(3)D是,D与足量NaOH溶液发生酯的水解反应,化学方程式为:
+2NaOH+CH3COONa+H2O,
(4)D为,其符合下列条件的同分异构体:A.属于芳香族化合物,说明含有苯环;B.既能
发生银镜反应又能发生水解反应,说明含有-OOCH基团。只有1个取代基为-CH2CH2OOCH和-CH(CH3)OOCH两种不同结构;有2个取代基为-CH3、-CH2COOH,或者-CH2CH3、-OOCH,这两种情况均有邻、间、对3种位置结构,种类数为2×3=6种;有3个取代基为-CH3、-CH3、-OOCH,2个甲基有邻、间、对3种位置结构,对应的-OOCH分别有2种、3种、1种位置,故符合条件的共有2+3×2+2+3+1=14种。其中核磁共振氢
谱图中峰面积之比为6:2:1:1的同分异构体的结构简式:或。
(5)以甲苯为原料合成的方法是:先使甲苯发生取代反应产生邻硝基甲苯,用酸性KMnO4氧
化甲基为—COOH,得到邻硝基甲苯,用Fe在HCl存在条件下发生还原反应,—NO2被还原得到—NH2,就生成邻氨基苯甲酸。故合成路线流程图为:
。
【点睛】
本题考查有机物推断与合成,涉及物质的命名、反应类型的判断、操作目的、同分异构体种类的判断及符合要求的同分异构体结构简式的书写等。要采用正推、逆推相结合的方法分析判断。需要熟练掌握官能团性质与转化,并对给予的信息进行利用,结合转化关系中有机物H的结构和反应条件进行推断。 四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.K 是称为 PTT 的高分子材料,因具有优良的性能而可作工程塑料、纺织纤维等有广泛的应用。如图所示是 PTT 的一种合成路线。
已知:
完成下列填空:
(1)W 所含官能团的名称为______。反应③的化学反应类型为______。 (2)M 的结构简式为______,反应④的化学反应方程式为______。
(3)反应⑥的另一无机产物是______,与反应⑥的化学反应类型无关的是(选填编号)______。 A.聚合反应B.酯化反应C.消去反应D.加成反应
(4)有机物X 的分子式为 C4H8O2,是 M 的同系物。则 X 可能的结构简式共有______种。
(5)设计一条由甲苯为原料(无机试剂可任选)合成苯甲酸苯甲酯的合成路线。(合成路线常用表示方式为 A
B ……
目标产物)_____________
【答案】碳碳双键、醛基 加成反应或还原反应 HOCH2CH2CHO
+2CH3Cl
+2HCl H2O CD 5
【解析】 【分析】
C3H6组成上去氢加氧生成CH2=CHCHO,发生氧化反应,故C3H6为CH2=CHCH3。由③后产物结构可知,反应②是CH2=CHCHO与水发生加成反应生成M为HOCH2CH2CHO,③发生加成反应(或还原反应)。由⑤后产物结构可知,反应④是苯与一氯甲烷发生取代反应生成N为⑥发生缩聚反应,据此解答。 【详解】
(1)W为CH2=CHCHO,所含官能团的名称为:碳碳双键、醛基。反应③是HOCH2CH2CHO转化为HOCH2CH2CH2OH,属于加成反应,组成上加氢,也属于还原反应, 故答案为:碳碳双键、酯基;加成反应或还原反应;
(2)由③后产物结构可知,CH2=CHCHO与水发生加成反应生成M为HOCH2CH2CHO;反应④的化学反应方程式为:
+2CH3Cl
+2CH3Cl
+2HCl,
+2HCl;
,⑤发生氧化反应。反应
故答案为:HOCH2CH2CHO;
(3)反应⑥发生聚合反应,生成的另一无机产物是H2O,反应⑥也是酯化反应,
故答案为:H2O;CD;
(4)有机物X的分子式为C4H8O2,是M(HOCH2CH2CHO)的同系物,X可以看作丙烷中氢原子被-OH、-CHO取代,取代同一碳原子上有2种,取代不同碳原子时有3种,则X可能的结构简式共有 5种, 故答案为:5;
(5)甲苯用酸性高锰酸钾溶液氧化生成苯甲酸。甲苯与氯气发生取代反应生成苯甲酸与苯甲醇发生酯化反应得到苯甲酸苯甲酯。合成路线流程图为:
,水解生成苯甲醇。
,
故答案为:。
【点睛】
注意根据转化关系中有机物的分子式、反应条件、结构简式进行推断,对学生的推理有一定的要求,需要学生熟练掌握有机物的结构和性质,注意苯环支链上连接苯环的碳原子上含有氢原子则能被酸性高锰酸钾氧化生成苯甲酸。
19.孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3(含少量FeO、Fe2O3、SiO2)。某小组同学在实验室以孔雀石为原料制备胆矾,并测定所得胆矾中结晶水的含量。实验步骤如下:
(提供试剂:NaOH溶液、 H2O2溶液、 CuO 、Na2CO3) 完成下列填空:
(1)孔雀石的主要成分与稀硫酸反应的离子方程式为________。
(2)按试剂加入顺序,w所代表的试剂依次为__________。沉淀B的成分为_______。
(3)a操作依次为:加热蒸发、_______、过滤、洗涤、__________。除烧杯、漏斗之外过滤还需要另一玻璃仪器,该仪器在此操作中的主要作用是_________。
(4)欲检验溶液A中Fe2的试剂是___________(选填序号)。如果测定Fe2的含量,需要用容量瓶配制某标准溶液,请简述配制中“定容”的操作:_____。
a NaOH(aq) b Na2CO3(aq) c 淀粉KI(aq) d 酸性KMnO4(aq)
(5)在测定所得胆矾(CuSO4·xH2O)中结晶水x值的实验过程中,若测定结果的实验误差为1.5%,可能的原因是_______________。
a 加热温度过高 b 胆矾晶体的颗粒较大
c 加热后放在空气中冷却 d 加热胆矾晶体时有晶体从坩埚中溅出
++
m2222?(6)该小组一位同学根据实验结果求出样品中孔雀石的质量分数为:,另一位同学不同意,2502m1其原因是___________。
【答案】Cu2(OH)2CO3+4H→2Cu2+3H2O+CO2↑ H2O2溶液、 CuO Fe(OH)3、 CuO 冷却结晶 自然干燥 引流 d 加水到离刻度线2~3cm处改用胶头滴管滴加蒸馏水,直到凹液面的最低线与刻度线相平 a、d 在除杂过程中加入了CuO,会使结果偏大 【解析】 【分析】
m1g孔雀石的主要成分为Cu2(OH)2CO3(含少量FeO、Fe2O3、SiO2),加入稀硫酸过滤得到滤渣二氧化硅和溶液A为硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸铁,加入W为过氧化氢氧化亚铁离子为铁离子,加入氧化铜调节溶液的pH沉淀铁离子,过滤得到沉淀B为氢氧化铁和过量的氧化铜,溶液B为硫酸铜溶液,通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥得到硫酸铜晶体m2g,受热失去结晶水得到硫酸铜固体m3g。据此解答。 【详解】
(1)碱式碳酸铜和硫酸反应生成硫酸铜、水和二氧化碳,反应的离子方程式为:Cu2(OH)
2CO3+4H
+
+++
=2Cu2+3H2O+CO2↑,故答案为:Cu2(OH)2CO3+4H=2Cu2+3H2O+CO2↑;
+
+
(2)按试剂加入顺序,w所代表的试剂依次为加入氧化剂过氧化氢氧化亚铁离子,不引入其他杂志离子,加入氧化铜调节溶液pH使铁离子全部沉淀,过滤得到沉淀B为Fe(OH)3、CuO,故答案为:H2O2溶液、CuO;Fe(OH)3、CuO;
(3)从溶液B中获得硫酸铜晶体,直接加热蒸干会导致硫酸铜失去结晶水,应该采用的操作方法为:加热浓缩、冷却结晶、过滤、自然干燥,除烧杯、漏斗之外过滤还需要另一玻璃仪器为玻璃棒,该仪器在此操作中的主要作用是引流,故答案为:冷却结晶,自然干燥;引流;
(4)溶液A中含亚铁离子和铁离子:a.NaOH溶液,向Fe2+溶液中加入NaOH溶液后,Fe2+与OH-反应生Fe2++2OH-=FeFe4Fe成Fe(OH)(OH)(OH)(OH)(OH)2,2↓,2不稳定易被氧气氧化为Fe3,2+O2+2H2O=4Fe(OH)3,白色的Fe(OH)2沉淀变成红褐色Fe(OH)3,向Fe2+溶液中加入NaOH溶液后,观察到生成的白色沉淀迅速变成灰绿色,最后变成红褐色;Fe3+与OH-反应Fe3++3OH-=Fe(OH)3↓,生成红褐色Fe(OH)
3,两者反应现象干扰,不能检验该溶液中存在
Fe2+,故a错误;