有机化学专题训练4

第一题、实验室和工业中的许多操作过程，在教科书和普通文献中常被称为一种“标准”。这样，根据法定的全苏国家标准，测定水中苯酚含量的操作规程在教科书中有如下叙述：“向用盐酸酸化了的含有苯酚杂质的水试样中加入溴化钾和溴酸钾的溶液，然后再加入碘化钾溶液，析出的碘用硫代硫酸钠溶液滴定。”1．测定苯酚的过程中是基于怎样的化学反应？写出其反应式；2．此法可用于任何一种酚吗？（你可以提出有何限制？）3．将所述方法再用于测定苯酚含量能得到可靠的结果吗？为此应满足什么条件？4．已知当溴过量时，由苯酚生成2，4，4，6—四溴环—2，5－二烯酮，而不是C6H2BrOH。这一事实影响苯酚含量的计算吗？5．以V0表示密度为d（g/mL）的分析试样的体积（mL），Vt表示滴定析出的碘所消耗浓度为x（mol/L）的硫代硫酸钠溶液的体积（mL），Vb表示浓度为y（mol/L）的溴酸钾溶液的体积（mL），试导出计算水中苯酚含量（质量％）的式子。6．为了净化水，常使用氯化法。如果废水中含有苯酚，则使用此法后会引起怎样的不良后果？第二题、将1g一种甲酚异构体A溶解在热水中后加入过量的溪水，这时沉淀出3.93g非芳香性物质B，将沉淀进行洗涤后放入过量的酸性碘化钾中，析出的碘用1mol/LNa2S2O3溶液返滴定，消耗Na2S2O318.5mL。1．试确定用酚A及物质B的结构；2．写出物质B和碘化钾的反应方程式。第三题、分子式为C9H12O的化合物对一系列试验有如下反应：1．Na→慢慢产生气泡2．乙酸酐→生成有香味的产物3．CrO3＋H2SO4→立即生成绿色溶液4．热的KMnO4溶液生成苯甲酸5．Br2＋CCl4溶液不褪色6．I2＋NaOH生成黄色固体化合物试推测此化合物的结构式，并写出上述有关的反应式（只要写出主要产物）。第四题、信息素是由昆虫和一些动物分泌出的、起传递信息作用的化学物质或化学物质的混合物。它们能引起同种类其它昆虫或动物的响应，在下述题目中，列出了一系列信息素以及确定它们结构的化学反应。在每种情况下，写出含碳产物的结构（一种或几种）。在出现两个箭头的地方只写出最终产物。第五题、从松树中分离得到的松柏醇，其分子式为C10H12O3。1．松柏醇既不溶于水，也不溶于NaHCO3水溶液。但当Br2的CCl4溶液加入松柏醇后，溴溶液的颜色消失而形成A（C10H12O3Br2）；当松柏醇进行臭氧化及还原反应后，生成香荚醛（4一羟基—3一甲氧基苯甲醛）和B（C2H4O2）。在碱存在下，松柏醇与苯甲酰氯（C6H5COCl）反应，形成化合物C（C24H20O5），此产物使KMnO4（aq）褪色，它不溶于稀NaOH溶液。松柏醇与冷的HBr反应，生成化合物D（C10H12O2Br）。热的HI可使ArOR转变为ArOH和RI，而松柏醇与过量的热HI反应，得到CH3I和化合物E（C9H9O2I）。在碱水溶液中，松柏酸与CH3I反应，形成化合物F（C11H14O3），该产物不溶于强减，但可使Br2／CCl4溶液褪色。请写出化合物B、C、D、E、F及松柏醇的结构。2．化合物A可有几种立体异构体，请画出化合物A的结构，用*号标出A中的手征中心。对其全部立体异构体，画出它们的费歇尔（Fischer）投影（以右图为例），并用R或S来表示它们结构中手征中心的绝对构型。第六题、具有R－CO－CH3结构的化合物与I2在强碱溶液中反应（碘仿反应）：RCOCH3＋3I2＋4NaOH===RCOONa＋CHI3＋3H2O＋3NaI（相对原子量：Ar（H）==1，Ar（C）==12，Ar（O）==16，Ar（Br）==80，Ar（I）==127）1．某纯聚合物X经分析后知，含C为88.25％，含H为11.75％。它在稀溶液中分别与溴和臭氧反应。X热降解生成挥发性液体Y，收率为58％。Y的沸点为307K，含C为88.25％，含H为11.75％（还生成许多高沸点产物，其中有些来自X的裂解，有些来自Y的狄耳斯一阿德耳型环化作用（Diels－Alder－typecyclizationofY）），Y的蒸气密度为氢的34倍。Y与溴的反应产物含82.5％Br（质量百分数），Y经臭氧分解后再进行温和反应，生成A和B两产物，其物质的量之比A:B≈2:1，只有化合物B有碘访反应。（l）确定Y的分子式和摩尔质量；（2）写出Y、A和B的结构式；（3）写出Y与Br2的反应方程式。2．13.6gX在催化氢化中消耗了0.2molH2，X先臭氧分解，接着温和还原，生成化合物Z（含60％C，80％H）。请写出Z的分子式及X的不饱和度。3．化合物Z与费林氏（Fehlings）溶液进行正反应（即有正结果的反应），Z的温和氧化生成酸C，用KOH水溶液滴定C溶液，以酚酞作指示刑，0.116gC中和了0.001molKOH，在碘仿反应中，2.90gC可生成9.85g碘仿（CHI3）。另外，碱性滤液酸化后生成化合物E。（l）求化合物C的摩尔质量；（2）Z分子中有什么官能团？4．当加热时，化合物E很容易脱水形成F，当用过量酸化了的乙醇回流时，E和F生成同一化合物G（C8H14O4）。（l）写出化合物C、E、F、G和Z的结构式；（2）写出这些变化的反应历程图（不必配平方程式）：E→F→G第七题、质子核磁共振谱（PMR）是研究有机化合物结构的最有力手段之一。在所研究化合物的分子中，每一种结构类型的等价（或称为等性）H原子，在PMR谱中都给出相应的峰（信号）。谱中峰的强度是与分子中给定类型的H原子数成比例的。例如，乙醇的PMR谱中有三个信号，其强度比为8:2:1。1．在80℃测得的N，N一二甲基甲酰胺的PMR谱上，观察到两种质子给出的信号；而在－70℃测定时却能看到三种质子给出的信号，试解释这种差异。2．在－70℃和80℃所测得的N，N一二甲基甲酰胺的PMR谱上，峰的强度比各为多少？3．怎样解释N一甲基甲酰胺的PMR谱上，存在着来自6种H原子的信号？第八题、1．苯的一个同分异构体为五面体棱晶烷，其二元取代物有几个异构体？写出其结构简式。2．试举例说明酒精、甘油、苯酚三种化合物中，羟基性质的异同点。3．天然橡胶是高聚物，结构为，它是由（写结构式）；结构单元以1，4碳原子首尾相连生成的。它经臭氧氧化，再与H2O2反应后，其降解产物的结构式为。4．氯化氢与3一甲基一1—丁烯加成，写出其产物的结构简式。第九题、有机分子的构造式中，四价的碳原子以一个、二个、三个或四个单键分别连接一个、二个、三个或四个其它碳原子时，被分别称为伯、仲、叔或季碳原子（也可以分别称为第一、第二、第三或第四碳原子），例如化合物A中有5个伯碳原子，仲、叔、季碳原子各1个。请回答以下问题：1．化合物A是汽油燃烧品质抗震性能的参照物，它的学名是。它的沸点比正辛烷的（填写下列选项的字母）A高；B．低；C．相等。D．不能肯定。2．用6个叔碳原子和6个伯碳原子（其余为氢原子）建造饱和烃的构造式可能的形式有种（不考虑顺反异构和光学异构）。请尽列之。3．只用8个叔碳原子（其余的为氢原子）建造一个不含烯、炔健的烃的结构式。第十题、1964年Eaton和Cole报道了一种称为立方烷的化合物，它的分子式为C8H8，核磁共振谱表明其中的碳原子和氢原子的化学环境均无差别。若用四个重氢（氘）原子取代氢原子而保持碳架不变，则得到的四氘立方烷C8H4D4有异构体。1．用简图画C8H4D4的所有立体异构体，并用编号法表明是如何得出这些异构体的。给出异构体的总数。2．常见的烷的异构体通常有几种类型？画出的异构体是否都属于同种类型？3．用五个氘原子取代立方烷分子里的氢原子得到五氘立方烷C8H3D5，其异构体有多少个？第十一题、文献报道：l，2—二羟基环丁烯二酮是一个强酸。1．写出它的结构式和电离方程式；2．为什么它有这么强的酸性？3．它的酸根C4O42－是何种几何构型的离子？四个氧原子是否在一平面上？简述理由；4．1，2－二氨基环丁烯二酮是由氨基取代上述化合物中两个羟基形成的。它的碱性比乙二胺强还是弱？简述理由；5．二氯二氨合铂有两个几何异构体，一个是顺式，一个是反式，简称顺铂和反铂。顺铂是一种常用的抗癌药，而反铂没有抗癌作用。如果用1，2一二氨基环丁烯二酮代管两个NH3与铂配位，生成什么结构的化合物？有无顺反异构体？6．若把1，2一二氨基环丁烯二酮上的双键加氢，然后再代替两个NH3与铂配位，生成什么化合物（写出化合物的结构式即可）？第十二题、新近发现了烯烃的一个新反应，当一个H取代烯烃（I）在苯中，用一特殊的催化剂处理时，歧化成（Ⅱ）和（Ⅲ）：对上述反应，提出两种机理（a和b）。机理a，转烷基化反应。机理b，转亚烷基化反应：试问进行怎样的实验能够区分这两种机理？答案与提示一、1．5KBr＋KBrO4＋6HCl===6KCl＋3Br2＋3HO（1）（2）Br2＋2KI===I2＋2KBr（3）Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2Nal（4）2．此法只能用于这样的酚，即其中的碳氢健对卤素的反应是活泼的。3．能得到可靠的结果，但KBr和KBrO3必须保持一定的比例[见反应式（1）]，而且[HCl]＜[Na2S2O2]4．不影响，因为在反应（3）的情况下，这个中间产物完全破坏了。5．%100568.1410.9aTbdVxVyVW6．生成有毒的多氯酚。二、三、C9H12O分子不饱和度为3，由4．知含苯环；由l．2．知含醇羟某；由6．知羟基在2位碳上。四、五、Br2/CCl4溶液是鉴定双键的常用试剂，进而从其臭氧化及还原产物即可基本推断出松柏醇的结构。这是本题的“突破口”。C、D、E、F则分别是醇和酚与酰卤反应、醇与氢卤酸反应、芳基烷基醚和醇羟基与氢卤酸反应以及酚钠与卤代烷反应的产物。六、l．（l）X和Y中C:H==5:8Y的蒸气密度为氢的34倍，故Y的摩尔质量为68g/mol，从而，Y的分子式为C5H8（2）C5H8分子中不饱和度为2，Y经臭氧分解再温和反应，生成A和B，且其物质的量之比为A:B≈2:1。只有B有碘仿反应，故B中应合3个碳原子，具有CH3—CO—结构，从而可推出结构式：（3）（略）2．化合物Z中C:H:O==5:8:2X的最简式为C5H8，X是纯聚合物，其热降解可生成C5H8。C5H8是择发性液体，是X热降解产物中沸点最低的，故可认为C5H8是X的最小结构单元。13.6gX相当于0.2molC5H8，其在催化氢化中消耗了0.2molH2，故X分子中的每个单元有一个双键。X经臭氧分解，再温和还原，生成Z，可推出Z的分子式为C5H8O2。3．Z的不饱和度为2，Z与费林氏溶液能反应，说明Z中含—CHO。又C可发生碘仿反应，C又是由Z温和氧化而生成，故Z中含有CH3—CO—结构，从而可知C为一元酸。（l）0.116gC中和了0.001molKOH，说明0.116gC中含0.001molH＋，又C是一元酸，故C的摩尔质量为116g/mol。（2）Z分子中含醛基和羰基，是酮醛。2.90gC的物质的量为0.025mol，9.85g碘仿的物质的量为0.025mol，符合题意。4．（l）据题意可知：七、1．在80℃时，N，N—二甲基甲酰胺分子中的甲基是等价的：(CH3)2N—CHO，即其分子中有两种类型的氢原子，其数目比为6:1．在－70℃时，由于甲基围绕N—C键的旋转发生困难（），所以有三种不等价氢原子，其数目比为3:3:1。2．80℃时，两个峰的强度比为6:1；－70℃时，3个峰的强度比为3:3:1。3．对于CH3NHCHO来说，在低温下同时存在两种不同的结构：每种结构中都有3种不同类型的氢原子，故在混合物中就有6种不同类型的氢，给出6种信号。八、2．三种化合物中羟基性质相同点，是羟基上的氢原子都可以被钠还原置换。不同点是羟基上氢原子活泼的程度不同，苯酚中羟基上的氢原子较活泼，它可与碱起反应，它在水溶液中还能电离出一定数量的氢离子而显弱酸性；甘油只与某些金属氢氧化物起反应；乙醇中羟基上的氢原子的活设性更弱。4．九、1．2，2，4—三甲基戊烷；B；2．8种：十、C8H4D4有7个异构体。2．其中（3）