(12分)(1)为测定一种气态烃A的化学式,取标准状况下一定体积的A置于密闭容器中,再通入一定体积的O2,用电火花引燃,定性实验表明产物是CO2、CO和水蒸气。相关方案如下:(箭头表示气体流向,实验前系统内空气已排除)
试回答(不要求写计算过程):
A的实验式(最简式)是___________,根据所学知识,气态烃A的分子式为___________。
(2)质子核磁共振(PMR)是研究有机物结构的有力手段之一,在所研究的化合物分子中,每一个结构中的等效氢原子的PMR谱中都给出了相应的峰(信号),谱中峰的强度与结构中的等效氢原子数成正比。现有某有机物,化学式为C6H12。已知该物质可能存在多种结构,a、b、c是其中的三种,请根据下列要求填空:
①a与氢气加成生成2―甲基戊烷,则a的可能结构有___________种。
②b能使溴水和酸性高锰酸钾褪色,PMR谱中只有一个信号,则b的结构简式为:___ __,
其命名为:
③c不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能与溴水加成褪色,可萃取溴水中的溴;PMR谱中也只有一个信号,则c的结构简式为:___________________________
某种橡胶分解产物为碳氢化合物,对这种碳氢化合物作如下实验:
①若取一定量完全燃烧,使燃烧后的气体通过干燥管,干燥管增重0.72 g,再通过石灰水,石灰水增重2.2 g。
②经测定,该碳氢化合物(气体)的密度是相同条件下氢气密度的34倍。
③该碳氢化合物0.1 mol能和32 g溴起加成反应.
④经分析,在③的生成物中,溴原子分布在不同的碳原子上,且溴代物中有一个碳原子在支链上。
下列说法正确的是
A.该碳氢化合物为2-甲基-1,3-戊二烯 |
B.该碳氢化合物与溴单质1:1加成时可以生成3种不同的产物 |
C.该碳氢化合物与溴单质1:1加成时可以生成2种不同的产物 |
D.该碳氢化合物与足量氢气加成时可以生成正戊烷 |
Ⅰ.某烃A的质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱表明分子中含有碳碳双键,核磁共振谱表明分子中只有一种类型的氢。
(1)写出A的结构简式 。
(2)A中的碳原子是否都处于同一平面? (填“是”或者“不是”)。
Ⅱ.2006年5月,齐齐哈尔第二制药厂生产的假药“亮菌甲素注射液”导致多名患者肾功能衰竭。“亮菌甲素”的结构简式为: 。它配以辅料丙二醇溶成针剂用于临床。假药中使用廉价的二甘醇作为辅料,二甘醇为工业溶剂,有很强的毒性。请回答下列问题:
(3)下列有关“亮菌甲素”的叙述正确的是 (填字母)。
A.“亮菌甲素”能与H2发生加成反应 |
B.不能使酸性KMnO4溶液褪色 |
C.“亮菌甲素” 的分子式是C12H10O5 |
D.“亮菌甲素”分子中含氧官能团只有2种 |
(4)丙二醇的分子式是C3H8O2,已知两个羟基连在同一个碳原子上的物质不存在。写出其所有属于醇类的同分异构体的结构简式 。
(5)依据核磁共振氢谱分析,二甘醇分子中有3个吸收峰,其峰面积之比为2∶2∶1。又知二甘醇中含碳、氧元素的质量分数相同,且氢元素的质量分数为9.4%,1 mol二甘醇与足量金属钠反应生成1 mol H2。写出二甘醇的结构简式 。
下图是实验室用乙醇与浓硫酸和溴化钠反应来制备溴乙烷的装置,反应需要加热,图中省去了加热装置。有关数据见表3:
|
乙醇 |
溴乙烷 |
溴 |
状态 |
无色 液体 |
无色 液体 |
深红棕色 液体 |
密度/g·cm-3 |
0.79 |
1.44 |
3.1 |
沸点/℃ |
78.5 |
38.4 |
59 |
表3.乙醇、溴乙烷、溴有关参数
(1)制备操作中,加入的浓硫酸必需进行稀释,其目的是 (选填序号)。
a.减少副产物烯和醚的生成 b.减少Br2的生成
c.减少HBr的挥发 d.水是反应的催化剂
(2)写出溴化氢与浓硫酸加热时发生反应的化学方程式 。
(3)图中试管C中的导管E的末端须在水面以下,其原因是 。
(4)加热的目的是 。
(5)为除去产品中的一种主要杂质,最好选择下列 (选填序号)溶液来洗涤产品。
A.氢氧化钠 B.碘化亚铁 C.亚硫酸钠 D.碳酸氢钠
(6)第(5)步的实验所需要的玻璃仪器有 。
碳、氢、氧3种元素组成的有机物A,相对分子质量为102,含氢的质量分数为9.8%,分子中氢原子个数为氧的5倍。一定条件下,A与氢气反应生成B,B分子的结构可视为1个碳原子上连接2个甲基和另外2个结构相同的基团。且B的核磁共振氢谱显示有3组不同的峰。
(1)A的分子式是 。
(2)下列物质与A以任意比例混合,若总物质的量一定,充分燃烧消耗氧气的量相等且生成水的量也相等的是(填序号) 。
A.C5H12O3 B.C4H10 C.C6H10O4 D.C5H10O
(3)①B的结构简式是 。
②A不能发生的反应是(填序号) 。
A.取代反应 B.消去反应 C.酯化反应 D.还原反应
(4)与A互为同分异构体的羧酸有 种。
(5)A还有另一类酯类同分异构体,该异构体在酸性条件下水解,生成两种相对分子质量相同的化合物,其中一种的分子中有2个甲基,该异构体的结构简式是: 。
[化学一选修5:有机化学基础]
已知:①在稀碱溶液中,溴苯难发生水解
②
现有分子式为C10H10O2Br2的芳香族化合物X,其苯环上的一溴代物只有一种,其核磁共振氢谱图中有四个吸收峰,吸收峰的面积比为1:2:6:1,在一定条件下可发生下述一系列反应,红外光谱表明B分子中只含有C=O键和C-H键,C可以发生银镜反应;E遇FeCl3溶液显紫色且能与浓溴水反应。
请回答下列问题:
(1)下列关于B的结构和性质的描述正确的是 (选填序号)
a.B与D都含有醛基
b.B与葡萄糖、蔗糖的最简式均相同
c.B可以发生加成反应生成羧酸
d.B中所有原子均在同一平面上
e.lmol B与银氨溶液反应最多能生成2 mol Ag
(2)F→H的反应类型是__________。
(3)I的结构简式为_________。
(4)写出下列反应的化学方程式:
①X与足量稀NaOH溶液共热: 。
②F→G的化学方程式: 。
(5)同时符合下列条件的E的同分异构体共有 种,请写出其中任意一种的结构简式 。
a.苯环上核磁共振氢谱有两种氢
b.不发生水解反应
c.遇FeCl3溶液不显色
d.1mol E最多能分别与Imol NaOH和2mol Na反应
能够水解的某有机化合物A经里比希法测得其中含碳为72.0%、含氢为 6.67%,其余含有氧。
现用下列方法测定该有机化合物的相对分子质量和分子结构。
方法一:用质谱法分析得知A的相对分子质量为150。
方法二:核磁共振仪测出A的核磁共振氢谱有5个峰,其面积之比为1∶2∶2∶2∶3。如下图A。
方法三:利用红外光谱仪测得A分子的红外光谱如下图B。
试填空。
(1)A的分子式为_______________________。
(2)A的分子中只含一个甲基的依据是_______________(填序号)。
a.A的相对分子质量 b.A的分子式
c.A的核磁共振氢谱图 d.A分子的红外光谱图
(3)A的结构简式为 ___________________________ 。
(7分) 某有机物A只含有C、H、O三种元素,常用作有机合成的中间体。现将8.4 g该有机物在14.56L(标况下)O2经充分燃烧后将产生的热气体(无有机物)先通过足量的无水CaCl2固体,发现该固体增重7.2g,然后再将该剩余气体通入足量的澄清石灰水,石灰水增重22.0g;质谱图表明其相对分子质量为84,红外光谱分析表明A分子中含有O—H键和位于分子端的C≡C键,核磁共振氢谱有三个峰,峰面积为6:1:1。(注:—OH接在不饱和碳上为不稳定结构)
(1)通过计算确定该有机物A的分子式为 ,A的结构简式为 。
(2)有机物B是A的同分异构体,1 mol B可与1mol Br2加成。该有机物所有碳原子在同一个平面,没有顺反异构现象。请写出B的结构简式是 。
Ⅰ.有机物X是一种重要的有机合成中间体,用于制造塑料、涂料和粘合剂等高聚物。为研究X的组成与结构,进行了如下实验:
(1)有机物X 的质谱图为: |
(1)有机物X的相对分子质量是__________________。 |
(2)将10.0 g X在足量O2中充分燃烧,并使其产物依次通过足量的无水CaCl2和KOH浓溶液,发现无水CaCl2增重7.2 g,KOH浓溶液增重22.0 g。 |
(2)有机物X的分子式是 __________________。 |
(3)经红外光谱测定,有机物X中含有醛基;有机物X的核磁共振氢谱图上有2个吸收峰,峰面积之比是3︰1。 |
(3)有机物X的结构简式是 __________________。 |
Ⅱ.Diels-Alder反应为共轭双烯与含有烯键或炔键的化合物相互作用生成六元环状化合物的反应,最简单的反应是:,是由A(C5H6)和B经Diels-Alder反应制得。
(1)Diels-Alder反应属于 反应(填反应类型):A的结构简式为 。
(2)写出与互为同分异构体,且一溴代物只有两种的芳香烃的名称: ;写出生成这两种一溴代物所需要的反应试剂和反应条件: 。
通过粮食发酵可获得某含氧有机化合物X,其相对分子质量为46,其中碳的质量分数为52.2%,氢的质量分数为13.0%。
(1)X的分子式是(写出计算过程) 。
(2)X与金属钠反应放出氢气,反应的化学方程式是 。
(3)X与空气中的氧气在铜或银催化下反应生成Y,Y的结构简式是 。
(4)X与酸性高锰酸钾溶液反应可生成Z,在加热和浓硫酸作用下,X与Z反应可生成一种有香味的物质W。若184 g X和120 g Z反应能生成106 g W,计算该反应的产率(实际产量与理论产量之比) 。
三苯甲醇()是一种重要的化工原料和医药中间体,实验室合成三苯甲醇的合成流程如图1所示。
已知:i)格氏试剂容易水解,
ii)相关物质的物理性质如下:
物质 |
熔点(℃) |
沸点(℃) |
溶解性 |
三苯甲醇 |
164.2 |
380 |
不溶于水,溶于乙醇、乙醚等有机溶剂 |
乙醚 |
—116.3 |
34.6 |
微溶于水,溶于乙醇、苯等有机溶剂 |
溴苯 |
—30.7 |
156.2 |
不溶于水,溶于乙醇、乙醚等多数有机溶剂 |
苯甲酸乙酯 |
—34.6 |
212.6 |
不溶于水 |
Mg(OH)Br |
常温下为固体 |
能溶于水,不溶于醇、醚等有机溶剂 |
iii)三苯甲醇的相对分子质量是260,纯净固体有机物一般都有固定熔点。
请回答以下问题:
(1)实验室合成三苯甲醇的装置图2,写出玻璃仪器A的名称: ,装有无水CaCl2的仪器A的作用是: ;
(2)制取格氏试剂时要保持微沸,可以采用水浴加热,优点是 ,微沸回流时冷凝管中水流的方向是: (填“X→Y”或“Y→X”);
(3)制得的三苯甲醇粗产品中,含有乙醚、溴苯、苯甲酸乙酯等有机物和碱式溴化镁等杂质,可以设计如下提纯方案,请填写空白:
其中,操作①为: ;洗涤液最好选用: ;
A.水 B.乙醚 C.乙醇 D.苯
检验产品已经洗涤干净的操作为: ;
(4)纯度测定:称取2.60g产品,配成乙醚溶液,加入足量金属钠(乙醚与钠不会反应),充分反应后,测得生成气体体积为100.80m L(标准状况)。产品中三苯甲醇质量分数为 (保留两位有效数字,已知三苯甲醇的分子式为C19H16O,相对分子质量为260)。
邻叔丁基对苯二酚(TBHQ) 是一种新颖的食品抗氧剂,其制备原理为:
实验过程中的主要步骤如下:
步骤1.向三口烧瓶中加入5.5g对苯二酚,5.OmL浓磷酸及20mL二甲苯(装置如图所示),启动搅拌器。
步骤2.缓缓加热到100-110°C,慢慢滴加7.5mL叔丁醇和5mL二甲苯组成的溶液,30-60min内滴完。
步骤3.升温到135-140°C,恒温回流2.5h。
步骤4.将反应液冷却到120°C,直到反应完成
步骤5.将反应液倒入烧杯,并用热水洗涤三口烧瓶,洗液并入烧杯中。
步骤6.冷却结晶,抽滤,回收滤液中的二甲苯和磷酸
步骤7.用二甲苯重结晶、脱色、冷水洗涤、干燥
(1)磷酸在实验中的作用是_____。
(2)本实验中二甲苯的作用是_____。
(3)步骤4中反应完成的标志是_____。
(4)步骤7脱色时,可用的脱色剂是_____。
(5)对合成得到的产品表征,还需要的主要现代分析仪器是_____、_____。
某饱和有机物A由碳、氢、氧三种元素组成,现取3g A与4.48L氧气(标准状况)在密闭容器中燃烧,燃烧后生成二氧化碳、一氧化碳和水蒸气(假设反应物没有剩余)。将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰,浓硫酸增重3.6g,碱石灰增重4.4g。回答下列问题:
(1)3gA中所含氢元素和碳元素的物质的量各是多少?
(2)通过计算确定该有机物的分子式。
(3)若核磁共振氢谱中出现三个信号峰,且强度之比为3:3:2,请写出该有机物的结构简式。
科学家用催化剂将苯酚(X)和1,3-二羰基化合物(Y)合成一种重要的具有生物活性的结构单元——苯并呋喃(Z),W是中间产物(R1、R2均为烃基)。则下列有关叙述不正确的是
A.反应①属于取代反应 |
B.W中至少含有1个手性碳原子 |
C.X、Y、W、Z都能与NaOH溶液反应 |
D.可用溴水或FeCl3溶液鉴别X和W |