高中 | 有机物结构的表示(结构式、球棍模型等) 题目答案及解析

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选修五

第一章 认识有机化合物

第二节 有机化合物的结构特点

有机物结构的表示(结构式、球棍模型等)

$\rm C_{4}H_{10}O$可能有多种结构,探究其同分异构体的性质差异。$\rm ($下列$\rm A\sim D$各表示其中一种结构$\rm )$

$\rm C_{4}H_{10}O$属于                类的同分异构体有$\rm 4$种,属于                类的同分异构体有$\rm 3$$\rm ($均不包括立体异构$\rm )$

[["

醇;醚

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$\rm C_{4}H_{10}O$属于醇类的同分异构体有$\rm 4$种,即$\rm C_{4}H_{10}O$属于醚类的同分异构体有$\rm 3$种,即

其中沸点最低的是$\rm A$,其核磁共振氢谱有$\rm 3$组峰。$\rm A$的结构简式是                

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$\rm C_{4}H_{10}O$中醇因形成分子间氢键,沸点要大于醚,其中沸点最低的是$\rm A$,其核磁共振氢谱有$\rm 3$组峰,其结构简式为

$\rm B$可以由乙醇制备,该反应的化学方程式是                

[["

$\\rm 2C_{2}H_{5}OH\\xrightarrow[\\text{140}\\;^\\circ \\rm C ]{浓硫酸}\\rm C_{2}H_{5}OC_{2}H_{5}+H_{2}O$

"]]

由乙醇制备可制备二乙基醚,该反应的化学方程式是$\rm 2C_{2}H_{5}OH\xrightarrow[\text{140}\;^\circ \rm C ]{浓硫酸}\rm C_{2}H_{5}OC_{2}H_{5}+H_{2}O$

$\rm C$分子中有一个手性碳原子。写出$\rm C$$\rm Cu$催化下被$\rm O_{2}$氧化的化学方程式                

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$\\rm 2$$\\rm +O_{2}\\xrightarrow[ \\triangle]{\\text{Cu}}\\rm 2$$\\rm +2H_{2}O$

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$\rm C$分子中有一个手性碳原子且$\rm C$$\rm Cu$催化下被$\rm O_{2}$氧化,说明$\rm C$属于醇,为$\rm C$$\rm Cu$催化下被$\rm O_{2}$氧化的化学方程式为$\rm 2$$\rm +O_{2}\xrightarrow[\triangle]{\text{Cu}}\rm 2$$\rm +2H_{2}O$

$\rm D$能与金属$\rm Na$反应,但是不能被$\rm O_{2}$催化氧化。

$\rm D$的结构简式是                

②将$\rm D$滴入酸性$\rm KMnO_{4}$溶液,振荡,溶液褪色。经检验,最终生成了丙酮和$\rm CO_{2}$。据此分析,该实验中$\rm D$转化成了能使$\rm KMnO_{4}$褪色的$\rm X$$\rm X$                $\rm ($填名称$\rm )$

③乙醇转化成$\rm X$的同系物的条件是                ;从其价键的极性角度分析$\rm D$和乙醇发生相似反应时条件不同的原因是                

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$\\rm 2-$甲基丙烯;浓硫酸,$\\rm 170\\;\\rm ^\\circ\\rm C$;甲基是推电子基团,与乙醇相比,$\\rm D$$\\rm \\alpha-C$上的甲基更多,使其$\\rm C-O$键的共用电子对更偏向$\\rm O$$\\rm C-O$键的极性增大,更容易断裂

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$\rm D$能与金属$\rm Na$反应,但是不能被$\rm O_{2}$催化氧化,属于无$\rm \alpha-$氢的醇类,为。将$\rm D$滴入酸性$\rm KMnO_{4}$溶液,振荡,溶液褪色。经检验,最终生成了丙酮和$\rm CO_{2}$。据此分析,该实验中$\rm D$转化成了能使$\rm KMnO_{4}$褪色的$\rm X$$\rm X$应属于$\rm D$的消去产物,为$\rm 2-$甲基丙烯。乙醇转化成$\rm X$的同系物烯烃即乙醇生成乙烯的条件是浓硫酸,$\rm 170\;\rm ^\circ\rm C$$\rm D$和乙醇发生相似反应时条件不同的原因是甲基是推电子基团,与乙醇相比,$\rm D$$\rm \alpha-C$上的甲基更多,使其$\rm C-O$键的共用电子对更偏向$\rm O$$\rm C-O$键的极性增大,更容易断裂。

利用液体挥发时的温度变化验证同分异构体的分子间作用力不同。室温下,在三个温度传感器上同时蘸取等体积样品$\rm ($$\rm 1)$,提拉支架,自然晾干,测得液体挥发时的温度时间曲线如图$\rm 2$

已知:$\rm 25\;\rm ^\circ\rm C$$\rm 101\;\rm kPa$时,$\rm 1\;\rm mol$物质由液态转化为气态时的焓变$\Delta _{蒸发}H$如下表。

物质$\rm a$$\rm b$$\rm c$
$\Delta_{蒸发}H\rm/(kJ/mol)$$\rm +52.3$$\rm +49.7$$\rm +46.7$

①三种物质中,$\rm c$$\Delta _{蒸发}H$最小,从结构角度解释其原因                

②所达温度的最低点:$\rm c\lt b\lt a$,其原因是                

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$\\rm c$的支链最多,蒸发时克服的分子间作用力最弱,因此吸热最少;分子间作用力$\\rm c\\lt b\\lt a$,挥发速率$\\rm c\\gt b\\gt a$,单位时间内挥发的物质的量的差异远大于$\\Delta _{蒸发}H$的差异

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$\rm c$的支链最多,蒸发时克服的分子间作用力最弱,因此吸热最少。所达温度的最低点:$\rm c\lt b\lt a$,其原因是分子间作用力$\rm c\lt b\lt a$,挥发速率$\rm c\gt b\gt a$,单位时间内挥发的物质的量的差异远大于$\Delta _{蒸发}H$的差异。

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