下列哪物质能分别能使溴水和高锰酸钾溶液褪色 甲烷,乙烯,乙炔,苯,,乙醇,苯酚,苯酚钠,甲苯,氯乙烷,
溴水褪色:乙烯 乙炔 苯酚 苯酚钠和苯(苯因萃取溴水中的溴而使溴水褪色,并无化学反应)
高锰酸钾褪色:乙烯 乙炔 苯酚,甲苯,
具有酸性的有:苯酚
解析:知识链接
(1)能使溴水褪色或变色的有机物质及有关化学反应原理分别为:
①烯烃、炔烃、二烯烃等不饱和烃类及其不饱和烃的衍生物加成反应,使溴水褪色
②与苯酚反应生成白色沉淀
③与醛类等有醛基的物质反应,使溴水褪色
④因萃取作用使溴水褪色,有机溶剂溶解溴呈橙色(或棕红色)。(四氯化碳、液态的饱和烃、苯及其同系物等)。
(2)能使高锰酸钾溶液褪色的有机物质及有关化学反应原理分别为:
①与烯烃、炔烃、二烯烃等不饱和烃类及不饱和烃的衍生物反应,使高锰酸钾溶液褪色;与苯的同系物(甲苯、乙苯、二甲苯等)反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色。
②与部分醇羟基、酚羟基(如苯酚)发生氧化还原反应,使高锰酸钾溶液褪色
③与醛类等有醛基的有机物(如醛、甲酸、甲酸酯、甲酸盐、葡萄糖、麦芽糖等)发生氧化还原反应,使高锰酸钾溶液褪色
乙醇
乙醇的物理性质主要与其低碳直链醇的性质有关。分子中的羟基可以形成氢键,因此乙醇黏度很大,也不及相近相对分子质量的有机化合物极性大。室温下,乙醇是无色易燃,且有特殊香味的挥发性液体。 作为溶剂,乙醇易挥发,且可以与水、乙酸、丙酮、苯、四氯化碳、氯仿、乙醚、乙二醇、甘油、硝基甲烷、吡啶和甲苯等溶剂混溶。此外,低碳的脂肪族烃类如戊烷和己烷,氯代脂肪烃如1,1,1-三氯乙烷和四氯乙烯也可与乙醇混溶。随着碳数的增长,高碳醇在水中的溶解度明显下降。 由于存在氢键,乙醇具有潮解性,可以很快从空气中吸收水分。羟基的极性也使得很多离子化合物可溶于乙醇中,如氢氧化钠、氢氧化钾、氯化镁、氯化钙、氯化铵、溴化铵和溴化钠等。氯化钠和氯化钾则微溶于乙醇。此外,其非极性的烃基使得乙醇也可溶解一些非极性的物质,例如大多数香精油和很多增味剂、增色剂和医药试剂。 化学性质 酸性 乙醇分子中含有极化的氧氢键,电离时生成烷氧基负离子和质子。 CH3CH2OH→(可逆)CH3CH2O- + H+ 乙醇的pKa=15.9,与水相近。 乙醇的酸性很弱,但是电离平衡的存在足以使它与重水之间的同位素交换迅速进行。 CH3CH2OH+D2O→(可逆)CH3CH2OD+HOD 因为乙醇可以电离出极少量的氢离子,所以其只能与少量金属(主要是碱金属)反应生成对应的醇金属以及氢气: 2CH3CH2OH + 2Na→2CH3CH2ONa + H2 醇金属遇水则迅速水解生成醇和碱 结论: (1)乙醇可以与金属钠反应,产生氢气,但不如水与金属钠反应剧烈。 (2)活泼金属(钾、钙、钠、镁、铝)可以将乙醇羟基里的氢取代出来。 与乙酸反应
苯酚
苯酚又名石炭酸,分子式C6H6O,无色针状结晶或白色熔块,苯酚密度为1.071 g/cm3,沸点为181.8℃,熔点为40.8℃,易熔于乙醇、氯仿、乙醚、甘油和二硫化碳,熔于水,不熔于石油醚,具特殊气味,有腐蚀性。空气中的氧可将苯酚氧化生成苯醌。纯净的苯酚为白色晶体,有特殊气味,长时间存放,特别是在日光照射下易氧化而呈玫瑰色或深褐色;苯酚易潮解,是弱酸性物质。
乙醛
乙醛物理性质 乙醛密度比1小,熔点是-121摄氏度,沸点为21摄氏度,溶解度为16g/(100g H20),因有氢键,可与水互溶。用作制取醋酸,也是许多反应的合成中间体。乙醛
1.分子结构
〔师〕展示乙醛分子的比例模型,并让学生根据乙醇催化氧化反应的本质,写出乙醛的分子式、结构式、结构简式及官能团。
〔一个学生在黑板上写,其他学生写在练习本上〕
〔学生板演,教师巡视〕
分子式:C2H4O
〔师〕乙醛的结构简式还可以写成CH3CHO,醛基也可以写成—CHO,但不能写成—COH。
〔师〕写出—CHO的电子式。
〔师〕醛基是一个中性基团,本身未失e-,也未得到e-,因此乙的写法正确。甲误以为“—”应表示一对共用电子对。
〔师〕展示乙醛样品,让学生闻其气味,并观察其颜色、状态,结合教材164页相关内容叙述乙醛的重要物理性质。
〔板书〕2.物理性质
〔生〕乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,密度比水小,沸点是20.8℃,易挥发,易燃烧,能跟水、乙醇、氯仿等互溶。
〔师〕官能团决定物质的化学性质,乙醛的化学性质是由醛基决定的。请同学们分析醛基的结构,推测其在化学反应中的断裂方式。
〔生〕C==O键和C—H键都有极性,都可能断裂。
〔师〕下面我们通过乙醛的化学性质来验证同学们的推断是否正确。
〔板书〕3.化学性质
〔师〕C==O键和C==C键断键时有类似的地方,说明乙醛可以发生什么类型的反应?
〔生〕加成反应。
〔师〕请同学们根据加成反应的概念写出CH3CHO和H2加成
〔师〕指出:此反应在Ni作催化剂、加热的条件下才能进行。
〔板书〕(1)加成反应
〔师〕说明:①醛基与H2的加成是在分子中引入—OH的一种方法。②工业上并不用此法合成乙醇。
〔设疑〕乙醇在一定条件下被催化氧化为乙醛,实质是脱去两个氢原子,我们称之为氧化反应。而乙醛与H2的加成是乙醇催化氧化的相反过程,与氧化反应相对应,此反应还应属于什么反应类型?
〔生〕还原反应。
〔师〕在有机化学反应中,通常把有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应,叫做还原反应,如乙醛和H2的加成。把有机物分子中加入氧原子或失去氢原子的反应,叫做氧化反应。如乙醇的催化氧化。
〔师〕说明:有机化学反应中的氧化反应、还原反应是针对有机物划分的。实际上都是氧化还原反应,氧化反应和还原反应总是同时进行,相互依存的,不能独立存在。只不过有机化学反应中的氧化反应是有机物被氧化,无机物被还原;还原反应中是有机物被还原,无机物被氧化罢了。
〔设疑〕乙醛可以被还原为乙醇,能否被氧化呢?请同学们根据乙醛分子式中碳的平均化合价进行分析、讨论。
〔生〕由CH3CHO变为CH3CH2OH,碳的平均化合价从-1价降到-2价,CH3CHO被还原。由于CH3CHO中碳的平均化合价为-1价,而碳的最高价态为+4价,因此乙醛还可以被氧化,发生氧化反应。
〔板书〕(2)氧化反应
〔师〕在一定温度和催化剂存在的条件下,乙醛能被空气中的氧气氧化成乙酸。工业上可以利用此反应制取乙酸。
〔板书〕a.催化氧化
〔师〕根据乙醛的物理性质,说明它还可以燃烧。请同学们写出乙醛完全燃烧的方程式。
〔板书〕b.燃烧
2CH3CHO+5O2 4CO2+4H2O
〔过渡〕乙醛不仅能被氧气氧化,还能被某些氧化剂氧化。
〔板书〕c.被弱氧化剂氧化
〔演示实验6-7〕
第一步:在洁净的试管里加入1 mL 2%的硝酸银溶液,边摇动试管,边逐滴滴入2%的稀氨水。
〔问〕大家看到了什么现象?写出化学方程式。
〔生〕生成白色沉淀。
AgNO3+NH3•H2O AgOH↓+NH4NO3
第二步:继续滴加稀氨水,至最初产生的沉淀刚好溶解为止。
〔讲述〕大家看到沉淀溶解了,这是因为AgOH和氨水反应生成了一种叫氢氧化二氨合银的络合物,该溶液称为银氨溶液,它是一种弱氧化剂。
〔副板书〕AgOH+2NH3•H2O 〔Ag(NH3)2〕OH+2H2O
〔师〕下面我们看一看这种弱氧化剂能否与乙醛发生反应。
〔演示〕第三步:在银氨溶液中滴入3滴乙醛,振荡后放在热水中温热。
现象:试管内壁附上了一层光亮如镜的银。
〔师〕从现象可以看出,反应中化合态银被还原,乙醛被氧化。乙醛被氧化成乙酸,乙酸又和氨反应生成乙酸铵。这个反应叫银镜反应。
〔板书〕Ⅰ.银镜反应
CH3CHO+2〔Ag(NH3)2〕OH CH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
〔师〕从反应断键情况来看,还是 中C—H键断裂,相当于在C—H键之间插入1个氧原子。从化合价升降守恒来看,有1 mol 被氧化,就应有2 mol银被还原。因此银镜反应不仅可用于检验醛基的存在,也常用于测定有机物中醛基的数目。
乙醛不仅可被弱氧化剂银氨溶液氧化,还可以被另一种弱氧化剂氧化。
〔板书〕Ⅱ.和Cu(OH)2反应
〔演示〕P165实验6—8。
现象:试管内有红色沉淀产生。
〔师〕这种红色沉淀是Cu2O。请同学们写出该反应涉及到的化学方程式。
〔学生板演〕CuSO4+2NaOH Cu(OH)2↓+Na2SO4
2Cu(OH)2+CH3CHO Cu2O↓+CH3COOH+2H2O
〔师〕由于Cu(OH)2是微溶物,刚制备的Cu(OH)2为悬浊液,放置稍长时间就可生成沉淀。因此实验中所用Cu(OH)2必须是新制的,且NaOH要加得过量一些,因为本实验需在碱性条件下进行。
〔讨论〕乙醛能否使溴水和酸性KMnO4褪色?
〔生〕能。因为溴和酸性KMnO4都是强氧化剂,可以把乙醛氧化。
〔板书〕d.使酸性KMnO4溶液和溴水褪色
〔师〕乙醛的这些重要性质,都有重要用途,下面我们列表总结如下:
〔投影小结〕
乙醛的氧化反应
氧化剂 反应条件 现象 化学反应实质 重要应用
O2 点燃 燃烧有黄色火焰 2CH3CHO+5O2 4CO2+4H2O ——
O2 催化剂,加热 —— —CHO变—COOH
2CH3CHO+O2 2CH3COOH 工业制取乙酸
银氨
溶液 水浴加热 形成银镜 —CHO变—COOH
CH3CHO+2〔Ag(NH3)2〕OH
CH3COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O 工业制镜或保温瓶胆,实验室检验醛基
Cu(OH)2 加热至沸腾 产生红色沉淀 —CHO变—COOH
CH3CHO+2Cu(OH)2
CH3COOH
+Cu2O ↓+2H2O 实验室检验醛基、医学上检验尿糖
〔小结〕通过对乙醛化学性质的学习,证明了同学们的推测完全正确,—CHO中的C O键和C—H键都能断裂。在乙醛和氢气的加成反应中,是C O键断裂,在乙醛被氧化的反应中是C—H键断裂。通过乙醛性质的学习,我们也知道了有机反应中加氧或去氢称为氧化反应,加氢或去氧称为还原反应,虽然和无机化学中对氧化还原反应的定义不同,但本质是一样的。课下请同学们根据有机反应中氧化反应和还原反应的定义,总结你学过的化学反应哪些属于氧化反应,哪些属于还原反应。
〔作业〕P166一、1、3 二、3 四
●板书设计
第五节 乙醛 醛类(一)
一、乙醛
1.分子结构
2.物理性质
3.化学性质
(1)加成反应
(2)氧化反应
a.催化氧化
2CH3CHO+O2 2CH3COOH(乙酸)
b.燃烧
2CH3CHO+5O2 4CO2+4H2O
c.被弱氧化剂氧化
Ⅰ.银镜反应
CH3CHO+2〔Ag(NH3)2〕OH CH3COONH4+3NH3+2Ag↓+H2O
Ⅱ.和Cu(OH)2反应
d.使酸性KMnO4溶液和溴水褪色
●教学说明
围绕教学重点、难点,主要采用了启发、对比、设疑、实验相结合的方法。
1.充分利用化学实验这一重要媒体,引导学生观察、分析、推理、抽象概括,从而认识乙醛的重要化学性质——加成反应和氧化反应。
2.通过对比有机化学反应中的氧化反应和还原反应,能使学生从本质上认识它们的区别。
3.教学中适时设疑、层层设疑,有利于重点难点知识的突破与跨越,同时培养学生独立思考的习惯。
●参考练习
1.下列试剂,不能用于检验有机物中含有—CHO的是( )
A.金属钠 B.银氨溶剂 C.新制Cu(OH)2 D.溴水
答案:AD
2.由乙炔、苯、乙醛组成的混合物,经测定其中碳的质量分数为72%,则氧的质量分数为______。
解析:将乙醛的分子式作如下变形:C2H4O C2H2•H2O。该混合物可表示为:
•H2O,假设混合物质量为100 g,则m (C)=100 g×72%=72 g又方框内有n(C)∶n(H)=1∶1,那么方框内总质量应为72 g×(12+1)/12=78 g,则方框外H2O的质量为100 g-78 g=22 g,故求得m (O)=22 g× =19.6 g,所以该混合物中氧的质量分数为 ×100%=19.6%。
答案:19.6%
3.某学生做乙醛还原性的实验,取1 mol•L-1的CuSO4溶液2 mL 和0.4 mol•L-1的NaOH溶液4 mL,在一个试管内混合后加入0.5 mL 40%的乙醛溶液加热至沸,无红色沉淀,实验失败的原因是( )
A.NaOH不够量 B.CuSO4不够量
C.乙醛溶液太少 D.加热时间不够
解析:由于CH3CHO和新制Cu(OH)2的反应必须在碱性条件下进行(即用CuSO4和NaOH反应制备Cu(OH)2时须NaOH过量),所以本实验失败的原因是NaOH不足。
答案:A
4.在实验室里不宜长期放置,应在使用时配制的溶液是( )
①酚酞试剂 ②银氨溶液 ③Na2CO3溶液 ④Cu(OH)2悬浊液 ⑤酸化的FeCl3溶液
⑥硫化氢水溶液
A.只有②④ B.除①之外 C.只有②④⑥ D.全部
解析:①③⑤在空气中可以稳定存在,因此均可长期存放。②银氨溶液必须随配随用,不可久置,否则会生成易爆炸的物质。④氢氧化铜悬浊液在空气中久置,会变为碱式碳酸铜。⑥H2S水溶液在空气中放置,易被空气中的氧气氧化为S和H2O。
答案:C
乙酸
醋酸(乙酸)的化学性质 不稳定 见光,受热易分解 其分解一般需要的条件是 加热 光照 具有弱酸性,酸性弱于碳酸 2 可以和醇发生酯化反应 3 可以燃烧(很多人可能会想当然地认为不行) 受热分解分子式: 2CH3COOOH=2CH3COOH+O2
乙酸是一种弱酸。乙酸能与乙醇起酯化反应。
1、与钠2、消去3、与氢卤酸取代4、氧化成醛5、酯化
晚上好,一般都是99%以上纯度的AR分析纯无水乙醇。因为苯酚微溶于水,用含水量大的乙醇清洗容易在玻璃容器壁上形成一层苯酚粘胶不易洗净,当然效果最好建议用异丙醇请酌情参考。四氯乙烷和苯酚……想起之前在实验室里配环氧树脂AB胶固化后的溶解剂的那段怀念时光了,二氯甲烷+苯酚+甲酸+硫酸。
回答下列问题:
(1)在空气中久置,A由无色转变为棕色,其原因是。
(2)C分子中有2个含氧官能团,分别为和(填官能团名称)。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式: 。
①能与金属钠反应放出H2;②是萘( )的衍生物,且取代基都在同一个苯环上;③可发生水解反应,其中一种水解产物能发生银镜反应,另一种水解产物分子中有5种不同化学环境的氢。
(4)若C不经提纯,产物敌草胺中将混有少量副产物E(分子式为C23H18O3),E是一种酯。
E的结构简式为 。
(5)已知: ,写出以苯酚和乙醇为原料制备 的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:
解析:本题是一道基础有机合成题,仅将敌草胺的合成过程列出,着力考查阅读有机合成方案、利用题设信息、解决实际问题的能力,也考查了学生对信息接受和处理的敏锐程度、思维的整体性和对有机合成的综合分析能力。本题涉及到有机物性质、有机官能团、同分异构体推理和书写,合成路线流程图设计与表达,重点考查学生思维的敏捷性和灵活性,对学生的信息获取和加工能力提出较高要求。
由A的结构简式可看出,A中含有酚羟基,易被空气中的氧气氧化;能与金属钠反应放出H2说明含有羟基,可发生水解反应,其中一种水解产物能发生银镜反应,说明是甲酸某酯。另一种水解产物分子中有5种不同化学环境的氢,说明水解产物苯环支链一定是对称的,且支链是一样的。由C和E的分子式可知,E是由A和C反应生成的。
【备考提示】解答有机推断题时,我们应首先要认真审题,分析题意,从中分离出已知条件和推断内容,弄清被推断物和其他有机物的关系,以特征点作为解题突破口,结合信息和相关知识进行推理,排除干扰,作出正确推断。一般可采取的方法有:顺推法(以有机物结构、性质和实验现象为主线,采用正向思维,得出正确结论)、逆推法(以有机物结构、性质和实验现象为主线,采用逆向思维,得出正确结论)、多法结合推断(综合应用顺推法和逆推法)等。关注官能团种类的改变,搞清反应机理。
答案:(1)A被空气中的O2氧化
(2)羟基醚键
18.(2011浙江高考29,14分)白黎芦醇(结构简式: )属二苯乙烯类多酚化合物,具有抗氧化、抗癌和预防心血管疾病的作用。某课题组提出了如下合成路线:
已知: 。
根据以上信息回答下列问题:
(1)白黎芦醇的分子式是_________________________。
(2)C→D的反应类型是____________;E→F的反应类型是____________。
(3)化合物A不与FeCl3溶液发生显色反应,能与NaHCO3反应放出CO2,推测其核磁共振谱(1H -NMR)中显示有_____种不同化学环境的氢原子,其个数比为______________。
(4)写出A→B反应的化学方程式:____________________________________________。
(5)写出结构简式:D________________、E___________________。
(6)化合物 有多种同分异构体,写出符合下列条件的所有同分异构体的结构简式:_______________________________________________________________。
①能发生银镜反应;②含苯环且苯环上只有两种不同化学环境的氢原子。
解析;先确定A的不饱和度为5,对照白黎芦醇的结构,确定含苯环,间三位,无酚羟基,有羧基。
A: ;B: ;C: ;(应用信息②)
D: ;E: (应用信息①)
F: 。
(1)熟悉键线式。
(2)判断反应类型。
(3)了解有机化学研究方法,特别是H-NMR的分析。
(4)酯化反应注意细节,如 和H2O不能漏掉。
(5)分析推断合成流程,正确书写结构简式。
(6)较简单的同分异构体问题,主要分析官能团类别和位置异构。
答案:(1)C14H12O3。
(2)取代反应;消去反应。
(3)4; 1︰1︰2︰6。
(4)
(5) ;。
(6) ; ; 。
19.(2011安徽高考26,17分)
室安卡因(G)是一种抗心率天常药物,可由下列路线合成;
(1)已知A是 的单体,则A中含有的官能团是 (写名称)。B的结构简式是 。
(2)C的名称(系统命名)是 ,C与足量NaOH醇溶液共热时反应的化学方程式是
。
(3)X是E的同分异构体,X分子中含有苯环,且苯环上一氯代物只有两种,则X所有可能的结构简式有 、、、。
(4)F→G的反应类型是。
(5)下列关于室安卡因(G)的说法正确的是。
a.能发生加成反应 b.能使酸性高锰酸钾溶液褪色
c.能与盐酸反应生成盐 d..属于氨基酸
解析:(1)因为A是高聚物 的单体,所以A的结构简式是CH2=CHCOOH,因此官能团是羧基和碳碳双键;CH2=CHCOOH和氢气加成得到丙酸CH3CH2COOH;
(2)由C的结构简式可知C的名称是2-溴丙酸;C中含有两种官能团分别是溴原子和羧基,所以C与足量NaOH醇溶液共热时既发生卤代烃的消去反应,又发生羧基的中和反应,因此反应的化学方程式是
;
(3)因为X中苯环上一氯代物只有两种,所以若苯环上有2个取代基,则只能是对位的,这2个取代基分别是乙基和氨基或者是甲基和-CH2NH2;若有3个取代基,则只能是2个甲基和1个氨基,且是1、3、5位的,因此分别为:
;
(4)F→G的反应根据反应前后有机物结构式的的变化可知溴原子被氨基取代,故是取代反应;
(5)由室安卡因的结构特点可知该化合物中含有苯环、肽键和氨基,且苯环上含有甲基,所以可以加成也可以被酸性高锰酸钾氧化;肽键可以水解;氨基显碱性可以和盐酸反应生成盐,所以选项abc都正确。由于分子中不含羧基,因此不属于氨基酸,d不正确。
答案:(1)碳碳双键和羧基 CH3CH2COOH
(2)2-溴丙酸
(3)
(4)取代反应
(5)abc
20.(2011北京高考28,17分)
常用作风信子等香精的定香剂D以及可用作安全玻璃夹层的高分子化合物PVB的合成路线如下:
已知:
(1)A的核磁共振氢谱有两种峰,A的名称是
(2)A与 合成B的化学方程式是
(3)C为反式结构,由B还原得到。C的结构式是
(4)E能使Br2的CCl4溶液褪色,N由A经反应①~③合成。
a. ①的化学试剂和条件是。
b. ②的反应类型是。
c. ③的化学方程式是。
(5)PVAC由一种单体经加聚反应得到,该单体的结果简式是。
(6)碱性条件下,PVAc完全水解的化学方程式是。
解析:(1)A的分子式是C2H4O,且A的核磁共振氢谱有两种峰,因此A只能是乙醛;
(2)根据题中的信息Ⅰ可写出该反应的方程式
(3)C为反式结构,说明C中含有碳碳双键。又因为C由B还原得到,B中含有醛基,因此C中含有羟基,故C的结构简式是 ;
(4)根据PVB的结构简式并结合信息Ⅱ可推出N的结构简式是CH3CH2CH2CHO,又因为E能使Br2的CCl4溶液褪色,所以E是2分子乙醛在氢氧化钠溶液中并加热的条件下生成的,即E的结构简式是CH3CH=CHCHO,然后E通过氢气加成得到F,所以F的结构简式是CH3CH2CH2CH2OH。F经过催化氧化得到N,方程式为 ;
(5)由C和D的结构简式可知M是乙酸,由PVB和N的结构简式可知PVA的结构简式是聚乙烯醇,因此PVAC的单体是乙酸乙烯酯,结构简式是CH3COOCH=CH2,所以碱性条件下,PVAc完全水解的化学方程式是 。
答案:(1)乙醛
(2)
(3)
(4)a稀氢氧化钠 加热
b加成(还原)反应
c
(5)CH3COOCH=CH2
21. (2011福建高考31,13分)
透明聚酯玻璃钢可用于制造导弹的雷达罩和宇航员使用的氧气瓶。制备它的一种配方中含有下列四种物质:
(甲) (乙)(丙) (丁)
填写下列空白:
(1)甲中不含氧原子的官能团是____________;下列试剂能与甲反应而褪色的是___________(填标号)
a. Br2/CCl4溶液 b.石蕊溶液 c.酸性KMnO4溶液
(2)甲的同分异构体有多种,写出其中一种不含甲基的羧酸的结构简式:_______
(3)淀粉通过下列转化可以得到乙(其中A—D均为有机物):
A的分子式是___________,试剂X可以是___________。
(4)已知:
利用上述信息,以苯、乙烯、氯化氢为原料经三步反应合成丙,其中属于取代反应的化学方程式是。
(5)化合物丁仅含碳、氢、氧三种元素,相对分子质量为110。丁与FeCl3溶液作用显现特征颜色,且丁分子中烃基上的一氯取代物只有一种。则丁的结构简式为。
解析:(1)由甲的结构简式可得出含有的官能团是碳碳双键和酯基;有碳碳双键所以可以使溴的四氯化碳或酸性高锰酸钾溶液褪色;
(2)由于不能含有甲基,所以碳碳双键只能在末端,故结构简式是CH2=CH-CH2-CH2-COOH;
(3)由框图转化不难看出,淀粉水解得到葡萄糖,葡萄糖在酶的作用下分解生成乙醇。乙醇通过消去反应得到乙烯,乙烯加成得到1,2-二卤乙烷,最后通过水解即得到乙二醇。
(4)由已知信息可知,要生成苯乙烯,就需要用乙苯脱去氢,而要生成乙苯则需要苯和氯乙烷反应,所以有关的方程式是:①CH2=CH2+HCl CH3CH2Cl;②
;③ 。
(5)丁与FeCl3溶液作用显现特征颜色,说明丁中含有苯环和酚羟基。苯酚的相对分子质量为94,110-94=16,因此还含有一个氧原子,故是二元酚。又因为丁分子中烃基上的一氯取代物只有一种,所以只能是对位的,结构简式是 。
答案:(1)碳碳双键(或 );ac
(2)CH2=CH-CH2-CH2-COOH
(3)C6H12O6;Br2/CCl4(或其它合理答案)
(4) +CH3CH2Cl +HCl
(5)
22.(2011广东高考30,16分)直接生成碳-碳键的反应是实现高效、绿色有机合成的重要途径。交叉脱氢偶联反应是近年备受关注的一类直接生成碳-碳键的新反应。例如:
化合物Ⅰ可由以下合成路线获得:
(1)化合物Ⅰ的分子式为____________,其完全水解的化学方程式为_____________(注明条件)。
(2)化合物Ⅱ与足量浓氢溴酸反应的化学方程式为_____________(注明条件)。
(3)化合物Ⅲ没有酸性,其结构简式为____________;Ⅲ的一种同分异构体Ⅴ能与饱和NaHCO3溶液反应放出CO2,化合物Ⅴ的结构简式为___________________。
(4)反应①中1个脱氢剂Ⅵ(结构简式如下)分子获得2个氢原子后,转变成1个芳香族化合物分子,该芳香族化合物分子的结构简式为_________________。
(5)1分子 与1分子 在一定条件下可发生类似反应①的反应,其产物分子的结构简式为____________;1mol该产物最多可与______molH2发生加成反应。
解析:本题考察有机物的合成、有机物的结构和性质、有机反应的判断和书写以及同分异构体的判断和书写。
(1)依据碳原子的四价理论和化合物Ⅰ的结构简式可写出其分子式为C5H8O4;该分子中含有2个酯基,可以发生水解反应,要想完全水解,只有在解析条件下才实现,所以其方程式为
H3COOCCH2COOCH3+2NaOH 2CH3OH+NaOOCCH2COONa。
(2)由化合物Ⅰ的合成路线可知,Ⅳ是丙二酸,结构简式是HOOCCH2COOH,因此Ⅲ是丙二醛,其结构简式是HOCCH2CHO,所以化合物Ⅱ的结构简式是HOCH2CH2CH2OH。与浓氢溴酸反应方程式是
HOCH2CH2CH2OH+2HBr CH2BrCH2CH2Br+2H2O。
(3)Ⅴ能与饱和NaHCO3溶液反应放出CO2,说明分子中含有羧基,根据Ⅲ的结构简式HOCCH2CHO可知化合物Ⅴ的结构简式为CH2=CHCOOH。
(4)芳香族化合物必需含有苯环,由脱氢剂Ⅵ的结构简式可以写出该化合物的结构简式是
(5)反应①的特点是2分子有机物各脱去一个氢原子形成一条新的C-C键,因此1分子
与1分子 在一定条件下发生脱氢反应的产物是
。该化合物中含有2个苯环、1个碳碳三键,所以1mol该产物最多可与8molH2发生加成反应。
答案:(1)C5H8O4;H3COOCCH2COOCH3+2NaOH 2CH3OH+NaOOCCH2COONa。
(2)HOCH2CH2CH2OH+2HBr CH2BrCH2CH2Br+2H2O。
(3)HOCCH2CHO;CH2=CHCOOH。
(4) 。
(5) ;8。
23.(2011山东高考33,8分)
美国化学家R.F.Heck因发现如下Heck反应而获得2010年诺贝尔化学奖。
(X为卤原子,R为取代基)
经由Heck反应合成M(一种防晒剂)的路线如下:
回答下列问题:
(1)M可发生的反应类型是______________。
a.取代反应b.酯化反应 c.缩聚反应 d.加成反应
(2)C与浓H2SO4共热生成F,F能使酸性KMnO4溶液褪色,F的结构简式是__________。
D在一定条件下反应生成高分子化合物G,G的结构简式是__________。
(3)在A → B的反应中,检验A是否反应完全的试剂是_______________。
(4)E的一种同分异构体K符合下列条件:苯环上有两个取代基且苯环上只有两种不同化学环境的氢,与FeCl3溶液作用显紫色。K与过量NaOH溶液共热,发生反应的方程式为__________。
解析:(1)M中含有的官能团有醚键、碳碳双键和酯基,同时还含有苯环,碳碳双键可以发生加成反应和加聚反应但不能发生缩聚反应,酯基水解和苯环可以发生取代反应,没有羟基和羧基不能发生酯化反应。所以正确但选项是a和d。
(2)依据题中所给信息和M的结构特点可以推出D和E的结构简式分别为CH2=CHCOOCH2CH2CH(CH3)2、 ;由合成路线可以得出B和C是通过酯化反应得到的,又因为C与浓H2SO4共热生成F,F能使酸性KMnO4溶液褪色,所以C是醇、B是不饱和羧酸,结构简式分别是HOCH2CH2CH(CH3)2、CH2=CHCOOH。C通过消去得到F,所以F的结构简式是(CH3)2CHCH=CH2;D中含有碳碳双键可以发生加聚反应生成高分子化合物G,G的结构简式为 ;
(3)A→B属于丙烯醛(CH2=CHCHO)的氧化反应,因为A中含有醛基,所以要检验A是否反应完全的试剂可以是新制的氢氧化铜悬浊液或新制的银氨溶液。
(4)因为K与FeCl3溶液作用显紫色,说明K中含有酚羟基,又因为K中苯环上有两个取代基且苯环上只有两种不同化学环境的氢,这说明两个取代基是对位的,因此K的结构简式为 ,,所以K与过量NaOH溶液共热,发生反应的方程式为:
。
答案:(1)a、d
(2)(CH3)2CHCH=CH2;
(3)新制的氢氧化铜悬浊液或新制的银氨溶液
(4)
24.(2011天津,18分)已知:
I.冠心平F是降血脂、降胆固醇的药物,它的一条合成路线如下:
(1)A为一元羧酸,8.8g A与足量NaHCO3溶液反应生成2.24L CO2(标准状况),A的分子式为_____________________________________________。
(2)写出符合A分子式的所有甲酸酯的结构简式:
_________________________________________________________。
(3)B是氯代羧酸,其核磁共振氢谱有两个峰,写出B→C的反应方程式:
__________________________________________________________。
(4)C+E→F的反应类型为________________________。
(5)写出A和F的结构简式:
A______________________; F__________________________。
(6)D的苯环上有两种氢,它所含官能团的名称为___________________;写出a、b所代表的试剂:a ______________b___________。
Ⅱ.按如下路线,由C可合成高聚物H:
(7)C G的反应类型为_____________________.
(8)写出G H的反应方程式:_______________________。
解析:(1)由方程式RCOOH+NaHCO3=RCOONa+H2O+CO2↑可知生成2.24L CO2(标准状况),就要消耗0.1mol羧酸,故A的摩尔质量是88g/mol,因为羧基—COOH的摩尔质量是45g/mol,所以其余烃基的摩尔质量是43g/mol,因此烃基的化学式是C3H7,故A的分子式是C4H8O2;
(2)分子式是C4H8O2的甲酸酯说明是由甲酸和丙醇形式的,丙醇有正丙醇和异丙醇两种,所以其相应的甲酸酯也有两种,分别为:HCOOCH2CH2CH3和HCOOCH(CH3)2;
(3)由于羧基中含有一个氢原子,说明另外的氢原子全部连在甲基上且甲基连在同一个碳原子上,故B的结构简式是(CH3)2CClCOOH,因此A的结构简式是(CH3)2CHCOOH,所以B→C的反应方程式为:
(CH3)2CClCOOH+C2H5OH (CH3)2CClCOOC2H5+H2O;
(4)由信息可知C和E反应的方程式为:
,因此该反应属于取代反应;
(5)分析间(3)和(4);
(6)有合成路线可知D的结构简式是 ,所以a、b所代表的试剂分别是氯气和NaOH溶液;
(7)C的结构简式为(CH3)2CClCOOC2H5,含有氯原子,所以在氢氧化钠的醇溶液中可以发生消去反应,生成物G的结构简式是CH2=C(CH3)COOC2H5,G中含有碳碳双键,可以发生加聚反应生成高分子化合物H,方程式为 ;
(8)见分析(7)。
答案:(1)C4H8O2;
(2)HCOOCH2CH2CH3 HCOOCH(CH3)2;
(3)(CH3)2CClCOOH+C2H5OH (CH3)2CClCOOC2H5+H2O;
(4)取代反应
(5)(CH3)2CHCOOH
(6)Cl2 NaOH溶液
(7)消去反应
(8) 。
25.(2011重庆,16分)食品添加剂必须严格按照食品安全国家标准(GB2760-2011)的规定使用。作为食品添加剂中的防腐剂G和W,可经下列反应路线得到(部分反应条件略)。
(1)G的制备
①A与苯酚在分在组成上相差一个CH2原子团,他们互称为 ;常温下A在水中的溶解度比苯酚的 (填“大”或“小”)。
②经反应A B和D E保护的官能团是。
③E G的化学方程式为 .
(2)W的制备
①J→L为加成反应,J的结构简式为__________。
②M→Q的反应中,Q分子中形成了新的_________(填“C-C键”或“C-H键” )。
③用Q的同分异构体Z制备 ,为避免R-OH+HO-R R-O-R+H2O
发生,则合理的制备途径为酯化、、 。(填反应类型)
④应用M→Q→T的原理,由T制备W的反应步骤为
第1步: ;第2步:消去反应;第3步: 。(第1、3步用化学方程式表示)
解析:本题考察同系物的概念、有机物的合成、结构简式及方程式的书写。
(1)①结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互成为同系物。由框图可用看出A是对-甲基苯酚,因此与苯酚互为同系物;由于A中含有甲基,所以A在水中的溶解度比苯酚的要小。
②A和E相比较,甲基被氧化生成羧基,而其它基团并没有变化,因此保护的是酚羟基。
③由反应前后的结构变化可知,E中的羧基变成酯基,因此要发生酯化反应,方程式为
。
(2)①J与2分子HCl加成生成CH3CHCl2,因此J为乙炔,结构简式为 ;
②Q是由2分子CH3CHO经过加成反应得到的,根据反应前后的结构变化可知形成新的C-O键、C-H键和C-C键;
③由高聚物的结构简式可知,Z的结构简式为HOH2CCH=CHCH2OH。因为在加热时羟基容易形成醚键,所以在加聚之前要先保护羟基,可利用酯化反应,最后通过水解在生成羟基即可,所以正确的路线是酯化反应、加聚反应和水解反应;
④W和T相比多了2个碳原子,利用M→Q的原理知可用乙醛和T发生加成反应,方程式为 ;然后经过消去反应形成碳碳双键,最后将醛基氧化成羧基即可,反应的方程式为:
2CH3CH=CHCH=CHCHO+O2 2CH3CH=CHCH=CHCOOH+2H2O,也可以用新制的氢氧化铜氧化醛基变羧基。
答案:(1)①同系物 小
②-OH
③
(2)①
②C-C键
③加聚 水解
④ ;
2CH3CH=CHCH=CHCHO+O2 2CH3CH=CHCH=CHCOOH+2H2O或
CH3CH=CHCH=CHCHO+2Cu(OH)2 CH3CH=CHCH=CHCOOH+Cu2O↓+2H2O
26.(2011新课标全国,15分)
香豆素是一种天然香料,存在于黑香豆、兰花等植物中。工业上常用水杨醛与乙酸酐在催化剂存在下加热反应制得:
以下是由甲苯为原料生产香豆素的一种合成路线(部分反应条件及副产物已略去)
已知以下信息:
① A中有五种不同化学环境的氢
② B可与FeCl3溶液发生显色反应
③ 同一个碳原子上连有两个羟基通常不稳定,易脱水形成羰基。
请回答下列问题:
(1) 香豆素的分子式为_______;
(2) 由甲苯生成A的反应类型为___________;A的化学名称为__________
(3) 由B生成C的化学反应方程式为___________;
(4) B的同分异构体中含有苯环的还有______种,其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的有_______种;
(5) D的同分异构体中含有苯环的还有______中,其中:
① 既能发生银境反应,又能发生水解反应的是________(写结构简式)
② 能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是_________(写结构简式)
解析:(1)依据碳原子的四价理论可以写出该化合物的分子式C9H6O2;
(2)甲苯到A,从分子式的前后变化看少一个氢原子,多了一个氯原子,所以发生了取代反应。依据香豆素的结构简式可以看出是与甲基邻位的苯环上的一个氢原子被取代,因此A的名称是2-氯甲苯(或邻氯甲苯);
(3)B可与FeCl3溶液发生显色反应,说明B中含有酚羟基,在光照的条件下是甲基上的氢原子被取代,且取代了2个氢原子方程式为
;
(4)分子式为C7H8O且含有苯环的除了邻甲基苯酚之外,还有间甲基苯酚、对甲基苯酚、苯甲醇和苯甲醚共四种,结构简式分别为:
。其中在核磁共振氢谱中只出现四组峰的是对甲基苯酚和苯甲醚共2种。
(5)D的结构简式是 ,若不改变取代基的种类羟基和醛基可以是对位或是间位;若只有一个取代基可以是羧基或酯基,结构简式为: 、 。其中既能发生银境反应,又能发生水解反应的是 ;能够与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2的是 。
答案:(1)C9H6O2;(2)取代反应 2-氯甲苯(或邻氯甲苯);
(3)
(4)4 2;
(5)4
27.(2011海南,8分)乙烯是一种重要的化工原料,以乙烯为原料衍生出部分化工产品的反应如下(部分反应条件已略去):
请回答下列问题:
(1) A的化学名称是_______;
(2) B和A反应生成C的化学方程式为___________,该反应的类型为_____________;
(3) D的结构简式为___________;
(4) F的结构简式为_____________;
(5) D的同分异构体的结构简式为___________。
[答案](1)乙醇;(2) ,酯化(或取代)反应;
(3) ;(4) ;(5)CH3CHO
命题立意:必修教材中常见有机组成、结构、性质、转化的考查
解析:由乙烯和水反应得A为乙醇,B为乙酸,C为乙酸乙酯;由乙烯在氧气和银条件下的反应比较少见,虽然鲁科版教材有介绍,但人教版教材中几乎没明确提及,可由E的乙二醇分子式逆推D为 ;E到F的变化,由原子个数的变化推导而来。
【技巧点拨】必修有机物的转化关系比较简单,可由常见物质的转化条件直接得出。不熟悉的结构,也可先写出可能的结构再通过题的转化关系排查。注意碳、氢、氧原子个数,或相对分子质量的变化。
28.(2011海南,20 分)
18-Ⅰ(6分)下列化合物中,核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3:2的是
[答案]BD
命题立意:有机结构考查,等效氢的种类对结构的限制
解析:A的结构不是对称结构,所以苯环上氢有2种,加上甲基上的氢共有3种;B分子为对称结构,环上(注意不是苯环)有等效氢4个,甲基上有等效氢6个,比值为3:2符合题意;C分子也是对称结构,但双键上的氢和甲基上氢的比为3:1;D也是对称结构,与氯相连的碳上有4个等效氢,甲基上有6个等效氢,比值为3:2符合题意
【技巧点拨】等效氢的考查是新课标高考中的常考点,解题中注意分子结构的对称,同时也要看清楚题中所给分子结构,有时苯环和非苯环易混淆,有时键线式易看漏碳原子或氢原子。
18-Ⅱ(14)PCT是一种新型聚酯材料,下图是某研究小组合成PCT的路线。
请回答下列问题:
(1) 由A生成D的化学方程式为________;
(2) 由B生成C的反应类型是________________,C的化学名称为______________;
(3) 由E生成F的化学方程式为____________,该反应的类型为__________________;
(4) D的同分异构体中为单取代芳香化合物的有____________(写结构简式)
(5) B的同分异构体中,能发生水解反应,且苯环上一氯代产物只有一种的是________(写结构简式)。
[答案](1) ;
(2)酯化(或取代),对苯二甲酸二甲酯;
(3) ,加成(或还原)
(4) ;(5)
命题立意:有机综合题,以合成为基础,重点考查有机化合物的官能团结构的变化以及同分异构体的写出。
解析:根据框图中分子式和转化条件可得,A为芳香烃、B为芳香羧酸、C为芳香酯、D为芳香卤代烃、E为芳香二醇、F为脂肪二醇;再根据合成目标物,逆推得出以上各物质均有苯环上对位结构(或类似苯环对位结构),因而推导出所有物质结构。(4)小题中的单取代同分异构体,就是2个氯原子2个碳原子的脂肪异构;(5)小题中要求写能水解的,只能是酯结构,且要求环上只有1种等效氢,有全对称结构要求。
【技巧点拨】综合框图题的解题,要按一定的程序,根据题中条件破框图,再按各小题要求去解题。破框图程序为①根据框图中的转化条件可先判断各物质的类别,②小计算辅助分析(包含碳氢氧原子个数计算、相对分子质量及变化计算、不饱和度计算、等效氢计算),③“瞻前顾后”看官能团结构和位置变化(或称逆推法分析)。
△ |
故答案为:CH3CH2Cl+NaOH
△ |
(2)丙烯发生加聚反应生成聚丙烯,化学方程式为,
故答案为:;
(3)2-溴丙烷在氢氧化钠的醇溶液中发生消去反应生成丙烯、溴化钠和水,反应的化学方程式为:CH3-CHBr-CH3+NaOH
醇 |
△ |
故答案为:CH3-CHBr-CH3+NaOH
醇 |
△ |
(得)碳酸的酸性强于苯酚,向苯酚钠溶液中通入二氧化碳气体,发生复分解反应生成苯酚,反应的化学方程式为C6H7ONa+CO2+H2O→C6H7OH+NaHCO3,
故答案为:C6H7ONa+CO2+H2O→C6H7OH+NaHCO3.
氯为强吸电子团使三氯乙酸中的H,容易在水中解离酸性最强,乙酸次之;
乙酸可以制备碳酸(初中实验将食用醋(主要含乙酸)加入到食用碱中(主要为碳酸钠)有气体放出,说明乙酸酸性强于碳酸;同理高中实验苯酚只能制备碳氢酸钠NaHCO3不能制备碳酸钠,说明碳酸酸性强于苯酚;
乙醇是中性,酸性最小。
2.与卤代烃反应,取代:氯乙烷氢氧化钠加热生成乙醇.消去:氯乙烷氢氧化钠醇溶液加热生成乙烯
3.与酯反应,醇酯生成醇和酸钠,酚酯生成酚钠和酸钠.乙酸乙酯氢氧化钠加热生成乙酸钠乙醇,乙酸苯酚酯氢氧化钠加热生成苯酚钠和乙酸钠.
4.与酚反应,酸碱反应 苯酚生成苯酚钠
5.与醛反应,歧化反应 甲醛,浓氢氧化钠加热生成甲酸钠和甲醇,这个高考有考过但是一定会给信息.
6.与双重阿尔法氢反应,丙二酸二乙酯,氢氧化钠生成丙二酸二乙酯钠盐
7.与酸酐反应,生成酸钠 乙酸酐生成乙酸钠
8.与酰氯反应,生成酸钠和氯化钠 乙酰氯生成乙酸钠
9.与酰胺反应,生成酸钠和氨 乙酰胺生成乙酸钠
10.与带氢离子的有机铵反应,酸碱反应 CH3NH3 + 与氢氧化钠反应 生成CH3NH2
11.与磺酸类化合物反应,酸碱反应 苯磺酸生成苯磺酸钠
12.与环氧化合物反应,开环 环氧乙烷 氢氧化钠加热生成乙二醇
13.与磺酰氯反应,生成磺酸钠和氯化钠 苯磺酰氯生成苯磺酸钠
取样,加入少量氢氧化钠,加热,若溶液出现黄色,说明是乙醛。
往其余两种物质的溶液中加入酚酞,再逐渐滴加氢氧化钠溶液,若显紫红色且颜色震荡不褪去说明是乙醇,若不显或震荡后褪色说明是氯乙烷。