2023年高考真题变式分类汇编:苯的结构与性质
一、选择题
1.(2019·全国Ⅰ卷)实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是( )
A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C.装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
【答案】D
【知识点】苯的结构与性质;实验装置综合
【解析】【解答】A.根据气压原理,滴加液体时要打开开关,故A正确,不符合题意。
B.由于反应中有溴,具有挥发性,溴蒸气被四氯化碳吸收,溶液呈浅红色。故B正确,不符合题意。
C.反应中生成溴化氢气体能与碳酸钠溶液反应,故C正确,不符合题意。
D.反应后混合液中含有溴苯,溴单质,溴化氢等,经过氢氧化钠溶液后必需经过分液才能得到,故D符合题意。
故正确答案:D。
【分析】 根据苯与溴反应反应产物及有机反应的特点,反应物和生成物同时存在进行判断。
2.(2023·长宁模拟)苯是不饱和烃,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,是因为
A.苯能溶于四氯化碳
B.苯是非极性分子
C.苯能发生取代反应
D.苯中不存在烯烃典型的碳碳双键
【答案】D
【知识点】苯的结构与性质
【解析】【解答】A.苯能溶于四氯化碳,但苯不能与溴单质发生反应,即与其不能使溴的四氯化碳溶液褪色无关,A不合题意;
B.苯是非极性分子,与其不能使溴的四氯化碳溶液褪色无关,B不合题意;
C.苯能发生取代反应,但不能和溴的四氯化碳溶液发生取代反应,C不符合题意;
D.苯的化学性质稳定,且结构中不含碳碳双键,苯中碳碳键介于单键和双键之间,与溴不发生加成反应,所以不能使溴的四氯化碳溶液褪色,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】苯的化学性质稳定,且结构中不含碳碳双键,苯中碳碳键介于单键和双键之间,与溴不发生加成反应。
3.(2022·宝山模拟)下列说法正确的是( )
A.苯与溴水、酸性高锰酸钾溶液不反应,说明苯分子中碳碳原子间只存在单键
B.纤维素的水解和油脂的皂化反应都是由高分子生成小分子的过程
C.判断皂化反应是否完全可以用玻璃棒蘸取反应液滴到冷水中,若有油状液体说明皂化反应未完全
D.花生油能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】D
【知识点】苯的结构与性质;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A. 苯与溴水、酸性高锰酸钾溶液不反应,说明苯分子中碳原子间不存在类似于烯烃中的碳碳双键,苯分子中的化学键是介于单、双键之间的特殊的共价键,选项A不符合题意;
B.油脂不属于高分子化合物,选项B不符合题意;
C.皂化反应后生成的高级脂肪酸也难溶于水,形成油状液体,故不能说明皂化反应未完全,选项C不符合题意;
D.花生油是不饱和油脂,含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A. 苯分子中的化学键是介于单、双键之间的特殊的共价键;
B.油脂不属于高分子化合物;
C.皂化反应后生成的高级脂肪酸也难溶于水;
D.油是不饱和油脂,含有碳碳双键。
4.(2022·宝山模拟)关于 的结构与性质,下列说法错误的是( )
A.最简式是CH B.存在单双键交替的结构
C.是甲苯的同系物 D.空间构型是平面形
【答案】B
【知识点】苯的结构与性质
【解析】【解答】A.已知苯的分子式为C6H6,则其最简式是CH,A不符合题意;
B.已知苯分子中不存在单双键交替的结构,分子中的六个碳碳键均为介于单键和双键之间一种独特的键,B符合题意;
C.苯和甲苯均只含一个苯环即结构相似,且组成上相差一个CH2原子团,故苯和甲苯互为同系物,C不符合题意;
D.苯是平面形分子,所有原子共平面,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.依据分子式确定最简式;
B.苯分子中六个碳碳键均为介于单键和双键之间一种独特的键;
C.依据结构相似,且组成上相差一个CH2原子团的化合物互为同系物;
D.苯所有原子共平面。
5.(2022·淮北模拟)实验室用苯、铁粉、液溴制备并提纯溴苯的相关装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.装置Ⅰ中回流的目的是减少苯、液溴和溴化氢的挥发
B.装置Ⅰ中倒扣漏斗有防倒吸作用
C.装置Ⅱ的作用是将滤液依次用水、稀氢氧化钠溶液、水洗涤后分液
D.装置Ⅲ是用蒸馏法分离苯与溴苯
【答案】A
【知识点】苯的结构与性质;实验装置综合;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.装置Ⅰ中球形冷凝管能起到冷凝回流的作用,可以减少苯、液溴的挥发,提高原料利用率,但减少溴化氢的挥发不是实验目的,故A符合题意;
B.装置Ⅰ中倒扣漏斗可以防止极易溶于水的溴化氢被硝酸银溶液吸收时产生倒吸,故B不符合题意;
C.装置Ⅱ为分液装置,装置Ⅰ中制得的溴苯中混有溴化铁、溴和苯,依次用水、稀氢氧化钠溶液、水洗涤后除去溴化铁、溴,用装置Ⅱ分液能得到含有苯的溴苯,故C不符合题意;
D.装置Ⅲ为蒸馏装置,苯和溴苯存在沸点差异,用装置Ⅲ能分离苯与溴苯,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.球形冷凝管的作用是冷凝回流;
B.HBr极易溶于水;
C.反应后Ⅰ中含有苯、液溴、溴苯,先用水洗去大量液溴,再用洗的氢氧化钠进一步洗去少量的溴,最后用水洗去残留的氢氧化钠溶液;
D.苯和溴苯互溶,沸点不同。
6.(2022·嘉兴模拟)下列说法正确的是( )
A.石油裂解气能使溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液褪色
B.只有不同种类的氨基酸之间才能形成多肽
C.苯和氯气生成C6H6Cl6的反应是取代反应
D.乙二醇的水溶液凝固点很高,可作汽车发动机的抗冻剂
【答案】A
【知识点】苯的结构与性质;石油的裂化和裂解;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点
【解析】【解答】A.石油裂解气含有不饱和烃,能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应使酸性KMnO4溶液褪色,故A符合题意;
B.多肽既可以是同种氨基酸之间形成的,也可以由不同种氨基酸分子之间形成,故B不符合题意;
C.根据反应物和生成的结构特点,反应物全部变为目标产物,苯和氯气发生加成反应生成C6H6Cl6,故C不符合题意;
D.乙二醇中含有氢键,沸点较高,凝固点很低,为黏稠状液体,可用作抗冻剂,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.石油裂解得到的裂解气中有烯烃,可以使酸性高锰酸钾褪色;
B.同种氨基酸也可以通过成肽反应得到多肽;
C.苯和氯气生成六六六的反应是加成反应;
D.乙二醇的凝固点低,可以作汽车发动机的抗冻剂。
7.(2021·金华模拟)下列说法错误的是( )
A.苯或活性炭均能使苯酚与 混合液的紫色变浅,且作用原理相同
B.植物的光合作用是自然界中将太阳光能转化为化学能的最成功的方式
C.炼油厂分馏汽油、煤油、柴油等不涉及化学键断裂
D.纤维素织品经水玻璃浸泡后,既耐腐蚀又不易着火
【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化;苯的结构与性质;石油的分馏产品和用途
【解析】【解答】A.苯酚溶解于苯,使溶液变浅,活性炭是吸附,二者原理不同,A符合题意;
B.植物的光合作用是将太阳光能转化为化学能的最成功的方式,B不符合题意;
C.分馏是物理变化,不涉及化学键的断裂,C不符合题意;
D.水玻璃有防火功能,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】苯和苯酚均是有机物相似形溶,苯酚与氯化铁溶液显色后,加入苯,苯将苯酚溶解使其褪色,而活性炭具有吸附性可将其吸附褪色,原理不同,其他选项均正确
8.(2021·成都模拟)布洛芬片常用来减轻感冒症状,其结构简式如图,下列有关说法错误的是( )
A.布洛芬在苯环上发生取代反应,其一氯代物有4种
B.布洛芬与苯乙酸是同系物
C.1mol布洛芬最多能与3mol氢气发生加成反应
D.布洛芬的分子式为C13H18O2
【答案】A
【知识点】同分异构现象和同分异构体;苯的结构与性质;乙酸的化学性质;同系物;分子式
【解析】【解答】A.结构对称,则布洛芬在苯环上发生取代反应,其一氯代物有2种, A符合题意;
B. 布洛芬与苯乙酸结构上相似:均含1个苯环、1个羧基,分子组成相差5个CH2原子团,因而互为同系物, B不符合题意;
C.能与氢气发生加成反应的只有苯环,则1mol 布洛芬最多能与3mol氢气发生加成反应, C不符合题意;
D.由结构简式可以知道布洛芬的分子式为C13H18O2, D不符合题意;
故答案为A。
【分析】A.找出苯环上的氢原子种类即可
B.写出分子式即可判断
C.苯环与氢气可以发生加成即可判断
D.根据结构式即可写出分子式
9.(2021·长春模拟)下列实验操作对应的现象和结论均正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 结论
A 向苯和液溴的混合物中加入铁粉,将气体直接通入硝酸银溶液中 有淡黄色沉淀生成 苯与Br2发生取代反应
B 白铁皮(镀锌铁)出现破损后,浸泡在饱和食盐水中,一段时间后滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液 无明显现象 该过程一定未发生氧化还原反应
C 用坩埚钳夹住一小块用砂纸打磨过的铝箔,在酒精灯上加热 铝箔熔化并滴落 金属铝的熔点较低
D 向酸性KMnO4和H2C2O4的混合液中加入一小块MnSO4 生成气体的速率加快,溶液迅速褪色 MnSO4可能是该反应的催化剂
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】氧化还原反应;化学反应速率的影响因素;铝的化学性质;苯的结构与性质
【解析】【解答】A.苯与液溴在铁粉催化作用下会发生取代反应生成溴苯和HBr,因为液溴易挥发,挥发的溴单质气体直接通入硝酸银溶液中也会产生淡黄色沉淀,不能得到结论,A不符合题意;
B.锌的活泼性大于铁的,白铁皮(镀锌铁)出现破损后,浸泡在饱和食盐水中会形成原电池,锌作负极发生失电子的氧化反应生成锌离子,而铁被保护,不会生成亚铁离子,则结论不符合题意,B不符合题意;
C.铝的熔点低,加热会融化,但氧化铝熔点高,加热时氧化膜包裹着内层融化了的铝而不会滴落,实验现象和结论不符合题意,C不符合题意;
D.向酸性KMnO4和H2C2O4的混合液中加入一小块MnSO4,生成气体的速率加快,溶液迅速褪色,说明反应中加入的硫酸锰固体起到催化剂作用,操作、现象和结论均符合题意,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.液溴易挥发,会在检验装置处形成误差干扰;
B.金属锌活泼型强于铁,构成原电池溶液不会有亚铁离子产生;
C.铝箔在加热融化时会在表面产生氧化膜而包裹住铝使之不低落;
D.催化剂能够加快反应速率,使反应快速进行。
10.(2021·潍坊模拟)实验室合成乙酰苯胺的路线如下(反应条件略去):
下列说法错误的是( )
A.反应①完成后,碱洗和水洗可除去混合酸
B.若反应②中加入过量酸,则苯胺产率降低
C.乙酰苯胺在强酸或强碱条件下长时间加热可发生水解反应
D.上述合成路线中的反应均为取代反应
【答案】D
【知识点】苯的结构与性质;取代反应
【解析】【解答】A.苯的硝化反应中浓硫酸作催化剂,反应后硫酸和剩余的硝酸可用氢氧化钠中和后通过分液分离得到硝基苯,故A不符合题意;
B.苯胺具有碱性,若反应②中加入过量的酸会消耗部分苯胺,从而降低了苯胺的产率,故B不符合题意;
C.乙酰苯胺中的酰胺键在强酸催化或强碱性条件下能发生水解反应,故C不符合题意;
D.反应②为还原反应,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.反应①发生的是硝化反应,是取代反应,反应完全后可以利用碱和水除去多于的酸
B.反应② 是还原反应,将硝基还原为氨基,氨基显碱性,酸过量可将消耗苯胺
C.乙酰苯胺含有酰胺基可以发生水解
D.根据反应类型即可判断
11.(2021·青岛模拟)下列实验操作、现象及结论均正确的是( )
实验操作和现象 实验结论
A 将惰性电极插入氢氧化铁胶体中,通电一段时间后,阴极区红褐色加深 氢氧化铁胶体带正电荷
B 向饱和食盐水中依次通入足量 、 ,有大量晶体析出 该条件下溶解度:
C 将苯加入到橙色的溴水中,充分振荡后静置,下层液体几乎无色 苯与 发生了取代反应
D 铜片投入到稀硫酸中,加热无明显现象;再加入少量硝酸钾固体,溶液变蓝色 硝酸钾起催化作用
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】纯碱工业(侯氏制碱法);硝酸的化学性质;苯的结构与性质;胶体的性质和应用
【解析】【解答】A.将惰性电极插入氢氧化铁胶体中,通电一段时间后,阴极区红褐色加深,说明氢氧化铁胶体粒子带正电荷,但是胶体不带电荷,A不符合题意;
B.向饱和食盐水中先通入足量 ,使溶液呈弱碱性可以吸收更多的 ,而后通入 ,有大量碳酸氢钠析出,说明该条件下溶解度: ,B符合题意;
C.将苯加入到橙色的溴水中,苯可以萃取出溴水中的溴且密度比水小,从而导致下层液体几乎无色,但是不是化学反应,不属于取代反应,C不符合题意;
D.稀硫酸不具有强氧化性,铜片投入到稀硫酸中,加热无明显现象;再加入少量硝酸钾固体,溶液中的硝酸根在酸性条件下具有强氧化性,氧化了铜生成蓝色铜离子,该过程硝酸钾不是催化剂,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、胶体不带电,是胶体中胶粒带电;
B、析出的大量晶体为NaHCO3,是由于NaHCO3的溶解度小于NaCl;
C、苯与溴水不反应;
D、NO3-在酸性条件下具有氧化性,能与Cu反应;
12.(2021·临沂模拟)合成环己酮缩乙二醇的原理为 + HOCH2CH2OH +H2O。在反应体系中加入适量苯,利用如图装置(加热及夹持装置省略)可提高环已酮缩乙二醇产率。下列说法错误的是( )
A.b是冷却水的进水口
B.对甲基苯磺酸可能起催化作用
C.苯可将反应产生的水及时带出
D.当苯即将回流烧瓶中时,必须将分水器中的水和苯放出
【答案】D
【知识点】苯的结构与性质;常用仪器及其使用;实验装置综合
【解析】【解答】A.冷凝管中的冷却水应该“低进高出”,b是冷却水的进水口,故A不符合题意;
B.根据反应方程式,可知对甲基苯磺酸可能起催化作用,故B不符合题意;
C.苯易挥发,根据图示,苯可将反应产生的水及时带出,促进反应正向进行,故C不符合题意;
D.分水器中的苯回流烧瓶中,提高苯的利用率,当分水器中的水即将回流烧瓶中时,必须将分水器中的水放出,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】 A.用苯萃取溴水中的溴,需要的仪器为分液漏斗和烧杯;
B.配制0.5mol/L的硫酸,涉及量取、稀释、移液、洗涤、定容等操作;
C.乙酸和乙醇在浓硫酸的催化作用下,加热能生成乙酸乙酯;
D.硫酸铜溶液的浓缩结晶,需要在蒸发皿中加热。
13.(2021·济宁模拟)化合物Y具有保肝、抗炎、增强免疫等功效,可由X制得。下列有关化合物X、Y的说法错误的是( )
A.一定条件下X可发生氧化、取代、加成反应
B.1molY最多能与5molNaOH反应
C.X与足量H2反应后,每个产物分子中含有7个手性碳原子
D.等物质的量的X、Y分别与足量Br2反应,最多消耗Br2的物质的量相等
【答案】C
【知识点】苯的结构与性质;苯酚的性质及用途;酯的性质
【解析】【解答】A.X含有酚羟基可以发生氧化反应,含有酯基可以发生取代反应,含有碳碳双键可以发生加成反应,故A不符合题意;
B.Y分子中含有3个酚羟基,Y中环状酯水解可以得到1个羧基和1个酚羟基,酚羟基和羧基都能消耗NaOH,因此1molY最多能与5molNaOH反应,故B不符合题意;
C.当X与足量H2加成后,分子中含有8个手性碳原子, ,故C符合题意;
D.苯酚与溴反应可以得到三溴苯酚,溴原子取代酚羟基的邻、对位上的氢原子,对于X、Y来讲,分子内符合要求的氢原子是一样多的(均为4个),两个分子中都含有一个碳碳双键,和一分子溴发生加成反应,因此等物质的量的二者消耗等量的Br2,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.酚羟基可以发生氧化反应, 酯基可以发生取代反应, 碳碳双键可以发生加成反应;
B.酚羟基和羧基都能消耗NaOH,Y中环状酯水解可以得到1个羧基和1个酚羟基,水解后一共4个酚羟基和1个羧基 ;
C.酯基无法和氢气发生加成反应;
D.苯酚与溴反应可以得到三溴苯酚,溴原子取代酚羟基的邻、对位上的氢原子;碳碳双键可以和溴单质发生加成反应。
14.(2021·雅安模拟)下列化学实验操作、现象和结论均正确的是( )
选项 操作 现象 结论
A 将苯与液溴反应产生的气体通入AgNO3溶液中 AgNO3溶液中出现淡黄色沉淀 证明苯与液溴发生了取代反应
B 向Al与Fe2O3反应后的固体产物中先加稀硫酸溶解,再加入几滴KSCN溶液 溶液不变红 无法证明反应后固体产物中是否含有Fe2O3
C 向H2O2溶液中加入几滴FeCl3溶液 溶液中产生气泡 发生的离子反应为:2Fe3++H2O2=O2↑+2Fe2++2H+
D| 向淀粉溶液中加入适量20%H2SO4溶液,加热,冷却后加NaOH溶液至碱性,再滴加少量碘水 溶液未变蓝 淀粉已完全水解
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】氧化还原反应;二价铁离子和三价铁离子的检验;苯的结构与性质;蔗糖与淀粉的性质实验
【解析】【解答】A.液溴具有挥发性,液溴和HBr都能与AgNO3溶液反应生成淡黄色沉淀AgBr,因此无法证明苯与液溴发生了取代反应,故A不选;
B.若反应后的固体中含有Fe2O3,则稀硫酸先与Fe2O3反应生成Fe3+,被Al还原而得的Fe会先与Fe3+反应生成Fe2+,溶液中可能无Fe3+剩余,滴加KSCN溶液不变红,若反应后的固体中不含Fe2O3,则Fe与稀硫酸反应生成Fe2+,滴加KSCN溶液不变红,因此无法证明反应后固体产物中是否含有Fe2O3,故B选;
C.少量Fe3+对H2O2分解具有催化作用,反应方程式为2H2O2 2H2O+O2↑,故C不选;
D.探究淀粉水解程度实验中的碘水需在碱化之前加入,否则I2会与碱发生反应,无法检验溶液中是否含有淀粉,故D不选;
故答案为B。
【分析】A.需要考虑溴也可与硝酸银反应,因此再加入硝酸银之前将气体通入到四氯化碳中即可
B.根据实验现象无法证明是否含有氧化铁固体
C.铁离子做的时催化剂
D.检验淀粉时应该是酸性环境
15.(2021·兰州模拟)有机物M的结构简式为 下列说法错误的是( )
A.有机物M中所有碳原子可能共处于同一平面
B.有机物M既能使酸性KMnO4溶液褪色又能使溴水褪色,且反应类型相同
C.1mol有机物M与足量溴水反应,消耗Br2为1mol
D.与有机物M具有相同的官能团,且含有苯环的同分异构体有4种(不包括M)
【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体;苯的结构与性质
【解析】【解答】A.苯环是一个正六边形平面分子,它的所有原子共平面,碳碳双键上的原子也有可能在同一个平面上,羧基的所有原子也可以在一个平面上,则有机物M中所有碳原子可能共处于同一平面,故A不符合题意;
B.有机物M含碳碳双键,与酸性高锰酸钾溶液的反应是氧化反应,与溴水的反应是加成反应,反应类型不同,故B符合题意;
C.有机物M能与溴水反应的官能团只有碳碳双键,且只消耗1molBr2,故C不符合题意;
D.与有机物M具有相同的官能团,且含有苯环的同分异构体共有4种,其中乙烯基与羧基在苯环的间位和对位有2种,另外苯环上只有一个取代基为 或 ,有两种,共4种,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据给出的结构式,含有苯环和双键以及羧基,连接靠的是单键,可以通过旋转进行共面,1mol有机物M可以与1mol溴发生加成反应,可使高锰酸钾和溴水褪色,但是褪色原理不同,根据要求写出同分异构体即可判断
16.(2021·攀枝花模拟)根据下列实验操作、现象得出的结论中,正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 结论
A 向X溶液中滴加几滴新制氯水,振荡,再加入少量KSCN溶液 溶液变为红色 X溶液中一定含有Fe2+
B 在少量酸性KMnO4溶液中,加入足量的H2O2溶液 溶液紫红色逐渐褪去且产生大量气泡 氧化性:KMnO4>H2O2
C 镀锌铁出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中,一段时间后滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液 无明显现象 该过程未发生氧化还原反应
D 将少量铁粉、5mL苯和1mL液溴混合,产生的气体通入AgNO3溶液中 混合时液体剧烈沸腾,AgNO3溶液中产生淡黄色沉淀 苯和液溴发生反应生了HBr
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】氧化还原反应;常见离子的检验;苯的结构与性质;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.向X溶液中滴加几滴新制氯水、振荡,再加入少量KSCN溶液,溶液变为红色,原溶液中不一定含有Fe2+离子,若检验Fe2+离子则应向样品溶液中先滴加KSCN溶,无明显实验现象,再滴加新制氯水,若溶液变为红色,则样品溶液中含Fe2+,故A不符合题意;
B.在少量酸性KMnO4溶液中,加入足量的H2O2溶液,溶液紫红色逐渐褪去且产生大量气泡,则该气体为双氧水被酸性高锰酸钾溶液所氧化产生的氧气,所以氧化性KMnO4>H2O2,故B符合题意;
C.Zn的金属性强于Fe,镀锌铁出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中,Zn为负极被腐蚀、Fe为正极被保护,所以滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液虽然无明显实验现象,但已经发生了氧化还原反应,故C不符合题意;
D.液溴以挥发,会发出的溴与能与AgNO3溶液反应产生淡黄色沉淀,即与AgNO3溶液反应产生淡黄色沉淀的物质不一定为HBr,还有可能为Br2,所以不能证明苯和液溴发生反应生了HBr,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.先加入 少量KSCN 溶液排除铁离子的干扰,再进行亚铁离子的检验
B.根据氧化还原反应进行判断即可
C.形成原电池,已经发生了反应
D.溴具有挥发性,产生淡黄色沉淀的溴离子可能是溴与反应得到
17.(2021·徐汇模拟)需要使用温度计测定反应物温度的是( )
A.制备乙酸乙酯 B.银镜反应
C.制备硝基苯 D.制备乙烯
【答案】D
【知识点】乙烯的实验室制法;苯的结构与性质;乙酸乙酯的制取;银镜反应
【解析】【解答】A.乙酸和乙醇在浓硫酸作用下加热制备乙酸乙酯,由制备原理 可知不需温度计测定反应物温度,A不符题意;
B.银镜反应需要热水浴加热即可,不需温度计测定反应物温度,B不符题意;
C.苯和浓硝酸在浓硫酸作用下加热发生取代反应主要有机产物为硝基苯,不需温度计测定反应物温度,C不符题意;
D.乙醇在浓硫酸作用下、140℃时主要发生分子间脱水生成醚,在浓硫酸作用下、170℃时主要发生分子内脱水生成乙烯,温度不同主要产物不同,因此制备乙烯时需要温度计测定反应物温度,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】乙酸乙酯的制备、银镜反应、硝基苯一般需要加热即可,而实验室用乙醇消去制取乙烯时需要控制温度在170℃左右
18.(2021·张家口模拟)在生成和纯化硝基苯的实验过程中,下列操作未涉及的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】苯的结构与性质;物质的分离与提纯;实验装置综合
【解析】【解答】A.该装置为制备硝基苯的装置,A项不符合题意;
B.该装置为蒸发装置,本实验不需要蒸发装置,B项符合题意;
C.该装置为分液装置,洗涤产品时需要分液,C项不符合题意;
D.该装置为蒸馏装置,可通过蒸馏将苯和硝基苯分离,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】硝基苯是利用浓硝酸和浓硫酸以及苯在加入时制取,温度低因此需要进行水浴加热,得到的是产物需要进行进行分液得到粗产品,利用熔沸点的差异进行蒸馏得到纯净的产物,故需要反应装置、分液装置、以及蒸馏装置
19.(2021·承德模拟)在生成和纯化硝基苯的实验过程中,下列操作未涉及的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】苯的结构与性质;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.该装置为制备硝基苯的装置,A项不符合题意;
B.该装置为蒸发装置,本实验不需要蒸发装置,B项符合题意;
C.该装置为分液装置,洗涤产品时需要分液,C不符合题意;
D.该装置为蒸馏装置,可通过蒸馏将苯和硝基苯分离,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】 在生成和纯化硝基苯的实验过程中 需要用的是反应装置、分液装置和蒸馏装置,ACD均需要用到
20.(2021·通州模拟)下列对于“实验操作”的“实验现象”和“实验结论”的描述均正确的是( )
实验操作 实验现象 实验结论
A 向两支盛有少量溴的四氯化碳溶液的试管中分别加入适量苯和通入足量乙烯 溶液均褪色 溴与苯、乙烯都能发生反应
B 向某钠盐中滴加盐酸,产生的气体通入品红溶液 品红溶液褪色 该钠盐可能为Na2S2O3
C 向盛有10滴0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加0.1mol/LKCl溶液至不再生成沉淀后,再向其中滴加0.1mol/LKI溶液 先观察到白色沉淀,后沉淀颜色变为黄色 Ksp(AgCl)<Ksp(AgI)
D 将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸,滴加KSCN溶液 溶液变红 Fe(NO3)2样品已变质
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;钠的重要化合物;铁盐和亚铁盐的相互转变;乙烯的化学性质;苯的结构与性质
【解析】【解答】A.苯不能与溴发生加成反应,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,A不符合题意;
B.Na2S2O3可以在酸性环境中发生歧化生成SO2,SO2可以使品红溶液褪色,B符合题意;
C.根据现象可知AgI比AgCl更容易沉淀,二者为同类型沉淀,所以Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),C不符合题意;
D.溶于稀硫酸后,即便Fe(NO3)2没有变质,酸性环境中也会将Fe2+氧化为Fe3+,此实验无法证明Fe(NO3)2是否变质,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.笨与溴反应需要催化剂,而乙烯可与溴发生反应
B. Na2S2O3 在酸性条件下发生歧化反应得到二氧化硫使品红溶液褪色
C.沉淀越难溶解说明溶度积越小
D.加入稀硫酸相当于形成硝酸氧化亚铁离子,无法证明是否变质
21.(2020·北京模拟)下列实验方案中,可以达到实验目的的是 ( )
选项 实验目的 实验方案
A 除去苯中混有的苯酚 加入适量的溴水充分反应后过滤
B 检验Fe2+溶液中是否含有Fe3+ 向待测液中滴加几滴铁氰化钾溶液
C 除去粗盐中含有Mg2+、Ca2+、SO42-的试剂加入顺序 向该溶液中先加入NaOH溶液、再加BaCl2溶液,最后加碳酸钠溶液
D 检验SO2中是否含有HCl 将产生的气体通入HNO3酸化的AgNO3溶液中
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】二价铁离子和三价铁离子的检验;苯的结构与性质
【解析】【解答】A. 苯酚与溴水生成的三溴苯酚溶于苯,无法除去杂质,且引进了新的杂质溴,A不符合题意;
B. 铁氰化钾溶液用于检验亚铁离子,无法检测铁离子,B不符合题意;
C. NaOH溶液可以除去Mg2+、再加稍过量的BaCl2溶液可以除去SO42-,最后加碳酸钠溶液可以除去Ca2+和过量的Ba2+,到达除杂目的,C符合题意;
D. HNO3会氧化二氧化硫为硫酸根,硫酸根与银离子反应生成微溶的硫酸银白色沉淀,与氯化银无法区分,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.溴易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂;
B.亚铁离子与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀;
C.碳酸钠一定在氯化钡之后,可除去过量的钡离子;
D.硝酸可氧化二氧化硫生成硫酸根离子,与硝酸银反应生成沉淀。
22.(2020·昌平模拟)下列说法错误的是( )
A.苯和甲苯都能使酸性KMnO4溶液褪色
B.饱和溴水滴入苯酚的稀溶液中,生成白色沉淀
C.乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液共热能生成砖红色沉淀
D.乙酸能与NaHCO3溶液反应生成无色气体
【答案】A
【知识点】苯的结构与性质;苯酚的性质及用途;乙酸的化学性质;醛的化学性质
【解析】【解答】A.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,A符合题意;
B.饱和溴水滴入苯酚的稀溶液中: ,三溴苯酚为白色沉淀,B不符合题意;
C.乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液共热:CH3CHO+2Cu(OH)2 +NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O,Cu2O为砖红色沉淀,C不符合题意;
D.乙酸能与NaHCO3溶液反应:CH3COOH+NaHCO3 CH3COONa+H2O+CO2↑,生成无色的CO2气体,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】对于苯来说,只有与苯环相邻的碳原子上有氢才能被高锰酸钾氧化,而苯自身不能被高锰酸钾氧化
23.(2020·普陀模拟)不能用水浴加热的实验是( )
A.苯的硝化反应 B.乙醛的银镜反应
C.实验室制乙酸乙酯 D.实验室制乙酸丁酯
【答案】D
【知识点】苯的结构与性质;乙酸乙酯的制取;醛的化学性质
【解析】【解答】A.苯的硝化反应温度在55℃到60℃,使用水浴加热,温度过高会生成多硝基苯,故A不符合题意;
B.乙醛的银镜反应温度在50℃到70℃,应使用水浴加热,故B不符合题意;
C.实验室制乙酸乙酯反应温度在60℃到70℃,温度过高会生成乙醚或乙烯等杂质,故C不符合题意;
D.实验室制乙酸丁酯反应温度要求是170°,因为水的沸点是100℃,水浴加热达不到此温度,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】C项实验室制乙酸乙酯可以使用水浴加热,为易错点。
二、非选择题
24.(2021·南充模拟)苯胺是一种重要精细化工原料,在染料、医药等行业中具有广泛的应用。实验室以苯为原料制取苯胺,其原理简示如下:
+HNO3 +H2O
+3H2 +2H2O
物质 沸点/℃ 密度/(g*cm3) 部分性质
苯 80 0.88 无色油状液体,难溶于水
硝基苯 210.9 1.23 无色或淡黄色油状液体,不溶于水,易溶于乙醇、乙醚
苯胺 184.4. 1.02 无色油状液体,微溶于水,易溶于乙醇、乙醚:还原性强,易被氧化
实验步骤:
(1)I.制取硝基苯
实验室采用如图所示装置制取硝基苯,A中装有一定量的苯,三颈烧瓶装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物。请回答下列问题:
仪器A的名称是 。
(2)配制浓硫酸和浓硝酸的混合物时,应将 逐滴加入到 中,并及时搅拌和冷却。
(3)实验装置中长玻璃导管的作用是 。
(4)粗硝基苯用5% NaOH溶液洗涤的目的是 。
(5)II.制取苯胺
①组装好实验装置(如图,夹持仪器已略去),并检查气密性。②先向三颈烧瓶中加入沸石及硝基苯,再取下恒压分液漏斗,换上温度计。③打开活塞K,通入H2一段时间。④利用油浴加热,使反应液温度维持在140℃进行反应。⑤反应结束后,关闭活塞K,向三颈烧瓶中加入生石灰。⑥调整好温度计的位置,继续加热,收集182~186℃馏分,得到较纯苯胺。
回答下列问题:
操作①中加入沸石的作用 ,冷凝装置中的冷凝水应该从 (填“a”或者“b”)口进入。
(6)若实验中步骤③和④的顺序颠倒,则实验中可能产生的不良后果是 。
(7)蒸馏前,步骤⑤中加入生石灰的作用是 。
(8)若实验中硝基苯用量为5 mL,最后得到苯胺2.79 g,苯胺的产率为 。
【答案】(1)分液漏斗
(2)浓硫酸;浓硝酸
(3)冷凝回流,减少苯的损失
(4)除去粗硝基苯中混有的硫酸、硝酸和NO2
(5)防止暴沸;a
(6)加热时H2和O2混合会发生爆炸,生成的苯胺会被O2氧化
(7)吸收反应生成的水
(8)60%
【知识点】苯的结构与性质;除杂;实验装置综合;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)根据仪器A的结构特点可知其为分液漏斗;
(2)浓硫酸稀释时放热,为防止暴沸应将浓硫酸逐滴加入到浓硝酸中;
(3)苯易挥发,长导管可以冷凝回流,减少苯的损失;
(4)实验完成后,三颈烧瓶中会有剩余的浓硫酸、浓硝酸以及浓硝酸被还原得到的NO2,加入5%NaOH溶液可以除去粗硝基苯中混有的硫酸、硝酸和NO2;
(5)加入沸石可以防止液体暴沸;为增强冷凝效果,冷凝水应从a口进入;
(6)通入氢气的目的是排尽装置中的空气,若③④颠倒,生成的苯胺会被空气中O2氧化,且装置内温度较高,加热时H2和O2混合会发生爆炸;
(7)硝基苯和氢气反应生成苯胺时,同时会有水生成,加入生石灰可以吸收反应生成的水;
(8)根据题目所给信息可知5mL硝基苯的物质的量为 =0.05mol,则理论上可以生成苯胺0.05mol,所以产率为 ×100%=60%。
【分析】本实验的目的是以苯为原料制取苯胺,首先制取硝基苯,制备混酸时要注意浓硫酸稀释会放热,苯易挥发,实验过程中要注意减少苯的挥发损失;然后制取苯胺,为防止苯胺被氧化,需先用氢气排尽装置内的空气,但要注意氢气和氧气的混合物受热易发生爆炸,利用油浴加热进行反应,结束后加热生石灰进行干燥,之后分馏收集苯胺。
25.(2021·乾安模拟)实验室制备苯乙酮的化学方程式为: +(CH3CO)2O +CH3COOH。制备过程中还有CH3COOH+AlCl3→CH3COOAlCl2+HCl↑等副反应。主要实验装置和步骤如图:
(I)合成:
在三颈烧瓶中加入20g无水AlCl3和30mL无水苯。边搅拌边慢慢滴加6mL乙酸酐和10mL无水苯的混合液,使反应液缓缓回流。滴加完毕后加热回流1小时,形成黑黄色液体。
(Ⅱ)分离与提纯:
将冷却后的反应瓶置于冰水浴中,加入15mL苯,慢慢加入混合的盐酸冰水,静置分层,分液,无机相用乙醚萃取,与有机相合并,有机相用10%NaOH溶液洗涤,分液,弃去无机层,有机层用9mL水洗,分液,弃去无机层,有机层用MgSO4干燥,得到苯乙酮粗产品。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称: ;使用恒压滴定漏斗的优点是: 。
(2)球形干燥管的作用是 。
(3)若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈烧瓶,可能导致 。
A.反应太剧烈 B.液体太多搅不动
C.反应变缓慢 D.副产物增多
(4)分离和提纯操作中是否可改用乙醇萃取? (填“是”或“否”),原因是 。
(5)分液漏斗使用前须 并洗净备用。萃取时,先后加入待萃取液和萃取剂,经振荡并 后,将分液漏斗置于铁架台的铁圈上静置片刻,分层。分离上下层液体时,应先 ,然后打开活塞放出下层液体,上层液体从上口倒出。
(6)已知常压下:
熔点/℃ 沸点/℃
苯 5.5 80.1
乙醚 -116.3 34.6
苯乙酮 19.6 202
则从粗产品中提纯苯乙酮使用的操作是 ;为了收集纯净的苯乙酮馏分,分离苯乙酮应使用下面的图 装置。
【答案】(1)球形冷凝管;平衡气压,使液体顺利滴下
(2)防止空气中水蒸气进入,保证反应在无水的环境下进行
(3)A;D
(4)否;乙醇与水互溶
(5)检查分液漏斗是否漏水;放气;打开上口玻璃塞(或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔)
(6)蒸馏;2
【知识点】苯的结构与性质;物质的分离与提纯;实验装置综合;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)根据图示,仪器a为球形冷凝管,该装置是密封装置,使用恒压漏斗,可以平衡气压,使液体顺利滴下;
(2)由于三氯化铝与乙酸酐均极易水解,所以要求合成过程中应该无水操作,所以球形干燥管的作用是防止空气中的水蒸气进入,保证反应在无水的环境下进行;
(3)若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈烧瓶,可能会导致反应太剧烈及产生更多的副产物,
故答案为:AD;
(4)由于乙醇能与水混溶,所以不能用酒精代替乙醚进行萃取操作;
(5)分液漏斗使用前须进行检漏;振摇后由于有机溶剂的挥发,分液漏斗内压强增大,所以要打开活塞进行放气操作。放下层液体时,为了使液体能顺序滴下,应该先打开上口玻璃塞(或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔),然后再打开下面的活塞;
(6)根据表格中熔沸点的数据可知,苯乙酮的熔沸点与乙醚和苯的差距较大,可采取蒸馏的方法分离;苯乙酮的沸点为202℃,为了收集纯净的苯乙酮馏分,需要加热较高的温度,水浴加热的温度不足以使苯乙酮变为蒸汽,则分离苯乙酮应使用下面的图2装置。
【分析】
26.(2021·泰安模拟)高分子化合物G在电子科技的前沿领域应用广泛。利用芳香烃A合成G的一种路线如图所示。
已知: (R代表烃基)。
请回答下列问题:
(1)B的化学名称为 ;C中所含官能团的名称为 。
(2)反应②和③的反应类型分别为 、 。
(3)若用芳香烃A制备 ,所需试剂和条件分别为 。
(4)反应⑥的化学方程式为 。
(5)M为A的链状同分异构体,其中存在顺反异构的顺式M的结构简式为 。
(6)苯环上有2个取代基的D的同分异构体有 种。
(7)参考上述合成路线和信息,设计以A和CH3Cl为原料制备 的合成路线(其他试剂任选): 。
【答案】(1)对二硝基苯(或1,4-二硝基苯);氨基
(2)还原反应;取代反应
(3)浓硝酸,浓硫酸、加热
(4)(n-1) +n +2nH2O
(5)
(6)9
(7) 。
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;苯的结构与性质;取代反应
【解析】【解答】(1)B中含有两个处于对位的硝基,所以名称为对二硝基苯(或1,4-二硝基苯);根据C的结构简式可知其官能团为氨基;
(2)反应②为硝基的还原反应;反应③中苯环上的氢原子被甲基代替,为取代反应;
(3)A为 ,在浓硝酸,浓硫酸、加热的条件下生成硝基苯;
(4)根据C、F、G的结构简式可知C和F脱水缩合生成G,化学方程式为(n-1) +n +2nH2O;
(5) A为C6H6,不饱和度为4,存在顺反异构,则含有碳碳双键,其双键上的两个碳原子分别连接两个不同的原子或原子团,此外应还有一个碳碳双键和一个碳碳三键,则M为,其顺式结构(相同原子在双键同侧)为 ;
(6)D为 ,其苯环上有2个取代基的同分异构体有:两个取代基分别为:-CH2CH3和-CH2CH3、-CH3和-CH2CH2CH3、-CH3和-CH(CH3)2,每一组都有邻间对三种情况,共有3×3=9种;
(7)根据题目中流程可知 可以由 被还原生成,而 硝化可以得到2,4,6-三硝基甲苯,根据题目所给信息 与CH3Cl在AlCl3作用下可以生成 ,所以合成路线为 。
【分析】A的分子式为C6H6,一定条件下反应生成对二硝基苯,所以A为 ;根据A生成D的反应条件可知该反应与题目所给反应类似,所以D中苯环上含有甲基,之后甲基被氧化为羧基得到E,根据F的结构简式可知E应含有4个羧基,则D含有4个甲基,根据F的结构可知D为 、E为 。
27.(2021·青岛模拟)实验室制取硝基苯常规方法为:在大试管中将浓硝酸和浓硫酸按体积比 混合,摇匀、冷却后滴入苯,水浴加热至55℃~60℃,即可制得硝基苯。将该实验进行改进,以 为绿色硝化剂制取硝基苯的反应原理、实验装置及实验步骤如下:
反应方程式:
实验步骤:
Ⅰ.将100 浓度为0.108 的 溶液加入到装有高选择性分子筛催化剂( )的反应器中。
Ⅱ.在搅拌状态下,将一定量的苯用恒压滴液漏斗滴加至反应器中,使 与 物质的量之比达到 ,并控制反应温度在15℃以下。
Ⅲ.滴加完毕后继续搅拌一段时间,将反应器中的液体倒入饱和 溶液中,分液得到粗产品。
Ⅳ.将粗产品进一步纯化得到硝基苯9.84g。
回答下列问题:
(1)常规法制取硝基苯的化学方程式为 。
(2)对比常规法,以 制取硝基苯的方法更符合“绿色化学”理念,原因是 。
(3)准确配制100 浓度为0.108 的 的 溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 、 。
(4)控制反应温度15℃左右的操作是 。
(5)“步骤3”中饱和碳酸氢钠溶液的作用是 。
(6)“步骤4”中“进一步纯化”的方法是 。
(7)若忽略提纯过程中硝基苯的损耗, 的转化率为 。
【答案】(1) +HO-NO2 +H2O
(2)常规法制取硝基苯使用较多的硫酸作催化剂,原子利用率低,产生废酸较多,处理废酸消耗化学试剂较多
(3)胶头滴管;100 容量瓶
(4)从夹套三口烧瓶的进水管a口通入冰水
(5)除去硝基苯中混有的
(6)蒸馏
(7)80%
【知识点】苯的结构与性质;蒸馏与分馏;实验装置综合;配制一定物质的量浓度的溶液;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)常规法是用苯与浓硝酸在浓硫酸做催化剂的情况下加热到60℃左右制取硝基苯,反应的化学方程式为: +HO-NO2 +H2O。
(2)常规方法是在大试管中将浓硝酸和浓硫酸按体积比 混合,摇匀、冷却后滴入苯,水浴加热至55℃~60℃,即可制得硝基苯,该方法使用了大量的浓硫酸,随着反应进行硝酸变稀反应难于继续,所以反应结束后剩余的废酸很多,原料大量浪费且后期处理废酸的成本较大,所以对比常规法,以 制取硝基苯的方法更符合“绿色化学”理念,原因是:常规法制取硝基苯使用较多的硫酸作催化剂,原子利用率低,产生废酸较多,处理废酸消耗化学试剂较多。
(3)准确配制100 浓度为0.108 的 的 溶液用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还需要用到100mL容量瓶以及胶头滴管,所以答案为:100mL容量瓶;胶头滴管。
(4)该反应所需温度低于室温,需要持续的给装置降温才能控制反应温度15℃左右,该试验使用的是夹套三口烧瓶,所以可以通冰水进行控温,为保证良好的冷凝效果,应从下端的a口通入冷凝水,所以答案是:从夹套三口烧瓶的进水管a口通入冰水。
(5)通过反应原理 可知制备过程中会生成硝酸,可以用饱和碳酸氢钠溶液除去,所以答案为:除去硝基苯中混有的 。
(6)粗产品为常温下为液态的硝基苯,里面含有少量的水以及其他杂质,所以可以通过蒸馏进一步纯化,故答案为:蒸馏。
(7) 反应原理为: ,实验加入的 的质量为100 ×0.108 =10.8g,物质的量为 ,实验最终获得得硝基苯9.84g,根据反应方程式可知消耗的 的物质的量等于生成的硝基苯的物质的量,为 ,所以 的转化率为 =80%,故答案为:80%。
【分析】(1)硝基苯是由苯与硝酸发生取代反应生成,据此写出反应的化学方程式。
(2)取代反应的原子利用率低,且后续废液的处理需要消耗其他试剂,据此分析作答。
(3)根据一定物质的量浓度溶液的配制过程分析所需的仪器。
(4)控制反应温度为15℃应通入冰水。
(5)饱和NaHCO3溶液能与HNO3反应,据此确定其作用。
(6)“步骤4”中进一步纯化,是互溶液体的分离,应采用蒸馏操作。
(7)根据反应的化学方程式进行计算。
28.(2021·拉萨模拟)柳胺酚是一种常用的利胆药物,以苯和F为原料制备柳胺酚的合成路线如图所示。
已知:
回答下列问题:
(1)F的化学名称为 ;E中所含官能团的名称为 。
(2)D的结构简式为 。
(3)苯→A的反应类型为 ;A→B所需的试剂和条件分别为 。
(4)E+F→柳胺酚的化学方程式为 。
(5)写出同时满足下列条件的F的同分异构体的结构简式: 。
①能与FeCl3溶液发生显色反应。
②能发生银镜反应和水解反应。
③核磁共振氢谱有四组峰。
(6)参照上述合成路线和信息,以苯和乙酸为原料(无机试剂任选),设计制备乙酰苯胺( )的合成路线: 。
【答案】(1)邻羟基苯甲酸;(酚)羟基、氨基
(2)
(3)取代反应;浓硝酸,浓硫酸、加热
(4) + +H2O
(5)
(6)
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;苯的结构与性质
【解析】【解答】(1)F为 ,母体为苯甲酸,在羧基的邻位有一个羟基,所以名称为邻羟基苯甲酸;E为 ,所含官能团为(酚)羟基、氨基;
(2)C经HCl酸化得到D,则D为 ;
(3)苯与氯气在氯化铁催化作用下发生取代生成A,属于取代反应;A生成B的过程为硝化反应,所需试剂和条件为浓硝酸,浓硫酸、加热;
(4)根据分析可知E中氨基和F中羧基发生脱水缩合生成柳胺酚,化学方程式为 + +H2O;
(5)F中含有7个C、3个O,不饱和度为5,其同分异构体满足:
①能与FeCl3 溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,则至少有两个取代基;
②能发生银镜反应和水解反应,由于酚羟基占用一个O原子,所以另一个取代基只能是甲酸形成的酯基,即-OOCH;
③核磁共振氢谱有四组峰,说明结构对称,满足条件的为 ;
(6)根据题目中的流程可知,目标产物可以由乙酸和 脱水缩合生成,而苯硝化可以得到 ,再还原可以得到 ,所以合成路线为 。
【分析】苯与氯气在氯化铁催化作用下发生取代生成A,则A为 ,根据反应条件可知B中氯原子在NaOH水溶液中水解生成C,所以B中含有氯原子和硝基,则A生成B的过程为硝化反应,引入的硝基位于氯原子的对位,所以B为 ,C酸化得到D,则D为 ,D中硝基被还原生成E,则E为 ,根据柳胺酚、E的结构简式以及F的分子式可知F为 。
29.(2021·石嘴山模拟)硝基苯是重要的化工原料,用途广泛。
I.制备硝基苯的化学反应方程式如下:
+HO-NO2 +H2O
II.可能用到的有关数据列表如下:
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度(20℃)/g·cm-3 溶解性
苯 5.5 80 0.88 微溶于水
硝基苯 5.7 210.9 1.205 难溶于水
浓硝酸 ___ 83 1.4 易溶于水
浓硫酸 ___ 338 1.84 易溶于水
III.制备硝基苯的反应装置图如下:
IV .制备、提纯硝基苯的流程如下:
请回答下列问题:
(1)配制混酸时,应在烧杯中先加入 ;反应装置中的长玻璃导管最好用 代替(填仪器名称);恒压滴液漏斗的优点是 。
(2)步骤①反应温度控制在50~60℃的主要原因是 ;步骤②中分离混合物获得粗产品1的实验操作名称是 。
(3)最后一次水洗后分液得到粗产品2时,粗产品2应 (填“a”
或“b”)。
a.从分液漏斗上口倒出 b.从分液漏斗下口放出
(4)粗产品1呈浅黄色,粗产品2为无色。粗产品1呈浅黄色的原因是 。
(5)步骤④用到的固体D的名称为 。
(6)步骤⑤蒸馏操作中,锥形瓶中收集到的物质为 。
【答案】(1)浓硝酸;球形(或蛇形)冷凝管;平衡气压,使混合酸能顺利留下
(2)防止副反应发生;分液
(3)b
(4)其中溶有浓硝酸分解的二氧化氮
(5)无水氯化钙或无水硫酸镁等固体干燥剂
(6)苯
【知识点】浓硫酸的性质;苯的结构与性质;蒸馏与分馏
【解析】【解答】(1)浓硫酸密度大于浓硝酸,浓硫酸与浓硝酸混合放出大量的热,则该实验中配制混酸应将浓硫酸注入浓硝酸中,及时搅拌和冷却,以防止液体暴沸;苯、浓硝酸沸点低,易挥发,球形(或蛇形)冷凝管能更好冷凝回流挥发的苯、浓硝酸,从而可减少反应物的损失,提高转化率;和普通分液漏斗相比,恒压滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡内外压强,使混合酸顺利滴下;
(2)浓硫酸和浓硝酸是强腐蚀性酸,且具有强氧化性,温度不能过高,应控制在50~60℃,温度过高有副反应发生;混合物为苯、硝基苯、浓硝酸、浓硫酸,硝基苯是油状液体,难溶于水,密度比水大,苯微溶于水,与硝基苯互溶,在下层,步骤②为分离互不相溶的液态混合物,应采取分液操作;
(3)最后一次水洗后分液得到粗产品2为硝基苯和苯的混合物,采用分液方法分离,因为硝基苯的密度比水大,所以粗产品2应从分液漏斗下口放出,
故答案为:b;
(4)粗产品1中除了硝基苯,还溶入了浓硝酸,浓硝酸受热易分解,溶有浓硝酸分解产生的二氧化氮导致其呈浅黄色;
(5)步骤③依次用蒸馏水、Na2CO3溶液、蒸馏水洗涤,除去粗产品中残留的酸,有机层为苯和硝基苯的混合物,还残留有水,步骤④用无水CaCl2或无水硫酸镁干燥有机混合物,过滤,得到苯和硝基苯的混合物;
(6)步骤⑤为蒸馏操作,分离苯和硝基苯,根据表格数据可知,苯的沸点为80℃,硝基苯的沸点为210.9℃,则锥形瓶中收集到的物质为苯。
【分析】制备、提纯硝基苯流程:苯环上的一个氢原子能与硝酸中的硝基发生取代反应得到硝基苯,所以反应①的化学方程式为: +HO-NO2 +H2O,混合物为苯、硝基苯、浓硝酸、浓硫酸,硝基苯是油状液体,难溶于水,密度比水大,苯微溶于水,与硝基苯互溶,在下层,步骤②为分离互不相溶的液态混合物,应采取分液操作;粗产品1中有残留的硝酸及硫酸,步骤③依次用蒸馏水、Na2CO3溶液、蒸馏水洗涤,除去粗产品中残留的酸,有机层为苯和硝基苯的混合物,还残留有水,步骤④用无水CaCl2或无水硫酸镁干燥有机混合物,过滤,步骤⑤进行蒸馏,分离苯和硝基苯,得到纯硝基苯,据此结合有机物的性质与应用回答问题。
30.(2021·徐汇模拟)苯乙酮( )广泛用于皂用香精中,可由苯和乙酸酐( )制备。
已知:
名称 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·mL-1 ) 溶解性
苯 78 5.5 80.1 0.88 不溶于水,易溶于有机溶剂
苯乙酮 120 19.6 203 1.03 微溶于水,易溶于有机溶剂
乙酸酐 102 -73 139 1.08 有吸湿性,易溶于有机溶剂
乙酸 60 16.6 118 1.05 易溶于水,易溶于有机溶剂
步骤I 向三颈烧瓶中加入39 g苯和44.5 g无水氯化铝,在搅拌下滴加25.5 g乙酸酐,在70~80℃下加热45min,发生反应如下:
+ CH3COOH+
步骤II 冷却后将反应物倒入100g冰水中,有白色胶状沉淀生成,采用合适的方法处理,水层用苯萃取,合并苯层溶液,再依次用30 mL 5% NaOH溶液和30 mL水洗涤,分离出的苯层用无水硫酸镁干燥。
步骤III 常压蒸馏回收苯,再收集产品苯乙酮。
请回答下列问题:
(1)AlCl3在反应中作用 ;步骤I中的加热方式为 。
(2)根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为___________ (填标号)。
A.100 mL B.250 mL C.500 mL D.1000 mL
(3)图示实验装置虚线框内缺少一种仪器,该仪器的作用为 。
(4)步骤II中生成的白色胶状沉淀的化学式为 。
(5)步骤II中用NaOH溶液洗涤的目的是 。
(6)步骤III中将苯乙酮中的苯分离除去所需的温度 。
(7)实验中收集到24.0
mL苯乙酮,则苯乙酮的产率为 。
【答案】(1)催化剂;水浴加热(70~80℃)
(2)B
(3)冷凝回流
(4)Al(OH)3
(5)除去产品中的乙酸
(6)80.1℃~203℃
(7)82.4%
【知识点】苯的结构与性质;物质的分离与提纯;实验装置综合;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)由 + CH3COOH+ 可知,AlCl3是反应发生的条件,反应前后AlCl3均存在,故AlCl3在反应中作催化剂,因为需要在70~80℃温度下加热,为便于控制温度且未超过100℃,加热方式为70~80℃的水浴加热;故答案为:催化剂;水浴加热(70~80℃);
(2)由题意知,实验中共用到的药品为39g苯体积约为V(苯)= =44.3mL,44.5g无水氯化铝为固体,其体积可忽略,25.5g乙酸酐体积约为V(乙酸酐)= =23.6mL,液体总体积为V(总)= 44.3mL +23.6mL =67.9mL,根据反应液不超过总容积的 ,即三颈烧瓶的容积V>101.8mL,
故答案为:三颈烧瓶的容积250mL,B正确;故答案为:B;
(3)由于苯的沸点为80.1℃,而反应的温度需要70~80℃,这样苯易挥发,不利于产物的制取,需要冷凝回流装置,即加装的仪器为冷凝管;答案为:冷凝回流;
(4)由题中信息和步骤II的过程可知,产物均易溶于有机溶剂,AlCl3易水解,即冷却后将反应物倒入100g冰水中,产生的白色胶状沉淀为Al(OH)3;故答案为:Al(OH)3;
(5)由于产物之一乙酸也易溶于有机溶剂,故苯层溶液用30mL 5% NaOH溶液洗涤,主要是除去产品中的乙酸;故答案为:除去产品中的乙酸;
(6)由题中信息可知,苯的沸点为80.1℃,苯乙酮的沸点为203℃,用常压蒸馏回收苯,从而获得苯乙酮,温度为80.1℃~203℃;故答案为:80.1℃~203℃;
(7)由题意知,苯的物质的量为n(苯)= = =0.5mL,乙酸酐的物质的量为n= = =0.25mol,由 + CH3COOH + 可知可知,苯与乙酸酐以物质的量之比1:1反应,则苯过量,所以苯乙酮的物质的量n(苯乙酮)=n(乙酸酐)=0.25mol,则苯乙酮的理论产量为m(苯乙酮)=0.25mol 120g/mol=30g,而实际生成24.0mL的苯乙酮,苯乙酮的实际产量为m(苯乙酮)=24mL 1.03g/mL=24.72g,苯乙酮的产率为 =82.4%;答案为:82.4%。
【分析】向三颈烧瓶中加入39 g苯和44.5 g无水氯化铝,在搅拌下滴加25.5 g乙酸酐,在70~80℃下加热45min,发生反应: + CH3COOH+ ,冷却后将反应物倒入100g冰水中,有白色胶状沉淀生成,采用合适的方法处理,水层用苯萃取,合并苯层溶液,再依次用30 mL 5% NaOH溶液和30 mL水洗涤,分离出的苯层用无水硫酸镁干燥,常压蒸馏回收苯,再收集产品苯乙酮,以此解答。
31.(2021·潮州模拟)【有机化学基础】
某天然氨基酸M是人体必需的氨基酸之一,其合成路线如下:
(1)A→B的反应条件和试剂是 ;
(2)E→F的反应类型是 ;A分子中最多有 个原子共平面;
(3)写出D→E反应的反常方程式
(4)符合下列条件的化合物M的同分异构体共有 种(不考虑立体异构):
①含有苯甲酸结构 ②含有一个甲基 ③苯环上只有两个取代基
其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1:2:2:2:3的分子的结构简式 (任写一种)
(5)请结合以上合成路线,写出以丙酸和上述流程中出现的物质为原料经三步合成丙氨
酸 的路线。
【答案】(1)光照、Cl2
(2)氧化反应;13
(3)
(4);9
(5)
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;苯的结构与性质;取代反应
【解析】【解答】(1)由分析可知,A→B的转化过程中,发生苯环上甲基的取代,因此反应条件为光照,所需试剂为Cl2。
(2)由分析可知,E的结构简式为,E→F的过程中醛基被氧化成羧基,因此反应类型为氧化反应;
由于苯为平面型结构,所有原子共平面,而-CH3为四面体结构,最多只有3个原子共平面,因此甲苯分子中最多共平面的原子有13个。
(3)由分析可知,D→E的转化过程中为羟基氧化为醛基的过程,因此反应的化学方程式为:。
(4)依题意可得,苯环的两个取代基为-COOH,另一个取代基为-CH(NH2)CH3、-CH2NHCH3或-NHCH2CH3;每个结构都有邻间对三种情况,因此满足条件的同分异构体共有3×3=9种;
其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1:2:2:2:3的结构简式为或或。
(5)由合成路线可知,丙酸先与PCl3反应,产物再与反应,最后再碱性条件下水解、酸化,即可得到;因此可得合成路线图如下:
【分析】由C的结构可知,B的结构中苯环上的甲基上有一个氯原子,因此B的结构简式为;D在Ag/O2条件下发生醇的氧化反应,生成醛,因此E的结构简式为;H反应生成I,I与NH3在一定条件下反应J,结合J的结构和已知反应①可得,I的结构简式为;G与K发生已知反应②生成L,则L的结构简式为;据此结合题干设问分析作答。
32.(2020·石家庄模拟)阿比朵尔可用于合成一种治疗新型冠状病毒肺炎的试用药物,实验室以芳香化合物A
为原料合成阿比朵尔的一种合成路线如下:
已知:
请回答:
(1)A的化学名称为 ; B的结构简式为 。
(2)阿比朵尔中含氧官能团的名称为 ;由E生成F的反应类型为 。
(3)由C生成D的化学方程式为 。
(4)C的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器为 (填选项字母)。
A.质谱仪 B.红外光谱仪 C.元素分析仪 D.核磁共振仪
同时满足下列条件的C的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
①苯环上连有-NH2②能发生水解反应和银镜反应
(5)参照上述合成路线,设计以苯和丁酮( ) 为原料制备 的合成路线(无机试剂任选): 。
【答案】(1)对硝基苯酚(或 4-硝基苯酚);
(2)酯基、(酚)羟基;取代反应
(3) +H2O
(4)C;13
(5)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的合成;苯的结构与性质
【解析】【解答】(1)A为 ,化学名称为对硝基苯酚(或 4-硝基苯酚);A与 发生取代反应生成B, B的结构简式为 。 故答案为:对硝基苯酚(或 4-硝基苯酚); ;(2) 阿比朵尔中含氧官能团-OH、-COOR,名称为酯基、(酚)羟基;E的N原子上H被甲基取代,由E生成F的反应类型为取代反应。 故答案为:酯基、(酚)羟基;取代反应;(3)由C生成D的化学方程式为 +H2O。 故答案为: +H2O;(4)C的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器为:A.质谱仪各种粒子的质荷比不同,故A不选; B.红外光谱仪测到的化学键不同,故B不选; C.元素分析仪分析到的组成元素相同,故C选;D. 核磁共振仪测到的氢的种类和个数比不同,故D不选;故答案为:C;
用打碎残基法,将除苯环以外的原子团拆开,同时满足下列条件的C 的同分异构体有①苯环上连有-NH2②能发生水解反应和银镜反应,含有-OOCH,氨基甲苯有三种,然后将-OOCH连上去,有如图所示 、 、 共13种(不考虑立体异构)。
故答案为:13;(5)参照上述合成路线,以苯和丁酮( ) 为原料制备 ,合成路线(无机试剂任选),先制取硝基苯,还原成苯氨,与 作用得产品: 。
故答案为: 。
【分析】(1)根据C结构简式结合已知反应类型即可判断出A的结构简式,和B的结构简式进行命名即可
(2)根据结构简式即可写出官能团名称,根据反应物和生成物即可写出反应类型
(3)根据反应物和生成物即可写出方程式
(4)同分异构体是结构不同,但是分子式相同,因此元素含量相同即可判断,根据C的分子式结合要求即可写出同分异构体
(5)根据生成物即可逆推出中间产物结合反应物性质进行合成即可
33.(2019·吉林模拟)[化学——有机化学基础]
非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物,可通过以下方法合成:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)C中含氧官能团的名称为 。
(3)上述反应中,反应①的条件是 。
(4)D的分子式为 。
(5)过程④ 属于反应。
(6)反应②发生的是取代反应,且另一种产物有HBr,写出由B生成C的化学方程式: 。
(7)有机物M与非诺洛芬互为同分异构体,M满足下列条件:
I.能与NaHCO3溶液反应,且能与FeCl3溶液发生显色反应;
Ⅱ.分子中有6种不同化学环境的氢,且分子中含有两个苯环。
M的结构有 种,写出其中一种不能与浓水发生取代反应的M的结构简式: 。
【答案】(1)苯
(2)醚键、炭基
(3)Br2,FeBr3(或Br2,Fe)
(4)C14H14O2
(5)取代
(6)
(7)4;
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;同分异构现象和同分异构体;苯的结构与性质
【解析】【解答】(1)A的分子式为C6H6,则A的结构简式为,其化学名称为苯;
(2)由C的结构简式可知,其中所含的含氧官能团的名称为:羰基、醚键;
(3)反应①为苯与Br2的取代反应,其反应条件为液溴、FeBr3;
(4)由D的结构简式可知,一个D分子中含有14个C原子、14和H原子和2个O原子,因此D的分子式为:C14H14O2;
(5)过程④的反应物和生成物中,其结构的差异在于-OH替换为-Br,因此该反应为取代反应;
(6)由反应物和产物HBr、可得另一种反应物X的化学式为,因此该反应的化学方程式为:;
(7)能与NaHCO3溶液反应,说明结构中含有-COOH;能与FeCl3溶液发生显色反应,说明结构中含有;分子中含有6中不同环境的氢,则结构存在对称性;满足条件的有机物的结构为:、、共四种;其中不与浓溴水发生取代反应的M的结构简式为;
【分析】(1)根据A的分子式确定A的结构和名称;
(2)根据C的结构简式确定所含的官能团;
(3)反应①为苯与Br2的取代反应,据此确定所需的反应条件;
(4)根据D的结构简式确定其所含的C、H、O的原子个数,从而确定其分子式;
(5)根据反应物和生成的结构特点确定反应类型;
(6)根据一种产物为HBr结合产物的结构,可知该取代反应中的试剂X的结构,从而得出反应的化学方程式;
(7)根据限定条件确定同分异构体中所含的官能团,再根据结构的对称性确定同分异构体的结构;
34.(2018高二下·武冈模拟)现有以下四种物质:A. ,B.Ca(ClO)2 ,C.NO2,D.Si,请根据题意,选择恰当的选项用字母代号填空。
(1)漂白粉的有效成分是 ;
(2)通常状况下带有特殊气味、不溶于水的液体是 ;
(3)通常状况下呈红棕色的是 ;
(4)电子工业中作为半导体材料的是 。
【答案】(1)B
(2)A
(3)C
(4)D
【知识点】氮的氧化物的性质及其对环境的影响;硅和二氧化硅;苯的结构与性质
【解析】【解答】漂白粉的有效成分是次氯酸钙;通常状况下呈红棕色的物质有液溴、二氧化氮、四氧化三铁等;电子工业中作为半导体材料的是硅;苯是一种带有特殊气味、不溶于水的液体。
(1)漂白粉的主要成分有氯化钙和次氯酸钙两种,其中有效成分是次氯酸钙,故答案为:B;
(2)通常状况下苯是一种带有特殊气味、不溶于水的液体,故答案为:A;
(3)通常状况下,二氧化氮是一种红棕色的气体,故答案为:C;
(4)硅在电子工业中常作为半导体材料,故答案为:D。
【分析】根据四种物质的性质和用途进行分析判断即可。
35.(2018·福建模拟)有机物Q是一种治疗关节炎的止痛药,合成Q的路线如下:
(1)A的名称为 。D中官能团的名称为 。
(2)E→F的反应类型为 。G→M的反应类型为 。
(3)B与(ClCH2CO)2O反应生成C和另一有机物H,该反应的化学方程式为 。
(4)有机物J为M的同分异构体。J有多种结构,写出满足下列条件的J的所有结构简式 。
①苯环上只有两个取代基 ②能发生银镜反应
③核磁共振氢谱图中只有5组吸收峰,且峰面积之比为9:2:2:2:1
④酸性条件下能发生水解反应,且水解产物之一能与氧化铁溶液发生显色反应
(5)请写出以1-丙醇、苯、乙酸酐[(CH3CO)2O]为原料合成 的路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题干): 。
【答案】(1)苯;醛基、氯原子
(2)消去反应;取代反应(或水解反应)
(3)
(4)
(5)
【知识点】苯的结构与性质;苯的同系物及其性质
【解析】【解答】(1)苯;醛基、氯原子
(2)E→F脱去一个水分子,C与N之间由双键变为三键,属于消去反应。
(3)B与(ClCH2CO)2O发生取代反应,取代B中位于烷基对位的H原子,方程式为: ;
(4)能发生银镜反应说明有-CHO,核磁共振氢谱图中只有5组吸收峰,且峰面积之比为9:2:2:2:1说明该物质结构为高度对称的结构,同时酸性条件下能发生水解反应,且水解产物之一能与氧化铁溶液发生显色反应说明有酯基,结合以上分析可以得出J的结构共有两种符合要求分别为: ;
(5)
【分析】有机合成中依据化学式中碳原子饱和度进行判断其物质类别,如果化学式中不饱和度比较大的一般都含有苯环。有机反应类型根据官能团进行判断。
2023年高考真题变式分类汇编:苯的结构与性质
一、选择题
1.(2019·全国Ⅰ卷)实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是( )
A.向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B.实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C.装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D.反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
2.(2023·长宁模拟)苯是不饱和烃,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,是因为
A.苯能溶于四氯化碳
B.苯是非极性分子
C.苯能发生取代反应
D.苯中不存在烯烃典型的碳碳双键
3.(2022·宝山模拟)下列说法正确的是( )
A.苯与溴水、酸性高锰酸钾溶液不反应,说明苯分子中碳碳原子间只存在单键
B.纤维素的水解和油脂的皂化反应都是由高分子生成小分子的过程
C.判断皂化反应是否完全可以用玻璃棒蘸取反应液滴到冷水中,若有油状液体说明皂化反应未完全
D.花生油能使酸性高锰酸钾溶液褪色
4.(2022·宝山模拟)关于 的结构与性质,下列说法错误的是( )
A.最简式是CH B.存在单双键交替的结构
C.是甲苯的同系物 D.空间构型是平面形
5.(2022·淮北模拟)实验室用苯、铁粉、液溴制备并提纯溴苯的相关装置如图所示。下列说法错误的是( )
A.装置Ⅰ中回流的目的是减少苯、液溴和溴化氢的挥发
B.装置Ⅰ中倒扣漏斗有防倒吸作用
C.装置Ⅱ的作用是将滤液依次用水、稀氢氧化钠溶液、水洗涤后分液
D.装置Ⅲ是用蒸馏法分离苯与溴苯
6.(2022·嘉兴模拟)下列说法正确的是( )
A.石油裂解气能使溴的四氯化碳溶液、酸性KMnO4溶液褪色
B.只有不同种类的氨基酸之间才能形成多肽
C.苯和氯气生成C6H6Cl6的反应是取代反应
D.乙二醇的水溶液凝固点很高,可作汽车发动机的抗冻剂
7.(2021·金华模拟)下列说法错误的是( )
A.苯或活性炭均能使苯酚与 混合液的紫色变浅,且作用原理相同
B.植物的光合作用是自然界中将太阳光能转化为化学能的最成功的方式
C.炼油厂分馏汽油、煤油、柴油等不涉及化学键断裂
D.纤维素织品经水玻璃浸泡后,既耐腐蚀又不易着火
8.(2021·成都模拟)布洛芬片常用来减轻感冒症状,其结构简式如图,下列有关说法错误的是( )
A.布洛芬在苯环上发生取代反应,其一氯代物有4种
B.布洛芬与苯乙酸是同系物
C.1mol布洛芬最多能与3mol氢气发生加成反应
D.布洛芬的分子式为C13H18O2
9.(2021·长春模拟)下列实验操作对应的现象和结论均正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 结论
A 向苯和液溴的混合物中加入铁粉,将气体直接通入硝酸银溶液中 有淡黄色沉淀生成 苯与Br2发生取代反应
B 白铁皮(镀锌铁)出现破损后,浸泡在饱和食盐水中,一段时间后滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液 无明显现象 该过程一定未发生氧化还原反应
C 用坩埚钳夹住一小块用砂纸打磨过的铝箔,在酒精灯上加热 铝箔熔化并滴落 金属铝的熔点较低
D 向酸性KMnO4和H2C2O4的混合液中加入一小块MnSO4 生成气体的速率加快,溶液迅速褪色 MnSO4可能是该反应的催化剂
A.A B.B C.C D.D
10.(2021·潍坊模拟)实验室合成乙酰苯胺的路线如下(反应条件略去):
下列说法错误的是( )
A.反应①完成后,碱洗和水洗可除去混合酸
B.若反应②中加入过量酸,则苯胺产率降低
C.乙酰苯胺在强酸或强碱条件下长时间加热可发生水解反应
D.上述合成路线中的反应均为取代反应
11.(2021·青岛模拟)下列实验操作、现象及结论均正确的是( )
实验操作和现象 实验结论
A 将惰性电极插入氢氧化铁胶体中,通电一段时间后,阴极区红褐色加深 氢氧化铁胶体带正电荷
B 向饱和食盐水中依次通入足量 、 ,有大量晶体析出 该条件下溶解度:
C 将苯加入到橙色的溴水中,充分振荡后静置,下层液体几乎无色 苯与 发生了取代反应
D 铜片投入到稀硫酸中,加热无明显现象;再加入少量硝酸钾固体,溶液变蓝色 硝酸钾起催化作用
A.A B.B C.C D.D
12.(2021·临沂模拟)合成环己酮缩乙二醇的原理为 + HOCH2CH2OH +H2O。在反应体系中加入适量苯,利用如图装置(加热及夹持装置省略)可提高环已酮缩乙二醇产率。下列说法错误的是( )
A.b是冷却水的进水口
B.对甲基苯磺酸可能起催化作用
C.苯可将反应产生的水及时带出
D.当苯即将回流烧瓶中时,必须将分水器中的水和苯放出
13.(2021·济宁模拟)化合物Y具有保肝、抗炎、增强免疫等功效,可由X制得。下列有关化合物X、Y的说法错误的是( )
A.一定条件下X可发生氧化、取代、加成反应
B.1molY最多能与5molNaOH反应
C.X与足量H2反应后,每个产物分子中含有7个手性碳原子
D.等物质的量的X、Y分别与足量Br2反应,最多消耗Br2的物质的量相等
14.(2021·雅安模拟)下列化学实验操作、现象和结论均正确的是( )
选项 操作 现象 结论
A 将苯与液溴反应产生的气体通入AgNO3溶液中 AgNO3溶液中出现淡黄色沉淀 证明苯与液溴发生了取代反应
B 向Al与Fe2O3反应后的固体产物中先加稀硫酸溶解,再加入几滴KSCN溶液 溶液不变红 无法证明反应后固体产物中是否含有Fe2O3
C 向H2O2溶液中加入几滴FeCl3溶液 溶液中产生气泡 发生的离子反应为:2Fe3++H2O2=O2↑+2Fe2++2H+
D| 向淀粉溶液中加入适量20%H2SO4溶液,加热,冷却后加NaOH溶液至碱性,再滴加少量碘水 溶液未变蓝 淀粉已完全水解
A.A B.B C.C D.D
15.(2021·兰州模拟)有机物M的结构简式为 下列说法错误的是( )
A.有机物M中所有碳原子可能共处于同一平面
B.有机物M既能使酸性KMnO4溶液褪色又能使溴水褪色,且反应类型相同
C.1mol有机物M与足量溴水反应,消耗Br2为1mol
D.与有机物M具有相同的官能团,且含有苯环的同分异构体有4种(不包括M)
16.(2021·攀枝花模拟)根据下列实验操作、现象得出的结论中,正确的是( )
选项 实验操作 实验现象 结论
A 向X溶液中滴加几滴新制氯水,振荡,再加入少量KSCN溶液 溶液变为红色 X溶液中一定含有Fe2+
B 在少量酸性KMnO4溶液中,加入足量的H2O2溶液 溶液紫红色逐渐褪去且产生大量气泡 氧化性:KMnO4>H2O2
C 镀锌铁出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中,一段时间后滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液 无明显现象 该过程未发生氧化还原反应
D 将少量铁粉、5mL苯和1mL液溴混合,产生的气体通入AgNO3溶液中 混合时液体剧烈沸腾,AgNO3溶液中产生淡黄色沉淀 苯和液溴发生反应生了HBr
A.A B.B C.C D.D
17.(2021·徐汇模拟)需要使用温度计测定反应物温度的是( )
A.制备乙酸乙酯 B.银镜反应
C.制备硝基苯 D.制备乙烯
18.(2021·张家口模拟)在生成和纯化硝基苯的实验过程中,下列操作未涉及的是( )
A. B.
C. D.
19.(2021·承德模拟)在生成和纯化硝基苯的实验过程中,下列操作未涉及的是( )
A. B.
C. D.
20.(2021·通州模拟)下列对于“实验操作”的“实验现象”和“实验结论”的描述均正确的是( )
实验操作 实验现象 实验结论
A 向两支盛有少量溴的四氯化碳溶液的试管中分别加入适量苯和通入足量乙烯 溶液均褪色 溴与苯、乙烯都能发生反应
B 向某钠盐中滴加盐酸,产生的气体通入品红溶液 品红溶液褪色 该钠盐可能为Na2S2O3
C 向盛有10滴0.1mol/LAgNO3溶液的试管中滴加0.1mol/LKCl溶液至不再生成沉淀后,再向其中滴加0.1mol/LKI溶液 先观察到白色沉淀,后沉淀颜色变为黄色 Ksp(AgCl)<Ksp(AgI)
D 将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸,滴加KSCN溶液 溶液变红 Fe(NO3)2样品已变质
A.A B.B C.C D.D
21.(2020·北京模拟)下列实验方案中,可以达到实验目的的是 ( )
选项 实验目的 实验方案
A 除去苯中混有的苯酚 加入适量的溴水充分反应后过滤
B 检验Fe2+溶液中是否含有Fe3+ 向待测液中滴加几滴铁氰化钾溶液
C 除去粗盐中含有Mg2+、Ca2+、SO42-的试剂加入顺序 向该溶液中先加入NaOH溶液、再加BaCl2溶液,最后加碳酸钠溶液
D 检验SO2中是否含有HCl 将产生的气体通入HNO3酸化的AgNO3溶液中
A.A B.B C.C D.D
22.(2020·昌平模拟)下列说法错误的是( )
A.苯和甲苯都能使酸性KMnO4溶液褪色
B.饱和溴水滴入苯酚的稀溶液中,生成白色沉淀
C.乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液共热能生成砖红色沉淀
D.乙酸能与NaHCO3溶液反应生成无色气体
23.(2020·普陀模拟)不能用水浴加热的实验是( )
A.苯的硝化反应 B.乙醛的银镜反应
C.实验室制乙酸乙酯 D.实验室制乙酸丁酯
二、非选择题
24.(2021·南充模拟)苯胺是一种重要精细化工原料,在染料、医药等行业中具有广泛的应用。实验室以苯为原料制取苯胺,其原理简示如下:
+HNO3 +H2O
+3H2 +2H2O
物质 沸点/℃ 密度/(g*cm3) 部分性质
苯 80 0.88 无色油状液体,难溶于水
硝基苯 210.9 1.23 无色或淡黄色油状液体,不溶于水,易溶于乙醇、乙醚
苯胺 184.4. 1.02 无色油状液体,微溶于水,易溶于乙醇、乙醚:还原性强,易被氧化
实验步骤:
(1)I.制取硝基苯
实验室采用如图所示装置制取硝基苯,A中装有一定量的苯,三颈烧瓶装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物。请回答下列问题:
仪器A的名称是 。
(2)配制浓硫酸和浓硝酸的混合物时,应将 逐滴加入到 中,并及时搅拌和冷却。
(3)实验装置中长玻璃导管的作用是 。
(4)粗硝基苯用5% NaOH溶液洗涤的目的是 。
(5)II.制取苯胺
①组装好实验装置(如图,夹持仪器已略去),并检查气密性。②先向三颈烧瓶中加入沸石及硝基苯,再取下恒压分液漏斗,换上温度计。③打开活塞K,通入H2一段时间。④利用油浴加热,使反应液温度维持在140℃进行反应。⑤反应结束后,关闭活塞K,向三颈烧瓶中加入生石灰。⑥调整好温度计的位置,继续加热,收集182~186℃馏分,得到较纯苯胺。
回答下列问题:
操作①中加入沸石的作用 ,冷凝装置中的冷凝水应该从 (填“a”或者“b”)口进入。
(6)若实验中步骤③和④的顺序颠倒,则实验中可能产生的不良后果是 。
(7)蒸馏前,步骤⑤中加入生石灰的作用是 。
(8)若实验中硝基苯用量为5 mL,最后得到苯胺2.79 g,苯胺的产率为 。
25.(2021·乾安模拟)实验室制备苯乙酮的化学方程式为: +(CH3CO)2O +CH3COOH。制备过程中还有CH3COOH+AlCl3→CH3COOAlCl2+HCl↑等副反应。主要实验装置和步骤如图:
(I)合成:
在三颈烧瓶中加入20g无水AlCl3和30mL无水苯。边搅拌边慢慢滴加6mL乙酸酐和10mL无水苯的混合液,使反应液缓缓回流。滴加完毕后加热回流1小时,形成黑黄色液体。
(Ⅱ)分离与提纯:
将冷却后的反应瓶置于冰水浴中,加入15mL苯,慢慢加入混合的盐酸冰水,静置分层,分液,无机相用乙醚萃取,与有机相合并,有机相用10%NaOH溶液洗涤,分液,弃去无机层,有机层用9mL水洗,分液,弃去无机层,有机层用MgSO4干燥,得到苯乙酮粗产品。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称: ;使用恒压滴定漏斗的优点是: 。
(2)球形干燥管的作用是 。
(3)若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈烧瓶,可能导致 。
A.反应太剧烈 B.液体太多搅不动
C.反应变缓慢 D.副产物增多
(4)分离和提纯操作中是否可改用乙醇萃取? (填“是”或“否”),原因是 。
(5)分液漏斗使用前须 并洗净备用。萃取时,先后加入待萃取液和萃取剂,经振荡并 后,将分液漏斗置于铁架台的铁圈上静置片刻,分层。分离上下层液体时,应先 ,然后打开活塞放出下层液体,上层液体从上口倒出。
(6)已知常压下:
熔点/℃ 沸点/℃
苯 5.5 80.1
乙醚 -116.3 34.6
苯乙酮 19.6 202
则从粗产品中提纯苯乙酮使用的操作是 ;为了收集纯净的苯乙酮馏分,分离苯乙酮应使用下面的图 装置。
26.(2021·泰安模拟)高分子化合物G在电子科技的前沿领域应用广泛。利用芳香烃A合成G的一种路线如图所示。
已知: (R代表烃基)。
请回答下列问题:
(1)B的化学名称为 ;C中所含官能团的名称为 。
(2)反应②和③的反应类型分别为 、 。
(3)若用芳香烃A制备 ,所需试剂和条件分别为 。
(4)反应⑥的化学方程式为 。
(5)M为A的链状同分异构体,其中存在顺反异构的顺式M的结构简式为 。
(6)苯环上有2个取代基的D的同分异构体有 种。
(7)参考上述合成路线和信息,设计以A和CH3Cl为原料制备 的合成路线(其他试剂任选): 。
27.(2021·青岛模拟)实验室制取硝基苯常规方法为:在大试管中将浓硝酸和浓硫酸按体积比 混合,摇匀、冷却后滴入苯,水浴加热至55℃~60℃,即可制得硝基苯。将该实验进行改进,以 为绿色硝化剂制取硝基苯的反应原理、实验装置及实验步骤如下:
反应方程式:
实验步骤:
Ⅰ.将100 浓度为0.108 的 溶液加入到装有高选择性分子筛催化剂( )的反应器中。
Ⅱ.在搅拌状态下,将一定量的苯用恒压滴液漏斗滴加至反应器中,使 与 物质的量之比达到 ,并控制反应温度在15℃以下。
Ⅲ.滴加完毕后继续搅拌一段时间,将反应器中的液体倒入饱和 溶液中,分液得到粗产品。
Ⅳ.将粗产品进一步纯化得到硝基苯9.84g。
回答下列问题:
(1)常规法制取硝基苯的化学方程式为 。
(2)对比常规法,以 制取硝基苯的方法更符合“绿色化学”理念,原因是 。
(3)准确配制100 浓度为0.108 的 的 溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、 、 。
(4)控制反应温度15℃左右的操作是 。
(5)“步骤3”中饱和碳酸氢钠溶液的作用是 。
(6)“步骤4”中“进一步纯化”的方法是 。
(7)若忽略提纯过程中硝基苯的损耗, 的转化率为 。
28.(2021·拉萨模拟)柳胺酚是一种常用的利胆药物,以苯和F为原料制备柳胺酚的合成路线如图所示。
已知:
回答下列问题:
(1)F的化学名称为 ;E中所含官能团的名称为 。
(2)D的结构简式为 。
(3)苯→A的反应类型为 ;A→B所需的试剂和条件分别为 。
(4)E+F→柳胺酚的化学方程式为 。
(5)写出同时满足下列条件的F的同分异构体的结构简式: 。
①能与FeCl3溶液发生显色反应。
②能发生银镜反应和水解反应。
③核磁共振氢谱有四组峰。
(6)参照上述合成路线和信息,以苯和乙酸为原料(无机试剂任选),设计制备乙酰苯胺( )的合成路线: 。
29.(2021·石嘴山模拟)硝基苯是重要的化工原料,用途广泛。
I.制备硝基苯的化学反应方程式如下:
+HO-NO2 +H2O
II.可能用到的有关数据列表如下:
物质 熔点/℃ 沸点/℃ 密度(20℃)/g·cm-3 溶解性
苯 5.5 80 0.88 微溶于水
硝基苯 5.7 210.9 1.205 难溶于水
浓硝酸 ___ 83 1.4 易溶于水
浓硫酸 ___ 338 1.84 易溶于水
III.制备硝基苯的反应装置图如下:
IV .制备、提纯硝基苯的流程如下:
请回答下列问题:
(1)配制混酸时,应在烧杯中先加入 ;反应装置中的长玻璃导管最好用 代替(填仪器名称);恒压滴液漏斗的优点是 。
(2)步骤①反应温度控制在50~60℃的主要原因是 ;步骤②中分离混合物获得粗产品1的实验操作名称是 。
(3)最后一次水洗后分液得到粗产品2时,粗产品2应 (填“a”
或“b”)。
a.从分液漏斗上口倒出 b.从分液漏斗下口放出
(4)粗产品1呈浅黄色,粗产品2为无色。粗产品1呈浅黄色的原因是 。
(5)步骤④用到的固体D的名称为 。
(6)步骤⑤蒸馏操作中,锥形瓶中收集到的物质为 。
30.(2021·徐汇模拟)苯乙酮( )广泛用于皂用香精中,可由苯和乙酸酐( )制备。
已知:
名称 相对分子质量 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/(g·mL-1 ) 溶解性
苯 78 5.5 80.1 0.88 不溶于水,易溶于有机溶剂
苯乙酮 120 19.6 203 1.03 微溶于水,易溶于有机溶剂
乙酸酐 102 -73 139 1.08 有吸湿性,易溶于有机溶剂
乙酸 60 16.6 118 1.05 易溶于水,易溶于有机溶剂
步骤I 向三颈烧瓶中加入39 g苯和44.5 g无水氯化铝,在搅拌下滴加25.5 g乙酸酐,在70~80℃下加热45min,发生反应如下:
+ CH3COOH+
步骤II 冷却后将反应物倒入100g冰水中,有白色胶状沉淀生成,采用合适的方法处理,水层用苯萃取,合并苯层溶液,再依次用30 mL 5% NaOH溶液和30 mL水洗涤,分离出的苯层用无水硫酸镁干燥。
步骤III 常压蒸馏回收苯,再收集产品苯乙酮。
请回答下列问题:
(1)AlCl3在反应中作用 ;步骤I中的加热方式为 。
(2)根据上述实验药品的用量,三颈烧瓶的最适宜规格为___________ (填标号)。
A.100 mL B.250 mL C.500 mL D.1000 mL
(3)图示实验装置虚线框内缺少一种仪器,该仪器的作用为 。
(4)步骤II中生成的白色胶状沉淀的化学式为 。
(5)步骤II中用NaOH溶液洗涤的目的是 。
(6)步骤III中将苯乙酮中的苯分离除去所需的温度 。
(7)实验中收集到24.0
mL苯乙酮,则苯乙酮的产率为 。
31.(2021·潮州模拟)【有机化学基础】
某天然氨基酸M是人体必需的氨基酸之一,其合成路线如下:
(1)A→B的反应条件和试剂是 ;
(2)E→F的反应类型是 ;A分子中最多有 个原子共平面;
(3)写出D→E反应的反常方程式
(4)符合下列条件的化合物M的同分异构体共有 种(不考虑立体异构):
①含有苯甲酸结构 ②含有一个甲基 ③苯环上只有两个取代基
其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1:2:2:2:3的分子的结构简式 (任写一种)
(5)请结合以上合成路线,写出以丙酸和上述流程中出现的物质为原料经三步合成丙氨
酸 的路线。
32.(2020·石家庄模拟)阿比朵尔可用于合成一种治疗新型冠状病毒肺炎的试用药物,实验室以芳香化合物A
为原料合成阿比朵尔的一种合成路线如下:
已知:
请回答:
(1)A的化学名称为 ; B的结构简式为 。
(2)阿比朵尔中含氧官能团的名称为 ;由E生成F的反应类型为 。
(3)由C生成D的化学方程式为 。
(4)C的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器为 (填选项字母)。
A.质谱仪 B.红外光谱仪 C.元素分析仪 D.核磁共振仪
同时满足下列条件的C的同分异构体有 种(不考虑立体异构)。
①苯环上连有-NH2②能发生水解反应和银镜反应
(5)参照上述合成路线,设计以苯和丁酮( ) 为原料制备 的合成路线(无机试剂任选): 。
33.(2019·吉林模拟)[化学——有机化学基础]
非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物,可通过以下方法合成:
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)C中含氧官能团的名称为 。
(3)上述反应中,反应①的条件是 。
(4)D的分子式为 。
(5)过程④ 属于反应。
(6)反应②发生的是取代反应,且另一种产物有HBr,写出由B生成C的化学方程式: 。
(7)有机物M与非诺洛芬互为同分异构体,M满足下列条件:
I.能与NaHCO3溶液反应,且能与FeCl3溶液发生显色反应;
Ⅱ.分子中有6种不同化学环境的氢,且分子中含有两个苯环。
M的结构有 种,写出其中一种不能与浓水发生取代反应的M的结构简式: 。
34.(2018高二下·武冈模拟)现有以下四种物质:A. ,B.Ca(ClO)2 ,C.NO2,D.Si,请根据题意,选择恰当的选项用字母代号填空。
(1)漂白粉的有效成分是 ;
(2)通常状况下带有特殊气味、不溶于水的液体是 ;
(3)通常状况下呈红棕色的是 ;
(4)电子工业中作为半导体材料的是 。
35.(2018·福建模拟)有机物Q是一种治疗关节炎的止痛药,合成Q的路线如下:
(1)A的名称为 。D中官能团的名称为 。
(2)E→F的反应类型为 。G→M的反应类型为 。
(3)B与(ClCH2CO)2O反应生成C和另一有机物H,该反应的化学方程式为 。
(4)有机物J为M的同分异构体。J有多种结构,写出满足下列条件的J的所有结构简式 。
①苯环上只有两个取代基 ②能发生银镜反应
③核磁共振氢谱图中只有5组吸收峰,且峰面积之比为9:2:2:2:1
④酸性条件下能发生水解反应,且水解产物之一能与氧化铁溶液发生显色反应
(5)请写出以1-丙醇、苯、乙酸酐[(CH3CO)2O]为原料合成 的路线流程图(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题干): 。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】苯的结构与性质;实验装置综合
【解析】【解答】A.根据气压原理,滴加液体时要打开开关,故A正确,不符合题意。
B.由于反应中有溴,具有挥发性,溴蒸气被四氯化碳吸收,溶液呈浅红色。故B正确,不符合题意。
C.反应中生成溴化氢气体能与碳酸钠溶液反应,故C正确,不符合题意。
D.反应后混合液中含有溴苯,溴单质,溴化氢等,经过氢氧化钠溶液后必需经过分液才能得到,故D符合题意。
故正确答案:D。
【分析】 根据苯与溴反应反应产物及有机反应的特点,反应物和生成物同时存在进行判断。
2.【答案】D
【知识点】苯的结构与性质
【解析】【解答】A.苯能溶于四氯化碳,但苯不能与溴单质发生反应,即与其不能使溴的四氯化碳溶液褪色无关,A不合题意;
B.苯是非极性分子,与其不能使溴的四氯化碳溶液褪色无关,B不合题意;
C.苯能发生取代反应,但不能和溴的四氯化碳溶液发生取代反应,C不符合题意;
D.苯的化学性质稳定,且结构中不含碳碳双键,苯中碳碳键介于单键和双键之间,与溴不发生加成反应,所以不能使溴的四氯化碳溶液褪色,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】苯的化学性质稳定,且结构中不含碳碳双键,苯中碳碳键介于单键和双键之间,与溴不发生加成反应。
3.【答案】D
【知识点】苯的结构与性质;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A. 苯与溴水、酸性高锰酸钾溶液不反应,说明苯分子中碳原子间不存在类似于烯烃中的碳碳双键,苯分子中的化学键是介于单、双键之间的特殊的共价键,选项A不符合题意;
B.油脂不属于高分子化合物,选项B不符合题意;
C.皂化反应后生成的高级脂肪酸也难溶于水,形成油状液体,故不能说明皂化反应未完全,选项C不符合题意;
D.花生油是不饱和油脂,含有碳碳双键,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,选项D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A. 苯分子中的化学键是介于单、双键之间的特殊的共价键;
B.油脂不属于高分子化合物;
C.皂化反应后生成的高级脂肪酸也难溶于水;
D.油是不饱和油脂,含有碳碳双键。
4.【答案】B
【知识点】苯的结构与性质
【解析】【解答】A.已知苯的分子式为C6H6,则其最简式是CH,A不符合题意;
B.已知苯分子中不存在单双键交替的结构,分子中的六个碳碳键均为介于单键和双键之间一种独特的键,B符合题意;
C.苯和甲苯均只含一个苯环即结构相似,且组成上相差一个CH2原子团,故苯和甲苯互为同系物,C不符合题意;
D.苯是平面形分子,所有原子共平面,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.依据分子式确定最简式;
B.苯分子中六个碳碳键均为介于单键和双键之间一种独特的键;
C.依据结构相似,且组成上相差一个CH2原子团的化合物互为同系物;
D.苯所有原子共平面。
5.【答案】A
【知识点】苯的结构与性质;实验装置综合;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.装置Ⅰ中球形冷凝管能起到冷凝回流的作用,可以减少苯、液溴的挥发,提高原料利用率,但减少溴化氢的挥发不是实验目的,故A符合题意;
B.装置Ⅰ中倒扣漏斗可以防止极易溶于水的溴化氢被硝酸银溶液吸收时产生倒吸,故B不符合题意;
C.装置Ⅱ为分液装置,装置Ⅰ中制得的溴苯中混有溴化铁、溴和苯,依次用水、稀氢氧化钠溶液、水洗涤后除去溴化铁、溴,用装置Ⅱ分液能得到含有苯的溴苯,故C不符合题意;
D.装置Ⅲ为蒸馏装置,苯和溴苯存在沸点差异,用装置Ⅲ能分离苯与溴苯,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.球形冷凝管的作用是冷凝回流;
B.HBr极易溶于水;
C.反应后Ⅰ中含有苯、液溴、溴苯,先用水洗去大量液溴,再用洗的氢氧化钠进一步洗去少量的溴,最后用水洗去残留的氢氧化钠溶液;
D.苯和溴苯互溶,沸点不同。
6.【答案】A
【知识点】苯的结构与性质;石油的裂化和裂解;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点
【解析】【解答】A.石油裂解气含有不饱和烃,能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应使酸性KMnO4溶液褪色,故A符合题意;
B.多肽既可以是同种氨基酸之间形成的,也可以由不同种氨基酸分子之间形成,故B不符合题意;
C.根据反应物和生成的结构特点,反应物全部变为目标产物,苯和氯气发生加成反应生成C6H6Cl6,故C不符合题意;
D.乙二醇中含有氢键,沸点较高,凝固点很低,为黏稠状液体,可用作抗冻剂,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.石油裂解得到的裂解气中有烯烃,可以使酸性高锰酸钾褪色;
B.同种氨基酸也可以通过成肽反应得到多肽;
C.苯和氯气生成六六六的反应是加成反应;
D.乙二醇的凝固点低,可以作汽车发动机的抗冻剂。
7.【答案】A
【知识点】化学反应中能量的转化;苯的结构与性质;石油的分馏产品和用途
【解析】【解答】A.苯酚溶解于苯,使溶液变浅,活性炭是吸附,二者原理不同,A符合题意;
B.植物的光合作用是将太阳光能转化为化学能的最成功的方式,B不符合题意;
C.分馏是物理变化,不涉及化学键的断裂,C不符合题意;
D.水玻璃有防火功能,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】苯和苯酚均是有机物相似形溶,苯酚与氯化铁溶液显色后,加入苯,苯将苯酚溶解使其褪色,而活性炭具有吸附性可将其吸附褪色,原理不同,其他选项均正确
8.【答案】A
【知识点】同分异构现象和同分异构体;苯的结构与性质;乙酸的化学性质;同系物;分子式
【解析】【解答】A.结构对称,则布洛芬在苯环上发生取代反应,其一氯代物有2种, A符合题意;
B. 布洛芬与苯乙酸结构上相似:均含1个苯环、1个羧基,分子组成相差5个CH2原子团,因而互为同系物, B不符合题意;
C.能与氢气发生加成反应的只有苯环,则1mol 布洛芬最多能与3mol氢气发生加成反应, C不符合题意;
D.由结构简式可以知道布洛芬的分子式为C13H18O2, D不符合题意;
故答案为A。
【分析】A.找出苯环上的氢原子种类即可
B.写出分子式即可判断
C.苯环与氢气可以发生加成即可判断
D.根据结构式即可写出分子式
9.【答案】D
【知识点】氧化还原反应;化学反应速率的影响因素;铝的化学性质;苯的结构与性质
【解析】【解答】A.苯与液溴在铁粉催化作用下会发生取代反应生成溴苯和HBr,因为液溴易挥发,挥发的溴单质气体直接通入硝酸银溶液中也会产生淡黄色沉淀,不能得到结论,A不符合题意;
B.锌的活泼性大于铁的,白铁皮(镀锌铁)出现破损后,浸泡在饱和食盐水中会形成原电池,锌作负极发生失电子的氧化反应生成锌离子,而铁被保护,不会生成亚铁离子,则结论不符合题意,B不符合题意;
C.铝的熔点低,加热会融化,但氧化铝熔点高,加热时氧化膜包裹着内层融化了的铝而不会滴落,实验现象和结论不符合题意,C不符合题意;
D.向酸性KMnO4和H2C2O4的混合液中加入一小块MnSO4,生成气体的速率加快,溶液迅速褪色,说明反应中加入的硫酸锰固体起到催化剂作用,操作、现象和结论均符合题意,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.液溴易挥发,会在检验装置处形成误差干扰;
B.金属锌活泼型强于铁,构成原电池溶液不会有亚铁离子产生;
C.铝箔在加热融化时会在表面产生氧化膜而包裹住铝使之不低落;
D.催化剂能够加快反应速率,使反应快速进行。
10.【答案】D
【知识点】苯的结构与性质;取代反应
【解析】【解答】A.苯的硝化反应中浓硫酸作催化剂,反应后硫酸和剩余的硝酸可用氢氧化钠中和后通过分液分离得到硝基苯,故A不符合题意;
B.苯胺具有碱性,若反应②中加入过量的酸会消耗部分苯胺,从而降低了苯胺的产率,故B不符合题意;
C.乙酰苯胺中的酰胺键在强酸催化或强碱性条件下能发生水解反应,故C不符合题意;
D.反应②为还原反应,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.反应①发生的是硝化反应,是取代反应,反应完全后可以利用碱和水除去多于的酸
B.反应② 是还原反应,将硝基还原为氨基,氨基显碱性,酸过量可将消耗苯胺
C.乙酰苯胺含有酰胺基可以发生水解
D.根据反应类型即可判断
11.【答案】B
【知识点】纯碱工业(侯氏制碱法);硝酸的化学性质;苯的结构与性质;胶体的性质和应用
【解析】【解答】A.将惰性电极插入氢氧化铁胶体中,通电一段时间后,阴极区红褐色加深,说明氢氧化铁胶体粒子带正电荷,但是胶体不带电荷,A不符合题意;
B.向饱和食盐水中先通入足量 ,使溶液呈弱碱性可以吸收更多的 ,而后通入 ,有大量碳酸氢钠析出,说明该条件下溶解度: ,B符合题意;
C.将苯加入到橙色的溴水中,苯可以萃取出溴水中的溴且密度比水小,从而导致下层液体几乎无色,但是不是化学反应,不属于取代反应,C不符合题意;
D.稀硫酸不具有强氧化性,铜片投入到稀硫酸中,加热无明显现象;再加入少量硝酸钾固体,溶液中的硝酸根在酸性条件下具有强氧化性,氧化了铜生成蓝色铜离子,该过程硝酸钾不是催化剂,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、胶体不带电,是胶体中胶粒带电;
B、析出的大量晶体为NaHCO3,是由于NaHCO3的溶解度小于NaCl;
C、苯与溴水不反应;
D、NO3-在酸性条件下具有氧化性,能与Cu反应;
12.【答案】D
【知识点】苯的结构与性质;常用仪器及其使用;实验装置综合
【解析】【解答】A.冷凝管中的冷却水应该“低进高出”,b是冷却水的进水口,故A不符合题意;
B.根据反应方程式,可知对甲基苯磺酸可能起催化作用,故B不符合题意;
C.苯易挥发,根据图示,苯可将反应产生的水及时带出,促进反应正向进行,故C不符合题意;
D.分水器中的苯回流烧瓶中,提高苯的利用率,当分水器中的水即将回流烧瓶中时,必须将分水器中的水放出,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】 A.用苯萃取溴水中的溴,需要的仪器为分液漏斗和烧杯;
B.配制0.5mol/L的硫酸,涉及量取、稀释、移液、洗涤、定容等操作;
C.乙酸和乙醇在浓硫酸的催化作用下,加热能生成乙酸乙酯;
D.硫酸铜溶液的浓缩结晶,需要在蒸发皿中加热。
13.【答案】C
【知识点】苯的结构与性质;苯酚的性质及用途;酯的性质
【解析】【解答】A.X含有酚羟基可以发生氧化反应,含有酯基可以发生取代反应,含有碳碳双键可以发生加成反应,故A不符合题意;
B.Y分子中含有3个酚羟基,Y中环状酯水解可以得到1个羧基和1个酚羟基,酚羟基和羧基都能消耗NaOH,因此1molY最多能与5molNaOH反应,故B不符合题意;
C.当X与足量H2加成后,分子中含有8个手性碳原子, ,故C符合题意;
D.苯酚与溴反应可以得到三溴苯酚,溴原子取代酚羟基的邻、对位上的氢原子,对于X、Y来讲,分子内符合要求的氢原子是一样多的(均为4个),两个分子中都含有一个碳碳双键,和一分子溴发生加成反应,因此等物质的量的二者消耗等量的Br2,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.酚羟基可以发生氧化反应, 酯基可以发生取代反应, 碳碳双键可以发生加成反应;
B.酚羟基和羧基都能消耗NaOH,Y中环状酯水解可以得到1个羧基和1个酚羟基,水解后一共4个酚羟基和1个羧基 ;
C.酯基无法和氢气发生加成反应;
D.苯酚与溴反应可以得到三溴苯酚,溴原子取代酚羟基的邻、对位上的氢原子;碳碳双键可以和溴单质发生加成反应。
14.【答案】B
【知识点】氧化还原反应;二价铁离子和三价铁离子的检验;苯的结构与性质;蔗糖与淀粉的性质实验
【解析】【解答】A.液溴具有挥发性,液溴和HBr都能与AgNO3溶液反应生成淡黄色沉淀AgBr,因此无法证明苯与液溴发生了取代反应,故A不选;
B.若反应后的固体中含有Fe2O3,则稀硫酸先与Fe2O3反应生成Fe3+,被Al还原而得的Fe会先与Fe3+反应生成Fe2+,溶液中可能无Fe3+剩余,滴加KSCN溶液不变红,若反应后的固体中不含Fe2O3,则Fe与稀硫酸反应生成Fe2+,滴加KSCN溶液不变红,因此无法证明反应后固体产物中是否含有Fe2O3,故B选;
C.少量Fe3+对H2O2分解具有催化作用,反应方程式为2H2O2 2H2O+O2↑,故C不选;
D.探究淀粉水解程度实验中的碘水需在碱化之前加入,否则I2会与碱发生反应,无法检验溶液中是否含有淀粉,故D不选;
故答案为B。
【分析】A.需要考虑溴也可与硝酸银反应,因此再加入硝酸银之前将气体通入到四氯化碳中即可
B.根据实验现象无法证明是否含有氧化铁固体
C.铁离子做的时催化剂
D.检验淀粉时应该是酸性环境
15.【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体;苯的结构与性质
【解析】【解答】A.苯环是一个正六边形平面分子,它的所有原子共平面,碳碳双键上的原子也有可能在同一个平面上,羧基的所有原子也可以在一个平面上,则有机物M中所有碳原子可能共处于同一平面,故A不符合题意;
B.有机物M含碳碳双键,与酸性高锰酸钾溶液的反应是氧化反应,与溴水的反应是加成反应,反应类型不同,故B符合题意;
C.有机物M能与溴水反应的官能团只有碳碳双键,且只消耗1molBr2,故C不符合题意;
D.与有机物M具有相同的官能团,且含有苯环的同分异构体共有4种,其中乙烯基与羧基在苯环的间位和对位有2种,另外苯环上只有一个取代基为 或 ,有两种,共4种,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据给出的结构式,含有苯环和双键以及羧基,连接靠的是单键,可以通过旋转进行共面,1mol有机物M可以与1mol溴发生加成反应,可使高锰酸钾和溴水褪色,但是褪色原理不同,根据要求写出同分异构体即可判断
16.【答案】B
【知识点】氧化还原反应;常见离子的检验;苯的结构与性质;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.向X溶液中滴加几滴新制氯水、振荡,再加入少量KSCN溶液,溶液变为红色,原溶液中不一定含有Fe2+离子,若检验Fe2+离子则应向样品溶液中先滴加KSCN溶,无明显实验现象,再滴加新制氯水,若溶液变为红色,则样品溶液中含Fe2+,故A不符合题意;
B.在少量酸性KMnO4溶液中,加入足量的H2O2溶液,溶液紫红色逐渐褪去且产生大量气泡,则该气体为双氧水被酸性高锰酸钾溶液所氧化产生的氧气,所以氧化性KMnO4>H2O2,故B符合题意;
C.Zn的金属性强于Fe,镀锌铁出现刮痕后浸泡在饱和食盐水中,Zn为负极被腐蚀、Fe为正极被保护,所以滴入几滴K3[Fe(CN)6]溶液虽然无明显实验现象,但已经发生了氧化还原反应,故C不符合题意;
D.液溴以挥发,会发出的溴与能与AgNO3溶液反应产生淡黄色沉淀,即与AgNO3溶液反应产生淡黄色沉淀的物质不一定为HBr,还有可能为Br2,所以不能证明苯和液溴发生反应生了HBr,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.先加入 少量KSCN 溶液排除铁离子的干扰,再进行亚铁离子的检验
B.根据氧化还原反应进行判断即可
C.形成原电池,已经发生了反应
D.溴具有挥发性,产生淡黄色沉淀的溴离子可能是溴与反应得到
17.【答案】D
【知识点】乙烯的实验室制法;苯的结构与性质;乙酸乙酯的制取;银镜反应
【解析】【解答】A.乙酸和乙醇在浓硫酸作用下加热制备乙酸乙酯,由制备原理 可知不需温度计测定反应物温度,A不符题意;
B.银镜反应需要热水浴加热即可,不需温度计测定反应物温度,B不符题意;
C.苯和浓硝酸在浓硫酸作用下加热发生取代反应主要有机产物为硝基苯,不需温度计测定反应物温度,C不符题意;
D.乙醇在浓硫酸作用下、140℃时主要发生分子间脱水生成醚,在浓硫酸作用下、170℃时主要发生分子内脱水生成乙烯,温度不同主要产物不同,因此制备乙烯时需要温度计测定反应物温度,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】乙酸乙酯的制备、银镜反应、硝基苯一般需要加热即可,而实验室用乙醇消去制取乙烯时需要控制温度在170℃左右
18.【答案】B
【知识点】苯的结构与性质;物质的分离与提纯;实验装置综合
【解析】【解答】A.该装置为制备硝基苯的装置,A项不符合题意;
B.该装置为蒸发装置,本实验不需要蒸发装置,B项符合题意;
C.该装置为分液装置,洗涤产品时需要分液,C项不符合题意;
D.该装置为蒸馏装置,可通过蒸馏将苯和硝基苯分离,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】硝基苯是利用浓硝酸和浓硫酸以及苯在加入时制取,温度低因此需要进行水浴加热,得到的是产物需要进行进行分液得到粗产品,利用熔沸点的差异进行蒸馏得到纯净的产物,故需要反应装置、分液装置、以及蒸馏装置
19.【答案】B
【知识点】苯的结构与性质;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.该装置为制备硝基苯的装置,A项不符合题意;
B.该装置为蒸发装置,本实验不需要蒸发装置,B项符合题意;
C.该装置为分液装置,洗涤产品时需要分液,C不符合题意;
D.该装置为蒸馏装置,可通过蒸馏将苯和硝基苯分离,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】 在生成和纯化硝基苯的实验过程中 需要用的是反应装置、分液装置和蒸馏装置,ACD均需要用到
20.【答案】B
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;钠的重要化合物;铁盐和亚铁盐的相互转变;乙烯的化学性质;苯的结构与性质
【解析】【解答】A.苯不能与溴发生加成反应,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,A不符合题意;
B.Na2S2O3可以在酸性环境中发生歧化生成SO2,SO2可以使品红溶液褪色,B符合题意;
C.根据现象可知AgI比AgCl更容易沉淀,二者为同类型沉淀,所以Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),C不符合题意;
D.溶于稀硫酸后,即便Fe(NO3)2没有变质,酸性环境中也会将Fe2+氧化为Fe3+,此实验无法证明Fe(NO3)2是否变质,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.笨与溴反应需要催化剂,而乙烯可与溴发生反应
B. Na2S2O3 在酸性条件下发生歧化反应得到二氧化硫使品红溶液褪色
C.沉淀越难溶解说明溶度积越小
D.加入稀硫酸相当于形成硝酸氧化亚铁离子,无法证明是否变质
21.【答案】C
【知识点】二价铁离子和三价铁离子的检验;苯的结构与性质
【解析】【解答】A. 苯酚与溴水生成的三溴苯酚溶于苯,无法除去杂质,且引进了新的杂质溴,A不符合题意;
B. 铁氰化钾溶液用于检验亚铁离子,无法检测铁离子,B不符合题意;
C. NaOH溶液可以除去Mg2+、再加稍过量的BaCl2溶液可以除去SO42-,最后加碳酸钠溶液可以除去Ca2+和过量的Ba2+,到达除杂目的,C符合题意;
D. HNO3会氧化二氧化硫为硫酸根,硫酸根与银离子反应生成微溶的硫酸银白色沉淀,与氯化银无法区分,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.溴易溶于苯、四氯化碳等有机溶剂;
B.亚铁离子与铁氰化钾反应生成蓝色沉淀;
C.碳酸钠一定在氯化钡之后,可除去过量的钡离子;
D.硝酸可氧化二氧化硫生成硫酸根离子,与硝酸银反应生成沉淀。
22.【答案】A
【知识点】苯的结构与性质;苯酚的性质及用途;乙酸的化学性质;醛的化学性质
【解析】【解答】A.苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,A符合题意;
B.饱和溴水滴入苯酚的稀溶液中: ,三溴苯酚为白色沉淀,B不符合题意;
C.乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液共热:CH3CHO+2Cu(OH)2 +NaOH CH3COONa+Cu2O↓+3H2O,Cu2O为砖红色沉淀,C不符合题意;
D.乙酸能与NaHCO3溶液反应:CH3COOH+NaHCO3 CH3COONa+H2O+CO2↑,生成无色的CO2气体,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】对于苯来说,只有与苯环相邻的碳原子上有氢才能被高锰酸钾氧化,而苯自身不能被高锰酸钾氧化
23.【答案】D
【知识点】苯的结构与性质;乙酸乙酯的制取;醛的化学性质
【解析】【解答】A.苯的硝化反应温度在55℃到60℃,使用水浴加热,温度过高会生成多硝基苯,故A不符合题意;
B.乙醛的银镜反应温度在50℃到70℃,应使用水浴加热,故B不符合题意;
C.实验室制乙酸乙酯反应温度在60℃到70℃,温度过高会生成乙醚或乙烯等杂质,故C不符合题意;
D.实验室制乙酸丁酯反应温度要求是170°,因为水的沸点是100℃,水浴加热达不到此温度,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】C项实验室制乙酸乙酯可以使用水浴加热,为易错点。
24.【答案】(1)分液漏斗
(2)浓硫酸;浓硝酸
(3)冷凝回流,减少苯的损失
(4)除去粗硝基苯中混有的硫酸、硝酸和NO2
(5)防止暴沸;a
(6)加热时H2和O2混合会发生爆炸,生成的苯胺会被O2氧化
(7)吸收反应生成的水
(8)60%
【知识点】苯的结构与性质;除杂;实验装置综合;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)根据仪器A的结构特点可知其为分液漏斗;
(2)浓硫酸稀释时放热,为防止暴沸应将浓硫酸逐滴加入到浓硝酸中;
(3)苯易挥发,长导管可以冷凝回流,减少苯的损失;
(4)实验完成后,三颈烧瓶中会有剩余的浓硫酸、浓硝酸以及浓硝酸被还原得到的NO2,加入5%NaOH溶液可以除去粗硝基苯中混有的硫酸、硝酸和NO2;
(5)加入沸石可以防止液体暴沸;为增强冷凝效果,冷凝水应从a口进入;
(6)通入氢气的目的是排尽装置中的空气,若③④颠倒,生成的苯胺会被空气中O2氧化,且装置内温度较高,加热时H2和O2混合会发生爆炸;
(7)硝基苯和氢气反应生成苯胺时,同时会有水生成,加入生石灰可以吸收反应生成的水;
(8)根据题目所给信息可知5mL硝基苯的物质的量为 =0.05mol,则理论上可以生成苯胺0.05mol,所以产率为 ×100%=60%。
【分析】本实验的目的是以苯为原料制取苯胺,首先制取硝基苯,制备混酸时要注意浓硫酸稀释会放热,苯易挥发,实验过程中要注意减少苯的挥发损失;然后制取苯胺,为防止苯胺被氧化,需先用氢气排尽装置内的空气,但要注意氢气和氧气的混合物受热易发生爆炸,利用油浴加热进行反应,结束后加热生石灰进行干燥,之后分馏收集苯胺。
25.【答案】(1)球形冷凝管;平衡气压,使液体顺利滴下
(2)防止空气中水蒸气进入,保证反应在无水的环境下进行
(3)A;D
(4)否;乙醇与水互溶
(5)检查分液漏斗是否漏水;放气;打开上口玻璃塞(或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔)
(6)蒸馏;2
【知识点】苯的结构与性质;物质的分离与提纯;实验装置综合;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)根据图示,仪器a为球形冷凝管,该装置是密封装置,使用恒压漏斗,可以平衡气压,使液体顺利滴下;
(2)由于三氯化铝与乙酸酐均极易水解,所以要求合成过程中应该无水操作,所以球形干燥管的作用是防止空气中的水蒸气进入,保证反应在无水的环境下进行;
(3)若将乙酸酐和苯的混合液一次性倒入三颈烧瓶,可能会导致反应太剧烈及产生更多的副产物,
故答案为:AD;
(4)由于乙醇能与水混溶,所以不能用酒精代替乙醚进行萃取操作;
(5)分液漏斗使用前须进行检漏;振摇后由于有机溶剂的挥发,分液漏斗内压强增大,所以要打开活塞进行放气操作。放下层液体时,为了使液体能顺序滴下,应该先打开上口玻璃塞(或使塞上的凹槽对准漏斗口上的小孔),然后再打开下面的活塞;
(6)根据表格中熔沸点的数据可知,苯乙酮的熔沸点与乙醚和苯的差距较大,可采取蒸馏的方法分离;苯乙酮的沸点为202℃,为了收集纯净的苯乙酮馏分,需要加热较高的温度,水浴加热的温度不足以使苯乙酮变为蒸汽,则分离苯乙酮应使用下面的图2装置。
【分析】
26.【答案】(1)对二硝基苯(或1,4-二硝基苯);氨基
(2)还原反应;取代反应
(3)浓硝酸,浓硫酸、加热
(4)(n-1) +n +2nH2O
(5)
(6)9
(7) 。
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体;苯的结构与性质;取代反应
【解析】【解答】(1)B中含有两个处于对位的硝基,所以名称为对二硝基苯(或1,4-二硝基苯);根据C的结构简式可知其官能团为氨基;
(2)反应②为硝基的还原反应;反应③中苯环上的氢原子被甲基代替,为取代反应;
(3)A为 ,在浓硝酸,浓硫酸、加热的条件下生成硝基苯;
(4)根据C、F、G的结构简式可知C和F脱水缩合生成G,化学方程式为(n-1) +n +2nH2O;
(5) A为C6H6,不饱和度为4,存在顺反异构,则含有碳碳双键,其双键上的两个碳原子分别连接两个不同的原子或原子团,此外应还有一个碳碳双键和一个碳碳三键,则M为,其顺式结构(相同原子在双键同侧)为 ;
(6)D为 ,其苯环上有2个取代基的同分异构体有:两个取代基分别为:-CH2CH3和-CH2CH3、-CH3和-CH2CH2CH3、-CH3和-CH(CH3)2,每一组都有邻间对三种情况,共有3×3=9种;
(7)根据题目中流程可知 可以由 被还原生成,而 硝化可以得到2,4,6-三硝基甲苯,根据题目所给信息 与CH3Cl在AlCl3作用下可以生成 ,所以合成路线为 。
【分析】A的分子式为C6H6,一定条件下反应生成对二硝基苯,所以A为 ;根据A生成D的反应条件可知该反应与题目所给反应类似,所以D中苯环上含有甲基,之后甲基被氧化为羧基得到E,根据F的结构简式可知E应含有4个羧基,则D含有4个甲基,根据F的结构可知D为 、E为 。
27.【答案】(1) +HO-NO2 +H2O
(2)常规法制取硝基苯使用较多的硫酸作催化剂,原子利用率低,产生废酸较多,处理废酸消耗化学试剂较多
(3)胶头滴管;100 容量瓶
(4)从夹套三口烧瓶的进水管a口通入冰水
(5)除去硝基苯中混有的
(6)蒸馏
(7)80%
【知识点】苯的结构与性质;蒸馏与分馏;实验装置综合;配制一定物质的量浓度的溶液;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)常规法是用苯与浓硝酸在浓硫酸做催化剂的情况下加热到60℃左右制取硝基苯,反应的化学方程式为: +HO-NO2 +H2O。
(2)常规方法是在大试管中将浓硝酸和浓硫酸按体积比 混合,摇匀、冷却后滴入苯,水浴加热至55℃~60℃,即可制得硝基苯,该方法使用了大量的浓硫酸,随着反应进行硝酸变稀反应难于继续,所以反应结束后剩余的废酸很多,原料大量浪费且后期处理废酸的成本较大,所以对比常规法,以 制取硝基苯的方法更符合“绿色化学”理念,原因是:常规法制取硝基苯使用较多的硫酸作催化剂,原子利用率低,产生废酸较多,处理废酸消耗化学试剂较多。
(3)准确配制100 浓度为0.108 的 的 溶液用到的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外还需要用到100mL容量瓶以及胶头滴管,所以答案为:100mL容量瓶;胶头滴管。
(4)该反应所需温度低于室温,需要持续的给装置降温才能控制反应温度15℃左右,该试验使用的是夹套三口烧瓶,所以可以通冰水进行控温,为保证良好的冷凝效果,应从下端的a口通入冷凝水,所以答案是:从夹套三口烧瓶的进水管a口通入冰水。
(5)通过反应原理 可知制备过程中会生成硝酸,可以用饱和碳酸氢钠溶液除去,所以答案为:除去硝基苯中混有的 。
(6)粗产品为常温下为液态的硝基苯,里面含有少量的水以及其他杂质,所以可以通过蒸馏进一步纯化,故答案为:蒸馏。
(7) 反应原理为: ,实验加入的 的质量为100 ×0.108 =10.8g,物质的量为 ,实验最终获得得硝基苯9.84g,根据反应方程式可知消耗的 的物质的量等于生成的硝基苯的物质的量,为 ,所以 的转化率为 =80%,故答案为:80%。
【分析】(1)硝基苯是由苯与硝酸发生取代反应生成,据此写出反应的化学方程式。
(2)取代反应的原子利用率低,且后续废液的处理需要消耗其他试剂,据此分析作答。
(3)根据一定物质的量浓度溶液的配制过程分析所需的仪器。
(4)控制反应温度为15℃应通入冰水。
(5)饱和NaHCO3溶液能与HNO3反应,据此确定其作用。
(6)“步骤4”中进一步纯化,是互溶液体的分离,应采用蒸馏操作。
(7)根据反应的化学方程式进行计算。
28.【答案】(1)邻羟基苯甲酸;(酚)羟基、氨基
(2)
(3)取代反应;浓硝酸,浓硫酸、加热
(4) + +H2O
(5)
(6)
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;苯的结构与性质
【解析】【解答】(1)F为 ,母体为苯甲酸,在羧基的邻位有一个羟基,所以名称为邻羟基苯甲酸;E为 ,所含官能团为(酚)羟基、氨基;
(2)C经HCl酸化得到D,则D为 ;
(3)苯与氯气在氯化铁催化作用下发生取代生成A,属于取代反应;A生成B的过程为硝化反应,所需试剂和条件为浓硝酸,浓硫酸、加热;
(4)根据分析可知E中氨基和F中羧基发生脱水缩合生成柳胺酚,化学方程式为 + +H2O;
(5)F中含有7个C、3个O,不饱和度为5,其同分异构体满足:
①能与FeCl3 溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,则至少有两个取代基;
②能发生银镜反应和水解反应,由于酚羟基占用一个O原子,所以另一个取代基只能是甲酸形成的酯基,即-OOCH;
③核磁共振氢谱有四组峰,说明结构对称,满足条件的为 ;
(6)根据题目中的流程可知,目标产物可以由乙酸和 脱水缩合生成,而苯硝化可以得到 ,再还原可以得到 ,所以合成路线为 。
【分析】苯与氯气在氯化铁催化作用下发生取代生成A,则A为 ,根据反应条件可知B中氯原子在NaOH水溶液中水解生成C,所以B中含有氯原子和硝基,则A生成B的过程为硝化反应,引入的硝基位于氯原子的对位,所以B为 ,C酸化得到D,则D为 ,D中硝基被还原生成E,则E为 ,根据柳胺酚、E的结构简式以及F的分子式可知F为 。
29.【答案】(1)浓硝酸;球形(或蛇形)冷凝管;平衡气压,使混合酸能顺利留下
(2)防止副反应发生;分液
(3)b
(4)其中溶有浓硝酸分解的二氧化氮
(5)无水氯化钙或无水硫酸镁等固体干燥剂
(6)苯
【知识点】浓硫酸的性质;苯的结构与性质;蒸馏与分馏
【解析】【解答】(1)浓硫酸密度大于浓硝酸,浓硫酸与浓硝酸混合放出大量的热,则该实验中配制混酸应将浓硫酸注入浓硝酸中,及时搅拌和冷却,以防止液体暴沸;苯、浓硝酸沸点低,易挥发,球形(或蛇形)冷凝管能更好冷凝回流挥发的苯、浓硝酸,从而可减少反应物的损失,提高转化率;和普通分液漏斗相比,恒压滴液漏斗代替分液漏斗可以平衡内外压强,使混合酸顺利滴下;
(2)浓硫酸和浓硝酸是强腐蚀性酸,且具有强氧化性,温度不能过高,应控制在50~60℃,温度过高有副反应发生;混合物为苯、硝基苯、浓硝酸、浓硫酸,硝基苯是油状液体,难溶于水,密度比水大,苯微溶于水,与硝基苯互溶,在下层,步骤②为分离互不相溶的液态混合物,应采取分液操作;
(3)最后一次水洗后分液得到粗产品2为硝基苯和苯的混合物,采用分液方法分离,因为硝基苯的密度比水大,所以粗产品2应从分液漏斗下口放出,
故答案为:b;
(4)粗产品1中除了硝基苯,还溶入了浓硝酸,浓硝酸受热易分解,溶有浓硝酸分解产生的二氧化氮导致其呈浅黄色;
(5)步骤③依次用蒸馏水、Na2CO3溶液、蒸馏水洗涤,除去粗产品中残留的酸,有机层为苯和硝基苯的混合物,还残留有水,步骤④用无水CaCl2或无水硫酸镁干燥有机混合物,过滤,得到苯和硝基苯的混合物;
(6)步骤⑤为蒸馏操作,分离苯和硝基苯,根据表格数据可知,苯的沸点为80℃,硝基苯的沸点为210.9℃,则锥形瓶中收集到的物质为苯。
【分析】制备、提纯硝基苯流程:苯环上的一个氢原子能与硝酸中的硝基发生取代反应得到硝基苯,所以反应①的化学方程式为: +HO-NO2 +H2O,混合物为苯、硝基苯、浓硝酸、浓硫酸,硝基苯是油状液体,难溶于水,密度比水大,苯微溶于水,与硝基苯互溶,在下层,步骤②为分离互不相溶的液态混合物,应采取分液操作;粗产品1中有残留的硝酸及硫酸,步骤③依次用蒸馏水、Na2CO3溶液、蒸馏水洗涤,除去粗产品中残留的酸,有机层为苯和硝基苯的混合物,还残留有水,步骤④用无水CaCl2或无水硫酸镁干燥有机混合物,过滤,步骤⑤进行蒸馏,分离苯和硝基苯,得到纯硝基苯,据此结合有机物的性质与应用回答问题。
30.【答案】(1)催化剂;水浴加热(70~80℃)
(2)B
(3)冷凝回流
(4)Al(OH)3
(5)除去产品中的乙酸
(6)80.1℃~203℃
(7)82.4%
【知识点】苯的结构与性质;物质的分离与提纯;实验装置综合;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)由 + CH3COOH+ 可知,AlCl3是反应发生的条件,反应前后AlCl3均存在,故AlCl3在反应中作催化剂,因为需要在70~80℃温度下加热,为便于控制温度且未超过100℃,加热方式为70~80℃的水浴加热;故答案为:催化剂;水浴加热(70~80℃);
(2)由题意知,实验中共用到的药品为39g苯体积约为V(苯)= =44.3mL,44.5g无水氯化铝为固体,其体积可忽略,25.5g乙酸酐体积约为V(乙酸酐)= =23.6mL,液体总体积为V(总)= 44.3mL +23.6mL =67.9mL,根据反应液不超过总容积的 ,即三颈烧瓶的容积V>101.8mL,
故答案为:三颈烧瓶的容积250mL,B正确;故答案为:B;
(3)由于苯的沸点为80.1℃,而反应的温度需要70~80℃,这样苯易挥发,不利于产物的制取,需要冷凝回流装置,即加装的仪器为冷凝管;答案为:冷凝回流;
(4)由题中信息和步骤II的过程可知,产物均易溶于有机溶剂,AlCl3易水解,即冷却后将反应物倒入100g冰水中,产生的白色胶状沉淀为Al(OH)3;故答案为:Al(OH)3;
(5)由于产物之一乙酸也易溶于有机溶剂,故苯层溶液用30mL 5% NaOH溶液洗涤,主要是除去产品中的乙酸;故答案为:除去产品中的乙酸;
(6)由题中信息可知,苯的沸点为80.1℃,苯乙酮的沸点为203℃,用常压蒸馏回收苯,从而获得苯乙酮,温度为80.1℃~203℃;故答案为:80.1℃~203℃;
(7)由题意知,苯的物质的量为n(苯)= = =0.5mL,乙酸酐的物质的量为n= = =0.25mol,由 + CH3COOH + 可知可知,苯与乙酸酐以物质的量之比1:1反应,则苯过量,所以苯乙酮的物质的量n(苯乙酮)=n(乙酸酐)=0.25mol,则苯乙酮的理论产量为m(苯乙酮)=0.25mol 120g/mol=30g,而实际生成24.0mL的苯乙酮,苯乙酮的实际产量为m(苯乙酮)=24mL 1.03g/mL=24.72g,苯乙酮的产率为 =82.4%;答案为:82.4%。
【分析】向三颈烧瓶中加入39 g苯和44.5 g无水氯化铝,在搅拌下滴加25.5 g乙酸酐,在70~80℃下加热45min,发生反应: + CH3COOH+ ,冷却后将反应物倒入100g冰水中,有白色胶状沉淀生成,采用合适的方法处理,水层用苯萃取,合并苯层溶液,再依次用30 mL 5% NaOH溶液和30 mL水洗涤,分离出的苯层用无水硫酸镁干燥,常压蒸馏回收苯,再收集产品苯乙酮,以此解答。
31.【答案】(1)光照、Cl2
(2)氧化反应;13
(3)
(4);9
(5)
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;苯的结构与性质;取代反应
【解析】【解答】(1)由分析可知,A→B的转化过程中,发生苯环上甲基的取代,因此反应条件为光照,所需试剂为Cl2。
(2)由分析可知,E的结构简式为,E→F的过程中醛基被氧化成羧基,因此反应类型为氧化反应;
由于苯为平面型结构,所有原子共平面,而-CH3为四面体结构,最多只有3个原子共平面,因此甲苯分子中最多共平面的原子有13个。
(3)由分析可知,D→E的转化过程中为羟基氧化为醛基的过程,因此反应的化学方程式为:。
(4)依题意可得,苯环的两个取代基为-COOH,另一个取代基为-CH(NH2)CH3、-CH2NHCH3或-NHCH2CH3;每个结构都有邻间对三种情况,因此满足条件的同分异构体共有3×3=9种;
其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1:2:2:2:3的结构简式为或或。
(5)由合成路线可知,丙酸先与PCl3反应,产物再与反应,最后再碱性条件下水解、酸化,即可得到;因此可得合成路线图如下:
【分析】由C的结构可知,B的结构中苯环上的甲基上有一个氯原子,因此B的结构简式为;D在Ag/O2条件下发生醇的氧化反应,生成醛,因此E的结构简式为;H反应生成I,I与NH3在一定条件下反应J,结合J的结构和已知反应①可得,I的结构简式为;G与K发生已知反应②生成L,则L的结构简式为;据此结合题干设问分析作答。
32.【答案】(1)对硝基苯酚(或 4-硝基苯酚);
(2)酯基、(酚)羟基;取代反应
(3) +H2O
(4)C;13
(5)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的合成;苯的结构与性质
【解析】【解答】(1)A为 ,化学名称为对硝基苯酚(或 4-硝基苯酚);A与 发生取代反应生成B, B的结构简式为 。 故答案为:对硝基苯酚(或 4-硝基苯酚); ;(2) 阿比朵尔中含氧官能团-OH、-COOR,名称为酯基、(酚)羟基;E的N原子上H被甲基取代,由E生成F的反应类型为取代反应。 故答案为:酯基、(酚)羟基;取代反应;(3)由C生成D的化学方程式为 +H2O。 故答案为: +H2O;(4)C的所有同分异构体在下列一种表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同,该仪器为:A.质谱仪各种粒子的质荷比不同,故A不选; B.红外光谱仪测到的化学键不同,故B不选; C.元素分析仪分析到的组成元素相同,故C选;D. 核磁共振仪测到的氢的种类和个数比不同,故D不选;故答案为:C;
用打碎残基法,将除苯环以外的原子团拆开,同时满足下列条件的C 的同分异构体有①苯环上连有-NH2②能发生水解反应和银镜反应,含有-OOCH,氨基甲苯有三种,然后将-OOCH连上去,有如图所示 、 、 共13种(不考虑立体异构)。
故答案为:13;(5)参照上述合成路线,以苯和丁酮( ) 为原料制备 ,合成路线(无机试剂任选),先制取硝基苯,还原成苯氨,与 作用得产品: 。
故答案为: 。
【分析】(1)根据C结构简式结合已知反应类型即可判断出A的结构简式,和B的结构简式进行命名即可
(2)根据结构简式即可写出官能团名称,根据反应物和生成物即可写出反应类型
(3)根据反应物和生成物即可写出方程式
(4)同分异构体是结构不同,但是分子式相同,因此元素含量相同即可判断,根据C的分子式结合要求即可写出同分异构体
(5)根据生成物即可逆推出中间产物结合反应物性质进行合成即可
33.【答案】(1)苯
(2)醚键、炭基
(3)Br2,FeBr3(或Br2,Fe)
(4)C14H14O2
(5)取代
(6)
(7)4;
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;同分异构现象和同分异构体;苯的结构与性质
【解析】【解答】(1)A的分子式为C6H6,则A的结构简式为,其化学名称为苯;
(2)由C的结构简式可知,其中所含的含氧官能团的名称为:羰基、醚键;
(3)反应①为苯与Br2的取代反应,其反应条件为液溴、FeBr3;
(4)由D的结构简式可知,一个D分子中含有14个C原子、14和H原子和2个O原子,因此D的分子式为:C14H14O2;
(5)过程④的反应物和生成物中,其结构的差异在于-OH替换为-Br,因此该反应为取代反应;
(6)由反应物和产物HBr、可得另一种反应物X的化学式为,因此该反应的化学方程式为:;
(7)能与NaHCO3溶液反应,说明结构中含有-COOH;能与FeCl3溶液发生显色反应,说明结构中含有;分子中含有6中不同环境的氢,则结构存在对称性;满足条件的有机物的结构为:、、共四种;其中不与浓溴水发生取代反应的M的结构简式为;
【分析】(1)根据A的分子式确定A的结构和名称;
(2)根据C的结构简式确定所含的官能团;
(3)反应①为苯与Br2的取代反应,据此确定所需的反应条件;
(4)根据D的结构简式确定其所含的C、H、O的原子个数,从而确定其分子式;
(5)根据反应物和生成的结构特点确定反应类型;
(6)根据一种产物为HBr结合产物的结构,可知该取代反应中的试剂X的结构,从而得出反应的化学方程式;
(7)根据限定条件确定同分异构体中所含的官能团,再根据结构的对称性确定同分异构体的结构;
34.【答案】(1)B
(2)A
(3)C
(4)D
【知识点】氮的氧化物的性质及其对环境的影响;硅和二氧化硅;苯的结构与性质
【解析】【解答】漂白粉的有效成分是次氯酸钙;通常状况下呈红棕色的物质有液溴、二氧化氮、四氧化三铁等;电子工业中作为半导体材料的是硅;苯是一种带有特殊气味、不溶于水的液体。
(1)漂白粉的主要成分有氯化钙和次氯酸钙两种,其中有效成分是次氯酸钙,故答案为:B;
(2)通常状况下苯是一种带有特殊气味、不溶于水的液体,故答案为:A;
(3)通常状况下,二氧化氮是一种红棕色的气体,故答案为:C;
(4)硅在电子工业中常作为半导体材料,故答案为:D。
【分析】根据四种物质的性质和用途进行分析判断即可。
35.【答案】(1)苯;醛基、氯原子
(2)消去反应;取代反应(或水解反应)
(3)
(4)
(5)
【知识点】苯的结构与性质;苯的同系物及其性质
【解析】【解答】(1)苯;醛基、氯原子
(2)E→F脱去一个水分子,C与N之间由双键变为三键,属于消去反应。
(3)B与(ClCH2CO)2O发生取代反应,取代B中位于烷基对位的H原子,方程式为: ;
(4)能发生银镜反应说明有-CHO,核磁共振氢谱图中只有5组吸收峰,且峰面积之比为9:2:2:2:1说明该物质结构为高度对称的结构,同时酸性条件下能发生水解反应,且水解产物之一能与氧化铁溶液发生显色反应说明有酯基,结合以上分析可以得出J的结构共有两种符合要求分别为: ;
(5)
【分析】有机合成中依据化学式中碳原子饱和度进行判断其物质类别,如果化学式中不饱和度比较大的一般都含有苯环。有机反应类型根据官能团进行判断。