(5)T是苹果酸的同分异构体,T含有三种含氧官能团:羧基、羟基和醛基,两个羟基连接在同一种碳原子上的有机物不稳定。写出T可能的结构简式: 。 【答案】
HOOC(1)
COOHOH (2分)1,4-丁二酸(1分)
Ca(OH)2+C2H2↑(1分) 氧化、水解(或取代)(2分)
(2)CaC2+2H2O (3)氯原子、羟基(1分)
nHOOCOH(4)①
COOH一定条件HOCOOHCOH+ (n-1)H2OOn(2分)
CHOCl + 4 Cu(OH)2 + 3NaOH②
COONaOH + NaCl + 6 H2ONaOOCOHOHC(2分)
OHCHO(5)
OHCOH、COOHOHCOOH(4分)
【解析】
(1)由苹果酸分子所含碳原子数知,X、Y都含两个碳原子,它们在核磁共振氢谱中只有一个峰,X为乙烯、Y为乙炔。根据流程图知,A为
BrBr,根据信息④知,B为
HOOCCOOH,名称为1,4-丁二酸。
HOOC由信息①知,苹果酸为二元酸,它的结构简式为
COOHOH。
Cl(2)碳化钙和水反应生成氢氧化钙和乙炔。F的结构简式为OHC(氧气,催化剂)使醛基变羧基,氯原子水解得到苹果酸。 (3)由信息③知,E为
,经氧化
CHOHOOH,E取代反应生成D,D的结构简式为
ClHO,D含羟基、氯原子。
OH(4)苹果酸含两个羧基、一个羟基,能发生缩聚反应生成聚苹果酸;D催化氧化生成F,F含一个氯原子、两个醛基,能和氢氧化铜浊液(含氢氧化钠)发生氧化、水解反应,先定产物,后根据原子守恒配平。
(5)T分子含两个羟基、一个羧基、一个醛基,两个羟基连接在两个碳原子上。除官能团外,T分子含两个碳原子,羟基和羧基可以连接在同一个碳原子上,也可以连接在不同的碳原子上,只有2种同分异构体。
45【有机化学基础】 香料龙葵醛(
)曾入选伦敦奥运会指定产品,下面是工业合成龙葵醛的路线
图(部分反应条件及副产物已略去),回答问题:
(1)龙葵醛的分子式为 ,C中官能团的名称为 。
(2)生成A的反应类型为_________,D→E的反应条件为_____________ (3)写出下列E→龙葵醛的方程式:______________________。
(4) F是龙葵醛与新制Cu(OH)2反应后得到的物质,F有多种同分异构体,其中某些芳香族物质具有下列特征:①能发生银镜反应,也能与稀硫酸溶液反应;②是苯环的二元取代产物。则符合此条件的同分异构体共有_________种,写出核磁共振氢谱有5种的物质的结构简式 。 解析:由龙葵醛的结构反推E的结构为
、A为
、D为
、C为
;由苯环与A的分子组成差及转化关系知生成A的反应
是加成反应。F的分子式为C9H10O2,由其同分异构体性质①知其是甲酸酯,由性质②知其含有苯环且苯环只有两个取代基。两个取代基分别是:―HCOO-、-CH2CH3,HCOOCH2-、-CH3‖,两个取代基在苯环上存在邻位、间位、对位三种位置关系,故共有6种同分异构体。其中核磁共振氢谱有5种的物质是:
、
。
答案:除注明外,每空2分
(1)C9H10O;碳碳双键;(2)加成反应(1分); NaOH的水溶液、加热 (3)2
+O2
+2H2O
(4)6;、46.[化学—物质结构与性质]
(1)PM2.5富含大量的有毒、有害物质,易引发二次光化学烟雾,光化学烟雾中含有
NOx、HCOOH、
(PAN)等二次污染物。
①1mol PAN中含有的σ键数目为_______。PAN中四种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________________。
②NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4,该配合物中中心离子的配位数为________,中心离子的核外电子排布式为_______________。
③相同压强下,HCOOH的沸点比CH3OCH3____(填“高”或“低”),其原因是___________________。
(2)PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3等。 ①(NH4)2SO4晶体中各种微粒间的作用力不涉及___________(填序号)。 ...a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.范德华力 e.氢键
②NH4NO3中阳离子的空间构型为_______,阴离子的中心原子轨道采用_______杂化。 (3)测定大气中PM2.5的浓度方法之一是β—射线吸收法,β—射线放射源可用85Kr。已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体中与每个Kr原子紧相邻的Kr原子有m个,晶胞
中Kr原子为n个,则m/n=_____(填数字)。
31.(1)①10NA(或6.02×1024);N>O>C>H
②6;1s22s22p63s23p63d6(或[Ar] 3d6) ③高;HCOOH分子间能形成氢键 (2)①de ②正四面体形;sp2 (3)3 【解析】(1)①根据价键规律可知,1个CH3—中含有3个σ键,1个—NO2中含有2个σ键,故1个PAN分子中共含有10个σ键。C、N、O、H的第一电离能大小顺序为N>O>C>H。
+
②该配合物中中心离子为Fe2,其配位体为NO和H2O,故配位数为6。Fe的原子序数为
+
26,故Fe2的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6(或[Ar] 3d6。③HCOOH与CH3OCH3的相对分子质量相同,但HCOOH分子间易形成氢键,故其沸点比CH3OCH3高。
+―
(2)①(NH4)2SO4是离子晶体,由离子键构成,其中阳离子NH4、阴离子SO42中都
+―
存在共价键和配位键。②NH4NO3中阳离子为NH4,为正四面体形结构;阴离子NO3的价层电子对数为
5?1=3,故N原子采取sp2杂化。 2(3)从晶胞结构可以看出,与每个Kr原子紧相邻的Kr原子为12个,每个晶胞中Kr原子个数为8×1/8+6×1/2=4,故m/n=12/4=3。
47.(探究性实验题)
二氧化氮具有强氧化性,能氧化金属单质镁。某课题组探究镁和二氧化氮反应的产物。 (1)【提出假设】
他们根据氧化还原反应原理,提出如下假设一和二,请你完成假设三: 假设一:固体产物为Mg3N2; 假设二:固体产物为MgO;
假设三:固体产物为 。 (2)【理论分析】
类比镁在二氧化碳中燃烧反应,他们对镁与二氧化氮反应产物进行预测: 写出镁在二氧化氮中反应的化学方程式: 。 (3)【设计实验】
查阅资料知:2NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O
他们设计实验装置(用于连接玻璃管的乳胶管均内衬锡箔)
①乳胶管内衬锡箔的目的是 。 ②实验开始的操作步骤是 。
a.打开弹簧夹K b.当硬质玻璃管充满红棕色气体后,关闭弹簧夹K c.点燃酒精灯 d.通入NO2
③干燥管作用是 ;B装置中试剂是 。 (4)【结果分析】
实验完成后,硬质玻璃管冷却至室温、称量,测得硬质玻璃管中剩余固体的质量为42.0 g。将固体加入到水中产生有刺激气味的气体,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色。C装置中收集的单质气体体积为2240 mL(标准状况)。
写出玻璃管中发生反应的化学方程式: 。 【答案】
(1)MgO和Mg3N2(2分) (2)4Mg+2NO2△4MgO+N2(2分)
(3)①避免二氧化氮氧化(腐蚀)乳胶管(2分)②adbc(2分) ③吸收二氧化氮,避免污染环境(2分)氢氧化钠溶液(2分) (4)11Mg+4NO2△Mg3N2+8MgO+N2(3分)
【解析】
(1)固体产物可能是氧化镁、氮化镁混合物。
(2)镁在二氧化氮中燃烧生成氧化镁、氮气。类似二氧化碳与镁反应生成氧化镁和碳。 (3)①橡胶管含有碳碳双键,容易被强氧化剂二氧化氮氧化腐蚀。
②避免空气干扰实验,必须在加热之前排尽装置内空气。
实验步骤:打开弹簧夹K、通入二氧化氮、玻璃管内呈红棕色时关闭弹簧夹、加热玻璃管。
③干燥管中碱石灰用于吸收二氧化氮、B中氢氧化钠溶液中用于吸收未反应的二氧化氮;C装置用于收集氮气。
(4)设固体产物中氧化镁的物质的量为a,氮化镁的物质的量为b。
a+3b=1.1mol,a?40 g?mol?1+b?100 g?mol?1?42.0g,解得:a=0.80 mol,b=0.1 mol,
n?N2?=2.24 L?0.1 mol,由此得出化学方程式为
22.4 L?mol?111Mg+4NO2△Mg3N2+8MgO+N2

