- 芳香烃
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(12 分)某芳香烃的分子式为C12H14,其苯环上的一氯代物只有一种,A能发生如下图所示的转化,并最终制得合成纤维J和合成橡胶K。(某些反应条件已略去)
已知:
Ⅰ.请回答下列问题:
(1)A的结构简式 ▲ 。
(2)上述转化发生的反应中,属于消去反应的是 ▲ 。
(3)反应⑨的化学方程式是 ▲ 。
(4)请写出两种符合下列条件的B的同分异构体的结构简式:
①能与FeCl3溶液反应显色;②能与溴的CCl4溶液发生加成反应;③苯环上有三个取代基。
▲ 、 ▲ 。
Ⅱ.3-戊醇可作香料。以甲醛和乙炔钠为原料,其他试剂自选,完成其合成路线。
▲ 。
正确答案
Ⅰ.(1) (2)⑤
(3)
(4)、
(其他合理答案也可)
Ⅱ.
略
如图是苯和溴的取代反应的实验装置图,其中A为具有支管的试管 , 改制成的反应容器,在其下端开了一个小孔,塞好石棉绒,再加入少量的铁屑粉.填写下列空白:
(1)向反应容器A中逐滴加入溴和苯的混合液,几秒钟内就发生反应.写出A中发生反应的化学方程式(有机物写结构简式) 。
(2)试管C中苯的作用是 .反应开始后,观察D和E两试管,看到的现象是 。
(3)反应2min~3min后,在B中的氢氧化钠溶液里可观察到的现象是 。
(4)在上述整套装置中,具有防倒吸作用的仪器有 。
(5)改进后的实验除①步骤简单,操作方便,成功率高;②各步现象明显;③对产品便于观察这三个优点外,还有一个优点是: 。
正确答案
(1);
(2)吸收Br2蒸汽,D管中变红,E管中出现浅黄色沉淀;
(3)底层出现油状液体,并有红褐色沉淀生成;
(4)F
(5)充分吸收有毒气体,防止大气污染
试题分析:(1)苯和液溴在催化剂条件下能发生取代反应生成溴苯,反应方程式为。(2)溴苯中的溴易挥发,溴和四氯化碳都是非极性分子,根据相似相溶原理知,溴易溶于四氯化碳,所以四氯化碳的作用是吸收溴蒸汽;该反应中有溴化氢生成,溴化氢溶于水得到氢溴酸,氢溴酸是酸性物质,能使石蕊试液变红色;氢溴酸能和硝酸银反应生成淡黄色沉淀溴化银,所以观察D和E两试管,看到的现象是D管中变红,E管中出现浅黄色沉淀。(3)溴苯是有机物,氢氧化钠溶液是无机物,所以溴苯和氢氧化钠溶液不互溶,且溴苯的密度大于水的密度,所以在B中的氢氧化钠溶液里可观察到的现象是底层出现油状液体,并有红褐色沉淀生成。(4)当两端压力发生压力变化时,液体会产生倒吸现象,因为倒置的漏斗下口很大,液体上升很小的高度就有很大的体积,上升的液体的本身的压力即可低偿压力的不均衡.因此由于上部还有空气隔离,液体不会倒吸入上端的细管道,所以具有防倒吸作用的仪器有F,故答案为:F;(5)由于该反应比较剧烈,放出了热量,会使溴挥发,有大量Br2蒸气出来,但该装置中确保了溴气的放出,有利于环保。
甲烷、乙烯、苯、甲苯四种有机物中具有下列性质的是:
(1)不能与溴水反应,能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是________________。
(2)在催化剂作用下能与纯溴反应,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是________。
(3)见光能跟氯气反应,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是________。
(4)在催化剂作用下加氢生成乙烷,加水生成酒精的是________。
正确答案
(1)甲苯 (2)苯 (3)甲烷 (4)乙烯
(1)属于苯的同系物的性质;(2)属于苯的性质;(3)属于烷烃的性质;(4)属于烯烃的性质。
(9分)某学生用下图所示装置证明溴和苯的反应是取代反应而不是加成反应。主要实验步骤如下:
⑴ 检查气密性,然后向烧瓶中加入一定量的苯和液溴。
⑵ 向锥形瓶中加入某溶液适量,小试管中加入CCl4,并将右边的长导管口浸入CCl4液面下。
⑶将A装置中的纯铁丝小心向下插入混合液中。
请填写下列空白:
① 装置B的锥形瓶中小试管内CCl4的作用是 _;小试管外的液体是(填名称)___________,其作用是__ _________。
②反应后,向锥形瓶中滴加(填化学式)___________溶液,现象是___________,其作用是___________;装置(Ⅱ)还可起到的作用是_________
正确答案
①吸收挥发出的Br2蒸气;水,吸收反应生成的HBr气体。
② AgNO3,生成淡黄色沉淀,检验Br-;防倒吸。
①由于溴单质易挥发,所以为了防止干扰溴化氢的检验,需要利用四氯化碳吸收挥发出的Br2蒸气。溴化氢极易溶于水,用水吸收即可。
②检验溴化氢一般用硝酸银溶液,因为溴离子和银离子反应生成溴化银淡黄色沉淀。由于溴化氢极易溶于水,所以装置Ⅱ还起防止倒吸的作用。
实验室制备硝基苯的主要步骤如下:
①配制一定比例的浓硫酸与浓硝酸的混合酸,加入反应器中。
②向室温下的混合酸中逐滴加入一定质量的苯,充分振荡,混合均匀。
③在50 ℃—60 ℃下发生反应,直至反应结束。
④除去混合酸后,粗产品依次用蒸馏水和5% NaOH溶液洗涤,最后再用蒸馏水洗涤。
⑤将用无水CaCl2干燥后的粗硝基苯进行蒸馏,得到纯硝基苯。完成下列空白:
(1)配制一定比例浓硫酸与浓硝酸混合酸时,操作注意事项是__________________________。
(2)步骤③中,为了使反应在50 ℃—60 ℃下进行,常用的方法是______________________。
(3)步骤④中洗涤、分离粗硝基苯应使用的仪器是_______________________。
(4)步骤④中粗产品用5% NaOH溶液洗涤的目的是______________________。
正确答案
(1)先将浓硝酸注入容器中,再慢慢注入浓硫酸,并及时搅拌和冷却 (2)将反应器放在50 ℃—60 ℃的水浴中加热 (3)分液漏斗 (4)除去粗产品中残留的酸
(1)浓H2SO4与浓HNO3混合放出大量的热量,若将浓HNO3注入浓H2SO4中,易产生暴沸,导致液体飞溅。(2)水浴加热便于控制温度。
取0.1 mol苯的同系物完全燃烧后,生成的气体通过浓硫酸,浓硫酸增重10.8 g,再通过氢氧化钾溶液后,气体减轻39.6 g。该苯的同系物在苯环上的一氯代物、二氯代物、三氯代物分别只有一种。根据上述条件,推断它的分子式是___________,结构简式是___________,名称是___________。
正确答案
C9H12 间三甲苯
n(CO2)="39.6" g÷44 g·mol-1="0.9" mol,n(H2)="10.8" g÷18 g·mol-1="0.6" mol,故n(烃)∶n(C)∶n (H)=0.1∶0.9∶0.6×2=1∶9∶12,故分子式为C9H12。
二甲苯苯环上的一溴代物有六种同分异构体,可以用还原法制得三种二甲苯,它们的熔点分别如下:
由此可推断熔点为234 ℃的分子的结构简式为___________________,熔点为-54 ℃的分子的结构简式为___________________。
正确答案
。
这类数据题,首先应该分析数据,找出规律。本题中第一行给出六种物质的熔点,而还原后只有3个熔点数据,其中熔点为206 ℃、204℃、205 ℃的三种溴二甲苯还原后得到同一种二甲苯,其熔点为-54 ℃;熔点为213 ℃和214 ℃的两种二甲苯还原后也得到同一种熔点为-27 ℃的二甲苯,由此说明,有一种二甲苯的苯环上的一溴代物有三种,有一种二甲苯的一溴代物有两种,当然剩下的一种二甲苯的一溴代物只有一种。这样就把问题转化成了判断二甲苯的一溴代物的同分异构体数目了。二甲苯有三种:邻二甲苯,间二甲苯、对二甲苯、它们对应的一溴二甲苯的结构简式如下:
所以,有三种一溴二甲苯的是间二甲苯,只有一种一溴二甲苯的是对二甲苯。
(8分)已知由六种一溴代二甲苯同分异构体的熔点和对应的二甲苯熔点数据如下表所列:
分析上表的数据回答下列问题:
小题1:熔点为234℃的一溴二甲苯所对应的二甲苯的结构简式为____________________,此一溴二甲苯结构简式为___________________________。
小题2:x的数值是____________,它对应的二甲苯的结构简式是________________。
正确答案
小题1:、
小题2:-54、
因为二甲苯有三种同分异构体,分别为对二甲苯、间二甲苯和邻二甲苯。其一溴代物分别有1种、3种和2种。因为X对应的一溴代二甲苯的熔点和-54℃对应的一溴代二甲苯的熔点接近,所以X是-54℃。根据表中对应二甲苯的熔点可判断,熔点为13℃的二甲苯只有一种一溴代物,熔点为-54℃的二甲苯有3种一溴代物,而熔点为-27℃的二甲苯有2种一溴代物。因此熔点为13℃的二甲苯是对二甲苯,熔点为-54℃的二甲苯是间二甲苯,熔点为-27℃的二甲苯是邻二甲苯。
一种烃的碳架呈三棱柱体(如图所示)
(1)写出该烃的分子式__________。
(2)该烃的一氯取代物有__________种。
(3)该烃的二氯取代物有__________种。
(4)该烃的同分异构体有多种,其中1种不能使酸性高锰酸钾溶液或Br2-CCl4溶液褪色,但在一定条件下能跟溴(或H2)发生取代(或加成)反应,这种同分异构体的结构简式是
____________________。
正确答案
(1)C6H6 (2)1 (3) 3 (4)
略
我国著名化学家傅鹰告诫我们“化学给人以知识,化学史给人以智慧。”回顾苯的结构的探索历程,曾有人提出两种立体结构: 就上述两种立体结构回答下列有关问题:
(1) 若苯的结构为(Ⅰ),则在下列项目中它与苯的凯库勒式结构不同的是__________
a.一氯代物种数 b.二氯代物种数
c.与溴水的作用 d.燃烧时烟的浓度
(2) 利用苯的结构(Ⅰ)能解释下列事实的是__________
a.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色 b.苯的邻位二氯代物没有同分异构体
c.在一定条件下能和氢气发生加成反应 d.和氯气在一定条件下发生取代反应
(3) 若苯的结构为(Ⅱ),则苯能否使溴水反应褪色?若能,请写出一个可能反应的化学方程式;若认为不能,请说明原因。
正确答案
(1)b、c (每个1分,有错选项不给分) (2) a、d (每个1分,有错选项不给分)
(3)
(合理就给分)
(1)Ⅰ二氯代物有两种,苯的凯库勒式二氯代物有4种;Ⅰ式不能使溴水褪色,苯的凯库勒式可以使溴水褪色。
(2)Ⅰ式是饱和状态,能解释a、d。(3)若为Ⅱ式含有C=C,可以使溴水褪色,方程式见答案。
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