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2018年高考化学真题分类汇编 专题10 烃的衍生物
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2018年高考化学真题分类汇编
专题10 烃的衍生物
Ⅰ—卤代烃
1.[2018全国卷Ⅱ-9]实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。
光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是
A B C D
【答案】D
【解析】在光照条件下氯气与甲烷发生取代反应生成HCl和CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,其中:氯化氢为气体,极易溶于水,CH3Cl为不溶于水的气体,CH2Cl2、CHCl3、CCl4是不溶于水的油状液体,所以液面会上升,但水不会充满试管,答案选D。
【考点】甲烷的取代反应实验与原理;卤代烃的溶解性及状态。
Ⅱ—乙醇 醇类
2.[2018全国卷Ⅰ-10]NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B.22.4L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C.92.0g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0 NA
D.1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0 NA
【答案】B
【解析】A.16.25g氯化铁的物质的量是16.25g÷162.5g/mol=0.1mol,由于氯化铁水解生成氢氧化铁胶体时,只有部分水解,且氢氧化铁胶粒是分子的集合体,因此水解生成的Fe(OH)3胶体粒子数远小于0.1 NA,A错误;
B.标准状况下22.4L氩气的物质的量是1mol,氩气分子是单原子分子,氩原子中有18个质子,故.标准状况下22.4L氩气的含有的质子数是18 NA,B正确;
C.丙三醇是三元醇,分子中含有3个羟基,92.0g丙三醇的物质的量是1mol,其中含有羟基数是3 NA,C错误;
D.甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的卤代烃有四种,因此生成的CH3Cl分子数小于1.0 NA,D错误。
【考点】水解平衡;胶体、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数、羟基的概念;丙三醇的结构;甲烷的取代反应。
3.[2018天津卷-2]下列有关物质性质的比较,结论正确的是
A. 溶解度:Na2CO3
B. 热稳定性:HCl
C. 沸点:C2H5SH
D. 碱性:LiOH
【答案】C
【解析】A.碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,选项A错误。 B.同周期由左向右非金属的气态氢化物的稳定性逐渐增强,所以稳定性应该是:HCl>PH3。选项B错误。 C.C2H5OH分子中有羟基,可以形成分子间的氢键,从而提高物质的沸点。选项C正确。 D.同周期由左向右最高价氧化物的水化物的碱性逐渐减弱,所以碱性应该是:LiOH>Be(OH)2。选项D错误。
【考点】碳酸钠及碳酸氢钠的溶解度;气态氢化物的稳定性;氢键及氢键对物质沸点的影响;碱的碱性强弱比较。
4.[2018天津卷-3]下列叙述正确的是
A. 某温度下,一元弱酸HA的Ka越小,则NaA的Kh(水解常数)越小
B. 铁管镀锌层局部破损后,铁管仍不易生锈
C. 反应活化能越高,该反应越易进行
D. 不能用红外光谱区分C2H5OH和CH3OCH3
【答案】B
【解析】A.根据“越弱越水解”的原理,HA的Ka越小,代表HA越弱,所以A-的水解越强,应该是NaA的Kh(水解常数)越大。选项A错误。 B.铁管镀锌层局部破损后,易形成锌铁原电池,因为锌比铁活泼,所以锌为负极,对正极铁起到了保护作用,延缓了铁管的腐蚀。选B正确。 C.反应的活化能越高,反应越难进行。选项C错误。 D.红外光谱是用来检测有机物中的官能团或特定结构的,C2H5OH和CH3OCH3的官能团明显有较大差异,所以可以用红外光谱区分,选项D错误。
【考点】水解平衡常数与电离平衡常数的关系、金属的防护、活化能、红外光谱与化学键。
5.[2018全国卷Ⅱ-36]以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物,由葡萄糖为原料合成E的过程如下:
回答下列问题:
(1)葡萄糖的分子式为 。
(2)A中含有的官能团的名称为 。
(3)由B到C的反应类型为 。
(4)C的结构简式为 。
(5)由D到E的反应方程式为 。
(6)F是B的同分异构体,7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况),F的可能结构共有 种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3∶1∶1的结构简式为 。
【答案】 (1) C6H12O6 (2)羟基 (3)酯化(取代)反应 (4) (5) (6) 9 (7)
【解析】(1)葡萄糖的分子式为C6H12O6 (2)葡萄糖[CH2OH-(CHOH)4-CHO ]在催化剂作用下,与氢气发生醛基的加成反应生成A(CH2OH-(CHOH)4-CH2OH),因此A中含有的官能团的名称为羟基; (3)(4)A在浓硫酸的作用下发生分子内脱水反应生成B(C6H10O4),B与乙酸(C2H4O2)发生酯化反应生成C(C8H12O5),对比B、C的分子式知,B中只有一个羟基参与酯化反应,因此由B到C的反应类型(酯化)取代反应, C的结构简式为;(5)D在氢氧化钠溶液中水解(酯基水解)生成E,由D到E的反应方程式为:
。
(6)F是B(相对分子质量:146)的同分异构体,7.30 g(0.05mol)的F与足量饱和碳酸氢钠可释放出2.24 L(0.1mol)二氧化碳(标准状况),说明F分子中含有2个羧基,则F相当于是丁烷分子中的2个氢原子被2个羧基取代,如果是正丁烷,根据定一移一可知有6种结构。如果是异丁烷,则有3种结构,所以可能的结构共有9种(不考虑立体异构),即: HOOC-CH2CH2CH2CH2-COOH、HOOC-CH(CH3)CH2CH2-COOH、
HOOC-CH2CH(CH3) CH2-COOH、HOOC-CH(C2H5)CH2-COOH、HOOC-CH(CH3)- CH(CH3)-COOH、
HOOC-CH(C3H7) -COOH、HOOC-C(CH3)(C2H5)-COOH、HOOC-C(CH3)3-COOH。其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3∶1∶1的结构简式为HOOC-CH(CH3)- CH(CH3)-COOH。
【考点】葡萄糖的结构;官能团的结构与名称;多元醇在浓硫酸作用下的分子内脱水反应(信息);乙酸与醇的酯化反应;酯在碱性条件下的水解反应;规定条件下同分导构体的书写。[同分异构体类型通常有:碳链异构、官能团异构、位置异构等,有时还存在空间异构,要充分利用题目提供的信息来书写符合题意的同分异构体。对于二元取代物同分异构体的数目判断,可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目]。
6.[2018北京卷-7]下列我国科技成果所涉及物质的应用中,发生的不是化学变化的是
A.甲醇低温所制氢气用于新能源汽车
B.氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料
C.偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料
D.开采可燃冰,将其作为能源使用
【答案】B
【解析】A. “甲醇低温所制氢气”说明氢气是新生成的物质,而化学变化最主要的特点是有新物质生成,故A发生的是化学变化; B. “氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料”,“核聚变”是核反应,改变的是原子核,不属于化学变化; C. 偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料,发生的反应为:(CH3)2NNH2 +2N2O4=3N2+2CO2+4H2O, 属于化学变化; D. 可燃冰是甲烷的结构水合物,甲烷燃烧, 属于化学变化。
【考点】化学变化;核聚变;火箭燃料的燃烧反应;可燃冰。
7.[2018天津卷-8]化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为 ,E中官能团的名称为 。
(2)A→B的反应类型为 ,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为____________。
(3)C→D的化学方程式为 。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应:且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的W有____________种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为____________。
(5)F与G的关系为(填序号)____________。
a.碳链异构 b.官能团异构 c.顺反异构 d.位置异构
(6)M的结构简式为 。
(7)参照上述合成路线,以为原料,采用如下方法制备医药中间体。
该路线中试剂与条件1为____________,X的结构简式为____________;
试剂与条件2为____________,Y的结构简式为____________。
【答案】(1)1,6-己二醇 ;碳碳双键、酯基 (2)取代反应 减压蒸馏(或蒸馏)
(3)CH2Br(CH2)4COOH+C2H5OH CH2Br(CH2)4COO C2H5+H2O
(4)5 CH2BrC(CH3)2 CH2OOCH (5)c (6)
(7)试剂与条件1:HBr,△ X:CH3CH2CH2Br
试剂与条件2:O2/Cu或Ag,△ Y:CH3COCH3
【解析】(1)A为6个碳的二元醇,在第一个和最后一个碳上各有1个羟基,所以名称为1,6-己二醇。E中含有碳碳双键和酯基两个官能团。 (2)A→B的反应是将A中的一个羟基替换为溴原子,所以反应类型为取代反应。反应后的液态有机混合物应该是A、B混合,B比A少一个羟基,所以沸点的差距应该较大,可以通过蒸馏的方法分离。实际生产中考虑到A、B的沸点可能较高,直接蒸馏的温度较高可能使有机物炭化,所以会进行减压蒸馏以降低沸点。 (3)C→D的反应为C与乙醇的酯化,所以化学方程式为CH2Br(CH2)4COOH+C2H5OH CH2Br(CH2)4COO C2H5+H2O。 (4)C的分子式为C6H11O2Br,有一个不饱和度。其同分异构体可发生银镜反应说明有醛基;1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,其中1mol是溴原子反应的,另1mol只能是甲酸酯的酯基反应(不能是羧基,因为只有两个O);所以得到该同分异构体一定有甲酸酯(HCOO-)结构。又该同分异构体水解得到的醇应该被氧化为二元醛,能被氧化为醛的醇一定为-CH2OH的结构,其他醇羟基不可能被氧化为醛基。所以得到该同分异构体水解必须得到有两个-CH2OH结构的醇,因此酯一定是HCOOCH2-的结构,Br一定是-CH2Br的结构,故满足上述条件的W有以下5种: HCOOCH2-(CH2)3-CH2Br、HCOOCH2-CH2CH(CH3)-CH2Br、HCOOCH2-CH(CH3)CH2-CH2Br、HCOOCH2-C(CH3) 2-CH2Br、HCOOCH2-CH(C2H5)-CH2Br。。其中核磁共振氢谱具有四组峰的同分异构体,要求有一定的对称性,所以一定是HCOOCH2-C(CH3) 2-CH2Br。
(5)F为,G为,所以两者的关系为顺反异构,选项c正确。
(6)根据G的结构明显得到N中画圈的部分为M,所以M为。
(7)根据路线中化合物X的反应条件,可以判断利用题目的D到E的反应合成。该反应需要的官能团是X有Br原子,Y有碳氧双键。所以试剂与条件1是HBr,△;将取代为,X为。试剂与条件2是O2/Cu或Ag,△;将氧化为,所以Y为。
【考点】醇的卤代反应;醇的氧化;酯化反应;酯的水解反应;同分异构体;顺反异构;有机物的分离与提纯;醛基的检验;甲酸酯的性质;给定条件下的有机合成与有机反应。
8.[2018江苏卷-17]丹参醇是存在于中药丹参中的一种天然产物。合成丹参醇的部分路线如下:
已知:
(1)A中的官能团名称为 (写两种)。
(2)D→E的反应类型为 。
(3)B的分子式为C9H14O,写出B的结构简式 。
(4)的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:
。
①分子中含有苯环,能与FeCl3溶液发生显色反应,不能发生银镜反应;
②碱性条件水解生成两种产物,酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢。
(5)写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和乙醇任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(15分)⑴碳碳双键 羰基 ⑵消去反应 ⑶ (4)HOOOCC≡CH
(5)
【解析】(1)根据A的结构简式,A中的官能团为碳碳双键、羰基。 (2)对比D和E的结构简式,D→E脱去了水分子,且E中生成新的碳碳双键,故为消去反应。
(3)B的分子式为C9H14O,根据A→B→C结合题给已知可推断出B的结构简式为。
(4)的分子式为C9H6O3,结构中有五个双键和两个环,不饱和度为7;的同分异构体中含有苯环,能与FeCl3溶液发生显色反应,不能发生银镜反应,则其结构中含酚羟基、不含醛基;碱性条件水解生成两种产物,酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢,说明其分子结构中含酯基且水解产物的结构对称性高;符合条件的的同分异构体的结构简式为HOOOCC≡CH。
(5)对比与和的结构简式,根据题给已知,模仿题给已知构建碳干骨架;需要由合成,官能团的变化由1个碳碳双键变为2个碳碳双键,联想官能团之间的相互转化,由与Br2发生加成反应生成,在NaOH醇溶液中发生消去反应生成;与发生加成反应生成,与H2发生加成反应生成。合成路线流程图为:。
【考点】以丹参醇的部分合成路线为载体,考查官能团、1,4加成反应、醇的消去反应、烯烃的加成反应、结构简式的推导、限定条件同分异构体的书写、有机合成路线的设计。
Ⅲ—苯酚及酚类
9.[2018天津卷-4]由下列实验及现象推出的相应结论正确的是
实验
现象
结论
A.某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液
产生蓝色沉淀
原溶液中有Fe2+,无Fe3+
B.向C6H5ONa溶液中通入CO2
溶液变浑浊
酸性:H2CO3>C6H5OH
C.向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液
生成黑色沉淀
Ksp(CuS)
D.①某溶液中加入Ba(NO3)2溶液
②再加足量盐酸
①产生白色沉淀
②仍有白色沉淀
原溶液中有SO42-
【答案】B
【解析】A.某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中有Fe2+,但是无法证明是否有Fe3+。选项A错误。 B.向C6H5ONa溶液中通入CO2,溶液变浑浊,说明生成了苯酚,根据强酸制弱酸的原则,得到碳酸的酸性强于苯酚。选B正确。 C.向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液,虽然有ZnS不溶物,但是溶液中还有Na2S,加入硫酸铜溶液以后,Cu2+一定与溶液中的S2-反应得到黑色的CuS沉淀,不能证明ZnS沉淀转化成了CuS沉淀。选项C错误。 D.向溶液中加入硝酸钡溶液,得到白色沉淀(有多种可能),再加入盐酸时,溶液中就会同时存在硝酸钡电离的硝酸根和盐酸电离的氢离子,溶液具有硝酸的强氧化性。如果上一步得到的是亚硫酸钡沉淀,此步就会被氧化为硫酸钡沉淀,依然不溶,则无法证明原溶液有硫酸根离子。选项D错误。
【考点】亚铁离子的检验、苯酚与碳酸酸性强弱比较、沉淀的转化、硫酸根离子的检验、硝酸的强氧化性。
10. [2018江苏卷-11]化合物Y 能用于高性能光学树脂的合成,可由化合物X与2 −甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得:
下列有关化合物X、Y 的说法正确的是
A. X 分子中所有原子一定在同一平面上
B. Y与Br2的加成产物分子中含有手性碳原子
C. X、Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色
D. X→Y的反应为取代反应
【答案】BD
【解析】A. X分子中羟基氢与其它原子不一定在同一平面上,A错误; B.Y与Br2的加成产物为,其中标“*”碳为手性碳原子(连有四个不同的原子或原子团的碳原子),B正确; C.X中含酚羟基,X能与酸性KMnO4溶液反应,Y中含碳碳双键,Y能使酸性KMnO4溶液褪色,C错误; D. X+2−甲基丙烯酰氯→Y+HCl,可看成是X中-OH中的H被原子被CH2=C(CH3)CO取代,故反应类型为取代反应,D正确。
【考点】有机物中的原子共面问题;手性碳原子;酚与烯的性质;取代反应。
11.[2018江苏卷-12]根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液,浊液变清
苯酚的酸性强于H2CO3的酸性
B
向碘水中加入等体积CCl4,振荡后静置,上层接近无色,下层显紫红色
I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度
C
向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出
Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性
D
向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成
Ksp(AgCl) >Ksp(AgI)
【答案】B
【解析】A. 向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液,发生反应:C6H5OH+Na2CO3→C6H5ONa+NaHCO3,浊液变清,只能证明C6H5OH的酸性比HCO3—强,A错误; B. 向碘水中加入等体积CCl4,振荡后静置,上层接近无色,下层显紫红色,是因为CCl4将I2从碘水中萃取出来,I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,B正确; C.Fe从CuSO4溶液中置换出Cu,依氧化剂的氧化性大于氧化产物知,Cu2+的氧化性强于Fe2+,C错误; D.向NaCl、NaI的混合液中加入AgNO3溶液产生黄色沉淀,但NaCl、NaI的浓度未知,故不能说明AgCl、AgI溶度积的大小,D错误。
【考点】苯酚与碳酸酸性强弱的探究;萃取的原理;氧化性强弱的判断;沉淀的生成与Ksp的比较。
Ⅳ—乙醛 醛类
12.[2018浙江卷-10]下列操作或试剂的选择不合理的是
A.可用蒸发结晶的方法从碘水中提取砷单质
B.可用灼烧法除去氧化铜中混有的铜粉
C.可用硫酸鉴别碳酸钠、硅酸钠和硫酸钠
D.可用含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液鉴别乙醇、乙醛和乙酸
【答案】A
【解析】A. 碘易升华,不可用蒸发结晶的方法从碘水中提取碘,宜采用萃取法。 B. 灼烧时铜粉转化为氧化铜,故可用灼烧法除去氧化铜中混有的铜粉
C. 硫酸与碳酸钠反应会产生二氧化碳气体、水和硫酸钠,硫酸与硅酸钠反应会产生硅酸胶体,硫酸与硫酸钠不反应。故可用硫酸鉴别碳酸钠、硅酸钠和硫酸钠
D. 含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液与乙醛反应产生砖红色的氧化亚铜,含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液与乙酸反应生成乙酸铜,得到蓝色溶液,故可用含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液鉴别乙醇、乙醛和乙酸
【考点】蒸发、萃取的实验操作;铜的性质;碳酸钠、硅酸钠和硫酸钠及硫酸的性质;氢氧化铜、乙醇、乙醛和乙酸的性质。
13.[2018浙江卷-26] (6分)摩尔质量为32 g·mol-1的烃的衍生物A能与金属钠反应,F是由两种均具有芳香气味的有机物组成的混合物。相关物质转化关系如下(含有相同官能团的有机物通常具有相似的化学性质):
请回答
(1)D中官能团的名称是 。
(2)B的结构简式是 。
(3)D→E的化学方程式是 。
(4)下列说法正确的是
A. 石油裂解气和B都能使酸性KMnO,溶液褪色
B. 可以用碳酸钠溶液洗去C、E和F混合物中的C、E
C. 相同物质的量的D、E或F充分燃烧时消耗等量的氧气
D. 有机物C和E都能与金属钠反应
【答案】(1)碳碳双键 (2)HCHO (3)CH3CH=CH2+H2OCH3CH2CH2OH
CH3CH=CH2 + H2OCH3CHOHCH3 (4)ABD
【解析】摩尔质量为32 g·mol-1的烃的衍生物A能与金属钠反应,A为CH3OH,再依转化关系可依次确定B为HCHO、C为HCOOH;F(C4H8O2)是由两种均具有芳香气味的有机物(酯)组成的混合物,且F是由C(HCOOH)与E生成,可确定E为CH3CHOHCH3或CH3CH2CH2OH,进而确定D为CH3CH=CH2。 (1)D(CH3CH=CH2)中官能团的名称是碳碳双键。 (2)B的结构简式是为HCHO。 (3)D→E的化学方程式是CH3CH=CH2+H2OCH3CH2CH2OH或 CH3CH=CH2 + H2OCH3CHOHCH3。 (4)石油裂解气和B(HCHO)都能使酸性KMnO,溶液褪色,A正确;可以用碳酸钠溶液洗去C(HCOOH)、E(CH3CHOHCH3或CH3CH2CH2OH)和F(C4H8O2)混合物中的C、E,B正确; 相同物质的量的D(C3H6)、E(C3H8O)或F(C4H8O2)充分燃烧时消耗的氧气F(C4H8O2)最多,C错误; 有机物C C(HCOOH)和E E(CH3CHOHCH3或CH3CH2CH2OH)都能与金属钠反应,D正确。
【考点】丙烯、甲醇、甲醛、甲酸、甲酸丙酯等烃及烃的衍生物及其转化关系。
14.[2018江苏卷-22] [实验化学] 3,4−亚甲二氧基苯甲酸是一种用途广泛的有机合成中间体,微溶于水,实验室可用KMnO4氧化3,4−亚甲二氧基苯甲醛制备,其反应方程式为
实验步骤如下:
步骤1:向反应瓶中加入3,4−亚甲二氧基苯甲醛和水,快速搅拌,于70~80 ℃滴加KMnO4溶液。反应结束后,加入KOH溶液至碱性。
步骤2:趁热过滤,洗涤滤饼,合并滤液和洗涤液。
步骤3:对合并后的溶液进行处理。
步骤4:抽滤,洗涤,干燥,得3,4−亚甲二氧基苯甲酸固体。
(1)步骤1中,反应结束后,若观察到反应液呈紫红色,需向溶液中滴加NaHSO3溶液,转化为 (填化学式);加入KOH溶液至碱性的目的是
。
(2)步骤2中,趁热过滤除去的物质是__________________(填化学式)。
(3)步骤3中,处理合并后溶液的实验操作为 。
(4)步骤4中,抽滤所用的装置包括_______________、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。
【答案】(1)SO42− 将反应生成的酸转化为可溶性的盐 (2)MnO2
(3)向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀 (4)布氏漏斗
【解析】(1)反应结束后,溶液呈紫红色,则KMnO4过量,KMnO4将HSO3—氧化成SO42—,反应的离子方程式为2MnO4-+3HSO3-=2MnO2↓+3SO42-+H2O+H+。根据中和反应原理,加入KOH将转化为可溶于水的。
(2)MnO2难溶于水,步骤2中趁热过滤是减少的溶解,步骤2中趁热过滤除去的物质是MnO2。
(3)步骤3中,合并后的滤液中主要成分为,为了制得,需要将合并后的溶液进行酸化;处理合并后溶液的实验操作为:向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀。
(4)抽滤所用的装置包括布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。
【考点】本题以“3,4−亚甲二氧基苯甲酸的制备实验步骤”为背景,侧重了解学生对《实验化学》模块的学习情况,考查物质的分离和提纯、实验步骤的补充、基本实验装置和仪器、利用所学知识解决问题的能力。
Ⅴ—乙酸 羧酸
15.[2018江苏卷-4]室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 0. 1 mol·L−1KI 溶液:Na+、K+、ClO− 、OH−
B. 0. 1 mol·L−1Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH4+ 、NO3−、SO42−
C. 0. 1 mol·L−1HCl 溶液:Ba2+、K+、CH3COO−、NO3−
D. 0. 1 mol·L−1NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO42−、HCO3−
【答案】B
【解析】A.I−与ClO−发生氧化还原反应: I−+ClO− =IO−+Cl−,不能大量共存,A错误; B. Fe3+、SO42−、Cu2+、NH4+ 、NO3−、SO42−在溶液中相互间不反应,能大量共存,B正确; C.CH3COO-能与H+反应生成CH3COOH,在HCl溶液中CH3COO-不能大量存在,C错误;D项,Mg2+、HCO3-都能与OH-反应,Mg2+、HCO3-与OH-不能大量共存,D错误。
【考点】次氯酸盐的强氧化性;醋酸为弱电解质;氢氧化锰难溶于水;碳酸氢盐与碱反应。注意:离子间不能大量共存有如下几点原因:①离子间发生复分解反应生成水、沉淀或气体,如题中C、D项;②离子间发生氧化还原反应,如题中A项;③离子间发生双水解反应,如Al3+与HCO3-等;④离子间发生络合反应,如Fe3+与SCN-等;⑤注意题中的附加条件。
16. [2018江苏卷-4]室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 0. 1 mol·L−1KI 溶液:Na+、K+、ClO− 、OH−
B. 0. 1 mol·L−1Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH4+ 、NO3−、SO42−
C. 0. 1 mol·L−1HCl 溶液:Ba2+、K+、CH3COO−、NO3−
D. 0. 1 mol·L−1NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO42−、HCO3−
【答案】B
【解析】A.I−与ClO−发生氧化还原反应: I−+ClO− =IO−+Cl−,不能大量共存,A错误; B. Fe3+、SO42−、Cu2+、NH4+ 、NO3−、SO42−在溶液中相互间不反应,能大量共存,B正确; C.CH3COO-能与H+反应生成CH3COOH,在HCl溶液中CH3COO-不能大量存在,C错误;D项,Mg2+、HCO3-都能与OH-反应,Mg2+、HCO3-与OH-不能大量共存,D错误。
【考点】次氯酸盐的强氧化性;醋酸为弱电解质;氢氧化锰难溶于水;碳酸氢盐与碱反应。注意:离子间不能大量共存有如下几点原因:①离子间发生复分解反应生成水、沉淀或气体,如题中C、D项;②离子间发生氧化还原反应,如题中A项;③离子间发生双水解反应,如Al3+与HCO3-等;④离子间发生络合反应,如Fe3+与SCN-等;⑤注意题中的附加条件。
17. [2018全国卷Ⅱ-36]以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物,由葡萄糖为原料合成E的过程如下:
回答下列问题:
(1)葡萄糖的分子式为 。
(2)A中含有的官能团的名称为 。
(3)由B到C的反应类型为 。
(4)C的结构简式为 。
(5)由D到E的反应方程式为 。
(6)F是B的同分异构体,7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况),F的可能结构共有 种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3∶1∶1的结构简式为 。
【答案】 (1) C6H12O6 (2)羟基 (3)酯化(取代)反应 (4) (5) (6) 9 (7)
【解析】(1)葡萄糖的分子式为C6H12O6 (2)葡萄糖[CH2OH-(CHOH)4-CHO ]在催化剂作用下,与氢气发生醛基的加成反应生成A(CH2OH-(CHOH)4-CH2OH),因此A中含有的官能团的名称为羟基; (3)(4)A在浓硫酸的作用下发生分子内脱水反应生成B(C6H10O4),B与乙酸(C2H4O2)发生酯化反应生成C(C8H12O5),对比B、C的分子式知,B中只有一个羟基参与酯化反应,因此由B到C的反应类型(酯化)取代反应, C的结构简式为;(5)D在氢氧化钠溶液中水解(酯基水解)生成E,由D到E的反应方程式为:
。
(6)F是B(相对分子质量:146)的同分异构体,7.30 g(0.05mol)的F与足量饱和碳酸氢钠可释放出2.24 L(0.1mol)二氧化碳(标准状况),说明F分子中含有2个羧基,则F相当于是丁烷分子中的2个氢原子被2个羧基取代,如果是正丁烷,根据定一移一可知有6种结构。如果是异丁烷,则有3种结构,所以可能的结构共有9种(不考虑立体异构),即: HOOC-CH2CH2CH2CH2-COOH、HOOC-CH(CH3)CH2CH2-COOH、
HOOC-CH2CH(CH3) CH2-COOH、HOOC-CH(C2H5)CH2-COOH、HOOC-CH(CH3)- CH(CH3)-COOH、
HOOC-CH(C3H7) -COOH、HOOC-C(CH3)(C2H5)-COOH、HOOC-C(CH3)3-COOH。其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3∶1∶1的结构简式为HOOC-CH(CH3)- CH(CH3)-COOH。
【考点】葡萄糖的结构;官能团的结构与名称;多元醇在浓硫酸作用下的分子内脱水反应(信息);乙酸与醇的酯化反应;酯在碱性条件下的水解反应;规定条件下同分导构体的书写。[同分异构体类型通常有:碳链异构、官能团异构、位置异构等,有时还存在空间异构,要充分利用题目提供的信息来书写符合题意的同分异构体。对于二元取代物同分异构体的数目判断,可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目]。
18.[2018北京卷-8]我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B. CH4→CH3COOH过程中,有C―H键发生断裂
C. ①→②放出能量并形成了C―C键
D. 该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
【答案】D
【解析】A. CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH,总反应为CH4+CO2CH3COOH,只有CH3COOH一种生成物,原子利用率为100%,A正确; B.CH4选择性活化变为①的过程中,有1个C-H键断裂,B正确; C.根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量; 对比①和②,①→②形成C-C键,C正确; D.催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高反应物的平衡转化率,D错误。
【考点】本题考查原子利用率、化学反应的实质、化学反应中的能量变化、催化剂对化学反应的影响,解题的关键是准确分析示意图中的信息。注意催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,催化剂不能改变ΔH、不能使化学平衡发生移动。
Ⅵ—酯
19.[2018天津卷-8]化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为 ,E中官能团的名称为 。
(2)A→B的反应类型为 ,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为____________。
(3)C→D的化学方程式为 。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应:且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的W有____________种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为____________。
(5)F与G的关系为(填序号)____________。
a.碳链异构 b.官能团异构 c.顺反异构 d.位置异构
(6)M的结构简式为 。
(7)参照上述合成路线,以为原料,采用如下方法制备医药中间体。
该路线中试剂与条件1为____________,X的结构简式为____________;
试剂与条件2为____________,Y的结构简式为____________。
【答案】(1)1,6-己二醇 ;碳碳双键、酯基 (2)取代反应 减压蒸馏(或蒸馏)
(3)CH2Br(CH2)4COOH+C2H5OH CH2Br(CH2)4COO C2H5+H2O
(4)5 CH2BrC(CH3)2 CH2OOCH (5)c (6)
(7)试剂与条件1:HBr,△ X:CH3CH2CH2Br
试剂与条件2:O2/Cu或Ag,△ Y:CH3COCH3
【解析】(1)A为6个碳的二元醇,在第一个和最后一个碳上各有1个羟基,所以名称为1,6-己二醇。E中含有碳碳双键和酯基两个官能团。 (2)A→B的反应是将A中的一个羟基替换为溴原子,所以反应类型为取代反应。反应后的液态有机混合物应该是A、B混合,B比A少一个羟基,所以沸点的差距应该较大,可以通过蒸馏的方法分离。实际生产中考虑到A、B的沸点可能较高,直接蒸馏的温度较高可能使有机物炭化,所以会进行减压蒸馏以降低沸点。 (3)C→D的反应为C与乙醇的酯化,所以化学方程式为CH2Br(CH2)4COOH+C2H5OH CH2Br(CH2)4COO C2H5+H2O。 (4)C的分子式为C6H11O2Br,有一个不饱和度。其同分异构体可发生银镜反应说明有醛基;1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,其中1mol是溴原子反应的,另1mol只能是甲酸酯的酯基反应(不能是羧基,因为只有两个O);所以得到该同分异构体一定有甲酸酯(HCOO-)结构。又该同分异构体水解得到的醇应该被氧化为二元醛,能被氧化为醛的醇一定为-CH2OH的结构,其他醇羟基不可能被氧化为醛基。所以得到该同分异构体水解必须得到有两个-CH2OH结构的醇,因此酯一定是HCOOCH2-的结构,Br一定是-CH2Br的结构,故满足上述条件的W有以下5种: HCOOCH2-(CH2)3-CH2Br、HCOOCH2-CH2CH(CH3)-CH2Br、HCOOCH2-CH(CH3)CH2-CH2Br、HCOOCH2-C(CH3) 2-CH2Br、HCOOCH2-CH(C2H5)-CH2Br。。其中核磁共振氢谱具有四组峰的同分异构体,要求有一定的对称性,所以一定是HCOOCH2-C(CH3) 2-CH2Br。
(5)F为,G为,所以两者的关系为顺反异构,选项c正确。
(6)根据G的结构明显得到N中画圈的部分为M,所以M为。
(7)根据路线中化合物X的反应条件,可以判断利用题目的D到E的反应合成。该反应需要的官能团是X有Br原子,Y有碳氧双键。所以试剂与条件1是HBr,△;将取代为,X为。试剂与条件2是O2/Cu或Ag,△;将氧化为,所以Y为。
【考点】醇的卤代反应;醇的氧化;酯化反应;酯的水解反应;同分异构体;顺反异构;有机物的分离与提纯;醛基的检验;甲酸酯的性质;给定条件下的有机合成与有机反应。
20.[2018全国卷Ⅰ-9]在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作中末涉及的是
A B C D
【答案】D
【解析】A.浓硫酸的作用下乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,反应物均是液体,且需要加热,因此试管口要高于试管底,A正确; B.生成的乙酸乙酯中混有末反应完的乙酸和乙醇,因此可用饱和碳酸钠溶液溶解乙醇、中和乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度,且导气管不可伸入溶液中,以防倒吸,B正确;乙酸乙酯不溶于水,可通过分液分离,故C正确。 D.本实验中不需要灼烧的操用,D错误。
【考点】乙酸乙酯的制备原理、装置;乙酸、乙醇、乙酸乙酯的溶解性;蒸发、分液、防倒吸等实验操作方法与装置等。
Ⅶ—烃的衍生物综合
21.[2018全国卷Ⅰ-36] [化学——选修5:有机化学基础] (15分)
化合物W可作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:
回答下列问题:
⑴A的化学名称为 。
⑵②的反应类型是 。
⑶反应④所需试剂、条件分别为 。
⑷G的分子式为 。
⑸W中含氧官能团的名称是 。
⑹写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积之比为1:1) 。
⑺苯乙酸苄酯(CH2COOCH2)是花香型香料,设计以苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线(无机试剂任选)。
【解析】(1)根据A的结构简式可知A是氯乙酸,氯乙酸与碳酸钠反应生成氯乙酸钠。(2)氯乙酸钠与NaCN发生反应,氯原子被-CN取代生成C,属于取代反应。 (3)C水解又引入1个羧基生成D, D与乙醇发生酯化反应生成E,故所需试剂和条件分别是乙醇/浓硫酸、加热;(4)根据G的键线式可知其分子式为C12H18O3;(5)根据W的结构简式可知分子中含有的官能团是醚键和羟基; (6)与E互为同分异构体的酯类化合物中一定含有酯基。核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1:1,说明氢原子分为两类,各是6个氢原子,因此符合条件的有机物结构简式为CH3COOC(CH3)2OOCCH3、CH3OOCC(CH3)2COOCH3。
(7)根据已知信息结合逆推法可推知合成苯乙酸卞酯的路线图为:
【考点】有机物的推断和合成;官能团的性质;有机物反应类型;同分异构体;合成路线设计。利用已经掌握的知识来考查有机合成与推断、反应条件的选择、物质的结构简式、化学方程式、同分异构体的书写的知识。考查学生对知识的掌握程度、自学能力、接受新知识的能力;难点是设计合成路线图时有关信息隐含在题干中的流程图中,需要学生自行判断和灵活应用。
22.[2018北京卷-9]下列化学用语对事实的表述不正确的是
A. 硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O
B. 常温时,0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2O+OH−
C. 由Na和C1形成离子键的过程:
D. 电解精炼铜的阴极反应:Cu2+ +2e−=Cu
【答案】A
【解析】A. 依“酸脱羟基醇脱氢”,硬脂酸与乙醇反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35CO18OC2H5+H2O,A错误; B.常温下0.1mol·L-1氨水的pH=11.1,溶液中c(OH—)=10-2.9mol·L—1<0.1mol·L—1,氨水为弱碱性溶液,NH3·H2O的电离过程可逆,电离方程式为NH3·H2ONH4++OH—,B正确; C.Na原子最外层有1个电子,Na易失电子形成Na+,Cl原子最外层有7个电子,Cl易得电子形成Cl—,Na将最外层的1个电子转移给Cl,Na+与Cl-间形成离子键,C正确; D.电解精炼铜时,精铜为阴极,粗铜为阳极,阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,D正确。
【考点】酯化反应的机理;电离方程式的书写;用电子式表示物质的形成过程;电解精炼铜的原理。
23.[2018天津卷-8]化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为 ,E中官能团的名称为 。(2)A→B的反应类型为 ,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为____________。
(3)C→D的化学方程式为 。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应:且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的W有____________种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为____________。
(5)F与G的关系为(填序号)____________。
a.碳链异构 b.官能团异构 c.顺反异构 d.位置异构
(6)M的结构简式为 。
(7)参照上述合成路线,以为原料,采用如下方法制备医药中间体。
该路线中试剂与条件1为____________,X的结构简式为____________;
试剂与条件2为____________,Y的结构简式为____________。
【答案】(1)1,6-己二醇 ;碳碳双键、酯基 (2)取代反应 减压蒸馏(或蒸馏)
(3)CH2Br(CH2)4COOH+C2H5OH CH2Br(CH2)4COO C2H5+H2O
(4)5 CH2BrC(CH3)2 CH2OOCH (5)c (6)
(7)试剂与条件1:HBr,△ X:CH3CH2CH2Br
试剂与条件2:O2/Cu或Ag,△ Y:CH3COCH3
【解析】(1)A为6个碳的二元醇,在第一个和最后一个碳上各有1个羟基,所以名称为1,6-己二醇。E中含有碳碳双键和酯基两个官能团。 (2)A→B的反应是将A中的一个羟基替换为溴原子,所以反应类型为取代反应。反应后的液态有机混合物应该是A、B混合,B比A少一个羟基,所以沸点的差距应该较大,可以通过蒸馏的方法分离。实际生产中考虑到A、B的沸点可能较高,直接蒸馏的温度较高可能使有机物炭化,所以会进行减压蒸馏以降低沸点。 (3)C→D的反应为C与乙醇的酯化,所以化学方程式为CH2Br(CH2)4COOH+C2H5OH CH2Br(CH2)4COO C2H5+H2O。 (4)C的分子式为C6H11O2Br,有一个不饱和度。其同分异构体可发生银镜反应说明有醛基;1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,其中1mol是溴原子反应的,另1mol只能是甲酸酯的酯基反应(不能是羧基,因为只有两个O);所以得到该同分异构体一定有甲酸酯(HCOO-)结构。又该同分异构体水解得到的醇应该被氧化为二元醛,能被氧化为醛的醇一定为-CH2OH的结构,其他醇羟基不可能被氧化为醛基。所以得到该同分异构体水解必须得到有两个-CH2OH结构的醇,因此酯一定是HCOOCH2-的结构,Br一定是-CH2Br的结构,故满足上述条件的W有以下5种: HCOOCH2-(CH2)3-CH2Br、HCOOCH2-CH2CH(CH3)-CH2Br、HCOOCH2-CH(CH3)CH2-CH2Br、HCOOCH2-C(CH3) 2-CH2Br、HCOOCH2-CH(C2H5)-CH2Br。。其中核磁共振氢谱具有四组峰的同分异构体,要求有一定的对称性,所以一定是HCOOCH2-C(CH3) 2-CH2Br。
(5)F为,G为,所以两者的关系为顺反异构,选项c正确。
(6)根据G的结构明显得到N中画圈的部分为M,所以M为。
(7)根据路线中化合物X的反应条件,可以判断利用题目的D到E的反应合成。该反应需要的官能团是X有Br原子,Y有碳氧双键。所以试剂与条件1是HBr,△;将取代为,X为。试剂与条件2是O2/Cu或Ag,△;将氧化为,所以Y为。
【考点】醇的卤代反应;醇的氧化;酯化反应;酯的水解反应;同分异构体;顺反异构;有机物的分离与提纯;醛基的检验;甲酸酯的性质;给定条件下的有机合成与有机反应。
24.[2018北京卷-11]一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,广泛用作防护材料。其结构片段如下图
下列关于该高分子的说法正确的是
A. 完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的化学环境
B. 完全水解产物的单个分子中,含有官能团―COOH或―NH2
C. 氢键对该高分子的性能没有影响
D. 结构简式为:HNHCOnOH
【答案】B
【解析】A.结构片段中含肽键,完全水解的单个分子为HOOCCOOH、H2NNH2,该高分子化合物的结构简式为HNHNH-OCCOnOH。HOOCCOOH、H2NNH2中苯环上都只有1种化学环境的氢原子,A错误; B.芳纶纤维完全水解得到HOOCCOOH、H2NNH2,含有的官能团为-COOH或-NH2,B正确; C.氢键会影响分子的沸点、密度、硬度等性能,C错误; D.芳纶纤维是由HOOCCOOH、H2NNH2通过缩聚反应形成HNHNH-OCCOnOH,D错误。
【考点】本题考查肽键的水解、氢原子化学环境的分析、氢键对物质性质的影响、高分子化合物的书写。注意掌握单体的判断方法,首先根据高聚物判断是加聚产物还是缩聚产物,然后根据推断单体的方法作出判断:(1)加聚产物单体的推断常用“弯箭头法”,单键变双键,C上多余的键断开;(2)缩聚产物单体的推断常用“切割法”,找到断键点,断键后在相应部位补上-OH或-H。
25.[2018浙江卷-32]【加试题】(10分)某研究小组按下列路线合成抗抑郁药物吗氯贝胺
请回答: (1)下列说法不正确的是
A. 化合物A能发生还原反应 B. 化合物B能与碳酸氢钠反应产生气体
C. 化合物D具有碱性 D. 吗氯贝胺的化学式是C13H13ClN2O2
(2)化合物F的结构简式是 。
(3)写出C+D→E的化学方程式 。
(4)为探索新的合成路线,发现用化合物C与X(C6H14N2O)一步反应即可合成吗氯贝胺。
请设计以环氧乙烷()为原料合成X的合成路线
(用流程图表示,无机试剂任选)。
(5)写出化合物X(C6H14N2O)可能的同分异构体的结构简式
。须同时符合:①分子中有一个六元环,且成环原子中最多含一个非碳原子。②1H-NMR谱显示分子中有5种氢原子;IR谱表明分子中有N-N键,无 O-H键
【答案】32.(10分)(1)D;(2);
(3)ClCO-Cl+H2N-CH2CH2-Br →ClCO-HN-CH2CH2-Br +HCl
(4)
(5)、、
【解析】(1) A. 化合物A为对氯甲苯,可与H2发生还原反应,正确。B. 化合物B为对氯苯甲酸,能与碳酸氢钠反应产生气体,正确。 C. 化合物D的结构简式为BrCH2CH2NH2,分子中有氨基,具有碱性,正确。 D. 吗氯贝胺的化学式是C13H17ClN2O2,不是C13H13ClN2O2,错误。 (2) E和F反应生成吗氯贝胺,由吗氯贝胺的结构简式,结合F(C4H9NO)的分子式,可知F的结构简式为。
(3)C、D的结构简式分别为ClCOCl、BrCH2CH2NH2,结合题中信息,C、D发生的应的方程为:
ClCO-Cl+H2N-CH2CH2-Br →ClCO-HN-CH2CH2-Br +HCl。
(4) 化合物C(ClCOCl)与X(C6H14N2O: NH2CH2CH2)一步反应即可合成吗氯贝胺(ClCONHCH2CH2),从而可知X的结构简式为NH2CH2CH2。所以以环氧乙烷()为原料合成X的合成路线如下:
(5) 符合题意的X(C6H14N2O)可能的同分异构体的结构简式为:、、
【考点】有机化学基础
专题10 烃的衍生物
Ⅰ—卤代烃
1.[2018全国卷Ⅱ-9]实验室中用如图所示的装置进行甲烷与氯气在光照下反应的实验。
光照下反应一段时间后,下列装置示意图中能正确反映实验现象的是
A B C D
【答案】D
【解析】在光照条件下氯气与甲烷发生取代反应生成HCl和CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,其中:氯化氢为气体,极易溶于水,CH3Cl为不溶于水的气体,CH2Cl2、CHCl3、CCl4是不溶于水的油状液体,所以液面会上升,但水不会充满试管,答案选D。
【考点】甲烷的取代反应实验与原理;卤代烃的溶解性及状态。
Ⅱ—乙醇 醇类
2.[2018全国卷Ⅰ-10]NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.16.25gFeCl3水解形成的Fe(OH)3胶体粒子数为0.1NA
B.22.4L(标准状况)氩气含有的质子数为18NA
C.92.0g甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0 NA
D.1.0molCH4与Cl2在光照下反应生成的CH3Cl分子数为1.0 NA
【答案】B
【解析】A.16.25g氯化铁的物质的量是16.25g÷162.5g/mol=0.1mol,由于氯化铁水解生成氢氧化铁胶体时,只有部分水解,且氢氧化铁胶粒是分子的集合体,因此水解生成的Fe(OH)3胶体粒子数远小于0.1 NA,A错误;
B.标准状况下22.4L氩气的物质的量是1mol,氩气分子是单原子分子,氩原子中有18个质子,故.标准状况下22.4L氩气的含有的质子数是18 NA,B正确;
C.丙三醇是三元醇,分子中含有3个羟基,92.0g丙三醇的物质的量是1mol,其中含有羟基数是3 NA,C错误;
D.甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成的卤代烃有四种,因此生成的CH3Cl分子数小于1.0 NA,D错误。
【考点】水解平衡;胶体、气体摩尔体积、阿伏加德罗常数、羟基的概念;丙三醇的结构;甲烷的取代反应。
3.[2018天津卷-2]下列有关物质性质的比较,结论正确的是
A. 溶解度:Na2CO3
【解析】A.碳酸钠的溶解度大于碳酸氢钠,选项A错误。 B.同周期由左向右非金属的气态氢化物的稳定性逐渐增强,所以稳定性应该是:HCl>PH3。选项B错误。 C.C2H5OH分子中有羟基,可以形成分子间的氢键,从而提高物质的沸点。选项C正确。 D.同周期由左向右最高价氧化物的水化物的碱性逐渐减弱,所以碱性应该是:LiOH>Be(OH)2。选项D错误。
【考点】碳酸钠及碳酸氢钠的溶解度;气态氢化物的稳定性;氢键及氢键对物质沸点的影响;碱的碱性强弱比较。
4.[2018天津卷-3]下列叙述正确的是
A. 某温度下,一元弱酸HA的Ka越小,则NaA的Kh(水解常数)越小
B. 铁管镀锌层局部破损后,铁管仍不易生锈
C. 反应活化能越高,该反应越易进行
D. 不能用红外光谱区分C2H5OH和CH3OCH3
【答案】B
【解析】A.根据“越弱越水解”的原理,HA的Ka越小,代表HA越弱,所以A-的水解越强,应该是NaA的Kh(水解常数)越大。选项A错误。 B.铁管镀锌层局部破损后,易形成锌铁原电池,因为锌比铁活泼,所以锌为负极,对正极铁起到了保护作用,延缓了铁管的腐蚀。选B正确。 C.反应的活化能越高,反应越难进行。选项C错误。 D.红外光谱是用来检测有机物中的官能团或特定结构的,C2H5OH和CH3OCH3的官能团明显有较大差异,所以可以用红外光谱区分,选项D错误。
【考点】水解平衡常数与电离平衡常数的关系、金属的防护、活化能、红外光谱与化学键。
5.[2018全国卷Ⅱ-36]以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物,由葡萄糖为原料合成E的过程如下:
回答下列问题:
(1)葡萄糖的分子式为 。
(2)A中含有的官能团的名称为 。
(3)由B到C的反应类型为 。
(4)C的结构简式为 。
(5)由D到E的反应方程式为 。
(6)F是B的同分异构体,7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况),F的可能结构共有 种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3∶1∶1的结构简式为 。
【答案】 (1) C6H12O6 (2)羟基 (3)酯化(取代)反应 (4) (5) (6) 9 (7)
【解析】(1)葡萄糖的分子式为C6H12O6 (2)葡萄糖[CH2OH-(CHOH)4-CHO ]在催化剂作用下,与氢气发生醛基的加成反应生成A(CH2OH-(CHOH)4-CH2OH),因此A中含有的官能团的名称为羟基; (3)(4)A在浓硫酸的作用下发生分子内脱水反应生成B(C6H10O4),B与乙酸(C2H4O2)发生酯化反应生成C(C8H12O5),对比B、C的分子式知,B中只有一个羟基参与酯化反应,因此由B到C的反应类型(酯化)取代反应, C的结构简式为;(5)D在氢氧化钠溶液中水解(酯基水解)生成E,由D到E的反应方程式为:
。
(6)F是B(相对分子质量:146)的同分异构体,7.30 g(0.05mol)的F与足量饱和碳酸氢钠可释放出2.24 L(0.1mol)二氧化碳(标准状况),说明F分子中含有2个羧基,则F相当于是丁烷分子中的2个氢原子被2个羧基取代,如果是正丁烷,根据定一移一可知有6种结构。如果是异丁烷,则有3种结构,所以可能的结构共有9种(不考虑立体异构),即: HOOC-CH2CH2CH2CH2-COOH、HOOC-CH(CH3)CH2CH2-COOH、
HOOC-CH2CH(CH3) CH2-COOH、HOOC-CH(C2H5)CH2-COOH、HOOC-CH(CH3)- CH(CH3)-COOH、
HOOC-CH(C3H7) -COOH、HOOC-C(CH3)(C2H5)-COOH、HOOC-C(CH3)3-COOH。其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3∶1∶1的结构简式为HOOC-CH(CH3)- CH(CH3)-COOH。
【考点】葡萄糖的结构;官能团的结构与名称;多元醇在浓硫酸作用下的分子内脱水反应(信息);乙酸与醇的酯化反应;酯在碱性条件下的水解反应;规定条件下同分导构体的书写。[同分异构体类型通常有:碳链异构、官能团异构、位置异构等,有时还存在空间异构,要充分利用题目提供的信息来书写符合题意的同分异构体。对于二元取代物同分异构体的数目判断,可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目]。
6.[2018北京卷-7]下列我国科技成果所涉及物质的应用中,发生的不是化学变化的是
A.甲醇低温所制氢气用于新能源汽车
B.氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料
C.偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料
D.开采可燃冰,将其作为能源使用
【答案】B
【解析】A. “甲醇低温所制氢气”说明氢气是新生成的物质,而化学变化最主要的特点是有新物质生成,故A发生的是化学变化; B. “氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料”,“核聚变”是核反应,改变的是原子核,不属于化学变化; C. 偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料,发生的反应为:(CH3)2NNH2 +2N2O4=3N2+2CO2+4H2O, 属于化学变化; D. 可燃冰是甲烷的结构水合物,甲烷燃烧, 属于化学变化。
【考点】化学变化;核聚变;火箭燃料的燃烧反应;可燃冰。
7.[2018天津卷-8]化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为 ,E中官能团的名称为 。
(2)A→B的反应类型为 ,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为____________。
(3)C→D的化学方程式为 。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应:且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的W有____________种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为____________。
(5)F与G的关系为(填序号)____________。
a.碳链异构 b.官能团异构 c.顺反异构 d.位置异构
(6)M的结构简式为 。
(7)参照上述合成路线,以为原料,采用如下方法制备医药中间体。
该路线中试剂与条件1为____________,X的结构简式为____________;
试剂与条件2为____________,Y的结构简式为____________。
【答案】(1)1,6-己二醇 ;碳碳双键、酯基 (2)取代反应 减压蒸馏(或蒸馏)
(3)CH2Br(CH2)4COOH+C2H5OH CH2Br(CH2)4COO C2H5+H2O
(4)5 CH2BrC(CH3)2 CH2OOCH (5)c (6)
(7)试剂与条件1:HBr,△ X:CH3CH2CH2Br
试剂与条件2:O2/Cu或Ag,△ Y:CH3COCH3
【解析】(1)A为6个碳的二元醇,在第一个和最后一个碳上各有1个羟基,所以名称为1,6-己二醇。E中含有碳碳双键和酯基两个官能团。 (2)A→B的反应是将A中的一个羟基替换为溴原子,所以反应类型为取代反应。反应后的液态有机混合物应该是A、B混合,B比A少一个羟基,所以沸点的差距应该较大,可以通过蒸馏的方法分离。实际生产中考虑到A、B的沸点可能较高,直接蒸馏的温度较高可能使有机物炭化,所以会进行减压蒸馏以降低沸点。 (3)C→D的反应为C与乙醇的酯化,所以化学方程式为CH2Br(CH2)4COOH+C2H5OH CH2Br(CH2)4COO C2H5+H2O。 (4)C的分子式为C6H11O2Br,有一个不饱和度。其同分异构体可发生银镜反应说明有醛基;1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,其中1mol是溴原子反应的,另1mol只能是甲酸酯的酯基反应(不能是羧基,因为只有两个O);所以得到该同分异构体一定有甲酸酯(HCOO-)结构。又该同分异构体水解得到的醇应该被氧化为二元醛,能被氧化为醛的醇一定为-CH2OH的结构,其他醇羟基不可能被氧化为醛基。所以得到该同分异构体水解必须得到有两个-CH2OH结构的醇,因此酯一定是HCOOCH2-的结构,Br一定是-CH2Br的结构,故满足上述条件的W有以下5种: HCOOCH2-(CH2)3-CH2Br、HCOOCH2-CH2CH(CH3)-CH2Br、HCOOCH2-CH(CH3)CH2-CH2Br、HCOOCH2-C(CH3) 2-CH2Br、HCOOCH2-CH(C2H5)-CH2Br。。其中核磁共振氢谱具有四组峰的同分异构体,要求有一定的对称性,所以一定是HCOOCH2-C(CH3) 2-CH2Br。
(5)F为,G为,所以两者的关系为顺反异构,选项c正确。
(6)根据G的结构明显得到N中画圈的部分为M,所以M为。
(7)根据路线中化合物X的反应条件,可以判断利用题目的D到E的反应合成。该反应需要的官能团是X有Br原子,Y有碳氧双键。所以试剂与条件1是HBr,△;将取代为,X为。试剂与条件2是O2/Cu或Ag,△;将氧化为,所以Y为。
【考点】醇的卤代反应;醇的氧化;酯化反应;酯的水解反应;同分异构体;顺反异构;有机物的分离与提纯;醛基的检验;甲酸酯的性质;给定条件下的有机合成与有机反应。
8.[2018江苏卷-17]丹参醇是存在于中药丹参中的一种天然产物。合成丹参醇的部分路线如下:
已知:
(1)A中的官能团名称为 (写两种)。
(2)D→E的反应类型为 。
(3)B的分子式为C9H14O,写出B的结构简式 。
(4)的一种同分异构体同时满足下列条件,写出该同分异构体的结构简式:
。
①分子中含有苯环,能与FeCl3溶液发生显色反应,不能发生银镜反应;
②碱性条件水解生成两种产物,酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢。
(5)写出以和为原料制备的合成路线流程图(无机试剂和乙醇任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(15分)⑴碳碳双键 羰基 ⑵消去反应 ⑶ (4)HOOOCC≡CH
(5)
【解析】(1)根据A的结构简式,A中的官能团为碳碳双键、羰基。 (2)对比D和E的结构简式,D→E脱去了水分子,且E中生成新的碳碳双键,故为消去反应。
(3)B的分子式为C9H14O,根据A→B→C结合题给已知可推断出B的结构简式为。
(4)的分子式为C9H6O3,结构中有五个双键和两个环,不饱和度为7;的同分异构体中含有苯环,能与FeCl3溶液发生显色反应,不能发生银镜反应,则其结构中含酚羟基、不含醛基;碱性条件水解生成两种产物,酸化后分子中均只有2种不同化学环境的氢,说明其分子结构中含酯基且水解产物的结构对称性高;符合条件的的同分异构体的结构简式为HOOOCC≡CH。
(5)对比与和的结构简式,根据题给已知,模仿题给已知构建碳干骨架;需要由合成,官能团的变化由1个碳碳双键变为2个碳碳双键,联想官能团之间的相互转化,由与Br2发生加成反应生成,在NaOH醇溶液中发生消去反应生成;与发生加成反应生成,与H2发生加成反应生成。合成路线流程图为:。
【考点】以丹参醇的部分合成路线为载体,考查官能团、1,4加成反应、醇的消去反应、烯烃的加成反应、结构简式的推导、限定条件同分异构体的书写、有机合成路线的设计。
Ⅲ—苯酚及酚类
9.[2018天津卷-4]由下列实验及现象推出的相应结论正确的是
实验
现象
结论
A.某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液
产生蓝色沉淀
原溶液中有Fe2+,无Fe3+
B.向C6H5ONa溶液中通入CO2
溶液变浑浊
酸性:H2CO3>C6H5OH
C.向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液
生成黑色沉淀
Ksp(CuS)
②再加足量盐酸
①产生白色沉淀
②仍有白色沉淀
原溶液中有SO42-
【答案】B
【解析】A.某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明溶液中有Fe2+,但是无法证明是否有Fe3+。选项A错误。 B.向C6H5ONa溶液中通入CO2,溶液变浑浊,说明生成了苯酚,根据强酸制弱酸的原则,得到碳酸的酸性强于苯酚。选B正确。 C.向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液,虽然有ZnS不溶物,但是溶液中还有Na2S,加入硫酸铜溶液以后,Cu2+一定与溶液中的S2-反应得到黑色的CuS沉淀,不能证明ZnS沉淀转化成了CuS沉淀。选项C错误。 D.向溶液中加入硝酸钡溶液,得到白色沉淀(有多种可能),再加入盐酸时,溶液中就会同时存在硝酸钡电离的硝酸根和盐酸电离的氢离子,溶液具有硝酸的强氧化性。如果上一步得到的是亚硫酸钡沉淀,此步就会被氧化为硫酸钡沉淀,依然不溶,则无法证明原溶液有硫酸根离子。选项D错误。
【考点】亚铁离子的检验、苯酚与碳酸酸性强弱比较、沉淀的转化、硫酸根离子的检验、硝酸的强氧化性。
10. [2018江苏卷-11]化合物Y 能用于高性能光学树脂的合成,可由化合物X与2 −甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得:
下列有关化合物X、Y 的说法正确的是
A. X 分子中所有原子一定在同一平面上
B. Y与Br2的加成产物分子中含有手性碳原子
C. X、Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色
D. X→Y的反应为取代反应
【答案】BD
【解析】A. X分子中羟基氢与其它原子不一定在同一平面上,A错误; B.Y与Br2的加成产物为,其中标“*”碳为手性碳原子(连有四个不同的原子或原子团的碳原子),B正确; C.X中含酚羟基,X能与酸性KMnO4溶液反应,Y中含碳碳双键,Y能使酸性KMnO4溶液褪色,C错误; D. X+2−甲基丙烯酰氯→Y+HCl,可看成是X中-OH中的H被原子被CH2=C(CH3)CO取代,故反应类型为取代反应,D正确。
【考点】有机物中的原子共面问题;手性碳原子;酚与烯的性质;取代反应。
11.[2018江苏卷-12]根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液,浊液变清
苯酚的酸性强于H2CO3的酸性
B
向碘水中加入等体积CCl4,振荡后静置,上层接近无色,下层显紫红色
I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度
C
向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出
Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性
D
向NaCl、NaI的混合稀溶液中滴入少量稀AgNO3溶液,有黄色沉淀生成
Ksp(AgCl) >Ksp(AgI)
【答案】B
【解析】A. 向苯酚浊液中滴加Na2CO3溶液,发生反应:C6H5OH+Na2CO3→C6H5ONa+NaHCO3,浊液变清,只能证明C6H5OH的酸性比HCO3—强,A错误; B. 向碘水中加入等体积CCl4,振荡后静置,上层接近无色,下层显紫红色,是因为CCl4将I2从碘水中萃取出来,I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,B正确; C.Fe从CuSO4溶液中置换出Cu,依氧化剂的氧化性大于氧化产物知,Cu2+的氧化性强于Fe2+,C错误; D.向NaCl、NaI的混合液中加入AgNO3溶液产生黄色沉淀,但NaCl、NaI的浓度未知,故不能说明AgCl、AgI溶度积的大小,D错误。
【考点】苯酚与碳酸酸性强弱的探究;萃取的原理;氧化性强弱的判断;沉淀的生成与Ksp的比较。
Ⅳ—乙醛 醛类
12.[2018浙江卷-10]下列操作或试剂的选择不合理的是
A.可用蒸发结晶的方法从碘水中提取砷单质
B.可用灼烧法除去氧化铜中混有的铜粉
C.可用硫酸鉴别碳酸钠、硅酸钠和硫酸钠
D.可用含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液鉴别乙醇、乙醛和乙酸
【答案】A
【解析】A. 碘易升华,不可用蒸发结晶的方法从碘水中提取碘,宜采用萃取法。 B. 灼烧时铜粉转化为氧化铜,故可用灼烧法除去氧化铜中混有的铜粉
C. 硫酸与碳酸钠反应会产生二氧化碳气体、水和硫酸钠,硫酸与硅酸钠反应会产生硅酸胶体,硫酸与硫酸钠不反应。故可用硫酸鉴别碳酸钠、硅酸钠和硫酸钠
D. 含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液与乙醛反应产生砖红色的氧化亚铜,含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液与乙酸反应生成乙酸铜,得到蓝色溶液,故可用含氢氧化钠的氢氧化铜悬浊液鉴别乙醇、乙醛和乙酸
【考点】蒸发、萃取的实验操作;铜的性质;碳酸钠、硅酸钠和硫酸钠及硫酸的性质;氢氧化铜、乙醇、乙醛和乙酸的性质。
13.[2018浙江卷-26] (6分)摩尔质量为32 g·mol-1的烃的衍生物A能与金属钠反应,F是由两种均具有芳香气味的有机物组成的混合物。相关物质转化关系如下(含有相同官能团的有机物通常具有相似的化学性质):
请回答
(1)D中官能团的名称是 。
(2)B的结构简式是 。
(3)D→E的化学方程式是 。
(4)下列说法正确的是
A. 石油裂解气和B都能使酸性KMnO,溶液褪色
B. 可以用碳酸钠溶液洗去C、E和F混合物中的C、E
C. 相同物质的量的D、E或F充分燃烧时消耗等量的氧气
D. 有机物C和E都能与金属钠反应
【答案】(1)碳碳双键 (2)HCHO (3)CH3CH=CH2+H2OCH3CH2CH2OH
CH3CH=CH2 + H2OCH3CHOHCH3 (4)ABD
【解析】摩尔质量为32 g·mol-1的烃的衍生物A能与金属钠反应,A为CH3OH,再依转化关系可依次确定B为HCHO、C为HCOOH;F(C4H8O2)是由两种均具有芳香气味的有机物(酯)组成的混合物,且F是由C(HCOOH)与E生成,可确定E为CH3CHOHCH3或CH3CH2CH2OH,进而确定D为CH3CH=CH2。 (1)D(CH3CH=CH2)中官能团的名称是碳碳双键。 (2)B的结构简式是为HCHO。 (3)D→E的化学方程式是CH3CH=CH2+H2OCH3CH2CH2OH或 CH3CH=CH2 + H2OCH3CHOHCH3。 (4)石油裂解气和B(HCHO)都能使酸性KMnO,溶液褪色,A正确;可以用碳酸钠溶液洗去C(HCOOH)、E(CH3CHOHCH3或CH3CH2CH2OH)和F(C4H8O2)混合物中的C、E,B正确; 相同物质的量的D(C3H6)、E(C3H8O)或F(C4H8O2)充分燃烧时消耗的氧气F(C4H8O2)最多,C错误; 有机物C C(HCOOH)和E E(CH3CHOHCH3或CH3CH2CH2OH)都能与金属钠反应,D正确。
【考点】丙烯、甲醇、甲醛、甲酸、甲酸丙酯等烃及烃的衍生物及其转化关系。
14.[2018江苏卷-22] [实验化学] 3,4−亚甲二氧基苯甲酸是一种用途广泛的有机合成中间体,微溶于水,实验室可用KMnO4氧化3,4−亚甲二氧基苯甲醛制备,其反应方程式为
实验步骤如下:
步骤1:向反应瓶中加入3,4−亚甲二氧基苯甲醛和水,快速搅拌,于70~80 ℃滴加KMnO4溶液。反应结束后,加入KOH溶液至碱性。
步骤2:趁热过滤,洗涤滤饼,合并滤液和洗涤液。
步骤3:对合并后的溶液进行处理。
步骤4:抽滤,洗涤,干燥,得3,4−亚甲二氧基苯甲酸固体。
(1)步骤1中,反应结束后,若观察到反应液呈紫红色,需向溶液中滴加NaHSO3溶液,转化为 (填化学式);加入KOH溶液至碱性的目的是
。
(2)步骤2中,趁热过滤除去的物质是__________________(填化学式)。
(3)步骤3中,处理合并后溶液的实验操作为 。
(4)步骤4中,抽滤所用的装置包括_______________、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。
【答案】(1)SO42− 将反应生成的酸转化为可溶性的盐 (2)MnO2
(3)向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀 (4)布氏漏斗
【解析】(1)反应结束后,溶液呈紫红色,则KMnO4过量,KMnO4将HSO3—氧化成SO42—,反应的离子方程式为2MnO4-+3HSO3-=2MnO2↓+3SO42-+H2O+H+。根据中和反应原理,加入KOH将转化为可溶于水的。
(2)MnO2难溶于水,步骤2中趁热过滤是减少的溶解,步骤2中趁热过滤除去的物质是MnO2。
(3)步骤3中,合并后的滤液中主要成分为,为了制得,需要将合并后的溶液进行酸化;处理合并后溶液的实验操作为:向溶液中滴加盐酸至水层不再产生沉淀。
(4)抽滤所用的装置包括布氏漏斗、吸滤瓶、安全瓶和抽气泵。
【考点】本题以“3,4−亚甲二氧基苯甲酸的制备实验步骤”为背景,侧重了解学生对《实验化学》模块的学习情况,考查物质的分离和提纯、实验步骤的补充、基本实验装置和仪器、利用所学知识解决问题的能力。
Ⅴ—乙酸 羧酸
15.[2018江苏卷-4]室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 0. 1 mol·L−1KI 溶液:Na+、K+、ClO− 、OH−
B. 0. 1 mol·L−1Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH4+ 、NO3−、SO42−
C. 0. 1 mol·L−1HCl 溶液:Ba2+、K+、CH3COO−、NO3−
D. 0. 1 mol·L−1NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO42−、HCO3−
【答案】B
【解析】A.I−与ClO−发生氧化还原反应: I−+ClO− =IO−+Cl−,不能大量共存,A错误; B. Fe3+、SO42−、Cu2+、NH4+ 、NO3−、SO42−在溶液中相互间不反应,能大量共存,B正确; C.CH3COO-能与H+反应生成CH3COOH,在HCl溶液中CH3COO-不能大量存在,C错误;D项,Mg2+、HCO3-都能与OH-反应,Mg2+、HCO3-与OH-不能大量共存,D错误。
【考点】次氯酸盐的强氧化性;醋酸为弱电解质;氢氧化锰难溶于水;碳酸氢盐与碱反应。注意:离子间不能大量共存有如下几点原因:①离子间发生复分解反应生成水、沉淀或气体,如题中C、D项;②离子间发生氧化还原反应,如题中A项;③离子间发生双水解反应,如Al3+与HCO3-等;④离子间发生络合反应,如Fe3+与SCN-等;⑤注意题中的附加条件。
16. [2018江苏卷-4]室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 0. 1 mol·L−1KI 溶液:Na+、K+、ClO− 、OH−
B. 0. 1 mol·L−1Fe2(SO4)3溶液:Cu2+、NH4+ 、NO3−、SO42−
C. 0. 1 mol·L−1HCl 溶液:Ba2+、K+、CH3COO−、NO3−
D. 0. 1 mol·L−1NaOH溶液:Mg2+、Na+、SO42−、HCO3−
【答案】B
【解析】A.I−与ClO−发生氧化还原反应: I−+ClO− =IO−+Cl−,不能大量共存,A错误; B. Fe3+、SO42−、Cu2+、NH4+ 、NO3−、SO42−在溶液中相互间不反应,能大量共存,B正确; C.CH3COO-能与H+反应生成CH3COOH,在HCl溶液中CH3COO-不能大量存在,C错误;D项,Mg2+、HCO3-都能与OH-反应,Mg2+、HCO3-与OH-不能大量共存,D错误。
【考点】次氯酸盐的强氧化性;醋酸为弱电解质;氢氧化锰难溶于水;碳酸氢盐与碱反应。注意:离子间不能大量共存有如下几点原因:①离子间发生复分解反应生成水、沉淀或气体,如题中C、D项;②离子间发生氧化还原反应,如题中A项;③离子间发生双水解反应,如Al3+与HCO3-等;④离子间发生络合反应,如Fe3+与SCN-等;⑤注意题中的附加条件。
17. [2018全国卷Ⅱ-36]以葡萄糖为原料制得的山梨醇(A)和异山梨醇(B)都是重要的生物质转化平台化合物。E是一种治疗心绞痛的药物,由葡萄糖为原料合成E的过程如下:
回答下列问题:
(1)葡萄糖的分子式为 。
(2)A中含有的官能团的名称为 。
(3)由B到C的反应类型为 。
(4)C的结构简式为 。
(5)由D到E的反应方程式为 。
(6)F是B的同分异构体,7.30 g的F与足量饱和碳酸氢钠反应可释放出2.24 L二氧化碳(标准状况),F的可能结构共有 种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3∶1∶1的结构简式为 。
【答案】 (1) C6H12O6 (2)羟基 (3)酯化(取代)反应 (4) (5) (6) 9 (7)
【解析】(1)葡萄糖的分子式为C6H12O6 (2)葡萄糖[CH2OH-(CHOH)4-CHO ]在催化剂作用下,与氢气发生醛基的加成反应生成A(CH2OH-(CHOH)4-CH2OH),因此A中含有的官能团的名称为羟基; (3)(4)A在浓硫酸的作用下发生分子内脱水反应生成B(C6H10O4),B与乙酸(C2H4O2)发生酯化反应生成C(C8H12O5),对比B、C的分子式知,B中只有一个羟基参与酯化反应,因此由B到C的反应类型(酯化)取代反应, C的结构简式为;(5)D在氢氧化钠溶液中水解(酯基水解)生成E,由D到E的反应方程式为:
。
(6)F是B(相对分子质量:146)的同分异构体,7.30 g(0.05mol)的F与足量饱和碳酸氢钠可释放出2.24 L(0.1mol)二氧化碳(标准状况),说明F分子中含有2个羧基,则F相当于是丁烷分子中的2个氢原子被2个羧基取代,如果是正丁烷,根据定一移一可知有6种结构。如果是异丁烷,则有3种结构,所以可能的结构共有9种(不考虑立体异构),即: HOOC-CH2CH2CH2CH2-COOH、HOOC-CH(CH3)CH2CH2-COOH、
HOOC-CH2CH(CH3) CH2-COOH、HOOC-CH(C2H5)CH2-COOH、HOOC-CH(CH3)- CH(CH3)-COOH、
HOOC-CH(C3H7) -COOH、HOOC-C(CH3)(C2H5)-COOH、HOOC-C(CH3)3-COOH。其中核磁共振氢谱为三组峰,峰面积比为3∶1∶1的结构简式为HOOC-CH(CH3)- CH(CH3)-COOH。
【考点】葡萄糖的结构;官能团的结构与名称;多元醇在浓硫酸作用下的分子内脱水反应(信息);乙酸与醇的酯化反应;酯在碱性条件下的水解反应;规定条件下同分导构体的书写。[同分异构体类型通常有:碳链异构、官能团异构、位置异构等,有时还存在空间异构,要充分利用题目提供的信息来书写符合题意的同分异构体。对于二元取代物同分异构体的数目判断,可固定一个取代基的位置,再移动另一取代基的位置以确定同分异构体的数目]。
18.[2018北京卷-8]我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程。该历程示意图如下。
下列说法不正确的是
A. 生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B. CH4→CH3COOH过程中,有C―H键发生断裂
C. ①→②放出能量并形成了C―C键
D. 该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
【答案】D
【解析】A. CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH,总反应为CH4+CO2CH3COOH,只有CH3COOH一种生成物,原子利用率为100%,A正确; B.CH4选择性活化变为①的过程中,有1个C-H键断裂,B正确; C.根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量; 对比①和②,①→②形成C-C键,C正确; D.催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高反应物的平衡转化率,D错误。
【考点】本题考查原子利用率、化学反应的实质、化学反应中的能量变化、催化剂对化学反应的影响,解题的关键是准确分析示意图中的信息。注意催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,催化剂不能改变ΔH、不能使化学平衡发生移动。
Ⅵ—酯
19.[2018天津卷-8]化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为 ,E中官能团的名称为 。
(2)A→B的反应类型为 ,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为____________。
(3)C→D的化学方程式为 。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应:且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的W有____________种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为____________。
(5)F与G的关系为(填序号)____________。
a.碳链异构 b.官能团异构 c.顺反异构 d.位置异构
(6)M的结构简式为 。
(7)参照上述合成路线,以为原料,采用如下方法制备医药中间体。
该路线中试剂与条件1为____________,X的结构简式为____________;
试剂与条件2为____________,Y的结构简式为____________。
【答案】(1)1,6-己二醇 ;碳碳双键、酯基 (2)取代反应 减压蒸馏(或蒸馏)
(3)CH2Br(CH2)4COOH+C2H5OH CH2Br(CH2)4COO C2H5+H2O
(4)5 CH2BrC(CH3)2 CH2OOCH (5)c (6)
(7)试剂与条件1:HBr,△ X:CH3CH2CH2Br
试剂与条件2:O2/Cu或Ag,△ Y:CH3COCH3
【解析】(1)A为6个碳的二元醇,在第一个和最后一个碳上各有1个羟基,所以名称为1,6-己二醇。E中含有碳碳双键和酯基两个官能团。 (2)A→B的反应是将A中的一个羟基替换为溴原子,所以反应类型为取代反应。反应后的液态有机混合物应该是A、B混合,B比A少一个羟基,所以沸点的差距应该较大,可以通过蒸馏的方法分离。实际生产中考虑到A、B的沸点可能较高,直接蒸馏的温度较高可能使有机物炭化,所以会进行减压蒸馏以降低沸点。 (3)C→D的反应为C与乙醇的酯化,所以化学方程式为CH2Br(CH2)4COOH+C2H5OH CH2Br(CH2)4COO C2H5+H2O。 (4)C的分子式为C6H11O2Br,有一个不饱和度。其同分异构体可发生银镜反应说明有醛基;1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,其中1mol是溴原子反应的,另1mol只能是甲酸酯的酯基反应(不能是羧基,因为只有两个O);所以得到该同分异构体一定有甲酸酯(HCOO-)结构。又该同分异构体水解得到的醇应该被氧化为二元醛,能被氧化为醛的醇一定为-CH2OH的结构,其他醇羟基不可能被氧化为醛基。所以得到该同分异构体水解必须得到有两个-CH2OH结构的醇,因此酯一定是HCOOCH2-的结构,Br一定是-CH2Br的结构,故满足上述条件的W有以下5种: HCOOCH2-(CH2)3-CH2Br、HCOOCH2-CH2CH(CH3)-CH2Br、HCOOCH2-CH(CH3)CH2-CH2Br、HCOOCH2-C(CH3) 2-CH2Br、HCOOCH2-CH(C2H5)-CH2Br。。其中核磁共振氢谱具有四组峰的同分异构体,要求有一定的对称性,所以一定是HCOOCH2-C(CH3) 2-CH2Br。
(5)F为,G为,所以两者的关系为顺反异构,选项c正确。
(6)根据G的结构明显得到N中画圈的部分为M,所以M为。
(7)根据路线中化合物X的反应条件,可以判断利用题目的D到E的反应合成。该反应需要的官能团是X有Br原子,Y有碳氧双键。所以试剂与条件1是HBr,△;将取代为,X为。试剂与条件2是O2/Cu或Ag,△;将氧化为,所以Y为。
【考点】醇的卤代反应;醇的氧化;酯化反应;酯的水解反应;同分异构体;顺反异构;有机物的分离与提纯;醛基的检验;甲酸酯的性质;给定条件下的有机合成与有机反应。
20.[2018全国卷Ⅰ-9]在生成和纯化乙酸乙酯的实验过程中,下列操作中末涉及的是
A B C D
【答案】D
【解析】A.浓硫酸的作用下乙酸与乙醇发生酯化反应生成乙酸乙酯,反应物均是液体,且需要加热,因此试管口要高于试管底,A正确; B.生成的乙酸乙酯中混有末反应完的乙酸和乙醇,因此可用饱和碳酸钠溶液溶解乙醇、中和乙酸、降低乙酸乙酯的溶解度,且导气管不可伸入溶液中,以防倒吸,B正确;乙酸乙酯不溶于水,可通过分液分离,故C正确。 D.本实验中不需要灼烧的操用,D错误。
【考点】乙酸乙酯的制备原理、装置;乙酸、乙醇、乙酸乙酯的溶解性;蒸发、分液、防倒吸等实验操作方法与装置等。
Ⅶ—烃的衍生物综合
21.[2018全国卷Ⅰ-36] [化学——选修5:有机化学基础] (15分)
化合物W可作高分子膨胀剂,一种合成路线如下:
回答下列问题:
⑴A的化学名称为 。
⑵②的反应类型是 。
⑶反应④所需试剂、条件分别为 。
⑷G的分子式为 。
⑸W中含氧官能团的名称是 。
⑹写出与E互为同分异构体的酯类化合物的结构简式(核磁共振氢谱为两组峰,峰面积之比为1:1) 。
⑺苯乙酸苄酯(CH2COOCH2)是花香型香料,设计以苯甲醇为起始原料制备苯乙酸苄酯的合成路线(无机试剂任选)。
【解析】(1)根据A的结构简式可知A是氯乙酸,氯乙酸与碳酸钠反应生成氯乙酸钠。(2)氯乙酸钠与NaCN发生反应,氯原子被-CN取代生成C,属于取代反应。 (3)C水解又引入1个羧基生成D, D与乙醇发生酯化反应生成E,故所需试剂和条件分别是乙醇/浓硫酸、加热;(4)根据G的键线式可知其分子式为C12H18O3;(5)根据W的结构简式可知分子中含有的官能团是醚键和羟基; (6)与E互为同分异构体的酯类化合物中一定含有酯基。核磁共振氢谱为两组峰,峰面积比为1:1,说明氢原子分为两类,各是6个氢原子,因此符合条件的有机物结构简式为CH3COOC(CH3)2OOCCH3、CH3OOCC(CH3)2COOCH3。
(7)根据已知信息结合逆推法可推知合成苯乙酸卞酯的路线图为:
【考点】有机物的推断和合成;官能团的性质;有机物反应类型;同分异构体;合成路线设计。利用已经掌握的知识来考查有机合成与推断、反应条件的选择、物质的结构简式、化学方程式、同分异构体的书写的知识。考查学生对知识的掌握程度、自学能力、接受新知识的能力;难点是设计合成路线图时有关信息隐含在题干中的流程图中,需要学生自行判断和灵活应用。
22.[2018北京卷-9]下列化学用语对事实的表述不正确的是
A. 硬脂酸与乙醇的酯化反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35COOC2H5+H218O
B. 常温时,0.1 mol·L-1氨水的pH=11.1:NH3·H2O+OH−
C. 由Na和C1形成离子键的过程:
D. 电解精炼铜的阴极反应:Cu2+ +2e−=Cu
【答案】A
【解析】A. 依“酸脱羟基醇脱氢”,硬脂酸与乙醇反应:C17H35COOH+C2H518OHC17H35CO18OC2H5+H2O,A错误; B.常温下0.1mol·L-1氨水的pH=11.1,溶液中c(OH—)=10-2.9mol·L—1<0.1mol·L—1,氨水为弱碱性溶液,NH3·H2O的电离过程可逆,电离方程式为NH3·H2ONH4++OH—,B正确; C.Na原子最外层有1个电子,Na易失电子形成Na+,Cl原子最外层有7个电子,Cl易得电子形成Cl—,Na将最外层的1个电子转移给Cl,Na+与Cl-间形成离子键,C正确; D.电解精炼铜时,精铜为阴极,粗铜为阳极,阴极电极反应式为Cu2++2e-=Cu,D正确。
【考点】酯化反应的机理;电离方程式的书写;用电子式表示物质的形成过程;电解精炼铜的原理。
23.[2018天津卷-8]化合物N具有镇痛、消炎等药理作用,其合成路线如下:
(1)A的系统命名为 ,E中官能团的名称为 。(2)A→B的反应类型为 ,从反应所得液态有机混合物中提纯B的常用方法为____________。
(3)C→D的化学方程式为 。
(4)C的同分异构体W(不考虑手性异构)可发生银镜反应:且1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,产物之一可被氧化成二元醛。满足上述条件的W有____________种,若W的核磁共振氢谱具有四组峰,则其结构简式为____________。
(5)F与G的关系为(填序号)____________。
a.碳链异构 b.官能团异构 c.顺反异构 d.位置异构
(6)M的结构简式为 。
(7)参照上述合成路线,以为原料,采用如下方法制备医药中间体。
该路线中试剂与条件1为____________,X的结构简式为____________;
试剂与条件2为____________,Y的结构简式为____________。
【答案】(1)1,6-己二醇 ;碳碳双键、酯基 (2)取代反应 减压蒸馏(或蒸馏)
(3)CH2Br(CH2)4COOH+C2H5OH CH2Br(CH2)4COO C2H5+H2O
(4)5 CH2BrC(CH3)2 CH2OOCH (5)c (6)
(7)试剂与条件1:HBr,△ X:CH3CH2CH2Br
试剂与条件2:O2/Cu或Ag,△ Y:CH3COCH3
【解析】(1)A为6个碳的二元醇,在第一个和最后一个碳上各有1个羟基,所以名称为1,6-己二醇。E中含有碳碳双键和酯基两个官能团。 (2)A→B的反应是将A中的一个羟基替换为溴原子,所以反应类型为取代反应。反应后的液态有机混合物应该是A、B混合,B比A少一个羟基,所以沸点的差距应该较大,可以通过蒸馏的方法分离。实际生产中考虑到A、B的沸点可能较高,直接蒸馏的温度较高可能使有机物炭化,所以会进行减压蒸馏以降低沸点。 (3)C→D的反应为C与乙醇的酯化,所以化学方程式为CH2Br(CH2)4COOH+C2H5OH CH2Br(CH2)4COO C2H5+H2O。 (4)C的分子式为C6H11O2Br,有一个不饱和度。其同分异构体可发生银镜反应说明有醛基;1 mol W最多与2 mol NaOH发生反应,其中1mol是溴原子反应的,另1mol只能是甲酸酯的酯基反应(不能是羧基,因为只有两个O);所以得到该同分异构体一定有甲酸酯(HCOO-)结构。又该同分异构体水解得到的醇应该被氧化为二元醛,能被氧化为醛的醇一定为-CH2OH的结构,其他醇羟基不可能被氧化为醛基。所以得到该同分异构体水解必须得到有两个-CH2OH结构的醇,因此酯一定是HCOOCH2-的结构,Br一定是-CH2Br的结构,故满足上述条件的W有以下5种: HCOOCH2-(CH2)3-CH2Br、HCOOCH2-CH2CH(CH3)-CH2Br、HCOOCH2-CH(CH3)CH2-CH2Br、HCOOCH2-C(CH3) 2-CH2Br、HCOOCH2-CH(C2H5)-CH2Br。。其中核磁共振氢谱具有四组峰的同分异构体,要求有一定的对称性,所以一定是HCOOCH2-C(CH3) 2-CH2Br。
(5)F为,G为,所以两者的关系为顺反异构,选项c正确。
(6)根据G的结构明显得到N中画圈的部分为M,所以M为。
(7)根据路线中化合物X的反应条件,可以判断利用题目的D到E的反应合成。该反应需要的官能团是X有Br原子,Y有碳氧双键。所以试剂与条件1是HBr,△;将取代为,X为。试剂与条件2是O2/Cu或Ag,△;将氧化为,所以Y为。
【考点】醇的卤代反应;醇的氧化;酯化反应;酯的水解反应;同分异构体;顺反异构;有机物的分离与提纯;醛基的检验;甲酸酯的性质;给定条件下的有机合成与有机反应。
24.[2018北京卷-11]一种芳纶纤维的拉伸强度比钢丝还高,广泛用作防护材料。其结构片段如下图
下列关于该高分子的说法正确的是
A. 完全水解产物的单个分子中,苯环上的氢原子具有不同的化学环境
B. 完全水解产物的单个分子中,含有官能团―COOH或―NH2
C. 氢键对该高分子的性能没有影响
D. 结构简式为:HNHCOnOH
【答案】B
【解析】A.结构片段中含肽键,完全水解的单个分子为HOOCCOOH、H2NNH2,该高分子化合物的结构简式为HNHNH-OCCOnOH。HOOCCOOH、H2NNH2中苯环上都只有1种化学环境的氢原子,A错误; B.芳纶纤维完全水解得到HOOCCOOH、H2NNH2,含有的官能团为-COOH或-NH2,B正确; C.氢键会影响分子的沸点、密度、硬度等性能,C错误; D.芳纶纤维是由HOOCCOOH、H2NNH2通过缩聚反应形成HNHNH-OCCOnOH,D错误。
【考点】本题考查肽键的水解、氢原子化学环境的分析、氢键对物质性质的影响、高分子化合物的书写。注意掌握单体的判断方法,首先根据高聚物判断是加聚产物还是缩聚产物,然后根据推断单体的方法作出判断:(1)加聚产物单体的推断常用“弯箭头法”,单键变双键,C上多余的键断开;(2)缩聚产物单体的推断常用“切割法”,找到断键点,断键后在相应部位补上-OH或-H。
25.[2018浙江卷-32]【加试题】(10分)某研究小组按下列路线合成抗抑郁药物吗氯贝胺
请回答: (1)下列说法不正确的是
A. 化合物A能发生还原反应 B. 化合物B能与碳酸氢钠反应产生气体
C. 化合物D具有碱性 D. 吗氯贝胺的化学式是C13H13ClN2O2
(2)化合物F的结构简式是 。
(3)写出C+D→E的化学方程式 。
(4)为探索新的合成路线,发现用化合物C与X(C6H14N2O)一步反应即可合成吗氯贝胺。
请设计以环氧乙烷()为原料合成X的合成路线
(用流程图表示,无机试剂任选)。
(5)写出化合物X(C6H14N2O)可能的同分异构体的结构简式
。须同时符合:①分子中有一个六元环,且成环原子中最多含一个非碳原子。②1H-NMR谱显示分子中有5种氢原子;IR谱表明分子中有N-N键,无 O-H键
【答案】32.(10分)(1)D;(2);
(3)ClCO-Cl+H2N-CH2CH2-Br →ClCO-HN-CH2CH2-Br +HCl
(4)
(5)、、
【解析】(1) A. 化合物A为对氯甲苯,可与H2发生还原反应,正确。B. 化合物B为对氯苯甲酸,能与碳酸氢钠反应产生气体,正确。 C. 化合物D的结构简式为BrCH2CH2NH2,分子中有氨基,具有碱性,正确。 D. 吗氯贝胺的化学式是C13H17ClN2O2,不是C13H13ClN2O2,错误。 (2) E和F反应生成吗氯贝胺,由吗氯贝胺的结构简式,结合F(C4H9NO)的分子式,可知F的结构简式为。
(3)C、D的结构简式分别为ClCOCl、BrCH2CH2NH2,结合题中信息,C、D发生的应的方程为:
ClCO-Cl+H2N-CH2CH2-Br →ClCO-HN-CH2CH2-Br +HCl。
(4) 化合物C(ClCOCl)与X(C6H14N2O: NH2CH2CH2)一步反应即可合成吗氯贝胺(ClCONHCH2CH2),从而可知X的结构简式为NH2CH2CH2。所以以环氧乙烷()为原料合成X的合成路线如下:
(5) 符合题意的X(C6H14N2O)可能的同分异构体的结构简式为:、、
【考点】有机化学基础
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