- 烯烃的通性
- 共2045题
苯酚具有弱酸性,在空气中易被氧化。工业上以苯、硫酸、氢氧化钠、亚硫酸钠为原料合成苯酚的方法可简单表示为:
(1)根据上述反应判断下列三种物质的酸性由强到弱的顺序为 (填序号)。
A. B.
C.H2SO3
(2)步骤④与使用CO2相比,使用SO2的优点是 (答一个方面)。
(3)经反应④得到的产物除外、可能还含有OH-、SO32-、HSO3-等微粒。请设计实验方案,证明溶液中存在
、SO32-、HSO3-,写出实验步骤、预期现象和结论。
限选仪器及试剂:试管、滴管、玻璃棒、过滤装置和滤纸;2mol·L-1盐酸、1mol·L-1 BaCl2溶液、品红溶液、0.01 mol·L-1酸性KMnO4溶液、1 mol·L-1 FeCl3溶液、饱和溴水等。
(4)纯度测定:称取1.00g产品溶解于足量温水中,向其中加入足量饱和溴水(产品中除苯酚外,不含其它与饱和溴水反应生成沉淀的物质),苯酚全部生成三溴苯酚沉淀,经过滤、洗涤、干燥后,称得沉淀质量为3.31g,则产品中苯酚的质量分数为 。(苯酚的分子式为C6H6O,三溴苯酚的分子式为C6H3Br3O,它们的相对分子质量分别为94、331)
正确答案
(16分)(1)A>C>B (3分)
(2)使用SO2可防止被氧化(或SO2可利用工业废气获得,变废为宝。其它合理答案也给分)(2分)
(3)(8分)方案一:
评分说明:步骤2若用0.01 mol·L-1酸性KMnO4溶液,因有还原性,也能使酸性KMnO4溶液褪色,对应得分点不给分;步骤3改为“足量饱和溴水”、“溶液中产生白色沉淀”也给分,试剂用量错误或无说明合扣1分。
(4)94.0% (3分,有效数字错扣1分)
试题分析:(1)反应②能自发进行,即2C6H5SO3H+Na2SO3→2C6H5SO3Na+SO2↑+H2O,说明苯磺酸的酸性比亚硫酸强;反应④能自发进行,即SO2+H2O+2C6H5ONa→2C6H5OH+Na2SO3,说明亚硫酸的酸性比苯酚强;综上所述,酸性:苯磺酸>亚硫酸>苯酚,故酸性由强到弱的顺序:A>C>B;(2)使用二氧化碳、二氧化硫分别制备苯酚的原理是:CO2+H2O+C6H5ONa→C6H5OH+NaHCO3、SO2+H2O+2C6H5ONa→2C6H5OH+Na2SO3(或者SO2+H2O+C6H5ONa→C6H5OH+NaHSO3),前者反应生成的碳酸氢钠没有还原性,对苯酚无保护作用,而后者生成的亚硫酸钠(或亚硫酸氢钠)、苯酚都具有还原性,都可以被空气中的氧气氧化,且亚硫酸钠(或亚硫酸氢钠)的还原性比苯酚强,优先被氧气氧化为硫酸钠,因此使用SO2制备的苯酚中混有的亚硫酸钠(或亚硫酸氢钠)可以防止被氧化(或SO2可利用工业废气获得,变废为宝);(3)根据苯酚、亚硫酸根离子和亚硫酸氢根离子的性质,步骤1中发生的反应可能是Ba2++SO32—=BaSO3↓,所得滤液中可能含有亚硫酸氢根离子、苯酚,一定含有钡离子和氯离子,滤渣的主要成分可能是亚硫酸钡;由于亚硫酸氢根离子具有两性和还原性,但题目限选试剂中没有强碱,只能选择盐酸和品红溶液检验其存在,若往试管A中加入足量2mol/L盐酸酸化,再滴入几滴(或少量)品红溶液,品红溶液褪色或产生有刺激性气味气体,说明溶液中含有HSO3—;不能利用HSO3—的还原性检验,因为苯酚、HSO3—都具有还原性,苯酚会干扰HSO3—的检验,往试管A中加入0.01mol/L酸性高锰酸钾溶液,紫红色溶液褪色,不能说明溶液中含有HSO3—;步骤3中可以根据苯酚与浓溴水的取代反应或与氯化铁溶液的显色反应检验,往试管B中加入几滴1mol/LFeCl3溶液,溶液变为紫色,说明溶液中含有苯酚;或者往试管B中加入几滴饱和溴水,产生白色沉淀,说明溶液中含有苯酚;步骤4中反应可能是BaSO3+2HCl=BaCl2+SO2↑+H2O,二氧化硫具有漂白性,能使品红溶液褪色,说明溶液中含有SO32—;(4)由于三溴苯酚的相对分子质量为331,n=m/M,则三溴苯酚的物质的量为0.0100mol;由于取代反应中苯酚与三溴苯酚的系数之比等于物质的量之比,则苯酚的物质的量也是0.0100mol;由于苯酚的相对分子质量为94,m=n•M,则参加反应的苯酚的质量为0.940g;由于苯酚产品的质量为1.00g,其中苯酚的质量为0.940g,则产品中苯酚的质量分数为0.940/1.00×100%=94.0%,注意计算过程中均保留三位有效数字。32—和HSO3—、设计实验方案检验产品中苯酚的存在、利用苯酚的沉淀反应测定产品的纯度、三溴苯酚沉淀的质量、物质的量、物质的量在化学方程式中的应用、苯酚的质量和纯度计算、有效数字的处理等。
现有5.6g某烃在足量的氧气中完全燃烧,将产生的高温气体依次通过浓H2SO4和碱石灰,测得浓H2SO4增重7.2g,碱石灰增重17.6g。已知相同条件下,该烃的蒸汽对H2的相对密度为28,且能使酸性高锰酸钾褪色或溴水褪色,求推测它的分子式,写出该有机物所有可能的
结构简
式(不包括立体异构)、键线式并用系统命名法进行命名。
正确答案
(10分)
因为其能使酸性高锰酸钾褪色或溴水褪色,故分子中应含有不饱和键;
∴可能的结构简式、键线式及对应命名如下所示
略
(14分)
小题1:具有支链的化合物A的分子式为C4H6O2,A可以使溴的四氯化碳溶液退色。1 mol A和1 mol NaHCO3能完全反应,则A的结构简是 。
写出与A具有相同官能团的A的所有同分异构体的结构简式 、
。
小题2:化合物B含有C、H、O三种元素,相对分子质量为60,其中碳的质量分数为60%,氢的质量分数为13.3%。B在Cu的催化作用下被氧气氧化成C,C能发生银镜反应,则B的结构简式是 。物质B的核磁共振氢谱(NMR)会产生 个吸收峰,峰值比例为 。
小题3:D是由A和B反应生成的酯,相应反应的化学方程式是______________
正确答案
小题1: CH3—CH=CH—COOH、CH2=CH—CH2—COOH
小题2:CH3CH2CH2OH 4 3:2:2:1
小题3: CH2=C(CH3)COOH+CH3CH2CH2OHCH2=C(CH30COOCH2CH2CH3+H2O
小题1:A可以使溴的四氯化碳溶液退色,说明含有碳碳不饱和键。又因为A和1 mol NaHCO3能完全反应,所以A中含有1个羧基。A是具有支链的化合物,所以A的结构简式为。通过改变碳碳双键的位置即可写出与A具有相同官能团的A的所有同分异构体的结构简式,分别为CH3—CH=CH—COOH、CH2=CH—CH2—COOH。
小题2:碳的质量分数为60%,则碳原子数是。氢的质量分数为13.3%,则氢原子数是
,所以氧原子数是
,因此分子式为C3H8O。B的氧化产物能发生银镜反应,所以B的结构简式为CH3CH2CH2OH,其分子中含有4类氢原子,个数之比为3:2:2:1。
小题3:根据以上分析可知A和B的发生酯化反应的方程式为
CH2=C(CH3)COOH+CH3CH2CH2OHCH2=C(CH30COOCH2CH2CH3+H2O。
(9分)有机物A是烃,有机物B易溶于水,且1 mol B能跟足量的钠反应生成标准状况下的H2 11.2 L,但不能与NaHCO3溶液反应,已知A通过如下转化关系可制得化学式为C4H8O2的酯E,且当D→E时,式量增加28。
请回答下列问题:
(1)A在标准状况下的密度为________,反应①的原子利用率为________。
(2)B的密度比水________, B中含氧官能团的名称为________。
(3)反应②的化学方程式为______________。
(4)反应③的反应类型为 。
(5)4.4 g C物质完全燃烧消耗 mol氧气。
(6)若D→E时,式量增加m,则B的式量为 。(用含m的代数式表示)
正确答案
(1)1.25 g/L(1分) 100%(1分) (2)小(1分) 羟基(1分)
(3)2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O(2分)
(4)取代反应(或酯化反应) (1分) (5)0.25(1分) (6)m+18(1分)
根据B的性质可知,B是一元醇,C是醛,D是羧酸,E是酯类。因此根据E的分子式可知,B是乙醇,D是乙酸,C是乙醛。A和水反应生成乙醇,且A是烃,因此A是乙烯和水发生加成反应生成乙醇。
(1)A在标准状况下的密度为28g/mol÷22.4L/mol=1.25 g/L。乙烯和水发生加成反应中,生成物只有乙醇,所以原子利用率是100%。
(2)乙醇的密度小于水的,含有的官能团是羟基。
(3)反应②是乙醇的催化氧化,方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O。
(4)乙醇和乙酸生成乙酸乙酯的反应是酯化反应。
(5)乙醛燃烧的方程式为2CH3CHO+5O24CO2+4H2O,4.4g乙醛是0.1mol,消耗氧气是0.25mol。
(6)在生成乙酸乙酯的反应中,还同时生成水,所以根据质量守恒定律可知,B的式量为m+18。
(10分)相对分子质量不超过100的有机物A能与碳酸钠反应产生无色气体;1 mol A还可以使含溴160 g 的四氯化碳溶液恰好褪为无色;A完全燃烧只生成CO2和H2O;经分析其含氧元素的质量分数为37.21%。
(1)试写出A中含有的官能团的名称:_______________________。
(2)经核磁共振检测发现A的图谱如下:
①写出A的结构简式: 。
② A具有下列性质中的(选填字母)_____________:
a.能使酸性高锰酸钾溶液褪色 b.能使溴水褪色
c.能与乙醇和浓硫酸混合液发生反应 d.能与金属钠反应
③ A在一定条件下可以发生聚合反应生成高分子化合物,写出反应的方程式:
(3)相对分子质量与A相同的某烃C有多种同分异构体,请写出其中核磁共振氢谱中峰面
积比最大的C的结构简式: 。
正确答案
(1)碳碳双键、羧基(各1分,答成双键不给分);
(2)①CH2=C(CH3)COOH(2分);
② abcd(2分,选对2个1分,全对2分);
③nCH2=C(CH3)COOH
(2分);
(3)(CH3)2CHCH(CH3)2(2分);
略
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