可知,H是卤代烃,则H应该是F和HCl加成所得,H为,根据已知(2)中信息可得,G是由2个H和2个Na反应所得,则G应该有8个C原子,G应为, (1)根据官能团的变化可知①取代反应,②属于消去反应,③属于加成反应,④属于消去反应,⑤属于加成反应,⑥属于取代反应,⑦属于加成反应, 故答案为:③⑤⑦; ②④; (2)E→F为发生消去反应生成,反应的方程式为CH3CH(CH3)CH2OHCH3CH=(CH3)CH2+H2O,H→G为3在Na的存在下发生取代反应生成(CH3)3CC(CH3)3+2NaCl, ,反应的方程式为2(CH3)CCl+2Na故答案为:CH3CH(CH3)CH2OHCH3CH=(CH3)CH2+H2O;2(CH3)3CCl+2Na(CH3)(CH3) 3CC3+2NaCl;(3)由上述分析可知,D为CH2=C(CH3)CHO,分子式为C4H6O、与D具有相同官能团,互为同分异构体有CH2=CHCH2CHO、CH3CH=CHCHO,共2种, 故答案为:CH2=CHCH2CHO、CH3CH=CHCHO; (4)C物质发生银镜反应,其生成物为CH2OHCH(CH3)COOH,通过酯化反应进行的缩聚反应生成聚酯,反应方程式为:, 故答案为:. 点评: 本题考查有机物的合成,题目难度较大,本题注意根据官能团的变化结合题给信息推断出G,然后用逆推法推断,注意通过该题加强信息迁移能力的培养,加强自学能力,答题时注意体会. 三.解答题(共7小题) 13.科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术的研究,把过多二氧化碳转化为有益于人类的物质.
(1)如果将CO2和H2以1:4的比例混合,通入反应器,在适当的条件下反应,可获得一种重要的能源.请完成以下化学方程式:CO2+4H2→ CH4 +2H2O,若用CO2和H2可以人工合成CnH2n+2的烷烃,写出该化学方程式并配平: nCO2+(3n+1)H2→CnH2n+2+2nH2O
(2)若将CO2和H2以1:3的比例混合,使之发生反应生成某种重要的化工原料和水,该原料可能是 B A.烷烃 B.烯烃 C.炔烃 D.芳香烃
(3)已知在443~473K时,用钴(Co)作催化剂可生成C5~C8的烷烃,这是人工合成汽油的方法之一.要达到该汽油的要求,CO2和H2的体积比的取值范围是 5:16≤V(CO2):V(H2)≤8:25 (4)甲、乙、丙三个化肥厂生产尿素所用的原料不同,但生产流程相同:①尿素分子中的官能团有 ﹣CO﹣、﹣NH2 (用结构简式表示)
②甲厂以焦炭和水为原料;乙厂以天然气和水为原料;丙厂以乙烯和水为原料.按工业有关规定,利用原料所制得的H2和CO2的物质的量之比若最接近合成尿素的原料气NH3(换算成H2的物质的量)和CO2的物质的量之比,则对原料的利用率最高.据此可判断甲、乙、丙三个工厂原料利用率最高的是 丙 .
考点: 烷烃及其命名;有机物分子中的官能团及其结构. 专题: 压轴题;有机物分子组成通式的应用规律. 分析: (1)根据质量守恒定律的微观解释:化学反应前后原子的种类和数目不变.可知在化学反应方程式中,反应物和生成物中所含的原子的种类和数目相同.由此可推断化学反应方程式中反应物或生成物的化学式; 由信息可知,CO2和H2可以人工合成CnH2n+2的烷烃,同时还有水生成,配平形成方程式. (2)化学变化中,变化前后原子种类、个数不变;根据CO2和H2混合气体发生反应的分子数比1:3及生成水的组成与分子构成,结合选项所传递的关于化工原料由C、H元素组成的信息,推断生成的化工原料的分子中C、H原子的个数比. (3)达到该汽油的要求,CO2和H2的体积比的取值范围是介于生成C5~C8的烷烃之间. (4)根据尿素的结构判断官能团; 用原料所制得的H2和CO2的物质的量之比若最接近合成尿素的原料气NH3(换算成H2的物质的量)和CO2的物质的量之比,原料的利用率最高. 解答: 解:(1)根据质量守恒定律的微观解释可以知道:反应前后的原子数目和种类应该相等,分析题给的化学反应方程式可以知道,反应前出现了2个O,1个C,8个H,反应后出现了2个O,4个H,所以在X中含有4个H和1个C. CO2和H2可以人工合成CnH2n+2的烷烃,反应方程式为nCO2+(3n+1)H2→CnH2n+2+2nH2O, 故答案为:CH4; nCO2+(3n+1)H2→CnH2n+2+2nH2O, (2)由反应物CO2和H2混合在一定条件下以1:3(分子数比)比例发生反应,可判断混合气体中C、H原子个数比为1:6;又由于反应后生成水,即有H原子与O原子化合成水分子;而在四个选项中的物质中都不含O元素,可判断1个CO2分子中的2个O原子应与4个H原子结合成2个水分子,即混合气体中的1个C原子应与2个H原子化合成化工原料;通过以上分析,可得出化工原料中C、H原子个数比应为1:2;而在CH4中C、H原子个数比为1:4,在C2H2中C、H原子个数比为1:1,在C2H4中C、H原子个数比为1:2,在C2H6中C、H原子个数比为1:3; 故答案为:B; (3)由 (1)可知nCO2+(3n+1)H2→CnH2n+2+2nH2O,当生成C5H12时,n:(3n+1)=5:16, 当生成C8H18时,n:(3n+1)=8:25. 故答案为:5:16≤V(CO2):V(H2)≤8:25 (4)①尿素分子的结构为故答案为:﹣CO﹣、﹣NH2 ,所以分子中的官能团有﹣CO﹣、﹣NH2. ②NH3(换算成H2的物质的量)和CO2的物质的量之比为2:1合成尿素,即H2和CO2的物质的量之比为1=3:1. 甲厂以焦炭和水为原料,C+2H2O乙厂以天然气和水为原料,CH4+2H2O丙厂以乙烯和水为原料,C2H4+4H2OCO2+2H2,生成的H2和CO2的物质的量之比为2:1. CO2+4H2,生成的H2和CO2的物质的量之比为2:1. 2CO2+6H2,生成的H2和CO2的物质的量之比为3:1. :故答案为:丙 点评: 本题考查学生利用化学反应方程式和质量守恒定律来推断物质的化学式,守恒方法是解答本题的常用方法,学生应熟悉元素守恒、原子守恒来解答此类习题. 14.肉桂酸甲酯是常用于调制具有草莓、葡萄、樱桃、香子兰等香味的食用香精.它的分子式为C10H10O2,其结构和性质如表所示: 结构 分子中只含有一个苯环,苯环上只有一个取代基且无支链,且取代基上含有碳碳双键
性质 ①能使溴水因发生化学反应而褪色 ②在NaOH溶液中易发生水解反应生成具有剧毒的醇类物质 试回答下列问题:
(1)肉桂酸甲酯的结构简式为 .
(2)G为肉桂酸甲酯的一种同分异构体,其分子结构模型如图所示(图中球与球之间的连线表示单键或双键). 用芳香烃A为原料合成G的路线如下:
①化合物E中的官能团有 羧基;羟基 (填名称).
②A→B的反应类型是 加成反应 ,E→F的反应类型是 消去反应 . ③写出下列反应的化学方程式:
C→D: ;
F→G: ;
④E有多种同分异构体,其中有一类可用通式表示(其中X、Y均不为H),试写出符合上述通式且能发生
银镜反应的其中两种物质的结构简式: .
考点: 有机物结构式的确定;有机物分子中的官能团及其结构. 专题: 压轴题;有机物的化学性质及推断. 分析: (1)根据分子式和结构特点推断含有的官能团,进而判断出结构简式. (2)①根据C的结构可推断出流程中其它物质的结构特点,进而判断含有的官能团; ②根据含有的官能团可判断出有机物具有的化学性质; ③根据物质的性质可写出有关反应的化学方程式; ④根据分子式、结构特点可写出同分异构体. 解答: 解:(1)肉桂酸甲酯能使溴水因发生化学反应而褪色,说明分子中含有碳碳双键,在NaOH溶液中易发生水解反应生成具有剧毒的醇类物质,说明含有酯基,并水解生成甲醇,根据分子式和结构要求可推断出结构简式,故答案为:
; (2)①C含有两个羟基,其中一个羟基氧化为D生成醛基,D氧化为E生成羧基,故答案为:羧基;羟基; ②由C可推知A为,F为,则A生成B需发生加成反应,E生成F需发生消去反应,故答案为:加成反应;消去反应; ③根据C、F的性质可知,分别发生催化氧化和酯化反应,生成醛和酯,故答案为:;; ④E中含有一个苯环,并含有双键和酯基,在它对应的同分异构体中,含有三个取代基,并能发生银镜反应,说明含有醛基,符合条件的有两种,故答案为:. 点评: 本题考查有机物的结构和性质,为有机合成推断题型,做题时注意把握官能团的结构和性质. 15.[化学﹣有机化学基础] 一氯乙酸(ClCH2COOH)是无色晶体,可溶于水,其水溶液显酸性,是重要的有机反应中间体,可进行多种反应. (1)一定条件下,一氯乙酸与苯可直接合成苯乙酸,其反应方程式是 ClCH2COOH+
→
﹣CH2COOH+HCl (不
要求标出反应条件).
(2)工业上将一氯乙酸、2﹣丙醇与浓硫酸混合加热制备一氯乙酸异丙酯,一氯乙酸异丙酯的结构简式为
ClCH2COOCH(CH3)2 ;反应过程中,可能产生的有机副产物有异丙醚[(CH3)2CHOCH(CH3)2]和 CH3CH=CH2 (填结构简式).
(3)pKa常用于表示物质的酸性强弱,pKa的数值越小,该物质的酸性越强.已知卤素原子对饱和脂肪酸的酸性影响具有相似性.25℃时一些卤代饱和脂肪酸的pKa数值如下: 卤代酸 F3CCOOH Cl3CCOOH F2CHCOOH FCH2COOH CH3CH2CHClCOOH pKa 0.23 0.65 1.24 2.66 2.85 卤代酸 ClCH2COOH BrCH2COOH ICH2COOH CH3CHClCH2COOH Cl③CH2CH2CH2COOH pKa 2.86 2.90 3.18 4.06 4.52 可见,25℃时卤素原子对卤代饱和脂肪酸的酸性影响有(写出2条即可): ① 卤原子离羧基位置越远,酸性越弱 ;
② 含有相同卤素原子的卤代乙酸的酸性随卤素原子个数的增多而增强 ; ③ 一卤代乙酸的酸性按F、Cl、Br、I的顺序依次减弱 ;
根据上述数据和规律判断,Cl2CHCOOH的pKa的数值范围为 1.24~2.86 .
考点: 羧酸简介;有机物分子中的官能团及其结构. 专题: 压轴题;有机物的化学性质及推断. 分析: (1)根据信息可知,一氯乙酸与苯发生取代反应,生成苯乙酸; (2)一氯乙酸与2﹣丙醇发生酯化反应,据此书写一氯乙酸异丙酯的结构简式; 醇在浓硫酸、加热条件下,能发生分子间脱水和分子内脱水,据此分析; (3)分析卤代饱和脂肪酸结构,根据卤素原子不同找出规律;根据卤素原子的位置不同找出规律; 解答: 解:(1)根据信息可知,一氯乙酸与苯发生取代反应,生成苯乙酸和HCl,反应方程式为ClCH2COOH+→﹣CH2COOH+HCl.
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