高中 | 杂化轨道理论 题目答案及解析

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选修三

第二章 分子结构与性质

第二节 分子的立体结构

杂化轨道理论

化合物$\rm V$是一种重要的免疫增强剂,工业上可以进行如下路线的合成:

化合物Ⅱ中非含氧官能团的结构式为                

[["

"]]

结合化合物Ⅱ的结构简式可知,其中非含氧官能团为碳碳双键,结构式为

化合物Ⅰ的分子式                ,名称为                

[["

${{\\text{C}}_{7}}{{\\text{H}}_{6}}\\text{O}$ ;苯甲醛

"]]

由结构简式知,化合物Ⅰ的分子式${{\text{C}}_{7}}{{\text{H}}_{6}}\text{O}$,名称为苯甲醛;

由化合物Ⅳ到Ⅴ的转化中,每生成$\rm 1\;\rm mol$化合物Ⅴ,消耗$\rm H_{2}$的量为                $\rm \;\rm mol$

[["

$\\rm 3$

"]]

结合Ⅳ和Ⅴ的结构简式可知,该反应可表示为:$\rm +3H_{2}\xrightarrow{\text{Pd}/\text{C}}\rm $$\rm +2H_{2}O$,则每生成$\rm 1\;\rm mol$化合物Ⅴ,消耗$\rm H_{2}$的量为$\rm 3\;\rm mol$

化合物Ⅱ的某种同分异构体,在核磁共振氢谱图上只有$\rm 4$组峰,能够发生银镜反应,且苯环上的一氯代物有$\rm 3$种,其结构简式为                

[["

"]]

化合物Ⅱ除苯环外含有$\rm 2$个碳、$\rm 1$个氮、$\rm 2$个氧,其同分异构体在核磁共振氢谱图上只有$\rm 4$组峰,能够发生银镜反应,则含有醛基,且苯环上的一氯代物有$\rm 3$种,则苯环上有$\rm 3$种氢,化合物Ⅱ的符合条件的同分异构体的结构简式为

对化合物Ⅴ,分析预测其可能的化学性质,完成下表。

序号反应试剂、条件反应形成的新结构反应类型
                                
                                氧化反应
[["

浓硫酸、加热; 消去反应 ;${{\\text{O}}_{2}}$$\\rm Cu$、加热 ;

"]]

①Ⅴ中含有羟基,在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成碳碳双键得到

②Ⅴ中含有羟基,也可以在铜催化加热条件下,被氧气氧化为酮羰基得到

关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法不正确的有$(\quad\ \ \ \ )$

["

化合物Ⅴ中存在$\\rm 2$个手性碳原子

","

由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,有$\\rm \\pi$键的断裂与形成

","

由化合物Ⅱ到Ⅲ与由Ⅳ到Ⅴ的转化过程,反应类型相同

","

化合物Ⅳ和Ⅴ中$\\rm N$原子的杂化方式相同

"]
[["D"]]

$\rm A$.化合物Ⅴ中存在$\rm 2$个手性碳原子(*标示),$\rm A$项正确;

$\rm B$.由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,醛基首先加成生成羟基,羟基消去形成碳碳双键,故有$\rm \pi$键的断裂与形成,$\rm B$项正确;

$\rm C$.由化合物Ⅱ到Ⅲ为还原反应;Ⅳ到Ⅴ为还原反应,反应类型相同,$\rm C$项正确;

$\rm D$.化合物Ⅳ中硝基氮为$\rm sp^{2}$杂化、Ⅴ中氨基氮为$\rm sp^{3}$杂化,$\rm D$项错误;

 

$\rm 1$$\rm 2-$二溴乙烷和$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{N}{{\text{O}}_{2}}$为有机原料,合成。基于你设计的合成路线,回答下列问题:

①第一步反应的化学方程式为                $\rm ($注明反应条件$\rm )$

②第二步的产物与$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{N}{{\text{O}}_{2}}$反应的物质的量之比为                

③最后一步的反应条件是                ,反应类型是                

[["

$\\text{BrC}{{\\text{H}}_{2}}\\text{C}{{\\text{H}}_{2}}\\text{Br}+2\\text{NaOH}\\underset{{{\\text{H}}_{2}}\\text{O}}{\\overset{\\triangle }{\\mathop{\\to }}}\\,\\text{HOC}{{\\text{H}}_{2}}\\text{C}{{\\text{H}}_{2}}\\text{OH}+2\\text{NaBr}$$1:2$ ;浓硫酸、加热 取代反应

"]]

$\rm 1$$\rm 2-$二溴乙烷在加热条件下和氢氧化钠水溶液反应生成$\rm HOCH_{2}CH_{2}OH$$\rm HOCH_{2}CH_{2}OH$在铜催化条件下加热被氧气氧化为$\rm OHCCHO$$\rm OHCCHO$$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{N}{{\text{O}}_{2}}$发生Ⅲ到Ⅳ的转化生成$\rm O_{2}NCH_{2}CH(OH)CH(OH)CH_{2}NO_{2}$$\rm O_{2}NCH_{2}CH(OH)CH(OH)CH_{2}NO_{2}$在浓硫酸加热条件下,羟基发生取代反应生成醚键成环得到

①第一步反应的化学方程式为$\text{BrC}{{\text{H}}_{2}}\text{C}{{\text{H}}_{2}}\text{Br}+2\text{NaOH}\underset{{{\text{H}}_{2}}\text{O}}{\overset{\triangle }{\mathop{\to }}}\,\text{HOC}{{\text{H}}_{2}}\text{C}{{\text{H}}_{2}}\text{OH}+2\text{NaBr}$

②第二步的产物$\rm OHCCHO$中含有$\rm 2$个醛基,则会与$2$分子$\text{C}{{\text{H}}_{3}}\text{N}{{\text{O}}_{2}}$反应,两者物质的量之比为$\rm 1:2$

③最后一步反应为$\rm O_{2}NCH_{2}CH(OH)CH(OH)CH_{2}NO_{2}$在浓硫酸加热条件下,羟基发生取代反应生成醚键成环得到,条件是浓硫酸、加热,反应类型是取代反应。

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