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文档简介
2025届高考化学专项复习有机物制备型实验综合
题
有机物制备型实箍综合题
建议完成时间:120分钟选择题:精选0题
实际完成时间:分钟非选择题:精选12题
1.(2024•山东•模拟预测)苯并咪哇是一类杂环化合物,其结构与天然存在的核甘酸的结构相似,具有较
强的生物活性。以N,N一二茉基邻苯二胺为原料,在二甲亚飒(DMSO)溶剂中,加入氧化剂DDQ,
可制备1-平基-2-苯基苯并咪唾,转化关系如图1所示:
实验装置如图2所示(夹持装置略),实验步骤如下:
①称取86.4moN,V—二茉基邻苯二胺(昭=288),取足量氧化剂。。Q备用。
②向50mL三颈烧瓶中依次加入—二苇基邻苯二胺、DOQ,再加入1.0mL二甲亚碉。
③将反应烧瓶移至40(的油浴锅中,加热回流1%。
④向反应烧瓶中滴加5mL饱和Na2s2。3溶液,待反应液变色后加入10mL蒸储水稀释反应液。将反
应液转移至分液漏斗,加乙酸乙酯萃取后分液,用少量饱和食盐水洗涤有机层,分液,向有机层中加入
无水硫酸镁固体,静置一段时间后,分离出液体,对分离出的液体进一步分离纯化,得到1-芳基-2
-苯基苯并咪哇,称得质量为77.3mgo
回答下列问题:
(1)仪器人的名称是,冷凝水应从(选填%”或“”)口通入。
(2)从绿色化学的角度考虑,本实验不用浓硝酸做氧化剂的主要原因是。
(3)步骤③中回流结束后需要进行的操作有:①停止加热,②关闭冷凝水,③移去油浴。正确的顺序是
(填字母)。
A.①②③B.③①②C.②①③D.①③②
(4)步骤④中加入饱和M2s2。3溶液的目的是o
(5)步骤④中饱和食盐水的作用除了洗涤,还有。”进一步分离纯化”的操作是0
(6)本实验中1-茉基-2-苯基苯并咪睡的产率是(保留一位小数)。
2.(2024•湖南衡阳•模拟预测)对氯甲苯(河=126.5g-moL)常作为染料、医药、有机合成的中间体,也可
用作溶剂,密度1.19g/cm3。其制取原理是:先用芳胺在一定条件下制成芳香重氮盐,然后在CuCl催
•••
化下,芳香重氮盐中的重氮基被氯原子取代生成芳香族氯化物。其原理如下:
已知:重氮盐的生成需在强酸性条件下进行,以免发生偶联反应。
I.CuQ沉淀的制备
(1)将CuSOs5H2。、NaCLNaHSO3,NaOH在水溶液中加热一段时间后,即可得到CuCl沉淀。请写
出该反应的离子方程式O
II.重氮盐溶液的制备
⑶水蒸气蒸储装置如下图所示,图中长导管a的作用;仪器b的名称是
当观察到即可停止蒸储,停止蒸镭后下列操作正确的排序为(填序号)。
①熄灭酒精灯②打开旋塞③停止通冷凝水
⑷CuCl催化机理分两步进行,请补充完整:
N
+CuCl——►+CuC%+2T
H3c
②o
(5)对氯甲苯粗品经过精制后,得到L50g产品,本实验的产率最接近于(填标号)。
A.55%B.60%C.65%D.70%
3.(2024.江西南昌・三模)2—澳戊二酸二甲酯(相对分子质量为239)是某抗癌药物的重要中间体。其制
备的反应原理如图所示:
SOC12
HOOC^^^COOH'
Br
中间产物I中间产物II
制备装置如图所示(夹持装置已略去):
实验步骤如下:
步骤一:制备
将13.2g戊二酸(相对分子质量为132)加入到三颈烧瓶中,再向其中加入三氯甲烷25mL,搅拌均匀,
保持78℃条件下,依达缓慢滴加12mL氯化亚飒、3滴催化剂、液澳,随后回流;回流完毕后,将三颈烧
瓶置于冰盐浴中。将溶液温度降到-10℃后,缓慢滴加25mL甲醇(沸点647C),保持滴加过程中温
度不超过0℃o
步骤二:除杂
向三颈烧瓶中加入25mL饱和碳酸氢钠溶液进行洗涤,分液除去上层水相,下层有机相再用25mL饱
和氯化钠溶液洗涤3次,洗涤完毕,用无水硫酸镁干燥,过滤。
步骤三:提纯
过滤后的液体置于热浴容器中(外温170℃),接上精储装置,进行减压蒸储。
步骤四:收集
收集100-110℃的储分,得到14.34g无色透明油状液体。
回答下列问题:
(1)使用装置A的优点是。
(2)步骤一中采取“温度降到-10。。'“缓慢滴加”这些措施的可能原因有0
a.减缓反应速率
b.防止高温下发生复杂的有机副反应
c.避免原料挥发,使反应物充分反应
(3)步骤二中用饱和氯化钠溶液洗涤的目的是。
(4)步骤三中使用减压蒸储的目的是o
(5)中间产物/比戊二酸的沸点低很多的原因是,反应中生成戊二酰氯的同时得到两种有刺激
性气味的气体,该反应的化学方程式为。
(6)从环保角度分析,该实验装置存在明显不足之处。解决的办法是o
(7)本实验的产率是0
4.(2024・四川•模拟预测)二茂铁(化学式为尸e(&H5)2)常温下是一种橙黄色针状晶体,熔点为173七,易
升华,能进行一系列的取代反应,可用作紫外吸收剂、火箭燃料添加剂。实验室合成二茂铁的步骤如
下:
①按图1组装好装置,检查气密性后向仪器A中加入一定量处理过的四氢味喃,通入M,开始搅拌;
②向仪器/中分批次加入8.125g无水尸eC。,然后加入2.000g还原铁粉,水浴加热回流。反应结束除
去多余的反应物后将回流装置改为减压蒸储装置,蒸去溶剂;
③反应器冷却后,再改成回流装置并继续通入M,逐滴加入事先混合好的足量(。2及)21四(二乙胺)、
。5珏(环戊二烯)的混合液,搅拌加热反应;
④反应结束后蒸去溶剂,析出粗品,然后以升华法提纯。
回答下列问题:
(1)仪器人的名称为,仪器8的作用是o
(2)步骤①中通入M的作用是。
(3)写出在步骤②中仪器人内发生反应的化学方程式o
(4)已知步骤③中二乙胺反应后生成(。2风)2】阳•五口,写出制备二茂铁的化学反应方程式0
(5)采用图2所示装置进行升华法提纯时,粗品二茂铁放在(填“蒸发皿”或“带孔滤纸”)上,装
置中漏斗颈处棉花的作用是»
(6)若实验中最终得到纯净的二茂铁9.3g,则产品产率是0(保留3位有效数字)
5.(2024・四川成都•模拟预测)块喃甲酸与味喃甲醇都是重要的工业原料,某实验小组拟利用口夫喃甲醛的
Cannizzaro反应(方程式如下)进行制备与分离,相关原理、装置与制备流程如下。回答相关问题:
NaOH,乙酸「乙醛溶液皿驾产品X曰
吠喃甲醛10°C操作①L水溶液HCI»粗产品.重结制产品丫
pH=3
物质状态熔点。C沸点℃溶解性
吠喃甲醛油状液体-36161.7微溶于冷水,溶于热水、乙醇、乙醛
吠喃甲酸白色晶体130易升华难溶于冷水,易溶于乙醇、乙醛
吠喃甲醇液体-31171溶于水,乙醇、乙醛
(1)反应开始后体系温度极易上升,原因是o已知温度高于12。(3会引发副反应,为提高产率可
采取的控温操作有、(答出两点)。
(2)进行“操作②”时需多次收集储分,最先储出的是0将铜丝烧至红热后伸入吠喃甲醇,现象
是(结合反应方程加以说明)。
(3)“操作①”的名称是。若先加盐酸调pH再进行“操作①”,会导致产品分离困难,原因是
(4)反应过程产生的有色杂质易吸附在Y表面,可通过重结晶提纯:将过滤得到的粗产品溶于5-
7mL热水中,加活性炭,煮沸lOmin,(填操作名称),冷却结晶,过滤,洗涤,晾干,得白色针状晶
体产品。最佳洗涤剂是(填序号)。
a.乙醇6.冷水c.乙醴d.热水
(5)唉喃G可以发生加聚反应生成聚吠喃,试写出相应方程式,并从结构角度分析吠喃甲
/)----CH3
酸与a—甲基吠喃均无法聚合的原因。
COOH
OH
6.(2024・湖北武汉•一模)苦杏仁酸(\=/)是一种医药中间体,可用于合成阿洛托品类解痉
齐U。实验室制备苦杏仁酸的原理、步骤和装置(加热装置已略去)如下。
COONa
<^^CHO+CHC13+4NaOH冬OH+3NaCl+2H2O
COONaCOOH
2<^^^CH-OH+H2so4fOH+Na2SO4
步骤1:向图1的三颈烧瓶中加入10.6g苯甲醛、1.3gTEBA^24.0久汨。3(过量),搅拌并加热,同时滴
加足量的NaOH溶液,反应一段时间。
步骤II:将步骤/所得混合物冷却,倒入200mL水中,用乙醛萃取,弃去有机层;向水层中加入稀硫酸
酸化;继续利用乙醛萃取4次,合并萃取液;加入无水硫酸钠。
步骤山:在常压下,利用图2装置蒸去乙醛,得到粗产品。
回答下列问题:
⑴X的名称为;图1和图2中的冷凝管互换(填“能”或“不能”)。
(2)步骤II中第一次用乙醛萃取的目的是;加入无水硫酸钠的作用是o
(3)将步骤HI补齐:安装蒸储装置,加入待蒸储的物质和沸石,,,弃去前储分,收集产
品o
(4)为了提高粗产品的纯度,后续还可采用的方法是;若最终获得11.2g苦杏仁酸样品,则实验
室制备苦杏仁酸的产率最接近(填标号)。
A.85%B.75%C.65%D.55%
cq2H5
LXJKC2H5
(5)TEA4是一种离子液体,其结构简式是Cl"02H5,不直接参与化学反应,但能增大反应速
率,其可能原因是(从溶解度的角度解释)。
7.(2024.黑龙江大庆.模拟预测)山梨酸是国际上应用最广的防腐剂之一,实验室通过巴豆醛和丙酮缩合
法制备山梨酸[CH3(CH=CH)2coOH]反应原理:
Ba(OH)28H2。
L
CH3cH=CHCHO+CH3coe旦一----^CH3(CH=CH)2COCH3+H2O
①缩合反应巴豆醛丙酮巴豆烯叉丙酮
②氯仿反应CH31cH=CH)2coe国+3NaClO-CH^CH=CH)2coONa+CHCl3+2NaOH
③酸化反应CH3(CH=CH)2COONa^CH3(<CH=CH)2COOH
实验步骤:
①向三颈烧瓶中加入80.0mL丙酮、少量Ba(OH)2-8Mo,加热至丙酮出现回流时,在加热搅拌下缓
慢滴入10.0mL巴豆醛。控制温度约为70(、回流2.5%后停止反应,过滤、蒸储得到巴豆烯叉丙酮。
②在室温下,将NaCZO溶液、20%NaQH溶液依次滴加到巴豆烯叉丙酮中,并不断搅拌直至有机相液
体体积不再增大,停止搅拌,将混合液转入分液漏斗中,静置、分离得到山梨酸钠水溶液,再用Na2so.§
处理水溶液中过量的NaClO.
③将质量分数为30%的稀H2SO4缓慢滴入山梨酸钠水溶液中,并不断搅拌至溶液pH=3,过滤、洗涤
得山梨酸粗产品。
④将适量蒸储水加入粗产品中,加热溶解,冷却结晶,减压过滤,干燥后得到10.0g山梨酸。已知:
①山梨酸微溶于水,易溶于有机溶剂。易被强氧化剂HC2O等氧化;
②部分有机物密度为:巴豆醛0.85g/mL,氯仿1.48g/mL,丙酮0.79g/mL。
回答下列问题:
(1)步骤①分离出巴豆烯叉丙酮的装置如图1所示(加热及夹持装置省略),虚线框内连接的仪器为
(填名称),尾接管连接抽气泵的目的是,毛细管连通大气的主要作用是o
(2)步骤②分离混合液时应选用图2中装置(填%”或“”)
(3)用Na2s处理过量的MCZO时反应的离子方程式为;不可以在步骤③酸化后再加入
Na2s。3除去过量的NaClO,原因是。
(4)步骤③中,检测洗涤是否完成的操作是。
(5)本实验中山梨酸的产率为(保留3位有效数字)。
8.(2024•黑龙江牡丹江•一模)乙酰水杨酸(俗称阿司匹林),是常用的解热镇痛药。实验室选择草酸绿色
催化剂制备阿司匹林。
【实验原理】水杨酸乙酸酎阿司匹林
名词熔点/℃溶解性
水杨酸157〜159溶于水和乙醇
乙酸酎-73.1易水解
乙酰水杨酸135微溶冷水,可溶热水,易溶于乙醇
【实验流程】
回答下列问题:
(1)制备过程中采用的合适加热方式是。
(2)“加冷水”后,发生反应的化学方程式为o
(3)“操作2”中加入饱和NaHCO?溶液的目的是。
(4)最后得到产品的提纯方法是。具体操作:粗产品用乙酸乙酯溶解后加热回流,再趁热过滤,
冷却结晶,抽滤洗涤干燥得到产品。下列装置不可能会用到的有o
(5)取少量产品,加5ml水充分溶解,滴加3滴FeCl3稀溶液,作用是。
(6)用分光光度法测定阿司匹林粗产品的纯度。现测得阿司匹林标准溶液的吸光度A与其浓度关系
如图线Q所示。准确称取16.Omg实验产品,用乙醇溶解并定容lOOmZ,测得溶液吸光度4=0.720,
则该产品的纯度是(以质量分数表示)。
8
7
6
5
v4
3
0.2
0.00.20:40.60:81.01.21.41.6
质量浓度/(10-mg/mL)
9.(2024•福建厦门•模拟预测)格氏试剂(R-MgX,A表示煌基,X表示卤原子)是重要的有机试剂。
CH3CH2MgBr的制备原理(CH3cH2历+Mg>CH3CH2MgBr)及实验过程如下。
已知:该制备实验需在绝对无水、无氧的环境下进行。一般不易发生,常需引发剂,引发后,反应剧烈
且放热。
/、试剂的预处理
(1)乙醛[沸点:34.5℃,密度为0.714g・cmT,微溶于水,混有过氧乙醛(CH3cH2cH3)、少量
水]的处理:
①过氧乙醛的检验:取少量样品滴于KZ-淀粉试纸中央,出现现象,说明其中含有过氧乙醛。
②除过氧乙醛:将乙醛转入(选填图中仪器标号)中,加入适量的硫酸亚铁溶液,充分振荡,静置
分层,(填具体操作),分离出下层水相。最后将有机相转移至蒸储装置中蒸储,收集34.5。。储
分。
HCD
③将经蒸储获得的乙酸注入棕色试剂瓶中,压入钠丝,盖上有毛细管的瓶盖。压入钠丝的目的是
II.CH3cH2A匆历的制备
如图组装装置(加热和夹持装置已略),向仪器X中加入2.4。镁条和1小粒碘,装好装置,向仪器Y中
加入0.12mol澳乙烷和25.00mL乙醛,混匀后开始滴入仪器X中,反应中保持微沸,加完后,温水浴加
热回流20min直至镁条完全反应。
(2)仪器Y的名称是。
(3)回流结束后,需进行的操作有①停止加热②关闭冷凝水③移去水浴,正确的顺序为(填标
号)。
(4)实验装置存在缺陷,导致制备的格氏试剂易水解,改进措施为。
(5)反应温度过高会导致副反应的发生,避免副反应的发生可采取的操作或措施有。
(6)打开仪器V上口的玻璃塞,加入0.2mol乙醛,之后打开其下口使乙醛逐滴与CH3cH2场8r反应,
然后滴加20.0mL饱和NH18r溶液生成产物Z(伴有一种盐和碱性气体产生)。将Z从混合液中提纯
后进行了氢谱和质谱的表征,结果如下:
相
对
丰
度
/%
ppm543210质荷比27425974
则CH3cB与乙醛反应生成Z(碳骨架无支链)的总反应为。
10.(2025・四川成都•模拟预测)对硝基苯甲酸广泛应用于医药、染料、感光材料等领域。实验室用下图示
装置制备(加热和夹持仪器已略去)。反应原理为:
+2MnO2+KOH+H.O.
实验步骤:
I.向250mL三口烧瓶中加入10.43g(0.066mol)KMz04、20mL水,再加入微量的澳化四丁基镂(结
构如图)。加热待温度达到50℃,恒温分批共加入3.00g(0.022mol)对硝基甲苯。升温到一定温度控
制条件反应。
Br
澳化四丁基镂(C16H36BrN)
II.反应结束后趁热过滤,洗涤固体,合并洗涤液。
III.向滤液中加入15mLi5%H2so4,调节P8至2〜3,析出黄白色沉淀。待沉淀完全后,过滤,洗涤。
经过重结晶,得到对硝基苯甲酸L67g。
熔点/℃沸点/°。溶解性
对硝基甲苯51.3238(易升华)不溶于水,溶于乙醇
对硝基苯甲酸242—微溶于水,溶于乙醇
回答下列问题:
(1)仪器a的名称是0
(2)根据下列实验数据,从经济环保的角度选择的温度条件和时间分别是,加热方式为
o温度过高会造成产率下降,可能原因是o
图1反应温度对产率的影响图2反应时间对产率的影响
(3)步骤II反应结束后趁热过滤除去(填化学式),用洗涤固体并合并滤液。
(4)澳化四丁基镂有类似冠醍的作用(吸引MnO])。解释澳化四丁基镂在该实验中的作用。
(5)计算对硝基苯甲酸的产率(保留2位有效数字)-
11.(2024・四川成都・三模)正丁酸[(CH3cH2cH2cH或。]可用作溶剂,电子级清洗剂。实验室制备原理如
△
下:2cH3cH2cH2cH20Ht(CH3cH2cH2cH2)2O+H2Oo
制备步骤:
步骤/选择仪器并组装(夹持装置略)。
步骤II.加入15.5mL正丁醇、2.5mL浓硫酸,摇匀,在磁力搅拌器上加热至100~1151,保持反应物
微沸约20min,回流分水。
步骤HI.当烧瓶内反应物温度升至1351左右,分水器水层界面不再上升时,即可停止反应。
步骤IV.反应液稍冷却后,倒入盛有25mL水的分液漏斗中,充分摇振,静置分层。所得粗产物依次
用12.5mL水,8mL5%NaOB■溶液、8mL水、8mL饱和Ca,溶液(除去正丁醇)洗涤燃后用1g无水
氯化钙干燥。
步骤口拆改原装置为蒸储装置。蒸储,收集储分。
有关物质的物理性质如下:
化合物密度(g/crr?)熔点(℃)沸点(℃)水中溶解度(g)
正丁醇0.810-89.8117.79
正丁酸0.773-97.9142.4<0.05
回答下列问题:
(1)步骤/中除了选择回流冷凝管、分水器(见上图),还应选择(选字母序号)。
酒
水
精
银
温
温
度
度
计
计
C
(2)步骤II中,分水器中水层位于(填"上”或“下”)层。若水层-有机层界面不清楚时,可加
盐使水层饱和,这样做的原理是(答一条)。
(3)步骤ni进行1.5%后,若继续加热,则反应液变黑并有较多的副产物生成。写出正丁醇被热硫酸炭
化的化学方程式。
(4)步骤IV中,8mL水洗的作用是。干燥后的混合物经过(填操作名称),转移至蒸镭烧
瓶中。
(5)步骤V■中,判断正丁酸蒸储完毕的现象是
12.(2024•陕西•模拟预测)肉桂酸广泛应用于香精香料、食品添加剂、医药工业、美容和有机合成等方面。
其合成原理及实验室制备方法如下:
主反应:
副反应:
实验步骤:
i.在500mL仪器a中加入5mL苯甲醛、14mL乙酸酉干和12g无水碳酸钾粉末(过量),加热回流45分
钟。
ii.向反应混合物中加入40mL蒸储水浸泡几分钟,进行水蒸气蒸馆。
iii.将烧瓶冷却后,加入13g碳酸钾,再加入70mL水,加热煮沸,趁热过滤。
iv,待滤液冷却至室温后,在搅拌下小心加入40mLi:1盐酸,使溶液呈酸性。
v.冷却结晶,抽滤,用少量试剂b洗涤,809烘干,得粗产品4.5g。
加热回流装置水蒸气蒸储装置
相关物质物理性质如表所示:
溶解度:g/100mL
名称相对分子质量密度/g/cm3熔点/℃沸点/℃
水醇酸
苯甲醛1061.04-26178〜1790.3互溶互溶
乙酸酎1021.08-73138-140遇水生成乙酸溶不溶
肉桂酸1481.24133-1343000.0424溶
回答下列问题:
(1)加热回流装置中仪器a的名称是,不使用水冷冷凝管而用空气冷凝管是为了。
(2)碳酸钾使用前应干燥,目的是0
(3)步骤出中趁热过滤除去的主要物质是(填名称)。
(4)步骤ii中蒸出的物质是(填“苯甲醛”、“乙酸钾”或“肉桂酸钾”)与水的低沸点共沸物,判
断蒸屈完成的方法是0
⑸步骤v中试剂b是(填“冷水”、“乙醇”或“乙醛”)。
(6)本实验肉桂酸的产率最接近(填标号)。
A.50%B.60%C.70%D.80%
有机物制备型实验综合题
建议完成时间:120分钟选择题:精选__2_题
实际完成时间:_____分钟非选择题:精选^题
1.(2024・山东•模拟预测)苯并咪噪是一类杂环化合物,其结构与天然存在的核甘酸的结构相似,具有较
强的生物活性。以N,N一二茉基邻苯二胺为原料,在二甲亚飒(DMSO)溶剂中,加入氧化剂DDQ,
可制备1-平基-2-苯基苯并咪唾,转化关系如图1所示:
实验装置如图2所示(夹持装置略),实验步骤如下:
①称取86.4moN,V—二茉基邻苯二胺(昭=288),取足量氧化剂。。Q备用。
②向50mL三颈烧瓶中依次加入—二苇基邻苯二胺、DOQ,再加入1.0mL二甲亚碉。
③将反应烧瓶移至40(的油浴锅中,加热回流1%。
④向反应烧瓶中滴加5mL饱和Na2s2。3溶液,待反应液变色后加入10mL蒸储水稀释反应液。将反
应液转移至分液漏斗,加乙酸乙酯萃取后分液,用少量饱和食盐水洗涤有机层,分液,向有机层中加入
无水硫酸镁固体,静置一段时间后,分离出液体,对分离出的液体进一步分离纯化,得到1-芳基-2
-苯基苯并咪哇,称得质量为77.3mgo
回答下列问题:
⑴仪器人的名称是,冷凝水应从(选填%”或%”)口通入。
(2)从绿色化学的角度考虑,本实验不用浓硝酸做氧化剂的主要原因是。
(3)步骤③中回流结束后需要进行的操作有:①停止加热,②关闭冷凝水,③移去油浴。正确的顺序是
(填字母)。
A.①②③B.③①②C.②①③D.①③②
(4)步骤④中加入饱和M2s2。3溶液的目的是o
(5)步骤④中饱和食盐水的作用除了洗涤,还有。”进一步分离纯化”的操作是o
(6)本实验中1—米基—2—苯基苯并咪睫的产率是(保留一位小数)。
【答案】
(1)球形冷凝管b
(2)浓硝酸做氧化剂会产生对环境有害气体,不利于环保
⑶。
(4)除去过量的氧化剂DDQ
(5)促进有机物和水层分层,便于分液及减少产品溶解损失蒸馈
(6)90.7%
【详解】(1)仪器A的名称是球形冷凝管,冷凝水下进上出,所以冷凝水应从b口通入;
(2)从绿色化学的角度考虑,本实验不用浓硝酸做氧化剂的主要原因是:浓硝酸做氧化剂会产生对环境有害
气体,不利于环保;
(3)步骤③中回流结束后先停止加热,再移走油浴,最后关闭冷凝水,这样操作可以减少产品损失,故选Do
(4)饱和Na2s2O3溶液除去过量的氧化剂DDQ;
(5)步骤④中饱和食盐水的作用除了洗涤,还有促进有机物和水层分层,便于分液及减少产品溶解损失,
“进一步分离纯化”的操作是蒸储,利用沸点不同进行分离;
(6)N,N'-二千基邻苯二胺(防=288)的质量为86.4mg,最终得到产品1—节基一2—苯基苯并咪唾质
77.3x10-3
量为77.3mg,则本实验中1一节基一2—苯基苯并咪唾的产率是86.4X1Lx100%=90.7%。
X284^/mol
288p/mol
2.(2024・湖南衡阳•模拟预测)对氯甲苯(M=126.5g-mol-1)常作为染料、医药、有机合成的中间体,也可
用作溶剂,密度1.19g/cm3。其制取原理是:先用芳胺在一定条件下制成芳香重氮盐,然后在CuCl催
化下,芳香重氮盐中的重氮基被氯原子取代生成芳香族氯化物。其原理如下:
X/凡NaNOzCuCl
HC『HA>H3CXJH-C
H3c
已知:重氮盐的生成需在强酸性条件下进行,以免发生偶联反应。
I.CuCZ沉淀的制备
⑴将CuSO^H.O.NaCLNaHSO3.NaOH在水溶液中加热一段时间后,即可得到CuCl沉淀。请写
出该反应的离子方程式o
II.重氮盐溶液的制备
(3)水蒸气蒸储装置如下图所示,图中长导管a的作用;仪器b的名称是
当观察到即可停止蒸储,停止蒸储后下列操作正确的排序为(填序号)。
①熄灭酒精灯②打开旋塞③停止通冷凝水
⑷CuCl催化机理分两步进行,请补充完整:
+CUC1—►jQ*+CUC12+N2T
①H3C^^
②=
(5)对氯甲苯粗品经过精制后,得到L50g产品,本实验的产率最接近于(填标号)。
A.55%B.60%C.65%D.70%
【答案】
(1)2C〃2++HSO-+2Cl-+3OH-=2CuCl+SO/+2H2O
(2)使溶液酸性减弱,导致重氮盐发生偶联反应;将CuCl氧化降低催化效率
(3)安全管,平衡压强直形冷凝管锥形瓶中无油状液体增加时②①③
HQ-CL
11
(4)叩+CuCl2一>3c+CuCi
⑸口
【详解】⑴将CuSOf5H£>、NaCLNaHSO3.NaOH在水溶液中加热一段时间后,即可得到CuCl沉淀,则
Cu的化合价降低,则必要元素化合价升高,则S的化合价升高,根据氧化还原反应可得,该反应的离子方
程式为:2。偿++HSO-+2Cl-+3OH=2CuCl+SO/+2H2。,故答案为:2。苏++HSO-+2c『+
3OH-=2CuCl+SOf+2丑2。;
(2)已知NaNO2溶液显碱性,且NaN。2在酸性条件下具有较强的氧化性,结合题干信息:重氮盐的生成需
在强酸性条件下进行,以免发生偶联反应可知,实验过程中NaNO2溶液过量可能带来的弊端有:使溶液酸
性减弱,导致重氮盐发生偶联反应;将CuCl氧化降低催化效率,故答案为:使溶液酸性减弱,导致重氮盐发
生偶联反应;将CuCl氧化降低催化效率;
(3)由题干水蒸气蒸倚装置图可知,图中长导管a的作用平衡内外压强,起到安全管的作用,仪器b的名称
是直形冷凝管,对氯甲苯为不溶于水的无色油状液体,故当观察到锥形瓶中无油状液体增加时说明蒸馈基
本完成,即可停止蒸馈,停止蒸偏后下列操作正确的排序为打开旋塞保证正常通气,熄灭酒精灯不再产生
水蒸气,最后停止通冷凝水以保证冷凝管中剩余蒸气能够完全冷却,故答案为:安全管,平衡压强;直形冷
凝管;锥形瓶中无油状液体增加;②①③;
彳丫凡一―ci、彳一
HC1>+2
H3。
(4)c“a催化机理分两步进行,根据总反应式:和反应历程①
,C1
+CuCl——►J^j|+CuCl2+N2T
H,CH3c可知,历程
+CuCl;
(5)由题干信息可知,该转化关系流程图可知,
,2.10g对甲基苯胺完全反应理论上能够
生成对氯甲苯的质量为:f%,X126.5g/mol=2.48g,故对氯甲苯粗品经过精制后,得到1.50g产品,
本实验的产率皆2xioo%=6O.48%,即最接近60%,故答案为:5。
2.4Xg
3.(2024.江西南昌・三模)2—澳戊二酸二甲酯(相对分子质量为239)是某抗癌药物的重要中间体。其制
备的反应原理如图所示:
H。…c。。-c口卜1茨
Br
中间产物i中间产物n
制备装置如图所示(夹持装置已略去):
实验步骤如下:
步骤一:制备
将13.2g戊二酸(相对分子质量为132)加入到三颈烧瓶中,再向其中加入三氯甲烷25mL,搅拌均匀,
保持78(条件下,依达缓慢滴加12mL氯化亚碉、3滴催化剂、液浪,随后回流;回流完毕后,将三颈烧
瓶置于冰盐浴中。将溶液温度降到—10℃后,缓慢滴加25mL甲醇(沸点64.71),保持滴加过程中温
度不超过0℃o
步骤二:除杂
向三颈烧瓶中加入25mL饱和碳酸氢钠溶液进行洗涤,分液除去上层水相,下层有机相再用25mL饱
和氯化钠溶液洗涤3次,洗涤完毕,用无水硫酸镁干燥,过滤。
步骤三:提纯
过滤后的液体置于热浴容器中(外温170℃),接上精储装置,进行减压蒸储。
步骤四:收集
收集100-110℃的储分,得到14.34。无色透明油状液体。
回答下列问题:
⑴使用装置A的优点是o
(2)步骤一中采取“温度降到-1CTC”“缓慢滴加”这些措施的可能原因有0
a.减缓反应速率
b.防止高温下发生复杂的有机副反应
c.避免原料挥发,使反应物充分反应
(3)步骤二中用饱和氯化钠溶液洗涤的目的是»
(4)步骤三中使用减压蒸储的目的是。
(5)中间产物/比戊二酸的沸点低很多的原因是,反应中生成戊二酰氯的同时得到两种有刺激
性气味的气体,该反应的化学方程式为。
(6)从环保角度分析,该实验装置存在明显不足之处。解决的办法是。
(7)本实验的产率是o
【答案】
(1)平衡气压,便于液体顺利流下
(2)afec
(3)除去有机相中残留的NaHCO3
(4)降低有机物沸点
(5)戊二酸分子间存在氢键,中间产物/分子间不存在氢键
(6)在冷凝管上端尾部连接装有碱石灰的球形干燥管
(7)60%
【详解】(1)实验装置图可知,装置A为恒压滴液漏斗,使用恒压滴液漏斗的目的是平衡气压,便于所盛溶液
顺利流下,故答案为:平衡气压,便于液体顺利流下;
⑵步骤一中采取“温度降到一10(”“缓慢滴加”这些措施的目的是减缓反应速率,使反应物充分反应,同
时防止温度过高导致副反应的发生,避免原料受热挥发造成损失,故选abc;
(3)由题意可知,步骤二中向三颈烧瓶中加入25mL饱和碳酸氢钠溶液进行洗涤的目的是除去有机物中的
酸性物质,下层有机相再用25mL饱和氯化钠溶液洗涤3次的目的是除去有机物中残留的碳酸氢钠,故答
案为:除去有机相中残留的NaHCOi;
(4)减压可降低有机物的沸点,蒸储时减少其挥发,则步骤三中使用减压蒸镭的目的是降低有机物沸点,减
少挥发;
(5)戊二酰氯与戊二酸都是由分子组成的物质,戊二酸结构中含有较基,分子间能形成氢键,戊二酰氯分子
间不存在氢键,所以戊二酰氯比戊二酸的沸点低很多;由题意可知,戊二酸与氯化亚硼反应生成戊二酰氯、
二氧化硫和氯化氢,反应的化学方程式为
,故答案为:戊二酸
分子间存在氢键,戊二酰氯分子间不存在氢键;
(6)由于反应中产生污染性气体,所以从绿色化学角度分析,该实验装置的明显不足之处是没有尾气处理装
置,应在冷凝管处连接装有碱石灰的球形干燥管,故答案为:应在冷凝管上端尾部连接装有碱石灰的球形
干燥管;
⑺由题意可知,13.2g戊二酸(为13.2g+132g/mol=0.1mol)制得14.34g2—澳戊二酸二甲酯(为14.34g
+239g/mol=0.06mol),则由碳原子守恒可知,实验的产率为《芈X100%〜60%。
4.(2024・四川•模拟预测)二茂铁(化学式为Fe(C5H5)2)常温下是一种橙黄色针状晶体,熔点为173℃,易
升华,能进行一系列的取代反应,可用作紫外吸收剂、火箭燃料添加剂。实验室合成二茂铁的步骤如
下:
①按图1组装好装置,检查气密性后向仪器A中加入一定量处理过的四氢吠喃,通入M,开始搅拌;
②向仪器A中分批次加入8.125g无水尸eC3然后加入2.000g还原铁粉,水浴加热回流。反应结束除
去多余的反应物后将回流装置改为减压蒸储装置,蒸去溶剂;
③反应器冷却后,再改成回流装置并继续通入M,逐滴加入事先混合好的足量(。2及)21忸(二乙胺)、
。5风(环戊二烯)的混合液,搅拌加热反应;
④反应结束后蒸去溶剂,析出粗品,然后以升华法提纯。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为,仪器8的作用是o
(2)步骤①中通入M的作用是。
(3)写出在步骤②中仪器A内发生反应的化学方程式。
(4)已知步骤③中二乙胺反应后生成(。2品)2而・/口,写出制备二茂铁的化学反应方程式。
(5)采用图2所示装置进行升华法提纯时,粗品二茂铁放在(填“蒸发皿”或“带孔滤纸”)上,装
置中漏斗颈处棉花的作用是。
(6)若实验中最终得到纯净的二茂铁9.3g,则产品产率是0(保留3位有效数字)
【答案】
(1)三颈烧瓶冷凝回流
(2)排出装置内的空气,防止注2+被氧化
(3)2FeCZ3+Fe=3FeCl2
⑷2(。2,)2曲+2c5H6+FeCl2❷2(C2H5)2NH-HCl+Fe(C5H加
(5)蒸发皿防止二茂铁的气体在漏斗中的凝华或者进入空气中,造成损失
(6)66.7%
【详解】(1)根据装置图,仪器A的名称为三颈烧瓶;仪器B是球形冷凝管,作用是冷凝回流。
(2)Fe2+易被氧化,步骤①中通入M,排出装置内的空气,防止反2+被氧化。
(3)步骤②中仪器A内氯化铁和铁反应生成氯化亚铁,发生反应的化学方程式2FeCk+Fe=3FeClz。
(4)步骤③中二乙胺反应后生成(。2丑5)2曲・狄加则氯化亚铁、环戊二烯、二乙胺反应生成9阿zNH-
HCI和二茂铁,化学方程式为2{C2H5\NH+2c国+FeCl2乌2{C2H^)2NH-HCI+阳。网2。
(5)二茂铁易升华,进行升华法提纯时,粗品二茂铁放在蒸发皿上,装置中漏斗颈处棉花的作用是防止二茂
铁的气体在漏斗中的凝华或者进入空气中,造成损失。
(6)8.125g无水FeCl3的物质的量为0.05mol,与铁反应生成UNSmolFeCl?,则二茂铁的理论产量为
0.O75mol,产品产率是—――?吗/-rX100%=66.7%o
0.075nwZxl86g/mol
5.(2024•四川成都•模拟预测)吠喃甲酸与映喃甲醇都是重要的工业原料,某实验小组拟利用口夫喃甲醛的
CannizzaT。反应(方程式如下)进行制备与分离,相关原理、装置与制备流程如下。回答相关问题:
NaOH,乙酸「乙醛溶液皿驾产品X曰
吠喃甲醛10°C操作①L水溶液HCI»粗产品.重结制产品丫
pH=3
物质状态熔点℃沸点℃溶解性
吠喃甲醛油状液体-36161.7微溶于冷水,溶于热水、乙醇、乙醛
块喃甲酸白色晶体130易升华难溶于冷水,易溶于乙醇、乙醛
唉喃甲醇液体-31171溶于水,乙醇、乙醛
(1)反应开始后体系温度极易上升,原因是。已知温度高于12℃会引发副反应,为提高产率可
采取的控温操作有、(答出两点)。
(2)进行“操作②”时需多次收集储分,最先储出的是0将铜丝烧至红热后伸入吠喃甲醇,现象
是
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