武汉市部分学校联合体2022-2023学年高二下学期期末联考
化学试题
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
可能用到的相对原子质量:C12 H1 O16
一、单选题(每小题3分,共45分)
1. 合理佩戴口罩可有效预防新冠肺炎疫情传播。如图为口罩的不同部位组成材料的示意图,下列说法正确的是
A. 氨纶是大自然赋予的天然纤维 B. 聚丙烯具有高吸水性
C. 镀锌钢丝是无机非金属材料 D. 涤纶是人工合成纤维
2. 研究有机混合物一般要采取的几个步骤是
A. 分离、提纯→确定分子式→确定最简式→确定结构式
B 分离、提纯→确定最简式→确定分子式→确定结构式
C. 分离、提纯→确定结构式→确定最简式→确定分子式
D. 确定分子式→确定最简式→确定结构式→分离、提纯
3. 对于“贝里斯—希尔曼”反应,下列说法正确的是
A. 该反应属于加成反应 B. Ⅰ分子中有1个手性碳原子
C. Ⅱ按骨架分类属于脂环烃 D. Ⅲ的含氧官能团是羟基、醚键
4. 下列化学用语正确的是
A. 2-乙基-1,3-丁二烯分子的键线式: B. 丙烷分子的比例模型:
C. CH2=CH-CH=CH2 1,3-二丁烯 D. 聚丙烯的结构简式:
5. 下图是一个形象有趣的有机合成反应:
下列说法中正确是
A. 该反应符合绿色化学的理念,原子利用率为100%
B. 化合物X的一氯代物有3种
C. 化合物Y中有5个碳原子共一条直线
D. 化合物Z能使酸性KMnO4溶液褪色,但不能与HCN反应
6. 下列聚合物与单体对应关系不正确的是
选项 聚合物 单体
A
B 和
C
D 和
A A B. B C. C D. D
7. 溴苯是一种有机合成原料,广泛应用于药物合成,实验室中用苯和液溴制备溴苯的装置如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应不需要在加热条件下进行
B. 乙中试剂可为
C. 反应前后铁粉质量不变
D. 装置丙中有淡黄色沉淀生成,说明反应为取代反应
8. 有机物A是一种重要的化工原料,其结构简式为,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是
A. 先加酸性KMnO4溶液,再加银氨溶液,微热
B. 先加溴水,再加酸性KMnO4溶液
C. 先加银氨溶液,微热,再加溴水
D. 先加入足量新制的Cu(OH)2,微热,酸化后再加溴水
9. 下列各物质中,既能被催化氧化又能发生消去反应的是
A. CH3OH B. C. (CH3)3CCH2OH D. (CH3)3COH
10. 绿原酸亦称“绿吉酸”(结构如图所示),其抗氧化能力强,还具有抗艾滋病毒、抗肿瘤细胞、抗菌、提高中枢兴奋、抗过敏等功能。若等物质的量的绿原酸在一定条件下分别与溶液、溶液反应,则消耗的的物质的量之比为
A. B. C. D.
11. 对于如图所示的有机物,要引入羟基(-OH),可采用的方法有
①加成 ②卤素原子的取代 ③还原 ④酯基的水解
A. 只有①② B. 只有②③
C. 只有①③ D. ①②③④
12. 制备下列物质的化学方程式和反应类型均正确的是
A 制备PVC nCH2=CHCl 缩聚反应
B 制备TNT 加成反应
C 制备肥皂 取代反应
D 制备乙烯 消去反应
A. A B. B C. C D. D
13. 1,4-二氧六环是一种常见的溶剂。它可以通过如图合成路线制得。其中的A可能是
A. 乙烯 B. 乙醇 C. 乙二醇 D. 乙酸
14. 研究成果表明,塑料经改造后能像金属一样导电,要使塑料聚合物导电,其内部碳原子之间必须交替地以单键与双键结合(再经掺杂处理)。由上述分析,下列聚合物经掺杂处理后可以制成“导电塑料”的是
A. B.
C. D.
15. 分子式为C5H12O的醇,其同分异构体有
A 8种 B. 7种 C. 6种 D. 5种
二、填空题(共55分)
16. 有机化学中常出现的一些关键词:官能团、反应类型、名称、结构简式、光谱……,识别这些关键词是学习有机化学重要的手段,按要求回答下列问题:
(1)阿司匹林()含有的官能团名称为___________。
(2) 的反应类型为___________。
(3) 的名称为___________。
(4)PES是一种生物可降解的聚酯。其结构简式如下:
形成该聚合物的两种单体是___________和___________(写出结构简式)。
(5)用质谱法测得化合物A的相对分子质量为136.A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其红外光谱和核磁共振氢谱如图所示:
化合物A的结构简式为___________。
17. 糖类、油脂和蛋白质都是生命中重要的有机物质。
(1)淀粉在硫酸作用下发生水解反应,证明淀粉水解产物中含有醛基:
试剂X为___________,试管C的实验现象为___________。
(2)某油脂A的结构简式为 。从酯的性质看,油脂A在酸性条件下和碱性条件下均能发生水解,水解的共同产物是___________(写结构简式)
(3)蛋白质可以与甲醛作用,该过程称为蛋白质的___________。
(4)天然蛋白质水解生成的最简单的氨基酸是甘氨酸,该氨基酸形成的二肽的结构简式是___________。
(5)聚丙烯酸钠、涤纶的结构简式如图:
合成聚丙烯酸钠的单体的结构简式是___________;合成涤纶有两种单体;其中能和反应的单体的结构简式是___________。
18. 苯甲酸乙酯可用于配制香水和人造精油,还可以作为食用香精。实验室可用苯甲酸(熔点122.1℃)与乙醇为原料制备苯甲酸乙酯,制备装置如图1所示(部分装置已省略)。制备方法如下:
步骤①:在烧瓶中加入苯甲酸6.1 g,乙醇30.0 mL,浓硫酸4.0 mL,适量环己烷。按如图1所示安装好装置,加热烧瓶,控制一定温度加热回流2h。
步骤②:将烧瓶中的反应液倒入盛有50.0mL水的烧杯中,加入至溶液呈中性。
步骤③:用分液漏斗分出有机层,再用乙醚萃取水层中的残留产品,二者合并,加入到蒸馏装置中,加入沸石与无水硫酸镁,加热蒸馏制得产品6.0 mL。
部分物质的性质如下表所示:
物质名称 苯甲酸 乙醇 环己烷 苯甲酸乙酯
摩尔质量/() 122 46 84 150
密度/() 1.2659 0.7893 0.7318 1.0500
沸点/(℃) 249.2 783 80.8 212.6
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为_______,冷凝水的流向为_______(填“a到b”或“b到a”)。
(2)制备苯甲酸乙酯的化学方程式为_______。
(3)步骤②中加入的作用是_______。
(4)步骤③中进行蒸馏操作时,加入无水硫酸镁的目的是_______。
(5)该实验中苯甲酸乙酯的产率为_______(保留三位有效数字)。
(6)可以采用如图2所示装置制备苯甲酸乙酯,其中分水器的“分水”原理是冷凝液在分水器中分层,上层有机层从支管处流回烧瓶,下层水层从分水器下口放出,反应结束的标志是_______。
19. 高分子化合物G是一种重要的化工产品,可由烃A()和苯合成。合成G的流程如图:
已知:
①B和C中核磁共振氢谱分别有4种和3种峰
②CH3Cl+NaCNCH3CN+NaCl
③CH3CNCH3COOH
④
请回答下列问题:
(1)A的名称是___________。
(2)反应①的反应类型是___________。
(3)D的结构简式是___________。
(4)E中官能团的名称是___________。
(5)F的同分异构体有多种,写出符合下列条件的所有同分异构体的结构简式:___________。
①苯环对位上有两个取代基,其中一个是
②能发生水解反应
③核磁共振氢谱共有5组峰
(6)参照上述流程图,写出用乙烯、NaCN为原料制备聚酯的合成路线___________(其他无机试剂任选)。
武汉市部分学校联合体2022-2023学年高二下学期期末联考
化学试题 答案解析
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
可能用到的相对原子质量:C12 H1 O16
一、单选题(每小题3分,共45分)
1. 合理佩戴口罩可有效预防新冠肺炎疫情传播。如图为口罩的不同部位组成材料的示意图,下列说法正确的是
A. 氨纶是大自然赋予的天然纤维 B. 聚丙烯具有高吸水性
C. 镀锌钢丝是无机非金属材料 D. 涤纶是人工合成纤维
【答案】D
【解析】
【详解】A.氨纶属于合成纤维,A错误;
B.聚丙烯是丙烯通过加聚反应而成的聚合物,具有耐化学性、耐热性、电绝缘性、高强度机械性能和良好的高耐磨加工性能等,没有高吸水性,B错误;
C.镀锌钢丝属于金属材料,C错误;
D.合成纤维是由合成的高分子化合物制成的,常用的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、氯纶、维纶、氨纶,因此涤纶是合成纤维,D正确;
故选D。
2. 研究有机混合物一般要采取的几个步骤是
A. 分离、提纯→确定分子式→确定最简式→确定结构式
B. 分离、提纯→确定最简式→确定分子式→确定结构式
C. 分离、提纯→确定结构式→确定最简式→确定分子式
D. 确定分子式→确定最简式→确定结构式→分离、提纯
【答案】B
【解析】
【详解】有机混合物首先需经过分离提纯才能得到纯净物;然后对未知有机物的结构与性质进行鉴定和研究:一般先利用元素定量分析确定实验式(最简式);再测定相对分子质量从而确定分子式;因为有机物存在同分异构现象,所以最后利用波谱分析确定结构式。故对其研究的步骤是分离提纯→确定最简式→确定分子式→确定结构式,B正确。
3. 对于“贝里斯—希尔曼”反应,下列说法正确的是
A. 该反应属于加成反应 B. Ⅰ分子中有1个手性碳原子
C. Ⅱ按骨架分类属于脂环烃 D. Ⅲ的含氧官能团是羟基、醚键
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应中C=O断裂且不饱和的C和O均直接连接其他原子,所以该反应为加成反应,A项正确;
B.手性碳原子:连接四个不同原子或基团的碳,Ⅰ中无手性碳,B项错误;
C.Ⅱ不属于烃,C项错误;
D.Ⅲ中含有羟基和碳碳双键、羰基,D项错误;
故选A。
4. 下列化学用语正确的是
A. 2-乙基-1,3-丁二烯分子的键线式: B. 丙烷分子的比例模型:
C. CH2=CH-CH=CH2 1,3-二丁烯 D. 聚丙烯的结构简式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.2-乙基-1,3-丁二烯的主链含有4个C原子,2号碳原子上含有乙基,属于二烯烃,其键线式为,故A正确;
B.用小球和小棍表示的模型为球棍模型, 为丙烷的球棍模型,不是比例模型,故B错误;
C.CH2=CH-CH=CH2为二烯烃,其正确命名为1,3-丁二烯,故C错误;
D.聚丙烯的结构简式为,故D错误;
故答案选A。
5. 下图是一个形象有趣的有机合成反应:
下列说法中正确的是
A. 该反应符合绿色化学的理念,原子利用率为100%
B. 化合物X的一氯代物有3种
C. 化合物Y中有5个碳原子共一条直线
D. 化合物Z能使酸性KMnO4溶液褪色,但不能与HCN反应
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.X中含有溴原子,而Z中没有溴原子,所以原子利用率并没有达到100%,A错误;
B.X中苯环上有一种环境的氢原子,甲基上有一种,含氧五元环上有两种,所以其一氯代物有4种,B错误;
C.碳碳三键上的两个碳原子以及与其相连的碳原子共线,苯环上与三键相连的碳原子的对位碳也共线,所以共有5个碳原子共线,C正确;
D.Z中含有羟基(羟基相连的碳原子上有氢)、碳碳三键,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,碳碳三键可以和HCN发生加成反应,D错误;
综上所述答案为C。
6. 下列聚合物与单体对应关系不正确的是
选项 聚合物 单体
A
B 和
C
D 和
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.的加聚产物为,故A正确;
B.和的加聚产物中无双键,故B错误;
C.的缩聚产物为,故C正确;
D.和的缩聚产物为,故D正确;
故选B。
7. 溴苯是一种有机合成原料,广泛应用于药物合成,实验室中用苯和液溴制备溴苯的装置如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应不需要在加热条件下进行
B. 乙中试剂可为
C. 反应前后铁粉质量不变
D. 装置丙中有淡黄色沉淀生成,说明反应为取代反应
【答案】C
【解析】
【分析】甲中甲苯与溴单质发生取代反应生成对溴甲苯和HBr,通过乙装置吸收挥发的溴后生成气体进入丙检验溴化氢,尾气吸收处,以此解题。
【详解】A.该反应为放热反应,不需要加热,A正确;
B.由于HBr中可能混有挥发的溴,故要使混合气体通入苯或四氯化碳,除去溴,防止对HBr的检验造成干扰,B正确;
C.该反应中试剂催化剂为溴化铁,故反应的铁粉质量减少,C错误;
D.淡黄色沉淀是甲苯与溴发生反应生成的HBr与硝酸银反应之后的结果,故生成浅黄色沉淀就能证明该反应是取代反应,D正确;
故选C。
8. 有机物A是一种重要的化工原料,其结构简式为,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是
A. 先加酸性KMnO4溶液,再加银氨溶液,微热
B. 先加溴水,再加酸性KMnO4溶液
C. 先加银氨溶液,微热,再加溴水
D. 先加入足量新制的Cu(OH)2,微热,酸化后再加溴水
【答案】D
【解析】
【详解】A.有机物A中所含的官能团有碳碳双键和醛基,二者均能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色,A项错误;
B.有机物A中所含官能团有碳碳双键和醛基,二者均能使酸性KMnO4溶液、溴水褪色,B项错误;
C.先加银氨溶液,微热,能检验出醛基,但发生银镜反应之后的溶液仍显碱性,溴水与碱能发生反应而褪色,不能检验出碳碳双键,C项错误;
D.加入足量新制的Cu(OH)2,微热后生成砖红色的沉淀,能检验出醛基,但发生反应之后的溶液仍显碱性,所以先酸化,再加入溴水,溴水褪色说明分子中含有碳碳双键,D项正确;
答案选D。
9. 下列各物质中,既能被催化氧化又能发生消去反应的是
A. CH3OH B. C. (CH3)3CCH2OH D. (CH3)3COH
【答案】B
【解析】
【分析】根据醇发生消去反应的结构特点是:与羟基所连碳相邻的碳上有氢原子才能发生消去反应,形成不饱和键;醇发生氧化反应的结构特点是:与羟基所连碳上有氢原子的才能发生氧化反应,据此分析。
【详解】A.CH3OH结构中与羟基所连碳相邻碳上没有氢原子,不能发生消去反应,A错误;
B.从结构上分析,既能被催化氧化又能发生消去反应,B正确;
C.(CH3)3CCH2OH结构中与羟基所连碳相邻的碳上没有氢原子,不能发生消去反应,C错误;
D.(CH3)3COH结构中与羟基所连碳上没有氢原子,不能被催化氧化,D错误;
故选B。
10. 绿原酸亦称“绿吉酸”(结构如图所示),其抗氧化能力强,还具有抗艾滋病毒、抗肿瘤细胞、抗菌、提高中枢兴奋、抗过敏等功能。若等物质的量的绿原酸在一定条件下分别与溶液、溶液反应,则消耗的的物质的量之比为
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】绿原酸中含有酚羟基、酯基、醇羟基、羧基,具有酚类、酯类、醇类、羧酸类物质的化学性质,钠能与羟基、羧基反应,氢氧化钠能与酚羟基、羧基和酯基反应,碳酸氢钠能与羧基反应。该有机物中含有5个羟基(2个酚羟基和3个醇羟基)、1个酯基、1个羧基,所以等物质的量的有机物消耗钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之比为,故选A。
11. 对于如图所示的有机物,要引入羟基(-OH),可采用的方法有
①加成 ②卤素原子的取代 ③还原 ④酯基的水解
A. 只有①② B. 只有②③
C. 只有①③ D. ①②③④
【答案】D
【解析】
【详解】①所给有机物分子中含有碳碳双键,可以和水发生加成反应引入羟基,故①正确;
②所给有机物分子中含有溴原子,可以发生卤素原子的取代,故②正确;
③所给有机物分子中含有醛基,可被氢气还原引入羟基,故③正确;
④所给有机物分子中含有酯基,可发生水解反应引入羟基,故④正确;
故选D。
12. 制备下列物质的化学方程式和反应类型均正确的是
A 制备PVC nCH2=CHCl 缩聚反应
B 制备TNT 加成反应
C 制备肥皂 取代反应
D 制备乙烯 消去反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.CH2=CHCl发生加聚反应生成,A错误;
B.和浓硝酸在浓硫酸存在、水浴加热到的条件下反应生成和水,反应类型为取代反应,B错误;
C.制备肥皂的化学方程式为:+3NaOH3C17H35COONa+ ,C错误;
D.乙醇在浓硫酸存在、迅速升温到的条件下发生消去反应生成乙烯和水,化学方程式为,D正确;
故选D。
13. 1,4-二氧六环是一种常见的溶剂。它可以通过如图合成路线制得。其中的A可能是
A. 乙烯 B. 乙醇 C. 乙二醇 D. 乙酸
【答案】A
【解析】
【详解】根据逆合成分析法可知,由于C是浓硫酸做催化剂、脱水生成了1,4-二氧六环这种醚类,即可知由C生成1,4-二氧六环发生的是醇分子间的脱水,因此C为HOCH2CH2OH,而C是B通过和氢氧化钠水溶液作用得到的,故可知B为卤代烃,即B到C发生的是卤代烃的水解,又结合B是烃A和溴反应得到的,故B为BrCH2CH2Br,而B是由烃A和溴加成反应生成的,所以A是乙烯;故选A。
14. 研究成果表明,塑料经改造后能像金属一样导电,要使塑料聚合物导电,其内部碳原子之间必须交替地以单键与双键结合(再经掺杂处理)。由上述分析,下列聚合物经掺杂处理后可以制成“导电塑料”的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意可知,“导电塑料”特点是内部碳原子之间必须交替地以单键与双键结合。
【详解】A. 内部的碳原子之间不是单双建交替的结构,故A错误;
B. 内部的碳原子之间是单双建交替的结构,故B正确;
C. 内部的碳原子之间均是单键结构,不是单双建交替的结构,故C错误;
D. 内部的碳原子之间不是单双建交替的结构,故D错误;
故答案选B。
15. 分子式为C5H12O的醇,其同分异构体有
A. 8种 B. 7种 C. 6种 D. 5种
【答案】A
【解析】
【详解】由题意知,分子式为C5H12O的醇为饱和一元醇,其同分异构体属于醇,其中碳链结构如下:,共8种。
故答案选A。
二、填空题(共55分)
16. 有机化学中常出现的一些关键词:官能团、反应类型、名称、结构简式、光谱……,识别这些关键词是学习有机化学重要的手段,按要求回答下列问题:
(1)阿司匹林()含有的官能团名称为___________。
(2) 的反应类型为___________。
(3) 的名称为___________。
(4)PES是一种生物可降解的聚酯。其结构简式如下:
形成该聚合物的两种单体是___________和___________(写出结构简式)。
(5)用质谱法测得化合物A的相对分子质量为136.A分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其红外光谱和核磁共振氢谱如图所示:
化合物A的结构简式为___________。
【答案】(1)羧基、酯基
(2)还原反应 (3)4-甲基-3-己醇
(4) ①. ②.
(5)
【解析】
【小问1详解】
根据题目所给结构简式可以看到,阿司匹林的分子结构中官能团名称为羧基、酯基;
【小问2详解】
有机化学中对去氧加氢的反应变化称为还原反应;
【小问3详解】
根据题目所给结构简式可以看到,主碳链共6个C原子,根据羟基所在位置确定主链右端C原子是1号碳,所以羟基在3号碳上,甲基在4号碳上,所以该有机物命名是4-甲基-3-己醇;
【小问4详解】
根据题目所给的聚合物单元的结构简式,可以看到该有机物是由两种有机物发生缩聚反应生成的聚酯,由虚线所示位置断键,分别补上羟基和氢原子,得到两种有机物分别是一种二元酸HOOCCH2CH2COOH、一种二元醇HOCH2CH2OH;
【小问5详解】
根据所给分子量可以推算,所以该有机物C、H、O原子个数分别是:8、8、2,有机物分子式应为C8H8O2,根据有机物红外光谱图及题目所给信息,可以推断出结构中有苯环、有酯基、氧原子不直连苯环,再根据核磁共振氢谱可以得到不同环境的氢原子个数比为3﹕2﹕2﹕1,可知侧链上有甲基,那么根据碳原子数量及官能团数量,该有机物应是苯甲酸甲酯。
17. 糖类、油脂和蛋白质都是生命中重要的有机物质。
(1)淀粉在硫酸作用下发生水解反应,证明淀粉水解产物中含有醛基:
试剂X为___________,试管C的实验现象为___________。
(2)某油脂A的结构简式为 。从酯的性质看,油脂A在酸性条件下和碱性条件下均能发生水解,水解的共同产物是___________(写结构简式)
(3)蛋白质可以与甲醛作用,该过程称为蛋白质的___________。
(4)天然蛋白质水解生成的最简单的氨基酸是甘氨酸,该氨基酸形成的二肽的结构简式是___________。
(5)聚丙烯酸钠、涤纶的结构简式如图:
合成聚丙烯酸钠的单体的结构简式是___________;合成涤纶有两种单体;其中能和反应的单体的结构简式是___________。
【答案】(1) ①. NaOH溶液 ②. 产生砖红色沉淀
(2) (3)变性
(4)
(5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
淀粉在稀硫酸催化作用下发生水解生成葡萄糖,要检验葡萄糖中的醛基,可用氢氧化铜悬浊液,但是该反应需在碱性条件下进行,因此试剂X为NaOH,用于中和硫酸,确保溶液呈碱性。试管C中醛基与新制氢氧化铜悬浊液反应,生成Cu2O砖红色沉淀。
【小问2详解】
油脂A酸性条件下水解生成甘油和C17H33COOH,碱性条件下水解生成甘油和C17H33COONa,水解的共同产物为甘油,结构简式为 。
【小问3详解】
蛋白质可以与甲醛作用,该过程称为蛋白质的变性。
【小问4详解】
甘氨酸的结构简式为H2NCH2COOH,两个甘氨酸分子反应生成二肽,其结构简式为H2NCH2CONHCH2COOH。
【小问5详解】
根据聚丙烯酸钠的结构简式可知,合成聚丙烯酸钠的单体为丙烯酸钠,结构简式为CH2=CHCOONa,合成涤纶的两种单体为 和HOCH2CH2OH,其中 能与碳酸氢钠反应。
18. 苯甲酸乙酯可用于配制香水和人造精油,还可以作为食用香精。实验室可用苯甲酸(熔点122.1℃)与乙醇为原料制备苯甲酸乙酯,制备装置如图1所示(部分装置已省略)。制备方法如下:
步骤①:在烧瓶中加入苯甲酸6.1 g,乙醇30.0 mL,浓硫酸4.0 mL,适量环己烷。按如图1所示安装好装置,加热烧瓶,控制一定温度加热回流2h。
步骤②:将烧瓶中的反应液倒入盛有50.0mL水的烧杯中,加入至溶液呈中性。
步骤③:用分液漏斗分出有机层,再用乙醚萃取水层中的残留产品,二者合并,加入到蒸馏装置中,加入沸石与无水硫酸镁,加热蒸馏制得产品6.0 mL。
部分物质的性质如下表所示:
物质名称 苯甲酸 乙醇 环己烷 苯甲酸乙酯
摩尔质量/() 122 46 84 150
密度/() 1.2659 0.7893 0.7318 1.0500
沸点/(℃) 249.2 78.3 80.8 212.6
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为_______,冷凝水的流向为_______(填“a到b”或“b到a”)。
(2)制备苯甲酸乙酯的化学方程式为_______。
(3)步骤②中加入的作用是_______。
(4)步骤③中进行蒸馏操作时,加入无水硫酸镁的目的是_______。
(5)该实验中苯甲酸乙酯的产率为_______(保留三位有效数字)。
(6)可以采用如图2所示装置制备苯甲酸乙酯,其中分水器的“分水”原理是冷凝液在分水器中分层,上层有机层从支管处流回烧瓶,下层水层从分水器下口放出,反应结束的标志是_______。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管(或冷凝管) ②. b到a
(2)+CH3CH2OH+H2O
(3)中和硫酸和未反应的苯甲酸,降低苯甲酸乙酯的溶解度
(4)除去苯甲酸乙酯中的水
(5)84.0% (6)分水器中水量不再变多
【解析】
【分析】通过苯甲酸和乙醇的酯化反应,可制得苯甲酸乙酯,浓硫酸作为催化剂、吸水剂,回流2小时,反应完成后,将反应液倒入盛水的烧杯中,再加入碳酸钠中和硫酸和苯甲酸,同时可降低苯甲酸乙酯的溶解度,用分液漏斗分出有机层,再用乙醚萃取水层中的残留产品,二者合并,加到蒸馏装置中,加入沸石与无水硫酸镁,加热蒸馏制得纯净的苯甲酸乙酯,据此解答。
【小问1详解】
仪器A名称为球形冷凝管(或冷凝管),冷凝水的流向为凝管中冷却水的流向为都是下进上出,所以应是b到a;
【小问2详解】
苯甲酸与乙醇发生酯化反应生成苯甲酸乙酯和水,则制备苯甲酸乙酯的化学方程式为+CH3CH2OH+H2O;
【小问3详解】
Na2CO3呈碱性,可以吸收硫酸和未反应的苯甲酸,降低苯甲酸乙酯的溶解度。
【小问4详解】
无水硫酸镁可以吸水,常用做干燥剂,所以加入无水硫酸镁的目的是除去苯甲酸乙酯中的水分。
【小问5详解】
已知投入的苯甲酸的物质的量为,乙醇的物质的量为,乙醇过量,则理论上产生的苯甲酸乙酯的物质的量为0.05mol,质量为:0.05mol×150g/mol=7.5g,该实验中苯甲酸乙酯的产率为:。
【小问6详解】
根据分水器的“分水”原理可知,反应结束的标志是分水器中水量不再变多。
19. 高分子化合物G是一种重要化工产品,可由烃A()和苯合成。合成G的流程如图:
已知:
①B和C中核磁共振氢谱分别有4种和3种峰
②CH3Cl+NaCNCH3CN+NaCl
③CH3CNCH3COOH
④
请回答下列问题:
(1)A的名称是___________。
(2)反应①的反应类型是___________。
(3)D的结构简式是___________。
(4)E中官能团的名称是___________。
(5)F的同分异构体有多种,写出符合下列条件的所有同分异构体的结构简式:___________。
①苯环对位上有两个取代基,其中一个是
②能发生水解反应
③核磁共振氢谱共有5组峰
(6)参照上述流程图,写出用乙烯、NaCN为原料制备聚酯的合成路线___________(其他无机试剂任选)。
【答案】(1)丙烯 (2)加成反应
(3) (4)羧基、硝基
(5)、、 (6)
【解析】
【分析】由框图可知,苯和A发生加成反应生成,则烃A(C3H6)为CH2=CHCH3,根据G的结构和反应得到B的结构为,C的结构为 ,C和NaCN反应生成D(),根据信息③得到D反应生成E(),根据信息④得到E反应生成F(),F发生缩聚反应生成G。
【小问1详解】
根据分析,烃A(C3H6)为CH2=CHCH3,A的名称是丙烯;
【小问2详解】
根据分析,反应①是丙烯和苯发生加成反应;
【小问3详解】
根据分析,D的结构简式是;
【小问4详解】
根据分析,E为,官能团的名称是羧基和硝基;
【小问5详解】
F()的同分异构体有多种,①苯环对位上有两个取代基,其中一个是 NH2;②能发生水解反应,说明含有酯基,③核磁共振氢谱共有5组峰,说明结构的对称性较好,同分异构体有:、 、 ;
【小问6详解】
用逆合成法分析,由HOOCCH2CH2COOH和HOCH2CH2OH发生缩聚反应生成,NCCH2CH2CN在酸性条件下反应生成HOOCCH2CH2COOH,BrCH2CH2Br和NaCN反应生成NCCH2CH2CN,BrCH2CH2Br在碱性条件下水解生成HOCH2CH2OH,乙烯和溴水加成反应生成BrCH2CH2Br,因此合成路线为:。