键;
4. 消去反应 CE +H2O C +2NaOH+ HCOONa +H2O
【详解】(1)C中含有碳碳双键,说明A中的羟基发生了消去反应生成C,A→C为消去反应;
(2)同分异构体是指分子式相同,结构不同的物质之间的互称;结合以上五种的结构进行分析,C与E的分子式相同,结构不同,互为同分异构体;
(3)A中含有醇羟基,在一定条件下发生消去反应生成有机物C,A生成C的化学方程式:
+H2O;
(4)甲烷的空间构型为正四面体,则含有甲基或亚甲基结构的物质都不可能所有原子共平面; A分子中含有饱和碳原子(-CH2-),类似于甲烷的结构,所有原子不能共平面;B分子中有饱和碳原子(-CH2-),类似于甲烷的结构,所有原子不能共平面;C分子中含有碳碳双键(平面结构)、苯环(平面结构)、羧基,根据单键能够旋转的特点,所有原子可以共平面;D分子中含有饱和碳原子(-CH2-),类似于甲烷的结构,所有原子不能共平面;E分子中含有饱和碳原子(-CH2-),类似于甲烷的结构,所有原子不能共平面;
故答案为C;
(5)C分子结构中含有碳碳双键,能够发生加聚反应,形成高聚物,该高聚物的结构简式为:;
(6)D的结构简式为:,结构中含有酯基和羧基,断裂1ml酯基,消耗1ml氢氧化钠,中和1ml羧基,消耗1ml氢氧化钠,共消耗2ml氢氧化钠,反应的化学方程式:+2NaOH+ HCOONa +H2O。
5.(1)BD
(2) AD 萃取
(3)
【详解】(1)A.碳纳米管的成分是碳单质,不属于有机化合物,A项不选;
B.天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯,属于有机化合物,B项选;
C.光导纤维的成分是,不属于有机化合物,C项不选;
D.聚四氟乙烯是有机化合物,D项选;
答案选BD;
(2)①A.根据青蒿素的键线式分析可知,其分子式为,A项错误;
B.该物质分子中含有醚键和酯基,B项正确;
C.青蒿素分子中含有多个饱和碳原子,因此分子中所有原子不在同一个平面内,C项正确;
D.青蒿素能发生取代反应,不能发生加成反应,D项错误;
答案选AD;
②屠呦呦使用乙醚提取青蒿中的青蒿素,该分离方法的名称为萃取;
(3)由β-蒎烯中碳氢质量比为15∶2,则其分子中的碳氢个数比为,其实验式为;由β-蒎烯的相对分子质量为136,设其分子式为,则有5n12+8n=136,解得n=2,则其分子式为。
6.(1) 不能
(2) 能
(3) α—氨基酸 变性
(4) 、HCHO 缩聚反应
【详解】(1)淀粉和纤维素都是天然高分子化合物,聚合度n值为不确定值,所以淀粉和纤维素都是混合物,不能互为同分异构体;在催化剂作用下淀粉在水中共热发生水解反应生成葡萄糖,反应的化学方程式为,故答案为:不能;;
(2)由结构简式可知,油脂-C17H33和-C15H29中均含有碳碳双键,则该油脂能与溴水发生加成反应使溴水褪色;油脂在热氢氧化钠溶液中发生水解反应生成C17H35COONa、C17H33COONa、C15H29COONa和丙三醇,丙三醇的结构简式为 ,故答案为:能; ;
(3)蛋白质能发生水解反应,所以在酶的作用下,蛋白质在人体内水解的最终产物是各种α—氨基酸;向蛋白质溶液中加入重金属盐溶液会出现白色沉淀的变化叫作蛋白质的变性,故答案为:α—氨基酸;变性;
(4)由结构简式可知,合成酚醛树脂的反应为催化剂作用下,部分与甲醛发生缩聚反应生成酚醛树脂和水,则反应的单体为 、HCHO,故答案为: 、HCHO;缩聚反应。
7.(1)+HNO3(浓) +H2O,+HNO3(浓) +H2O
(2)同分异构体
(3) 5 、、 、、
【详解】(1)萘分子的结构简式为,分子中含有2类H原子,则在浓硫酸作用下,与浓硝酸共热发生硝化反应生成的硝基化合物有2种,反应的化学方程式为+HNO3(浓) +H2O,+HNO3(浓) +H2O,故答案为:+HNO3(浓) +H2O,+HNO3(浓) +H2O;
(2)由蒽的结构简式为和菲的结构简式为可知,蒽和菲的分子式相同、结构不同,互为同分异构体,故答案为:同分异构体;
(3)由结构简式可知,菲的分子中含有5类氢原子,则一氯代物有5种,结构简式为、、、、,故答案为:5;、、、、。
8. 羧基 2,3-二甲基-1-丁烯 C6H14 C18H14 4
【详解】(1)官能团-COOH的名称是羧基。
(2) ,其含有双键的最长碳链碳原子数为4,从含双键的碳给编号,2号和3号碳上有甲基,故其名称为2,3-二甲基-1-丁烯。
(3)根据键线式可知其属于烷烃,含有碳原子数为6,根据烷烃通式CnH2n+2,可知其分子式为C6H14。
(4)根据芳香烃的结构,可知其含有的碳原子数为18,其不饱和度为12,则可计算出其含有的氢原子数为18+2-12=14,故其分子式为C18H14。根据其结构对称性,可知其一氯代烷有图中所标的4种。
9.(1) ⑦ ⑧ ①和⑤、②和⑥ ④和⑥
(2)2,3-二甲基戊烷
(3)CH2=CH-CH2CH3或CH3-CH=CHCH3或
(4)酚羟基、酯基
(5)CH3CH=CH2+Br2CH3CHBrCH2Br
【详解】(1)芳香烃中只含有C、H两种元素,且含有苯环,则属于芳香烃的是⑦;
醇的官能团为-OH,-OH与苯环相连的为酚,-OH与脂肪烃基相连的为醇,属于醇类的是⑧;
结构相似,分子组成上相差若干个CH2结构的有机物,互为同系物的是①和⑤、②和⑥;
分子式相同,而结构不同的有机物,互为同分异构体的是④和⑥;
(2)⑤为烷烃,最长碳链含5个碳,第2、3个碳上各有一个甲基,系统命名为2,3-二甲基戊烷;
(3)⑥ 的同分异构体可以为烯烃或环烷烃,符合条件的同分异构体的结构简式有CH2=CH-CH2CH3或CH3-CH=CHCH3或 ;
(4)⑩ 中含有的官能团名称为酚羟基、酯基;
(5)②与溴水反应生成1,2-二溴丙烷,反应的化学方程式为CH3CH=CH2+Br2CH3CHBrCH2Br。
10. CH2O2 羧基 醛基
【详解】根据甲酸的结构式可知其分子式为CH2O2;含有羧基即-COOH和醛基即-CHO,具有双官能团。
11.A
【详解】A.乙烯与溴的CCl4溶液发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,溶液褪色,故A正确;
B.乙烯与溴的CCl4溶液发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷是液体,故B错误;
C.乙烯与溴的CCl4溶液发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷含有溴元素,不属于烃,故C错误;
D.乙烯与溴的CCl4溶液发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷没有含有双键,故D错误;
故选A。
12.D
【分析】同系物是指结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的有机物互为同系物;
【详解】A.和的不饱和度均为2,可能为二烯烃或炔烃,不一定为同系物,A错误;
B.可能为乙醇也可能为甲醚,而为甲醇,二者不一定是同系物,B错误;
C.符合通式的烃,为烯烃或环烷烃,不一定为同系物,C错误;
D.和均为烷烃,结构相似、分子组成相差16个CH2原子团,互为同系物,D正确;
故答案为D。
13.B
【详解】①蔗糖、②淀粉、③纤维素、④蛋白质、⑤油脂,在硫酸存在下分别进行水解,生成物分别是葡萄糖和果糖、葡萄糖、葡萄糖、各种氨基酸、高级脂肪酸和甘油,B满足题意;
答案选B。
14.D
【详解】A.苯和甲苯都含有苯环,属于烃类,为芳香烃,A正确;
B.甲苯中甲基可以在光照条件下可以和卤素单质发生取代,苯环上甲基的邻对位氢易被取代,B正确;
C.甲苯中含有甲基,根据甲烷的空间结构可知,甲苯分子中所有原子不可能共平面,C正确;
D.苯通过萃取可以使溴水褪色,但不能和溴水反应,D错误;
综上所述答案为D。
15.A
【分析】根据A的蒸气相对氢气的密度为29,可以求得A的相对分子质量,然后根据浓硫酸增重为水的质量,碱石灰增重为二氧化碳的质量,计算有机物A、二氧化碳和水的物质的量,根据原子守恒计算出A分子中碳原子、氢原子的物质的量,结合相对分子质量计算分子中氧原子的物质的量,进而确定有机物A的分子式,据此分析来解题。
【详解】A的蒸气相对氢气的密度为29,则M(A)=29×2g/ml=58g/ml,5.8g有机物A的物质的量为,,,根据原子守恒,可知A分子中n(C)=0.3ml、n(H)=0.3ml×2=0.6ml,则分子中,则根据微粒的个数之比等于物质的量之比,得A的分子式为C3H6O。
答案选A。
16.A
【详解】A.由碳纤维与高性能树脂两种材料组成的材料称之为复合材料,碳纤维是新型无机非金属材料,A错误;
B.石墨烯是碳元素的一种单质,是一种新型无机非金属材料,B正确;
C.聚乙二醇是由乙二醇经过缩聚反应制得,C正确;
D.临界状态的二氧化碳蒸发需吸收大量的热,因此二氧化碳跨临界直冷制冰利用了此性质,D正确;
故选A。
17.B
【详解】A.一氯乙烷的结构式为,A错误;
B.丁烷的结构简式为CH3(CH2)2CH3,B正确;
C.四氯化碳的电子式为,C错误;
D.苯的分子式为C6H6,D错误;
答案选B。
18.B
【详解】A.不是所有的有机高分子聚合物都是良好的电绝缘体,如聚乙炔为导电塑料,故A错误;
B.红外光谱可以获得分子中所含有化学键或官能团的信息,因此红外光谱的分子可以区分苯酚与乙醇,故B正确;
C.福马尔林溶液为甲醛的水溶液,甲醛有毒且致癌,不能用于海鲜的浸泡,故C错误;
D.碳纤维属于单质,不属于新型有机高分子材料,故D错误;
答案为B。
19.A
【详解】A.手性碳原子为饱和碳原子,连有4个不同的基团,故Z分子中只含有1个手性碳原子,如图 ,A错误;
B.根据Z的结构简式,1mlZ分子含有2ml酚羟基、1ml酯基、1ml羧基和1ml—CONH—,均能与NaOH反应,同时分子中酯基与NaOH反应后会生成酚羟基,因此多消耗1mlNaOH,故1mlZ最多能与6mlNaOH反应,B正确;
C.由X、Y、Z的结构简式可知,三种分子均存在碳碳双键,且双键碳原子一端连有不同的原子或原子团,因此均存在顺反异构体,C正确;
D.由X的结构简式可知,X分子中含有O—H、N—H、N、O,因此X分子间可形成的氢键有:O—H…O、N—H…N、O—H…N、N—H…O,D正确;
故选A。
20.D
【详解】A.谷氨酸单钠盐,还有1个羧基,与NaOH可发生中和反应,故A错误;
B.谷氨酸与氨基乙酸中羧基的个数不同,二者不属于同系物,故B错误;
C.X与谷氨酸的结构不同,物理性质不同,故C错误;
D.X与谷氨酸具有相同的官能团种类和数目,说明X中含有2个羧基、1个氨基,符合条件的结构简式有、、、、、、、,共有8种,故D正确;
故选D。
21. 分液漏斗 水浴 CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O ②③① 55.05
【分析】根据反应:①NaBr+H2SO4=HBr+NaHSO4;②CH3CH2OH+HBr⇌CH3CH2Br+H2O;利用浓硫酸和溴化钠以及乙醇制备溴乙烷,制得的溴乙烷冷凝后收集,再通过实验对所得产物进行性质检验及产率测定,据此分析。
【详解】(1)根据仪器的构造可知,仪器B的名称是分液漏斗;
(2)反应温度保持在40~60℃,不高于水的沸点,最好采用水浴加热;
(3)①CH3CH2Br在NaOH水溶液中受热发生水解反应生成乙醇和溴乙烷,反应的化学方程式为:CH3CH2Br+NaOHCH3CH2OH+NaBr;
②CH3CH2Br在NaOH乙醇溶液中受热发生消去反应生成乙烯、溴乙烷和水,反应的化学方程式为:CH3CH2Br+NaOHCH2=CH2↑+NaBr+H2O;
(4)欲证明溴乙烷中溴元素的存在,应②加入氢氧化钠水溶液,加热,③加入稀硝酸至溶液呈酸性,①加入硝酸银溶液,用到的步骤的先后顺序是②③①;
(5) 4.6g乙醇的物质的量为0.1ml,所以理论上得到溴乙烷的物质的量为0.1ml,质量为10.9g,实际上得到6.0g溴乙烷,本实验中,溴乙烷的产率为=55.05%。
22. A B +Br2+HBr 下进上出 除去溶解在溴苯中的溴单质和烧瓶中残留的HBr气体 56% +HNO3(浓)+H2O 水浴加热 将浓硫酸缓慢滴入浓硝酸中,并不断搅拌 除水干燥 蒸馏
【分析】苯和溴单质制取溴苯时需要加入铁粉,铁与溴单质反应生成FeBr3做催化剂;制取硝基苯需要浓硝酸和浓硫酸的混合液与苯在50~60℃水浴加热的条件下反应制得,则装置A为制取溴苯的装置,装置B为制取硝基苯的装置,由于苯、溴、硝酸都具有挥发性,装置A、B都用到冷凝管,起到冷凝回流提高原料利用率的作用,冷凝水应下进上出;A装置中,长导管能起冷凝和导气的作用,生成的溴化氢通入长导管进入锥形瓶中,溴化物都污染大气,不能直接排空,HBr极易溶于水,所以用水吸收溴化氢,为防止倒吸,导管不能伸入液面以下,据此分析解答。
【详解】(1)根据分析,结合反应原理,图中制溴苯的为A,制硝基苯的为B;
(2)制溴苯实验:向三颈烧瓶中加入15 mL苯和5 mL液溴(足量)反应。
①苯和溴单质在FeBr3做催化剂条件下反应生成溴苯,化学反应方程式为+Br2+HBr;
②根据分析,冷凝管的作用为冷凝回流,提高原料利用率,则冷凝水的方向为下进上出;
③反应结束后,制取的溴苯中溶解有未反应的液溴以及烧瓶中含有反应产生溴化氢,打开分液漏斗,加入氢氧化钠溶液,氢氧化钠溶液的作用为除去未反应的液溴和残留在烧瓶中的溴化氢气体;
④根据题中表格数据,参加反应的苯的质量为0.88g·cm-3x15mL=13.2g,则根据反应+Br2+HBr可知,理论上生成溴苯的质量为x157g,溴苯的实际质量为1.5 g·cm-3x10mL=15g,则苯的产率=≈56%;
(3)①浓硝酸和浓硫酸的混合液与苯在水浴加热的条件下反应生成硝基苯,化学反应方程式为+HNO3(浓)+H2O;
②根据分析,制取硝基苯的反应温度要控制在50~60℃,应采用水浴加热;
③配置浓硝酸和浓硫酸的混合液时,考虑到浓硫酸稀释放热和密度大,应将浓硫酸缓慢滴入浓硝酸中,并不断搅拌;
④硝基苯的制备过程中有水生成,加入无水氯化钙,无水氯化钙的作用为硝基苯中的水,经过一系列除杂操作,制取的产物中还含有溶解在硝基苯中的苯,结合表格数据,苯和硝基苯的沸点相差30℃以上,若要最终得到纯净的硝基苯应利用蒸馏的方法分离得到纯的硝基苯。
【点睛】本题的易错点为苯的性质,苯是一种良好的有机溶剂,利用苯制备其他有机物时,产物中都会溶解苯,提纯时易忽略溶解的苯的除杂。
23. 三颈烧瓶 先接通冷凝水,再打开电炉开关加热 MnO2 除去晶体残留的杂质;降低对氯苯甲酸的溶解度,减少损失 ad 出现白色沉淀 6.59g
【详解】(1)由装置A的结构特点(三口)可知,其名称为三颈烧瓶,故答案为:三颈烧瓶;
(2)在电炉加热前应首先从冷凝管下口进水,使水充满冷凝管,从而使装置A中挥发出的气体得到充分冷却、回流,减少反应物及生成物的挥发损失,故答案为:先接通冷凝水,再打开电炉开关加热;
(3)由题给反应可知,高锰酸钾被还原为难溶的MnO2,故第一次过滤的滤渣为MnO2;滤渣MnO2上附着有对氯苯甲酸钾,由表格中的信息知,对氯苯甲酸钾的溶解度随温度升高而增大,故用热水洗涤可减少其损失;
第二次过滤的滤渣为对氯苯甲酸,是目标产物,对氯苯甲酸微溶于水,热水洗涤会增大对氯苯甲酸的溶解度使其损耗,用冷水进行洗涤既可除去对氯苯甲酸表面的可溶性杂质还能减小对氯苯甲酸的损耗;
故答案为:MnO2;除去晶体残留的杂质;降低对氯苯甲酸的溶解度,减少损失;
(4)过滤、洗涤操作使用的仪器有烧杯和玻璃棒,不会用到分液漏斗和锥形瓶,故答案为:ad;
(5)滤液中加入稀硫酸酸化,对氯苯甲酸钾与稀硫酸反应生成对氯苯甲酸,对氯苯甲酸微溶于水,则可观察到的实验现象是生成白色沉淀,故答案为:生成白色沉淀;
(6)设得到的对氯苯甲酸的质量为x,93℃时对氯苯甲酸的产率为83%,则
~
解得:x=6.59g,故答案为:6.59g。
沸点(℃)
密度(g·cm-3)
水中溶解性
乙醇
78.5.
0.7893
与水互溶
溴乙烷
38.4
1.4604
微溶
苯
溴苯
硝基苯
密度/g·cm-3
0.88
1.50
1.20
沸点/℃
80
156
210.9
相对分子质量
78
157
123
熔点/℃
沸点/℃
密度/g·cm-3
颜色
水溶性
对氯甲苯
7.5
162
1.07
无色
难溶
对氯苯甲酸
243
275
1.54
白色
微溶
对氯苯甲酸钾
具有盐的通性,属于可溶性盐
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