题目内容

14．金刚烷结构如图，其结构非常对称，1H-NMR谱中只有两个信号．
（1）请写出金刚烷的分子式C10H16，其二氯取代物的同分异构体有6种．
（2）四氮金刚烷（乌洛拖品）是金刚烷中的四个碳原子被氮原子取代的产物，其结构也具有很好的对称性．将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛拖品．甲醛的分子式为CH2O，合成时甲醛与氨的物质的量之比为3：2．
（3）金刚乙烷、金刚乙胺等已经被批准用于临床治疗人感染禽流感，已知金刚乙烷可通过下列转化生成金刚乙胺；
$→_{I}^{Cl_{2}}$M$→_{II}^{NH_{3}}$
①金刚乙烷的一氯取代有5种．
②若反应I、II均为取代反应，且M的分子式为C12H19Cl．写出反应II生成的另一种产物是HCl．

分析 （1）由结构可知分子式，金刚烷为正八面体结构，二氯取代存在面上的相邻、相对及体心相对；
（2）将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品，若原料完全反应生成乌洛托品，每个乌洛托品分子中含有6个C原子、4个N原子，根据C原子、N原子守恒判断甲醛和氨的物质的量之比；
（3）①金刚乙烷中存在5种化学环境不同的H原子；
②金刚烷与氯气可发生取代反应，取代产物与氨气反应生成金刚乙胺和氯化氢．

解答 解：（1）金刚烷的分子式为C10H16，金刚烷的结构可看作是由四个等同的六元环组成的空间构型，分子中含4个-CH-，6个-CH2，共2种位置的H，所以该物质的一氯代物有2种，当次甲基有一个氯原子取代后，二氯代物有3种，当亚甲基有一个氯原子取代后，二氯代物有3种，共6种，故答案为：C10H16；6；
（2）将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品，若原料完全反应生成乌洛托品，每个乌洛托品分子中含有6个C原子、4个N原子，每个甲醛分子中含有1个C原子、每个氨气分子中含有1个N原子，根据C原子、N原子守恒知，要形成一个乌洛托品分子需要6个甲醛分子、4个氨气分子，则需要甲醛和氨气分子个数之比=6：4=3：2，根据N=nNA知，分子数之比等于物质的量之比，所以甲醛与氨的物质的量之比3：2，
故答案为：3：2；
（3）①金刚乙烷中存在5种化学环境不同的H原子，则一氯代物有5种，故答案为：5种；
②金刚烷与氯气可发生取代反应，取代产物与氨气反应生成金刚乙胺和氯化氢，另一种产物为HCl，故答案为：HCl．

点评 本题考查有机物的结构和性质，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，难度中等，需要学生熟练掌握官能团的性质与转化，注意把握同分异构体的判断．

练习册系列答案
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4．下列除去杂质（括号中的物质为杂质）的方法中，不正确的是（　　）
A．FeCl3溶液（FeCl2）：通入适量Cl2
B．Fe2O3固体（Al2O3）：加入烧碱溶液，过滤
C．Cl2气体（HCl）：通过NaOH溶液洗气后干燥
D．Na2CO3固体（NaHCO3）：加热
5．铁、钴（Co）、镍（Ni）是同族元素，都是较活泼的金属，它们的化合物在工业上有重要的应用．
（1）Fe2（SO4）3和明矾一样也具有净水作用，其净水的原理是Fe3++3H2O?Fe（OH）3（胶体）+3H+．（用离子方程式表示）．
（2）已知某溶液中，Co2+、Ni2+的浓度分别为0.6mol/L和1.2mol/L，取一定量的该溶液，向其中滴加NaOH溶液，当Co（OH）2开始沉淀时，溶液中$\frac{c（C{o}^{2+}）}{c（N{i}^{2+}）}$ 的值等于3．（已知Ksp=6.0×10-15，Ksp=2.0×10-15）
（3）高铁酸钾（K2FeO4）是一种新型、高效、多功能水处理剂，且不会造成二次污染．已知高铁酸盐热稳定性差，工业上用湿法制备K2FeO4的流程如图1所示：反应③加入浓KOH溶液可析出高铁酸钾（K2FeO4），这说明该温度下，高铁酸钾的溶解度比高铁酸钠的溶解度小．某温度下，将Cl2通入NaOH溶液中，反应后得到NaCl、NaClO、NaClO3的混合溶液，经测定ClO-与ClO3-离子的物质的量之比是1：2，则Cl2与氢氧化钠反应时，被还原的氯元素和被氧化的氯元素的物质的量之比为11：3．
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2．下列各反应的离子方程式中，错误的是（　　）
A．硫酸铝溶液中加入过量的氨水：Al3++3NH3•H2O═Al（OH）3↓+3NH4+
B．氯化镁溶液中加入氢氧化钠溶液：Mg2++2OH-═Mg（OH）2↓
C．铝片放入过量浓NaOH溶液：2Al+2OH-+2H2O═2AlO2-+3H2↑
D．将铜片放入过量稀HNO3溶液中：3Cu+8HNO3═3Cu2++6NO3-+2NO↑+4H2O
9．下列有关物质检验的操作、现象及结论均正确的是（　　）
选项实验操作及现象实验结论
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B向某溶液中加入稀盐酸，产生的气体通入澄清石灰水中，变石灰水浑浊该溶液中一定含有CO32-
C向无色溶液中滴加氯水，再加CCl4振荡、静置、溶液分层，下层呈紫红色该溶液中一定含有I-
D取洁净的铂丝在酒精灯火焰上灼烧至无色，再蘸取少量溶液置于火焰上灼烧，火焰呈黄色，通过蓝色钴玻璃观察，火焰呈紫色该溶液一定含有Na+、K+
A．AB．BC．CD．D
19．利用如图装置进行下列实验，一定不能得出相关实验现象的是（　　）
选项①②③④
A醋酸水溶液贝壳澄清石灰水先浑浊后澄清
B稀盐酸石灰石饱和Na2CO3溶液出现浑浊
C浓盐酸浓硫酸石蕊溶液出现红色
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A．AB．BC．CD．D
6．在15mL0．lmol•L-1KOH溶液中逐滴加入0.2mol•L-1甲酸溶液，溶液pH和加入甲酸（弱酸）的体积关系曲线如图所示，下列关系正确的是（　　）
A．在B点：c（K+）=c（HCOO-）＞c（OH-）=c（H+），且a=7.5
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D．B→C段：水的电离程度先增大后减小
3．有关下列反应前后变化说法正确的是（　　）
A．钠粒投入100mL稀盐酸中，溶液质量减轻
B．加热氧化钠和过氧化钠固体混合物，固体质量减轻
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3．以FeBr2溶液为原料回收溴，并制取铁红，某同学设计的实验方案如图：

请回答：
（1）a过程反应的离子方程式2Fe2++4Br-+3Cl2=2Fe3++2Br2+6Cl-．
（2）热空气的作用是从溶液中吹出溴蒸气．
（3）b过程反应的离子方程式Fe3++3NH3•H2O=Fe（OH）3↓+3NH4+．

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