高中化学58个考点精讲
48有机物分子式和结构式的确定
复习重点
1.了解确定有机物实验式、分子式的方法,掌握有关有机物分子式确定的计算;
2.有机物分子式、结构式的确定方法
有关化学方程式
由上可知,相同碳原子数的烯烃(环烷烃)与一元饱和醇完全燃烧时,耗氧量相同(把:相同碳原子数的炔烃(二烯烃)与醛(酮)及饱和二元醇完全燃烧时,耗氧量相同(醛:饱和二元醇:);相同碳原子数的羧酸(酯)与三元醇完全燃烧,耗氧量相同(羧酸:→饱和三元醇:)
二、通过实验确定乙醇的结构式
由于有机化合物中存在着同分异构现象,因此一个分子式可能代表两种或两种以上具有不同结构的物质。在这种情况下,知道了某一物质的分子 式,常常可利用该物质的特殊性质,通过定性或定量实验来确定其结构式。例如:
根据乙醇的分子式和各元素的化合价,乙醇分子可能有两种结构:
H2把中间瓶子里的水压入量筒。通过测量量筒中水的体积(应包括由广口瓶到量筒的导管内的水柱的体积),就可知反应生成的H2的体积。
2 下面是上述实验的一组数据:
1),还是(2)呢?
0.100 mol C2H6O与适量Na完全反应可以生成1.12 L H2,则1.00 mol C2H6O与Na反应能生成11.2 L H2,即0.5 mol H2,也就是1 mol H。这就是说在1个C2H6O分子中;只有1个H可以被Na所置换,这说明C2H6O分子里的6个H
1个与其他5个是不同的。这一事实与(1)式不符,而与(2)式相符合。因此,可以推断乙醇的结构式应为(2)式。
问题与思考
??? 1
2
3
问题与思考(提示)
1、最简式法;直接法;燃烧通式法;商余法(适用于烃的分子式的求法等
2、 ①有机物各元素的质量分数(或质量比)
②标准状况下的有机物蒸气的密度(或相对密度)
3、
则为烯烃,环烷烃.
=2,则为烷烃.
=-2,则为炔烃.二烯烃
=-6,则为苯的同系物.
C原子,加上12个H原子
有机物分子式的确定典型例题
考点49.苯酚
1.复习重点
1.苯酚的结构特点及与醇结构的区别;
2.苯酚的物理性质、化学性质、检验方法及用途。
2.难点聚焦
一、乙苯酚分子结构与物理性质: 注意强调羟基与苯环直接相连
物理性质:无色晶体(因被部分氧化而呈粉红色)、有特殊气味、
常温下在水中溶解度小,高于650C时与水混溶。但易溶于有机溶剂。
苯酚的官能团是羟基—OH,且与苯环直接相连,二者相互影响,因此苯酚的性质比乙醇活泼。
二、化学性质:苯酚的官能团是羟基—OH,与苯环直接相连
【6-3】【6-4】
1·弱酸性——比H2CO3弱,不能使指示剂变色,又名石炭酸。
C6H5OHC6H5O— +H+
C6H5OH +NaOH →C6H5ONa +H2O
C6H5ONa+CO2+H2O →C6H5OH+NaHCO3(强调不能生成Na2CO3)
苯酚和乙醇均为烃的衍生物,为什么性质却不同?
分析:对比苯酚与乙醇的结构,了解不同烃基对同一官能团的不同影
响。
【6-5】【6-6】
2·取代反应—常于苯酚的定性检验和定量测定
※3·显色反应——苯酚溶液遇FeCl3显紫色
三、苯酚的用途:阅读课本P169小字。
1·苯酚 苯环对羟基的影响:—OH更活泼,与活泼金属、碱等反应
的性质 羟基对苯环的影响:苯环易与溴发生取代反应
2·苯酚的鉴别方法。
一、苯酚分子结构与物理性质: 注意强调羟基与苯环直接相连
物理性质:无色晶体(因被部分氧化而呈粉红色)、有特殊气味、
常温下在水中溶解度小,高于650C时与水混溶。但易溶于有机溶剂。
二、化学性质:苯酚的官能团是羟基—OH,与苯环直接相连
1·弱酸性——比H2CO3弱
2·取代反应
3·显色反应——苯酚溶液遇FeCl3显紫色
四.苯环上的取代定位规则
大量实验事实表明,当一些基团处于苯环上时,苯环的亲电取代反应会变得容易进行,同时使再进入的基团将连接在它的邻位或对位。例如,当苯环上已存在一个甲基时(即甲苯),它的卤化、硝化和磺化等反应,反应温度均远低于苯,且新基团的导入均进入苯环上甲基的邻或对位:
甲基的这种作用称为定位效应。在这里甲基是一个邻、对位指向基,具有活化苯环的作用,称为活化基。类似的活化基团还有许多,它们也被称为第一类取代基,并按活化能力由大到小的顺序排列如下:
-NH2,-NHR,-NR2,-OH>-NHCOR,-OR,>-R,-Ph>-X
处于这一顺序最末的卤素是个特例。它一方面是邻、对位指向基,另一方面又是使苯环致钝的基团,这是由于卤素的电负性远大于碳,因此其吸电子效应已超过了本身的供电子能力,这就使环上的电子云密度比卤素进入前有所降低,因而使亲电试剂的进攻显得不力。此称为钝化作用。
还有许多比卤素致钝力更强,而且使再进基团进入间位的取代基,它们被称为间位指示基或第二类取代基,按其致钝能力由大到小的顺序排列如下:
-NR3+,-NO2,-CF3,-CCl3>-CN,-SO3H,-CH=O,-COR,-COOH,-COOR
常见的取代基的定位作用见表
邻对位定位基 间位定位基 活化苯环 钝化苯环 -NR2
-NR2
-NHR
-NH2
-OH
-OCH3
-NHCOR
-CH3
-C2H5
-CH(CH3)2
-C(CH3)2
-Ar
(-H) (-H)
(-H)
-CH2Cl
-CH2Cl
-F
-Cl
-Br
-I
-NO2
-CN
-SO3H
-CHO
-COCH3
-COOH
-COOR
-CONH2
由于取代基的指向和活化或钝化作用,在合成一个指定化合物时,采取哪种路线就必须事先作全面考虑。如:欲合成下列化合物时,显然b-路线是合理的。
如果以苯为原料,欲合成对-硝基苯甲酸(此物质在后面章节将学到)时,则应该先对苯进行甲基化后再进行硝化,最后将甲基氧化:
3.例题精讲
例1、A、B、C三种物质分子式为C7H8O,若滴入FeCl3溶液,只有C呈紫色;若投入金属钠,只有B没有变化。在A、B中分别加入溴水,溴水不褪色。
(1)写出A、B、C的结构简式:A_________,B_________,C_________
(2)C的另外两种同分异构体的结构简式是:①_________,②_________
解析:利用性质推断有机物结构式。从分子式C7H8O看,应属含一个苯环的化合物,可能为酚,芳香醇或芳香醚。滴入FeCl3溶液,C呈紫色,C应为甲基苯酚;投入金属钠,B没有变化,C应为苯甲醚;在A、B中加入溴水,溴水不褪色,说明A为苯甲醇。
例2、怎样除去苯中混有的苯酚?
解析:在溶液中加入溴水,再过滤除去生成的三溴苯酚即可。
事实上,三溴苯酚为白色不溶于水的沉淀,却溶于有机物苯中,根本不能过滤出来。正确的解法:在溶液中加NaOH溶液,再分液。
例3、摄影胶卷上涂布的感光材料主要是AgBr。在照相时按动快门一瞬间,进入相机的光使AgBr发生了分解反应2AgBr2Ag+Br2。由于进光量极少,分解出的Ag极少,所以必须通过化学方法进行显影才能看到底片上的影像。对苯二酚是一种常用的显影剂,在显影时发生了如下变化:
(1)曝光时所产生的微量Ag在显影过程中_________。
(A)是氧化剂 (B)是还原剂
(C)起催化剂的作用 (D)不起什么作用
(2)显影液中如果只溶有对苯二酚,显影速度则非常缓慢。为提高显影速度,可加入_________。
(A)Na2SO4 (B)Na2SO3 (C)Na2CO3 (D)Na2S2O3
(3)溶于显影液中的氧气能与对苯二酚反应,最终生成棕褐色的污斑,影响底片的质量。
为避免形成污斑,可向显影液中加入_________。
(A)Na2SO4 (B)Na2SO3 (C)Na2CO3 (D)Na2S2O3
解析 :(1)Ag不是反应物,它不可能是氧化剂或还原剂。如果微量Ag不起作用,显影后的底片就会漆黑一片。曝光时产生的微量Ag能催化反应③,因底片各处的曝光程度不同,分解出的Ag的量也不同,催化作用就有强弱之别,这样才能使底片上出现黑白有致的影像。
(2)由苯酚的弱酸性可联想到对苯二酚也是弱酸,加碱(Na2CO3)可促其电离,增大 的浓度,提高显影速度。
(3)可加入还原性比对苯二酚更强的物质,以消耗显影液中的O2。Na2SO3和Na2S2O3虽都有还原性,但后者能与AgBr发生配合反应(是定影剂),应选(B)。
例4、下列物质久置于空气中,颜色发生变化的是 ( )
A. B.苯酚 C. D.CaO
解析:这四种物质在空气中都易变质。
(黄) (白)
苯酚在空气中被氧化成粉红色物质。
答案:B、C
例5、A和B两种物质的分子式都是C7H8O,它们都能跟金属钠反应放出H2。A不与NaOH溶液反应,而B能与NaOH溶液反应。B能使适量的溴水褪色,并产生白色沉淀,A不能。B的一溴化物(C7H7BrO),有两种结构。试推断A和B的结构。并说明它们各属于哪一类有机物。
解析:本题重点考查酚和醇的结构及性质的区别。由题意:
①由于A、B都能与金属钠反应放出H2,且这两种物质分子中都只含有一个氧原子,所以它们的结构中有羟基,即它们是酚或醇。
②A不与NaOH溶液反应,说明A为醇,分子式可写为C7H7OH。B能与NaOH溶液反应,说明B为酚,分子中必含有苯环,分子式可写为:(CH3)C6H4(OH)。
③从A的分子组成看,具有极大饱和性但A不能使溴水褪色,说明分子中不含有不饱和链烃基,应该含有苯环,即A是芳香醇分子式写为:C6H5CH2OH苯甲醇。
B能使溴水褪色并生成白色沉淀,这是酚具有的特性,证明它是酚类,是甲基苯酚。
④甲苯酚有邻、间、对三种同分异构体。但只有对—甲苯酚的一溴代物含有两种结构:
答案:A是苯甲醇,结构简式为: (醇类)B是对—甲苯酚,结构简式为:
例6、A、B、C三种物质的分子式都是。若滴入溶液,只有C呈现紫色;若投入金属钠,只有B无变化。
(1)写出A、B、C的结构简式。
(2)C有多种同分异构体,若其一溴代物最多有两种,C的这种同分异构体的结构简式为:_________。
解析:C能遇水溶液变紫色,说明属于分类,应为:
C与Na能反应,A与Na也反应,说明A中也有羟基且羟基不能与苯环直接相连,则为醇类: 。B中无羟基,但与醇A、酚C又是同分异构体,可以属于醚类:
答案(A). B. (2)
例7、漆酚是生漆的主要成分,黄色,能溶于有机溶剂中。生漆涂在物体表面,能在空气中干燥转变为黑色漆膜,它不具有的化学性质为( )
A.可以燃烧,当氧气充分时,产物为CO2和H2O
B.与FeCl3溶液发生显色反应
C.能发生取代反应和加成反应
D.不能被酸性KMnO4溶液氧化
解析:结构决定性质。从漆酚的结构式看,它具有苯酚和二烯烃或炔烃(—C15H27)的性质。作为含氧衍生物,可以燃烧生成CO2和H2O;作为酚,与FeCl3溶液发生显色反应;作为苯酚和不饱和烃,能发生加成和取代反应,也能被酸性KMnO4溶液氧化,只有D不对。
答案:D
例8、丁香油酚的结构简式是: 该物质不具有的化学性质是 ( )
①可以燃烧 ②可以跟溴加成 ③可以被酸性溶液氧化 ④可以与溶液反应 ⑤可以跟NaOH溶液反应 ⑥可以在碱性条件下水解
A.①③ B.③⑥ C.④⑤ D.④⑥
解析:丁香油酚是一种含多种官能团的复杂有机物。分子中含有C、H元素,可以燃烧;含碳碳双键,可以发生与溴的加成反应,也可以被酸性溶液氧化;苯环碳上连有羟基,属酚类,显极弱酸性,可与NaOH溶液反应,但不能与溶液反应;分子中不存在“-X为Cl、Br、I”等能发生水解的官能团,故不能水解。
答案:D
4.实战演练
一、选择题
1.在实验室要从煤焦油中提取少量苯酚需要用到的试剂合适的是
A.浓溴水、NaOH溶液
B.CO2气体、NaOH溶液
C.酒精
D.NaOH溶液、稀HCl
2.下列物质久置于空气中发生颜色改变的是
①绿矾②氢氧化亚铁③碘化钾④苯酚⑤过氧化钠
A.①③ B.③④
C.①②⑤ D.①②③④⑤
3.下列有关苯酚的叙述中,错误的是
A.纯净的苯酚是粉红色的晶体,70℃以上时,能与水互溶
B.苯酚是生产电木的单体之一,与甲醛发生缩聚反应
C.苯酚比苯更容易发生苯环上的取代反应
D.苯酚有毒,不能配制洗涤剂和软药膏
4.下列化学方程式中不正确的是
A.CH3CH2CH2OH+HBrCH3CH2CH2Br+H2O
5.下列叙述正确的是
A.苯中少量的苯酚可先加适量的浓溴水,使之生成三溴苯酚,再过滤除去
B.将苯酚晶体放入少量水中,加热时全部溶解,冷却到50℃形成悬浊液
C.苯酚的酸性很弱,不能使指示剂变色,但可以与碳酸氢钠反应放出CO2
D.苯酚也可以和硝酸进行硝化反应
6.漆酚 是生漆的主要成分,黄色能溶于有机溶剂,涂在物
体表面能在空气中干燥为黑色漆膜。它不具有的性质是
A.可以燃烧,当氧气充足时,产物为CO2和H2O
B.与FeCl3溶液发生显色反应
C.可使酸性KMnO4溶液褪色
D.可与NaHCO3溶液反应产生CO2
7.白黎芦醇 广泛存在于食物
(例如桑椹、花生,尤其是葡萄酒)中,它可能具有抗癌性,能够使1 mol该化合物起反应的Br2或H2的最大用量分别为
A.1 mol、1 mol B.3.5 mol、7mol
C.3.5 mol、6 mol D.6 mol、7 mol
8.要从苯酚的乙醇溶液中回收苯酚,有以下8种可供选择的操作:①蒸馏;②过滤;
③静置分液;④加入足量金属钠;⑤通入足量CO2;⑥加入足量的NaOH溶液;⑦加入乙酸和浓硫酸混合液加热;⑧加入足量的三氯化铁溶液,其中合理的操作顺序是
A.④⑤③ B.⑦①
C.⑧②⑤③ D.⑥①⑤③
9.在有机合成中,若制得的有机物较纯净且易分离,在工业生产上才有实用价值。据此判断下列有机合成一般不适宜于工业生产的是
二、非选择题(共55分)
10.(11分)现有①苯;②甲苯;③氯苯;④苯酚;⑤乙烯;⑥乙醇。其中:
(1)能和金属钠反应放出氢气的有
(2)能和NaOH溶液反应的有
(3)常温下能和溴水反应的有
(4)可以从煤焦油里提取的有
(5)少量掺在药皂中的是
(6)用于制取TNT的是
(7)能使酸性KMnO4溶液褪色的是
11.(10分)今有化合物,甲: 乙:
(1)请写出丙中含氧官能团的名称: 。
(2)请判别上述哪些化合物互为同分异构体: 。
(3)请分别写出鉴别甲、乙、丙化合物的方法(指明所选试剂及主要现象即可)。
鉴别甲的方法: 。
鉴别乙的方法: 。
鉴别丙的方法: 。
(4)请按酸性由强至弱排列甲、乙、丙的顺序: 。
12.(12分)某芳香族化合物经分析含有C、H、O的质量分数分别为78.7%,8.2%,13.1%。如果该有机物只含一个氧原子,则该化合物的化学式为:
(1)如果该有机物具有两个甲基,且它遇FeCl3溶液会变为紫色,这样的结构共有 种;如果它遇到FeCl3溶液不会变色,这样的结构共有 种。
(2)如果该有机物只有一个甲基,且它遇FeCl3溶液会变成紫色,这样的结构共有 种;如果它遇FeCl3不会变色,这样的结构共有 种。
(3)如果该有机物没有甲基,则它遇FeCl3溶液 紫色,这样的结构共有 种。
13.(12分)芳香烃A在通常状况下是一种无色难溶于水的液体,A既不能使溴水褪色,又不能使酸性KMnO4溶液褪色。A能与液溴在铁粉催化下生成有机物C。A与足量氢气在催化剂和加热条件下生成化合物D,D在一定条件下被氧化成一种白色固体E,E的分子式为C6H10O4。
化合物B是煤焦油的分馏产物之一,它是无色晶体,能与浓溴水反应生成白色沉淀F。在催化剂和加热条件下B也能与足量氢气反应生成化合物G,G在一定条件下也能氧化生成E。试回答下列问题:
(1)用化学方程式表示下列过程:
AC:
BG:
(2)指出下列反应类型:
AD ;BF
(3)写出下列有机物的结构简式:
D E
14.(10分)(2001年全国高考题)A、B、C、D、E五种芳香族化合物都是某些植物挥发油中的主要成分,有的是药物,有的是香料,它们的结构简式如下所示:
请回答下列问题:
(1)这五种化合物中,互为同分异构体的是
反应①采取了适当措施,使分子中烯键不起反应。以上反应中的W是A~E中的某一化合物,则W是 。
X是D的同分异构体,X的结构简式是 。
反应②属于 反应。(填反应类型名称)
附参考答案
一、1.解析:苯酚有弱酸性,先加NaOH溶液再分液,往水层中加稀HCl即得苯酚。
答案: D
2.D 3.AD 4.BD 5.D 6.D
7.解析: 1 mol白黎芦醇可与1 mol Br2加成、5 mol Br2取代,共6 mol Br2反应。
答案:D
8.D 9.B
二、10.(1)④⑥ (2)③④ (3)④⑤ (4)①②④(5)④ (6)② (7)②④⑤⑥
11.(1)醛基、羟基
(2)甲、乙、丙互为同分异构体
(3)与三氯化铁溶液作用显色的是甲 与碳酸钠溶液反应有气泡生成的是乙 与银氨溶液共热发生银镜反应的是丙
(4)乙>甲>丙
12.C8H10O (1)6 3 (2)3 5 (3)不变 1
考点50.乙醛 醛类
1.复习重点
1.乙醛的结构、物理性质和化学性质;
2.银镜反应的操作要点和反应原理;
3.醛类的结构及性质、相关计算。
2.难点聚焦
、乙醛
1.乙醛的分子组成与结构
乙醛的分子式是,结构式是,简写为。
注意 对乙醛的结构简式,醛基要写为—CHO而不能写成—COH。
2.乙醛的物理性质
乙醛是无色、具有刺激性气味的液体,密度小于水,沸点为。乙醛易挥发,易燃烧,能与水、乙醇、氯仿等互溶。
注意 因为乙醛易挥发,易燃烧,故在使用纯净的乙醛或高浓度的乙醛溶液时要注意防火。
3.乙醛的化学性质
从结构上乙醛可以看成是甲基与醛基()相连而构成的化合物。由于醛基比较活泼,乙醛的化学性质主要由醛基决定。例如,乙醛的加成反应和氧化反应,都发生在醛基上。
(1)乙醛的加成反应
乙醛分子中的碳氧双键能够发生加成反应。例如,使乙醛蒸气和氢气的混合气体通过热的镍催化剂,乙醛与氢气发生加成反应:
说明:①在有机化学反应中,常把有机物分子中加入氢原子或失去氧原子的反应叫做还原反应。乙醛与氢气的加成反应就属于还原反应。
②从乙醛与氢气的加成反应也属于还原反应的实例可知,还原反应的概念的外延应当扩大了。
(2)乙醛的氧化反应
在有机化学反应中,通常把有机物分子中加入氧原子或失去氢原子的反应叫
氧化反应。乙醛易被氧化,如在一定温度和催化剂存在的条件下,乙醛能被空气中
的氧气氧化成乙酸:
注意 ①工业上就是利用这个反应制取乙酸。
②在点燃的条件下,乙醛能在空气或氧气中燃烧。乙醛完全燃烧的化学方程式为:
乙醛不仅能被氧化,还能被弱氧化剂氧化。
实验6—7 在洁净的试管里加入1 mL 2%的溶液,然后一边摇动试管,一边逐滴滴入2%的稀氨水,至最初产生的沉淀恰好溶解为止(此时得到的溶液叫做银氨溶液)。再滴入3滴乙醛,振荡后把试管放在热水中温热。
实验现象 不久可以看到,试管内壁上附着一层光亮如镜的金属银。
实验结论 化合态的银被还原,乙醛被氧化。
说明:
①上述实验所涉及的主要化学反应为:
由于生成的银附着在试管壁上,形成银镜,所以这个反应又叫做银镜反应。
②银镜反应常用来检验醛基的存在,工业上可利用这一反应原理,把银均匀地镀在玻璃上制镜或保温瓶胆。
③配制银氨溶液是向稀深液中逐滴加入稀氨水,直到最初生成沉演恰好溶解为止。滴加溶液的顺序不能颠倒,否则最后得到的溶液不是银氨溶液。银镜反应的实验条件是水浴加热,不能直接加热煮沸。制备银镜时,玻璃要光滑洁净。玻璃的洗涤一般要先用热的NaOH溶液洗,再用水洗净。
注意 ①这里所说的有机物的氧化反应、是指反应整体中某一方物质的反应。从氧化反应和还原反应的统一性上看,整个反应还是氧化还原反应,并且反应的实质也是电子的转移。
②结合乙醇的催化氧化反应和乙醛的还原反应可知,乙醇与乙醛之间能在不同条件下相互转化:
③做本实验要注意:配制银氨溶液时,应防止加入过量的氨水,而且随配随用,不可久置。
此外,另一种弱氧化剂即新制的也能使乙醛氧化。
实验6—8 在试管里加入10%的NaOH 的溶液2mL ,滴入2%的溶液4~6滴,振荡后加入乙醛溶液0.5mL加热到沸腾,观察现象。
实验现象 试管内有红色沉淀产生。
实验结论 在加热的条件下,乙醛与新制氢氧化铜发生化学反应。
说明:
①乙醛与新制氢氧化铜的反应实验中,涉及的主要化学反就是
实验中看到的沉淀是氧化亚铜,由乙醛与氢氧化铜反应的化学方程式可知,乙醛被氢氧化铜氧化。
②实验中的必须是新制的,制取氢氧化铜,是在NaOH的溶液中滴入少量溶液,NaOH是明显过量的。
③乙醛与新制氢氧化铜的反应,可用于在实验里的检验醛基的存在,在医疗上检测尿糖。
④乙醛能被银氨溶液、新制氢氧化铜这样的弱氧化剂氧化,由此可知乙醛的还原性是很强的,易被酸性高锰酸钾溶液、溴水等氧化剂氧化,高锰酸钾、溴水因被还原而使溶液褪色。
二、醛类
1.醛的概念
分子里由烃基与醛基相边而构成的化合物叫做醛。
2.醛的分类
3.醛的通式
由于有机物分子里每有一个醛基的存在,致使碳原子上少两个氢原子。因此若烃衍变x元醛,该醛的分子式为,而饱和一元醛的通式为(n=1、2、3……)
4.醛的命名
(甲醛,又叫蚁醛),(乙醛),(丙醛)
(苯甲醛),(乙二醛)
5.醛的化学性质
由于醛分子里都含有醛基,而醛基是醛的官能团,它决这一着醛的一些特殊的性质,所以醛的主要化学性质与乙醛相似。如
(1)醛被还原成醇
(2)醛的氧化反应
①催化氧化
②被银氨溶液氧化
①催化氧化
;
;
②被银氨溶液氧化
③被新制氢氧化铜氧化
;
6.醛的主要用途
由于醛基很活泼,可以发生很多反应,因此醛在有机合成中占有重要的地位。在工农业生产上和实验室中,醛被广泛用作原料和试剂;而有些醛本身就可作药物和香料。
7.甲醛简介
甲醛又叫蚁醛,是一种无色具有强烈刺激性气味的气体,易溶于水。质量分数在35%~40%的甲醛水溶液叫做福尔马林,具有杀菌和防腐能力,是一种良好的杀菌剂。在农业上常用质量分数为0.1%~0.5%的甲醛溶液来浸种,给种子消毒。福尔马林还用来浸制生物标本。此外,甲醛还是用于制氯霉素、香料、染料的原料。
注意
a.甲醛的分子结构:
b.甲醛有毒,在使用甲醛或与甲醛有关的物质时,要注意安全及环境保护。
c.酚醛树脂是最早生产和使用的合成树脂。由于它不易燃烧,良好的电绝缘
性等优良性能,至今还用作电木的原料。
酚醛树脂常用苯酚与甲醛反应制得:
或
3.例题精讲
例1 在一定质量的烧瓶中盛10g11.6%的某醛溶液,然后与足量的银氨溶液充分混合放在热水浴中加热,安全反应后,倒去瓶中液体,仔细洗净、烘干后,烧瓶质量增加4.32g,通过计算,写出这种醛的结构简式和名称。
解析 根据题意,增重的4.32g为析出Ag的质量。
Ag的物质的量=
醛的质量=10g×11.6%=1.16g
设醛的分子式为
则
1mol 2mol
0.02mol 0.04mol
故醛的相对分子质量=
代入分子式中:12n+2n+16=58
n=3,分子式为
结构简式为,丙醛
答:这种醛的结构简式为,丙醛。
点拨 本题的关键是求出Ag的物质的量和醛的相对分子质量。
例2 烯烃和CO、在催化剂作用下生成醛的反应,为羰基合成,也叫烯烃的醛化反应。由乙烯制丙醛的反应为:
,由分子式为的烯烃进行醛化反应,得到的醛可能为几种?写出其结构简式。
解析 该题属于信息给予题,解此类题一般要认真分析信息中实质性的变化与题目要求的联系。该题从信息可知,反应后的新物质从烯变为醛,同时增加了一个碳原子,且增加的碳原子应连接在烯烃的不饱和碳原子上,故醛化后为。根据丁烯的同分异构体数且结合以上信息可知,其同分异构体有4种,结构简式为:
点拨 解本题的关键是分析信息中实质性的变化和题目要求的联系。
例3 对有机物的化学性质叙述错误的是 ( )
A.既能发生氧化反应又能发生还原反应
B.与发生加成反应,必定得到一种纯的新有机物
C.能发生加聚反应生成高聚物
D.能使的水溶液褪色,1mol该有机物恰好与1mol反应
解析 该有机物分子中有两个不同的官能团、,判断该有机物的化学性质,要全面分析,综合应用该有机物分子结构的特点及由其决定的主要性质的异同。
都能与发生加成反应,但反应条件不同,反应产物不同。能与发生加成反应(也是氧化反应),能被的水溶液氧化。
答案 B、D
点拨 能被弱氧化剂氧化,更易被强氧化剂:、、
等氧化。
例4 某饱和一元醛和一元醛的混合物共3g,与足量的银氨溶液充分反应后得到16.2g。试通过计算推断该混合物中醛的结构简式。
解析 生成银的物质的量为1.62g/108g/mol=0.15mol,若不是甲醛,则醛的物质的量为:
0.15mol÷2=0.075mol
据题意,该混合物中醛的摩尔质量应小于:
3g÷0.075mol=40g/mol
而饱和一元醛中,乙醛的式量=44>40,
故该醛只能是甲醛:。
点拨 解此题的关键是要知道1mol醛基能还原出2mol银,若醛是甲醛,则lmol醛最多可还原出4mol银。
4.实战演练
一、选择题(每小题5分,共45分)
1.下列配制银氨溶液的操作中正确的是
A.在洁净的试管中加入1~2 mL AgNO3溶液,再加入过量的浓氨水,振荡,混合均匀
B.在洁净的试管中加入1~2 mL稀氨水,再逐滴加入2%AgNO3溶液至过量
C.在洁净的试管中加入1~2 mL AgNO3溶液,再逐滴加入浓氨水至过量
D.在洁净的试管中加入2% AgNO3溶液1~2 mL,逐滴加入2%稀NH3水,边滴边振荡,至沉淀恰好溶解时为止
2.有机物A和B的分子中都有2个碳原子,室温时A为气体,B为液体,A在催化剂作用下与水反应生成一种含氧的化合物C,加氢还原C生成B,则3种物质是
A.A是CH2==CH2,B是CH3CHO,C是CH3CH2OH
B.A是CH3CHO,B是CH2==CH2,C是CH3CH2OH
C.A是CH≡CH,B是CH3CH2OH,C是CH3CHO
D.A是CH3CH2OH,B是CH3CH3,C是CH≡CH
3.丙烯醛(CH2==CH—CHO)可发生的反应是
①在催化剂作用下可与H2反应;②与新制Cu(OH)2加热反应生成砖红色沉淀;③与Na2CO3溶液反应;④与银氨溶液反应;⑤既能使酸性KMnO4溶液褪色,又能使溴水褪色
A.①②③④ B.①②④⑤
C.③④⑤ D.①②⑤
4.甲醛、乙醛、丙醛组成的混合物,氢元素的质量分数为9%,则氧元素的质量分数是
A.16% B.37%
C.48% D.无法计算
5.目前用乙烯制乙醛的过程分三步进行:
①CH2==CH2+PdCl2+H2OCH3CHO+2HCl+Pd
②Pd+2CuCl2PdCl2+2CuCl
③2CuCl+O2+2HCl2CuCl2+H2O
下列叙述正确的是
A.CH2==CH2是还原剂,PdCl2是氧化剂
B.CuCl是还原剂,O2是氧化剂
C.乙烯是还原剂,O2是氧化剂
D.PdCl2和CuCl2都是催化剂
6.某种饱和一元醇和某种饱和一元醛的混合物共3 g,跟银氨溶液完全反应后,可还原出16.2 g银,下列说法中正确的是
A.混合物中一定含有甲醛
B.混合物中可能含有乙醛
C.混合物中醇与醛的质量比为1∶3
D.3 g混合物不可能还原出16.2 g银
7.已知CH3CH==CHCH32CH3CHO,则化学式为C5H10的烯烃在此条件下可生成醛的种类为
A.5种 B.4种
C.3种 D.6种
8.香料茉莉酮是一种人工合成的有机化合物,其结构简式如图 :
下列关于茉莉酮的说法正确的是
A.该有机物的化学式为C11H16O
B.1 mol该有机物与H2充分反应,消耗H2 4 mol
C.该有机物属于不饱和酮类物质,不能发生银镜反应
D.该有机物能发生加成反应,但不能发生氧化反应
9.下列各组混合物总物质的量不变时,各组分以任意比混合后,充分燃烧消耗O2的量不变的是
A.乙烯、乙醇、乙醛
B.乙炔、乙醛、乙二醇
C.甲醇、甲醚、甲醛
D.乙烷、甘油、乙醇
二、非选择题(共55分)
10.(10分)已知某有机物的相对分子质量为58,根据下列条件回答:
(1)若该有机物仅由碳、氢组成,可能的结构简式为
(2)若为烃的含氧衍生物,且分子中有—CH3,则可能的结构简式为
(3)若分子中无—CH3,又无—OH,但能发生银镜反应,则结构简式为
(4)若分子中有—OH,但无 则结构简式为
11.(10分)已知在同一个碳原子上连有两个羟基的化合物是极不稳定的,它要自动脱去一分子水生成含有 (填写官能团)的化合物,今在无其他氧化剂存在的情况下,
以甲苯和氯气为主要原料制取苯甲醛 请按反应顺序写出各步
的反应条件及其产物结构简式:
苯甲醛在浓碱条件下可发生自身氧化还原反应,即部分作氧化剂被还原,部分作还原剂被氧化。请写出反应产物的结构简式: 。
上述产物经酸化后,在一定条件下进一步反应,可生成一种新的化合物,其相对分子质量为苯甲醛的两倍,该化合物的结构简式为
12.(12分)(2001年上海市高考题)请阅读下列短文:
在含羰基 的化合物中,羰基碳原子与两个烃基直接相连时,叫做酮。当两
个烃基都是脂肪烃基时,叫脂肪酮,如甲基酮 都是芳香烃基时,叫芳
香酮;如两个烃基是相互连接的闭合环状结构时,叫环酮,如环己酮
像醛一样,酮也是一类化学性质活泼的化合物,如羰基也能进行加成反应。加成时试剂的带负电部分先进攻羰基中带正电的碳,而后试剂中带正电部分加到羰基带负电的氧上,这类加成反应叫亲核加成。
但酮羰基的活泼性比醛羰基稍差,不能被弱氧化剂氧化。
许多酮都是重要的化工原料和优良溶剂,一些脂环酮还是名贵香料。
试回答:
(1)写出甲基酮与氢氰酸(HCN)反应的化学方程式 。
(2)下列化合物中不能和银氨溶液反应的是 (多选扣分)
a.HCHO b.HCOOH c.CH3COCH2CH3 d.HCOOCH3
(3)有一种名贵香料——灵猫香酮 是属于 (多
选扣分)
a.脂肪酮 b.脂环酮 c.芳香酮
(4)樟脑也是一种重要的酮 ,它不仅是一种家用杀虫剂,且是香
料、塑料、医药工业重要原料,它的分子式为 。
13.(11分)(2001年全国高考题)标准状况下1.68 L无色可燃气体在足量氧气中完全燃烧。若将产物通入足量澄清石灰水,得到的白色沉淀质量为15.0 g;若用足量碱石灰吸收燃烧产物,增重9.3 g。
(1)计算燃烧产物中水的质量。
(2)若原气体是单一气体,通过计算推断它的分子式。
(3)若原气体是两种等物质的量的气体的混合物,其中只有一种是烃,请写出它们的分子式(只要求写出一组)。
14.(12分)在120℃时丙烯醛 (CH2==CH—CHO)和H2组成的10 L混合气体在催化剂作用下,经充分反应后得a L气体(所有气体体积均在120℃,101 kPa时测定)。
(1)若H2体积为2 L,计算反应后总体积a为多少升?
(2)若H2在混合气体中所占的体积分数为x,试计算当x为不同值时,反应后的总体积a是多少?(用x的代数式表示)
附参考答案
一、1.D 2.C 3.B
4.解析:由饱和一元醛通式CnH2nO推得:m(C)∶m(H)=12n∶2n=6∶1。由w(H)=9%w(C)=54%,故w(O)为37%。
答案:B
5.解析:由上述三个反应方程式合并得总方程式:CH2==CH2+O2CH3CHO
答案:CD
6.A 7.A 8.AC
9.解析:满足题意的条件是1 mol任一组分耗同样多的O2,将各选项变形加以判断,如B项依次为C2H2、C2H2·H2O、C2H2·(H2O)2
答案:B
(2)c (3)b (4)C10H16O
13.(1)m(H2O)=2.7 g
(2)C2H4
(3)C4H6和H2(或C3H8和CO,C3H6和CH2O等)
14.(1)a=8 L (2)正好完全反应,a=L;若x>2/3,a=10(2x-1)L;
x<2/3,a=10(1-x)L
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