题目内容

12.酒石酸(tartaric acid),即,2,3-二羟基丁二酸,是一种羧酸﹐存在于多种植物中﹐也是葡萄酒中主要的有机酸之一.作为食品中添加的抗氧化剂﹐可以使食物具有酸味.酒石酸最大的用途是饮料添加剂,也是药物工业原料.以烃A为原料合成酒石酸的流程如下:

已知:①烃A中碳氢质量比为8:1
②
③D的分子组成是C4H8O2Cl2,核磁共振氢谱显示其有三个峰.
(1)A的名称为:1,3丁二烯,分子中最多有10个原子共面;
(2)B中所含官能团的名称是碳碳双键、氯原子,B存在顺反异构,它的顺式结构为;
(3)C转化为D的反应类型是加成反应,F转化为G的化学反应方程式是;
(4)F与乙二醇在一定条件下可以发生缩聚反应,该反应的化学方程式是
(5)C的同分异构体有多种,其中含有“-COO-”结构的有14种.

分析 烃A中碳氢质量比为8:1,则A中C、H的原子个数比为2:3,所以A的分子式为C4H6,A与氯气发生信息中的加成反应生成B,B在碱性条件下水解得C为醇,根据D的分子式可知,C与氯气发生加成反应生成D,D发生氧化反应得E,E发生氧化反应得F,F再发生水解得G,G酸化得H,根据H的结构简式可以反应推得G为NaOOCCHOHCHOHCOONa,F为HOOCCHClCHClCOOH,E为OHCCHClCHClCHO,D为HOCH2CHClCHClCH2OH,C为HOCH2CH=CHCH2OH,B为ClCH2CH=CHCH2Cl,A为CH2=CHCH=CH2,据此答题.

解答 解:烃A中碳氢质量比为8:1,则A中C、H的原子个数比为2:3,所以A的分子式为C4H6,A与氯气发生信息中的加成反应生成B,B在碱性条件下水解得C为醇,根据D的分子式可知,C与氯气发生加成反应生成D,D发生氧化反应得E,E发生氧化反应得F,F再发生水解得G,G酸化得H,根据H的结构简式可以反应推得G为NaOOCCHOHCHOHCOONa,F为HOOCCHClCHClCOOH,E为OHCCHClCHClCHO,D为HOCH2CHClCHClCH2OH,C为HOCH2CH=CHCH2OH,B为ClCH2CH=CHCH2Cl,A为CH2=CHCH=CH2,
(1)A为CH2=CHCH=CH2,名称为1,3丁二烯;A中有两个碳碳双键结构,分子中所有原子都可能共面,共有10个原子,故答案为:1,3丁二烯;10;
(2)B为ClCH2CH=CHCH2Cl,B中所含官能团的名称是碳碳双键、氯原子,B存在顺反异构,它的顺式结构为,
故答案为:碳碳双键、氯原子;;
(3)C转化为D的反应为HOCH2CH=CHCH2OH与氯气发生加成反应生成HOCH2CHClCHClCH2OH;F转化为G的化学反应方程式为,
故答案为:;
(4)F为HOOCCHClCHClCOOH,F与乙二醇在一定条件下可以发生缩聚反应,该反应的化学方程式是,
故答案为:加成反应;;
(5)C为HOCH2CH=CHCH2OH,C的同分异构体可以是-COO-另外连三个碳,这样有6种结构,碳链连结分别为CH3-CH2-CH2-COOH、(CH3-)2CH-COOH、CH3-CH2-COOCH3、CH3-COOCH2-CH3、HCOOCH2-CH2-CH3、HCOO-CH(-CH3)2也可是-CO-、-OH、另外连三个碳,这样有8种结构,分别为CH3-CH2-O-CH2-CHO、CH3-O-CH2-CH2-CHO、HO-CH2-CH2-CH2-CHO、(CH3-)2COH-CHO、HO-CH2-CH(-CH3)-CHO、CH3-CH2-COCH2OH、HOCH2-C-COCH3、CH3-CHOH-COCH3,所以共有 14种,
故答案为:14.

点评 本题考查有机物的推断与合成,需要学生对给予的反应信息进行应用,给能较好的考查考生的阅读、自学能力和思维能力,是热点题型,掌握官能团的性质是推断关键,注意根据转化关系来源于顺推法进行推断,难度中等.

练习册系列答案
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4.甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,请回答下列问题:
(1)一定温度下,在一恒容的密闭容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
①下列情形不能说明该反应已达到平衡状态的是C(填序号);
A.每消耗1mol CO的同时生成2molH2
B.混合气体总物质的量不变
C.生成CH3OH的速率与消耗CO的速率相等
D.CH3OH、CO、H2的浓度都不再发生变化
②CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示.B、C两点的平衡常数K(B)>K(C) (填“>”、“=”或“<”);
③某温度下,将2.0mol CO和6.0molH2充入2L的密闭容器中,达到平衡时测得c(CO)=0.25mol/L,CO的转化率=75%,此温度下的平衡常数K=1.3(保留二位有效数字);
(2)常温下,将VmL、0.20mol/L氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.20mol/L甲酸溶液中,充分反应,溶液pH=7,此时V<20.00(填“>”、“=”或“<”);当氢氧化钠溶液与甲酸溶液恰好完全反应时,溶液中所含离子浓度由大到小排列顺序c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+);
(3)温度650℃的熔融盐燃料电池,用(CO、H2)作反应物,空气与CO2的混合气体为正极反应物,镍作电极,用Li2CO3和Na2CO3混合物作电解质.该电池的正极反应式为O2+4e-+2CO2═2CO32-;
(4)己知:CH3OH、H2的燃烧热(△H)分别为-726.5kJ/mol、-285.8kJ/mol,则常温下CO2和H2反应生成CH3OH和H2O的热化学方程式是CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(l)+H2O(l)△H=-130.9 kJ/mol.
3.乙酰水杨酸即阿斯匹林(aspirin)是一种解热止痛、治疗感冒药,实验室制取原理为:

实验方学科王法:在干燥的锥形瓶中放入称量好的水杨酸(6.2g  0.045mol)、乙酸酐(5mL  5.4g0.053mol),滴入3mL浓硫酸,在70℃反应一段时间后,按如下流程分离出乙酰水杨酸.

已知:①乙酰水杨酸学科王溶于热水,在冷水中微溶;熔点:136°C,沸点:321.4°C.
②乙酰水杨酸钡、水杨酸钡均可溶于水.
③乙酸酐遇水生成乙酸.
④乙酰水杨酸钠易溶于水,上述学科王粗产物中有少量难溶于水的聚合物.
(1)反应后用40mL冰水稀释反应混合物的操作是:待反应液稍冷后,在玻璃棒不断搅拌下将反应液沿烧杯壁慢慢倒入40ml冰水中.
(2)操作Ⅰ为过滤.
(3)判断粗产物与饱和碳酸氢钠已反应完全的现象是:无气泡产生.
(4)某同学推测产品中可能还含有少量水杨酸和Na2SO4,设计了如下方案进行检验,实验证明不含杂质,请在答题卡上完成表中内容.
序号实验方案实验现象结论
①将少量产品加入6mL水的试管A中,振荡,将上层液体倾析至B、C中.得到白色晶体和无色溶液
②向试管B中加入少量BaCl2溶液.
(或取试管B中溶液做焰色反应实验).
不产生白色沉淀(或焰色不呈黄色) 产品中不含 Na2SO4
③向试管C中,加入少量FeCl3溶液(或浓溴水).溶液不显紫色(或无白色沉淀出现).产品中不含水杨酸
(5)产率计算:称量干燥后纯净产品质量为3.2g,该实验中乙酰水杨酸的产率为40%(保留三位有效数字).
20.某化学探究小组拟用铜片制取Cu(NO3)2,并探究其化学性质.
(一)他们先把铜粉放在空气中灼烧,在与稀HNO3反应制取硝酸铜.
(1)如果直接用铜屑与HNO3反应来制取硝酸铜,可能导致的两个不利因素是生成等物质的量的硝酸铜,消耗硝酸原料多、且产生污染物氮氧化物.
(2)实验中铜粉应该放在坩埚(填“蒸发皿”、“坩埚”或“烧杯”)中灼烧.欲从反应后的溶液中得到硝酸铜晶体,实验操作步骤按顺序分别蒸发浓缩、冷却结晶、过滤.
(二)为了探究Cu(NO3)2热稳定性,探究小组用下图中的装置进行实验.(图中铁架台、铁夹和加热设备均略去)
往左试管中放入研细的无水Cu(NO3)2晶体并加热,观察到左试管中有红棕色气体生成,最终残留黑色粉末;用U型管除去红棕色气体,在右试管中收集到无色气体.
(1)红棕色气体是NO2.
(2)当导管口不再有气泡冒出时,停止反应,这时在操作上应注意先把导气管移出水面,然后熄灭火焰.
(3)探究小组判断Cu(NO3)2的分解属于氧化还原反应,产物除了红棕色气体和黑色固体外,进一步分析、推断,分解产物中一定还含有O2 ,写出该反应的化学方程式2Cu(NO3)2═2CuO+4NO2↑+02↑.
(三)为了探究Cu(NO3)2在酸性条件下跟铁单质的反应.他们取一支试管,加入Cu(NO3)2溶液,滴入适量稀硫酸酸化,再加入一定量铁粉,实验后没有固体残留物质.
(1)反应中最先起氧化作用的是HNO3;
(2)该探究小组对反应后溶液中铁元素的价态进行探究,他们设计了实验方案,并进行实验.请在答题卡上按下表格式补充写出实验操作步骤、预期现象与结论.

实验操作步骤预期现象与结论
步骤1:观察样品
溶液呈蓝绿色,不能(填“能”或“不能”确定产物中铁元素的价态.

步骤2:取少量溶液,滴加酸性KMn4溶液
若KMnO4溶液的紫红色褪去或变浅,则说明产物中含+2价铁元素,若KMnO4溶液不褪色或不变浅,则说明产物中不含+2价铁元素
步骤3:另取少量溶液,滴加KSCN溶液
若溶液变为血红色,说明产物中含+3价的铁元素;若溶液颜色无明显变化,则说明产物中不含+3价的铁元素.

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