【题目】[化学-选修5:有机化学基础]有机化合物F是一种重要的有机合成中间体,其合成路线如下图所示:
已知:①A的核磁共振氢谱图中显示两组峰②F的结构简式为:
③通常在同一个碳原子上连有两个羟基不稳定,易脱水形成羰基。
④
请回答下列问题:
(1)A的名称为______________(系统命名法);Z中所含官能团的名称是___________。
(2)反应Ⅰ的反应条件是__________;反应Ⅲ的反应类型为__________ 。
(3)E的结构简式为_______________________。
(4)写出反应Ⅴ的化学方程式____________________________________________。
(5)写出反应IV中的化学方程式____________________________________________。
(6)W是Z的同系物,相对分子质量比Z大14,则W的同分异构体中满足下列条件:
①能发生银镜反应,②苯环上有两个取代基,③不能水解,遇FeCl3溶液不显色的结构共有_________种(不包括立体异构),核磁共振氢谱有四组峰的结构为____________。
【答案】2-甲基-2-丙醇 酚羟基、醛基 浓硫酸,加热 氧化反应 (CH3)2CHCOOH (CH3)2CHCHO+2Cu(OH)2
(CH3)2CHCOOH+Cu2O+2H2O 6
【解析】
A的分子式为C4H10O,A的核磁共振氢谱图中显示两组峰,所以A的结构简式为:(CH3)3C(OH);比较A、B的分子式可以知道,A→B是消去反应,所以B是(CH3)2C=CH2,B→C是加成反应,根据提供的反应信息,C是(CH3)2CHCH2OH;C→D是氧化反应,D是(CH3)2CHCHO,D→E是氧化反应,所以E是(CH3)2CHCOOH;X的分子式为C7H8O,且结合E和F的结构简式可知,X的结构简式为;在光照条件下与氯气按物质的量之比1:2反应,是对甲酚中的甲基中的2个H被Cl取代,因此Y的结构简式为
,Y→Z是水解反应,根据信息③,应该是-CHCl2变成-CHO,则Z的结构简式为
,Z→F是酯化反应,F的结构简式为:
;据以上分析解答。
A的分子式为C4H10O,A的核磁共振氢谱图中显示两组峰,所以A的结构简式为:(CH3)3C(OH);比较A、B的分子式可以知道,A→B是消去反应,所以B是(CH3)2C=CH2,B→C是加成反应,根据提供的反应信息,C是(CH3)2CHCH2OH;C→D是氧化反应,D是(CH3)2CHCHO,D→E是氧化反应,所以E是(CH3)2CHCOOH;X的分子式为C7H8O,且结合E、F的结构简式可知,X的结构简式为,在光照条件下与氯气按物质的量之比1:2反应,是对甲酚中的甲基中的2个H被Cl取代,因此Y的结构简式为
;Y→Z是水解反应,根据信息③,应该是-CHCl2变成-CHO,则Z的结构简式为
,Z→F是酯化反应,F的结构简式为:
;
(1)结合以上分析可知,A的结构简式为:(CH3)3C(OH),名称为2-甲基-2-丙醇;Z的结构简式为:,所含官能团酚羟基、醛基;综上所述,本题答案是:2-甲基-2-丙醇;酚羟基、醛基。
(2) A为(CH3)3C(OH),B为(CH3)2C=CH2,A→B是消去反应,反应Ⅰ的反应条件是浓硫酸加热;C是(CH3)2CHCH2OH, D是(CH3)2CHCHO,所以C→D是在铜作催化剂条件下发生的氧化反应;综上所述,本题答案是:浓硫酸,加热;氧化反应。
(3)结合以上分析可知,E的结构简式为(CH3)2CHCOOH;综上所述,本题答案是:(CH3)2CHCOOH。
(4) 在光照条件下与氯气按物质的量之比1:2反应,是对甲酚中的甲基中的2个H被Cl取代,生成
,反应Ⅴ的化学方程式:
;综上所述,本题答案是:
。
(5) D是(CH3)2CHCHO,在氢氧化铜悬浊液中加热,发生银镜反应,反应IV中的化学方程式(CH3)2CHCHO+2Cu(OH)2(CH3)2CHCOOH+Cu2O+2H2O;综上所述,本题答案是:(CH3)2CHCHO+2Cu(OH)2
(CH3)2CHCOOH+Cu2O+2H2O。
(6) Z的结构简式为,W是Z的同系物,相对分子质量比Z大14,W分子式为C8H8O2,W的同分异构体中满足下列条件:①能发生银镜反应,含有醛基;②苯环上有两个取代基,可以3种位置;③不能水解,遇FeCl3溶液不显色,没有酯基,酚羟基;满足条件下的结构有:苯环上分别连有-CHO和-CH2OH,结构有3种;苯环上分别连有-CHO和-OCH3,结构有3种;共计有6种;其中核磁共振氢谱有四组峰的结构为:
;综上所述,本题答案是:6,
。
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【题目】一种气态烷烃和一种气态烯烃组成的混合物共10g,混合气体的密度是相同状况下H2密度的12.5倍.该混合气体通过装有溴水的试剂瓶时,试剂瓶的质量增加了8.4g,该混合气体可能是( )
A. 乙烷和乙烯 B. 乙烷和乙烯 C. 甲烷和乙烯 D. 甲烷和丙烯
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【题目】已知碳碳单键可绕键轴自由旋转,某烃的结构简式如下图所示,下列说法中正确的是
A. 该物质所有原子均可共面
B. 分子中至少有10个碳原子处于同一平面上
C. 分子中至少有11个碳原子处于同一平面上
D. 该烃与苯互为同系物
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【题目】T℃时,在 2 L 的密闭容器中,气体 X、Y 和 Z 三种物质的物质的量随时间变化的曲线如图所示,下列描述正确的是
A. 容器中化学反应为 X(g)+Y(g)Z(g)
B. 0~10 s,X 表示的平均化学反应速率为 0.04 mol/(L·s)
C. 使用催化剂只能加快 0~10 s 间的反应速率
D. 0~4 s 的平均反应速率小于 0~10 s 的平均反应速率
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【题目】目前世界上60%的镁是从海水中提取的。海水提镁的主要流程如下:
请回答下列问题:
(1)从离子反应的角度思考,在海水中加入石灰乳的作用是________,写出在沉淀池中发生反应的离子方程式:_________________________________________________。
(2)石灰乳是生石灰与水形成的化合物,从充分利用海洋化学资源,提高经济效益的角度考虑,生产生石灰的主要原料来源于海洋中的________。
(3)操作A是________,操作B是________。
(4)加入的足量试剂a是________(填化学式)。
(5)无水MgCl2在熔融状态下,通电后会产生Mg和Cl2,该反应的化学方程式为________,从考虑成本和废物循环利用的角度,副产物氯气可以用于________。
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【题目】新型无机材料碳化钛(TiC)、碳化硼(B4C)、氮化硅(Si3N4)等称为非氧化物陶瓷,合成这些物质需在高温条件下进行,在合成工艺中必须注意( )
A.通入充足的氧气B.避免与氧气接触
C.可在氮气气氛中合成D.通入少量氧气
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【题目】纯碱是一种非常重要的化工原料,在玻璃、肥料、合成洗涤剂等工业中有着广泛的应用。
(1)工业上“侯氏制碱法”以NaCl、NH3、CO2及水等为原料制备纯碱,其反应原理为:NaCl+NH3+CO2+H2ONaHCO3↓+NH4Cl。生产纯碱的工艺流程示意图如下:
请回答下列问题:
①析出的NaHCO3晶体中可能含有少量氯离子杂质,检验该晶体中是否含有氯离子杂质的操作方法是_______________________________________________________________________。
②向沉淀池中先通入足量NH3,后通入CO2,析出NaHCO3晶体而不是Na2CO3晶体,其原因是_______________________________________________________________________。
③该工艺流程中可回收再利用的物质是________________。
④若制得的纯碱中只含有杂质NaCl。测定该纯碱的纯度,下列方案中可行的是________(填字母)。
a. 向m克纯碱样品中加入足量CaCl2溶液,沉淀经过滤、洗涤、干燥,称其质量为b g
b. 向m克纯碱样品中加入足量稀盐酸,用碱石灰(主要成分是CaO和NaOH)吸收产生的气体,碱石灰增重b g
c. 向m克纯碱样品中加入足量AgNO3溶液,产生的沉淀经过滤、洗涤、干燥,称其质量为b g
(2)常温下在10 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 HCl溶液20 mL,溶液中含碳元素的各种微粒的质量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如下图所示。
根据图示回答下列问题:
①在同一溶液中,CO32-、HCO3-、H2CO3________(填“能”或“不能”)大量共存。
②在滴加盐酸的过程中HCO3-的物质的量先增加后减少的原因是_____________、________(请分别用离子方程式表示)。
③将0.84 g NaHCO3和1.06 g Na2CO3混合并配成溶液,向溶液中滴加0.10 mol·L-1稀盐酸。下列图像能正确表示加入盐酸的体积和生成CO2的物质的量的关系的是___________(填字母)。
A. B.
C. D.
(3)若称取10.5 g纯净的NaHCO3固体,加热一段时间后,剩余固体的质量为8.02 g。如果把剩余的固体全部加入到100 mL 2 mol·L-1的盐酸中充分反应。求溶液中剩余的盐酸的物质的量浓度(设溶液的体积变化及盐酸的挥发忽略不计)(写出计算过程)。___________
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【题目】一定温度下,在固定容积的密闭容器中发生的可逆反应:X(g)+3Y(g) 2Z(g),下列说法能充分说明该反应已经达到平衡状态的是( )
A. X、Y、Z的浓度均不再发生变化B. X、Y、Z在容器中共存
C. v(正) = v(逆) = 0D. 单位时间内消耗a mol X同时生成2a mol Z
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