題目列表(包括答案和解析)
2.在一定條件下,可實現(xiàn)下列物質間的轉化,轉化過程如圖所示,請回答相關問題:
(1)固體A是一種重要的工業(yè)原料,其化學式為 。
(2)利用上圖中的物質實現(xiàn) C到B轉化過程的離子方程式是 。
(3)上述變化過程中生成的C和丙恰好能完全反應,該反應的化學方程式為:
。
(4)若甲和乙恰好完全反應,則W和A的物質的量之比是 。
1.有機物A(C6H8O4)為食品包裝紙的常用防腐劑。A可以使溴水褪色。A難溶于水,但在酸性條件下可發(fā)生水解反應,得到B(C4H4O4)和甲醇。通常狀況下B為無色晶體,能與氫氧化鈉溶液發(fā)生反應。
(1)A可以發(fā)生的反應有 (選填序號)。
①加成反應 、邗セ磻 、奂泳鄯磻 、苎趸磻
(2)B分子所含官能團的名稱是 、 。
(3)B分子中沒有支鏈,其結構簡式是 ,B的具有相同官能團的同分異構體的結構簡式是 。
(4)由B制取A的化學方程式是 。
(5)天門冬氨酸(C4H7NO4)是組成人體蛋白質的氨基酸之一,可由B通過以下反應制。
B |
|
C |
|
天門冬氨酸 |
天門冬氨酸的結構簡式是 。
5.注意有機推斷與無機推斷的結合
有機物轉化過程中經(jīng)常有無機物參加了反應,高考受時間、題量的限制,同時體現(xiàn)學科內的綜合,有可能以某些物質為橋梁,進行無機推斷與有機推斷的綜合命題。
例5.(2005年全國III)右圖中每一方框的字母
代表一種反應物或生成物:
已知氣態(tài)烴D(其密度在同溫同壓下是氫氣密
度的13倍)跟物質F反應時產(chǎn)生明亮而帶濃烈黑煙
的火焰。請寫出下列字母代表的物質的化學式:
A 、B 、D 、
E 、H 。
解析:本題的圖形與過去的圖形有點區(qū)別,那就對于B、E這些物質多次出現(xiàn)的物質,每一次框圖中都明確標出了它是反應物還是生成物。
本題在進行物質推斷時要綜合應用無機物的轉化和有機物的轉化。從題給信息來看,解題的突破口是物質D的確定。
關于D的信息有三點:物質類別是烴;密度在同溫同壓下是氫氣密度的13倍,所以相對分子質量是26;跟物質F反應時產(chǎn)生明亮而帶濃烈黑煙的火焰。綜合這些信息可以確定D是C2H2,F(xiàn)是O2,B、E分別是H2O或CO2。
實驗室一般用CaC2和H2O制備C2H2,所以A是CaC2,B是H2O,C是Ca(OH)2。其余可依次確定E是CO2,G是CaCO3,H是Ca(HCO3)2。
答案:A:CaC2,B:H2O,D:C2H2,E:CO2,H:Ca(HCO3)2
反思:這類試題可能作為一種方向,但是不宜過多的追究,因為學科內的綜合有它自身的要求,如上例中的烴、二氧化碳、水、電石、氫氧化鈣這些物質間本來有一定的聯(lián)系。無機物、有機物間具備這種很自然聯(lián)系的物質不多,此外較常見的是烴、鹵代烴、鹵素、鹵化氫、氫氧化鈉等。
專題訓練
4.以物質的性質、變化為突破口
以物質的性質、變化為主要突破口的試題一般提供了與某物質反應等條件,通過這些已知條件推斷反應類型、反應過程及未知物中所含的官能團和“結構片斷”,最后將多個“結構片斷”、官能團、碳鏈等綜合就可以確定未知物的結構,從而打開突破口。
例4.(2003年全國)根據(jù)圖示填空
(1)化合物A 含有的官能團是 。
(2)1 mol A 與2 mol H2反應生成 1 mol E,其反應的化學方程式是
。
(3)與A具有相同官能團的A 的同分異構體的結構簡式是 。
(4)B在酸性條件下與Br2反應得到D,D的結構簡式是 。
(5)F的結構簡式是 。由E生成F的反應類型是 。
解析:由A與NaHCO3溶液反應可以確定A中有-COOH;由A與[Ag(NH3)2]+、OH-反應可知A中含有-CHO;綜合E到F的反應條件、E中含-COOH、F的分子式及是一個環(huán)狀化合物,可以推測F是一個環(huán)酯,E分子中的-OH來自于-CHO與H2的加成,而1 mol A 與2 mol H2反應生成 1 mol E,所以A中還含有一個碳碳雙鍵。A經(jīng)E到F的過程中只有成環(huán)而無碳原子的增減,所以A中也只含有4個碳原子;A經(jīng)B到D的反應過程中沒有碳鏈的改變,所以A分子的碳鏈結構中也沒有支鏈;結合A中的官能團可以確定A的結構簡式為:OHC-CH CH-COOH。
1 mol A 與2 mol H2發(fā)生加成反應,分別是碳碳雙鍵、醛基的加成。
與A具有相同官能團的A 的同分異構體應該有一個支鏈。
B在酸性條件下,由鹽生成了酸,結構中的碳碳雙鍵再與Br2發(fā)生了加成反應。
答案:(1)碳碳雙鍵,醛基,羧基
(2)OHC-CH=CH-COOH + 2H2 HO-CH2-CH2-CH2-COOH
(3) (4)
(5) 或 酯化反應
反思:由轉化過程定“結構片斷”或官能團,將多個“結構片斷”、官能團、碳鏈等綜合確定未知物的結構,是從有機物轉化框圖中確定有機物最實用的一種方法。
3.以物質的組成、結構作為突破口
以物質的組成、結構為主要突破口的試題,一般提供了部分物質的結構簡式、分子式或某些其它數(shù)據(jù),這類試題的主要命題特征是定性、定量結合,試題中既有用于分析物質結構的信息,也有用于確定物質組成的信息。解決問題時一般要注意以下幾點:
(1)要善于結合物質的組成、變化過程等性質確定物質的分子式;
(2)要善于結合物質的變化過程確定結構中的官能團,推斷物質的結構;
(3)要善于綜合某些反應條件、反應類型等已知信息進行綜合推斷。
例3:(2003年上海)已知兩個羧基之間在濃硫
酸作用下脫去一分子水生成酸酐,如右圖所示:
某酯類化合物A是廣泛使用的塑料增塑劑。
A在酸性條件下能夠生成B、C、D,轉化過程
如下圖所示。請回答相關相關問題:
(1)CH3COOOH稱為過氧乙酸,寫出它的一種用途 。
(2)寫出B+E→CH3COOOH+H2O的化學方程式 。
(3)寫出F可能的結構簡式 。
(4)寫出A的結構簡式 。
(5)1摩爾C分別和足量的金屬Na、NaOH反應,消耗Na與NaOH物質的量之比是 。
(6)寫出D跟氫溴酸(用溴化鈉和濃硫酸的混合物)加熱反應的化學方程式:
。
解析:本題的關鍵是依據(jù)物質的分子組成,結合反應條件等信息推斷物質的結構。
(1)過氧乙酸具有強氧化性,可用于殺菌消毒。
(2)比較B的分子式(C2H4O2)與生成的過氧乙酸的分子式(C2H4O3),可以確定B被E氧化了,氧化劑E的分子式應該比生成的H2O要多一個O,所以E為H2O2 。
(3)對比C、F的分子組成,可以確定由C生成F的反應是一個脫水反應,C中含有三個-COOH,類比題給信息,分析該反應過程可能是-COOH之間的脫水。而C中的三個-COOH中有兩個處于等價位,所以-COOH間兩種脫水方式,生成的F有兩種結構。
(4)從分子組成看,D是飽和一元醇,它催化氧化后生成了無支鏈的飽和一元醛G,所以D的分子結構中也沒有支鏈,D是1-丁醇。
A在酸性條件下能夠生成B、C、D,B、C、D中只含-OH、-COOH這兩種官能團,A應該是酯,分析A、B、C、D的分子組成可以確定A中含有四個酯基,B的-COOH與C的-OH形成了一個,而B的三個-COOH則分別與三個D分子中的-OH形成了三個。
(5)1molC含1mol-OH和3mol-COOH,分別和足量的金屬Na、NaOH反應時,可以消耗Na:4mol,NaOH:3mol。
(6)D與HBr的反應是醇中的-OH被-Br取代,生成鹵代烴。
答案:(1)殺菌消毒 (2)
(3)
(5)4︰3 (6)
小結:以物質的組成、結構為主要突破口的有機推斷中要特別關注醇、醛、羧酸、酯這一條有機物轉化關系鏈。
(1)這一轉化過程既涉及了多種官能團的轉化,又涉及多個反應過程
(2)醇和羧酸間的反應可引起物質中碳鏈的延長或縮短。
(3)結構中同時有多個-OH、多個-COOH或者既有-OH又有-COOH時,反應過程中還有可能形成碳環(huán)或者高分子化合物等。
(4)同碳原子數(shù)的這幾種含氧衍生物的分子組成(C、H、O的原子個數(shù))、相對分子質量間有一定的關系。
2.官能團的引入和消除
有機物在發(fā)生反應過程時一般都有官能團的轉化,在有機物的合成和推斷過程中應用得最多的是官能團的引入和消去。官能團的引入和消去是為了實現(xiàn)合成線路的需要,有時是一步反應完成,有時則需要多步反應完成。如:
(1)由乙烯到乙醇,需要引入-OH,可以采用與水加成的方法一步完成,也可以先與HBr加成引入-Br,再通過鹵代烴的水解反應將-Br轉化成-OH。
(2)分子結構中同時含有碳碳雙鍵和醛基時,若只能實現(xiàn)碳碳雙鍵加氫而不改變醛基,可以先將通過加氫,此時醛基也被還原成了醇,再將醇氧化成醛即可。
例2:(2004年廣東)根據(jù)下面的反應路線及所給給信息填空。
(1)A的結構簡式是 ,名稱是 。
(2)①的反應類型是 。③的反應類型是 。
(3)反應④的化學方程式是 。
解析:本題主要考查了有機物轉化過程中官能團(-Cl)的引入和消去,推斷的方法是結合反應條件和轉化前后物質的結構。
從反應①的條件和生成物的名稱、結構分析,該反應是取代反應,A是環(huán)己烷。對比物質結構和反應條件,反應②是鹵代烴的消去反應,生成了碳碳雙鍵。從物質中所含的官能團和反應物來看,反應③是烯烴的加成反應,同時引入了兩個-Br,生成的B是鄰二溴環(huán)己烷;而反應④是消去反應,兩個-Br同時消去,生成了兩個碳碳雙鍵。
答案:(1) ;環(huán)己烷 (2)取代反應 ;加成反應
(3)
反思:在學習有機的性質、變化的過程中要主動歸納、構建官能團的引入和消去的規(guī)律方法。如:小結中學常見的引入-OH的方法和典型反應、碳碳雙鍵向其它官能團轉化的方法和典型反應等。
1.碳鏈的延長和縮短
碳鏈的轉化包括:主鏈上碳原子數(shù)目的增加或減少;碳鏈與碳環(huán)的轉化等類型。有時題目提供的信息中包含一些碳鏈的轉化,在中學有機物轉化過程中碳鏈的轉化一般是通過官能團的反應來實現(xiàn)的,。
如:加聚反應、酯化反應等反應能使碳鏈增長;而肽鍵的水解、苯及其同系物被酸性KMnO4溶液氧化生成苯甲酸等反應則會使碳鏈縮短;酯化、分子間脫水,聚合等反應有可能使物質成環(huán)等。
在解決這類問題中常用的方法有兩種,一是通過官能團的轉化過程來分析,二是對比反應物與生成物的分子式或結構簡式來確定其中碳原子的數(shù)目。
例1:(2000年廣東)已知溴乙烷跟氰化鈉反應后再水解可以得到丙酸
CH3CH2Br NaCN CH3CH2CN H2O CH3CH2COOH
產(chǎn)物分子比原化合物
分子多了一個碳原子,增
長了碳鏈。
請根據(jù)以下框圖回答
問題。圖中F分子中含有
8個原子組成的環(huán)狀結構。
(1)反應①②③中屬于取代反應的是______________(填反應代號)。
(2)寫出結構簡式:E___________,F(xiàn)______________。
解析:本題主要考查了有機物轉化過程中碳鏈的延長和碳環(huán)的生成,延長碳鏈的方法是先引入-CN,再進行水解;碳環(huán)的生成是利用酯化反應。
A是丙烯,從參加反應的物質來看,反應①是一個加成反應,生成的B是1,2-二溴丙烷;反應②是鹵代烴的水解反應,生成的D是1,2-丙二醇;結合題給信息可以確定反應③是用-CN代替B中的-Br,B中有兩個-Br,都應該被取代了,生成的C再經(jīng)過水解,生成的E是2-甲基丁二酸。( )
答案:(1)②③
(2) ; 或
28A.(10分)A、B、C、D、E都是元素周期表中前20號元素,原子序數(shù)依次增大,B、C、D同周期,A、D原子中某p能級均排有5個電子,E和其它元素既不在同周期也不在同主族,B、C、D的最高價氧化物的水化物
兩兩混合均能發(fā)生反應生成鹽和水。
根據(jù)以上信息,回答下列問題:
(1)A和D的氫化物中,沸點較低的是 (填“A”或“D”);
A和D的電負性較大的是 (填“A”或“D”);
B和C的第一電離能較小的是 (填“B”或“C”);
A和B的離子中,半徑較小的是 (填離子符號);
元素C的原子核外電子排布式為 ;
C單質的晶體中原子以 鍵相結合。
(2)寫出B、C的最高價氧化物的水化物相互反應的離子方程式:
(3)A和E可組成離子化合物,其晶胞(晶胞是在晶體中具有代表性的最小重復單元)結構如上圖所示,陽離子(用“●”表示)于該正方體的頂點或面心;陰離子(用“〇”表示)均位于小正方體中心。該化合物的化學式是
(4)已知晶胞1/8的體積為2.0×10-23cm3,求A和E組成的離子化合物的密度,請列式并
計算,結果保留一位小數(shù)。____________________________
28.B(10分)已知:
請根據(jù)下圖回答
(1)E中含有的官能團的名稱是__________________;③的反應類型是_____________ ,C跟新制的氫氧化銅反應的化學方程式為:
。
(2)已知B的相對分子質量為162,其燃燒產(chǎn)物中n(CO2)∶n(H2O)=2∶1。則B的分子式為_________________,F(xiàn)的分子式為______________。
(3)在電腦芯片生產(chǎn)領域,高分子光阻劑是光刻蝕0.11μm線寬芯片的關鍵技術。F是這種高分子光阻劑生產(chǎn)中的主要原料。F具有如下特點:①能跟FeCl3溶液發(fā)生顯色反應;②能發(fā)生加聚反應;③芳環(huán)上的一氯代物只有兩種。F在一定條件下發(fā)生加聚反應的化學方程式為:
。
(4)化合物G是F的同分異構體,它屬于芳香族化合物,能發(fā)生銀鏡反應。G可能有________種結構,寫出其中任意一種同分異構體的結構簡式 __________________。
27.(8分)質子核磁共振(PMR)是研究有機物結構的有力手段之一,在所研究的化合物分子中,每一個結構中的等性氫原子的PMR譜中都給出了相應的峰(信號),譜中峰的強度與結構中的等性氫原子數(shù)成正比。現(xiàn)有某種有機物,通過元素分析得到的數(shù)據(jù)為C:85.71%,H:14.29%(質量分數(shù)),質譜數(shù)據(jù)表明它的相對分子質量為84。
(1)該化合物的化學式為_____________。
已知該物質可能存在多種結構,A.B.C是其中的三種,請根據(jù)下列要求填空:
(2)A與氫氣加成生成2-甲基戊烷,則A的可能結構有___________種。
(3)B能使溴水和酸性高錳酸鉀褪色,PMR譜中只有一個信號,則B的結構簡式為:________________________
(4)C不能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,不能與溴水加成褪色,可萃取溴水中的溴;PMR譜中也只有一個信號,則C的結構簡式為:____________________________
26.(12分)(1)Xe和F2在一定條件下發(fā)生反應,Xe +F2 XeF2;XeF2+F2XeF4;XeF4+F2XeF6;可得XeF2、XeF4、XeF6三種氣態(tài)氟化物。當壓強一定,溫度升高時,三種氟化物在平衡混合物中的濃度均減小。當壓強為700kPa、溫度達到1250℃時,測得XeF2的體積分數(shù)約為95%。那么,為了有效地制備XeF2,你認為應該采取的合適措施是 。
(2)據(jù)報道,在﹣55℃,將XeF4(X)和C6F5BF2(Y)化合,可得一離子化合物(Z),測得Z中Xe的質量分數(shù)為31%,陰離子為四氟硼酸根離子,陽離子結構中含有Y的苯環(huán),Z是首例有機氙(Ⅳ)的化合物,﹣20℃以下穩(wěn)定。Z為強氧化劑,如與碘反應得到五氟化碘,放出氙,同時得到Y。據(jù)此回答(要求化合物Z以離子形式表示):
①寫出合成Z反應的化學方程式 。
②寫出Z和碘反應的化學方程式 。
(3)英國化學家以巴特萊特將等物質的量的PtF6與Xe混合在室溫下反應,制得第一個稀有氣體化合物六氟合鉑酸氙:Xe ﹢ PtF6 ﹦ XePtF6。該化合物極易與水反應,生成氙、氧氣和鉑的+4價氧化物等。已知生成物氙和氧氣的物質的量之比為2﹕1、。試寫出XePtF6水解反應的化學方程式 。
(4)現(xiàn)將二份等質量的XeF2和XeF4的混合物進行如下實驗:
①一份用水處理,得到氣體A和溶液B,A的體積為56.7mL(標準狀況,下同),其中含O222.7mL,其余為Xe。B中的XeO3能氧化30.00mL濃度為0.1000mol∕L的(NH4)2Fe(SO4)2。(XeO3被還原為Xe)
②另一份用KI溶液處理,生成的I2用0.2000mol∕L的Na2S2O3溶液滴定,共用去35.00mL。
已知反應 I2 + 2S2O32- == S4O62- + 2I- , 試求混合物中XeF2和XeF4的物質的量。
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