乙醛(CH3CHO)在催化剂存在的条件下,可以被空气氧化成乙酸。依据此原理设计实验制得并在试管C中收集到少量乙酸溶液(如图所示:试管A中装有40%的乙醛水溶液、氧化铜粉末;试管C中装有适量蒸馏水;烧杯B中装有某液体)。已知在60℃~80℃时用双连打气球鼓入空气即可发生乙醛的氧化反应,连续鼓入十几次,反应基本完全。有关物质的沸点见下:
物质 |
乙醛 |
乙酸 |
甘油 |
乙醇 |
水 |
沸点/℃ |
20.8 |
117.9 |
290 |
78.2 |
100 |
请回答下列问题:
(1)试管A内在60℃~80℃时发生的主要反应的化学方程式为(注明反应条件)
_________________________________________。
(2)如图所示,在实验的不同阶段,需要调整温度计在试管A内的位置,在实验开始时温
度计水银球的位置应在________;当试管A内的主要反应完成后温度计水银球的位置应在_______。
(3)烧杯B内盛装的液体可以是_______。
(4)试管C中收集到的是粗产品,若想进一步提纯,可采用的方法是_____;
提纯后的产品若在质谱仪中进行测定,其质荷比最大是____(填数值);
若在核磁共振仪中进行测定,其核磁共振氢谱共有__种峰,峰面积之比为__。
(共22分)
Ⅰ.下列实验操作中,合理的是
A.实验室制乙烯时,在酒精和浓硫酸的混合液中,放入几片碎瓷片,加热混合物,使液体温度迅速升到170℃ |
B.验证溴乙烷水解产物时,将溴乙烷和氢氧化钠溶液混合,充分振荡溶液、静置,待液体分层后,滴加硝酸银溶液 |
C.将铜丝弯成螺旋状,在酒精灯上加热变黑后,立即伸入无水乙醇中,完成乙醇氧化为乙醛的实验 |
D.苯酚中滴加少量稀溴水,可用来定量检验苯酚 |
E.工业酒精制取无水酒精时,先加生石灰然后蒸馏,蒸馏必须将温度计的水银球插入反应液中,测定反应液温度
Ⅱ.实验室用下图所示装置制备溴苯,并验证该反应是取代反应。
(1) 关闭F活塞,打开C活塞,在装有少量苯的三颈瓶中由A口加入少量溴,再加入少量铁屑,塞住A口,则三颈瓶中发生反应的化学方程式为: 。
(2) D试管内装的是 ,其作用是 。
(3) E试管内装的是 ,E试管内出现的现象为 。
(4) 待三口烧瓶中的反应即将结束时(此时气体明显减少),打开F活塞,关闭C活塞,可以看到的现象是 。
(5) 上一步得到粗溴苯后,要用如下操作精制:
a蒸馏; b水洗; c用干燥剂干燥; d 10%NaOH溶液洗涤; e水洗
正确的操作顺序是
Ⅲ.用如右图所示装置进行实验,将A逐滴加入B中:
(1) 若B为Na2CO3粉末,C为C6H5ONa溶液,实验中观察到小试管内溶液由澄清变浑浊,则试管C中化学反应的离子方程式:________________ 。然后往烧杯中加入沸水,可观察到试管C中的现象: 。
(2) 若B是生石灰,观察到C溶液中先形成沉淀,然后沉淀溶解.当沉淀完全溶解,恰好变澄清时,关闭E.然后往小试管中加入少量乙醛溶液,再往烧杯中加入热水,静置片刻,观察到试管壁出现光亮的银镜,则A是 (填名称),C是 (填化学式),与乙醛的混合后,该溶液中反应的化学方程式: _____________。仪器D在此实验中的作用是 。
某些废旧塑料可采用下述方法处理:将废旧塑料隔绝空气加强热.使其变成有用的物质,实验装置如下图所示。
加热聚丙烯废塑料得到的产物如下表:
请回答下列问题:
(1)试管A中的残余物有多种用途,经过如下转化就可以制取高聚物聚乙烯。
写出反应④的化学方程式 ,反应类型为 。
(2)试管B收集到的产品中,有能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质,其一氯代物有 种。
(3)锥形瓶C中观察到的现象是 。经溴水充分吸收,剩余气体经干燥后的平均相对分子质量为 。
(4)产物中的苯和.甲苯也是煤干馏的产物,若在煤焦油中获取苯或甲苯可用 方法。
(5)写出C中逸出的气体在工业上的两种用途 、 。
下列装置是用燃烧法确定有机物分子式常用的装置。
(1)产生的O2按从左到右的流向,所选装置各导管的正确连接顺序是g→f→(____)→(____)→(____)→c→d→a→b→(____)。(有必要装置可以多次选择)
(2)C装置中浓硫酸的作用是________________________。
(3)D装置中MnO2的作用是_______________________。
(4)燃烧管中CuO的作用是_____________________。
(5)若实验中所取样品只含C、H、O三种元素中的两种或三种,准确称取0.92 g样品,经充分反应后,A管质量增加1.76 g,B管质量增加1.08 g,则该样品的化学式为_________。
(6)该物质的核磁共振氢谱如下图所示,则其结构简式为____________________。
有机物A可由葡萄糖发酵得到,也可从酸牛奶中提取。纯净的A为无色粘稠液体,易溶于水。为研究A的组成与结构,进行了如下实验:
实验步骤 |
解释或实验结论 |
(1)称取A 9.0 g,升温使其汽化,测其密度是相同条件下H2的45倍。 |
试通过计算填空:(1)A的相对分子质量为 。 |
(2)将此9.0 g A在足量纯O2中充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重5.4 g和13.2 g。 |
(2)A的分子式为_____ ___。 |
(3)另取A 9.0 g,跟足量NaHCO3粉末反应,生成 2.24 L CO2(标准状况),若与足量金属钠反应则生成2.24 L H2(标准状况)。 |
(3)用结构简式表示A中含有的官能团_____ _、___ ____。 |
(4)A的核磁共振氢谱如下图:![]() |
(4)A中含有__ ______种氢原子。 |
(5)综上所述,A的结构简式为______ ____。 |
(14分)为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验。
【分子式的确定】
⑴将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得:生成5.4gH2O和8.8gCO2,消耗氧气6.72L(标准状况下)。则该物质的实验式是 ;
⑵质谱仪测定有机物A的相对分子质量为46,则该物质的分子式是 ;
⑶预测A的可能结构并写出结构简式 。
【结构式的确定】
⑷核磁共振氢原子光谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值(信号)可以确定分子中氢原子的种类和数目。例如:甲基氯甲基醚(Cl―CH2―O―CH3)有两种氢原子(下左图)。经测定,有机物A的核磁共振氢谱图如下右图,则A的结构简式为 。
【性质实验】
⑸A在一定条件下脱水可生成B,B可合成包装塑料C,请写出B转化为C的化学反应方程式: 。
⑹体育比赛中当运动员肌肉扭伤时,队医随即用氯乙烷(沸点为12.27℃)对受伤部位进行局部冷冻麻醉。请用B选择合适的方法制备氯乙烷,要求原子利用率为100%,请写出制备反应方程式: 。
⑺A可通过粮食在一定条件下制得,由粮食制得的A在一定温度下密闭储存,因为发生一系列的化学变化而变得更醇香。请写出最后一步反应的化学方程式: 。
(共10分)有机物A可由葡萄糖发酵得到,也可从酸牛奶中提取。纯净的A为无色粘稠液体,易溶于水。为研究A的组成与结构,进行了如下实验:
实 验 步 骤 |
解 释 或 实 验 结 论 |
(1)称取A 9.0g,升温使其汽化,测其密度是相同条件下H2的45倍。 |
试通过计算填空: (1)A的相对分子质量为: ; |
(2)将此9.0gA在足量纯O2充分燃烧,并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰,发现两者分别增重5.4g和13.2g。 |
(2)A的分子式为: ; |
(3)另取A 9.0g,跟足量的NaHCO3粉末反应,生成2.24LCO2(标准状况),若与足量金属钠反应则生成2.24LH2(标准状况)。 |
(3)用结构简式表示A中含有的官能团: ; |
(4)A的核磁共振氢谱如下图:![]() |
(4)A中含有 种氢原子; |
(5)综上所述,A的结构简式 。 |
化学上常用燃烧法确定有机物的组成。下图装置是用燃烧法确定烃或烃的含氧衍生物分子式的常用装置,这种方法是在电炉加热时用纯氧氧化管内样品,根据产物的质量确定有机物的组成。
回答下列问题:
(1)装置A中装有MnO2,写出A装置中发生反应的化学方程式是 ;
(2)C装置(燃烧管)中CuO的作用是 ;
(3)写出E装置中所盛放物质的名称 ,它的作用是 。
(4)若将B装置去掉会对实验结果造成什么影响? 。
(5)若准确称取1.20 g样品(烃或烃的含氧衍生物)。经充分燃烧后,E管质量增加1.76 g,D管质量增加0.72 g,则该有机物的实验式为 。
(6)从定量测定准确角度去考虑,该装置应怎样进一步改进
。
下图是1831年德国化学家李比希测定烃类有机化合物组成的装置,瓷管内有烃类样品,经加热分解或汽化后用纯氧气流驱赶经过灼热的CuO,在这里烃类物质将转化为CO2和H2O,再经两个吸收管吸收,已知吸收管I和Ⅱ分别吸收H2O和CO2,且测定的数据如下表,请回答下列问题:
吸收管I |
吸收管Ⅱ |
||
吸收前![]() |
吸收后 |
吸收前 |
吸收后 |
100g |
102.7g |
98g |
111.2g |
(1)烃类样品在发生化学反应过程中所用的氧化剂是 。
(2)吸收管I中装的吸收剂是 ,吸收管Ⅱ中装的吸收剂是 。
(3)经计算可知,该烃的分子式为
(4)已知该烃不能使酸性KmnO4溶液褪色,1 mol该烃最多可与3 mol H2发生加成反应,则该烃的结构简式为 。
德国化学家李比希最早提出关于有机化合物中元素定量分析方法:用CuO作氧化剂(在氧气流中)将有机物氧化,再对产物进行分析,从而确定有机物的实验式。现取m g某种氨基酸(CxHyOzNp)在纯氧中完全燃烧,生成CO2、H2O和N2。实验在下图装置中进行:
请回答下列问题:
⑴实验开始时,先要通一段时间的氧气,其理由是__________________________。
⑵ 装置图中需要加热的仪器有(用字母填空,下同)_________,操作时应先点燃________处的酒精灯。
⑶A装置中发生反应的化学方程式是______________________________________。
⑷ D装置的作用是______________________________________________。
⑸ 读取N2的体积是,应注意:①____________________________________________;
②_____________________________________________________。
⑹ 实验中测得N2的体积为V mL(已折算成标准状况下)。为确定此氨基酸的分子式,还需要的有关数据有_______________。
A.生成二氧化碳气体质量 | B.生成水的质量 |
C.通入氧气的体积 | D.氨基酸的相对分子质量 |
下列实验操作或叙述正确的是 (填序号)
A.乙醇中含有少量水可加入生石灰再蒸馏制得无水乙醇 |
B.将无水乙醇和浓硫酸按体积比1∶3混合,加热至140℃制取乙烯 |
C.为证明溴乙烷分子中溴元素的存在,可向溴乙烷中加入NaOH溶液,加热,加入稀硝酸至溶液呈酸性,加入AgNO3溶液,看是否有淡黄色沉淀 |
D.向碘水中加入酒精,萃取碘水中的碘 |
E.用饱和食盐水代替水与电石制备乙炔,目的是为了减缓反应速率
F.将乙烯分别通入酸性KMnO4溶液和溴水中均褪色,褪色原理相同
实验室用燃烧法测定某种氨基酸(CxHyOzNp)的分子组成。取W g 该种氨基酸放在纯氧中充分燃烧,生成CO2、H2O和N2。现按下图所示装置
进行实验:
回答下列有关问题:
(1)E装置的作用是___________________________________________________________。
(2)需要加热的装置是_________________________________________________________。
(3)写出氨基酸燃烧的方程式___________________________________________________。
(4)D的作用是_______________________________________________________________。
(5)F处读数时应注意的问题:_________________________________________________。
(6)还须测定的数据有_________________________________________________________。
紫杉醇是一种新型抗癌药,其分子式为C47H51NO14,它是由如下的A酸和B醇生成的一种酯。
B.R—OH(R是一个含C、H、O的基团)
(1)A可在无机酸催化下水解,其反应方程式是___________________________________。
(2)A水解所得的氨基酸不是天然蛋白质水解产物,因为氨基不在(填希腊字母)_______位。
(3)写出ROH的分子式:____________。
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。