- 烃和卤代烃
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(2009广东佛山质检,26)在阿富汗战争和伊拉克战争中美军士兵佩带的头盔、防弹背心和刚性前后防护板能够有效防御子弹和炮弹碎片,它们在战争中保住了许多美军士兵的生命。新型纤维不久将有望取代使用了数十年的凯夫拉纤维,成为未来防弹装备的主要制造材料。M5纤维是近年来开发出的一种超高性能纤维,它比现有的防爆破材料轻35%,下面是M5纤维的合成路线(部分反应未注明条件):
已知:当反应条件为光照且与X2反应时,通常是X2与烷或苯环侧链烃基上的H原子发生的取代反应,而当反应条件为催化剂存在且与X2反应时,通常为苯环上的H原子直接被取代。根据上述合成M5纤维的过程,回答下列问题:
(1)合成M5的单体G的结构简式为_______________,F的含氧官能团的名称有___________。
(2)在①~⑦的反应中,不属于取代反应的是___________,②的反应条件是______________。
(3)生成A的同时可能生成的A的同分异构体为_________________________________。
(4)1 mol的C和足量新制的氢氧化铜悬浊液反应可以生成___________mol砖红色沉淀。
(5)1 mol的F和Na2CO3溶液反应最多消耗Na2CO3___________mol。
正确答案
(1)羧基、(酚)羟基(2)③④ 氢氧化钠水溶液/△
(4)2 (5)4
对二甲苯在光照条件下和氯气发生取代反应取代甲基上的H原子生成A
,A→B发生水解反应生成
,B→C发生氧化反应生成
,
发生银镜反应后生成
;结合M5的结构可知
发生取代反应生成
,由反应条件可知D→E发生取代反应, E酸化后为F
,F和
发生缩聚反应(取代反应)生成M5。
2.3g某有机物A完全燃烧后,生成0.1 mol CO2和 2.7gH2O,测得该化合物的蒸气与空气的相对密度是1.6,求该化合物的分子式。
正确答案
(1)求2.3g该有机物中组成元素的质量:
C: C → CO2
12 44
m(C) 44g/mol×0.1mol
=1.2g
H: 2H → H2O
2 18
m(H) 2.7g
=0.3g
m(C)+m(H)=1.2g+0.3g=1.5g<2.3g
该有机物中C的质量与H的质量之和(1.5g)小于该有机物的质量
(2.3g),因此该有机物A中还含有O,其质量为:
m(O)=m(A)-m(C)-m(H)
=2.3g-1.5g
=0.8g
(2)求该有机物的相对分子质量:
Mr(A)=d×Mr(空气)
=1.6×29
=46
(3)求该有机物分子中各元素原子的数目:
答:该有机物的分子式是C2H6O。
根据实验,该有机物燃烧的产物只有CO2和H2O,因此,该有机物中一定含有C和H;至于O,由于其可能全部来自于燃烧时空气所提供的氧气,也可能来自于该有机物本身。因此,该有机物分子中是否含有O,还需要通过计算反应物中C、H质量之和并与该有机物质量进行比较后,才能作出判断。该有机物的相对分子质量,则可以利用实验测出的相对密度来求。
实验测得某碳氢化合物A中,含碳80%、含氢20%,求该化合物的实验式。又测得该化合物的相对分子质量是30,求该化合物的分子式。
正确答案
C2H6
(1)
=1∶3
该化合物的实验式是CH3。
(2)设该化合物分子中含有n个CH3,则:
该化合物的分子式是C2H6。
答:该碳氢化合物的实验式是CH3,分子式是C2H6。
(1)实验式是表示化合物分子所含各元素的原子数目最简单整数比的式子,求化合物的实验式即是求该化合物分子中各元素原子的数目(N)之比。
=1∶3
该化合物的实验式是CH3。
(2)设该化合物分子中含有n个CH3,则:
该化合物的分子式是C2H6。
答:该碳氢化合物的实验式是CH3,分子式是C2H6。
粉煤灰是燃煤电厂排出的工业废渣,其中含莫来石(Al6Si2O13)的质量分数为43.4%,还有含量较多的SiO2(其他成分不含Al和Si)。用粉煤灰和纯碱在高温下烧结,可制取NaAlSiO4(霞石)、Na2SiO3和NaAlO2,有关化学方程式为:
Al6Si2O13 + 3Na2CO3 → 2NaAlSiO4+ 4NaAlO2 + 3CO2↑ ①
Al6Si2O13 + 5Na2CO3→ 2Na2SiO3 + 6NaAlO2 + 5CO2↑ ②
SiO2 + Na2CO3→ Na2SiO3 + CO2↑ ③
(1)粉煤灰中铝的质量分数为 % 。
(2)用1 mol Al6Si2O13 和 4 mol SiO2制得5mol NaAlO2、1mol NaAlSiO4,还应制得Na2SiO3____________mol,共消耗Na2CO3 mol(得到的固体中无SiO2)。
(3)若粉煤灰中 Al6Si2O13 与 SiO2的物质的量之比为1:2,则1kg粉煤灰与6mol Na2CO3反应(反应物全部都参与反应),可制得NaAlO2_________________mol。
(4)若用100 mol Al6Si2O13同时生产NaAlSiO4和NaAlO2,且n(NaAlSiO4):n(NaAlO2) = x,消耗Na2CO3 y mol,试确定y与x的关系式。
正确答案
(1) 16.5% (2) 5,8 (3) 5.09mol
(4)
略
糖尿病是由于体内胰岛素紊乱导致的代谢紊乱综合症,以高血糖为主要标志。长期摄入高热量食品和缺少运动都易导致糖尿病。
(1)血糖是指血液中的葡萄糖 ( C6H12O6)。下列说法不正确的是___________(填序号);
A.糖尿病人尿糖偏高,可用新制的氢氧化铜悬浊液来检测病人尿液中的葡萄糖
B.葡萄糖属于碳水化合物,分子可表示为 C6(H2O)6,则每个葡萄糖分子中含 6个H2O
C.葡萄糖可用于制镜工业
D.淀粉水解的最终产物是葡萄糖
(2)含糖类丰富的农产品通过发酵法可以制取乙醇,但随着石油化工的发展,工业上主要是以乙烯为原料,在加热、加压和有催化剂存在的条件下跟水反应生成乙醇,这种方法叫做乙烯水化法。试写出该反应的化学方程式:______________。
(3)烯烃加到溴水中能使溴水褪色,现将丙烯和溴水褪色后的有机物与氢氧化钠的醇溶液混合加热,又能得到一种烃类物质,该反应堆化学方程式为:___________ 。
(4)卤代烃的一些数据如下表,分析表中数据可以得出的结论是(写出2条即可)___________ 。
正确答案
(1)B ;
(2)CH2=CH2 + H2O CH3CH2OH ;
(3)“略”
(4)1、卤代烷的沸点是随着碳原子数的增加而升高的。
2、烃基相同的卤代烷,以碘代烷的沸点最高,其次为溴代烷,氟代烷的沸点最低。
3、在同一卤代烷的各种异构体中,与烷烃的情况类似,即直链异构体的沸点最高,支链越多的沸点越低。
某醛的结构简式为(CH3)2C=CHCH2CH2CHO。
(1)检验分子中醛基的方法是___________,化学方程式为_____________。
(2)检验分子中碳碳双键的方法是________________,化学方程式为________________。
(3)实验操作中,哪一个官能团应先检验?________________
正确答案
(1)加入银氨溶液后,水浴加热有银镜生成,可证明有醛基;
(CH3)2C=CHCH2CH2CHO+2Ag(NH3)2OH2Ag↓+ 3NH3+(CH3)2C=CHCH2CH2COONH4+H2O
(2)在加银氨溶液氧化-CHO后,调节pH至酸性再加入溴水,看是否褪色;
(CH3)2C=CHCH2CH2COOH+Br2→
(3)醛基
某有机物A既能使溴水褪色,又能与碳酸钠溶液反应放出CO2,A与CnH2n+1OH反应生成分子式为
Cn+3H2n+4O2的酯。回答以下问题:
(1)A的分子式为____________,结构简式为_____________。
(2)已知含碳碳双键的有机物与卤代氢发生加成反应,卤代氢中的氢原子加到氢原子较多的不饱和碳原子上,而卤原子加到含氢原子较少的不饱和碳原子上,依此规则,A与HBr发生加成反应,生成物B的结构简式为_______________。
(3)B与NaOH溶液发生取代反应后,再用盐酸酸化所生成C的结构简为:,则C在浓硫酸的作用下,发生分子间脱水生成链状酯的化学方程式为________________________。
(4)C在浓硫酸作用下,生成的环状酯的结构简式为________________________。
(5)写出一个与有相同官能团的同分异构体_________________________。
正确答案
(1)C3H4O2;CH2=CH-COOH
(2)
(3)
(4)
(5)HOCH2CH2COOH
取8 g某有机物A(相对分子质量为32)在氧气中燃烧,生成物中只有11 g的CO2和9 g H2O,则A中一定含有______________元素,其分子式是______________;误服A会使人中毒眼睛失明甚至死亡,其化学名称为______________,写出此物质在空气中燃烧的化学方程式:_____________________________。
正确答案
碳、氢、氧;CH4O;甲醇;2CH3OH+3O22CO2+4H2O。
该有机物中含碳、氢元素的质量为:
m(C)=×m(CO2)=
×11g=3g
m(H)=×m(H2O)=
×9g=1g
m(O)=8g-(3g+1g)=4g
A中各元素原子数目之比为:N(C)∶N(H)∶N(O)==1∶4∶1
A的实验式为:CH4O
A分子中含有n个CH4O,则n==1
A的分子式为CH4O,名称为甲醇(CH3OH)。
甲醇在空气中燃烧的化学方程式为:
2CH3OH+3O22CO2+4H2O
已知F为高分子化合物
C分子结构中只含有一种氢。
(1)写出下列物质结构简式 A:__________C:__________E:__________
(2)判断①反应类型:____________________
(3)写出②反应进行所需条件:____________________
(4)写出C7H8O所有含苯环结构的同分异构体:____________________
正确答案
(1);
;
(2)取代反应
(3)NaOH醇溶液,加热
(4)、
、
、
、
过渡金属催化的新型碳-碳偶联反应是近年来有机合成的研究热点之一,如反应
化合物Ⅱ可由化合物Ⅲ合成:
(1)化合物I的分子式为______________。
(2)化合物Ⅱ与Br2加成的产物的结构简式为______________。
(3)化合物Ⅲ的结构简式为______________。
(4)在浓硫酸存在和加热条件下,化合物Ⅳ易发生消去反应生成不含甲基的产物,该反应方程式为______________(注明反应条件)。因此,在碱性条件下,由Ⅳ与反应合成Ⅱ,其反应类型为___________。
(5) Ⅳ的一种同分异构体V能发生银镜反应。V与Ⅱ也可发生类似反应①的反应,生成化合物Ⅵ,Ⅵ的结构简式为___________(写出其中一种)。
正确答案
(1)C7H5OBr
(2)
(3)
(4);取代反应
(5)
PBS是一种可降解的聚酯类高分子材料,可由马来酸酐等原料经下列路线合成:
(1)A→B的反应类型是_____;B的结构简式是__________。
(2)C中含有的官能团名称是_____;D的名称(系统命名)是__________。
(3)半方酸是马来酸酐的同分异构体,分子中含1个环(四元碳环)和1个羟基,但不含—O—O—键,半方酸的结构简式是____________________
(4)由B和D合成PBS的化学方程式是_________________________
(5)下列关于A的说法正确的是_____
a.能使酸性KMnO4溶液或溴的CCl4溶液褪色
b.能与Na2CO3反应,但不与HBr反应
c.能与新制Cu(OH)2反应
d.1molA完全燃烧消耗5molO2
正确答案
(1)加成反应(或还原反应);HOOCCH2CH2COOH
(2)碳碳叁键、羟基;1,4-丁二醇
(3)
(4)nHOOCCH2CH2COOH+nHOCH2CH2CH2CH2OH
+2nH2O
(5)ac
下列化合物中:a.HO(CH2)3COOH b.HO(CH2)2OH c.CH3CH=CH-CN d.CH3CH2CH(CH3)COOH e.HOOC(CH2)4COOH
(1)可发生加聚反应的化合物是________,加聚物的结构简式为________;
(2)同种分子间可发生缩聚反应生成酯键的化合物是______________,缩聚物的结构简式为____________;
(3)两种分子间可发生缩聚反应生成酯键的化合物是_________和__________,缩聚物的结构简式为_________________。
正确答案
(1)c;
(2)a;
(3)b;e;
有机物A的结构简式为它可通过不同化学反应制得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)A-E五种物质中,互为同分异构体的是___________(填代号)。
(3)由A生成B的化学方程式为______________
(4)已知HCHO分子中的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________(填代号)。
(5)C能形成高聚物,写出C生成高聚物的化学方程式___________________
(6)写出D与NaOH溶液共热的化学方程式____________________
正确答案
(1)消去反应
(2)CE
(3)
(4)C
(5)
(6)
从某些植物树叶提取的挥发油中含有下列主要成分:
(1)有关A、B、C三种物质的说法正确的是__________ (填序号)
a.均能发生加聚反应 b.只有B能与FeCl3发生显色反应 c.均不能与碳酸钠溶液反应 d.只有C能发生银镜反应
(2)A中苯环上的一卤代物的同分异构体的数目为________________ 。
(3)0.5molB与足量的溴水充分反应,消耗_____________mol单质溴。
(4)已知: 有机物C9H8O发生如下反应:
,则C9H8O的结构简式为_____________ 。
(5)写出A与B在一定条件下相互反应,生成高分子化合物的化学方程式:_______________ 。
正确答案
(1)a b d
(2)3
(3)2
(4)
(5)
2005年的诺贝尔化学奖颁给了3位在烯烃复分解反应研究方面做出突出贡献的化学家。烯烃复分解反应实际上是在金属烯烃络合物的催化下实现 C=C 双键两边基团换位的反应。如下图表示了两个丙烯分子进行烯烃换位,生成两个新的烯烃分子为丁烯和乙烯。
现以石油裂解得到的丙烯为原料,经过下列反应可以分别合成重要的化工原料I和G。I和G在不同条件下反应可生成多种化工产品,如环酯J。
请按要求填空:
(1)写出下列反应的反应类型:①__________,⑥__________,⑧__________。
(2)反应②的化学方程式是_____________________________。
(3)反应④、⑤中有一反应是与HCl加成,该反应是________(填反应序号),设计这一步反应的目的是_______________________,物质E的结构简式是______________。
(4)反应⑨的化学方程式是__________________。
(5)反应⑩的化学方程式是__________________。
正确答案
(1)取代反应 ; 消去反应 ; 加成反应
(2)
(3) ④ ;保护A分子中不被氧化 ;
(4)
(5)
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