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席夫碱类化合物G在催化、药物、新材料等方面有广泛应用,合成G的一种路线如下:

已知以下信息:
①
②1mol B经上述反应可生成2mol C,且C不能发生银镜反应
③D属于单取代芳烃,其相对分子质量为106
④核磁共振氢谱显示F苯环上有两种化学环境的氢
⑤
回答下列问题:
(1)由A生成B的化学方程式为
 
,反应类型为
 
.
(2)D的化学名称是
 
,由D生成E的化学方程式为
 
.
(3)G的结构简式为
 
.
(4)F的同分异构体中含有苯环的还有
 
种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱为4组峰,且面积比为6:2:2:1的是
 
(写出其中一种的结构简式).
(5)由苯及化合物C经如下步骤可合成N-异丙基苯胺:

反应条件1所选用的试剂为
 
,反应条件2所选用的试剂为
 
,I的结构简式为
 
.
考点:真题集萃,有机物的推断,有机物的合成
专题:有机物的化学性质及推断
分析:A的分子式为C6H13Cl,为己烷的一氯代物,在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应得到B,1mol B发生信息①中氧化反应生成2mol C,且C不能发生银镜反应,B为对称结构烯烃,且不饱和C原子没有H原子,故B为(CH3)2C=C(CH3)2,C为(CH3)2C=O,逆推可知A为(CH3)2CH-CCl(CH3)2.D属于单取代芳烃,其相对分子质量为106,D含有一个苯环,侧链式量=106-77=29,故侧链为-CH2CH3,D为,核磁共振氢谱显示F苯环上有两种化学环境的氢,故D发生乙基对位取代反应生成E为,由F的分子式可知,E中硝基被还原为-NH2,则F为,C与F发生信息⑤中反应,分子间脱去1分子水形成N=C双键得到G,则G为,据此解答.
解答: 解:A的分子式为C6H13Cl,为己烷的一氯代物,在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应得到B,1mol B发生信息①中氧化反应生成2mol C,且C不能发生银镜反应,B为对称结构烯烃,且不饱和C原子没有H原子,故B为(CH3)2C=C(CH3)2,C为(CH3)2C=O,逆推可知A为(CH3)2CH-CCl(CH3)2.D属于单取代芳烃,其相对分子质量为106,D含有一个苯环,侧链式量=106-77=29,故侧链为-CH2CH3,D为,核磁共振氢谱显示F苯环上有两种化学环境的氢,故D发生乙基对位取代反应生成E为,由F的分子式可知,E中硝基被还原为-NH2,则F为,C与F发生信息⑤中反应,分子间脱去1分子水形成N=C双键得到G,则G为,
(1)由A生成B的化学方程式为:(CH3)2CH-CCl(CH3)2+NaOH
醇
△
(CH3)2C=C(CH3)2+NaCl+H2O,属于消去反应,
故答案为:(CH3)2CH-CCl(CH3)2+NaOH
醇
△
(CH3)2C=C(CH3)2+NaCl+H2O;消去反应;
(2)由上述分析可知,D为,化学名称是乙苯,由D生成E的化学方程式为:D为+HO-NO2
浓硫酸
△
+H2O,
故答案为:乙苯;+HO-NO2
浓硫酸
△
+H2O;
(3)由上述分析可知,G的结构简式为,
故答案为:;
(4)F为,含有苯环同分异构体中,
若取代基为氨基、乙基,还有邻位、间位2种,
若只有一个取代基,可以为-CH(NH2)CH3、-CH2CH2NH2、-NH-CH2CH3、-CH2NHCH3、-N(CH3)2,有5种;
若取代为2个,还有-CH3、-CH2NH2或-CH3、-NHCH3,各有邻、间、对三种,共有6种;
若取代基有3个,即-CH3、-CH3、-NH2,2个甲基相邻,氨基有2种位置,2个甲基处于间位,氨基有3种位置,2个甲基处于对位,氨基有1种位置,共有2+3+1=6种,
故符合条件的同分异构体有:2+5+6+6=19,
其中核磁共振氢谱为4组峰,且面积比为6:2:2:1,说明含有2个-CH3,可以是,
故答案为:19;;
(5)由苯与浓硝酸、浓硫酸在加热条件下得到H为硝基苯,硝基苯在Fe粉/盐酸条件下还有得到I为,再与(CH3)2C=O反应得到,最后加成反应还原得到,
故反应条件1所选用的试剂为:浓硝酸、浓硫酸,反应条件2所选用的试剂为:Fe粉/稀盐酸,I的结构简式为 ,
故答案为:浓硝酸、浓硫酸;Fe粉/盐酸;.
点评:本题考查有机物推断与合成,需要学生对给予的信息进行运用,能较好的考查学生自学能力,要充分利用合成路线中有机物的分子式,关键是确定A与D的结构,再利用正、逆推法相结合进行推断,(4)中同分异构体问题为易错点,难度中等.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:

下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是(  )
选项 实验操作 实验现象 结论
A 向两份蛋白质溶液中分别滴加饱和NaCl溶液和CuSO4溶液 均有固体
析出
蛋白质均发生变性
B 向溶液X中先滴加稀硝酸,再滴加Ba(NO3)2溶液 出现白色
沉淀
溶液X中不一定含有SO42-
C 向一定浓度的Na2SiO3溶液中通入适量CO2气体 出现白色
沉淀
H2SiO3的酸性比H2CO3的酸性强
D 向浓度均为0.1mol?L-1 NaCl和NaI混合溶液中滴加少量AgNO3溶液 出现黄色
沉淀
Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)
A、AB、BC、CD、D

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科目:高中化学 来源: 题型:

短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大.X是原子半径最小的元素;Y原子最外层电子数是次外层的3倍;Z与X处于同一主族,W的原子序数是Y的2倍.下列叙述正确的是(  )
A、原子半径的大小顺序:W>Z>Y>X
B、化合物Z2Y2与X2Y反应时,Z2Y2既是氧化剂又是还原剂
C、元素Y的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱
D、由X、Y、Z、W四种元素组成的化合物对水的电离平衡一定是促进的

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科目:高中化学 来源: 题型:

一氧化碳被广泛应用于冶金工业和电子工业.
(1)高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法,相关反应的热化学方程式如下:
4CO(g)+Fe3O4(s)═4CO2(g)+3Fe(s)△H=a kJ?mol-1
CO(g)+3Fe2O3(s)═CO2(g)+2Fe3O4(s)△H=b kJ?mol-1
反应3CO(g)+Fe2O3(s)═3CO2(g)+2Fe(s)的△H=
 
kJ?mol-1(用含a、b 的代数式表示).
(2)电子工业中使用的一氧化碳常以甲醇为原料通过脱氢、分解两步反应得到.
第一步:2CH3OH(g)?HCOOCH3(g)+2H2(g)△H>0
第二步:HCOOCH3(g)?CH3OH(g)+CO(g)△H>0
①第一步反应的机理可以用图表示:

图中中间产物X的结构简式为
 
.

②在工业生产中,为提高CO的产率,可采取的合理措施有
 
.
(3)为进行相关研究,用CO还原高铝铁矿石,反应后固体物质的X-射线衍射谱图如右图1示(X-射线衍射可用于判断某晶态物质是否存在,不同晶态物质出现衍射峰的衍射角不同).反应后混合物中的一种产物能与盐酸反应生产两种盐,该反应的离子方程式为
 
.
(4)某催化剂样品(含Ni2O340%,其余为SiO2)通过还原、提纯两步获得镍单质:首先用CO将33.2g样品在加热条件下还原为粗镍;然后在常温下使粗镍中的Ni与CO结合成Ni(CO)4(沸点43℃),并在180℃时使Ni(CO)4重新分解产生镍单质.
上述两步中消耗CO的物质的量之比为
 
.
(5)为安全起见,工业生产中需对空气中的CO进行监测.

①粉红色的PdCl2溶液可以检验空气中少量的CO.若空气中含CO,则溶液中会产生黑色的Pd沉淀.每生成5.3gPd沉淀,反应转移电子数为
 
.
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量,其结构如右图2示.这种传感器利用原电池原理,则该电池的负极反应式为
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

在汽车上安装三效催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物(CO、NOX、碳氢化合物)进行相互反应,生成无毒物质,减少汽车尾气污染.
(1)已知:N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+180.5kJ?mol-1
2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H=-221.0kJ?mol-1
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-393.5kJ?mol-1
尾气转化的反应之一:2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)△H=
 
.
(2)某研究性学习小组在技术人员的指导下,在某温度时,按下列流程探究某种催化剂作用下的反应速率,用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:

时间/s012345
c(NO)
(×10-4mol?L-1)
10.04.502.501.501.001.00
c(CO)
(×10-3mol?L-1)
3.603.052.852.752.702.70
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
①前2s内的平均反应速率v(N2)=
 
.
②在该温度下,反应的平衡常数K=
 
 (写出表达式)=
 
.(写出计算结果)
③对于该可逆反应,通过综合分析以上信息,至少可以说明
 
 (填字母).
A.该反应的反应物混合后很不稳定
B.该反应体系达到平衡时至少有一种反应物的百分含量减小
C.该反应在一定条件下能自发进行
D.该反应使用催化剂意义不大
(3)CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇一氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动.
①负极的电极反应式为:
 

②工作时O2-由电极
 
流向电极
 
(填a或b)

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科目:高中化学 来源: 题型:

乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产,回答下列问题:
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇,写出相应反应的化学方程式
 
;
(2)已知:
甲醇脱水反应  2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=-23.9kJ?mol-1
甲醇制烯烃反应  2CH3OH(g)═C2H4(g)+2H2O(g)△H2=-29.1kJ?mol-1
乙醇异构化反应  C2H5OH(g)═CH3OCH3(g)△H3=+50.7kJ?mol-1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)的△H=
 
kJ?mol-1,与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是
 
;
(3)如图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中nH2O:nC2H4=1:1)

①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp=
 
(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数);
②图中压强(P1,P2,P3,P4)大小顺序为
 
,理由是
 
;
③气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃,压强6.9MPa,nH2O:nC2H4=0.6:1,乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有
 
、
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

短周期元素X、Y、Z、W在周期表中的位置如图1所示,其中W的氧化物是酸雨形成的主要物质.
(1)写出W的原子结构示意图:
 
.
(2)将足量X的最高价氧化物通入含Y元素的阴离子溶液中.反应的离子方程式为
 
.
(3)已知:X(s)+O2(g)═XO2(g)△H=-393.5kJ?mol-1
H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(g)△H=-242.0kJ?mol-1
XH4(g)+2O2(g)═XO2(g)+2H2O(g)△H=-802.0kJ?mol-1
则XH4气体分解成氢气和X固体的热化学方程式为
 
.
(4)ZO是由单质X和ZO2反应制取单质Z的中间产物.隔绝空气时,ZO与NaOH溶液反应(产物含有一种固体单质和一种钠盐)的化学方程式为
 
.
(5)利用原电池原理,可用W的一种氧化物、O2和H2O来制备W的最高价氧化物对应水化物.写出该电池负极反应式:
 
.
(6)将W的气态氢化物通入一定量的NaOH溶液中,在所得溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,生成气体与HCl的物质的量的关系如图2所示(忽略气体的溶解和HCl的挥发).
①O点溶液中所含溶质的化学式为
 
.
②a点溶液中,c(Na+):c(Cl-)=
 
.

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科目:高中化学 来源: 题型:

立方烷()具有高度对称性、高致密性、高张力能及高稳定性等特点,因此合成立方烷及其衍生物成为化学界关注的热点.下面是立方烷衍生物I的一种合成路线:

回答下列问题:
(1)C的结构简式为
 
,E的结构简式为
 
.
(2)③的反应类型为
 
,⑤的反应类型为
 
.
(3)化合物A可由环戊烷经三步反应合成:

反应I的试剂与条件为
 
,反应2的化学方程式为
 
,反应3可用的试剂为
 
.
(4)在I的合成路线中,互为同分异构体的化合物是
 
.(填化合物代号)
(5)I与碱石灰共热可化为立方烷.立方烷的核磁共振氢谱中有
 
个峰.
(6)立方烷经硝化可得到六硝基立方烷,其可能的结构有
 
种.

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科目:高中化学 来源: 题型:

元素周期表中某些元素之间存在特殊的对角关系:如等,处于对角关系的元素,其单质、化合物的性质相似.比如铍和铝的相似性超过了它和镁的相似性.下列关于铍及其化合物的性质的叙述,正确的是(  )
A、Be常温下能与水反应
B、Be(OH)2受热不会分解
C、BeO易与水反应
D、Be(OH)2能与强碱反应

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